Em uma indústria a cada 3 meses é necessário padronizar as soluções estoque de HCl de
e de
. Para padronizar as soluções é necessário por diluição retirar uma alíquota e prepara 100 mL de soluções 0,1
. Para padronizar as soluções temos disponível
e
. Prepararam-se soluções
de
e
. Os volumes gastos para titular em triplicata 10 mL de cada solução padrão foram:
titulação
titulação
e
titulação
titulação
titulação
e
titulação
.
Calcule:
a. O volume necessário de HCl e NaOH para preparar soluções
para serem tituladas posteriormente. (R. 1mL)
b. As massas necessárias de
e
para preparar 100 mL de solução
. (R. 1,0706 g de
de
)
c. As concentrações reais das soluções estoque de HCl e NaOH . (R. 9,8; 9,9)
d. Caso as concentrações não estejam de acordo explique os principais motivos das diferenças nas concentrações.
Calcule:
a. O volume necessário de HCl e NaOH para preparar soluções
b. As massas necessárias de
c. As concentrações reais das soluções estoque de HCl e NaOH . (R. 9,8; 9,9)
d. Caso as concentrações não estejam de acordo explique os principais motivos das diferenças nas concentrações.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma indústria que precisa padronizar soluções de HCl e NaOH com concentração de
a cada 3 meses. Para fazer isso, eles vão diluir essas soluções até obter 100 mL de soluções com
. Vamos usar algumas reações químicas e cálculos de diluição para resolver os itens a, b, c e d do exercício.
Passo 2
Item a: Calcular o volume necessário de HCl e NaOH para preparar soluções
Primeiro, precisamos entender o que é diluição. A fórmula básica de diluição é:
Onde:
-
= concentração inicial -
= volume inicial -
= concentração final -
= volume final
Neste caso, queremos preparar 100 mL (
) de uma solução com
(
) a partir de uma solução estoque de
(
).
Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores:
passagem 3
Então, precisamos de 1 mL da solução estoque de HCl e da solução estoque de NaOH para preparar 100 mL de solução
cada.
Passo 3
Agora vamos para o Item b, que pede para calcular as massas necessárias de
e
para preparar 100 mL de solução
.
Passo 4
Primeiro, usamos a fórmula da concentração molar:
Onde:
-
= concentração molar -
= número de mols -
= volume em litros
Queremos preparar 100 mL (0,1 L) de uma solução
.
Calculando o número de mols necessários:
Agora, calculamos a massa usando a massa molar dos compostos.
Para
:
- Massa molar =
Massa necessária pura:
Considerando a pureza de 99%:
Para
:
- Massa molar =
Massa necessária pura:
Considerando a pureza de 98%:
Passo 5
Vamos para o Item c, que solicita calcular as concentrações reais das soluções estoque de HCl e NaOH.
Passo 6
Primeiro, calculamos a concentração média das titulções para HCl e NaOH.
Para HCl:
Volumes gastos nas titulações:
Volumes gastos nas titulações:
- 20,2 mL
- 20,4 mL
- 20,6 mL
Média:
Para NaOH:
Volumes gastos nas titulações:
Volumes gastos nas titulações:
- 20,0 mL
- 20,1 mL
- 20,3 mL
Média:
Agora, usamos a fórmula de diluição inversa para encontrar a concentração real (
):
Para HCl:
Convertendo para
:
Para NaOH:
Passo 7
Finalmente, vamos para o Item d, que pede para explicar os principais motivos das diferenças nas concentrações caso elas não estejam de acordo.
Passo 8
As diferenças nas concentrações reais comparadas com as esperadas podem ocorrer por vários motivos:
- Imprecisão na medição de volumes: Pequenos erros ao medir os volumes dos reagentes podem afetar a concentração final.
- Pureza dos reagentes: Mesmo com purezas de 99% e 98%, pequenas impurezas podem influenciar os cálculos.
- Erros na titulação: Técnicas de titulação inconsistentes, como ponto final mal detectado, podem levar a volumes incorretos.
- Temperatura: A temperatura pode afetar o volume das soluções e, consequentemente, a concentração.
- Hidratação dos reagentes: Se os reagentes não estiverem devidamente hidratados ou secos, a massa real pode variar.
- Evaporação: Perdas por evaporação durante a preparação das soluções podem concentrar ou diluir a solução final.
Resposta
d. As diferenças nas concentrações podem ser causadas por imprecisões na medição dos volumes, pureza dos reagentes, erros na técnica de titulação, variações de temperatura, hidratação inadequada dos reagentes e perdas por evaporação durante a preparação das soluções.