Por lei, o vinagre (solução aquosa de ácido acético) pode conter, no máximo, 4% em massa de ácido acético (
). Suponha que você queira verificar se o vinagre utilizado em sua casa atende as especificações legais. Para isso, você verifica que 40 mL de vinagre são completamente neutralizados por 15 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio 2,0 molar. A que conclusão você chega?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos que verificar se o vinagre que você usa em casa está dentro da especificação legal, que diz que o vinagre pode conter, no máximo, 4% em massa de ácido acético. Para isso, fizemos uma titulação: usamos 40 mL de vinagre e descobrimos que foram completamente neutralizados por 15 mL de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração de 2,0 molar. Vamos usar conhecimentos de química, especificamente sobre reações de neutralização e cálculos de molaridade, para resolver esse problema.
Passo 2
Vamos começar identificando a reação de neutralização que ocorre entre o ácido acético (
) e o hidróxido de sódio (
). A equação química balanceada é:
Essa equação nos mostra que 1 mol de ácido acético reage com 1 mol de NaOH.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos mols de NaOH foram usados na titulação. A fórmula para calcular a quantidade de mols é:
onde
é a concentração em mol/L e
é o volume em litros.
No nosso caso:
Passo 4
Como a reação acontece na proporção 1:1, a quantidade de mols de ácido acético é igual à quantidade de mols de NaOH:
Passo 5
Sabemos que a concentração de molaridade do ácido acético é de
. Vamos calcular o volume de ácido acético nos 40 mL de vinagre:
Isso significa que, em 40 mL de vinagre, temos aproximadamente 44,8 mL de ácido acético puro, o que não faz sentido físico. Parece que houve um erro nos cálculos.
Vamos refazer corretamente:
A massa molar do ácido acético (
) é aproximadamente 60,05 g/mol. Então, a massa de ácido acético é:
Passo 6
Agora, vamos calcular a porcentagem em massa de ácido acético no vinagre:
Assumindo que a densidade do vinagre é próxima à da água (
), a massa total dos 40 mL de vinagre é aproximadamente 40 g.
Resposta
A porcentagem de ácido acético no vinagre é aproximadamente 4,50%, o que está acima do limite legal de 4%. Portanto, o vinagre utilizado não atende às especificações legais.