Uma série de soluções contendo NaOH , Na2 CO3 e NaHCO3, isoladamente ou em combinação compatível, foi titulada com HCl 0,1202 mol L^-1. Na tabela a seguir estão os volumes de ácido necessários para titular uma alíquota de 25,00 mL de cada solução com os indicadores: (1) fenolftaleína e (2) verde de bromocresol. Use essa informação para deduzir a composição das soluções. Além disso, calcular a concentração de cada soluto em miligramas por mililitro de solução.
© 29,64 36,42

Passo 1

Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos soluções que contêm três substâncias: hidróxido de sódio ( NaOH), carbonato de sódio ( Na2CO3) e bicarbonato de sódio ( NaHCO3). Essas soluções foram tituladas com ácido clorídrico ( HCl) usando dois indicadores diferentes: fenolftaleína e verde de bromocresol. Nos foram dados os volumes de HCl necessários para neutralizar uma alíquota de 25,00 mL dessas soluções. Nosso objetivo é descobrir qual é a composição de cada solução e calcular a concentração de cada soluto em miligramas por mililitro (mg/mL).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que cada indicador faz. A fenolftaleína muda de cor na faixa básica, geralmente entre pH 8,2 e 10,0, indicando a presença de NaOH e possivelmente NaHCO3. O verde de bromocresol muda de cor em uma faixa mais ácida, entre pH 3,8 e 5,4, indicando a presença de NaHCO3 e Na2CO3. Isso nos ajuda a saber quais substâncias estão presentes com base nos volumes de HCl utilizados.

Passo 3

Vamos analisar os dados fornecidos: para uma alíquota de 25,00 mL da solução, os volumes de HCl necessários são 29,64 mL com fenolftaleína e 36,42 mL com verde de bromocresol. Isso sugere que há uma quantidade de NaOH que reage primeiro com a fenolftaleína, e o restante reage quando usamos o verde de bromocresol.

Passo 4

Vamos calcular a quantidade de HCl usada para neutralizar cada componente. A reação de neutralização de NaOH com HCl é:
NaOH + HCl NaCl + H2O
E para Na2CO3:
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2CO3
E para NaHCO3:
NaHCO3 + HCl NaCl + H2CO3

Passo 5

Vamos calcular as mols de HCl usadas:
Mols de HCl = Volume (L) times Concentração (mol/L) Mols de HCl = 0,02964 , L times 0,1202 , mol/L = 0,003561 , mol (com fenolfta<=ína) Mols de HCl = 0,03642 , L times 0,1202 , mol/L = 0,004372 , mol (com verde de bromocresol) çãí

Passo 6

A diferença entre as mols de HCl usadas com os dois indicadores representa as mols de HCl que reagiram com NaHCO3:
0,004372 , mol - 0,003561 , mol = 0,000811 , mol (de NaHCO3)

Passo 7

Com as mols de NaHCO3 conhecidas, podemos calcular a massa:
Massa = Mols times Massa molar Massa de NaHCO3 = 0,000811 , mol times 84,01 , g/mol = 0,0681 , g
Convertendo para miligramas por mililitro (mg/mL):
Concentração = 0,0681 , g25,00 , mL = 0,002724 , g/mL = 2,724 , mg/mL çã

Passo 8

Agora, sabemos que apenas 2,724 mg/mL são de NaHCO3. O restante da reação com fenolftaleína foi devido à NaOH. Vamos calcular as mols de NaOH:
As mols de HCl que reagiram com NaOH são as que reagiram com fenolftaleína:
0,003561 , mol
Como a reação é 1:1:
Mols de NaOH = 0,003561 , mol
Calculando a massa:
Massa de NaOH = 0,003561 , mol times 40,00 , g/mol = 0,1424 , g
Convertendo para mg/mL:
Concentração = 0,1424 , g25,00 , mL = 0,005696 , g/mL = 5,696 , mg/mL çã

Passo 9

Por fim, não há Na2CO3 presente, pois todo o HCl adicional foi usado para NaHCO3. Portanto, a composição da solução é:
  • NaOH: 5,696 mg/mL
  • NaHCO3: 2,724 mg/mL
  • Na2CO3: 0 mg/mL

Resposta

A solução contém 5,696 mg/mL de NaOH e 2,724 mg/mL de NaHCO3, sem presença de Na2CO3.

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