Uma solução de ácido sulfúrico contém 14,7 g de ácido em 600 mL de solução. Durante a titulação foram necessários 19,4 mL desta solução para neutralizar completamente 24,2 mL de uma solução de hidróxido de sódio. Pede-se:
(a) A concentração, em quantidade de matéria, da solução de hidróxido de sódio;

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma solução de ácido sulfúrico ( H2SO4) com 14,7 gramas de ácido em 600 mL da solução. Durante a titulação, foram necessários 19,4 mL dessa solução para neutralizar completamente 24,2 mL de uma solução de hidróxido de sódio ( NaOH). Nosso objetivo aqui é encontrar a concentração, em quantidade de matéria (ou seja, em molaridade), da solução de hidróxido de sódio.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria de ácido sulfúrico na solução. Para isso, precisamos saber quantos mols de H2SO4 estão nos 14,7 gramas. A fórmula para calcular a quantidade de matéria (mols) é:
n = mM
onde:
  • n é a quantidade de matéria em mols,
  • m é a massa em gramas,
  • M é a massa molar da substância.

Passo 3

Vamos encontrar a massa molar do H2SO4. A massa molar é a soma das massas atômicas de todos os átomos na molécula:
  • H: 1,01 g/mol × 2 = 2,02 g/mol
  • S: 32,07 g/mol × 1 = 32,07 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
Então:
M = 2,02 + 32,07 + 64,00 = 98,09 , g/mol

Passo 4

Agora, vamos calcular os mols de H2SO4:
n = 14,7 , g98,09 , g/mol approx 0,15 , mol

Passo 5

Sabemos que esses 0,15 mols estão distribuídos em 600 mL de solução. Para encontrar a concentração molar ( C) da solução de H2SO4, usamos a fórmula:
C = nV
onde V está em litros.
V = 600 , mL = 0,600 , L
Então:
CH2SO4 = 0,15 , mol0,600 , L = 0,25 , M

Passo 6

Agora, vamos considerar a reação de neutralização entre H2SO4 e NaOH. A equação balanceada é:
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
Isso significa que 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de NaOH.

Passo 7

Durante a titulação, usamos 19,4 mL da solução de H2SO4 para neutralizar 24,2 mL da solução de NaOH. Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria de H2SO4 usada nessa titulação:
CH2SO4 = 0,25 , M, V = 19,4 , mL = 0,0194 , L
nH2SO4 = C times V = 0,25 times 0,0194 approx 0,00485 , mol

Passo 8

Usando a estequiometria da reação, sabemos que:
1 , mol , H2SO4 2 , mol , NaOH
Então, a quantidade de NaOH necessária é:
nNaOH = 2 times nH2SO4 = 2 times 0,00485 approx 0,0097 , mol

Passo 9

Agora, sabemos que 0,0097 mol de NaOH está presente em 24,2 mL da solução. Para encontrar a concentração molar da solução de NaOH:
CNaOH = nV = 0,00970,0242 approx 0,401 , M

Resposta

A concentração da solução de hidróxido de sódio ( NaOH) é aproximadamente 0,401 , M.

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