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;
(b) A massa de hidróxido de sódio existente em 150 mL de solução alcalina.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma solução de ácido sulfúrico (H₂SO₄) com 14,7 g em 600 mL de solução. Na titulação, foram usados 19,4 mL dessa solução para neutralizar 24,2 mL de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH). Vamos precisar de conhecimentos sobre cálculos estequiométricos e concentração de soluções. Vamos por partes!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração da solução de ácido sulfúrico em mol/L (molaridade). Para isso, precisamos saber a massa molar do H₂SO₄. A massa molar do H é 1 g/mol, do S é 32 g/mol e do O é 16 g/mol. Então:
Massa molar do H2SO4 = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 , g/mol
Agora, calculamos os mols de H₂SO₄ na solução:
Mols de H2SO4 = 14,7 , g98 , g/mol = 0,15 , mol
A concentração (molaridade) do H₂SO₄ é então:
MH2SO4 = 0,15 , mol0,600 , L = 0,25 , mol/L

Passo 3

Agora, vamos usar a equação de neutralização para relacionar o H₂SO₄ com o NaOH. A reação é:
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
Isso significa que 1 mol de H₂SO₄ reage com 2 mols de NaOH. Vamos calcular os mols de H₂SO₄ usados na titulação:
Volume do H2SO4 usado = 19,4 , mL = 0,0194 , L
Mols de H2SO4 = MH2SO4 times Volume = 0,25 , mol/L times 0,0194 , L = 0,00485 , mol

Passo 4

Usando a estequiometria da reação, calculamos os mols de NaOH necessários:
Mols de NaOH = 2 times Mols de H2SO4 = 2 times 0,00485 , mol = 0,0097 , mol
Esses mols de NaOH neutralizaram 24,2 mL da solução de NaOH.

Passo 5

Agora, calculamos a concentração molar da solução de NaOH:
MNaOH = MolsVolume = 0,0097 , mol0,0242 , L approx 0,401 , mol/L

Passo 6

Pronto, agora passamos para a parte (b). Queremos saber a massa de NaOH em 150 mL dessa solução. Primeiro, calculamos os mols em 150 mL:
Volume = 150 , mL = 0,150 , L
Mols de NaOH = MNaOH times Volume = 0,401 , mol/L times 0,150 , L = 0,06015 , mol

Passo 7

Agora, calculamos a massa de NaOH usando sua massa molar. A massa molar do Na é 23 g/mol, do O é 16 g/mol e do H é 1 g/mol:
Massa molar do NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 , g/mol
Massa de NaOH = Mols times Massa molar = 0,06015 , mol times 40 , g/mol = 2,406 , g

Resposta

(a) A concentração da solução de hidróxido de sódio é aproximadamente 0,401 , mol/L.
(b) A massa de hidróxido de sódio em 150 mL de solução é aproximadamente 2,406 , g.

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