Um técnico de laboratório recebeu um frasco com 300 mL de ácido clorídrico de molaridade desconhecida, a fim de determiná-la. Para isso, retirou uma alíquota de 10 mL do frasco original e transferiu para um balão volumétrico de 50 mL , o qual foi completado com água destilada. Após homogeneização, ele retirou 10 mL dessa solução e transferiu para um frasco Erlenmeyer. Essa solução foi, em seguida, titulada com uma solução aquosa padrão de hidróxido de sódio de molaridade exata igual a 0,500 mol L^-1. Sabendo-se que, nessa titulação, foram consumidos 12 mL da solução padrão de hidróxido de sódio. Calcule a molaridade da solução de ácido clorídrico do frasco original.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos um frasco com 300 mL de ácido clorídrico (HCl) de molaridade desconhecida. O técnico faz duas diluições e depois titula uma parte dessa solução com uma base padrão, o hidróxido de sódio (NaOH). Nosso objetivo é descobrir qual é a molaridade do HCl original. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de diluição e titulação ácido-base.

Passo 2

Primeiro, o técnico retira 10 mL do frasco original de 300 mL de HCl e transfere para um balão volumétrico de 50 mL, adicionando água destilada até completar o volume. Isso é uma diluição, e usamos a fórmula de diluição:
C1 V1 = C2 V2
Onde:
  • é a concentração inicial do HCl (o que queremos encontrar).
Vamos chamar a concentração nessa primeira diluição de .

Passo 3

A segunda diluição envolve retirar 10 mL dessa solução de 50 mL e transferir para um frasco Erlenmeyer. Novamente, usamos a fórmula de diluição:
C2 V2 = C3 V3
Onde:
  • é a concentração final no Erlenmeyer.

Passo 4

Agora, no frasco Erlenmeyer, a solução é titulada com NaOH de molaridade padrão HCl + NaOH NaCl + H2O e volume CHCl VHCl = CNaOH VNaOH .
A reação de neutralização entre HCl e NaOH é:
Essa reação acontece na proporção 1:1, ou seja, 1 mol de HCl reage com 1 mol de NaOH.
Usamos a equação de titulação:
Onde:
  • , a concentração final no Erlenmeyer.

Passo 5

Resolvendo a equação de titulação para encontrar C3 = CNaOH VNaOHVHCl = 0,500 times 1210 = 0,600 , mol/L :
Então, a concentração na solução final é 0,600 mol/L.

Passo 6

Agora, voltamos para as diluições para encontrar a concentração original C1 V1 = C2 V2 implies C2 = C1 times 1050 = C15 .
Primeira diluição:
C2 V2 = C3 V3 implies C3 = C2 times 1010 = C2
Segunda diluição:
C2 = 0,600 , mol/L
Sabemos que 0,600 = C15 implies C1 = 0,600 times 5 = 3,000 , mol/L , então:
Substituindo na primeira equação:

Resposta

A molaridade da solução de ácido clorídrico original é 3,000 mol/L.

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