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
. 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:
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:
Onde:
-
é a concentração final no Erlenmeyer. -
Passo 4
Agora, no frasco Erlenmeyer, a solução é titulada com NaOH de molaridade padrão
e volume
.
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
:
Então, a concentração na solução final
é 0,600 mol/L.
Passo 6
Agora, voltamos para as diluições para encontrar a concentração original
.
Primeira diluição:
Segunda diluição:
Sabemos que
, então:
Substituindo na primeira equação:
Resposta
A molaridade da solução de ácido clorídrico original é 3,000 mol/L.