(Vunesp) Alguns produtos de limpeza doméstica consistem basicamente de solução aquosa de amônia. Para reagir completamente com amônia presente em 5,00 mL de amostra de determinado produto de limpeza, foram necessários 31,20 mL de ácido clorídrico 1,00 M. A reação que ocorre é: (Dadas as massas atômicas: N=14 ; H=1 )
NH3(aq)+HCl(aq) longrightarrow NH4 Cl(aq)
a) Calcule a concentração molar de amônia na amostra.
b) Supondo a densidade da solução de amônia igual a 1 g / mL, calcule a porcentagem em massa de amônia presente na amostra.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um produto de limpeza que contém amônia ( NH3) e queremos descobrir duas coisas: a concentração molar da amônia na amostra e a porcentagem em massa dessa amônia. Para isso, vamos usar conceitos de química como molaridade, estequiometria e cálculo de massa. Vamos precisar das informações dadas: volume da amostra de amônia, volume e concentração do ácido clorídrico ( HCl) usado na reação, e as massas atômicas de nitrogênio ( N=14) e hidrogênio ( H=1).

Passo 2

Primeiro, vamos focar na parte a) do exercício: calcular a concentração molar de amônia na amostra. Sabemos que 31,20 mL de HCl 1,00 M foram necessários para reagir completamente com a amônia presente nos 5,00 mL da amostra. A reação é:
NH3 + HCl longrightarrow NH4Cl
Isso significa que a proporção entre NH3 e HCl é de 1:1.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de mols de HCl utilizados. A fórmula para molaridade ( M) é:
M = molsvolume (L)
Rearranjando, temos:
mols de HCl = M times volume (L)
Convertendo 31,20 mL para litros:
31,20 mL = 0,03120 L
Então:
mols de HCl = 1,00 , M times 0,03120 , L = 0,03120 mol

Passo 4

Como a proporção entre NH3 e HCl é 1:1, a quantidade de mols de NH3 na amostra também é 0,03120 mol.

Passo 5

Agora, vamos calcular a concentração molar da amônia ( [NH3]) na amostra de 5,00 mL. Usando a fórmula da molaridade:
[NH3] = mols de NH3volume (L)
Convertendo 5,00 mL para litros:
5,00 mL = 0,00500 L
Então:
[NH3] = 0,03120 mol0,00500 L = 6,24 , M

Passo 6

Agora, vamos para a parte b): calcular a porcentagem em massa de amônia na amostra. Sabemos que a densidade da solução de amônia é 1 , g/mL. Primeiro, vamos determinar a massa total da amostra.
Massa da amostra = volume times densidade = 5,00 mL times 1 , g/mL = 5,00 g

Passo 7

Vamos calcular a massa de amônia presente nos 0,03120 mols. Primeiro, precisamos da massa molar da NH3:
Massa molar de NH3 = N + 3H = 14 + 3(1) = 17 , g/mol
Então:
Massa de NH3 = mols times massa molar = 0,03120 mol times 17 , g/mol = 0,5304 g

Passo 8

Por fim, calculamos a porcentagem em massa de amônia na amostra:
% , NH3 = ( massa de NH3massa total da amostra ) times 100%
Substituindo os valores:
% , NH3 = ( 0,5304 g5,00 g ) times 100% = 10,61%

Resposta

a) A concentração molar de amônia na amostra é 6,24 , M.
b) A porcentagem em massa de amônia presente na amostra é 10,61%.

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