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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 16.Questões e Problemas - Ex. 45

Uma série de soluções contendo NaOH, Na3AsO4 e Na2HAsO4, isoladamente ou em combinação compatível, foi titulada com HCl 0,08601 mol L1. Na tabela a seguir estão os volumes de ácido necessários para titular uma alíquota de 25,00 mL de cada solução com os indicadores: (1) fenolftaleína e (2) verde de bromocresol. Usar essa informação para deduzir a composição das soluções. Além disso, calcular a concentração de cada soluto em miligramas por mililitro de solução.

Passo 1

Nesta tarefa, precisamos calcular a concentração de cada soluto em mg/mL de solução.

Usando a Tabela 16-2, determinamos a relação de volume de misturas e constituintes na amostra.

Em seguida, calculamos mols de constituinte usando a concentração e o volume:

n = c H C l V

A massa do constituinte pode ser calculada usando os mols e a massa molar:

m =     n M

A concentração em mg/mL de solução pode ser calculada usando a massa do constituinte e o volume da solução:

γ = m V

  1. O volume do ponto final da fenolftaleína é 0 mL, enquanto o volume do ponto final do verde de bromocresol é 18,15. Vemos que o volume de fenolftaleína é 0 e o volume de verde de bromocresol é maior que zero. Então, de acordo com a Tabela 16-2, quando:

    2. V f e = 0 ; V b c > 0

    Temos apenas N a H A s O 4 na amostra.

    n N a 2 H A s O 4 = H C l V b c

    = 0.08601 ∙ 0.01815

    = 1.56 ∙ 10 - 3 m o l

    m N a 2 H A s O 4 = n N a 2 H A s O 4 M N a 2 H A s O 4

    = 1.56 ∙ 10 - 3 ∙ 185.91 g m o l

    = 0.290   g

    γ N a 2 H A s O 4 = m N a 2 H A s O 4 V

    = 290 25

    = 11.6 m g m L

    Passo 2

  2. O volume do ponto final da fenolftaleína é de 21 mL, enquanto o volume do ponto final do verde de bromocresol é de 28.14. Vemos que o volume de fenolftaleína é maior que a metade do volume de verde de bromocresol. Então, de acordo com a Tabela 16-2, quando:

    3. V f e > 1 2 V b c

    Temos N a 3 A s O 4 e N a O H na amostra.

    n t o t a l = [ H C l ] V f e n

    = 0.08601 ∙ 0.021

    1.81 ∙ 10 - 3   m o l

    A titulação de fenolftaleína para o ponto final verde de bromocresol:

    V = 28.14 - 21

    V = 7.14   m L

    n N a 3 A s O 4 = H C l V

    = 0.08601 ∙ 0.00714

    = 6.14 ∙ 10 - 4   m o l

    n N a O H = 1.81 ∙ 10 - 3 - 6.14 ∙ 10 - 4 )  

    = 1.196 ∙ 10 - 3   m o l

    m N a 3 A s O 4 = n N a 3 A s O 4 M N a 3 A s O 4

    = 6.14 ∙ 10 - 4 ∙ 207.89  

    = 0.128   g  

    A massa de NaOH pode ser calculada usando os mols e a massa molar de NaOH:

    m N a O H = n N a O H ∙ M N a O H

    1.196 ∙ 10 - 3 ∙ 39.99

    = 0.048   g

    γ N a 3 A s O 4 = m N a 2 A s O 4 V

    = 128 25

    = 5.12 m g m L

    γ N a O H = m N a O H V

    = 48 m g 25 m L

    = 1.92 m g m L

    Passo 3

  3. O volume do ponto final da fenolftaleína é de 19,80 mL, enquanto o volume do ponto final do verde de bromocresol é de 39,61. Vemos que o volume de fenolftaleína é metade do volume do verde de bromocresol. Então, de acordo com a Tabela 16-2, quando:

    4. V f e n = 1 2 V b c

    Nós temos apenas N a 3 A s O 4 na amostra.

    n N a 3 A s O 4 = H C l V f e n

    =   0.08601   M ⋅ 0.01980   L

    = 1.7 ∙ 10 - 3   m o l

    m N a 3 A s O 4 = n N a 3 A s O 4 M N a 3 A s O 4

    = 1.7 ∙ 10 - 3 ∙ 207.89

    = 0.353   g

    γ N a 3 A s O 4 = m N a 3 A s O 4 V

    = 353 25

    = 14.12 m g m L

  4. O volume do ponto final da fenolftaleína é de 18,04 mL, enquanto o volume do ponto final do verde de bromocresol é de 18,03. Vemos que estes dois volumes são iguais. Então, de acordo com a Tabela 16-2, quando:

V f e n = V b c

Temos apenas NaOH na amostra.

Primeiro calculamos a media do volume:

V m e d = V f e n + V b c 2 = 18.04 + 18.03 2 = 18.035   m L

n N a O H = H C l V m e d

= 0.08601   M ⋅ 0.018035   L

= 1.55 ∙ 10 - 3   m o l

m N a O H = n N a O H ⋅ M N a O H

= 1.55 ∙ 10 - 3 ∙   39.99

= 0.062   g  

γ N a O H = m ( N a O H ) V = 62 25 = 2.48 m g m l

O volume do ponto final da fenolftaleína é de 16 mL, enquanto o volume do ponto final do verde de bromocresol é de 37,37. Vemos que o volume de fenolftaleína é menor que a metade do volume de verde de bromocresol. Então, de acordo com a Tabela 16-2, quando:

V f e n < 1 2 V b c

Nós temos N a 3 A s O 4 e N a 2 H A s O 4 na amostra.

n N a 3 A s O 4 = H C l V f e n

= 0.08601   M ⋅ 0.016   L

= 1.38 ∙ 10 - 3   m o l

A titulação de fenolftaleína para o ponto final verde de bromocresol:

V = 37.37 - 16   m L

V = 21.37   m L

n N a 3 A s O 4 + n N a 2 H A s O 4 = V H C l

= 21.37 ∙ 10 - 3 ∙ 0.08601   M

= 1.84 ∙ 10 - 3   m o l

n N a 2 H A s O 4 = 1.84 ∙   10 - 3 - 1.38 ∙ 10 - 3 m o l

= 4.6 ∙ 10 - 4 m o l

m N a 3 A S O 4 = n N a 3 A s O 4 ∙ M N a 3 A s O 4

= 1.38 ∙ 10 - 3 ∙ 207.89

= 0.287   g

γ N a 3 A s O 4 = m N a 3 A s O 4 V

= 287   m g 25   m L

= 11.48 m g m L

γ N a 3 H A s O 4 = m N a 3 H A s O 4 V

= 86   m g 25   m L

= 3.44   m g / m L

Resposta

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