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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.L - Ex. 14

Suponha que 10,0   m L de uma solução 3,0   M de K O H ( a q ) foram transferidos para um balão volumétrico de 250,0   m L e diluídos até a marca. Foram necessários 38,5   m L desta solução diluída para atingir o ponto estequiométrico na titulação de 10,0   m L de uma solução de ácido fosfórico, de acordo com a reação 3   K O H a q + H 3 P O 4 a q →   K 3 P O 4 a q + 3   H 2 O ( l ) . (a) Calcule a molaridade do H 3 P O 4 na solução. (b) Qual é a massa de H 3 P O 4 na solução inicial?

Passo 1

a) Queremos encontrar a molaridade as solução de H 3 P O 4 , para isso, precisamos primeiro encontrar a nova concentração da solução de K O H usada na titulação.

Para uma diluição, podemos usar a seguinte formula para calcular a nova concentração:

C I V I = C F V F

Onde C é concentração (molaridade) e V é volume. Os subscritos i e f, refere-se e inicial e final. A nova molaridade do K O H após a diluição é:

3,0   M × 10,0   m L = C F × 250,0   m L

C F   d e   K O H = 0,12   M  

Passo 2

Agora, temos que encontramos o número de m o l s em uma alíquota de 38,5   m L da solução diluída 0,12   M de K O H .

n = V × M

n   K O H = 0,12   m o l . L - 1 × 38,5   m L × 1   L 1000   m L = 0,00462   m o l   K O H

Passo 3

Precisamos encontrar o número de m o l s de H 3 P O 4 em 10   m L de solução.

Essa reação é a seguinte:

3   K O H a q + H 3 P O 4 a q →   K 3 P O 4 a q + 3   H 2 O ( l )

A relação estequiométrica entre K O H e o H 3 P O 4 é a seguinte:

3   m o l   K O H = 1   m o l   H 3 P O 4

Portanto, o número de mols da  H 3 P O 4 é encontrado da seguinte maneira:

0,00462         m o l s   K O H × 1   m o l s   H 3 P O 4 3   m o l s   K O H = 0,00154   m o l s   H 3 P O 4

Passo 4

Por fim, encontramos a molaridade do  H 3 P O 4 usando a seguinte expressão:

M = n V

Em que o volume é 10   m L usados na titulação, n é 0,00154   m o l s   que acabamos de encontrar.

M   H 3 P O 4 = 0,00154   m o l s 10   m L × 1000   m L 1   L = 0,154   M   H 3 P O 4

Portanto, a molaridade de  H 3 P O 4 é  0,154   M .

Passo 5

b) Podemos calcular a massa de  H 3 P O 4 usando o número de mols de  H 3 P O 4 encontrado no p a s s o   3 e sua massa molar:

m = n × M M

m   H 3 P O 4 = 0,00154   m o l s × 98,0   g . m o l - 1 = 0,151   g   d e   H 3 P O 4

Portanto, a massa de  H 3 P O 4 é  0,151   g .

Resposta

a) 0,154   M

b) 0,151   g

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