RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS SOBRE TITULAÇÃO

PRÉ-QUÍMICO

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RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS SOBRE TITULAÇÃO

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Introdução

De um modo geral, a Titulação é uma técnica de análise volumétrica usada no laboratório para a determinação da concentração de soluções que não se conhece a sua concentração a partir de uma solução que se conhece a sua concentração e volume. A titulação é muito usada no estudo das reacções ácido-base, com ajuda de indicadores .

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

1 . ( MACKENZIE ) Para neutralizar totalmente 2,0 L de solução aquosa de ácido sulfúrico contidos em uma bateria, foram usados 5,0 L de solução 0,8 mol/L de hidróxido de sódio. A concentração, em mol/L, do ácido presente nessa solução é de?

A 5 mol/L

B 4 mol/L

C 3 mol/L

D 2 mol/L

E 1 mol/L

Resolução

Este exercício é referente a titulação, portanto, como primeiro passo, vamos reunir os dados que o exercício fornece:

Dados

Volume do NaOH = 5L

Concentração do NaOH = 0,8 mol/L

Volume do H2SO4 = 2L

Concentração do H2SO4 = ?

Como podemos perceber trata-se de uma reacção de neutralização, ou seja, aquela que ocorre entre um ácido e uma base, portanto, vamos agora escrever a equação que traduz essa reacção e acertá-la:

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

Então pela equação podemos ver que a proporção entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio é de 1 mol de H2SO4 para 2 mol de NaOH:

1 H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

1 mol -------- 2mol

Agora vejamos que temos a concentração e o volume do NaOH (hidróxido de sódio) pelo que podemos calcular o número de mols do hidróxido de sódio usados na neutralização de 2L deste ácido:

A concentração do NaOH é 0,8 mol/l, ou seja, temos em um litro (1L) 0,8 mols de NaOH. Ora, se em 1L temos 0,8 mol de NaOH, então em 5L teremos quantos mols?

Isto pode ser traduzido e resolvido pela regra de três simples :

1L --------- 0,8 mol NaOH

5L --------- X

X = 4 mol

Portanto, em 5L de solução de NaOH temos 4 mol de NaOH. Mas também poderíamos ter pensado assim:

Sabe-se que a concentração em quantidade de matéria ou molaridade é dada por:

Isolando o n 1 :

n1 = M x V

n1 = 0,8 mol/ L x 5 L

n1 = 4 mol.

Feito isto voltemos para a nossa equação da reacção:

1H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

Como já dissemos, 1 mol de H2SO4 reage com 2 mol de NaOH, então 4 mol de NaOH reagiriam com quanto de ácido sulfúrico?

Logo de cabeça você pode dizer que são 2 mol, mas vamos escrever isso:

1 mol -------- 2 mol

1H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

X mol ---- - --- 4 mol

X = 2 mol

Bom, já sabemos que 4 mol de NaOH reagem com 2 mol de ácido sulfúrico. E portanto, já temos o número de mols de ácido então já temos sim condições de calcularmos a concentração do ácido pois já conhecíamos o volume do ácido que está lá nos dados (2L), para tal usaremos a fórmula da molaridade (M):

Resposta: alternativa: E

2 . (UEM - MOÇAMBIQUE – 2018 . Q.31 ) O ácido estomacal, uma solução diluída de HCℓ em água, pode ser neutralizado pela reacção com bicarbonato de sódio (NaHCO3 ), de acordo com a reacção :

HCℓ(aq) + NaHCO3(aq) → NaCℓ(aq) + H2O(ℓ) + CO2(g)

Quantos mililitros de NaHCO3 1,0M são necessários para neutralizar 20 mℓ de HCℓ 0,025M?

A 2,0 mℓ

B 0,2 mℓ

C 20,0 mℓ

D 0,025 mℓ

E 0,5 mℓ

Resolução

Em primeiro lugar vamos reunir os nossos dados:

Dados

Volume do HCℓ = 20 mℓ

Concentração do HCℓ = 0,025M

Volume de NaHCO3 = ?

Concentração do NaHCO3 = 1,0M

Observação : Note que neste segundo exercício estamos a usar “ M” que é mesma coisa que mol/L.

Como podemos perceber, este exercício pede-nos o volume de NaHCO3 e nos dá a sua concentração, enquanto que o anterior (exercício número 1) nos dava o volume e pedia a concentração, no entanto, o raciocínio é o mesmo que vamos usar para resolver .

Pela equação da reacção vemos a proporção é de 1 : 1 : 1 : 1 : 1 para todos os participantes:

1HCℓ(aq) + 1NaHCO3(aq) → 1NaCℓ(aq) + 1 H2O(ℓ) + 1CO2(g)

Mas também poderíamos ter pensando de maneira diferente, digamos, de maneira“tradicional” , ou seja, resolver este exercício da mesma forma como resolvemos o primeiro:

Uma vez tendo o volume e a concentração do HCℓ podemos em primeiro lugar calcular o número de mols do ácido:

Mas antes vamos converter o volume dado para litros pois está em mililitro (mℓ ) :

1 ℓ ------- 1000mℓ

X --------- 20mℓ

X = 0,02ℓ

Agora isolando o n1 :

n1 = M x V

n1 = 0,025M x 0,02ℓ

n1 = 5 ∙ 10-4 mol

Já temos o número de mols do ácido e se estabelecermos a relação estequiométrica entre o HCℓ e o NaHCO3 usando a nossa equação da reacção teremos os mesmos 5 ∙ 10-4 mol para o NaHCO3 pois a proporção é a mesma 1 : 1 , mas vamos mostrar isso:

1 mol ------ 1 mol

1HCℓ( aq)   +   1NaHCO3(aq) → 1NaCℓ(aq) + 1H2O(ℓ) + 1CO2(g)

5 ∙ 10-4 ------ X

X = 5 ∙ 10-4 mol de NaHCO3

Portanto , o número de mols de NaHCO3 é de 5 ∙ 10-4 . E como temos a sua concentração, 1,0M podemos sim calcular o volume de NaHCO3 , lembre-se que o “M” significa mol/L .

Usando a formula:

Agora vamos converter o volume para mililitros:

1 ℓ -------------- 1000m ℓ

5 ∙ 10-4 L ----- Y

Y = 0,5 mℓ

Resposta: alternativa: E

3 . (PUC-MG) Alguns produtos de limpeza doméstica consistem basic amente de solução aquosa de amô nia. Para reagir completamente com a amônia presente em 5,00 mL de amostra de um determinado produto de limpeza, foram necessários 30,0 mL de ácido clorídrico 1,0 mol/L. A reação que ocorre é: 

NH3 (aq)   + HCℓ(aq) → NH4Cℓ(aq) 

Qual é a concentração de amônia, em mol/L, na amostra?

a) 2,0 

b) 3,0 

c) 0,6

d) 0,3 

e) 6,0

Resolução

Dados

Volume solução de NH3 = 5,00 mL

Concentração de NH3 = ?

Volume do HCℓ = 30,0 mL

Concentração do ácido = 1,0 mol/L

Como podemos ver pela equação da reacção a proporção é a mesma, 1 : 1 : 1, então podemos resolver o exercício de forma bem rápida aplicando fórmula:

Resposta: alternativa: E

4 . (UFMG) O hidróxido de sódio (NaOH) neutraliza completamente o ácido sulfúrico ( H2SO4 )de acordo com a equação:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

O volume, em litros, de uma solução de H2SO4 , 1,0 mol/L que reage com 0,5 mol de 

NaOH é:

a) 4,00.

b) 2,00.

c) 1,00 .

d) 0,50.

e) 0,25. 

Resolução

Vamos reunir os dados

Número de mols de NaOH = 0,5 mol

Concentração de H2SO4 = 1 mol/L

Volume de H2SO4 = ?

Então pela equação podemos ver que a proporção estequiométrica entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio é de 1 mol de H 2 SO 4 para 2 mol de NaOH:

2NaOH (aq) + 1H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

2 mol -------- 1 mol

Como já dissemos, 1 mol de H2SO4 reage com 2 mol de NaOH, então 0,5 mol de NaOH reagiriam com quanto de ácido sulfúrico?

2 mol -------- 1 mol

2 NaOH(aq) + 1H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)

0,5 mol ---- - -- - X mol

X = 0,25 mol

Bom já sabemos que 0,5 mol de NaOH reagem com 0,25 mol de H2SO4 , então uma vez que temos a concen tração do H2SO4 podemos sim calcular o seu volume:

Pela concentração 1 mol/L , temos que em 1 litro temos 1 mol de H2SO4 :

1L ------- 1 mol

X --------- 0,25 mol

X = 0,25 L

Também podemos usar a fórmula:

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