OPERAÇÕES COM SOLUÇÕES 2

MISTURA DE SOLUTOS QUE REAGEM ENTRE SI

Por apresentarem esta relação estequiométrica, torna-se possível determinar informações tais como a concentração de soluções desconhecidas.

A operação que permite determinar concentrações desconhecidas a partir da adição de uma solução de concentração conhecida com a ocorrência de uma reação química entre um ácido e uma base chama-se titulação.

A titulação é feita pela reação entre um ácido e uma base, onde a concentração de um deles é conhecida e a do outro não. Conhecida uma das concentrações, adiciona-se lentamente, sobre a solução que se deseja determinar a concentração, o líquido contendo a solução de concentração conhecida. A partir do volume de solução utilizado, é possível determinar a concentração da solução de concentração desconhecida.

A titulação ocorre na presença de um indicador ácido-base, que será o responsável por indicar o ponto em que a reação terminou, a partir da mudança de coloração da solução. Esse ponto é chamado de ponto de equivalência.

A titulação também pode ser realizada pela adição da solução de concentração desconhecida sob a solução de concentração conhecida.

Para realizar a titulação, é necessário conhecer: a concentração de uma das soluções; o volume da solução desconhecida e o volume da solução conhecida. A partir dessas informações, será possível calcular a concentração da solução desconhecida.

OBSERVAÇÃO

Para que o cálculo da concentração esteja correto, a equação química precisa estar corretamente balanceada.

Exemplo:

Suponha que se deseja descobrir a concentração de uma solução de HCl partindo-se de um volume de 25 mL. Para tal, dispõe-se de uma solução 0,1 M de NaOH. Sabe-se que foram necessários 10 mL de NaOH para completa neutralização. Com base no exposto, determine a concentração do ácido.

Resolução:

Determina-se o número de mols de NaOH necessários para a neutralização:

M = n / V

n = M/ V = 0,1 . 0,01 L

n = 0,001 mols = 10-³ mols

NaOH + HCl→ NaCl + H2O

1 mol 1 mol 1 mol 1 mol

10 -³ mol. 10-³ mol

A partir da proporção estequiométrica (1:1) entre o ácido e a base, tem-se que o número de mols de HCl neutralizados foi igual a 10-³. Sendo assim:

M = n / V = 10-³ mol / 0,025 L

M = 0,04 mol/L = 4 . 10-2 mol/L

Esse problema também pode ser solucionado utilizando a seguinte relação:

Mᴬ . Vᴬ . Xᴬ = Mᴮ . Vᴮ e Xᴮ

Onde Xᴬ = quantidade H+ e Xᴮ = quantidade de OH-

EXÉRCICIOS RESOLVIDOS

01. Neutraliza-se 50 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 0,10 mol/L com 50 mL de solução aquosa de ácido clorídrico 0,10 mol/L Nessa reação, há formação de água. As espécies Na+ e Cl- são íons espectadores.

NaOH(aq) + HCl(aq) → H²O(l) + NaCl(aq)

Admitindo como desprezível a expansão de volume como resultado dessa reação, a concentração de Cl- em quantidade de matéria (mol/L) na solução resultante é aproximadamente igual a:

a) 0,05
b) 0,10
c) 0,14
d) 0,18
e) 0,20

Resolução: A

Primeiro, deve-se calcular a quantidade de mols que irão reagir:

NaOH: n = M . V = 0,10 . 50 . 10⁻³ = 50 . 10⁻⁴ mol

HCl: n = M . V = 0,10 . 50 . 10⁻³ = 50.10⁻⁴ mol 

Como a proporção de ácido e de base, e de sal, é de 1:1:1, conclui-se que todo a base presente é neutralizada por toda a base presente.

A quantidade de sal formado é, então, igual a 50 · 10⁻⁴ mol.

Para calcular a concentração de íons Cˡ⁻, leva-se em consideração que o sal formado se dissocia:

NaCl ➝ Na⁺ + Cˡ⁻

O volume final, após a mistura, é de 50 + 50 = 100 ml:

[Cl⁻] = n / V = 50 . 10⁻⁴ / 10⁻¹

[Cl⁻] = 50 . 10⁻³

[Cl-] = 0,050 mol/L

02. (UDESC) A molaridade da solução de NaOH, da qual 50 ml requerem 21,2 ml de solução de H²SO⁴ 1,18 mol/L para total neutralização, é:

a) 0,10 mol/L
b) 0,05 mol/L
c) 0,010 mol/L
d) 1,0 mol/L
e) 0,5 mol/L

Resolução: D

A reação de neutralização corretamente balanceada é:

2 NaOH + H²SO⁴ ➝ Na²SO⁴ + 2 H²O

Note pela fórmula do NaOH que este apresenta um íon hidroxila, OH-, enquanto o H²SO⁴ apresenta dois íons H+. Ou seja, Xᴬ = 2; Xᴮ = 1.

Assim:

Mᴬ . Vᴬ . Xᴬ = Mᴮ . Vᴮ . Xᴮ

1,18 . 21,2 . 2 = Mᴮ . 50 . 1

Mᴮ = 1 mol/L