Titulação

42 g de carbonato de magnésio reagem com excesso de ácido sulfúrico. Aqueceu-se o sistema para eliminar o bióxido de carbono. Em seguida, resfria-se e dilui-se a 1L. Retira-se uma alíquota de 10 mL e titula-se, utilizando-se como titulante uma solução de hidróxido de sódio 0,50 mol/L, gastando-se 2 mL para a neutralização. 
O volume do ácido sulfúrico, utilizado inicialmente, é, aproximadamente: 

a) 30 L 
b) 50 L 
c) 18,4 mL 
d) 30 mL 
e) 36,2 mL


Gab: d

Boa noite!

Primeiro, faltam dados. Você esqueceu de colocar a densidade do H2SO4, que é 1,8 g/mL.

Agora podemos resolve-lo.  

Primeiro, acha-se quantos mols MgCO3 foram utilizados. Basta uma regra de três:
MM MgCO3 = 84g.

84g - 1mol MgCO3
42g - n mols MgCO3
n => 0,5 mols de MgCO3

Agora, tendo em mente que a equação entre o Carbonato de Magnésio e o Ácido Sulfúrico é:
1 H2SO4 + 1 MgCO3 --> 1 MgSO4 + 1 H2CO3
Pode-se inferir que, já que a proporção estequiométrica é de 1:1 em toda equação, se foram usados 0,5 mols de Carbonato, o valor do H2SO4 tem que ser o mesmo.
Temos aí nossa primeira informação crucial para resolução: Na parte I, usou-se 0,5 mol de H2SO4

Nota: Aquele H2CO3 é um composto instável e desfaz-se, espontaneamente, em CO2 + H2O, por isso ele não será contado na segunda parte da solução. Isso também é mencionado no enunciado, se você notar.

Nota2: Titular, em química, nada mais é do que palavra bonita para reagir.

Aqui é muito importante atenção ao enunciado. Foi dito que reagiu H2SO4 em excesso, logo, mesmo depois de ser consumido todo o carbonato, ainda sobrou Ácido Sulfúrico. Agora, faremos uma reação para neutralizar esse ácido restante.  

Foi dito que gastou-se 2mL de uma solução aquosa de NaOH. Em concentração molar: 0,5 mol/L. Só falta achar o número de mols que foi usado, que é o que realmente interessa.Temos então que:
M = n/V (Número de mols/L)
0,5 = n/2 x 10^-3L
n => 10^-3 mols de NaOH

A reação do Ácido Sulfúrico com o Hidróxido de Sódio é: H2SO4 + 2 NaOH --> Na2SO4 + 2 H2O
Caso não tenha muita facilidade com essas contas de cabeça, basta fazer uma regra de três para descobrir quantos mols de H2SO4 essa quantidade de NaOH, que acabamos de descobrir, é capaz de neutralizar.

1 mol H2SO4 - 2 mol NaOH
n mols H2SO4 - 10^-3 mol NaOH
n => 5 x 10^-4 mols de H2SO4
Feito, achemos agora a concentração dessa substância, já que ele quer saber quanto restou no litro, e não nos 10mL. Lembre-se que uma solução guarda as mesmas propriedades por toda a sua extensão.
M = n/V
M = 5 x 10^-4 / 10^-2L
M => 5 x 10^-2 mol de H2SO4 em 1 L de solução

Agora é só correr para o abraço. Sabemos quanto foi usado na etapa I (0,5 mols) e quanto na etapa II (0,05mols).
Somando: 0,55 mols de H2SO4 foram usados.

Neste momento é que entra a parte que você esqueceu de botar no enunciado e eu fiquei uns 10 minutos parado, rs. Sabendo que a densidade do H2SO4 é 1,8 g/mL, podemos achar, então, a massa em grama e depois jogar nessa fórmula de densidade para achar o volume dele.

1mol H2SO4 - 98g (Massa Molar deste)
0,55 mol H2SO4 - x g
x => 53,9g H2SO4

Jogando na fórmula de densidade:
d = m/V em g/mL
1,8 = 53,9g / V
V => 29,944 mL

Bem, é isso. Qualquer coisa, só falar que eu tento te ajudar, caso eu saiba, claro.

Realmente esqueceram de digitar a densidade nesse material que estou usando  . E que questão cabrera kkkkk, acho q iria sair nunca, valeu horrores pelo help, abraços.

Dr.Gregory House escreveu:
M => 5 x 10^-2 mol de H2SO4 em 1 L de solução
Agora é só correr para o abraço. Sabemos quanto foi usado na etapa I (0,5 mols) e quanto na etapa II (0,05mols).
Somando: 0,55 mols de H2SO4 foram usados.

Se a concentração é de 5*10^(-2)mol/L e foram retirados 10mL (na segunda reação), não deveriam ser 0,0005 (5*10^(-4)) mols de ácido sulfúrico ao invés de 0,05?

radium226 escreveu:

Dr.Gregory House escreveu:
M => 5 x 10^-2 mol de H2SO4 em 1 L de solução
Agora é só correr para o abraço. Sabemos quanto foi usado na etapa I (0,5 mols) e quanto na etapa II (0,05mols).
Somando: 0,55 mols de H2SO4 foram usados.

Se a concentração é de 5*10^(-2)mol/L e foram retirados 10mL (na segunda reação), não deveriam ser 0,0005 (5*10^(-4)) mols de ácido sulfúrico ao invés de 0,05?

Essa foi a mesma dúvida que tive, então caso alguém se depare com esse problema, perceba que o enunciado diz que retira-se uma alíquota de 10ml, portanto, em 10ml temos 0,0005 mol de H2SO4, logo, em 1 litro (que é o volume onde o ácido está diluido) teremos 0,0005(100) = 0,05 mol de H2S04.

Logo temos 0,5 + 0,05 = 0,55 mol de H2SO4 -> 53,9 gramas de H2SO4 -> 53,9/1,8 = 30ml.