Uma solução de acido sulfúrico de concentração igual a 0,048 g/L, volume igual a 500,00 ml, foi a misturada com outra, de volume de 250,00 mL, de NaOH, concentração igual a 0,037 g/L. Qual a concentração final do reagente em excesso e o pH resultante?
Respostas
Convertendo os volumes de mL para Litro:
Basta dividir por 1000.
250,00 mL /1000 = 0,25 L
500,00 mL/1000 = 0,5 L
Ácido sulfúrico - H₂SO₄ Hidróxido de sódio - NaOH
Neutralização ácido-base:
H₂SO₄ + 2 NaOH ⇒ Na₂SO₄ + 2 H₂O
Veja que 1 molécula de ácido reage com 2 de base.
Para encontrar o pH é preciso ter a concentração em mol/L, por isso vamos encontrar o número de mol (n) presente em cada uma das soluções, antes da mistura
Calculando a Massa (m) de cada um:
m = C x V , onde C = concentração e V = volume
n = 0,048 x 0,5 = 0,024 g de ácido
Para a Base:
n° = 0,037 x 0,25 = 0,00925 g de base
Cálculo do nº de mols:
Basta dividir as massas encontradas pelas respectivas Massa Molares:
Massa Molar H₂SO₄ = 98 g/mol
Massa Molar NaOH = 40 g/mol
nácido = 0,048/98 = 4,9 . 10⁻⁴ mol nbase = 0,00925/40 = 2,3 . 10⁻⁴
Pela equação 1 mol de ácido reage com 2 mol de base, logo:
1 mol de ácido ------------------- 2 mol de base
x mol de ácido ------------------ 2,3 . 10⁻⁴ mol de base
multiplicando cruzado:
2 . x = 2,3 . 10⁻⁴
x = 2,3 . 10⁻⁴/2
x = 1,15 . 10⁻⁴ mol de ácido.
Ou seja, apenas isso de ácido foi consumido. Logo, conclui-se que o ácido é o reagente em excesso.
número de mols de ácido que sobram = total - consumido
número de mols de ácido que sobram = 4,9 . 10⁻⁴ - 1,15 . 10⁻⁴ = 3,75 . 10⁻⁴ mol.
Calculando a concentração molar da solução final (ácida):
M = n/V
Onde, M = molaridade, n = nº de mols = 3,75 . 10⁻⁴ mol e V =volume da mistura = 0,5 L + 0,25 L = 0,75 L.
M = 3,75 . 10⁻⁴/0,75
M = 5 . 10⁻⁴ mol/L
Encontrada a concentração do ácido, podemos calcular o pH:
pH = - log [H⁺]
pH = - log 5 . 10⁻⁴
pH = - (-3,30)
pH = 3,30