Exercícios de Volumetria Ácido-Base

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<p>DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA QUÍMICA CCET/UFMA</p><p>DETE0168 - QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA</p><p>Prof. Dr. Ulisses Magalhães Nascimento</p><p>LISTA DE EXERCÍCIOS - VOLUMETRIA ÁCIDO-BASE</p><p>1º) Que volume de Ba(OH)2 é necessário adicionar a 50 mL de NaOH 0,30 M para obter</p><p>uma solução 0,50 M em HO- ?</p><p>2º) Titularam-se 20,00 mL de uma solução de HCl 0,1000 M com uma solução de</p><p>NaOH 0,1000 M. Calcule: a) o volume equivalente, e o pH da solução no ponto de</p><p>equivalência; b) a variação de pH entre 1% antes e 1% depois do ponto de equivalência.</p><p>3º) Titularam-se 20,00 mL de uma solução de ácido acético 0,1000 M com NaOH</p><p>5,000x10-2 M. Calcule: a) o volume equivalente de NaOH; b) o pH no início da</p><p>titulação; c) no ponto de equivalência; d) 1% antes e 1% depois do ponto de</p><p>equivalência; e) após a adição de 50,00 mL de NaOH</p><p>4º) O carbonato de sódio (Na2CO3) e o bicarbonato de sódio (NaHCO3 ) estão presentes</p><p>em algumas formulações antiácidas. Ambos reagem com o ácido clorídrico do suco</p><p>gástrico fazendo aumentar o pH, o que diminui a acidez estomacal. Essa reação pode ser</p><p>utilizada como base para a determinação de carbonatos em formulações farmacêuticas,</p><p>para controle de qualidade. Uma amostra de 10,00 mL de um antiácido foi titulada com</p><p>15,00 mL de HC 0,10 mol L, usando o indicador alaranjado de metila, cujo intervalo de</p><p>viragem está entre 3,10 e 4,40. Com base no texto, resolva os itens a seguir.</p><p>a) Considerando que na formulação houvesse apenas Na2CO3 escreva a reação química</p><p>envolvida nessa titulação; b) Calcule a concentração do carbonato de sódio na amostra</p><p>analisada.</p><p>5º) Uma amostra contendo bicarbonato de sódio de massa 0,6720 g foi dissolvida e</p><p>titulada com solução padrão de HCl, sendo necessário 40,00 mL do padrão. A solução</p><p>de HCl foi padronizada por titulação de 0,1272 g de carbonato de sódio que</p><p>necessitaram 24,00 mL da solução padrão, para a completa neutralização. Com base</p><p>nesses dados, informe, por meio de cálculos, o percentual de bicarbonato de sódio na</p><p>amostra.</p><p>6º) Um analista químico de uma indústria de condimentos analisa o vinagre produzido</p><p>por meio de titulação volumétrica, utilizando solução padrão de hidróxido de sódio</p><p>tendo fenolftaleína como indicador. Sabendo-se que são utilizados 25 mL de vinagre em</p><p>cada análise – vinagre é uma solução contendo 4,8% (m/v) de ácido etanoico –, que a</p><p>concentração do titulante é igual 1,0 mol L–1 , que são realizadas três análises por lote e</p><p>que são analisados quatro lotes por dia, calcule a quantidade média, em gramas, de</p><p>hidróxido de sódio consumida para a realização das 264 análises feitas por esse analista</p><p>em um mês de trabalho. Apresente seus cálculos.</p><p>7º) Uma amostra impura de ácido cítrico de fórmula molecular C6H8O7, de 0,384 g, com</p><p>a fórmula estrutural apresentada a seguir, foi titulada com 30 mL de uma solução de</p><p>NaOH 0,1 mol/L. Descreva as reações envolvidas na titulação total e o teor de ácido</p><p>cítrico na amostra analisada em g % (m/m)</p><p>8º) Um técnico de laboratório recebeu um frasco com 300 cm3 de ácido clorídrico de</p><p>molaridade desconhecida, a fim de determiná-la. Para isso, retirou uma alíquota de 10</p><p>mL do frasco original e transferiu para um balão volumétrico de 50 mL, o qual foi</p><p>completado com água destilada. Após homogeneização, ele retirou 10 mL dessa solução</p><p>e transferiu para um frasco Erlenmeyer. Essa solução foi, em seguida, titulada com uma</p><p>solução aquosa padrão de hidróxido de sódio de molaridade exata igual a 0,500 mol L-1.</p><p>Sabendo-se que, nessa titulação, foram consumidos 12 mL da solução padrão de</p><p>hidróxido de sódio: a) escreva a reação química que ocorre no processo de titulação do</p><p>ácido clorídrico pelo hidróxido de sódio; b) calcule a quantidade de hidróxido de sódio</p><p>(em mol) contida nos 12 mL de solução usada para a titulação do ácido; c) calcule a</p><p>molaridade da solução de ácido clorídrico do frasco original.</p><p>9º) Para investigar o efeito de diferentes poluentes na acidez da chuva ácida, foram</p><p>realizados dois experimentos com os óxidos SO3(g) e NO2(g). No primeiro experimento,</p><p>foram coletados 45 mL de SO3 em um frasco contendo água, que foi em seguida</p><p>fechado e agitado, até que todo o óxido tivesse reagido. No segundo experimento, o</p><p>mesmo procedimento foi realizado para o NO2. Em seguida, a solução resultante em</p><p>cada um dos experimentos foi titulada com NaOH(aq) 0,1molL-1, até sua neutralização.</p><p>As reações desses óxidos com água são representadas pelas equações químicas</p><p>balanceadas:</p><p>a) Determine o volume de NaOH(aq) utilizado na titulação do produto da reação entre</p><p>SO3 e água. Mostre os cálculos; b) Esse volume é menor, maior ou igual ao utilizado no</p><p>experimento com NO3(g)? Justifique.</p><p>10º) O vinagre utilizado como tempero nas saladas contém ácido acético, um ácido</p><p>monoprótico muito fraco e de fórmula HC2H3O2. A completa neutralização de uma</p><p>amostra de 15,0 mL de vinagre (densidade igual a 1,02 g/mL) necessitou de 40,0 mL de</p><p>solução aquosa de NaOH 0,220 mol/L. A partir dessas informações, qual a porcentagem</p><p>em massa de ácido acético no vinagre?</p><p>11º) Suponha que você foi contratado para trabalhar no setor de controle de qualidade</p><p>de matéria-prima em uma grande indústria alimentícia, e uma das matérias-primas mais</p><p>consumidas nessa indústria é o ácido fosfórico (H3PO4), amplamente empregado como</p><p>acidulante, em especial, nos refrigerantes com base de cola. Para avaliar a real</p><p>concentração do ácido comprado pela indústria, você terá que utilizar processo de</p><p>titulação com indicadores, porém, sabe-se que o ácido fosfórico apresenta dois pontos</p><p>de viragem bastante nítidos e distintos, são eles: (1) pH = 4,67 e (2) pH = 9,76,</p><p>aproximadamente. Você tem à sua disposição todos os indicadores listados na tabela</p><p>abaixo. Qual desses indicadores você escolheria para a titulação em questão? Quantos</p><p>pontos de viragem você teria de visualizar?</p><p>12º) Considere a titulação de 10,00 mL do ácido acetil salicílico (AAS) 0,200 mol/L</p><p>(pKa = 3,50) com NaOH 0,200 mol/L. a) Qual o pH da solução após a adição de 0,00,</p><p>5,00, 9,9, 10,00, 10,01 e 15,00 mL de titulante? b) Qual dos indicadores abaixo você</p><p>utilizaria para acompanhar esta titulação?</p><p>13º) Calcule o pH das seguintes soluções: a) 35,00 mL de ácido benzóico (C6H5COOH -</p><p>pKa = 4,2) 0,1 mol/L com 35,00 mL de NaOH 0,1 mol/L. b) 80,00 mL de HCl 0,03</p><p>mol/L com 4,00 mL de NaOH 0,6 mol/L. c) 50,00 mL de benzoato de sódio</p><p>(C6H5COONa) 0,1 mol/L com 25,00 mL de HCl 0,2 mol/L. d) 50,00 mL de NaHCO3</p><p>0,3 mol/L (H2CO3: Ka1 = 4,3x10-7 e Ka2 = 4,8x10-11).</p><p>14º) Considere uma titulação de 20,00 mL de um ácido HA fraco (Ka=1,0x10-5) com</p><p>NaOH, ambos com a concentração 0,1 mol/L. Responda: a) Em qual volume de base o</p><p>valor de pH será igual ao pKa? b) Em qual pH ocorrerá o ponto de equivalência? c)</p><p>Qual o valor do pH quando houver 5,00 mL de base em excesso? d) Qual o valor do pH</p><p>quando houver 5,00 mL de ácido em excesso?</p><p>15º) Consideremos a titulação de 100 mL de ácido acético (simplificadamente</p><p>representado por HAc ou HOAc) 0,1 mol/L com NaOH 0,1 mol/L. A constante de</p><p>ionização do ácido acético é 1,8x10-5 (pKa = 4,74). Construa a Curva de Titulação.</p><p>16º) Considere a titulação de 25,00 mL de um ácido fraco HA 0,1250 mol/L (Ka =</p><p>7,45x10-4) com NaOH 0,2604 mol/L. a) Calcule o pH no ponto de equivalência.</p><p>Esboce a curva de titulação para as questões 17 e 18. Justifique a sua resposta.</p><p>17º) Titulação de 50,00ml de HCl 0,0500 mol/L com NaOH 0,1 mol/L.</p><p>18º) Titulação de 50,00ml de trimetilamina (CH3)3N 0,1 mol/L com HCl 0,1 mol/L.</p><p>Kb = 6,3x10-5</p><p>19º) Considere que você está num laboratório fazendo a determinação de um ácido</p><p>monoprótico fraco com NaOH padronizado com concentração 0,1200 mol/L. Sabendo</p><p>que foram gastos 25,35 mL de base para titular 25,00 mL do ácido, responda: a)</p><p>Sabendo que o pH da solução do ácido puro é 2,77, qual o Ka do ácido? b) Que</p><p>indicador você utilizaria</p><p>para detectar o ponto final da titulação? Fenolftaleína (pKa =</p><p>9,30), vermelho de metila (pKa = 5,00) ou alaranjado de metila (pKa = 3,50)? Justifique</p><p>sua escolha; c) Qual o pH quando tiver sido adicionado 10,00 mL de base? d) Qual o</p><p>pH quando tiver sido adicionado 30,00 mL de base?</p><p>20º) Foi oferecido ao dono de uma fábrica de produtos para piscina um ácido muriático</p><p>(ácido clorídrico comercial) a um preço excepcional. De acordo com o vendedor o</p><p>produto continha 31,25% m/m de HCl. Dado: MM(HCl) = 36,5 g/mol O comprador,</p><p>suspeitando da oferta, mandou uma amostra para análise antes de efetuar a compra. O</p><p>químico responsável pela análise determinou a densidade da solução e encontrou o valor</p><p>de 1,367 g/mL. Em seguida, preparou a amostra e determinou o teor de HCl, por</p><p>volumetria ácido-base, da seguinte forma: uma alíquota de 5,00 mL da amostra foi</p><p>diluída para 250,0 mL. 50,00 mL da amostra diluída foram titulados com NaOH 0,300</p><p>mol/L e gastaram 22,50 mL do titulante até o ponto final da fenolftaleína. Calcule a</p><p>porcentagem de HCl na amostra original e elabore um parecer para o dono da fábrica.</p><p>21º) Uma alíquota de 50,00 mL de NaCN 0,0500 mol/L foi titulada com HCl 0,1000</p><p>mol/L. KaHCN = 2,1x10-9. Calcule, a) o pH da solução com a adição de 0,00, 10,00,</p><p>25,00 e 26,00 mL do ácido. b) Esboce a curva dessa titulação indicando a composição</p><p>da solução em cada uma das quatro faixas principais da curva de titulação (início, região</p><p>tamponada, P.E, excesso do titulante).</p><p>22º) Um padrão primário é um composto altamente purificado utilizado como material</p><p>de referência em métodos titulométricos ou de massa (SKOOG, 2015), porém para que</p><p>uma substância possa ser considerada um padrão primário, deverá atender algumas</p><p>exigências. Quais são?</p><p>23º) Faça os cálculos para padronizar uma solução de HCl 0,100 mol.L–1, utilizando o</p><p>padrão primário carbonato de sódio (Na2CO3), que tem massa molecular 106,0 g.mol–1.</p><p>Descubra se a solução de HCl preparada tem mesmo 0,100 mol.L–1 de concentração ou</p><p>não, descobrindo, assim, sua real concentração.</p><p>24º) Por que se adiciona a solução de NaOH de uma bureta tanto na padronização de</p><p>uma solução de HCl com NaOH padrão quanto na padronização de uma solução de</p><p>NaOH com um padrão primário?</p><p>25º) Por que o indicador fenolftaleína pode ser utilizado tanto na padronização de uma</p><p>solução de HCl quanto na padronização de uma solução de NaOH?</p><p>26º) O padrão primário hidrogenoftalato de potássio (ou biftalato de potássio ou ftalato</p><p>ácido de potássio, KHC8H4O4, MM = 204,2212 g/mol) foi utilizado para padronizar</p><p>uma solução de hidróxido de sódio. Para massas do padrão iguais a 0,3425 g, 03505 g e</p><p>0,3287 g foram gastos respectivamente 25,55 mL, 26,70 mL e 24,35 mL da solução</p><p>alcalina. Determine a concentração da solução padronizada.</p><p>27º) O proprietário de uma firma de suprimentos para piscinas recebeu uma oferta de</p><p>um vendedor de ácido muriático (HCl) que lhe pareceu excepcional. Esta solução</p><p>normalmente tem 31,25% p/p deste composto, mas o proprietário ficou desconfiado da</p><p>oferta e decidiu analisar uma amostra antes de comprar o produto. Um analista que fez a</p><p>análise para ele determinou a densidade da solução como sendo 1,367 g/mL. Retirou</p><p>uma alíquota de 5,00 mL e diluiu-a para 250,0 mL. Uma alíquota de 50,00 mL desta</p><p>solução foi titulada com NaOH 0,300 mol/L consumindo 22,50 mL na titulação com</p><p>fenolftaleína. Calcule a porcentagem de HCl na amostra original e diga se o dono da</p><p>firma de suprimento para piscinas deve comprar ou não o produto que lhe está sendo</p><p>oferecido.</p>