Dissertativa 10 - Conhecimentos Específicos e Redação - Santa Casa 2027

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Questão 10

Dissertativa

A determinação da concentração de soluções ácidas e de soluções alcalinas pode ser feita pela técnica da titulação volumétrica de neutralização. A figura ilustra o aparato experimental usado na titulação de uma amostra de 10 mL de solução de ácido sulfúrico ( $H_{2} {SO}_{4}$ ) com uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração conhecida e um indicador adequado. O resultado da titulação constatou que a amostra continha $1, 0 \times 10^{- 2}$ mol de íons $H^{+}$ .

A reação de neutralização ocorrida na titulação é representada pela equação:

$H_{2} {SO}_{4} (aq) + 2 NaOH (aq) \to {Na}_{2} {SO}_{4} (aq) + 2 H_{2} O (l)$

A qual grupo da Classificação Periódica pertence o cátion da base empregada nessa titulação? Calcule a quantidade, em mol de água, que se formou na reação da titulação.
Determine o pH da solução de $H_{2} {SO}_{4}$ analisada. Calcule a concentração, em mol/L desse ácido na solução, considerando a ionização total.

Resolução:

A base empregada é o NaOH, cujo cátion é o íon sódio, Na⁺. O sódio pertence ao grupo 1 (família 1A), dos metais alcalinos.
Pela reação de neutralização dada, a proporção é de 1 mol de $H_{2} {SO}_{4}$ para 2 mol de $H_{2} O$ , ou 2 mol de $H^{+}$ para cada 2 mol de $H_{2} O$ (ou 1:1).
De acordo com o enunciado, há $1 \cdot 10^{- 2}$ mol de $H^{+}$ , e, portanto, a quantidade de água é a mesma: $1 \cdot 10^{- 2}$ mol de $H_{2} O$ .
Assim, a resposta ao item é:
grupo 1 (metais alcalinos); formação de $1, 0 \cdot 10^{- 2} mol de H_{2} O$ .
O volume da amostra é 10 mL = $1, 0 \cdot 10^{- 2}$ L.
[H⁺] = n(H⁺)/V = (1,0 $\cdot$ 10⁻²)/(1,0 $\cdot$ 10⁻²) = 1,0 mol/L.
pH = −log[H⁺] = −log 1,0 = 0.
Considerando a ionização total indicada no enunciado:
H₂SO₄(aq) → 2 H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)
Cada mol de H₂SO₄ fornece 2 mol de H⁺.
Então, a quantidade de H₂SO₄ é de $0, 5 \cdot 10^{- 2}$ mol
A concentração é $0, 5 \cdot 10^{- 2} mol / 10^{- 2}$ L = 0,5 mol/L
Assim, a resposta ao item é:
pH = 0; concentração do ácido sulfúrico = 0,50 mol/L.

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