Exemplo resolvido: determinação da concentração de soluto por meio de titulação ácido-base

RKA1JV - Vamos fazer outro exercício de titulação. Mais uma vez, nosso objetivo é encontrar a concentração da nossa solução ácida. Aqui nós temos 20 ml de HCl, de ácido clorídrico, e dessa vez, em vez de a gente usar NaOH, nós vamos utilizar hidróxido de bário. Então, foram necessários 27,4 ml de hidróxido de bário para neutralizar a minha solução ácida de HCl. Lembrando que a minha concentração da minha solução de hidróxido de bário é 0,0154 molar. Vamos começar com o que nós sabemos, eu sei que a minha concentração de hidróxido de bário é igual a 0,0154 molar, para descobrir quantos mols de hidróxido de bário eu tenho, eu preciso usar fórmula da molaridade que é igual a mols por litro. Aqui eu já tenho a minha concentração, eu vou utilizar essa fórmula para descobrir quantos mols eu tenho de hidróxido de bário. Para descobrir a minha quantidade de mols aqui, eu só preciso substituir pelo volume, o volume o problema já me deu, é só eu fazer 0,0154, isso aqui vai ser igual a "x", porque eu quero descobrir a minha quantidade de mols, e eu vou dividir isso aqui pelo meu volume, o meu volume é de 27,4 ml, mas eu tenho que fazê-lo em litros. Para fazer isso, só preciso mover minha vírgula três casas decimais para frente, vou fazer 1, 2, 3, meu volume aqui vai ser igual a 0,0274 litro. Agora eu vou pegar uma calculadora, e a gente vai fazer essa continha, vou puxar a minha calculadora e eu vou fazer 0,0154 vezes 0,0274, eu vou ter 0,000421, eu vou arredondar isso aqui para 0,000422 mol. Aqui eu tenho que o meu "x" vai ser igual à minha quantidade de mols, então, o meu valor em mols vai ser de 0,000422, isso são mols de Ba(OH)₂, de hidróxido de bário. Agora vamos descrever a reação de neutralização. Eu tenho aqui embaixo Ba(OH)₂, meu hidróxido de bário, e eu tenho aqui mais HCl, então, mais ácido clorídrico e eu vou formar, o que eu vou formar? Aqui eu vou formar água, porque eu tenho OH e eu tenho um próton aqui, então, vou formar água, vou escrever aqui que eu vou formar H₂O. Restou-me um íon de bário, que eu vou fazer aqui do lado, tenho de Ba²⁺, e eu tenho Cl⁻, se eu cruzar as minhas cargas aqui, eu vou formar BaCl₂. Agora, nós temos que balancear a nossa equação, nós temos que balancear a neutralização. Vamos começar com os cloros, eu vou fazer uma cor diferente. Na esquerda, nós temos 1 cloro, e aqui na direita, nós temos 2, então, aqui a gente tem que colocar duas moléculas de HCl para a gente ter 2 cloros aqui no final. Agora, nós temos 2 cloros nos dois lados, então, a gente balanceou os íons de cloro. Agora vamos aos hidrogênios, no lado esquerdo, nós temos 2 hidrogênios aqui mais 2 hidrogênios aqui, então a gente tem 4 hidrogênios desse lado, aqui a gente tem 4 hidrogênios. Na direita, nós só temos 2 hidrogênios. Isso quer dizer que a gente tem que colocar um 2 aqui na frente da nossa molécula de água, porque nós teremos 4 hidrogênios também nos dois lados da da minha reação. Agora nós balanceamos a nossa reação de neutralização. Vamos ver qual a relação molar do hidróxido de bário com o ácido clorídrico. Para cada 1 mol de hidróxido de bário, eu vou ter 2 mols de ácido clorídrico, mas já calculamos quantos mols de hidróxido de bário nós utilizamos na titulação, foi esse valor aqui: 0,000422 mol. Portanto, nós temos duas vezes esse valor em mols para o nosso HCl, então, a gente precisa multiplicar esse valor aqui por 2, para a gente descobrir quantos mols de HCl nós temos ou você pode usar uma proporção. Vou pegar um pouquinho mais de espaço aqui, você pode usar, como a gente tem aqui hidróxido de bário, Ba(OH)₂, isso aqui vai ser sobre o meu HCl, eu sei que a minha relação é de 1 para 2. Então, se eu tenho 0,000422 mol de hidróxido de bário, então, eu só preciso colocar aqui "x" e multiplicar cruzado. Vou puxar a calculadora aqui só para gente fazer certinho o cálculo e eu vou fazer isso aqui vezes 2. Eu tenho 0,000843, eu vou arredondar para 0,000844, então o meu "x" aqui vai ser igual 0,000844 mol de HCl, de ácido clorídrico. Isso aqui no meu ponto de equivalência, eu tenho essa quantidade de mols no meu ponto de equivalência. Agora, nós podemos calcular a concentração da nossa solução ácida, então, vou pegar um pouquinho mais de espaço aqui. A gente vai calcular nossa concentração, a minha concentração de HCl vai ser igual a mols por litro, então, a quantidade de mols eu já sei, que é 0,000844 mol, e o meu volume, o problema já tinha dado, se a gente olhar aqui em cima, o meu volume era de 20 ml de HCl. Voltando aqui para baixo, se eu transformar 20 ml para litros, eu tenho 0,02 litro. Vou puxar calculadora aqui, e a gente vai fazer 0,000844, vou dividir isso aqui por 0,02 e eu tenho 0,0422 molar. A minha concentração de HCl vai ser igual a 0,0422 molar. Vamos ver o que acontece se você tenta usar a fórmula mv = mv. Eu vou utilizar uma cor diferente aqui, então, eu tenho que mv = mv, lembrando que, aqui desse lado, nós vamos usar a base, então, aqui a gente vai usar a base e aqui desse lado, no lado direito, nós vamos utilizar o ácido. A gente vai colocar os valores, então, aqui eu tenho 0,0154 molar que é a minha molaridade do hidróxido de bário, eu vou fazer isso vezes o volume dele, que eu sei que é 27,4 ml. Isso aqui vai ser igual à molaridade do meu ácido, que eu quero descobrir, então, é "x" vezes o volume do meu ácido, que eu sabia já que era 20 ml. Se a gente fizer essa continha, eu vou puxar uma calculadora aqui e a gente vai fazer 0,0154 vezes 27,4, vou ter 0,421, agora eu tenho que dividir isso aqui por 20, então eu teria 0,021, eu teria essa concentração. Então, o meu "x" aqui seria igual a 0,021 molar. Perceba que essa não é a resposta correta. Essa concentração que a gente encontrou aqui é metade da concentração que a gente calculou antes, a metade dessa concentração aqui. Se você usar mv = mv para esse problema, você terá que multiplicar esse resultado final por 2, só assim você terá a resposta correta. Muitas vezes, os alunos ficam quebrando a cabeça, tentando descobrir o que fazer, por exemplo, onde que a gente vai multiplicar por 2? Para saber isso, você só precisa olhar a equação balanceada, a equação que a gente fez aqui em cima, você só precisa olhar essa equação aqui. Isso é uma pegadinha, então, você só deve usar mv = mv se você sabe realmente o que você está fazendo, mv = mv é muito útil em problemas que a relação é de 1 para 1. Faça o caminho mais longo para ter 100% de certeza que você está fazendo certo.