Questão 15 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2011

Question

O conhecimento das propriedades das soluções (concentração, pH, densidade, solubilidade etc.) é fundamental para qualquer tipo de análise química, tais como controle de qualidade em indústrias alimentícias e farmacêuticas, por exemplo. Considerando o exposto, responda:

a) Um químico precisa preparar 1{,}0\ \text{L} de uma solução de \ce{NaOH} com \text{pH} = 11 para determinar a pureza de uma matéria-prima de um medicamento. Determine a massa de \ce{NaOH} necessária para preparar essa solução. (3,0 pontos)

b) Determinou-se, por meio de uma reação de neutralização, que uma amostra de leite estava contaminada com 100{,}0\ \text{g} de \ce{NaOH}. O sal obtido dessa reação foi o \ce{NaCl}. Identifique o ácido utilizado e a massa de sal formada. Considere o \ce{NaOH} como única base presente no leite. (2,0 pontos)

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 15 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2011

2º semestre · 1º dia · Química: pH, pOH e indicadores

O conhecimento das propriedades das soluções (concentração, pH, densidade, solubilidade etc.) é fundamental para qualquer tipo de análise química, tais como controle de qualidade em indústrias alimentícias e farmacêuticas, por exemplo. Considerando o exposto, responda:

a) Um químico precisa preparar 1{,}0\ \text{L} de uma solução de \ce{NaOH} com \text{pH} = 11 para determinar a pureza de uma matéria-prima de um medicamento. Determine a massa de \ce{NaOH} necessária para preparar essa solução. (3,0 pontos)

b) Determinou-se, por meio de uma reação de neutralização, que uma amostra de leite estava contaminada com 100{,}0\ \text{g} de \ce{NaOH}. O sal obtido dessa reação foi o \ce{NaCl}. Identifique o ácido utilizado e a massa de sal formada. Considere o \ce{NaOH} como única base presente no leite. (2,0 pontos)

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Resolução comentada

Resposta esperada pela UFG

a) O \text{pH} indicado no enunciado permite concluir que o meio está alcalino. Como \text{pH} + \text{pOH} = 14, pode-se determinar que o \text{pOH} da solução é igual a 3.

Se \text{pOH} = -\log [\ce{OH-}], a concentração da solução de \ce{NaOH} é igual a 1{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol/L}.

Para preparar 1\ \text{L} da solução indicada é necessário 1{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol} de \ce{NaOH}.

Sabendo-se que a massa molar (MM) do \ce{NaOH} é igual a 40{,}0\ \text{g/mol}, a massa necessária de \ce{NaOH} para preparar a solução indicada será igual a:

m = n \times \text{MM}

m = 1{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol} \times 40{,}0\ \text{g/mol}

m = 40{,}0 \times 10^{-3}\ \text{g}, ou 40\ \text{mg}.

(3,0 pontos)

b) O ácido utilizado na reação é o \ce{HCl}.

A partir da reação abaixo,

\ce{NaOH + HCl -> NaCl + H2O}

tem-se que 58{,}5\ \text{g} de \ce{NaCl} são formados a partir de 40{,}0\ \text{g} de \ce{NaOH}.

40{,}0\ \text{g} de \ce{NaOH} ---------------- 58{,}5\ \text{g} de \ce{NaCl}

100{,}0\ \text{g} de \ce{NaOH} ---------------- x\ \text{g} de \ce{NaCl}

A massa de \ce{NaCl} formada a partir de 100\ \text{g} de \ce{NaOH} é igual a 146{,}25\ \text{g}.

(2,0 pontos)

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Resolução comentada

a) O pH vale 11, então o pOH é 14 - 11 = 3 (a 25\ ^\circ\text{C}). Logo:

[\ce{OH-}] = 10^{-3}\ \text{mol/L}

Como o \ce{NaOH} é base forte e se dissocia totalmente, [\ce{NaOH}] = [\ce{OH-}] = 10^{-3}\ \text{mol/L}.

Para 1{,}0\ \text{L} de solução, são necessários 1{,}0\times10^{-3}\ \text{mol} de \ce{NaOH}.

A massa molar do \ce{NaOH} é 23 + 16 + 1 = 40\ \text{g/mol}:

m = 1{,}0\times10^{-3}\ \text{mol} \times 40\ \text{g/mol} = 4{,}0\times10^{-2}\ \text{g}

Massa de \ce{NaOH} = 0{,}04\ \text{g} (40 mg).

b) Para o sal formado ser o \ce{NaCl}, o ânion tem de ser o cloreto. O ácido usado é, portanto, o ácido clorídrico, \ce{HCl}:

\ce{NaOH + HCl -> NaCl + H2O}

A proporção é de 1 mol de \ce{NaOH} para 1 mol de \ce{NaCl}.

Quantidade de \ce{NaOH}: n = \dfrac{100{,}0}{40} = 2{,}5\ \text{mol}.
Quantidade de \ce{NaCl} formada: 2{,}5\ \text{mol}.
Massa molar do \ce{NaCl}: 23 + 35{,}5 = 58{,}5\ \text{g/mol}.
Massa de sal: m = 2{,}5 \times 58{,}5 = 146{,}25\ \text{g}.

Ácido clorídrico (\ce{HCl}); massa de \ce{NaCl} \approx 146\ \text{g}.

Assuntos: pH, pOH e indicadores, Neutralização e reações ácido-base, Cálculo estequiométrico.

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Questão 15 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2011

Fonte: UFG 2ª etapa 2011 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗