A titulação é uma técnica volumétrica em que, por meio da m...

Gabarito comentado: Alternativa D - 200 mg/L

A questão aborda o conceito de titulação ácido-base, uma técnica volumétrica fundamental em química analítica. A titulação é utilizada para determinar a concentração desconhecida de uma solução, neste caso, a alcalinidade da água, que é a capacidade da água de neutralizar ácidos.

No contexto da questão, a água contida no erlenmeyer foi titulada com uma solução padrão de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Essa titulação altera o pH da solução, mudando a cor do indicador presente, que é uma mistura de verde de bromocresol/vermelho de metila.

Para calcular a alcalinidade, devemos entender a reação química apresentada:

H₂SO₄(aq) + CaCO₃(s) → CO₂(g) + CaSO₄(s) + H₂O(l)

Este equilíbrio nos mostra que cada mol de H₂SO₄ reage com um mol de CaCO₃. Sabemos que a concentração normal (N) do ácido sulfúrico é 0,02 N, e o volume usado foi de 10 mL.

Cálculo da alcalinidade:

Primeiro, calculamos os equivalentes de ácido usados:

Equivalentes de H₂SO₄ = Concentração (N) × Volume (L)
= 0,02 eq/L × 0,010 L = 0,0002 eq

Esses equivalentes de ácido correspondem aos equivalentes de CaCO₃ necessários para neutralizá-lo.

Sabendo que 1 equivalente de CaCO₃ é 50 mg:

Alcalinidade = 0,0002 eq × 50,000 mg/eq = 10 mg

No entanto, o valor calculado é para 50 mL de amostra. Para expressar em mg/L:

Alcalinidade = 10 mg/50 mL = 200 mg/L

Análise das alternativas incorretas:

• A - 50 mg/L: Calcula incorretamente a alcalinidade considerando apenas parte da reação ou erro na conversão de unidades.
• B - 100 mg/L: Possível erro na interpretação do consumo de ácido por volume total de água.
• C - 150 mg/L: Erro na multiplicação ou interpretação da relação entre mL de solução usada e concentração.
• E - 250 mg/L: Superestimação na conversão direta de volume de ácido para mg/L de CaCO₃.

Estratégia de interpretação: Sempre verifique a relação estequiométrica entre o composto padrão e o titulante, além de considerar a completa conversão de unidades e volumes utilizados no experimento.

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Alguém respondeu essa?

Pessoal, 

é dado a equação balanceada da reação no enunciado. A partir disso, sabemos que para cada mol de carbonato de cálcio, reagem 1 mol de ácido sulfúrico. Eu prefiro trabalhar com molaridade, desse modo, sabe-se que 0,02 N corresponde a 0,01 M. 

0,01 mol - 1000 mL

      x       - 10 mL

x = 0,1 mmol de Ácido Sulfúrico em 10 mL, que corresponde aos 50 mL de carbonato de cálcio.

Assim: 

50 mL - 0,1 mmol

1000 mL - Y

Y = 0,002 mol/L de carbonato de cálcio na amostra que corresponde a (0,002 mol/L x 100 g/mol) = 0,2 g/L = 200 mg/L 

Eu não entendi essa afirmação que Paulo deu "sabe-se que 0,02 N corresponde a 0,01 M."

Como ele chegou a isso?

Olá Ricardo, confira esse material: https://www.colegioweb.com.br/solucoes/relacao-entre-normalidade-e-concentracao-em-moll.html. Na questão, me da em normalidade 0,02, e a relação entre normalidade e molaridade dá-se por N = M. k, onde k, para ácidos, é o número de hidrogênios ionizáveis. Então jogando na equação N = M.k: 

N = M.k

0,02 = M. 2 

logo M = 0,01.