Para padronizar uma solução de ácido clorídrico, um analista...

Tema Central da Questão:

Esta questão avalia a capacidade de calcular a concentração de uma solução de ácido clorídrico através da titulação com bórax, um padrão primário comum. O conceito central envolve a reação de neutralização, onde uma base é usada para determinar a concentração de um ácido.

Resumo Teórico:

**Titulometria** é uma técnica analítica que envolve a reação entre um reagente de concentração conhecida (titulante) e um reagente de concentração desconhecida (analito). Na titulação ácido-base, um indicador químico é usualmente usado para sinalizar o ponto final da titulação, que é quando a quantidade de titulante adicionada é quimicamente equivalente à quantidade de substância no analito. O bórax (Na₂B₄O₇·10H₂O) é um composto que age como uma base na presença de ácido.

Cálculo da Concentração da Solução de HCl:

1. Cálculo do número de mols de bórax: A massa molar do bórax é dada como 382 g/mol. Ao utilizar a massa de bórax (0,764 g), podemos calcular o número de mols:

n = \(\frac{0,764 \text{g}}{382 \text{g/mol}}\) = 0,002 mol

2. Equação da reação: O bórax reage com o ácido clorídrico (HCl) na proporção de 1:2 na reação de neutralização, conforme demonstrado pela equação química balanceada:

Na₂B₄O₇ + 2 HCl → 2 NaCl + B₄O₅(OH)₄

3. Cálculo da concentração de HCl: Sabendo que são consumidos 40,00 mL (ou 0,040 L) de HCl e que a proporção é de 1:2, o número de mols de HCl será o dobro do bórax:

n (HCl) = 2 * 0,002 mol = 0,004 mol

Logo, a concentração de HCl é:

C (HCl) = \(\frac{0,004 \text{ mol}}{0,040 \text{ L}}\) = 0,100 mol/L

A alternativa correta é a C: 0,100 mol/L.

Análise das Alternativas Incorretas:

• A - 0,0300: Este valor sugere um erro de cálculo ao determinar o número de mols ou uma incorreta aplicação da relação estequiométrica.
• B - 0,0800: Poderia resultar de um erro na conversão das unidades ou no entendimento da proporção 1:2 da reação.
• D - 0,150: Indica uma superestimação do número de mols de HCl, possivelmente por um erro na relação estequiométrica ou no volume do ácido usado.
• E - 0,200: Este erro é provavelmente decorrente de considerar um número de mols de bórax muito maior que o real.

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Estamos diante de uma titulação ácido-base, onde o ácido clorídrico (HCl) reage com o bórax (Na₂B₄O₇·10H₂O). A partir do volume e da concentração do bórax, podemos determinar a concentração exata do HCl.

A reação entre o ácido clorídrico e o bórax pode ser simplificada da seguinte forma:

Na₂B₄O₇·10H₂O + 2HCl → 4H₃BO₃ + 2NaCl + 5H₂O

Importante: A proporção estequiométrica entre o bórax e o ácido clorídrico é de 1:2. Isso significa que 1 mol de bórax reage com 2 mols de HCl.

1. Cálculo do número de mols de bórax:

• Massa molar do bórax = 382 g/mol
• Massa de bórax utilizada = 0,764 g
• Número de mols de bórax = massa / massa molar = 0,764 g / 382 g/mol ≈ 0,002 mol

1. Cálculo do número de mols de HCl:

• Pela estequiometria da reação, 1 mol de bórax reage com 2 mols de HCl.
• Então, 0,002 mol de bórax reagirão com 0,002 mol * 2 = 0,004 mol de HCl.

1. Cálculo da concentração do HCl:

• Volume de HCl utilizado = 40,00 mL = 0,04 L
• Concentração do HCl (mol/L) = número de mols / volume (L) = 0,004 mol / 0,04 L = 0,1 mol/L

Fonte: Gemini