O teor de grupos funcionais básicos em um carbono ativado fo...

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Q788222
Química Representação das transformações químicas , Soluções e Substâncias Inorgânicas , Grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro e Estequiometria. , Soluções: características, tipos de concentração, diluição, mistura, titulação e soluções coloidais.
Ano: 2017 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: SEDF Prova: CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Química  |
Q788222 Química
O teor de grupos funcionais básicos em um carbono ativado foi determinado por titulação ácido-base, de acordo com o seguinte procedimento: 1,000 g da amostra de carbono ativado foi agitado por 24 h com 50,0 mL de uma solução padrão de HCl 0,1000 mol/L. Durante a agitação, os grupos básicos do material foram neutralizados pelo ácido. Após filtração, alíquotas de 10,0 mL da solução ácida remanescente foram tituladas com uma solução padrão de NaOH 0,100 mol/L. O teor de grupos básicos no carbono ativado foi, então, determinado a partir da diferença entre as concentrações inicial e final da solução ácida, considerando-se que essa diferença se deva à neutralização completa dos grupos básicos presentes na superfície da amostra de carbono ativado.

Imagem associada para resolução da questão

Considerando a situação descrita e a tabela apresentada, que contém faixas de viragem de diferentes indicadores, julgue o item subsequente.

Para preparar 500 mL de uma solução de HCl com concentração 0,100 mol/L, o volume V de solução estoque necessário, em mL, pode ser calculado por meio da equação a seguir, em que MHCl , C% e d representam, respectivamente, a massa molar do HCl (em g/mol), a concentração (em porcentagem massa/massa) e a densidade (em g/mL) da solução estoque.

V= [5 . MHCl / (C% . d)]  . mol . %
Alternativas

Gabarito comentado

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Para a resolução desta questão, que abrange conceitos de soluções, é importante saber como relacionar as concentrações molares (CM) e os volumes (V) das soluções diluída e concentrada. Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:

Dados:
VHCl = 500 mL = 0,5 L;
CMHCl = 0,100 mol/L.

Resolução:
1) Como o número de mols (n) de HCl tem que ser o mesmo na solução concentrada (solução estoque) e na solução a ser preparada (solução diluída), temos que:
nHCl (sol. diluída) = nHCl (sol. estoque)
CMHCl (sol. diluída) ∙ VHCl (sol. diluída) = CMHCl (sol. estoque) ∙ VHCl (sol. estoque)

Substituindo os valores, obtemos a seguinte expressão:
0,1 ∙ 0,5 = CMHCl (sol. estoque) ∙ VHCl (sol. estoque)
VHCl (sol. estoque) = 0,05 (mol)/CMHCl (sol. estoque) (mol/mL)

2) Para saber se a expressão do enunciado está correta, basta checar suas unidades e relacioná-la à expressão mostrada acima:
MHCl = g/mol;  C% = (g soluto/g solução) ∙ 100%;   d = g/mL
A unidade da concentração molar é igual a mol/L ou mol/mL. Dessa forma, podemos realizar uma análise dimensional para relacionar a concentração molar às variáveis do enunciado:



Logo, obtemos que:




Substituindo o CMHCl na expressão que encontramos em 2), temos que:


Portanto, o item está correto.

Gabarito do Professor: CERTO.

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Comentários

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Temos que fazer análise dimensional nesta questão, após simplicar as unidades, sobrará apenas o volume em mL.

Alguém pode explicar melhor?


a questão pede nada mais do q uma interpretação das grandezas.

então vamos substituir as grandezas na formula dada, e ir cortando:

((5 x (g/mol)) / ((g/g) x (g/mL))) x mol x % = 0,05 mL.100% =5mL

( numerador / denominador )

Meu raciocínio:

quero preparar 500 mL de uma solução 0,1 mol/L.

se 0,1 mol está em 1000 mL, 0,05 mol está em 500 mL

Da densidade, temos que uma massa chamada m1 está em 1 mL, então uma massa m2 (0,05 mol x MM HCl) está em V (volume que queremos), como segue:

m1 ----------------------------------- 1 mL

0,05 mol x MM HCl ------------ V

Esse cálculo organizado algebricamente fica

V = 0,05 MM HCl / d

Mas temos que fazer a correção desse V para um Título C%, que não é 100%, então fazemos mais uma regra de 3, para o caso de um reagente não puro:

V ----------- C%

y ----------- 100%

Daí conclui-se que y = V.100%/C%

E substituindo pelo V já encontrado anteriormente:

y = (0,05 MM HCl . 100%) / (d . C%)

O comentário do professor poderia ser em vídeo, devido a complexidade da questão

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