Questão de Química — Soluções e Substâncias Inorgânicas — NUCEPE 2018
Química›Soluções e Substâncias Inorgânicas
Código
qq384560
Banca
NUCEPE
Órgão
PC-PI
Ano
2018
Nível
Superior
Cargo
Perito Criminal – Química
O rótulo de um frasco encontrado em um armário velho de um laboratório indicava apenas que se tratava de uma solução de ácido sulfúrico, sem indicação da concentração. A fim de determinar a concentração desconhecida, uma amostra de 5,0 mL desta solução foi diluída a 100 mL e, em seguida, titulada com solução de hidróxido de sódio, a 0,20 mol/L. Sabendo que foram consumidos 50 mL de solução alcalina até o ponto de equivalência, indique a alternativa que apresenta a concentração da solução de ácido sulfúrico presente no referido frasco.
A0,05 mol/L
B0,10 mol/L
C0,15 mol/L
D1,00 mol/L
E2,00 mol/L
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GabaritoD — 1,00 mol/L
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Titulação e determinação de concentração de H₂SO₄
Gabarito: Letra D. A concentração original do ácido sulfúrico é de 1,00 mol/L. Isso é obtido calculando os mols de NaOH consumidos (0,20 mol/L × 0,050 L = 0,010 mol), que neutralizam metade dos mols de H₂SO₄ (reação 1:2), resultando em 0,005 mol de H₂SO₄ presentes nos 100 mL da solução diluída. Assim, a concentração da solução diluída é 0,005 mol / 0,100 L = 0,05 mol/L. Como a diluição foi de 5 mL para 100 mL (fator 20), a concentração original é 0,05 × 20 = 1,00 mol/L.
A banca testa a interpretação do procedimento: o enunciado afirma que a amostra de 5,0 mL foi diluída a 100 mL e, em seguida, titulada. Isso significa que a titulação foi realizada com todo o volume diluído (100 mL), e não com uma alíquota dele. Essa é a principal armadilha.
NÃO CAIA NESSA!
O texto diz que a amostra diluída a 100 mL foi "titulada". Muitos candidatos assumem que se retirou uma alíquota da diluição para titular, mas não há menção a isso. O consumo de 50 mL de NaOH refere-se à titulação de todo o volume diluído (100 mL). Se você considerar que apenas 50 mL da diluição foram titulados, a concentração final seria 2,00 mol/L (alternativa E), que é a resposta errada. Fique atento à descrição exata do procedimento.
1Mols de NaOH consumidos0,20 mol/L × 0,050 L = 0,010 mol
2Mols de H₂SO₄ na diluição0,010 mol ÷ 2 = 0,005 mol
3Concentração da diluição0,005 mol ÷ 0,100 L = 0,05 mol/L
4Fator de diluição5 mL → 100 mL = 20×
5Concentração original0,05 × 20 = 1,00 mol/L
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Alternativa A — ❌ Incorreta
O valor 0,05 mol/L corresponde à concentração da solução diluída, não da original. O erro é esquecer de aplicar o fator de diluição (20×).
Alternativa B — ❌ Incorreta
0,10 mol/L é a concentração que se obteria se a diluição fosse para 50 mL em vez de 100 mL, ou se o fator de diluição fosse mal aplicado.
Alternativa C — ❌ Incorreta
0,15 mol/L não corresponde a nenhum dos cálculos corretos. Pode surgir de erro na estequiometria (supondo relação 1:1 entre H₂SO₄ e NaOH).
Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Como demonstrado: diluição → título → estequiometria → concentração original = 1,00 mol/L.
Alternativa E — ❌ Incorreta
2,00 mol/L é o resultado obtido se a titulação tivesse sido realizada com uma alíquota de 50 mL da solução diluída (e não com os 100 mL). É o distrator mais comum.
Passo a passo completo:
Reação: H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O
Mols de NaOH gastos: n(NaOH) = 0,20 mol/L × 0,050 L = 0,010 mol
Mols de H₂SO₄ neutralizados: n(H₂SO₄) = n(NaOH)/2 = 0,005 mol
Esses 0,005 mol de H₂SO₄ estavam nos 100 mL da solução diluída (pois a titulação foi feita com o volume total de 100 mL).
Concentração da solução diluída: C_dil = 0,005 mol / 0,100 L = 0,05 mol/L
Fator de diluição: Volume final / Volume inicial = 100 mL / 5 mL = 20