0,195 g de um metal bivalente foi dissolvido em…

0,195 g de um metal bivalente foi dissolvido em 10 mL de ácido sulfúrico 0,50 mol/L. O excesso de ácido foi neutralizado por 16 mL de hidróxido de potássio 0,25 mol/L. Calcule a massa atômica do metal.

Resolução

Cálculo da quantidade em mols de H₂SO₄ em 10 mL da solução utilizada para dissolver o metal:

[H₂SO₄] = n_H2SO4 / V
n_H2SO4 = [H₂SO₄] ∙ V
n_H2SO4 = 0,50 mol/L ∙ 0,010 L
n_H2SO4 = 0,005 mol

Cálculo da quantidade em mols de KOH empregada na titulação do H₂SO₄ em excesso:

[KOH] = n_KOH / V
n_KOH = [KOH] ∙ V
n_KOH = 0,25 mol/L ∙ 0,016 L
n_KOH = 0,004 mol

Agora, vamos escrever a equação química balanceada que representa a neutralização do H₂SO₄:

2 KOH(aq) + H₂SO₄(aq) → K₂SO₄(aq) + 2 H₂O(ℓ)

A equação química acima nos diz que a neutralização de 1 mol de H₂SO₄ consome 2 mols de KOH, logo:

Como sabemos as quantidades total e excedente de H₂SO₄, podemos calcular a quantidade de H₂SO₄ que reagiu com o metal:

n_H2SO4-REAGIU = n_H2SO4 − n_{H2SO4-EXCESSO}
n_H2SO4-REAGIU = 0,005 mol – 0,002 mol
n_H2SO4-REAGIU = 0,003 mol

Vamos escrever a equação química que representa a reação do H₂SO₄com o metal bivalente genérico (Me):

Me(s) + H₂SO₄(aq) → MeSO₄(aq) +  H₂(g)

Observação: os metais bivalentes, devido sua tendência de perder dois elétrons, formam cátions com duas cargas positivas. E os cátions, por sua vez, se ligam a ânions com duas cargas negativas como o sulfato (SO₄²⁻).

Conforme a equação química balanceada, 1 mol do metal reage com 1 mol de H₂SO₄, logo:

n_H2SO4-REAGIU = n_METAL = 0,003 mol

Agora que sabemos a massa, 0,195 g, e a quantidade em mols, 0,003 mol, do metal bivalente, podemos calcular a sua massa molar:

MM_METAL = m_METAL / n_METAL
MM_METAL = 0,195 g / 0,003 mol
MM_METAL = 65 g/mol

A massa atômica é numericamente igual a sua massa molar, logo, o metal em questão tem massa atômica igual a 65 u (u = unidade de massa atômica).

Confira mais EXERCÍCIOS RESOLVIDOS sobre VOLUMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO.