Sobre o tema
A titulação ácido-base é uma técnica fundamental em química analítica para determinar a concentração de espécies ácidas ou básicas. Nesta questão do IME 2024, o contexto é criativo: um juiz utiliza reações químicas para limitar o tempo de sustentação oral em um julgamento. O defensor tem carbonato de sódio (Na₂CO₃) e o acusador, bicarbonato de sódio (NaHCO₃), ambos neutralizados por HCl. O ponto de viragem em pH neutro indica o fim da reação. Compreender a estequiometria das reações, o conceito de neutralização e o cálculo de tempo com base na vazão de gotejamento é essencial para resolver o problema. A questão aborda também a diferença entre carbonato e bicarbonato, que consomem diferentes quantidades de ácido.
Tópicos relacionados
- Titulação ácido-base
- Estequiometria de neutralização
- Carbonato vs bicarbonato
- Cálculo de tempo em titulação
- Indicadores de pH
Enunciado
Em um julgamento, tendo em vista o grande numero de pessoas acusadas, o juiz criou dois dispositivos distintos para limitar o tempo de sustentacao oral, um para o defensor, e outro para o acusador. Para medir esses tempos, preparou dispositivos quimicos distintos e isolados, nos quais uma solucao de HCl com concentracao igual a 0,1 mol.L-1 e gotejada. O dispositivo do defensor consiste em um recipiente contendo 1 litro de solucao aquosa contendo 795 mg de carbonato de sodio e o do acusador um recipiente contendo 1 litro de solucao aquosa contendo 840 mg de bicarbonato de sodio. Utilizando tracos de indicador com viragem em pH neutro, ajustou a dosagem das gotas para 20 gotas por minuto, iniciando junto com a sustentacao oral do defensor, e 40 gotas por minuto, iniciando junto com a sustentacao oral do acusador. As falas serao interrompidas no momento da viragem do indicador. Calcule os tempos de viragem do indicador para a defesa e para a acusacao, considerando que cada gota de solucao de HCl contem 0,05 mL.
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Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre carbonato e bicarbonato de sódio?
Carbonato de sódio (Na₂CO₃) é um sal básico que pode neutralizar dois mols de ácido por mol, enquanto bicarbonato de sódio (NaHCO₃) neutraliza apenas um mol de ácido por mol.
Como o indicador de pH neutro funciona na titulação?
Indicadores mudam de cor em uma faixa específica de pH. Um indicador com viragem em pH neutro (aproximadamente 7) indica que a solução está neutra, ou seja, o ácido e a base se neutralizaram completamente.
Por que o tempo de viragem é diferente para defesa e acusação?
Porque as quantidades de carbonato e bicarbonato são diferentes e reagem com o HCl em proporções estequiométricas distintas. Além disso, as velocidades de gotejamento são diferentes (20 gotas/min para defesa e 40 gotas/min para acusação).
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