E como seria determinada a concentração de uma solução de H3PO4(aq)? Vamos relembrar alguns conceitos relacionados aos cálculos envolvendo as quantidades das substâncias que tomam parte em uma reação (os cálculos estequiométricos). A reação entre a solução de ácido fosfórico (H3PO4) e a de hidróxido de potássio (KOH) pode ser representada pela equação: ácido
base
1
sal
1 H3PO4(aq) 1 3 KOH(aq) ácido fosfórico
1
1 K 3PO4(aq) 1
hidróxido de potássio
fosfato de potássio
água
3 H2O(ℓ) água
Os coeficientes de acerto da equação permitem deduzir a proporção (em mol) entre os reagentes e os produtos. Ou seja: cada 1 mol de ácido reage com 3 mol de base, originando 1 mol de sal e 3 mol de água. Abaixo você tem uma ilustração na qual estão indicados exemplos de valores de concentração (mol/L) e volume relativos às soluções reagentes, de acordo com a proporção em mol obtida da equação. Analise-os para conferir se, de fato, estão coerentes.
ADILSON SECCO/ARQUIVO DA EDITORA
DIVULGAÇÃO PNLD
Cores fantasia, sem escala.
reage com
originando
H3PO4(aq) Va = 300 mL = 0,30 L ca = 0,5 mol/L na = 0,15 mol
KOH(aq) Vb = 150 mL = 0,15 L cb = 3 mol/L nb = 0,45 mol
K3PO4(aq) Vfinal = (300 + 150) mL Vfinal = 0,45 L
Ou seja: 0,15 mol de H3PO4
0,45 mol de KOH
0,15 mol de K3PO4
Observação: A água formada na reação foi omitida no esquema, visto que a quantidade produzida na reação é muito pequena em relação aos volumes da solução.
Com base nessas informações, podemos concluir que os reagentes estão em proporção estequiométrica, isto é, as quantidades de matéria do ácido fosfórico e do hidróxido de potássio estão na mesma proporção que os coeficientes de acerto. Assim, ambos são consumidos totalmente, de tal modo que ao final não haverá mais ácido nem base. Vamos analisar mais profundamente o exemplo apresentado. Qual é a concentração em mol/L da solução final em relação: ▸▸ ao ácido? É praticamente zero; c . 0, porque após a reação não há mais H PO . 3 4 ▸▸ à base? É praticamente zero; c . 0, porque após a reação não há mais KOH. ▸▸ ao K PO ? 3 4 nK
3PO 4
5 0,15 mol
Vfinal 5 0,45 L cK
3PO 4
5
0,15 mol 5 0,33 mol/L (c representa a concentração em mol L21) 0,45 L
O rigor químico nos impede de dizer que, em uma solução neutra, as concentrações de íons H1 e OH2 são zero: dizemos que elas são praticamente zero. Voltaremos a essa discussão neste volume.
Capítulo 3 Concentração das soluções que participam de uma reação química
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MATRIZ NOVA
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