Questão comentada da Fuvest sobre soluções.

Questão comentada sobre soluções, da Fuvest

(Fuvest/2013) Um recipiente contém 100 mL de uma solução aquosa de H₂SO₄ de concentração 0,1 mol/L. Duas placas de platina são inseridas na solução e conectadas a um LED (diodo emissor de luz) e a uma bateria, como representado abaixo.

A intensidade da luz emitida pelo LED é proporcional à concentração de íons na solução em que estão inseridas as placas de platina.
Nesse experimento, adicionou-se, gradativamente, uma solução aquosa de Ba(OH)₂, de concentração 0,4 mol/L, à solução aquosa de H₂SO4, medindo-se a intensidade de luz a cada adição.
Os resultados desse experimento estão representados no gráfico.

Sabe-se que a reação que ocorre no recipiente produz um composto insolúvel em água.

a) Escreva a equação química que representa essa reação.
b) Explique por que, com a adição de solução aquosa de Ba(OH)₂, a intensidade de luz decresce até
um valor mínimo, aumentando a seguir.
c) Determine o volume adicionado da solução aquosa de Ba(OH)₂ que corresponde ao ponto x no
gráfico. Mostre os cálculos.

Resolução:
a) Na solução ocorrerá a reação entre o ácido sulfúrico (H₂SO₄ ) e o hidróxido de bário (Ba(OH)₂).
Então:
H₂SO₄ + Ba(OH)₂ –> BaSO₄ + 2H₂O

b) A luminosidade da lâmpada depende da quantidade de íons em solução. Assim, à medida que a reação vai ocorrendo, o total de íons em solução diminui, o que reduz o brilho da lâmpada.
Contudo, ao adicionar mais Ba(OH)₂, haverá um excesso de íons Ba²⁺ e de íons OH^– em solução, o que propiciará um aumento do brilho da lâmpada.
c) Calculando a quantidade de matéria (número de moles de H₂SO₄):
n = M. V(L)  –> n = 0,1 . 0,1 = 0,01 mol de ácido sulfúrico.
Como a reação ocorre na proporção de 1:1 (1 mol de H₂SO₄ reage com 1 mol de Ba(OH)₂), serão necessários 0,01 moles de Ba(OH)₂.
Então:
n = M. V(l) –> 0,01 = 0,04 . V  –> V = 0,025 L
V = 25 mL

Veja também:
– Questão comentada sobre preparo de solução de etanol 70%, da UFG