O vinagre é um produto alimentício resultante da fermentação do vinho que, de acordo com a legislação nacional, deve apresentar um teor mínimo de ácido acético (CH3COOH) de 4% (v/v). Uma empresa está desenvolvendo um kit para que a inspeção sanitária seja capaz de determinar se alíquotas de 1 mL de amostras de vinagre estão de acordo com a legislação. Esse kit é composto por uma ampola que contém uma solução aquosa de Ca(OH)2 0,1 mol/L e um indicador que faz com que a solução fique cor-de-rosa, se estiver básica, e incolor, se estiver neutra ou ácida. Considere a densidade do ácido acético igual a 1,10 g/cm3, a massa molar do ácido acético igual a 60 g/mol e a massa molar do hidróxido de cálcio igual a 74 g/mol .
Qual é o valor mais próximo para o volume de solução de Ca(OH)2, em mL que deve estar contido em cada ampola do kit para garantir a determinação da regularidade da amostra testada?
A) 3,7
B) 6,6
C) 7,3
D) 25
E) 36
Solução
Primeiramente precisamos determinar a quantidade de ácido acético presente em 1 mL de vinagre. A concentração de ácido acético em vinagre é de 4% (v/v). Isso significa que 4 mL de ácido acético estão presentes a cada 100 mL de vinagre.
Para 1 mL de vinagre, o volume de ácido acético é:
100 mL do vinagre ————- 4 mL de ácido acético
1 mL do vinagre —————– x
x = 0,04 mL de ácido acético.
A massa de ácido acético correspondente aos 0,04 mL pode ser determinada a partir da densidade fornecida, de 1,10 g/cm3.
OBS: 1 cm3 = 1 mL
1 mL ———— 1,10 g de ácido acético
0,04 mL ——– y
y = 0,044 g de ácido acético
Para que o volume de solução de Ca(OH)2 necessário para neutralizar 1 mL de vinagre seja calculado, precisamos considerar a reação que ocorre entre o ácido acético e o hidróxido de cálcio:
2 CH3COOH + Ca(OH)2 → (CH3COO)2Ca + 2 H2O
A proporção da reação é 2:1, ou seja, 2 mol de ácido acético, presente no vinagre, reagem com 1 mol de Ca(OH)2. Considerando as massas molares, podemos concluir que 120 g (2 mol) de ácido acético reagem completamente com 74 g (1 mol) do hidróxido de cálcio.
Portanto, a massa de Ca(OH)2 necessária para reagir com 0,044 g de ácido acético, que é a quantidade presente em 1 mL de vinagre, é calculada da seguinte forma:
CH3COOH Ca(OH)2
120 g ————— 74 g
0,044 g ————- z
z = 0,027 g de Ca(OH)2
Os 0,027 g de Ca(OH)2 correspondem a uma quantidade em mol igual a:
74 g ———— 1 mol de Ca(OH)2
0,027 g ——– w
w = 0,00036 mol de Ca(OH)2
A solução aquosa de Ca(OH)2 em questão apresenta concentração de 0,1 mol/L. Logo, o volume que terá 0,00036 mol é de:
0,1 mol Ca(OH)2 —————- 1000 mL de solução
0,00036 mol de Ca(OH)2 —— k
k = 3,6 mL de solução
Aproximadamente 3,7 mL de solução.
Alternativa A
