Foi borbulhado ar em CNTP a 30 L ⋅ min−1\pu{30 L.min-1} por uma solução com 75 mL\pu{75 mL} de uma solução a 1%1\% de peróxido de hidrogênio. O HX2OX2\ce{H2O2} converte o SOX2\ce{SO2} do ar em ácido sulfúrico. Após dez minutos o HX2SOX4\ce{H2SO4} foi titulado com 10 mL\ce{10 mL} de uma solução 0,002 mol ⋅ L−1\pu{0,002 mol.L-1} em hidróxido de sódio

Determine a concentração de SOX2\ce{SO2} no ar em partes por milhão.

Gabarito

Cálculo do volume borbulhado pela solução após 10 minutos: V=(30 L min−1)(10 min)=300 LV=(\pu{30 L min-1})(\pu{10 min})=\pu{300 L} Cálculo do número de mols de ar borbulhado a partir do volume molar nas CNTP (22,4 L mol−1)(\pu{22,4 L mol-1}) n=VVmolarn=\frac{V}{V_{\ce{molar}}} nar=300 L22,4 L mol−1=13,4 moln_{\ce{ar}}=\frac{\pu{300 L}}{\pu{22,4 L mol-1}}=\pu{13,4 mol} Cálculo do número de mols de enxofre a partir da tilulação: Na titulação ácido-base o número de mols de OHX−\ce{OH-} que reagiu precisa ser igual ao número de mols de HX+\ce{H+}, então podemos escrever o seguinte balanço: nOHX−=nHX+n_{\ce{OH-}}=n_{\ce{H+}} (0,002 mol ⋅ L−1)(10 mL)=2⋅nHX2SOX4(\pu{0,002 mol.L-1})(\pu{10 mL})={\color{red}2}\cdot n_{\ce{H2SO4}} Multiplicamos por 2 pois cada ácido sulfúrico libera dois prótons nSOX2=n=nHX2SOX4=0,01 mmoln_{\ce{SO2}}=n=n_{\ce{H2SO4}}=\pu{0,01 mmol} Vamos calcular a concentração de SOX2\ce{SO2} em ppm mol/mol pois não foi especificado para fazer em massa por massa, então faremos na unidade que for mais conveniente sempre deixando especificado qual unidade você está usando: %(nSOX2nar)=0,01⋅10−3 mol13,4 mol≈7,5⋅10−7=0,75 ppm\%(\frac{n_{\ce{SO2}}}{n_{\ce{ar}}})=\frac{\pu{0,01e-3mol}}{\pu{13,4 mol}}\approx \pu{7,5e-7}=\boxed{\pu{0,75 ppm}}