Complete as equações químicas considerando a estequiometria correta e indique o estado físico de todos os produtos. Classificá-la quanto à sua natureza.
Passo 1
O enunciado pede que eu complete a equação dada, indicando a estequiometria correta e o estado físico de todos os produtos, e que eu classifique a reação quanto à sua natureza. A equação fornecida é:
Informações dadas: reagentes são
e
(já com coeficiente
). O que se quer: completar os produtos com seus estados físicos e dizer que tipo de reação é.
Passo 2
Vamos identificar os íons presentes em solução antes da reação (pois ambos os reagentes são aquosos, eles se dissociam):
Com
mols de
teremos
e
. Em uma reação de dupla troca (troca de íons), os cátions trocam de ânion, então os pares possíveis são
com
(formando
) e
com
(formando
).
Passo 3
Agora equilibramos estequiometricamente: contagens iniciais de átomos/íons:
- Hidrogênio: à esquerda há
átomos em (portanto precisamos formar total de 2 H em produtos como moléculas de HCl). - Cloro: com
mols de há átomos de Cl. - Sódio: com
mols de há átomos de Na. - Sulfato: um grupo
.
Para conservar átomos e cargas, precisamos de 2 unidades de HCl (para usar os 2 H e os 2 Cl) e o sulfato combina com os 2 Na formando
. Portanto o coeficiente
em
é apropriado e resulta em 2 mols de HCl no produto.
Passo 4
Estado físico dos produtos — justificativa didática:
-
: o sulfato de sódio é solúvel em água em condições normais (logo, quando a reação ocorre em meio aquoso, o sal formado tende a ficar em solução como ). Se a solução for concentrada e houver evaporação, ele pode precipitar como sólido ( ), mas o estado típico imediatamente após a reação em solução é aquoso . -
: o cloreto de hidrogênio é um gás covalente com ponto de ebulição muito baixo (aprox. ), logo quando se forma em meio ácido quente ou em reação com ácido concentrado tende a sair da solução como gás . Em solução ele existe como (ácido clorídrico), mas a reação com ácido forte e sais de cloreto costuma produzir liberação de . Em problemas desse tipo a expectativa experimental é indicar .
Passo 5
Net ionic e papel dos íons (para entender a natureza): escrevendo os íons e cancelando espectador
Cancellam-se os íons espectadores
e
, sobrando a equação iônica líquida:
ou, simplificando,
Isso mostra que o que realmente acontece é a formação da molécula de ácido clorídrico que se liberta como gás.
Passo 6
Observação prática e rota alternativa (que costuma cair em provas): com 1 mol de
e 1 mol de
a reação frequentemente forma o bisulfato de sódio (
) e
:
Se houver excesso de
ou aquecimento, o bisulfato pode reagir com mais
para dar
e mais
, levando ao caso estequiométrico global com 2 mols de
.
Passo 7
Classificação final: a reação é uma reação de dupla troca (metátese) entre um ácido e um sal, com evolução de gás (
). Também pode ser vista como reação ácido-sal onde o ácido libera
que combina com
para formar o gás cloreto de hidrogênio.
Resposta
Natureza: reação de dupla troca (metátese) entre ácido e sal, com liberação de gás (