Um hidrácido formado por um halogênio do 3^{\underline{\mathrm{O}}} período da Tabela Periódica reage com hidróxido de sódio, formando 3.2 g de um sal e água. Qual o sal formado ? Levando em consideração que ambos os reagentes estão em quantidades suficientes e a reação teve 100 \% de rendimento. Quantos mols do ácido foram consumidos nessa reação?

Passo 1

O enunciado diz: um hidrácido formado por um halogênio do 3^{\underline{\mathrm{O}}} período reage com hidróxido de sódio, formando 3{,}2\\ \mathrm{g} de um sal e água. Os reagentes estão em quantidades suficientes e o rendimento é 100\%. Perguntas pedidas:
  1. Qual o sal formado?
  2. Quantos mols do ácido foram consumidos nessa reação?
Informações relevantes dadas:
  • Massa do sal formada: 3{,}2\\ \mathrm{g}.
  • Reagentes em excesso (ou suficientes) e rendimento 100\% (logo toda a quantidade limitante foi convertida em produto).
  • O hidrácido é formado por um halogênio do 3^{\underline{\mathrm{O}}} período.

Passo 2

Identificar qual é o halogênio do 3^{\underline{\mathrm{O}}} período e, portanto, qual o hidrácido. Explicando de forma bem direta: os halogênios (grupo 17) em ordem de períodos são \mathrm{F} (período 2), \mathrm{Cl} (período 3), \mathrm{Br} (período 4), etc. Então o halogênio do 3^{\underline{\mathrm{O}}} período é o cloro, \mathrm{Cl}. O hidrácido formado por cloro é o ácido clorídrico, cuja fórmula é \mathrm{HCl}.

Passo 3

Escrever e analisar a reação de neutralização entre o hidrácido \mathrm{HCl} e o hidróxido de sódio \mathrm{NaOH}. A reação típica é:
\mathrm{HCl} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_{2}O}
Explicação didática: em uma neutralização ácido + base, o íon \mathrm{H^{+}} do ácido se combina com o íon \mathrm{OH^{-}} da base formando água \mathrm{H_{2}O}. O cátion da base ( \mathrm{Na^{+}}) fica com o ânion do ácido ( \mathrm{Cl^{-}}), formando o sal \mathrm{NaCl}. Note que a estequiometria é 1:1 entre \mathrm{HCl} e \mathrm{NaOH} e também 1:1 entre \mathrm{HCl} consumido e \mathrm{NaCl} formado.

Passo 4

Concluir qual é o sal formado. Pelas considerações do passo anterior, o sal formado é \mathrm{NaCl}, que é o cloreto de sódio. (Aqui apenas identificamos o produto, sem ainda calcular quantidades.)

Passo 5

Calcular a quantidade de mols do sal formado a partir da massa dada. Primeiro queremos a massa molar (massa molecular) de \mathrm{NaCl}. Usamos as massas atômicas (valores aproximados tabelados):
  • m(\mathrm{Na}) = 22{,}99\\ \mathrm{g/mol}
  • m(\mathrm{Cl}) = 35{,}45\\ \mathrm{g/mol}
A massa molar de \mathrm{NaCl} é a soma:
M_{\mathrm{NaCl}} = 22{,}99 + 35{,}45 = 58{,}44\\ \mathrm{g/mol}
Explicação didática: a massa molar de um composto é a soma das massas atômicas dos átomos que formam a fórmula, cada uma multiplicada pelo número de vezes que aparece na fórmula (aqui 1 átomo de Na e 1 de Cl).

Passo 6

Calcular os mols de \mathrm{NaCl} formados a partir da massa 3{,}2\\ \mathrm{g}. Usamos a fórmula básica:
n = \frac{m}{M}
onde n é o número de mols, m é a massa em gramas e M é a massa molar em \mathrm{g/mol}. Aplicando:
n(\mathrm{NaCl}) = \frac{3{,}2\\ \mathrm{g}}{58{,}44\\ \mathrm{g/mol}} = 0{,}0547\\ \mathrm{mol}\\ (\text{valor não arredondado})ã
Explicação didática: dividimos a massa pela massa de um mol para saber quantos mols temos. Fiz a divisão: 3{,}2 / 58{,}44 \approx 0{,}054744\ldots, que escrevi como 0{,}0547\\ \mathrm{mol} antes do arredondamento final.

Passo 7

Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de \mathrm{NaCl} formados com mols do ácido \mathrm{HCl} consumidos. Pela equação balanceada do passo 3, a razão é
\frac{n(\mathrm{HCl})}{n(\mathrm{NaCl})} = 1
ou seja, n(\mathrm{HCl}) = n(\mathrm{NaCl}). Portanto, o número de mols de \mathrm{HCl} consumidos é o mesmo calculado no passo anterior. Considerando arredondamento coerente com os dados (massa dada com dois algarismos significativos, 3{,}2), arredondamos a resposta para dois algarismos significativos:
n(\mathrm{HCl}) \approx 0{,}055\\ \mathrm{mol}.

Resposta

\mathrm{NaCl} (cloreto de sódio)
0{,}055\\ \mathrm{mol}

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