Como mencionado na questão 3, a hidrazina pode ser obtlda por diférentes métodos. Um outro método de obtenção é a reação do hipoclorito de sódlo e amónla. A equação qulmica relevante é:
2 \mathrm{NH}_{3(a q)}+\mathrm{NaClO}_{(a q)} \rightarrow \mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4(a q)}+\mathrm{NaCl}_{(a q)}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(l)}
Qual o volume de uma solução aquosa de amônla 1,00 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} é necessárlo para reaglr completamente com 750,0 \mathrm{~mL} de uma solução aquosa de \mathrm{NaClO} 0,806 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} ?

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
  • Reação balanceada fornecida:
2\mathrm{NH}_{3(aq)}+\mathrm{NaClO}_{(aq)} \rightarrow \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(aq)}+\mathrm{NaCl}_{(aq)}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}
  • Dados numéricos:
    • Concentração da solução de amónia: \,c_{\mathrm{NH_3}}=1{,}00\\ \mathrm{mol\!/\!L}.
    • Volume da solução de hipoclorito de sódio: V_{\mathrm{NaClO}}=750{,}0\\ \mathrm{mL}.
    • Concentração da solução de hipoclorito de sódio: \,c_{\mathrm{NaClO}}=0{,}806\\ \mathrm{mol\!/\!L}.
  • O que é pedido:
    • Determinar o volume da solução aquosa de amónia \,c_{\mathrm{NH_3}}=1{,}00\\ \mathrm{mol\!/\!L} necessário para reagir completamente com 750{,}0\\ \mathrm{mL} da solução de \mathrm{NaClO} de 0{,}806\\ \mathrm{mol\!/\!L}.

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar (aulas rápidas):
  • Concentração molar (molaridade) é definida por \,c=\dfrac{n}{V}, onde:
    • c é a concentração em \mathrm{mol\!/\!L},
    • n é o número de mols da espécie química ( \mathrm{mol}),
    • V é o volume da solução em \mathrm{L}.
  • Dessa relação segue que o número de mols é
n=c\,V.
  • Também vamos usar a estequiometria da reação: os coeficientes estequiométricos indicam a razão de mols entre reagentes. Aqui, 1 mol de \mathrm{NaClO} reage com 2 mols de \mathrm{NH_3}. Em forma de razão:
\frac{n_{\mathrm{NH_3}}}{n_{\mathrm{NaClO}}}=\frac{2}{1}=2.
Explicando em miúdos: para cada mol de \mathrm{NaClO} precisa-se de 2 mols de \mathrm{NH_3}.

Passo 3

Calcular o número de mols de \mathrm{NaClO} disponíveis.
  • Primeiro converto o volume dado para litros:
V_{\mathrm{NaClO}}=750{,}0\\ \mathrm{mL}=0{,}7500\\ \mathrm{L}.
  • Aplicando n=cV:
n_{\mathrm{NaClO}}=c_{\mathrm{NaClO}}\,V_{\mathrm{NaClO}}=0{,}806\\ \mathrm{mol\!/\!L}\times0{,}7500\\ \mathrm{L}=0{,}6045\\ \mathrm{mol}.
(Esse valor veio diretamente dos dados do enunciado.)

Passo 4

Usar a estequiometria para achar quantos mols de \mathrm{NH_3} são necessários.
  • Pela razão estequiométrica:
n_{\mathrm{NH_3}}=2\cdot n_{\mathrm{NaClO}}=2\times0{,}6045\\ \mathrm{mol}=1{,}2090\\ \mathrm{mol}.
Interpretação: são necessários 1{,}2090 mols de amónia para consumir completamente os 0{,}6045 mols de \mathrm{NaClO}.

Passo 5

Converter os mols de \mathrm{NH_3} em volume da solução de amónia usando V=\dfrac{n}{c}.
V_{\mathrm{NH_3}}=\frac{n_{\mathrm{NH_3}}}{c_{\mathrm{NH_3}}}=\frac{1{,}2090\\ \mathrm{mol}}{1{,}00\\ \mathrm{mol\!/\!L}}=1{,}2090\\ \mathrm{L}.

Passo 6

Tratamento de algarismos significativos e apresentação do resultado em unidades usuais.
  • Os dados têm estes algarismos significativos:
    • c_{\mathrm{NaClO}}=0{,}806 tem 3 algarismos significativos.
    • V_{\mathrm{NaClO}}=750{,}0\\ \mathrm{mL} tem 4 algarismos significativos.
    • c_{\mathrm{NH_3}}=1{,}00 tem 3 algarismos significativos.
  • O resultado final fica limitado a 3 algarismos significativos (o menor número de algarismos significativos entre os dados relevantes). Assim arredondando 1{,}2090\\ \mathrm{L} para 3 algarismos significativos obtemos
V_{\mathrm{NH_3}}=1{,}21\\ \mathrm{L}.
Em mililitros isso corresponde a
1{,}21\\ \mathrm{L}=1{,}21\times10^{3}\\ \mathrm{mL}=1{,}210\\ \mathrm{mL}.

Passo 7

Breta rápida de verificação (sanidade):
  • Com 0{,}7500\\ \mathrm{L} de \mathrm{NaClO} a 0{,}806\\ \mathrm{mol\!/\!L} havia 0{,}6045\\ \mathrm{mol} de \mathrm{NaClO}.
  • Como são precisos 2 mols de \mathrm{NH_3} por mol de \mathrm{NaClO}, precisa-se de cerca de 1{,}21 mol de \mathrm{NH_3}.
  • Com solução 1{,}00\\ \mathrm{mol\!/\!L}, o volume pedido é cerca de 1{,}21\\ \mathrm{L}. Faz sentido e está consistente com os cálculos.

Resposta

1{,}21\\ \mathrm{L}
1{,}210\\ \mathrm{mL}

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