Quantos gramas de \mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_{2} são necessários para neutralizar 25 mL de 1,00 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} de \mathrm{HNO}_{3} ?. pág. 127.

Passo 1

O enunciado pede para calcular quantos gramas de \mathrm{Ca(OH)}_2 são necessários para neutralizar 25\\ \mathrm{mL} de uma solução de \mathrm{HNO}_3 com concentração 1,00\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}}.\n
Informações dadas:
\text{Volume de } \mathrm{HNO}_3: \; V = 25\\ \mathrm{mL} = 0,025\\ \mathrm{L}
\text{Concentração de } \mathrm{HNO}_3: \; C = 1{,}00\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}}çã
\text{Reagente que queremos: massa de } \mathrm{Ca(OH)}_2 \;(\text{em g})

Passo 2

Primeiro precisamos da reação de neutralização balanceada entre \mathrm{Ca(OH)}_2 e \mathrm{HNO}_3. Escrevendo e balanceando:
\mathrm{Ca(OH)}_2 + 2\mathrm{HNO}_3 \longrightarrow \mathrm{Ca(NO_3)}_2 + 2\mathrm{H_2O}
Explicação didática: essa equação mostra que 1 mol de \mathrm{Ca(OH)}_2 reage com 2 mol de \mathrm{HNO}_3. Ou seja, para neutralizar cada 2 mol de ácido precisamos de 1 mol de hidróxido de cálcio.

Passo 3

Agora calculamos quantos mol de \mathrm{HNO}_3 existem na amostra usando a definição de molaridade: a molaridade C é a quantidade de mols por litro, e o número de mols n é
n = C \cdot V.
Substituindo:
n_{\mathrm{HNO}_3} = 1{,}00\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}} \times 0,025\\ \mathrm{L} = 0{,}025\\ \mathrm{mol}.
Comentário pedagógico: isso significa que temos 0{,}025 mols de ácido disponíveis para reagir.

Passo 4

Usamos a estequiometria da equação (Passo 2) para achar quantos mols de \mathrm{Ca(OH)}_2 são necessários. A relação é
\frac{n_{\mathrm{HNO}_3}}{n_{\mathrm{Ca(OH)}_2}} = 2,
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n_{\mathrm{Ca(OH)}_2} = \frac{n_{\mathrm{HNO}_3}}{2} = \frac{0{,}025}{2} = 0{,}0125\\ \mathrm{mol}.
Explicando devagar: como cada mol de \mathrm{Ca(OH)}_2 neutraliza 2 mols de \mathrm{HNO}_3, dividimos os mols de ácido por 2 para saber quantos mols do hidróxido precisamos.

Passo 5

Para transformar mols em gramas precisamos da massa molar ( M) de \mathrm{Ca(OH)}_2. Calculamos somando as massas atômicas:
M_{\mathrm{Ca(OH)}_2} = M_{\mathrm{Ca}} + 2\bigl(M_{\mathrm{O}} + M_{\mathrm{H}}\bigr).
Usando valores padrão aproximados:
M_{\mathrm{Ca}} = 40{,}08,\quad M_{\mathrm{O}} = 16{,}00,\quad M_{\mathrm{H}} = 1{,}01.
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M_{\mathrm{Ca(OH)}_2} = 40{,}08 + 2(16{,}00 + 1{,}01) = 40{,}08 + 2(17{,}01) = 40{,}08 + 34{,}02 = 74{,}10\\ \mathrm{g\\ mol^{-1}}.
Mini-aula: cada grupo hidroxila \mathrm{OH} tem massa 16{,}00+1{,}01=17{,}01 e há duas delas, por isso o fator 2.

Passo 6

Calculamos a massa necessária usando m = n \cdot M:
m_{\mathrm{Ca(OH)}_2} = 0{,}0125\\ \mathrm{mol} \times 74{,}10\\ \mathrm{g\\ mol^{-1}} = 0{,}92625\\ \mathrm{g}.
Arredondamento e sig figs: o volume dado 25\\ \mathrm{mL} geralmente tem 2 algarismos significativos, portanto o resultado final deve ser apresentado com 2 algarismos significativos. Arredondando 0{,}92625\\ \mathrm{g} para 2 algarismos significativos obtemos 0{,}93\\ \mathrm{g}.

Resposta

0{,}93\\ \mathrm{g}

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