Questão 23. Determine a concentração em quantidade de matéria de uma solução de HCl se forem necessários 28,30 \mathrm{~mL} dessa solução para reagir com 0,2560 \mathrm{~g} de \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3} sólido puro. ([ \mathrm{HCl]}=0,171 \mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1} )

Passo 1

O enunciado pede a concentração molar de uma solução de HCl sabendo que 28{,}30\\ \mathrm{mL} dessa solução reagem completamente com 0,2560\\ \mathrm{g} de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} sólido. O que vamos usar é cálculo de massa molar, estequiometria da reação de neutralização e a definição de concentração molar ( c = n/V).

Passo 2

Primeiro, convertemos a massa de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} em número de mols. A massa molar de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} é
M(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}) = 2\times22{,}99 + 12{,}01 + 3\times16{,}00 = 106{,}00\\ \mathrm{g/mol}.
Portanto,
n_{\mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}} = \frac{0,2560\\ \mathrm{g}}{106{,}00\\ \mathrm{g/mol}} = 0,002415\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

A reação de neutralização é
2\,\mathrm{HCl} + \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} \longrightarrow 2\,\mathrm{NaCl} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \mathrm{CO}_{2}.
Pela estequiometria, para cada mol de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} são necessários 2 mol de HCl. Logo,
n_{\mathrm{HCl}} = 2 \times n_{\mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}} = 2 \times 0,002415 = 0,004830\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Agora convertemos o volume de HCl para litros e usamos c = n/V.
V = 28{,}30\\ \mathrm{mL} = 0,02830\\ \mathrm{L},
c_{\mathrm{HCl}} = \frac{n_{\mathrm{HCl}}}{V} = \frac{0,004830\\ \mathrm{mol}}{0,02830\\ \mathrm{L}} \approx 0,1707\\ \mathrm{mol/L}.

Resposta

A concentração da solução de HCl é aproximadamente 0,171\\ \mathrm{mol/L}.

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