Questão 25. Um caminhão tanque carregando 5,0 times 10^3 kg de solução de ácido sulfúrico concentrado tomba e derrama sua carga. Se o ácido sulfúrico é 95 % em massa e tem d=1,84 g mL^-1, quantos kg de carbonato de sódio devem ser adicionados para neutralizar o ácido? Escreva uma equação química que represente a reação de neutralização.

Passo 1

Beleza, temos um caminhão com 5,0×10³ kg de solução de H₂SO₄ a 95% em massa (densidade d = 1,84 g/mL). O que cai é que isso é um exercício de estequiometria e neutralização ácido‐base. Vamos precisar de:
  • Converter a massa de solução na massa de H₂SO₄ (usar o % em massa)
  • Calcular os mols de H₂SO₄ (massa ÷ massa molar)
  • Escrever a reação de neutralização com Na₂CO₃
  • Usar a proporção molar pra achar quantos mols de Na₂CO₃ são necessários
  • Converter esses mols em massa de Na₂CO₃

Passo 2

Encontrar a massa de H₂SO₄ pura na solução.
Como a solução tem 95% em massa de H₂SO₄, basta:
mrm H2SO4 = 0,95 times mrm solução çã
mrm H2SO4 = 0,95 times 5,0times10^3;rm kg = 4,75times10^3;rm kg

Passo 3

Calcular quantos mols de H₂SO₄ isso representa.
A massa molar do H₂SO₄ é aproximadamente
Mrm H2SO4 = 2times1 + 32 + 4times16 = 98;rm g/mol
Convertendo 4,75×10³ kg em gramas:
mrm H2SO4 = 4,75times10^3;rm kgtimes 10^3;rm g/kg = 4,75times10^6;rm g
Agora os mols:
nrm H2SO4 = mrm H2SO4Mrm H2SO4 = 4,75times10^6;rm g98;rm g/mol approx 4,85times10^4;rm mol

Passo 4

Escrever a reação e ver a proporção molar.
A neutralização de ácido sulfúrico com carbonato de sódio é:
Na2CO3 + H2SO4 ;longrightarrow; Na2SO4 + H2O + CO2
Nela, 1 mol de Na₂CO₃ neutraliza 1 mol de H₂SO₄. Logo, precisamos de exatamente o mesmo número de mols de Na₂CO₃:
nrm Na2CO3 = nrm H2SO4 = 4,85times10^4;rm mol

Passo 5

Converter os mols de Na₂CO₃ em massa.
Massa molar do Na₂CO₃:
Mrm Na2CO3 = 2times23 + 12 + 3times16 = 106;rm g/mol
Então a massa necessária é
mrm Na2CO3 = nrm Na2CO3times Mrm Na2CO3 = 4,85times10^4;rm moltimes 106;rm g/mol approx 5,14times10^6;rm g
Convertendo para quilogramas:
mrm Na2CO3 approx 5,14times10^3;rm kg

Resposta

Você precisa adicionar cerca de 5,14×10³ kg de Na₂CO₃ para neutralizar todo o ácido.

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