Questão 25. O hipoclorito de sódio é um composto químico com fórmula molecular \mathrm{NaC} / \mathrm{O}. Soluções desse composto são usadas frequentemente como desinfetante e como agente alvejante. A água sanitária, por exemplo, é uma solução de hipoclorito de sódio muito usada na limpeza diária dos ambientes de uma residência. O hipoclorito de sódio pode ser preparado, na indústria, pela absorção do gás cloro em solução de hidróxido de sódio mantida em resfriamento, segundo a reação abaixo:
2 \mathrm{NaOH}+\mathrm{C} \ell_{2} \rightarrow \mathrm{NaC} \ell \mathrm{O}+\mathrm{NaC} \ell+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Assinale a alternativa com a massa de hipoclorito de sódio produzida pela reação entre 40 litros de uma solução de hidróxido de sódio com uma concentração de 20 gramas por litro e quantidade suficiente de gás cloro.
A ( ) 360 g
B ( ) 585 g
C ( ) 745 g
D ( ) 450 g
E ( ) 180 g

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede (peguei estes números do enunciado).
  • Volume da solução de hidróxido de sódio: 40\\ \text{L}.
  • Concentração da solução: 20\\ \text{g/L} de \mathrm{NaOH}.
  • Gás cloro disponível: quantidade suficiente (ou seja, em excesso).
  • Reação fornecida:
2\mathrm{NaOH} + \mathrm{Cl}_2 \rightarrow \mathrm{NaClO} + \mathrm{NaCl} + \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
O que o enunciado pede:
  • Calcular a massa de hipoclorito de sódio ( \mathrm{NaClO}) produzida pela reação.

Passo 2

Calcular a massa total de \mathrm{NaOH} disponível na solução. A relação entre massa, concentração e volume é:
m = c \cdot V,
onde m é a massa de soluto (em gramas), c é a concentração (em \text{g/L}) e V é o volume (em L). Substituindo os dados:
m(\mathrm{NaOH}) = 20\\ \frac{\text{g}}{\text{L}} \times 40\\ \text{L} = 800\\ \text{g}.

Passo 3

Converter essa massa de \mathrm{NaOH} em mols. Para isso, preciso da massa molar de \mathrm{NaOH}:
M(\mathrm{NaOH}) = M(\mathrm{Na}) + M(\mathrm{O}) + M(\mathrm{H}) = 23 + 16 + 1 = 40\\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}.
O número de mols é dado por
n(\mathrm{NaOH}) = \frac{m(\mathrm{NaOH})}{M(\mathrm{NaOH})} = \frac{800\\ \text{g}}{40\\ \text{g/mol}} = 20\\ \text{mol}.

Passo 4

Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de \mathrm{NaOH} com mols de \mathrm{NaClO}. Na equação,
2\mathrm{NaOH} \longrightarrow 1\\ \mathrm{NaClO},
ou seja, 2 mols de \mathrm{NaOH} produzem 1 mol de \mathrm{NaClO}. Como o cloro está em excesso, o reagente limitante é o \mathrm{NaOH}. Então:
n(\mathrm{NaClO}) = \frac{1}{2}\,n(\mathrm{NaOH}) = \frac{1}{2}\times 20 = 10\\ \text{mol}.

Passo 5

Calcular a massa de \mathrm{NaClO} formada a partir dos mols obtidos. Primeiro a massa molar de \mathrm{NaClO}:
M(\mathrm{NaClO}) = M(\mathrm{Na}) + M(\mathrm{Cl}) + M(\mathrm{O}) = 23 + 35{,}5 + 16 = 74{,}5\\ \frac{\text{g}}{\text{mol}}.
Agora a massa produzida:
m(\mathrm{NaClO}) = n(\mathrm{NaClO}) \cdot M(\mathrm{NaClO}) = 10\\ \text{mol} \times 74{,}5\\ \frac{\text{g}}{\text{mol}} = 745\\ \text{g}.

Passo 6

Breve checagem e interpretação: com 800\\ \text{g} de \mathrm{NaOH} (ou 20\\ \text{mol}), a estequiometria indica produção de 10\\ \text{mol} de \mathrm{NaClO}; multiplicando pela massa molar 74{,}5\\ \text{g/mol} obtém-se 745\\ \text{g}. Isso corresponde à alternativa C.

Resposta

745\\ \text{g}

Exercícios relacionados