Questão 26. Uma amostra de 5,53 g de hidróxido de magnésio é adicionada a 25,0 mL de uma solução 0,200 mol L^-1 de ácido nítrico.
a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação ocorrida.
b) Por meio de cálculos, indique qual é o reagente limitante da reação.
c) Qual é a concentração em quantidade de matéria de hidróxido de magnésio, ácido nítrico e nitrato de magnésio presentes após o término da reação?

Passo 1

Beleza, o problema é o seguinte: a gente tem 5,53 g de Mg(OH)₂ (hidróxido de magnésio) que reage com 25,0 mL de solução 0,200 mol·L⁻¹ de HNO₃ (ácido nítrico).
Conteúdo: esta é uma reação ácido‐base e envolve estequiometria (cálculo de mols, reagente limitante e concentração final). Vamos usar:
  • Mols a partir de massa molar
  • Mols a partir de volume×concentração
  • Identificação de reagente limitante
  • Cálculo de concentrações finais (C = n/V)

Passo 2

Escrevendo e balanceando a reação ácido‐base:
Mg(OH)2 + 2,HNO3 longrightarrow Mg(NO3)2 + 2,H2O
Aqui a gente vê que 1 mol de Mg(OH)₂ reage com 2 mols de HNO₃, formando 1 mol de Mg(NO₃)₂ e 2 mols de água.

Passo 3

Calcular os mols de cada reagente antes da reação:
  1. Mols de Mg(OH)₂:
    massa molar Mg(OH)₂ = 24,31 + 2·(16 + 1) = 58,31 g·mol⁻¹
nrm Mg(OH)2 = tfrac5,53; g58,31;g·mol^-1 = 0,0949;mol
2) Mols de HNO₃:
nrm HNO3 = Ccdot V = 0,200;mol·L^-1times0,0250; L = 0,00500;mol

Passo 4

Descobrir quem é limitante:
  • Pela reação, 1 mol Mg(OH)₂ pede 2 mols HNO₃.
  • Se eu quisesse reagir todos os 0,0949 mol de Mg(OH)₂, precisaria de 0,1898 mol de HNO₃.
  • Mas só tenho 0,00500 mol de HNO₃.
    Logo, falta ácido nítrico: HNO₃ é o limitante.

Passo 5

Calcular mols consumidos e produzidos (baseado no limitante HNO₃):
  • HNO₃ consome 0,00500 mol (tudo).
  • Pela estequiometria, 2 mol HNO₃ formam 1 mol de Mg(NO₃)₂, então: nMg(NO3)2 = tfrac0,005002 = 0,00250;mol
    - Mg(OH)₂ consumido = 0,00250 mol (pois a cada 1 mol Mg(OH)₂ precisam 2 mols HNO₃).
    - Mg(OH)₂ que sobra = 0,0949 – 0,00250 = 0,0924 mol.
    - HNO₃ que sobra = 0.

Passo 6

Calcular as concentrações finais (assumindo volume total ≈ 0,0250 L):
  • [Mg(OH)₂] = 0,0924 mol / 0,0250 L = 3,696 mol·L⁻¹ ≈ 3,70 M
  • [HNO₃] = 0 mol / 0,0250 L = 0 M
  • [Mg(NO₃)₂] = 0,00250 mol / 0,0250 L = 0,100 mol·L⁻¹

Resposta

a) Mg(OH)2 + 2,HNO3 to Mg(NO3)2 + 2,H2O
b) Reagente limitante: HNO₃
c) Concentrações finais:
  • [Mg(OH)₂] = 3,70 M
  • [HNO₃] = 0 M
  • [Mg(NO₃)₂] = 0,100 M

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