Questão 33. Uma solução aquosa de ácido perclórico
tem densidade de
e é 70,00 % em massa.
a) Calcule a concentração em quantidade de matéria (
) e mássica (
) dessa solução.
dessa solução aquosa de
são misturados com
de solução aquosa de cloreto de potássio (
) cuja concentração em quantidade de matéria é
. Os produtos gerados são perclorato de potássio sólido
e ácido clorídrico em solução.
b) Escreva a equação molecular e a equação iônica simplificada que representam a reação descrita acima.
c) Por meio de cálculos, indique o reagente limitante e o reagente em excesso. Calcule o rendimento percentual da reação sabendo que foram gerados
de perclorato de potássio.
a) Calcule a concentração em quantidade de matéria (
b) Escreva a equação molecular e a equação iônica simplificada que representam a reação descrita acima.
c) Por meio de cálculos, indique o reagente limitante e o reagente em excesso. Calcule o rendimento percentual da reação sabendo que foram gerados
Passo 1
Beleza, temos uma questão sobre solução e estequiometria. Primeiro, uma solução aquosa de HClO₄ (ácido perclórico) com densidade e % em massa dados; a) quer a concentração em mol·L⁻¹ e g·L⁻¹. Depois misturamos um pouco dessa solução com uma de KCl pra gerar KClO₄ sólido e HCl em solução; b) pedem a equação molecular e iônica líquida; c) aí vem o clássico: reagente limitante, reagente em excesso e rendimento percentual.
Para resolver isso vamos usar:
Para resolver isso vamos usar:
- Conceito de densidade, % em massa e como virar isso em concentração molar e massa por volume;
- Escrita de equações iônicas e cancelamento de íons espectadores;
- Cálculo de moles (n = c·V), comparação molar pra ver limitante e rendimento (rendimento = m_real / m_teórico·100%).
Passo 2
(a) Concentração em mol·L⁻¹ e g·L⁻¹ da solução 70,00 % m/m de HClO₄ com densidade 1,670 g·mL⁻¹
- Primeiro, pense num litro (1000 mL) de solução.
– Massa total da solução = densidade × volume =
2. Dessas 1670 g, 70,00 % são de HClO₄:
- Quantos mols é isso? A massa molar do HClO₄ é 100,5 g·mol⁻¹, então
4. Concentração molar © em mol·L⁻¹: como isso está num litro,
- Concentração mássica em g·L⁻¹ é só a massa de soluto por litro de solução, ou seja
Passo 3
(b) Equação molecular e iônica líquida
- Equação molecular (total):
- Escrevendo tudo em íons (equação completa iônica):
- Íons espectadores são H⁺ e Cl⁻ (aparecem dos dois lados). Cancelando, sobra a equação iônica líquida (simplificada):
Passo 4
© Reagente limitante, reagente em excesso e rendimento
- Moles de HClO₄ disponíveis em 100,0 mL da solução de c = 11,63 mol·L⁻¹:
2. Moles de KCl em 250,0 mL de solução 6,120 mol·L⁻¹:
- Pela equação iônica a relação é 1:1 (1 mol de HClO₄ reage com 1 mol de KCl).
– HClO₄: 1,163 mol
– KCl: 1,530 mol
Logo, HClO₄ é o limitante (menor quantidade em mols). KCl fica em excesso. - Rendimento percentual:
– Teoricamente cada mol de HClO₄ gera 1 mol de KClO₄, logo máximo de KClO₄ = 1,163 mol.
– Massa molar KClO₄ = 138,5 g·mol⁻¹ ⇒ massa teórica = 1,163×138,5≈161,2 g.
– Foi obtido 150,0 g na prática.
Resposta
a) c = 11,63 mol·L⁻¹ e ρ(soluto) = 1169 g·L⁻¹.
b) Molecular: HClO₄(aq) + KCl(aq) → KClO₄(s) + HCl(aq).
Iônica líquida: K⁺(aq) + ClO₄⁻(aq) → KClO₄(s).
c) Reagente limitante = HClO₄; reagente em excesso = KCl; rendimento ≈ 93,1 %.
b) Molecular: HClO₄(aq) + KCl(aq) → KClO₄(s) + HCl(aq).
Iônica líquida: K⁺(aq) + ClO₄⁻(aq) → KClO₄(s).
c) Reagente limitante = HClO₄; reagente em excesso = KCl; rendimento ≈ 93,1 %.