Sabemos que o vinagre (ácido acético) é amplamente utilizado na culinária e em processos de limpeza doméstica. Em um experimento prático, vinagre é usado para neutralizar um resíduo alcalino composto de hidróxido de sódio (NaOH). Escreva a equação balanceada para essa reação de neutralização e calcule a quantidade de ácido acético necessária para neutralizar 5 g de NaOH. Discuta a importância dessa reação no controle de resíduos em processos industriais.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre química de uma forma bem tranquila. A gente precisa balancear uma equação química de neutralização entre o hidróxido de sódio ( NaOH) e o ácido acético (que é o principal componente do vinagre), e depois calcular quanto de ácido acético é necessário para neutralizar 5 gramas de NaOH. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química não balanceada da reação entre o ácido acético ( CH3COOH) e o hidróxido de sódio ( NaOH):
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Agora, vamos verificar se essa equação está balanceada. Olhando os átomos de cada elemento em ambos os lados da equação:
  • Carbono ©: 2 no lado dos reagentes e 2 no lado dos produtos.
  • Hidrogênio (H): 4 no ácido acético mais 1 no NaOH dá 5 no lado dos reagentes e 3 no lado dos produtos mais 2 na água dá 5 também.
  • Oxigênio (O): 2 no ácido acético mais 1 no NaOH dá 3 no lado dos reagentes e 2 no CH3COONa mais 1 na água dá 3 no lado dos produtos.
  • Sódio (Na): 1 em ambos os lados.
Como todos os elementos estão com o mesmo número de átomos em ambos os lados, a equação já está balanceada.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de ácido acético necessária para neutralizar 5 gramas de NaOH. Para isso, vamos seguir os seguintes passos:
  1. Calcular a massa molar de NaOH e do CH3COOH:
    • Massa molar do NaOH:
      • Na: 23 g/mol
      • O: 16 g/mol
      • H: 1 g/mol
      • Total: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol
    • Massa molar do CH3COOH:
      • C: 12 g/mol × 2 = 24 g/mol
      • H: 1 g/mol × 4 = 4 g/mol
      • O: 16 g/mol × 2 = 32 g/mol
      • Total: 24 + 4 + 32 = 60 g/mol
  2. Calcular a quantidade de moles de NaOH em 5 gramas:
    n = mM = 5,g40,g/mol = 0,125,mol
  3. Usar a relação estequiométrica da reação balanceada:
    A equação balanceada mostra que 1 mol de CH3COOH reage com 1 mol de NaOH. Portanto, 0,125 mol de NaOH precisam de 0,125 mol de CH3COOH.
  4. Calcular a massa de CH3COOH necessária:
    m = n times M = 0,125,mol times 60,g/mol = 7,5,g

Passo 4

Por último, vamos falar sobre a importância dessa reação no controle de resíduos em processos industriais. Muitas indústrias utilizam substâncias alcalinas como o hidróxido de sódio para diversas finalidades, como limpeza e fabricação de produtos químicos. Após o uso, é essencial neutralizar esses resíduos alcalinos para evitar danos ao meio ambiente e garantir a segurança no descarte. A reação de neutralização com ácido acético, que é menos agressivo e mais fácil de manusear, é uma maneira eficiente e segura de tratar esses resíduos, contribuindo para práticas mais sustentáveis e responsáveis industrialmente.

Resposta

Pronto! Além dos 7,5 gramas de ácido acético necessários para neutralizar o NaOH, vimos que essa reação é super importante para tratar resíduos de maneira segura e sustentável nas indústrias.

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