Sabendo-se que foram misturados 8,0 \mathrm{~g} de hidróxido de sódio com 22,0 \mathrm{~g} de pentóxido de dinitrogênio, calcule a massa do nitrato de sódio obtida e a massa do reagente em excesso:
2 \mathrm{NaOH}+\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{5} \rightarrow 2 \mathrm{NaNO}_{3}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Dados: \mathrm{NaOH}=40 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ; \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{5}=108 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ; \mathrm{NaNO}_{3}=85 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) a massa do nitrato de sódio obtida e (2) a massa do reagente que fica em excesso. As informações fornecidas são:
\begin{aligned} &\text{massa de NaOH inicial} = 8,0\\ \mathrm{g},\\\ &\text{massa de } \mathrm{N_2O_5}\\ \text{inicial} = 22,0\\ \mathrm{g},\\\ &M(\mathrm{NaOH})=40\\ \mathrm{g/mol},\\\ &M(\mathrm{N_2O_5})=108\\ \mathrm{g/mol},\\\ &M(\mathrm{NaNO_3})=85\\ \mathrm{g/mol}, \end{aligned}
e a reação é
2\\ \mathrm{NaOH}+\mathrm{N_2O_5}\rightarrow 2\\ \mathrm{NaNO_3}+\mathrm{H_2O}.

Passo 2

Vamos transformar massas em mols. A fórmula para número de mols é
n=\frac{m}{M},
onde n é o número de mols, m a massa em gramas e M a massa molar em \mathrm{g/mol}. Para o hidróxido de sódio:
n_{\mathrm{NaOH}}=\frac{8,0}{40}=0,20\\ \text{mol}.

Passo 3

Agora para o pentóxido de dinitrogênio:
n_{\mathrm{N_2O_5}}=\frac{22,0}{108}\approx 0,2037\\ \text{mol}\\ (\text{aprox. }0,204\\ \text{mol}).

Passo 4

Interpretando a estequiometria: a reação mostra que 2 mol de \mathrm{NaOH} reagem com 1 mol de \mathrm{N_2O_5}. Para ver qual reagente é limitante comparamos proporções.
  • Se quiséssemos consumir todo o \mathrm{NaOH} disponível, a quantidade de \mathrm{N_2O_5} necessária seria
n_{\mathrm{N_2O_5,req}}=\frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{2}=\frac{0,20}{2}=0,10\\ \text{mol}.
Como n_{\mathrm{N_2O_5}} \approx 0,2037\\ \text{mol} > 0,10\\ \text{mol}, há \mathrm{N_2O_5} em excesso. Logo o reagente limitante é \mathrm{NaOH}.

Passo 5

Com o reagente limitante identificado, determinamos o produto formado. Pela estequiometria 2\\ \mathrm{NaOH}\rightarrow 2\\ \mathrm{NaNO_3}, os mols de \mathrm{NaNO_3} formados são iguais aos mols de \mathrm{NaOH} consumidos:
n_{\mathrm{NaNO_3}}=n_{\mathrm{NaOH}}=0,20\\ \text{mol}.
A massa de \mathrm{NaNO_3} formada é
m_{\mathrm{NaNO_3}}=n_{\mathrm{NaNO_3}}\cdot M(\mathrm{NaNO_3})=0,20\cdot85=17,0\\ \mathrm{g}.

Passo 6

Agora calculamos quanto de \mathrm{N_2O_5} ficou em excesso. Método direto por massa: a quantidade de \mathrm{N_2O_5} consumida corresponde a 0,10 mol (veja Passo 4), cuja massa é
m_{\mathrm{N_2O_5,cons}}=0,10\cdot108=10,8\\ \mathrm{g}.
Portanto a massa de \mathrm{N_2O_5} restante é
m_{\mathrm{N_2O_5,excesso}}=22,0-10,8=11,2\\ \mathrm{g}.
(Como verificação alternativa: em mols o resíduo é 0,2037-0,10=0,1037 mol e 0,1037\cdot108\approx11,2\\ \mathrm{g}, dá o mesmo.)

Passo 7

Resumo final dos cálculos obtidos: massa de \mathrm{NaNO_3} formada =17,0\\ \mathrm{g}; massa do reagente em excesso ( \mathrm{N_2O_5}) =11,2\\ \mathrm{g}. Boa! Fizemos tudo passo a passo — se precisar, eu repito com menos casas decimais ou explico qualquer etapa com mais calma.

Resposta

Massa de \mathrm{NaNO_3} formada: 17,0\\ \mathrm{g}
Massa do reagente em excesso ( \mathrm{N_2O_5}): 11,2\\ \mathrm{g}

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