(UFR-RJ) Foram misturados 50 mL de solução aquosa 0,4 molar de ácido clorídrico, com 50 mL de solução de hidróxido de cálcio, de mesma concentração.
a) Ao final da reação, o meio ficará ácido ou básico? Justifique sua resposta com cálculos.
b) Calcule a concentração molar do reagente remanescente na mistura.
a) Ao final da reação, o meio ficará ácido ou básico? Justifique sua resposta com cálculos.
b) Calcule a concentração molar do reagente remanescente na mistura.
Passo 1
Vou listar exatamente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver nada ainda).
-
Dados fornecidos:
- Volume da solução de ácido clorídrico:
. - Concentração da solução de ácido clorídrico:
. - Volume da solução de hidróxido de cálcio:
. - Concentração da solução de hidróxido de cálcio:
.
- Volume da solução de ácido clorídrico:
-
O que o enunciado pergunta:
- (a) Ao final da reação, o meio ficará ácido ou básico? Justificar com cálculos.
- (b) Calcular a concentração molar do reagente remanescente na mistura.
Passo 2
Converter volumes para litros e calcular o número de mols iniciais de cada reagente usando a definição de molaridade.
-
Conversão de volumes:
-
.
-
-
Fórmula que usamos: a molaridade
relaciona-se com o número de mols e volume por
onde
é o número de mols,
a concentração em mol·L^{-1} e
o volume em litros.
- Mols de
:
- Mols de
:
Passo 3
Escrever a equação química balanceada da reação de neutralização e entender a estequiometria.
- Reação de neutralização entre ácido clorídrico e hidróxido de cálcio:
- Interpretação da estequiometria: cada
mol de consome mols de . Ou seja, razão estequiométrica para consumo completo do .
Passo 4
Determinar o reagente limitante comparando as quantidades reais com a estequiometria.
- Se todo o
fosse consumido, seria necessário
Mas há disponível somente
de
. Portanto não há HCl suficiente para consumir todo o
.
- Alternativamente, para consumir todo o
seria necessário
Como há
de
disponível, sobra base.
- Conclusão:
é o reagente limitante e é o reagente em excesso.
Passo 5
Calcular quantos mols de
permanecem após a reação completa do
.
- Mols de
consumidos para reagir com todo o :
- Mols de
remanescentes:
Passo 6
Calcular a concentração molar do
remanescente considerando o volume final da mistura.
- Volume total da mistura (assumindo soma de volumes):
- Concentração molar do
remanescente:
Passo 7
Determinar a concentração de
, o pOH e o pH, para concluir se o meio ficou ácido ou básico.
- Dissociação completa (base forte):
- Para cada mol de
há mols de . Logo
- Cálculo do
:
Usando a identidade
, obtemos
- Relação entre
e (a ):
Portanto
- Interpretação:
é fortemente básico, logo o meio final ficará básico.
Passo 8
Resumo final dos resultados obtidos (para fazer a checagem rápida antes da resposta final).
- Reagente remanescente:
. - Concentração do
remanescente: . - Concentração de
: . -
→ meio básico.
Resposta
(a) O meio ficará básico (há excesso de
);
.\n
(b) (equivalente a
).
(b)