(UFV) Resolva as questões a seguir:
a) calcule a massa em gramas de hidróxido de sódio
necessárias para preparar 50 mL de solução
(massa molar do
)
b) misturando a solução preparada no item a com 50 mL de solução
, qual será a concentração, mol/L, do sal formado e do reagente em excesso?
a) calcule a massa em gramas de hidróxido de sódio
b) misturando a solução preparada no item a com 50 mL de solução
Passo 1
O enunciado pede duas coisas, separadas em (a) e (b). Vou listar claramente o que é pedido e quais são os dados fornecidos.
-
Perguntas:
- (a) Calcular a massa em gramas de
necessária para preparar de solução de concentração . - (b) Ao misturar a solução preparada em (a) com
de solução de , qual será a concentração, em mol/L, do sal formado e qual será a concentração, em mol/L, do reagente que ficar em excesso?
- (a) Calcular a massa em gramas de
-
Dados fornecidos:
- Volume da solução de
: . - Concentração desejada da solução de
: . - Massa molar do
: . - Volume da solução de
: . - Concentração da solução de
: .
- Volume da solução de
Passo 2
Entender a fórmula básica que vamos usar: definição de molaridade (concentração molar).
- A molaridade
de uma solução é o número de mols do soluto dividido pelo volume da solução em litros:
onde:
-
é a molaridade em , -
é a quantidade de substância em mols, -
é o volume da solução em litros.
Dessa relação, o número de mols é
Também usaremos a relação entre massa, número de mols e massa molar
:
onde:
-
é a massa em gramas, -
é a massa molar em .
Antes de usar essas fórmulas, converter volumes de mililitros para litros:
Passo 3
Calcular quantos mols de
são necessários para preparar
de solução
.
Usando
:
Fazendo a conta:
Explanação curta: multiplicou-se a concentração (mols por litro) pelo volume em litros para obter os mols presentes.
Passo 4
Converter os mols de
em massa usando
.
Temos
e
. Portanto
Calculando:
Interpretação: para fazer
de
de
precisa-se de
de
.
Passo 5
Agora vamos para a parte (b). Primeiro escrevemos a reação de neutralização entre
e
:
Essa reação é estequiometricamente 1:1: cada mol de
reage com 1 mol de
para formar 1 mol de
.
Para resolver o problema precisamos:
- Calcular os mols iniciais de cada reagente.
- Identificar o reagente limitante (o que se consome totalmente).
- Calcular os mols de sal formados (igual aos mols do reagente limitante, por estequiometria).
- Calcular os mols do reagente em excesso que sobram.
- Dividir os mols finais pelo volume total da mistura para obter concentrações.
Passo 6
Calcular os mols iniciais de
.
O volume de
é
e a concentração é
. Logo
Já sabemos de Passo 3 que
Passo 7
Determinar o reagente limitante e quantos mols de
se formam.
- A reação é 1:1, então o reagente limitante é aquele com menos mols iniciais.
-
tem e tem . Logo é o reagente limitante (é consumido totalmente). - Mols de
formados = mols de consumidos = . - Mols de
que sobram = mols iniciais de menos mols consumidos:
Passo 8
Calcular as concentrações finais na mistura.
O volume total após misturar as duas soluções é
Concentração do sal
:
Concentração do reagente que ficou em excesso (
):
Observação: não há
presente no final, porque foi totalmente consumido.
Passo 9
Resumo rápido e incentivo: fizemos conversões de volume, usamos a definição de molaridade para obter mols, transformamos mols em massa (item a) e aplicamos estequiometria 1:1 da reação ácido-base para encontrar o sal formado e o excesso. Boa! Mesmo em pânico dá para seguir estes passos com calma — respira e resolve passo a passo como fizemos.
Resposta
(a)
(b)
(b)