Exercícios Resolvidos de Mol e Equação Química

Unicamp – Química Geral e Inorgânica – Professor Nelson – 2015.1. Questão 02.

a) A água dura contém C a 2 + , M g 2 + e F e 2 + , os quais interferem com a ação do sabão e deixam uma cobertura insolúvel no interior dos recipientes e canos quando aquecidos. Amaciantes de água substituem esses íons por N a + . Se 1,0 × 10 3 L de água dura contém 0,010   m o l / L de C a 2 + e 0,0050   m o l / L de M g 2 + , qual a quantidade de matéria (em mol) de N a + necessária para substituir esses íons?

b) Um método comercial usado para descascar batatas é afundá-las em uma solução de hidróxido de sódio por um curto período, removê-las da solução e retirar a casca com jatos de água. A concentração de hidróxido de sódio deve ficar normalmente entre 3 e 6 m o l / L , monitorada constantemente. Em uma análise foram necessários 45,7   m L de H 2 S O 4 = 0,50 M para neutralizar 20,0   m L de uma amostra de solução de hidróxido de sódio. Justifique através de cálculos se esta amostra estava dentro do intervalo citado.

Passo 1

a) Toddo esse blábláblá pra dizer que a gente precisa trocar o C a + 2 e o M g + 2 de uma amostra de água dura por N a + .

Acontece que, como o C a tem carga + 2 e o N a tem carga + 1 , para substituir cada átomo de C a 2 + vamos precisar de 2 átomos de N a + .

O mesmo acontece entre M g 2 + e N a + .

Então o que precisamos fazer é: calcular a quantidade de mols de C a 2 + e M g 2 + presentes em 1,0 × 10 3 L e, multiplicando por 2 , achar o número de mols de N a + que precisamos pra substituir esses caras.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Regrinha de três pro cálcio: se temos 0,010 mol/L de C a + 2 , quantos mols teremos em 1,0 × 10 3   L (nosso volume total)?

x = 0,01 × 1,0 . 10 3 = 10   m o l s

Regrinha de três pro magnésio: se temos 0,005   m o l / L de M g 2 + , quantos mols teremos em   1,0 × 10 3 L ?

x = 0,005   .   1,0 . 10 3 = 5   m o l s

Com 10 mols de C a + 2 e 5 mols de M g + 2 , nós temos 15 mols desses caras (equivalente a 30 mols de cargas + ), e precisamos de 30 mols de N a + para substituí-los.

Passo 3

b) A gente vai seguir passando de concentração pra quantidade de matéria. Ou seja, ver quantos mols por litro temos e calcular quantos mols temos em determinado volume.

O enunciado diz que foram necessários 45,7   m L de H 2 S O 4 0,50   m o l / L . Quantos mols de H 2 S O 4 foram usados, então?

x = 0,5   .   45,7 . 10 - 3 = 22,85 . 10 - 3   m o l

Mas cada H 2 S O 4 neutraliza dois N a O H . Olha só:

H 2 S O 4 + 2 N a O H   → N a 2 S O 4 + 2 H 2 O

Então, se a gente precisou de 22,85 mmol de H 2 S O 4   , a gente tinha o dobro disso de N a O H .

2   .   22,85 . 10 - 3 = 45,7 . 10 - 3   m o l s   d e   N a O H

E o enunciado fala que essa quantidade de NaOH estava em 20,0 mL de amostra. Então podemos calcular a concentração de NaOH em mol por litro.

x = 45,7 . 10 - 3   .   1 20 . 10 - 3 = 2,285   m o l / L

Como a concentração deveria ficar entre 3 e 6 mol/L, a gente conclui que a concentração da amostra está abaixo do intervalo citado.

Resposta

a) 30 mols de N a + .

b) A amostra está fora do intervalo de concentração citado, com 2,285 mol/L de NaOH.

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