Exercícios sobre mistura de soluções que reagem entre si

Letra e). Para alcançar a resposta da questão, são necessários os seguintes passos:

1^o Passo: Identificar os dados fornecidos pelo exercício.

• Massa da base: 4 g

• Massa do ácido: 6,3 g

• Massa do excesso: ?

2^o Passo: Montar e balancear a equação química.

1 Ca(OH)₂ + 2 HNO₃ → 1 Ca(NO₃)₂ + 2 H₂O

Ao realizar esse passo, a proporção apresentada entre os participantes deve ser de 1 mol de base para 2 mol do ácido, formando 1 mol do sal, isto é, base e sal apresentam a mesma proporção, enquanto o ácido possui o dobro em mol deles.

3^o Passo: Determinar a massa molar da base (M_b).

Para isso, podemos multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:

M_b = 1.40 + 2.16 + 2.1

M_b = 40 + 32 + 2

M_b= 74 g/mol

4^o Passo: Determinar a massa molar do ácido (n_a).

M_a = 1.1 + 1.14 + 3.16

M_a = 1 + 14 + 48

M_a= 63 g/mol

5^o Passo: Determinar o número de mol do ácido (n_a).

Para obter esse número, podemos dividir a massa fornecida pela massa molar:

n_a = m_a
        M_a

n_a = 6,3
       63

n_a = 0,1 mol

6^o Passo: Determinar o número de mol da base (n_b).

Esse número é determinado se dividirmos a massa fornecida pela massa molar:

n_a = m_b
        M_b

n_a = 4 
      40

n_a = 0,1 mol

7^o Passo: Determinar se há reagente em excesso.

Para isso, devemos relacionar o número de mol obtido com a proporção da reação. Na proporção, o ácido deve ser o dobro da base. Encontramos, assim, 0,1 mol para a base e 0,1 mol para o ácido.

1 Ca(OH)₂ + 2 HNO₃ →

Como a proporção entre eles deve ser de 1 para 2, logo, é impossível que ambos tenham o mesmo número de mol. Caso isso aconteça, um deles pode estar em excesso. Como o resultado dos cálculos apresentou a base com 0,1 mol, isso revela que ela é o reagente em excesso, porque o valor dela deveria ser metade do valor do ácido, ou seja, 0,05 mol.

8^o Passo: Determinar o número de mol do excesso.

Como a base está em excesso e sua proporção é a metade do ácido (que possui 0,1 mol), o número de mol da base que reage deve ser 0,05 mol (metade do valor do ácido). Assim, para determinar o excesso, basta subtrair:

n_bexcesso = 0,1-0,05

n_bexcesso = 0,05 mol

9^o Passo: Determinar a massa da base (m_b) que realmente reagiu.

Para isso, podemos multiplicar o número de mol real (que é 0,05 mol) pela massa molar:

n_b = m_b
        M_b

0,05 = m_b
          74

m_b = 3,7g.

10^o Passo: Determinar a massa do excesso:

Para obter a massa em excesso, devemos subtrair a massa da base que foi realmente utilizada (3,7) da massa da base que foi adicionada (4 g) à mistura:

m_bexcesso = 4 – 3,7

m_bexcesso = 0,3 g

Letra d). Para alcançar a resposta, são necessários os seguintes passos:

1^o Passo: Identificar os dados fornecidos pelo exercício:

• Volume do ácido: 80 mL ou 0,08 L (após dividir por 1000)

• Molaridade do ácido: 1,0 mol/L

• Volume da base: 120 mL ou 0,12 L (após dividir por 1000)

• Molaridade da base: 0,6 mol/L

• Volume da solução final: 200 mL (resultado da soma de 80 mL com 120 mL) ou 0,2 L (após dividir por 1000)

• Molaridade do sal: ?

• Molaridade do excesso: ?

2^o Passo: Montar e balancear a equação química.

1 Sr(OH)₂ + 2 HBr → 1 SrBr₂ + 2 H₂O

A proporção encontrada entre os participantes deve ser de 1 mol de base para 2 mol do ácido, formando 1 mol do sal, ou seja, base e sal apresentam a mesma proporção, enquanto o ácido possui o dobro em mol deles.

3^o Passo: Determinar o número de mol do ácido (n_a).

Para isso, devemos multiplicar a molaridade (M_a) fornecida pelo volume do ácido (V_a) em L:

n_a = M_a.V_a

n_a = 1.0,08

n_a = 0,08 mol

4^o Passo: Determinar o número de mol da base.

Devemos multiplicar a molaridade (M_b) fornecida pelo volume da base (V_b) em L:

n_b = M_b.V_b

n_b = 0,6.0,12

n_b = 0,072 mol

5^o Passo: Determinar se há reagente em excesso.

Para isso, devemos relacionar o número de mol obtido com a proporção da reação. Na proporção, o ácido deve ser o dobro da base.

1 Sr(OH)₂ + 2 HBr →

O resultado encontrado no cálculo foi de 0,072 mol para a base e 0,08 mol para o ácido. Como é impossível que 0,08 seja o dobro de 0,072 mol, concluímos que a base esteja em excesso.

6^o Passo: Determinar o número de mol do excesso.

Como a base está em excesso e sua proporção é a metade do ácido (que possui 0,08 mol), o número de mol de base que reage é 0,04 mol (metade do valor do ácido). Assim, para determinar o excesso, podemos subtrair:

n_bexcesso = 0,072- 0,04

n_bexcesso = 0,032 mol

7^o Passo: Determinar a molaridade do excesso.

Para isso, podemos dividir o número de mol em excesso da base pelo volume da solução final (0,2 l):

M_bexcesso = n_bexcesso
                    V_final

M_bexcesso = 0,032
                    0,2

M_bexcesso = 0,16 mol/L

8^o Passo: Determinar a molaridade do sal na solução final.

Podemos dividir o número de mol do sal, que é igual ao da base que reage, ou seja, 0,04 mol, pelo volume da solução final (0,2 L):

M_s =   n_s  
       V_final

M_s = 0,04
        0,2

M_s = 0,2 mol/L

Letra c). Para alcançar a resposta, são necessários os seguintes passos:

1^o Passo: Identificar os dados fornecidos pelo exercício:

• Volume do ácido: 200 mL ou 0,2 L (após dividir por 1000)

• Molaridade do ácido: 3,2 mol/L

• Volume da base: 800 mL ou 0,8 L (após dividir por 1000)

• Molaridade da base: 2,0 mol/L

• Volume da solução final: 1000 mL (resultado da soma de 80 ml com 120 ml) ou 1 l (após dividir por 1000)

• Molaridade do excesso: ?

2^o Passo: Montar e balancear a equação química.

2 KOH + 1 H₂SO₃ → K₂SO₃ + 2 H₂O

A proporção obtida entre os participantes deve ser 2 mol de base para 1 mol do ácido, formando 1 mol do sal. Assim, ácido e sal devem apresentar a mesma proporção, e a base possui o dobro da proporção em mol de cada um.

3^o Passo: Determinar o número de mol do ácido (n_a).

Para isso, devemos multiplicar a molaridade (M_a) fornecida pelo volume do ácido (V_a) em L:

n_a = M_a.V_a

n_a = 3,2.0,2

n_a = 0,64 mol

4^o Passo: Determinar o número de mol da base.

Para isso, podemos multiplicar a molaridade (M_b) fornecida pelo volume da base (V_b) em L:

n_b = M_b.V_b

n_b = 2.0,8

n_b = 1,6 mol

5^o Passo: Determinar se há reagente em excesso.

Para isso, devemos relacionar o número de mol obtido com a proporção da reação. Na proporção, a base é o dobro do ácido.

2 KOH + 1 H₂SO₃ →

Os valores encontrados nos cálculos foram: 1,6 mol para a base e 0,64 mol para o ácido. Como é impossível que 1,6 seja o dobro de 0,64 mol, concluímos que a base está em excesso.

6^o Passo: Determinar o número de mol do excesso.

Como a base está em excesso e sua proporção é o dobro do ácido (que possui 0,64 mol), portanto, o número de mol da base que reage deve ser 1,28 mol (o dobro do valor do ácido). Assim, para determinar o excesso, basta subtrair:

n_bexcesso = 1,6- 1,28

n_bexcesso = 0,32 mol

7^o Passo: Determinar a molaridade do excesso.

Para isso, podemos dividir o número de mol em excesso da base pelo volume da solução final (1 l):

M_bexcesso = n_bexcesso
                    V_final

M_bexcesso = 0,32
                   1

M_bexcesso = 0,32 mol/L

Letra b). Para alcançar a resposta, são necessários os seguintes passos:

1^o Passo: Identificar os dados fornecidos pelo exercício:

• Volume do ácido: 200 mL ou 0,2 L (após dividir por 1000)

• Molaridade do ácido: 0,1 mol/L

• Massa molar da base: 78 g/mol

• Massa da base necessária para reagir com o ácido: ?

2^o Passo: Montar e balancear a equação química

1 Al(OH)₃ + 3 HCl → 1 AlCl₃ + 3 H₂O

A proporção obtida entre os participantes deve ser de 1 mol de base para 3 mol do ácido, formando 1 mol do sal. Dessa forma, base e sal apresentam a mesma proporção, e o ácido possui o triplo da proporção em mol de cada um.

3^o Passo: Determinar o número de mol do ácido (n_a).

Para isso, multiplicamos a molaridade (M_a) fornecida pelo volume do ácido (V_a) em L:

n_a = M_a.V_a

n_a = 0,1.0,2

n_a = 0,02 mol

4^o Passo: Determinar o número de mol da base.

Para isso, podemos utilizar a proporção da equação balanceada no 2º passo. Como a base é um terço em mol do ácido, seu número de mol pode ser conseguido pela divisão do número de mol do ácido por 3:

n_b = 0,02
       3

n_b = 0,0067 mol (aproximadamente)

5^o Passo: Determinar a massa da base.

Para isso, devemos utilizar a massa molar e o número de mol da base, como na seguinte expressão:

n_b = m_b
       M_b

m_b = n_b.M_b

m_b = 0,0067.78

m_b = 0,5226 g