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HCl + NaOH ====> NaCl + H2O
1 - ENCONTRANDO O NÚMERO DE MOLS DE HCl E NaOH
HCl
M = n / v
n = 0,2 x 0,5
n = 0,1 mol
NaOH
M = n / v
n = 0,1 x 0,25
n = 0,025 mols
2 - ENCONTRANDO O EXCESSO DE MOLS DE HCl
n exc = 0,1 - 0,025
n exc = 0,075 mols
3 - EQUAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO
Na2CO3 + 2 HCl ======> 2 NaCl + H2CO3
4 -ENCONTRANDO O NÚMERO DE MOLS DE Na2CO3 EQUIVALENTES
2 mols de HCl ---------------- 1 mol de Na2CO3
0,075 mols de HCl ------------ n
n = 0,0375 mols
5 - ENCONTRANDO A MASSA EQUIVALENTE DE Na2CO3
1 mol de Na2CO3 ------------------ 106 g
0,0375 mols de Na2CO3 ----------- x
x = 3,975 g
6 - ENCONTRANDO A PORCENTAGEM EM MASSA
P = ( 3,975 / 5 ) x 100
P = 79,5 %
ALTERNATIVA C !!!!!!!!!
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Pessoal, essa exige muitos cálculos. Esse tipo de questão fica mais fácil quando feita “de trás pra frente”. A reação inicial de dissolução do NaCO3 é a seguinte:
NaCO + 2HCl → 2NaCl + HCO (I)
Para essa reação, percebe-se que 2 mol de HCl reagem com 1 mol de NaCOA segunda reação, que é a neutralização do HCl fica:
HCl + NaOH → NaCl + H2O (II)
Para que a reação II ocorresse, foram adicionados 250 mL de NaOH a 0,1 M. Como n = M x V:
n= 0,1 x 0,250
n = 0,025 mol.
Isso quer dizer que, para que ocorresse a reação de neutralização, foram adicionados 0,025 mol de NaOH. Observando a equação II, vemos que a proporção dos reagentes NaOH e HCl é 1:1, ou seja, 1 mol de NaOH reage com 1 mol de HCl. Como reagiram 0,025 mol de NaOH, pode-se afirmar que reagiram, também, 0,025 mol de HCl, isto é, havia 0,025 mol de HCl na solução que “sobrou” da reação I:
n = 0,025 mol.
Agora, vamos utilizar os dados da questão para descobrir o quanto de HCl foi consumido na reação (I). Utilizando novamente a fórmula n = M x V, podemos descobrir a quantidade, em mol, de HCl presente na solução antes da primeira reação:
n = M x V
n = 0,2 x 0,5
n = 0,1 mol.
Então, se inicialmente havia 0,1 mol de HCl, e logo após a primeira reação (dissolução do carbonato de sódio), sobraram apenas 0,025 mol de HCl, a quantidade consumida na reação I foi 0,1 – 0,025 = 0,075 mol de HCl:
n = 0,075 mol.
Observando a reação I (NaCO + 2HCl → 2NaCl + HCO), percebe-se que 1 mol de NaCO reage com 2 mol de HCl. Assim, se o total de HCl que reagiu na reação I foi 0,075 mol, a quantidade de NaCO que reagiu será a metade:
n = 0,075 / 2
n = 0,0375 mol de NaCO
Para encontrarmos a massa de NaCO, devemos apenas multiplicar o numero de mols pela massa molar desse composto (é dada no enunciado: 106 g/mol):
m = 0,0375 x 106
m = 3,975 g de NaCO
Para saber a pureza, devemos encontrar basicamente a porcentagem da massa da amostra que era, efetivamente, carbonato de cálcio. Sabendo que a massa adicionada foi de 5g:
Pureza = 3,975 / 5
Pureza = 0,795
Como as alternativas são todas dadas em um percentual, é só multiplicar por 100: a pureza será de 79,5%
Ufa! Essa foi grande. Recomendo fortemente que você tente entender todas as etapas, pois esse tipo de questão é muito recorrente em concursos.
Gabarito: alternativa C.
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Esta questão abrange conceitos relacionados à soluções químicas. Para resolvê-la é importante saber relacionar as concentrações molares do ácido e da base em uma neutralização. Dessa forma, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:
Massa da amostra = 5,00 g;
V (HCl) = 500 mL;
M (HCl) = 0,200 mol/L;
V (NaOH) = 250,0 mL;
M (NaOH) = 0,100 mol/L;
MM (Na2CO3) = 106 g/mol.
Resolução:
1) De acordo com o enunciado o HCl está em excesso e seu excesso foi neutralizado com NaOH. Dessa forma, temos a seguinte reação acontecendo:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Como 1 mol de HCl reage com 1 mol de NaOH, o número de mols (n) de ambos os compostos na neutralização tem que ser igual:
n (HCl)em excesso = n (NaOH)
Como o número de mols pode ser definido como concentração molar (M) vezes volume da solução (V), é possível saber o número de mols do NaOH:
n (NaOH) = M (NaOH) ∙ V (NaOH) = 0,1 ∙ 0,25 = 0,025 mols
Como o n (HCl)em excesso = n (NaOH), temos que:
n (HCl)em excesso = 0,025 mols
O número de mols total do HCl pode ser obtido multiplicando sua concentração molar pelo volume da solução:
n (HCl)total = 0,2 ∙ 0,5 = 0,1 mols
2) Conforme o enunciado, o HCl é misturado com o Na2CO3 e esse sal reage com o ácido de acordo com a seguinte reação:
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O
Como 1 mol de Na2CO3 reage com 2 mols de HCl, temos a seguinte relação entre o número de mols desses compostos:
n (HCl)/2 = n (Na2CO3)
Para saber o n (HCl) que reagiu com o Na2CO3 basta subtrair o n (HCl)em excesso do n(HCl)total:
n (HCl) = n(HCl)total - n(HCl)em excesso = 0,1 - 0,025 = 0,075 mols
Dessa forma, é possível encontrar o n (Na2CO3):
n (Na2CO3) = n (HCl)/2 = 0,0375 mols
Para saber a massa de Na2CO3 em gramas basta relacionar o n (Na2CO3) à sua massa molecular (MM):
MM (Na2CO3) = 23 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 = 106 g/mol
1 mol de Na2CO3 possui 106 g
0,0375 mols de Na2CO3 ------ X
X = 3,975 g de Na2CO3
Para saber a porcentagem em massa do Na2CO3 basta realizar uma regra de três simples:
5 g corresponde a 100%
3,975 g ----------- Y
Y = 3,975 ∙ 100/5 = 79,5%
Gabarito do Professor: Letra C.