Exercícios Resolvidos de Teoria de Arrhenius
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(Adaptada) Qual a massa de sulfato de cálcio obtida quando se tratam 37 g de hidróxido de cálcio pelo ácido sulfúrico?
Dados:
M M C a S O 4 = 136 g / m o l
M M C a O H 2 = 74 g / m o l
Passo 1
A reação entre hidróxido de cálcio e ácido sulfúrico pode ser escrita assim:
C a ( O H ) 2 + H 2 S O 4 → C a S O 4 + 2 H 2 O
Base + ácido dá sempre sal mais água, certo? E a gente já balanceou a equação.
Então a gente sabe que 1 mol de hidróxido de cálcio reage com 1 mol de ácido sulfúrico pra formar 1 mol de sulfato de cálcio.
O enunciado pergunta qual a massa do sal obtida se a gente usar 37g da base, o hidróxido de cálcio. Como a gente não tem informação de quanto ácido sulfúrico foi usado, vamos considerar que toda massa de hidróxido de cálcio foi transformada no sal. Ou seja, vamos considerar que usamos ácido sulfúrico em excesso e o hidróxido de cálcio foi nosso reagente limitante.
Passo 2
Se a reação fosse exatamente de 1 mol para 1 mol, formando 1 mol de sal, teríamos as seguintes massas reagindo:
C a ( O H ) 2 + H 2 S O 4 → C a S O 4 + 2 H 2 O
74 g M M H 2 S O 4 → 136 g 2 M M H 2 O
Então a cada 74 g de hidróxido de cálcio, podemos formar 136 g de sulfato de cálcio.
Passo 3
Baseados no passo 2, vamos montar uma regra de três pra descobrir quantos gramas de sulfato de cálcio podemos formar a partir de 37 g de hidróxido de cálcio.
74 . x = 136 . 37
x = 503 2 74 = 6 8 g
Então são obtidas 68 gramas de sulfato de cálcio quando tratamos 37 gramas de hidróxido de cálcio com ácido sulfúrico.
Resposta
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Letra b).
Volume do ácido = 40 mL
Molaridade do ácido = 0,8 mol/L
Volume da base = 74 mL
Molaridade da base = 0,2 mol/L
Etapa 1: Montar a equação da reação referente à mistura:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Etapa 2: Verificar a proporção entre os participantes da reação:
Analisando a equação balanceada do processo acima, temos que a proporção entre os participantes é de 1:1:1:1, ou seja, a quantidade em mol da base é igual à quantidade em mol do ácido.
nb = na
Etapa 3: Utilizar os dados fornecidos na equação abaixo, que foi obtida a partir da análise da proporção estequiométrica da equação da reação, para verificar se há excesso de ácido ou base na reação e determinar o número de mol do sal:
ácido = base
Ma.Va = Mb.Vb
0,8.0,04 = 0,2.0,074
0,032 mol de ácido = 0,0148 mol de base
Como podemos verificar, a quantidade em mol de ácido é maior que a da base. Como a proporção é 1:1, deveria ser igual. Como a base apresenta o menor valor em mol, esse é o valor limitante em mol para todos os participantes. Assim, a quantidade em mol do sal formado é de 0,0148 mol.
Etapa 4: Determinar a concentração em mo/L do sal a partir da fórmula da molaridade. Basta dividir o número de mol do sal pelo volume da solução (soma do volume do ácido com o volume da base):
Msal = nsal
Vtotal
Msal = 0,0148
(0,04 + 0,074)
Msal = 0,0148
0,114
Msal = 0,130 mol/L, aproximadamente
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Alternativa “d”.
Equação da reação:
1 H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → 1 NaH2SO4(aq) + 2 H2O(ℓ)
Cálculo da quantidade de matéria de H2SO4 que reagiu:
0,25 mol de H2SO4 ------- 1 000 mL de solução
x------------------------------ 20 mL de solução
x = 20 . 0,25
1 000
x= 0,005 mol de
H2SO4
Como a proporção estequiométrica entre H2SO4 e NaOH é de 1: 2, reagem 0,01 mol de NaOH (que é o dobro de 0,005 mol).
Cálculo da massa de NaOH (40 g/mol) que reagiu:
1mol de NaOH ------- 40 g de NaOH
0,01mol de NaOH --- y
y = 0,01 . 40
1
y = 0,4 g de NaOH
Como a amostra possui 0,5 g, conclui-se que 0,4 g corresponde ao NaOH e 0,1 g corresponde às impurezas.
Cálculo da porcentagem de impureza na amostra:
0,5 g -------- 100%
0,1 g -------- z
z = 0,1 . 100
0,5
z = 20% de impurezas.
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