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Exercícios sobre mistura de soluções que reagem entre si

Para resolver estes exercícios sobre soluções que reagem entre si, você deve saber realizar os cálculos para a determinação de excessos nessas misturas homogêneas.

Questão 1

(UFRGS)

Solução A + Solução B → Solução final
  Ca(OH)2         HNO3                             
      4g               6,3g                              

Após a reação, observa-se que a solução final é:

a) neutra, pois não há reagente em excesso.

b) ácida, devido a um excesso de 0,6 g de HNO3.

c) ácida, devido a um excesso de 0,3 g de HNO3.

d) neutra, devido à formação de Ca(NO3)2.

e) básica, devido a um excesso de 0,3 g de Ca(OH)2.

Questão 2

Um professor de química, durante uma aula experimental, pediu para seus alunos prepararem uma solução composta de 120 mL de hidróxido de estrôncio [Sr(OH)2], de concentração 0,6 mol/L, com 80 mL de ácido bromídrico (HBr), de concentração 1,0 mol/L. Ao término da atividade, pediu que eles determinassem a concentração da solução resultante. Marque a alternativa que apresenta a concentração do sal e do excesso na solução final:

a) 0,1 mol/L e 0,08 mol/L.

b) 0,4 mol/L e 0,32 mol/L.

c) 0,02 mol/L e 0,016 mol/L.

d) 0,2 mol/L e 0,16 mol/L.

e) 0,16 mol/L e 0,2 mol/L.

Questão 3

Para neutralizar 200 mL de solução 3,20 mol/L de ácido sulfuroso (H2SO3), um laboratorista misturou a ela 800 ml de solução 2,00 mol/L de hidróxido de potássio (KOH). Considerando o exposto, qual será a característica da solução resultante?

a) básica, com concentração do excesso de 0,23 mol/L.

b) ácida, com concentração do excesso de 0,23 mol/L.

c) básica, com concentração do excesso de 0,32 mol/L.

d) ácida, com concentração do excesso de 0,32 mol/L.

e) neutra.

Questão 4

(Uncisal) O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, é utilizado para combater acidez estomacal. Para neutralizar o ácido clorídrico (HCl) contido em 200 mL de suco gástrico com concentração de HCl 0,1 mol/L, é necessária uma massa, em gramas, do referido antiácido igual a:

Dado: massa molar Al(OH)3 = 78 g.mol–1.

a) 0,30.

b) 0,52.

c) 3,00.

d) 4,50.

e) 7,80.

Respostas

Resposta Questão 1

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

1o Passo: Identificar os dados fornecidos pelo exercício.

  • Massa da base: 4 g

  • Massa do ácido: 6,3 g

  • Massa do excesso: ?

2o 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.

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

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

Mb = 1.40 + 2.16 + 2.1

Mb = 40 + 32 + 2

Mb= 74 g/mol

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

Ma = 1.1 + 1.14 + 3.16

Ma = 1 + 14 + 48

Ma= 63 g/mol

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

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

na = ma
        Ma

na = 6,3
       63

na = 0,1 mol

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

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

na = mb
        Mb

na =
      40

na = 0,1 mol

7o 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.

8o 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:

nbexcesso = 0,1-0,05

nbexcesso = 0,05 mol

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

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

nb = mb
        Mb

0,05 = mb
          74

mb = 3,7g.

10o 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:

mbexcesso = 4 – 3,7

mbexcesso = 0,3 g

Resposta Questão 2

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

1o 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: ?

2o 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.

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

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

na = Ma.Va

na = 1.0,08

na = 0,08 mol

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

Devemos multiplicar a molaridade (Mb) fornecida pelo volume da base (Vb) em L:

nb = Mb.Vb

nb = 0,6.0,12

nb = 0,072 mol

5o 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.

6o 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:

nbexcesso = 0,072- 0,04

nbexcesso = 0,032 mol

7o 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):

Mbexcesso = nbexcesso
                    Vfinal

Mbexcesso = 0,032
                    0,2

Mbexcesso = 0,16 mol/L

8o 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):

Ms =   ns  
       Vfinal

Ms = 0,04
        0,2

Ms = 0,2 mol/L

Resposta Questão 3

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

1o 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: ?

2o 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.

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

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

na = Ma.Va

na = 3,2.0,2

na = 0,64 mol

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

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

nb = Mb.Vb

nb = 2.0,8

nb = 1,6 mol

5o 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.

6o 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:

nbexcesso = 1,6- 1,28

nbexcesso = 0,32 mol

7o 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):

Mbexcesso = nbexcesso
                    Vfinal

Mbexcesso = 0,32
                   1

Mbexcesso = 0,32 mol/L

Resposta Questão 4

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

1o 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: ?

2o 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.

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

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

na = Ma.Va

na = 0,1.0,2

na = 0,02 mol

4o 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:

nb = 0,02
       3

nb = 0,0067 mol (aproximadamente)

5o Passo: Determinar a massa da base.

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

nb = mb
       Mb

mb = nb.Mb

mb = 0,0067.78

mb = 0,5226 g

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