Em um acidente ocorrido em Ribeirão Preto (SP), um caminhão tombou e provocou o vazamento de 25 litros de ácido nítrico (HNO3). Segundo informações do Corpo de Bombeiros Militar local, um dos compartimentos que transportavam esse produto caiu do caminhão e, ao bater no chão, a tampa se soltou e causou o derramamento do produto. O Corpo de Bombeiros Militar utilizou como reagente neutralizante do produto carbonato de sódio (Na2 CO3 ).
Disponível em: . Acesso em: out. 2018. [Fragmento adaptado].
Sabe-se que o reagente derramado tem as seguintes características:
1. Densidade igual a 1,5 g/mL.
2. Percentual em massa igual a 60%.
Nessas condições, é correto afirmar que a massa de carbonato de sódio, em quilogramas, que reagiu completamente com o ácido para neutralizá-lo é de, aproximadamente,
Soluções para a tarefa
Dados do HNO₃:
MM do HNO₃ = 1 + 14 + 3 · 16 = 63 g/mol
V = 25 L = 25000 mL
d = 1,5 g/mL
1,5 g de solução de HNO₃ ---------- 1 mL de solução de HNO₃
x ---------- 25000 mL
x = 37500 g de solução de HNO₃
%m/m = 60% ⇒ 60 g de HNO₃ ---------- 100 g de solução
y ---------- 37500 g de solução
y = 22500 g de HNO₃
Dados do Na₂CO₃:
MM do Na₂CO₃ = 2 · 23 + 12 + 3 · 16 = 103 g/mol
2 HNO₃ + Na₂CO₃ → 2 NaNO₃ + H₂O + CO₂
2 mol 1 mol
↓ ↓
2 · 63 g ---------- 103 g
22500 g ---------- w
w = 18392 g de Na₂CO₃
w = 18,392 kg de Na₂CO₃
A massa de carbonato de sódio necessária para reagir completamente com 25 litros de ácido nítrico é de, aproximadamente, 18,93 kg.
Estequiometria
A estequiometria é a relação dos cálculos das massas, mol ou volume das substâncias envolvidas em uma reação química, baseando-se na lei da conservação das massas.
A equação balanceada do ácido nítrico reagindo com carbonato de sódio é:
2 HNO₃ + Na₂CO₃ → H₂O + CO₂ + 2 NaNO₃
Conforme os coeficientes estequiométricos, 2 mol de ácido nítrico reagem com 1 mol de carbonato de sódio.
Para calcular a massa necessária de carbonato de sódio para reagir completamente com 25 litros de ácido nítrico, cuja densidade é 1,5 g m/L e percentual em massa igual a 60 %, serão necessárias 3 etapas de cálculos.
Convertendo o volume da solução para massa através da densidade
O volume da solução é de 25 litros e sua densidade é de 1,5 g/mL. Para calcular a massa correspondente a esse volume, basta inserir os valores na fórmula de densidade.
Obs.: O volume em litros será convertido para mililitros, multiplicando por 1000.
d = m/v
1,5 = m/25.000
m = 37.500 g de solução
Esta etapa de cálculo foi necessária, pois o resultado será utilizado no próximo passo para calcular a massa de ácido nítrico existente nessa solução.
Calculando a massa de ácido nítrico existente na solução
O percentual em massa de ácido nítrico nessa solução é igual a 60%. Portanto, a massa de ácido nítrico existente em 37.500 g de solução é igual a:
60 g de HNO₃ ----------- 100 g de solução
x -------------37.500 g de solução
x = 22.500 g de HNO₃
Calculando a massa de carbonato de sódio necessária para reagir com o ácido nítrico
Na reação, 2 mol de HNO₃ reage com 1 mol de Na₂CO₃. Consultando uma tabela periódica, essa quantidade de mol será convertida para massa.
1 mol HNO₃ = 1 + 14 + 16 x 3 = 63 g
2 mol de HNO₃ = 2 x 63 g = 126 g
1 mol de Na₂CO₃ = 23 x 2 + 12 + 16 x 3 = 106 g
Com essa conversão, o cálculo da massa de carbonato que reage com 22.500 g de ácido já pode ser calculada, conforme abaixo:
126 g de HNO₃ (2 mol) ------------------- 106 g de Na₂CO₃ (1 mol)
22.500 g de HNO₃ ------------------------- x
x = 18.929 g ≅ 18,93 kg
Entenda mais sobre estequiometria em: https://brainly.com.br/tarefa/50357366
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