Question

Preciso muito de ajuda com essa questão, não estou conseguindo fazer, heeeeeeeeeeelp

Fazendo-se borbulhar gás cloro através de 1,0 litro de uma solução de hidróxido
de sódio, verificou-se ao final do experimento que todo hidróxido de sódio foi
consumido e que na solução resultante foram formados 2,5 mol de cloreto de
sódio. Considerando que o volume da solução não foi alterado durante todo o
processo e que na temperatura em questão tenha ocorrido apenas a reação cor-
respondente à equação química, não balanceada, esquematizada a seguir, qual
deve ser a concentração inicial de hidróxido de sódio?

OH 1- (aq) + Cl 2 (g) --> Cl 1- (aq) + ClO 31- (aq) + H2O(l)

Opções: a) 6 mol/L b) 5 mol/L c) 3 mol/L d) 2,5 mol/L e) 2 mol/L

Answer 1

Boa tarde!Vamos lá, essa questão é muito boa.Para resolver podemos usar o balanceamento ion-eletron.
Temos, do enunciado:
$V_{Cl}= 1$ litro$M_{NaCl}(formados)= 2,5$ mols
E temos a reação, não balanceada:
                  $OH^{-}+Cl_{2} = Cl^- + ClO_3 ^- + H_2O$
Perceba que nos reagentes o cloro apresenta NOX 0 e depois, nos produtos, apresenta NOX -1 e +5, o que significa que sofreu redução e oxidação.
Vamos tratar primeiro da redução. Usando o balanceamento ion-eletron o eletron é colocado do lado dos reagentes na redução e nos produtos na oxidação.
Temos: 
$Cl_{2}+e^- = Cl^-$
Temos que balancear essa reação prestando atenção na quantidade de matéria e nas cargas. Balanceando ficaremos com:
$Cl_{2}+2e^- = 2Cl^-$
Vamos passar agora para a oxidação.
Temos:
$Cl_{2}+OH^- = ClO_3^- + H_2O+e^-$
Novamente devemos balancear. Ficando com:
$Cl_{2}+12OH^- = 2ClO_3^- + 6H_2O+10e^-$
Agora que temos as duas semi-reações balanceadas devemos calcular a variação do NOX do cloro na redução e oxidação.
Redução: $\Delta NOX_r =  - 1 - 0 = -1$Oxidação: $\Delta NOX_o= 5-0 = 5$
Agora temos que multiplicar a semi-reação de redução pela variação de NOX da oxidação e vice versa. Depois disso somaremos as duas reações.
Logo:
$5Cl_2+10e^- +Cl_2 + 12OH^- = 10Cl^-+2ClO_3^- +6H_2O+10e^-$
Cortando os eletrons dos dois lados e simplificando chegamos a:
$3Cl_2+6OH^- = 5Cl^-+ClO_3^- +3H_2O$
Que é a reação balanceada.
Perceba agora que toda a hidroxila dos reagentes é proveniente do hidroxido de sódio (NaOH), que a questão diz que foi completamente consumido, e todo os íons cloretos (Cl-) vieram do cloreto de sódio (NaCl) dissolvido. Logo, considerando o volume de 1 litro da questão (valor que simplifica nossa vida haha), a concentração é o número de mols dividido pelo volume, mas como o volume é 1 a concentração será o mesmo que o número de mols devemos apenas descobrir quantos mols de hidroxido de sódio formariam 2,5 mols do íon cloreto.
Temos:
               mols de NaOH -----> mols de $Cl^-$                          6            -------           5                          x            --------          2,5Como o número de íons cloreto cai pela metade é bem simples de ver que os mols de NaOH se reduziriam pela metade também. Com isso chegamos ao gabarito da letra C.
É isso aí! Espero ter te ajudado e continue com os estudos!