Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Dutos e Terminais · 2023 · questão 46

Cesgranrio Transpetro 2023 Química · Equilíbrio iônico, pH e hidrólise salina também em Química · Cálculos estequiométricos

Questão 46

O bicarbonato de sódio (\(\mathrm{NaHCO_{3}}\)) é um reagente usado para finalidades diversas por conta de sua capacidade para neutralização de ácidos e para produção do gás \(\mathrm{CO_{2}}\). Em contato com soluções aquosas ácidas, reage como representado a seguir. \[ \mathrm{NaHCO_{3\,(s)}} + \mathrm{H_{3}O^{+}_{(aq)}} \longrightarrow \mathrm{Na^{+}_{(aq)}} + 2\,\mathrm{H_{2}O_{(l)}} + \mathrm{CO_{2\,(g)}} \] Considerando-se a proporção estequiométrica e o rendimento completo de reação, a massa de bicarbonato de sódio necessária para neutralizar 20,0 L de solução aquosa, cujo pH medido foi 2, é

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Resposta da banca: B

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Equilíbrio iônico — do pH à quantidade de ácido, e daí à massa de bicarbonato que o neutraliza.

Objetivo

Achar a massa de NaHCO₃ que neutraliza 20,0 L de solução de pH 2. O que está em jogo é traduzir o pH em concentração de H⁺, escala logarítmica, e depois respeitar a proporção 1 para 1 da equação, sem se deixar levar pelo coeficiente 2 da água.

Conceitos para revisar

pH e concentração de H⁺

O pH é o expoente, com sinal trocado, da concentração de íons hidrogênio. pH 2 é concentração de um centésimo de mol por litro.

\[[\mathrm{H^{+}}] = 10^{-\mathrm{pH}}\]

\([\mathrm{H^{+}}]\)concentração de H⁺, ou H₃O⁺, em mol/L

pH2, aqui

Quantidade de ácido no volume

Mols são concentração vezes volume. Vinte litros a um centésimo de mol por litro são dois décimos de mol.

\[n = [\mathrm{H^{+}}] \cdot V\]

\(n\)mols de H⁺ a neutralizar

\(V\)volume da solução, em litros

Proporção da neutralização

Na equação dada, um mol de bicarbonato consome um mol de H₃O⁺. O 2 diante da água é produto e não altera a proporção entre os reagentes.

\[\mathrm{NaHCO_{3}} + \mathrm{H_{3}O^{+}} \rightarrow \mathrm{Na^{+}} + 2\,\mathrm{H_{2}O} + \mathrm{CO_{2}}\]

11: bicarbonato para H₃O⁺

M(NaHCO₃)84 g/mol, da tabela periódica

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