Questão 1

ITA 2009

Química

(ITA - 1ª FASE - 2009)

Uma mistura sólida é composta de carbonato de sódio e bicarbonato de sódio. A dissolução completa de 2,0 g dessa mistura requer 60,0 mL de uma solução aquosa 0,5 mol·L^-1 de HCℓ. Assinale a opção que apresenta a massa de cada um dos componentes desta mistura sólida.

Massas molares (g/mol): Na = 23 ; C = 12 ; O = 16 ; H = 1.

$m_{Na_2CO_3} = 0,4 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 1,6 g$

$m_{Na_2CO_3} = 0,7 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 1,3 g$

$m_{Na_2CO_3} = 0,9 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 1,1 g$

$m_{Na_2CO_3} = 1,1 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 0,9 g$

$m_{Na_2CO_3} = 1,3 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 0,7 g$

Gabarito:

$m_{Na_2CO_3} = 0,9 g ; e ; m_{NaHCO_3} = 1,1 g$

Resolução:

Ao adicionar 60,0 mL de uma solução 0,5 mol·L^-de HCℓ, a quantidade de matéria adicionada é:

0,5 mol de HCℓ --------- 1000 mL

x --------------------------- 60,0 mL

x = 0,03 mol de HCℓ

Essa quantidade de matéria reage com Na₂CO₃ e com NaHCO₃ segundo as reações:

Na₂CO₃ + 2 HCℓ → 2 NaCℓ + CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + HCℓ → NaCℓ + CO₂ + H₂O

Partindo do princípio de que uma quantidade de matéria "a" qualquer reage com Na₂CO₃, o restante irá reagir com NaHCO₃, ou seja, 0,03 mol - a.

Para calcular qual a massa necessária de Na₂CO₃ necessária para reagir com uma quantidade de matéria "a" de HCℓ, deve-se converter a proporção em quantidade de matéria da reação para uma proporção em massa, e para isso, é necessário calcular a massa molar:

$MM_{Na_2CO_3} = 2 cdot MM_{Na} + 1 cdot MM_C + 3 cdot MM_O$

$MM_{Na_2CO_3} = 2 cdot 23 + 1 cdot 12 + 3 cdot 16 = 106 g/mol$

A proporção entre a massa de Na₂CO₃ e a quantidade de matéria de HCℓ será:

1 mol de Na₂CO₃ --- 2 mol de HCℓ

106 g de Na₂CO₃ ---- 2 mol de HCℓ

x -------------------------- a

x = (53a) g

Partindo do mesmo princípio, é possível calcular a massa de NaHCO₃ necessária para reagir com uma quantidade de matéria (0,03 - a) mol de HCℓ, também sendo necessário o cálculo da massa molar do NaHCO₃:

$MM_{NaHCO_3} = 1 cdot MM_{Na} + 1 cdot MM_H + 1 cdot MM_C + 3 cdot MM_O$