Mistura de soluções com solutos diferentes em que há reação química

Você está aqui

Home / Físico-Química / Soluções / Mistura de soluções com solutos diferentes em que há reação química

A mistura de um ácido com uma base é um exemplo de mistura de soluções em que há reação química
A mistura de um ácido com uma base é um exemplo de mistura de soluções em que há reação química

Curtidas

0

Comentários

0

por Diogo

Compartilhe:
Por Diogo Dias

Para realizar uma mistura de soluções com solutos diferentes, é necessário ter previamente essas soluções, ou seja, duas misturas homogêneas que apresentem o mesmo tipo de solvente e solutos diferentes. Esse tipo de mistura pode ou não apresentar reação química. O foco deste texto são as misturas de soluções com solutos diferentes em que há uma reação química.

Para saber se uma reação química acontecerá durante uma mistura de soluções, basta termos atenção nos solutos dessas misturas. Se eles apresentarem cátions e ânions diferentes entre si, a reação certamente acontecerá. Veja alguns exemplos:

1º) Solução de NaCl com solução de KOH = haverá reação porque os cátions Na+ e K+ são diferentes, assim como os ânions Cl- e OH- também são diferentes.

2º) Solução de CrSO4 com solução de H2CO3 = haverá reação porque os cátions Cr+2 e H+ são diferentes, assim como os ânions SO4-2 e CO3-2 também são diferentes.

Em uma reação química, sempre temos uma proporção estequiométrica (relacionada com o balanceamento da equação) e uma relação importante entre os números de mols dos participantes. Veja a equação a seguir:

1 NaCl(aq) + 1 KOH(aq) → 1 NaOH(aq) + 1 KCl(aq)

Como a equação está balanceada, a proporção estequiométrica de todos os participantes é a de 1:1, o que significa que todos eles apresentam o mesmo número de mols. Veja a próxima equação:

1 H2SO4(aq) + 1 MgI2(aq) → 1 MgSO4(aq) + 2 HI(aq)

Analisando o balanceamento, temos que o número de mols de três participantes é o mesmo, enquanto o número de mols do participante HI é o dobro dos demais. Por conta desses detalhes, é importante que o balanceamento seja a primeira coisa que analisemos em uma reação presente em uma mistura de soluções com solutos diferentes.

A partir dessas ideias, podemos informar ainda que a modalidade de concentração chamada molaridade é a mais utilizada em cálculos envolvendo reações químicas em misturas de soluções com solutos diferentes. A fórmula da molaridade é:

M = n1
      V

A partir do número de mols de cada participante e da fórmula da molaridade, podemos determinar qualquer dado (molaridade, número de mol e volume) de qualquer um dos participantes da reação promovida pela mistura de soluções. Acompanhe os exemplos:

- Mistura de 50 mL de uma solução de HCl 0,5 mol/L com 150 mL de uma solução de NaOH. Qual será a concentração da solução de NaOH utilizada na mistura?

1 HCl(aq) + 1 NaOH(aq) → 1 NaCl(aq) + 1 H2O(aq)

Os dados do exercício são:

 

Vácido = 50 mL

Mácido = 0,5 mol/L

Vbase = 150 mL

Mbase = ?

 

Como temos a mesma proporção para todos os participantes (1:1), o número de mols de todos é o mesmo. Assim, se tivermos o número de mol da base, podemos encontrar sua molaridade, pois temos o seu volume. Porém, antes de mais nada, vamos encontrar o número de mol por meio dos dados do ácido que foram fornecidos:

 

Mácido =     n1     
               Vácido

0,5 =    n1   
          0,05

n1 = 0,05 . 0,5

n1 = 0,025 mol do ácido

 

Assim, podemos afirmar que o número de mols da base também vale 0,025 mol. Calculemos, então, sua molaridade:

 

Mbase =     n1    
              Vbase

Mbase = 0,025
             0,15

Mbase = 0,167 mol/L

 

Observação: Quando o isolamos na fórmula da molaridade, temos que: n1 = M.V. Como todos os participantes da reação têm o mesmo número de mol, podemos resolver o exercício utilizando a seguinte relação:

Mácido.Vácido = Mbase. Vbase

0,5. 0,05 = Mbase.0,15

Mbase = 0,167 mol/L

 

- Misturam-se 100 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) de concentração 0,2 mol/L com 200 mL de uma solução de iodeto de potássio (KI). Determine a molaridade do sulfato de potássio (K2SO4) formado na reação química promovida pela mistura dessas soluções.

 

1 H2SO4(aq) + 2 KI(aq) → 1 K2SO4(aq)+ 2 HI(aq)

 

Analisando a estequiometria da equação, temos que o KI é o dobro do H2SO4, assim como o HI é o dobro do K2SO4. O exercício forneceu ainda como dados:

 

Vácido = 100 mL ou 0,1 L

VKI = 200 mL ou 0,2 L

MKI = 0,2 mol/L

Vfinal = 300 mL (resultado da soma dos dois volumes misturados) ou 0,3 L

 

Para determinar qualquer dado dentro do exercício, devemos encontrar primeiramente o número de mols do KI:

 

MKI = n1
         VKI

0,2 =   n1  
         0,2

n1 = 0,2.0,2

n1 = 0,04 mol de KI

 

Como o número de mol do K2SO4 é a metade do número de mol do KI — por conta da proporção estequiométrica do balanceamento (2:1), temos que o número de mol do K2SO4 será de 0,02 mol. Com isso, basta calcular sua molaridade utilizando o volume da mistura, que é 0,3 L:

 

M K2SO4 =     n1    
                  Vfinal

M K2SO4 = 0,02
                 0,3

M K2SO4 = 0,067 mol/L

Podemos ainda determinar se houve sobra de algum dos componentes de uma das misturas. Para isso, o exercício sempre vai nos fornecer os volumes e as concentrações das duas soluções que foram utilizadas. Veja um exemplo:

(FUVEST) Misturam-se 50 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, H2SO4, de concentração 0,10 mol/L com 500 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, NaOH, de concentração 0,40 mol/L. Qual será a concentração do ácido ou da base remanescente?

1 H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → 1 K2SO4(aq)+ 2 H2O

Os dados do exercício são:

 

Vácido = 50 mL

Mácido = 0,1 mol/L

Vbase = 50 mL

Mbase = 0,4 mol/L

 

O primeiro passo é determinar o número de mol do ácido e da base pela fórmula da molaridade:

Para o ácido:

Mácido = n1
            Vácido

0,1 = n1
        0,05

n1 = 0,005 mol de ácido utilizado

Para a base:

Mbase = n1
            Vbase

0,4 = n1
        0,05

n1 = 0,02 mol de ácido utilizado

 

Comparando os coeficientes estequiométricos com os números de mol utilizados, temos que:

1 H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → 1 K2SO4(aq)+ 2 H2O
1 mol            2 mol                                     
0,005 mol        0,02 mol                                       

A quantidade menor de mol indica sempre o mol real. Por essa razão, como o NaOH é o dobro do H2SO4, é fácil observar que o número de mol de NaOH real é 0,01 mol, e não 0,02 mol como foi utilizado. Assim, subtraindo os dois valores, temos a quantidade de base remanescente no meio:

Base remanescente: 0,02 - 0,01

Base remanescente: 0,01 mol

Por fim, basta calcular a molaridade da base remanescente, lembrando que o volume final é de 0,1 L (soma dos dois volumes misturados):

 

Mbase =     n1    
              Vbase

Mbase = 0,01
            0,1

Mbase = 0,1 mol/L

 

Por Me. Diogo Lopes Dias

Curtidas

0

Comentários

0

por Diogo

Compartilhe: