Mistura de soluções com reação

Neste tipo de mistura, deve-se, através da reação química envolvida e dos números de mols dos participantes em cada solução, calcular-se

* a quantidade de mols de produtos formados

* a quantidade de mols de reagentes que possam ter permanecido sem reagir (excesso).

Conhecendo-se o volume final (que é a soma dos volumes das soluções participantes), pode-se calcular a concentração dos solutos participantes da solução final.

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Exemplo 1

Determinar a massa de sal formado pela mistura 2 L de uma solução de HCl 2 mols/L com 1 L de outra solução de NaOH 1,5 mols/L.

A reação que ocorre é de neutralização...

NaOH   +   HCl   =>   NaCl   +   H₂O

 40 g        36,5 g         58,5 g        18 g

Calculando as quantidades de mols dos solutos de cada uma das soluções, multiplicando a concentração pelo volume...

solução de NaOH

C . V = 1,5 . 1 = 1,5 mols

solução de HCl

C . V = 2 . 2 = 4 mols

Considerando que a reação ocorre na proporção de 1 mol de NaOH e 1 mol de HCl para originar 1 mol de NaCl, o NaOH será o reagente limitante e teremos na solução final ...

0 mols de NaOH (limitante)

2,5 mols de HCl (excesso)

1,5 mols de NaCl (produto)

V = 1 L + 2 L = 3 L

Calculando a concentração de HCl na solução final

C_(mol/L) = n / V = 2,5 /3 = 0,83 mol/L

ou

1 mol   =>   36,5 g

0,83 mol   =>   x

x = 30,3 g/L

Calculando a concentração de NaCl na solução final

C_(mol/L) = n / V = 1,5 /3 = 0,5 mol/L

ou

1 mol   =>   58,5 g

0,5 mol   =>   x

x = 29,2 g/L

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Exemplo 2

(Fuvest) Misturam-se 50 mL de solução aquosa 0,10 mol/L de ácido sulfúrico com 50 mL de solução aquosa 0,40 mol/L de hidróxido de sódio. Completada a reação:

a) O meio estará básico ou ácido? Justifique.

b) Qual é a concentração em mol/L, do ácido ou da base remanescente? Indique os cálculos.

H₂SO₄   +   2 NaOH   =>   Na₂SO₄   +   2 H₂O

  

 98 g              80 g               142 g             36 g

Cálculo do número de mols dos solutos nas soluções...

solução de H₂SO₄

C . V = 0,10 . 0,05 = 0,005 mols

Corrigindo a concentração considerando os dois hidrogênios ionizáveis do ácido sulfúrico...0,01 mols.

solução de NaOH

C . V = 0,40 . 0,05 = 0,02 mols

Teremos na solução final:

0 mols de H₂SO₄ (limitante)

0,01 mols de NaOH (excesso)

0,01 mols de Na₂SO₄ (produto)

V = 0,05 + 0,05 = 0,1 L

A solução será básica pois temos um excesso de 0,01 mols desta com relação ao ácido.

Calculando a concentração da base remanescente...

C(mol/L) = 0,01 mol / 0,1 L = 0,1 mol/L