Questão 24 (2º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2005

Question

Observe o esquema, ao lado:

Aparelhagem de laboratório composta por um funil de Squibb contendo H₂SO₄ acoplado a um kitassato contendo 78 g de NaCl. A tubulação lateral do kitassato conecta-se a um frasco erlenmeyer contendo 250 mL de H₂O, com o tubo mergulhado no líquido.

a) Escreva a equação química que representa a reação que ocorrerá no kitassato, após a abertura da torneira do funil de Squibb. (1,5 ponto)

b) Determine a densidade da solução que se formará no erlenmeyer, considerando que todo o gás produzido reagirá com a água.( \text{d}_{\text{água}} = 1\ \text{g/cm}^3). (3,5 pontos)

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 24 (2º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2005

2º dia · Química: Cálculo estequiométrico

Observe o esquema, ao lado:

Aparelhagem de laboratório composta por um funil de Squibb contendo H₂SO₄ acoplado a um kitassato contendo 78 g de NaCl. A tubulação lateral do kitassato conecta-se a um frasco erlenmeyer contendo 250 mL de H₂O, com o tubo mergulhado no líquido.

a) Escreva a equação química que representa a reação que ocorrerá no kitassato, após a abertura da torneira do funil de Squibb. (1,5 ponto)

b) Determine a densidade da solução que se formará no erlenmeyer, considerando que todo o gás produzido reagirá com a água.( \text{d}_{\text{água}} = 1\ \text{g/cm}^3). (3,5 pontos)

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Resolução comentada

Resposta esperada pela UFG

a) \ce{H2SO4(l) + 2NaCl(s) -> Na2SO4(s) + 2HCl(g)} (1,5 ponto)

b) 1 mol de NaCl —— 58,5 gramas
X mol de NaCl —— 78 gramas

\text{X} = 1{,}33\text{ mol de NaCl}.

Como 1 mol de NaCl produz 1 mol de HCl, 1,33 mol de NaCl produzirá 1,33 mol de HCl. Como o mol do HCl é de 36,5 gramas, 1{,}33 \times 36{,}5 gramas é igual a 48,54 gramas de HCl, a massa que será produzida.

Considerando que as 48,54 gramas de HCl produzidas reagirão com a água do erlenmyer, teremos que a massa da solução será de 250 gramas de água + 48,54 gramas de HCl, que é igual a 298,54 gramas de solução. Essa massa dividida pelo volume que é de 250 mL dá o valor da densidade que é de 1{,}19\text{ g.mL}^{-1}. (3,5 pontos)

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Publicada pela banca.

Resolução comentada

a) O ácido sulfúrico, pouco volátil, desloca o ácido clorídrico, que é volátil, do sal. Com \ce{H2SO4} em quantidade suficiente, a reação é:

\ce{2 NaCl_{(s)} + H2SO4_{(l)} -> Na2SO4_{(s)} + 2 HCl_{(g)}}

O gás \ce{HCl} sai pela lateral do kitassato e borbulha na água do erlenmeyer. Se a reação parasse na primeira etapa (\ce{NaCl + H2SO4 -> NaHSO4 + HCl}), a proporção seria a mesma: 1 mol de \ce{HCl} para cada mol de \ce{NaCl}.

\ce{2 NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2 HCl}

b) Primeiro calculo a quantidade de \ce{HCl} produzida.

Massa molar do \ce{NaCl}: 23 + 35{,}5 = 58{,}5\ \text{g/mol}, então n = \dfrac{78}{58{,}5} \approx 1{,}33\ \text{mol}.
Pela equação, 2 mol de \ce{NaCl} geram 2 mol de \ce{HCl}, logo n_{\ce{HCl}} = 1{,}33\ \text{mol}.
Massa molar do \ce{HCl}: 36{,}5\ \text{g/mol}, então m_{\ce{HCl}} = 1{,}33 \cdot 36{,}5 \approx 48{,}7\ \text{g}.

A massa da solução é a da água mais a do gás dissolvido. Como d_{\text{água}} = 1\ \text{g/cm}^3, os 250\ \text{mL} de água têm 250\ \text{g}:

m_{\text{solução}} = 250 + 48{,}7 = 298{,}7\ \text{g}

Considerando que a dissolução do gás não altera o volume, a solução continua com 250\ \text{mL} (250\ \text{cm}^3):

d = \frac{m}{V} = \frac{298{,}7\ \text{g}}{250\ \text{cm}^3} \approx 1{,}19\ \text{g/cm}^3

d \approx 1{,}19\ \text{g/cm}^3

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Propriedades da matéria e densidade, Tipos de reações inorgânicas.

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Questão 24 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2005

Fonte: UFG 2ª etapa 2005 · 2º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗