(Fuvest 2015)
Uma estudante de Química realizou o seguinte experimento: pesou um tubo de ensaio vazio, colocou nele um pouco de NaHCO3(s) e pesou novamente. Em seguida, adicionou ao tubo de ensaio excesso de solução aquosa de HCl, o que provocou a reação química representada por
Após a reação ter-se completado, a estudante aqueceu o sistema cuidadosamente, até que restasse apenas um sólido seco no tubo de ensaio. Deixou o sistema resfriar até a temperatura ambiente e o pesou novamente. A estudante anotou os resultados desse experimento em seu caderno, juntamente com dados obtidos consultando um manual de Química:
A estudante desejava determinar a massa de
I. HCl que não reagiu;
II. NaCl que se formou;
III. CO2 que se formou.
Considerando as anotações feitas pela estudante, é possível determinar a massa de
Quando formos trabalhar com equações a primeira coisa que temos que fazer é balanceá-la.
Inicialmente nós consideramos 1 mol para cada substância
No lado esquerdo temos 1 mol de NaHCO3
se em 1 molécula há 1 átomo de sódio então em 1 mol de bicarbonato temos 1 mol de Na.
Simples não?!
Pelo mesmo raciocínio temos 1 mol de H e outro de C e como são 3 átomos de O temos 3 mols de oxigênio.
Na molécula HCl
há 1 átomo de hidrogênio, então em 1 mol temos 1 mol de H e outro de Cl.
Recapitulando, no lado esquerdo da equação
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Na \\
\\
2\; mols\; de\; H \\
\\
1\; mol\; de\; C \\
\\
3\; mols\; de\; O \\
\\
1\; mol\; de\; Cl
\end{cases}
\)
Bem, você já deve ter entendido então vamos economizar um pouco de tempo certo?!
No lado direito temos
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Na \\
\\
2\; mols\; de\; H \\
\\
1\; mol\; de\; C \\
\\
3\; mols\; de\; O \\
\\
1\; mol\; de\; Cl
\end{cases}
\)
As quantidades de Na nos lados esquerdo e direito são iguais.
O mesmo vale para H, C, O e Cl, equação balanceada agora vamos analisar quais massas podem ser calculadas.
I. HCl que não reagiu; ✘
De acordo com as anotações ela tinha um tubo de ensaio vazio que pesava 8,7 g e depois adicionou 2,5 g de NaHCO3 totalizando 11,2 g
Então adicionou HCl, esperou reagir e aqueceu até só restar um sólido.
O aquecimento evaporou a água que se formou, a água do NaCl(aq) que se encontrava em estado aquoso também evaporou (tornando-o sólido) e o gás carbônico escapava do sistema à medida que era formado
O HCl que não reagiu não pode ser calculado porque seu ponto de ebulição é muito baixo, já à temperatura ambiente ele é um gás, portanto assim como o CO2 ele escapou.
II. NaCl que se formou; ✓
Se o tubo vazio tinha 8,7 g e depois de todo esse processo o peso era 10,45 g então ficou 1,75 g de cloreto.
III. CO2 que se formou. ✓
1 mol de bicarbonato produz 1 mol de CO2
Nós sabemos que 1 mol de NaHCO3 tem 1 mol de Na e sabemos também que 1 mol de sódio tem 23 g.
1 mol de H com 1 g.
1 mol de C com 12 g.
E 3 mols de O cada um com 16 g, portanto 3 mols pesam 48 g.
Somando tudo dá 84 g.
Aplicando o mesmo raciocínio para 1 mol de CO2 descobrimos que ele tem 44 g, ou seja, 84 g de NaHCO3 produzem 44 g de CO2
