A 50 mL de uma solução aquosa de 0,20mol/L em BaCl2 acrescentaram-se 150 mL de uma solução aquosa 0,10 mol/L em Na2SO4. Supondo que a precipitação de BaSO4 tenha sido completa, quais serão as concentrações, em mol/L dos íons Cl- e SO4-2 respectivamente na mistura final?
a) 0,40 e 0,05
b) 0,10 e 0,00
c) 0,10 e 0,025
d) 0,05 e 0,00
e) 0,05 e 0,25

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos duas soluções aquosas que vamos misturar:
  • Primeira solução: 50 mL de BaCl₂ com concentração de 0,20 mol/L.
  • Segunda solução: 150 mL de Na₂SO₄ com concentração de 0,10 mol/L.
Quando misturamos essas soluções, ocorre uma reação de precipitação formando BaSO₄. Queremos descobrir as concentrações finais dos íons Cl⁻ e SO₄²⁻ na mistura resultante. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de soluções, reações de precipitação e cálculos de concentração.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de moles de BaCl₂ e Na₂SO₄ nas soluções iniciais. A fórmula para calcular os moles é:
mo<=s = concentração times volume çã
Mas atenção: os volumes estão em mililitros, então precisamos converter para litros dividindo por 1000.
  • Moles de BaCl₂:
0,20 , mol/L times 0,050 , L = 0,010 , mo<=s
  • Moles de Na₂SO₄:
0,10 , mol/L times 0,150 , L = 0,015 , mo<=s

Passo 3

Agora, vamos escrever a equação da reação que ocorre quando misturamos as soluções:
BaCl2 + Na2SO4 BaSO4,(s) + 2,NaCl
Nessa reação, o BaSO₄ precipita (forma um sólido), e NaCl permanece na solução.

Passo 4

Vamos identificar qual reagente é o limitante, ou seja, aquele que vai se esgotar primeiro e determinar a quantidade de produto formado.
Pela equação balanceada, 1 mol de BaCl₂ reage com 1 mol de Na₂SO₄. Comparando os moles disponíveis:
  • BaCl₂: 0,010 moles
  • Na₂SO₄: 0,015 moles
Como temos menos moles de BaCl₂, ele é o reagente limitante. Portanto, todo o BaCl₂ vai reagir, e sobrará excesso de Na₂SO₄.

Passo 5

Vamos calcular os moles restantes após a reação:
  • BaCl₂: todo foi consumido, então restam 0 moles.
  • Na₂SO₄: originalmente 0,015 moles, e 0,010 moles reagiram (igual aos moles de BaCl₂), então:
0,015 , mo<=s - 0,010 , mo<=s = 0,005 , mo<=s

Passo 6

Agora, vamos calcular as concentrações finais dos íons Cl⁻ e SO₄²⁻ na mistura.
Primeiro, o volume total da mistura é:
50 , mL + 150 , mL = 200 , mL = 0,200 , L
  • Concentração de Cl⁻:
Cada mol de BaCl₂ produz 2 moles de Cl⁻. Como todo o BaCl₂ foi consumido:
0,010 , mo<=s de BaCl2 times 2 = 0,020 , mo<=s de Cl^-
Concentração:
0,020 , mo<=s0,200 , L = 0,10 , mol/L
  • Concentração de SO₄²⁻:
Os moles restantes de Na₂SO₄ são 0,005 moles, que fornecem diretamente 0,005 moles de SO₄²⁻.
Concentração:
0,005 , mo<=s0,200 , L = 0,025 , mol/L

Resposta

A concentração dos íons Cl⁻ é 0,10 mol/L e a concentração dos íons SO₄²⁻ é 0,025 mol/L. Portanto, a resposta correta é a opção c) 0,10 e 0,025.

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