Um caminhão tanque carregando
de solução de ácido sulfúrico concentrado tomba e derrama sua carga. Se o ácido sulfúrico é
em massa e tem
l?1, quantos kg de carbonato de sódio devem ser adicionados para neutralizar o ácido?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma situação onde 5,0 × 10³ kg de uma solução de ácido sulfúrico (H₂SO₄) derramaram. A solução é 95% de H₂SO₄ em massa e tem uma densidade de 1,84 g/mL. Nosso objetivo aqui é descobrir quantos quilos de carbonato de sódio (Na₂CO₃) precisamos adicionar para neutralizar esse ácido. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de porcentagem em massa, densidade, e uma reação de neutralização química.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir a massa de ácido sulfúrico puro na solução derramada. Sabemos que a solução é 95% H₂SO₄ em massa, então multiplicamos a massa total da solução pela porcentagem de H₂SO₄:
Passo 3
Calculando isso, temos:
Então, temos 4.750 kg de H₂SO₄ puro.
Passo 4
Agora, vamos escrever a equação da reação de neutralização entre o ácido sulfúrico e o carbonato de sódio:
Essa equação mostra que 1 mol de H₂SO₄ reage com 1 mol de Na₂CO₃.
Passo 5
Para avançar, precisamos converter a massa de H₂SO₄ para mols. A massa molar do H₂SO₄ é:
Convertendo a massa de kg para g:
Então, o número de mols de H₂SO₄ é:
Passo 6
Pela equação da reação, precisamos de 1 mol de Na₂CO₃ para cada mol de H₂SO₄. Portanto, também precisamos de 4,85 × 10⁴ mol de Na₂CO₃.
Passo 7
Agora, vamos converter os mols de Na₂CO₃ para massa. A massa molar do Na₂CO₃ é:
Então, a massa de Na₂CO₃ necessária é:
Passo 8
Calculando isso, temos:
Convertendo para kg:
Resposta
Para neutralizar os 5,0 × 10³ kg de solução de ácido sulfúrico derramados, é necessário adicionar aproximadamente 5,14 × 10³ kg de carbonato de sódio (Na₂CO₃).