Em condições adequadas, foram colocados à reagir
de solução
com
de solução 6 eq
de HCl. Sabendo que esta é uma reação de oxi-redução, calcule:
volume do gás formado à
e
;
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos uma reação redox onde 500 mL de uma solução de NaClO com concentração de 5,0 mol/L são misturados com 300 mL de uma solução de HCl com concentração de 6 eq/L. Nosso objetivo é calcular o volume de gás formado nessa reação às condições de 25°C e 0,95 atm. Para resolver isso, vamos precisar utilizar conceitos de estequiometria e a Lei dos Gases Ideais.
Passo 2
Vamos começar identificando as substâncias envolvidas na reação. Temos o hipoclorito de sódio (NaClO) e o ácido clorídrico (HCl). Sabemos que, em reações redox, ocorre transferência de elétrons entre as espécies químicas. Aqui, o NaClO age como agente oxidante e o HCl como agente redutor.
Passo 3
Agora, precisamos escrever a equação balanceada para a reação entre NaClO e HCl. A reação é a seguinte:
Isso nos mostra que 1 mol de NaClO reage com 2 mols de HCl para produzir 1 mol de Cl₂ (gás), entre outros produtos.
Passo 4
Em seguida, calculamos a quantidade de mols de cada reagente disponível.
Para o NaClO:
Para o HCl:
Como a concentração é dada em equivalentes por litro (eq/L) e o HCl é monobásico (1 eq/L = 1 mol/L), temos:
Como a concentração é dada em equivalentes por litro (eq/L) e o HCl é monobásico (1 eq/L = 1 mol/L), temos:
Passo 5
Agora, identificamos o reagente limitante. Pela equação balanceada, 1 mol de NaClO requer 2 mols de HCl. Então, para 2,5 mols de NaClO, precisaríamos de:
Mas temos apenas 1,8 mol de HCl, que é menor que o necessário. Portanto, o HCl é o reagente limitante.
Passo 6
Com o reagente limitante identificado, calculamos a quantidade de Cl₂ produzido. Pela estequiometria da reação:
Então, para 1,8 mol de HCl:
Passo 7
Finalmente, utilizamos a Lei dos Gases Ideais para calcular o volume de Cl₂ formado nas condições dadas:
Onde:
Resolvendo para
:
Resposta
O volume de gás formado é aproximadamente 23,2 litros.