Em condições adequadas, foram colocados à reagir 500 mL de solução 5,0 mol L^-1 de NaClO com 300 mL de solução 6 eq L^-1 de HCl. Sabendo que esta é uma reação de oxi-redução, calcule:
O volume do gás formado à 25^circ C e 0,95 atm;

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:
NaClO + 2,HCl NaCl + Cl2 + H2O
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:
Mols de NaClO = Concentração times Volume = 5,0,mol/L times 0,500,L = 2,5,mol çã
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:
Mols de HCl = 6,eq/L times 0,300,L = 1,8,mol

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:
2,5,mol times 2 = 5,0,mol, de, HCl
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:
2,mol, HCl 1,mol, Cl2
Então, para 1,8 mol de HCl:
1,8,mol, HCl2 = 0,9,mol, Cl2

Passo 7

Finalmente, utilizamos a Lei dos Gases Ideais para calcular o volume de Cl₂ formado nas condições dadas:
PV = nRT
Onde:
  • V = nRTP = 0,9,mol times 0,0821,L,atm/mol,K times 298,K0,95,atm approx 23,2,L
Resolvendo para :

Resposta

O volume de gás formado é aproximadamente 23,2 litros.

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