IME/ITA ⇒ (IME - 1964) Soluções Tópico resolvido

[Diegooo]

1 grama de mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio é tratada por 50 ml de solução normal de ácido sulfúrico. Para neutralizar o excesso de ácido, gastaram-se 27,5 ml de solução normal de hidróxido de sódio. Calcular o pesos de cada um dos carbonatos na mistura.

[VALDECIRTOZZI]

Essa questão pode ser resolvida utilizando o número de equivalentes [tex3](n_{eq})[/tex3], pois se usássemos número de mols os números ficariam com mais casas decimais.
Lembrando que as substâncias reagem sempre em números de equivalentes iguais e que [tex3]n_{eq}=\frac{m}{E}[/tex3], onde [tex3]m[/tex3] é a massa da substância e [tex3]E[/tex3] é o seu equivalente-grama, ou ainda, [tex3]n_{eq}=N \cdot V(L)[/tex3], onde [tex3]N[/tex3] é a concentração normal da solução e [tex3]V(L)[/tex3] é o volume da solução em litros.

Na reação entre o [tex3]NaOH[/tex3] e o excesso de [tex3]H_2SO_4[/tex3] foram gastos [tex3]27,5 \ mL[/tex3] da base ou [tex3]n_{eq_{NaOH}}=N_{NaOH} \cdot V(L)_{NaOH} \Longrightarrow n_{eq_{NaOH}}=1 \cdot 0,0275=0,0275[/tex3] equivalentes de base.
Portanto, foram consumidos o mesmo número de equivalentes de ácido: [tex3]n_{eq_{H_2SO_4}}=0,0275[/tex3] equivalentes.

Por outro lado, inicialmente havia de ácido sulfúrico : [tex3]n_{eq \ iniciais}=1 \cdot 0,050=0,050[/tex3] equivalente do ácido.

Os equivalentes de ácido consumido na reação com os sais foi: [tex3]0,050-0,0275=0,0225[/tex3] equivalentes.

Então o total de equivalentes de sal que reagiu foi [tex3]0,0225[/tex3]

Podemos montar o sistema:

[tex3]\begin{cases}n_{eq_{MgCO_3}}+n_{eq_{CaCO_3}}=0,0225 \\ m_{MgCO_3}+m_{CaCO_3}=1\end{cases}[/tex3]
[tex3]\begin{cases}\frac{m_{eq_{MgCO_3}}}{E_{MgCO_3}}+\frac{m_{eq_{CaCO_3}}}{E_{CaCO_3}}=0,0225 \\ m_{MgCO_3}+m_{CaCO_3}=1\end{cases}[/tex3]

Neste caso, o equivalente-grama [tex3](E)[/tex3] de um sal é dado pelo quociente de sua massa molar [tex3](M)[/tex3] e a carga total do par iônico, no caso dos dois sais é [tex3]2[/tex3], daí [tex3]E=\frac{M}{2}[/tex3], podemos escrever o sistema acima:

[tex3]\begin{cases}\frac{m_{eq_{MgCO_3}}}{42}+\frac{m_{eq_{CaCO_3}}}{50}=0,0225 \\ m_{MgCO_3}+m_{CaCO_3}=1\end{cases}[/tex3]

Resolvendo o sistema, obtemos para [tex3]m_{CaCO_3}=0,344 \ g[/tex3] e para [tex3]m_{MgCO_3}=0,656 \ g[/tex3]

Espero ter ajudado.

[Diegooo]

Antes de qualquer coisa muito obrigado! Excelente resolução...


Numa reação química teórica, por exemplo:

[tex3]X + Y[/tex3] [tex3]\rightarrow[/tex3] [tex3]Z[/tex3]

Pelo princípio da equivalência, podemos afirmar que as espécies reagem com número de equivalentes [tex3](n_{eq})[/tex3] iguais.

[tex3]n_{eq} (X)[/tex3] que reagem [tex3]=[/tex3] [tex3]n_{eq} (Y)[/tex3] que reagem [tex3]=[/tex3] [tex3]n_{eq} (Z)[/tex3] que se formam

O cálculo do número de equivalentes como você mesmo mencionou é dado por:

[tex3]n_{eq}= \frac{m}{E}[/tex3], onde:

m= é a massa do reagente
E = é o equivalente grama

Os equivalentes de ácido consumido na reação com os sais foi: [tex3]0,050-0,0275= 0,0225[/tex3] equivalentes.

Então o total de equivalentes de sal que reagiu foi [tex3]0,0225[/tex3]

Vou ficar chato agora, pois vou te encher de perguntas

Não entendi essa parte, só confirma por favor. Os equivalentes de ácido bem como o total de equivalentes de sal a que você se refere é o número de equivalentes de ácido e de sal e não o total de equivalentes dos sais e o equivalente de ácido Uma vez que as espécies reagem com número de equivalentes iguais e não com equivalentes iguais. É isso, né?

Postei a ideia inicial justamente para fazer a pergunta abaixo:
Cada sal reagirá com [tex3]n_{eq}= 0,0225[/tex3], não? Assim, no total o número de equivalentes de sal que reagiu será [tex3]0,0450[/tex3]? Com base na reação abaixo:

[tex3]MgCO_3 + CaCO_3 + H_2SO_4[/tex3] (excesso)[tex3]+ NaOH[/tex3] [tex3]\rightarrow[/tex3] ? Quais os produtos dessa reação

[tex3]0,0225 + 0,0225 + (0,0225 /0,0275) + 0,0275[/tex3]


O excesso de [tex3]H_2SO_4[/tex3] vai ser neutralizado com adição [tex3]27,5 mL[/tex3] de uma solução normal de [tex3]NaOH[/tex3]. Informação importante para descobrirmos o [tex3]n_{eq}[/tex3] de ácido que vai reagir com o sal.

No caso, da reação acima o [tex3]NaOH[/tex3](base forte) poderia reagir com os sais antes de consumir todo ácido?

[VALDECIRTOZZI]

Não sei se entendi bem a dúvida, mas veja o seguinte: é necessário pensar em duas reações separadas
a) Ácido sulfúrico com carbonato de magnésio: aqui reagem x equivalentes (que é o número de equivalentes) do ácido com x equivalentes do sal.
b) Ácido sulfúrico com carbonato de cálcio: aqui reagem y equivalentes de ácido com y equivalentes de sal.
Isso vai ocorrer de tal forma que x + y = 0,0225 equivalentes.

Com relação à pergunta sobre a reação d ase com os sais, sim pode ocorrer na verdade a reação da base com os sais e da base com o ácido, dessa forma não seria possível fazer a determinação uma vez que não teríamos nenhum controle do sistema.

Um abraço

Valdecir Tozzi

[Diegooo]

Vê se eu entendi! Considerando o total [tex3]x+ y[/tex3], como a soma do número de equivalentes do [tex3]MgCO_3[/tex3] e [tex3]CaCO_3[/tex3]. Não posso considerá-la como [tex3]0,0450[/tex3], porque o ácido possui número de equivalentes [tex3]0,0225[/tex3] faltaria ácido para reagir com os sais. Portanto, [tex3]x + y[/tex3] deve ser [tex3]0,0225[/tex3], agora o quanto de equivalentes de cada sal não dá pra determinar.

Como o sistema é controlado o excesso de [tex3]H_2SO_4[/tex3] primeiramente é posto para reagir com a base. Num segundo momento esse ácido será colocado em presença dos sais. Desse modo, a reação que escrevi anteriormente está incorreta?

Obrigado!

[VALDECIRTOZZI]

Eu mesmo não poderia explicar melhor!

Abraços!