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Q1024374 Química
Bicarbonato de sódio e vinagre são duas substâncias muito comuns nos lares e formam uma mistura caseira eficiente para desentupir e limpar tubulações de esgoto. O sal de caráter básico e o ácido, quando misturados, liberam gás carbônico, e a pressão exercida pelo gás desprende a sujeira do encanamento. Lembrando da importância de manusear esses reagentes com cautela, um aluno de iniciação científica decidiu aplicar este conhecimento no laboratório para melhorar o escoamento de água da pia. Considerando um rendimento de 75% e a equação a seguir, que descreve a reação em questão, calcule a massa (em kg) de bicarbonato de sódio e ácido acético, respectivamente, responsável por liberar 1100 g de gás e assinale a alternativa que apresenta corretamente tais valores. Dados: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; O = 16 g/ mol; Na = 23 g/mol

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O
Alternativas

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Alternativa Correta: C - 2,8 e 2,0

A questão aborda a reação química entre bicarbonato de sódio e ácido acético, um conceito importante na estequiometria. Estequiometria é o ramo da química que estuda as proporções quantitativas das substâncias envolvidas em reações químicas.

Para resolver a questão, é necessário compreender os cálculos estequiométricos que relacionam as massas dos reagentes e produtos com suas massas molares. Vamos detalhar o passo a passo para chegar à alternativa correta.

Resumo Teórico: A reação descrita é:

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O

Para calcular a massa de bicarbonato de sódio e ácido acético necessários, devemos seguir os seguintes passos:

  1. Calcular a massa molar de cada substância envolvida:
    • Bicarbonato de sódio (NaHCO3): 23 (Na) + 1 (H) + 12 (C) + 3x16 (O) = 84 g/mol
    • Ácido acético (CH3COOH): 2x12 (C) + 4x1 (H) + 2x16 (O) = 60 g/mol
    • Gás carbônico (CO2): 12 (C) + 2x16 (O) = 44 g/mol
  2. Relacionar a quantidade de CO2 produzida com a estequiometria da reação. Para 1100 g de CO2, calcular a quantidade em mols:
  3. n = massa/massa molar = 1100 g / 44 g/mol ≈ 25 mol

  4. Baseando-se na reação balanceada, 1 mol de NaHCO3 e 1 mol de CH3COOH produzem 1 mol de CO2. Portanto, 25 mol de CO2 necessitam de 25 mol de NaHCO3 e 25 mol de CH3COOH.
  5. Calcular a massa necessária de cada reagente, considerando 75% de rendimento:
    • Para NaHCO3: 25 mol x 84 g/mol = 2100 g / 0.75 = 2800 g ou 2,8 kg
    • Para CH3COOH: 25 mol x 60 g/mol = 1500 g / 0.75 = 2000 g ou 2,0 kg

Portanto, a alternativa correta é C - 2,8 e 2,0.

Análise das Alternativas Incorretas:

  • A - 2,1 e 1,5: As massas indicadas são menores do que as calculadas, não levando em conta o rendimento da reação.
  • B - 2,0 e 1,1: Estas massas não correspondem ao cálculo correto para produzir 1100 g de CO2.
  • D - 1,8 e 1,3: Os valores são insuficientes, ignorando o rendimento da reação.
  • E - 1,3 e 0,9: As massas são significativamente menores que as calculadas, sendo incorretas.

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Comentários

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1100g__ 75%

X______100%

X =1466,7g

Como a relação molar está 1:1:

NaHCO3 CH3COONa

84g ________44g

X _________1466,7g

X =2,8 Kg

CH3COOH CH3COONa

60g ________44g

X ________1466,7g

X =2,0 Kg

De onde vc tirou 44?

Eu fiz de forma diferente (mais trabalhosa), mas obtive o mesmo resultado:

Massa molar do NaHCO3 = 84g/mol

Massa molar do CH3COOH = 60g/mol

Massa molar do CO2 = 44g/mol

1 mol de CO2 --- 44 g

x --- 1100g

x = 25 mol de CO2.

Como a relação molar é de 1:1, então:

25 mol de NaHCO3 é 2100 g (ou 2,1kg)

25 mol de CH3COOH é 1500 g (ou 1,5kg).

Como o rendimento da reação é de 75%, então:

2,1 kg ---- 75%

x ---- 100%

x = 2,8 kg de NaHCO3.

1,5 kg ---- 75%

x ---- 100%

x = 2,0 kg de CH3COOH.

João Pedro Madeira Narcizo é a Massa Molar do CO2

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