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2) (1,0 ponto). Em 350 g de uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH), a 20 °C, e 350 g de uma solução
aquosa de ácido perclórico (HCIO4), também a 20 °C, foram misturados em um recipiente termicamente
isolado, produzindo uma solução neutra. Este processo fez com que a temperatura final dos 550 g de solução
atingisse 50 °C, devido à liberação de calor da reação de neutralização.
Dados: H = 1 g.mol¹; Cl = 35,5 g.mol¹; Na = 23 g.mol¹; 0 = 16 g.mol-1
Determine:
a) Admitindo que 1 caloria aumenta em 1 °C, a temperatura de 1,0 g da solução final e que:
H(aq) + OH (aq) → H2O(1) AH=-14.000 cal


Sagot :

Pergunta da questão: Calcule a massa de hidróxido de sódio contida na solução básica original.

Efetuados os cálculos verificamos que a massa de hidróxido de sódio contida na solução básica original é m= 60 g;

Dados

m(NaOH)= 350 g

MM(NaOH)= 40 u ==> MM=40 g/mol

t= 20 ºC

m(HCℓO₄)= 350 g

MM(HCℓO₄)= 100,5 u ==> MM= 100,5 g/mol

t= 20 ºC

m(final)= 700 g (e não 550 g) (Lavoisier...)

t2= 50 ºC

c= 1 cal/g.ºC

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(ℓ)   AH= -14.000 cal

- vemos que a reação é exotérmica, isto é, libera calor

assim:

- cálculo da quantidade de calor liberada na reação

aplicar

[tex]Q= m*c*\Delta~t[/tex]  onde Q= quantidade de calor, m= massa do corpo, c= calor específico, Δt= variação da temperatura

Q= 700 g * 1 cal/g * 30 ºC

Q= 21000 cal

- como ΔH refere-se á entalpia padrão (1 mol), podemos concluir que ao liberar 21000 cal a variação da entalpia é relativa a [tex]\dfrac{21000}{14000} =1,5~mo\ell[/tex]

- como temos uma liberação de 21000 cal pela reação de neutralização, temos que 1,5 mol de H⁺ e 1,5 mol de OH⁻  reagiram, liberando 21000 cal);

assim:

Regra de três

     NaOH  →  Na⁺ + OH⁻

[tex]1~mo\ell(NaOH)--- 1~ mo\ell (Na^{+} )\\ \\ ~~n--------~1,5~mo\ell (Na^{+} )\\ \\ \\ n=\dfrac{1~mo\ell(\times1,5~mo\ell}{1~mo\ell} \\ \\ \\ n=1,5~mo\ell(NaOH)[/tex]

- cálculo da massa de hidróxido de sódio contida na solução básica original

[tex]1~ mo\ell(NaOH) = 40 g,~ \text{logo, 1,5 mol=1,5 x 40~g= 60~g}[/tex]

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