Barrilha, que é carbonato de sódio impuro, é um insumo básico da indústria química. Uma amostra de barrilha de 10 g foi totalmente dissolvida em 800 mL de ácido clorídrico 0,2 mol/L. O excesso de ácido clorídrico foi neutralizado por 250 mL de NaOH 0,1 mol/L. Qual é o teor de carbonato de sódio, em porcentagem de massa, na amostra da barrilha?
Utilize a tabela periódica para calcular as massas molares quando necessário.
Resolução
A quantidade em mols de HCℓ nos 800 mL da solução utilizada para dissolver a barrilha é dada por:
[HCℓ] = nHCℓ / V
nHCℓ = [HCℓ] ∙ V
nHCℓ = 0,2 mol/L ∙ 0,8 L
nHCℓ = 0,16 mol
O excesso de ácido clorídrico foi neutralizado por 250 mL de NaOH 0,1 mol/L, conforme a equação a seguir:
NaOH(aq) + HCℓ(aq) → NaCℓ(aq) + H2O(ℓ)
Conforme a equação acima, 1 mol de HCℓ é neutralizado por 1 mol de NaOH, logo:
nHCℓ-EXCESSO = nNaOH
A quantidade em mols de NaOH pode ser calculada simplesmente multiplicando-se a concentração molar pelo volume (em litros):
[NaOH] = nNaOH / V
nNaOH = [NaOH] ∙ V
nNaOH = 0,1 mol/L ∙ 0,250 L
nNaOH = 0,025 mol
Logo:
nHCℓ-EXCESSO = nNaOH = 0,025 mol
Dessa forma, a quantidade em mols de HCℓ que reagiu com o carbonato de sódio é dado por:
nHCℓ-REAGIU = nHCℓ − nHCℓ-EXCESSO
nHCℓ-REAGIU = 0,16 mol – 0,025 mol
nHCℓ-REAGIU = 0,135 mol
Podemos, por meio de uma equação química balanceada, representar a reação entre o Na2CO3 e o HCℓ:
Na2CO3(aq) + 2 HCℓ(aq) → 2 NaCℓ(aq) + H2CO3(aq)
Observação: o ácido carbônico (H2CO3) formado, por ser muito instável, acaba se decompondo em gás carbônico e água.
Segundo a equação anterior, 1 mol de Na2CO3 reage com 2 mols de HCℓ, logo:
Para converter 0,0675 mol de Na2CO3 em massa, basta multiplicar pela massa molar (calculada a partir da tabela periódica):
MMNa2CO3 = mNa2CO3 / nNa2CO3
mNa2CO3 = nNa2CO3 ∙ MMNa2CO3
mNH3 = 0,0675 mol ∙ 106 g/mol
mNH3 = 7,16 g
Para finalizar, basta calcular o percentual de Na2CO3 na barrilha:
Portanto, a barrilha analisada apresenta 71,6% de carbonato de sódio.
