Um tanque industrial contendo ácido clorídrico se rompeu e dele vazaram 365 kg dessa substância. A equipe de contenção de acidentes foi mobilizada e utilizou, para neutralizar o ácido, cal hidratada. Para não deixar resíduos do ácido, como margem de segurança, aplicou-se 50% a mais dessa base. A equação da reação de neutralização está representada a seguir:
2 HCl (aq) + Ca(OH)2 (s) → CaCl2 (aq) + 2 H2O (l)
As massas molares do HCl e do Ca(OH)2 são, respectivamente, iguais a 36,5 g/mol e 74 g/mol.
Considerando a cal hidratada 100% pura, a massa de Ca(OH)2 utilizada na neutralização do ácido foi
- A
370 kg.
- B
555 kg.
gabarito - C
740 kg.
- D
1 110 kg.
- E
1 480 kg.
Resolução
Para determinar a massa de cal hidratada (\(\text{Ca(OH)}_2\)) necessária para neutralizar 365 kg de ácido clorídrico (\(\text{HCl}\)), devemos primeiro entender a relação entre os reagentes envolvidos na reação de neutralização.
A equação química balanceada é:
Isso indica que 2 mols de \(\text{HCl}\) reagem com 1 mol de \(\text{Ca(OH)}_2\). Portanto, a proporção de ácido para base é de 2:1.
Primeiro, precisamos calcular quantos mols de \(\text{HCl}\) estão presentes em 365 kg. Para isso, utilizamos a massa molar do \(\text{HCl}\), que é 36,5 g/mol.
Convertendo a massa de \(\text{HCl}\) de quilogramas para gramas:
\[365 \, \text{kg} = 365000 \, \text{g}\]
Agora, calculamos o número de mols de \(\text{HCl}\):
\[\text{Mols de HCl} = \frac{365000 \, \text{g}}{36,5 \, \text{g/mol}} \approx 10000 \, \text{mol}\]
Como a relação entre \(\text{HCl}\) e \(\text{Ca(OH)}_2\) é de 2:1, precisamos de metade do número de mols de \(\text{Ca(OH)}_2\):
\[\text{Mols de Ca(OH)}_2 = \frac{10000 \, \text{mol}}{2} = 5000 \, \text{mol}\]
Agora, calculamos a massa de \(\text{Ca(OH)}_2\) necessária. A massa molar do \(\text{Ca(OH)}_2\) é 74 g/mol. Assim, a massa necessária é:
\[\text{Massa de Ca(OH)}_2 = 5000 \, \text{mol} \times 74 \, \text{g/mol} = 370000 \, \text{g}\]
Convertendo para quilogramas:
\[370000 \, \text{g} = 370 \, \text{kg}\]
No entanto, a equipe aplicou 50% a mais dessa base como margem de segurança. Portanto, precisamos calcular 50% de 370 kg:
\[50\% \, \text{de} \, 370 \, \text{kg} = 0,5 \times 370 = 185 \, \text{kg}\]
Agora, somamos essa quantidade à massa original de \(\text{Ca(OH)}_2\):
\[370 \, \text{kg} + 185 \, \text{kg} = 555 \, \text{kg}\]
Assim, a massa total de cal hidratada utilizada na neutralização do ácido clorídrico foi de 555 kg, justificando a escolha da alternativa correta.