Matéria: Química
Autor: nathalyc883
Perguntado 3 anos atrás

Misturando-se 150 mL de solução aquosa 0,2 mol/L de NaBr com 150 mL de solução aquosa 0,1 mol/L de CaBr, as concentrações de ions Na¹+, Ca²+ e Br²- na solução restante serão, respectivamente?

Respostas

respondido por: Nitoryu

A partir dos dados fornecidos pelo problema e dos devidos cálculos que realizaremos, é possível confirmar que as concentrações molares dos íons Na¹+, Ca²+ e Br²- são iguais a 0,1 mol/L, 0,05 mol/L e 0,15 mol/L.

Dissociação iônica:

É o processo quando as substâncias iônicas se dissolvem, os íons são cercados por moléculas de solvente e separados uns dos outros. Este fenômeno também é conhecido como ionização. A dissociação em sais por solvatação em um solvente como a água significa a separação dos ânions e cátions.

A dissociação de ácidos em uma solução significa a liberação de um próton H+, este é um processo de equilíbrio, isso significa que dissociação e recombinação ocorrem ao mesmo tempo com a mesma velocidade.

$\rule{10cm}{0.01mm}$

O problema diz que 150 mililitros de solução aquosa com concentração molar de 0,2 mol/L de NaBr são misturados com 150 mililitros de solução aquosa com concentração molar de 0,1 mol/L de CaBr, e nos pede para calcular as concentrações de íons de Na¹+, Ca²+ e Br²- na solução restante.

Dados:

Concentração molar de NaBr (sal) = 0,2 mol/L

Volume de solução de NaBr = 150 mL

Concentração molar de CaBr (sal) = 0,1 mol/L

Volume de solução de CaBr = 150 mL

Para encontrar a concentração molar de cada íon devemos usar as reações de dissorção de cada sal, estas podem ser encontradas principalmente em um livro ou na internet, a reação de dissociação do NaBr é igual a:

$\displaystyle \sf NaBr \xrightarrow[]{H _ 2 O} Na ^+ + Br ^-$

E para CaBr sua reação de dissociação será igual a:

$\displaystyle \sf CaBr \xrightarrow[]{H _ 2 O} Ca ^+ + Br ^-$

Com a ajuda das reações de dissociação de cada sal podemos encontrar o número de mols que estão em cada solução em relação à sua concentração, se quisermos encontrar o número de mols de cada íon vamos encontrar os mols de cada sal que existem em cada solução, lembre-se que a concentração molar é calculada com a fórmula:

$\boxed{\boxed{\quad ~M=\dfrac{n}{V}~\quad }}$

Nesta fórmula, considera-se "n" como o número de moles e "V" como o volume da solução em litros. Se desconsiderarmos "n" na fórmula, obtemos a expressão:

$\boxed{\boxed{\quad ~M\cdot V= n~\quad }}$

Vamos converter o volume de cada solução para litros, para isso devemos multiplicar o número de mililitros por 1 litro e dividir por 1000 mililitros, que seria a capacidade de 1 litro. Se fizermos isso, obteremos os resultados:

$150~mL \cdot \dfrac{1~L}{1000~mL} = 0{,}15~L$

Encontramos o número de mols de cada sal que existem em cada solução:

$0{,}2~mol\not\!\! L\cdot 0{,}15~\not\!\!L= n\\\\ 0{,}03~mol~ NaBr=n$

$0{,}1~mol\not\!\! L\cdot 0{,}15~\not\!\!L= n\\\\ 0{,}015~mol~ CaBr=n$

Se verificarmos as reações de dissociação podemos notar o seguinte: se 1 mol de NaBr reage 1 mol de Na+ é produzido e se 1 mol de NaBr reage também produz 1 mol de Br-.

E na segunda reação concluímos: Se 1 mol de CaBr, 1 mol de Ca+ e 1 mol de Br- são produzidos.

Então o número de mols de cada íon é igual a:

$Na^+ = 0,03 ~mol$

$Br^- = 0,015~ mol + 0,03~ mol = 0,045 ~mol$

$Ca^+ = 0,015~ mol$

Agora vamos encontrar a concentração de cada íon, para isso devemos usar a fórmula da molaridade, mas vemos que nesta fórmula só precisamos de uma variável e é o volume da solução.

Sendo uma mistura de soluções, o volume da solução é igual à soma do volume de cada solução.

$0{,}15~L+0{,}15~L= 0{,}3 ~L$

Dividimos o volume final da solução pelo número de moles de cada íon dos sais:

$\displaystyle \sf M_{Na^+} = \dfrac{0{,}03~mol}{0{,}3~L}\\\\\\ \boxed{\boxed{\sf M_{Na^+} =0{,}1~mol/L }}~\Longrightarrow~ \sf Resposta \checkmark \\\\\\ \displaystyle \sf M_{Ca^+} =\dfrac{0{,}015~mol}{0{,}3~L}\\\\\\ \boxed{\boxed{\sf M_{Ca^+} =0{,}05~mol/L}}~\Longrightarrow ~\sf Resposta \checkmark\\\\\\ \displaystyle\sf M_{Br^-} = \dfrac{0{,}045~mol}{0{,}3~L}\\\\\\ \boxed{\boxed{\sf M_{Br^-}= 0{,}15~mol/L}}~\Longrightarrow ~\sf Resposta \checkmark$