As duas soluções representadas abaixo foram misturadas em um único recipiente. Determine a concentração molar de NaOH e HCl

O hidróxido de sódio (NaOH) e o ácido clorídrico (HCl) reagem em solução de acordo com a seguinte equação química: HCl + NaOH --> NaCl + H₂O. Empregando-se a equação n = m/MM, em que n = número de mols, m = massa (em gramas) e MM = massa molar (g/mol), pode-se calcular o número de mols de cada uma das duas substâncias antes da reação. O cálculo é demonstrado abaixo:

Para o NaOH: n = 35g/40 g/mol = 0,875 mol

Para o HCl: n = 27 g/36,5 g/mol = 0,74 mol

O NaOH está em excesso, portanto vai restar hidróxido de sódio após a reação com HCl.

NaOH_restante = 0,875 mol - 0,74 mol = 0,135 mol

Para calcular a concentração, basta empregar a seguinte equação:

C = n/V, em que C = concentração, n = número de mols e V = volume (em litros)

Então:

C_NaOH = 0,135 mol/0,25 L = 0,54 mol/L

Quando misturamos uma base (NaOH) e um ácido (HCl), eles reagem em uma reação de neutralização, onde todo produto deste tipo de reação será um sal + água. Então a reação mencionada na questão é: NaOH + HCl → NaCl + H₂O.

É perguntada a concentração molar (que é dada em mol/L) de NaOH e HCl após a reação. Em uma reação química, os reagentes são consumidos completamente se estiverem na mesma quantidade, ou seja, mesmo número de mol. Caso um dos reagentes tenha um número de mol menor que o outro, este será o limitante (dirá o fim da reação). E o que está em maior número de mol será o reagente em excesso, já que ao término da reação, podemos observar que ele não foi totalmente consumido, está "sobrando".

Vamos verificar se nessa reação há reagente limitante e reagente em excesso, e para isso calculamos o número de mols (n = massa/massa molar) para o NaOH e o HCl. O NaOH possui 0,875 mols e o HCl, 0,74 mols. O reagente HCl é o limitante e será totalmente consumido, tendo sua concentração igual a zero no fim da reação. Já o NaOH, terá 0,74 mols consumidos e após a reação ainda terá um excesso de 0,135 mols (0,875 - 0,74 = 0,135) em solução.

Já sabemos o número de mols de NaOH, falta calcularmos a concentração. Para isso dividimos o número de mols (0,135) pelo volume total em litros. C = nº mols/volume (L). O volume é a soma de 125 mL + 125 mL = 250 mL. Que convertendo para litros (1 L = 1000 mL), temos 0,25 L. Assim temos que a concentração de NaOH após a reação é de 0,54 mol/L.