Uma estação de tratamento de efluentes de uma indústria de bebidas utiliza ácido fosfórico (H3PO4) para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma estação de tratamento de efluentes de uma indústria de bebidas utiliza ácido fosfórico (H3PO4) para neutralizar uma corrente alcalina antes do descarte. O controle da dosagem é importante porque o excesso de ácido pode alterar o pH do efluente e afetar organismos aquáticos. Em determinada etapa, devem ser neutralizados 50 mEq de hidróxido de sódio (NaOH). A solução disponível de H3PO4 tem concentração de 0,20 mol/L. Considere a neutralização completa dos três hidrogênios ionizáveis do ácido, representada por: H3PO4 + 3 NaOH ? Na3PO4 + 3 H2O. Considerando os dados do texto-base, qual volume mínimo da solução de H3PO4 deve ser utilizado para neutralizar completamente os 50 mEq de NaOH, evitando a adição desnecessária de ácido ao efluente?
- A) 0,025 L de H₃PO₄
- B) 0,250 L de H₃PO₄
- C) 0,750 L de H₃PO₄
- D) 0,083 L de H₃PO₄
- E) 0,167 L de H₃PO₄
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converta 50 mEq de NaOH em mol. Como 1 mEq de NaOH equivale a 1 mmol (o NaOH tem 1 hidrogênio/hidroxila neutralizável por mol), 50 mEq correspondem a 50 mmol, ou seja, 0,050 mol de NaOH. Passo 2: Use a estequiometria da equação H3PO4 + 3 NaOH -> Na3PO4 + 3 H2O. Cada 1 mol de H3PO4 neutraliza 3 mol de NaOH, então 0,050 mol de NaOH exige 0,050 / 3 = 0,01667 mol de H3PO4. Passo 3: Calcule o volume da solução de concentração 0,20 mol/L: V = n / C = 0,01667 / 0,20 = 0,0833 L, ou seja, cerca de 0,083 L (83 mL). Esse é o volume mínimo, pois qualquer excesso de ácido alteraria o pH do efluente. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque o volume é cerca de três vezes maior que 0,025 L, já que a proporção estequiométrica não foi aplicada corretamente. A alternativa B está errada porque ignora a proporção 1:3 e trata o ácido como se reagisse mol a mol com o NaOH. A alternativa C está errada porque multiplica pelo fator 3 em vez de dividir, o que triplica o volume. A alternativa E está errada porque a proporção 3:1 foi aplicada de forma invertida sobre o resultado final.
💡 Dica: Calcule a quantidade de H3PO4 necessária usando a relação de neutralização.
Alternativa por alternativa
Provavelmente reduziu a quantidade de ácido pela metade, tomando 0,050 / 2 como se o H3PO4 fosse diprótico ou confundindo a proporção de hidrogênios, e chegou a um volume muito pequeno.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre mEq e mol, resultando em um cálculo incorreto da quantidade de ácido necessária.
Dividiu diretamente os mol de NaOH pela concentração (0,050 / 0,20), ignorando que 1 mol de H3PO4 neutraliza 3 mol de NaOH e tratando a reação como mol a mol.
Multiplicou os mol de NaOH pelo número de hidrogênios ionizáveis (0,050 x 3) em vez de dividir, e depois dividiu pela concentração, obtendo um volume três vezes maior que o correto.
Como 50 mEq correspondem a 0,050 equivalente de NaOH, são necessários 0,050 equivalente de H₃PO₄. Cada mol de H₃PO₄ fornece 3 equivalentes na neutralização completa; portanto, a concentração equivalente da solução é 0,20 × 3 = 0,60 eq/L. Assim, V = 0,050/0,60 = 0,0833 L, aproximadamente 0,083 L.
Aplicou a proporção estequiométrica de forma invertida, calculando 0,050 x 2/3 antes de dividir pela concentração 0,20, o que gera 0,167 L em vez de 0,083 L.
Raio-X da questão
neutralização ácido-base
avaliacao
cálculo de molaridade · reações ácido-base
Revisar a reação de neutralização entre ácidos e bases.
O aluno pode confundir a relação entre mEq e mol, resultando em um cálculo incorreto da quantidade de ácido necessária.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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