Química2ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ 8 a 12 min

Uma cooperativa que produz misturas efervescentes compara duas formulações para uma mesma etapa de produção. A…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma cooperativa que produz misturas efervescentes compara duas formulações para uma mesma etapa de produção. A reação entre ácido cítrico e bicarbonato de sódio é representada por: C6H8O7 + 3 NaHCO3 -> Na3C6H5O7 + 3 CO2 + 3 H2O. A formulação A contém 19,2 g de ácido cítrico e 33,6 g de NaHCO3; a formulação B contém 28,8 g de ácido cítrico e 25,2 g de NaHCO3. Considere as massas molares: C6H8O7 = 192 g/mol, NaHCO3 = 84 g/mol e CO2 = 44 g/mol. Suponha que a reação seja completa até o consumo do reagente limitante. Determine, para cada formulação, qual reagente é limitante, quantos gramas de CO2 podem ser produzidos e qual reagente permanece em excesso, indicando sua massa. Em seguida, compare os resultados e explique se uma das formulações produz mais CO2 que a outra.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Na formulação A, n(C6H8O7) = 19,2/192 = 0,100 mol e n(NaHCO3) = 33,6/84 = 0,400 mol. Para consumir 0,100 mol de ácido cítrico, são necessários 0,300 mol de NaHCO3; portanto, o ácido cítrico é o limitante e sobram 0,100 mol de NaHCO3, equivalentes a 8,4 g. A proporção da equação produz 0,300 mol de CO2, ou 13,2 g. Na formulação B, n(C6H8O7) = 28,8/192 = 0,150 mol e n(NaHCO3) = 25,2/84 = 0,300 mol. Os 0,300 mol de NaHCO3 reagem com 0,100 mol de ácido cítrico; portanto, o bicarbonato é o limitante e sobram 0,050 mol de ácido cítrico, equivalentes a 9,6 g. Também são produzidos 0,300 mol de CO2, ou 13,2 g. Assim, as duas formulações produzem a mesma massa de CO2, mas têm reagentes limitantes e excessos diferentes.

Explicação

A comparação é feita dividindo a quantidade de cada reagente pelo respectivo coeficiente estequiométrico: a menor razão identifica o limitante. Em ambas as formulações, o limitante permite formar 0,300 mol de CO2; os excessos são calculados pela diferença entre a quantidade disponível e a consumida na proporção da equação.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom analisar

Leitura Médio

Discriminação Médio

Peso pedagógico Alto

Autonomia do enunciado Alta; fornece equaçã

Cobertura da habilidade Avalia con

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Problema contextuali🧩 Questão de aplicação

🎯 Conceito central

Reagente limitante e cálculo estequiométrico de produtos.

📌 Objetivo

Aplicar proporções e

🧱 Pré-requisitos

Conversão entre massa e quantidade de matéria usando massa molar. · Leitura de coeficientes e proporções em equações químicas balanceadas.

📚 Reveja

Estequiometria com reagente limitante e excesso.

⚠️ Erro mais comum

Calcular CO₂ a partir do reagente em excesso ou tratar a razão molar como 1:1.

🌎 Tema transversal

Produção e processos industriais.

🏫 Contexto

Produção de misturas

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