Em uma unidade de tratamento de resíduos, uma amostra de calcário com 10,0 g de carbonato de cálcio puro…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Em uma unidade de tratamento de resíduos, uma amostra de calcário com 10,0 g de carbonato de cálcio puro (CaCO3) é colocada em contato com ácido clorídrico. A reação é representada por CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O. Foram disponibilizados 0,15 mol de HCl. Um estudante afirmou que a reação produziria 0,10 mol de CO2, pois 10,0 g de CaCO3 correspondem a 0,10 mol e a proporção entre CaCO3 e CO2 é de 1:1. Considerando a equação e as quantidades de reagentes, a afirmação do estudante está correta? Analise-a com base no reagente limitante e na quantidade máxima de CO2 formada.
- A) A afirmação está incorreta: o HCl é o reagente limitante, pois 0,15 mol de HCl reagem com apenas 0,075 mol de CaCO3; assim, formam-se no máximo 0,075 mol de CO2.
- B) A afirmação está incorreta: o HCl é o reagente limitante e formam-se no máximo 0,025 mol de CO2, considerando que 6 mol de HCl reagem para produzir 1 mol de CO2.
- C) A afirmação está incorreta: o HCl é o reagente limitante e formam-se no máximo 0,050 mol de CO2, pois cada mol de CO2 consumiria 3 mol de HCl.
- D) A afirmação está incorreta: o HCl é o reagente limitante e formam-se no máximo 0,0375 mol de CO2, pois cada mol de CO2 exigiria 4 mol de HCl.
- E) A afirmação está incorreta: o HCl seria o reagente limitante e formariam-se no máximo 0,20 mol de CO2, pois 10,0 g de CaCO3 corresponderiam a 0,20 mol.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A massa molar do CaCO3 é aproximadamente 100 g/mol; portanto, 10,0 g correspondem a 0,10 mol.
- Pela equação, 1 mol de CaCO3 reage com 2 mol de HCl e produz 1 mol de CO2. Para consumir 0,10 mol de CaCO3 seriam necessários 0,20 mol de HCl, mas há apenas 0,15 mol. Logo, o HCl é o reagente limitante.
- Com 0,15 mol de HCl, podem reagir 0,15 / 2 = 0,075 mol de CaCO3, formando no máximo 0,075 mol de CO2. Assim, a afirmação do estudante está incorreta, e a alternativa A está correta.
- B usa uma proporção incorreta de 6 mol de HCl por mol de CO2; C usa 3 mol, e D usa 4 mol, embora a equação indique 2 mol de HCl por mol de CO2. E calcula incorretamente a quantidade de CaCO3: 10,0 g correspondem a 0,10 mol, não a 0,20 mol.
💡 Dica: Compare os mols de HCl disponíveis com os exigidos pela proporção da equação balanceada.
Alternativa por alternativa
Embora 0,10 mol de CaCO3 possam formar 0,10 mol de CO2 se houver ácido suficiente, a proporção da equação exige 2 mol de HCl para cada mol de CaCO3. Com 0,15 mol de HCl, a reação consome 0,075 mol de CaCO3 e produz a mesma quantidade de CO2.
O aluno altera a proporção estequiométrica e considera que são necessários 6 mol de HCl para formar 1 mol de CO2. A equação balanceada mostra a proporção de 2:1.
O aluno considera que cada mol de CO2 exige 3 mol de HCl, em vez dos 2 mol indicados pela equação balanceada.
Por que engana: Usar apenas a proporção entre CaCO3 e CO2 e ignorar a quantidade insuficiente de HCl.
O aluno usa uma proporção de 4 mol de HCl por mol de CO2, embora a equação estabeleça 2 mol de HCl para cada mol de CO2.
O aluno calcula 10,0 g de CaCO3 como 0,20 mol, possivelmente usando uma massa molar incorreta; o valor aproximado correto é 100 g/mol, resultando em 0,10 mol.
Raio-X da questão
Reagente limitante e rendimento teórico de produto
avaliacao
Balanceamento de equações químicas · Conversão entre massa e quantidade de matéria
Estequiometria de reações químicas
Usar apenas a proporção entre CaCO3 e CO2 e ignorar a quantidade insuficiente de HCl.
Gestão de resíduos
cientifico
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