35 (UFPA-PA) O Carvão foi uma das primeiras fontes de energia e, em pleno século XXI, ainda é muito empregado, haja vista a possibilidade de instalação, no Pará, de uma termoelétrica alimentada por carvão mineral. Sua composição média varia muito, porém os valores mais comuns são: 4 % de umidade, 5 % de matéria volátil, 81 % de carbono e materiais minerais diversos que levam, após a combustão, à formação de, aproximadamente, 10 % de cinzas. Estas cinzas ou “pó do carvão” são muito leves e, para que não levantem poeira, devem ser armazenadas em ambiente com umidade controlada. As cinzas são constituídas de uma de série elementos, normalmente expressos na forma de óxidos: SiO2, Al2 O3, TiO2, Fe2 O3, CaO, MgO, K2 O, Na2 O, P2 O5, Mn3 O4, BaO. Além desses, outro óxido importante é o SO3, produzido e liberado na forma gasosa durante o processo de combustão.
Entre os elementos que constituem os compostos presentes nas cinzas (exceto oxigênio), o que apresenta a maior energia de ionização é o
a) bário.
b) fósforo.
c) manganês.
d) titânio.
e) alumínio.

Passo 1

O enunciado descreve as cinzas do carvão como uma mistura de óxidos de vários elementos (exceto oxigênio) e pede para identificar qual desses elementos apresenta a maior energia de ionização. O conteúdo aqui é tendência periódica da energia de ionização na tabela periódica.

Passo 2

Os elementos em questão (além de oxigênio) são
Ba (bário), P (fósforo), Mn (manganês), Ti (titânio) e Al (alumínio).

Passo 3

A energia de ionização é a energia necessária para remover o elétron mais externo de um átomo. Na tabela periódica vale a regra empírica:
1. A energia de ionização aumenta ao avançar da esquerda para a direita num mesmo período (devido ao aumento da carga nuclear efetiva).
2. A energia de ionização diminui ao descer um grupo (devido ao aumento do raio atômico e do escudo eletrônico).

Passo 4

Comparando posição periódica dos candidatos:
P está no período 3, grupo 15;
Al está no período 3, grupo 13;
Ti está no período 4, grupo 4;
Mn está no período 4, grupo 7;
Ba está no período 6, grupo 2.
Logo P é o mais à direita (maior grupo) e mais acima (período menor), devendo ter a maior energia de ionização. De fato, valores típicos são
Al:577,5, Ti:658,8, Mn:717,3, P:1011,8, Ba:502,9, kJ/mol.

Resposta

b) fósforo.

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