Contexto: Em um acidente laboratorial, um frasco contendo uma solução concentrada de uma base forte não identificada é derramado. O técnico de segurança precisa neutralizar o derramamento antes de realizar a limpeza.
Enunciado: Qual das seguintes substâncias seria MAIS APROPRIADA para neutralizar o derramamento da base forte de forma segura e eficaz?
a) Hidróxido de sódio ( NaOH ) sólido.
b) Ácido clorídrico ( HCl ) concentrado.
c) Ácido acético ( \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH} ) diluído.
d) Amônia ( \mathrm{NH}_{3} ) diluída.
e) Bicarbonato de sódio ( \mathrm{NaHCO}_{3} ) sólido.

Passo 1

O enunciado pergunta qual das substâncias listadas seria a MAIS APROPRIADA para neutralizar, de forma segura e eficaz, um derramamento de uma solução concentrada de uma base forte (substância não identificada). Informações dadas:
  • Há um derramamento de uma solução concentrada de uma base forte.
  • É necessário neutralizar antes da limpeza por motivos de segurança.
  • As opções fornecidas são:
    a) \mathrm{NaOH} sólido.
    b) \mathrm{HCl} concentrado.
    c) \mathrm{CH_3COOH} diluído.
    d) \mathrm{NH_3} diluída.
    e) \mathrm{NaHCO_3} sólido.
  • Critérios importantes implícitos no enunciado: segurança (evitar reações violentas, vapores tóxicos, respingos) e eficácia na neutralização da base.

Passo 2

Conceito básico de neutralização (mini-aula): a neutralização é a reação entre íons hidróxido e íons hidrogênio que forma água. A equação fundamental é
\mathrm{OH^- + H^+ \longrightarrow H_2O}.
Para neutralizar uma base forte estamos, na prática, fornecendo um reagente que forneça \mathrm{H^+} (um ácido) ou um composto que reaja com \mathrm{OH^-} de forma controlada e não perigosa. Reações ácido-base costumam liberar calor (são exotérmicas); quanto mais forte o ácido envolvido, maior pode ser a liberação de calor e o risco de respingos e vapores.

Passo 3

Critérios práticos que usamos para escolher um neutralizante seguro numa limpeza de derramamento:
  • Deve reagir com a base (ou converter o ânion hidróxido) de modo controlado, sem liberação excessiva de calor.
  • Idealmente ser sólido e granulável para aplicar em pequenas quantidades (evita espalhar o líquido derramado).
  • Não deve produzir vapores tóxicos ou corrosivos durante a neutralização.
  • Produtos da reação devem ser relativamente inócuos (sais solúveis, água, CO2 em pequena quantidade).
  • Permite controle incremental: adiciona-se aos poucos até obter neutralização.

Passo 4

Análise da opção (a) \mathrm{NaOH} sólido:
  • \mathrm{NaOH} é a própria base forte. Adicionar mais só aumenta a quantidade de base, não neutraliza.
  • Além disso, a dissolução de \mathrm{NaOH} em água é exotérmica e pode causar respingos quentes e cáusticos.
  • Conclusão técnica: inadequado — piora o problema.

Passo 5

Análise da opção (b) \mathrm{HCl} concentrado:
  • \mathrm{HCl} concentrado é um ácido forte. A reação com uma base forte é rápida e muito exotérmica:
\mathrm{OH^- + HCl \longrightarrow H_2O + Cl^-}.
  • Uso de ácido forte concentrado num derramamento pode causar liberação de muito calor, respingos perigosos e vapores corrosivos ( \mathrm{HCl} gasoso), além de aumentar o risco de acidentes para o técnico.
  • Conclusão técnica: eficaz quimicamente, mas inseguro na prática para neutralização direta de derramamentos concentrados.

Passo 6

Análise da opção (c) \mathrm{CH_3COOH} diluído (ácido acético diluído):
  • É um ácido fraco; reage com \mathrm{OH^-} para formar água e acetato:
\mathrm{OH^- + CH_3COOH \longrightarrow H_2O + CH_3COO^-}.
  • Por ser diluído e fraco, a reação é menos violenta que com ácido forte, logo menos calor e menos risco imediato.
  • Porém é uma solução líquida: ao despejar sobre o derramamento pode aumentar a área contaminada e espalhar o produto. Além disso, ácido acético é volátil e tem odor forte — pode causar irritação respiratória se usado em grande quantidade.
  • Conclusão técnica: mais seguro que ácido forte, mas não ideal por ser líquido e por espalhar o derramamento.

Passo 7

Análise da opção (d) \mathrm{NH_3} diluída:
  • Amônia em solução atua como base (forma \mathrm{NH_4^+} / \mathrm{NH_3}), não como um ácido. Portanto não neutraliza uma base; pelo contrário, é incompatível com a intenção de neutralização.
  • Amônia é também volátil e irritante, risco de vapores tóxicos.
  • Conclusão técnica: inadequado — não neutraliza e adiciona risco de vapores.

Passo 8

Análise da opção (e) \mathrm{NaHCO_3} sólido (bicarbonato de sódio):
  • O bicarbonato é um sal anfiprótico que pode agir como um ácido fraco na presença de bases fortes. A reação com \mathrm{OH^-} pode ser descrita por
\mathrm{HCO_3^- + OH^- \longrightarrow CO_3^{2-} + H_2O}.
  • Se reagir com \mathrm{NaOH} por exemplo, uma equação de fórmula é
\mathrm{NaHCO_3 + NaOH \longrightarrow Na_2CO_3 + H_2O}.
  • Vantagens práticas: é um sólido pulverulento, fácil de aplicar aos poucos sobre o derramamento (controle incremental); a reação é suave (pouco calor), não produz vapores tóxicos; produtos são sal carbonato solúvel e água, inofensivos em pequenas quantidades. Quando bicarbonato reage com ácidos, gera \mathrm{CO_2}, mas com base forte a geração de gás não é o mecanismo principal — portanto risco de efervescência intensa é baixo.
  • Conclusão técnica: reúne segurança e eficácia prática.

Passo 9

Procedimento seguro (mini-guia prático que você poderia aplicar numa prova ou no local):
  • Use EPI: luvas resistentes a corrosivos, óculos de proteção, avental; se houver vapores use máscara apropriada.
  • Aplique \mathrm{NaHCO_3} sólido em pequenas porções sobre o derramamento, começando pelas bordas e avançando ao centro; não despeje grandes volumes de líquido por cima.
  • Agite/espalhe levemente com espátula não reativa e verifique o pH da região neutra com papel indicador (tiras de \mathrm{pH}). Procure \mathrm{pH} próximo de \mathrm{pH}\approx 7 ou ligeiramente básico (evitar excesso de bicarbonato que torne a mistura fortemente básica de novo).
  • Depois de neutralizado, recolha o resíduo sólido/uma mistura absorvida conforme procedimentos de resíduos químicos do laboratório e limpe com água em pequena quantidade.
  • Por que isso dá certo na prova: quando o enunciado pede segurança + eficácia para uma base forte, a solução granular de um agente tamponante moderado (como bicarbonato) é sempre a escolha que combina controle, baixo risco de vapor e subproduto pouco perigoso.

Passo 10

Resumo das eliminações rápidas (para lembrar na prova): descarto \mathrm{NaOH} (é base), descarto \mathrm{HCl} concentrado (muito perigoso e exotérmico), descarto \mathrm{NH_3} (é base/volátil), vejo que \mathrm{CH_3COOH} diluído poderia funcionar mas espalha líquido e é volátil — portanto a melhor escolha prática e segura é o sólido que permite controle incremental e gera subprodutos inofensivos.

Resposta

e) \mathrm{NaHCO_3}

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