(Fatec-SP) Em aparelhagem adequada, nas condições ambientes, certa massa de carbonato de cálcio foi colocada para reagir com excesso de ácido clorídrico diluído. Dessa transformação, resultou um gás. O volume de gás liberado foi medido a cada 30 segundos. Os resultados são apresentados a seguir:
Tempo (s)
30
60
90
120
150
180
210
240
Volume de gás (
)
80
150
200
240
290
300
300
300
Analisando-se esses dados, afirma-se:
I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido.
II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada.
III. O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio,
.
IV. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar.
Estão corretas as afirmações:
a) Iell
b) I e III.
c) II e III.
d) II e IV.
e) III e IV.
| Tempo (s) | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 |
| Volume de gás (
|
80 | 150 | 200 | 240 | 290 | 300 | 300 | 300 |
I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido.
II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada.
III. O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio,
IV. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar.
Estão corretas as afirmações:
a) Iell
b) I e III.
c) II e III.
d) II e IV.
e) III e IV.
Passo 1
O enunciado descreve que uma massa de
reagiu com ácido clorídrico diluído em excesso e que o volume do gás liberado foi medido a cada
segundos. Os dados da tabela (peguei os valores diretamente da tabela do enunciado) são:
O que nos pedem é analisar as afirmações I, II, III e IV e dizer quais são corretas, escolhendo a alternativa correspondente.
Passo 2
Esclarecimento químico essencial (a “aula” curta para entender o problema): a reação típica entre carbonato de cálcio e ácido clorídrico é a seguinte equação balanceada:
Explicação de cada termo da equação:
-
é o carbonato de cálcio (sólido). -
é o ácido clorídrico (em solução). -
é o sal formado em solução aquosa. -
é o gás formado (um mol de gera um mol de ). -
é água.
Importante: em reações ácido + carbonato a espécie gasosa liberada é
. Já o gás
aparece quando um ácido reage com metais (por exemplo
). Então, por tipo de reação, o gás aqui esperado é
, não
.
Passo 3
Interpretação dos dados experimentais (pondo em palavras didáticas): os volumes crescem até alcançarem
em
e, a partir de
até
, o volume permanece constante em
(valor que extraí da tabela). Esse trecho onde o volume não aumenta mais é chamado de “patamar” ou platô: indica que não está sendo mais produzida quantidade detectável de gás.
Fisicamente, um patamar de produção de gás pode significar que:
- um dos reagentes foi totalmente consumido (reagente limitante), ou
- a reação já atingiu conclusão sob as condições dadas.
No enunciado foi informado que o ácido estava em excesso. Então a causa do patamar é que o
foi consumido (ou seja, acabou). Assim, o gás parou de ser produzido porque não havia mais carbonato para reagir.
Passo 4
Conceito de reagente limitante (explicação prática): o reagente limitante é aquele que se esgota primeiro e, ao se esgotar, impede que a reação prossiga, mesmo que haja excesso do outro reagente. Aqui, como o enunciado diz explicitamente “ácido clorídrico diluído em excesso”, o reagente que fica limitando é o
. Consequência prática: uma vez que o
foi totalmente consumido, adicionar mais ácido não pode produzir mais
porque falta o carbonato para reagir.
Passo 5
Analisando a afirmação I: “O volume de gás liberado aumentará se após
segundos adicionarmos mais ácido.”
Avaliação: falsa. Justificativa: conforme explicado, no experimento o ácido já estava em excesso e o volume estacionou em a partir de
; isso indica que o
foi consumido. Acrescentar mais ácido sem adicionar mais
não gera mais
. Logo, I é incorreta.
Avaliação: falsa. Justificativa: conforme explicado, no experimento o ácido já estava em excesso e o volume estacionou em
Passo 6
Analisando a afirmação II: “O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada.”
Avaliação: verdadeira. Justificativa: o enunciado afirma que o ácido estava em excesso; o gráfico de volume apresenta um patamar em a partir de
. Esses dois fatos juntos indicam que o
foi esgotado e, portanto, era o reagente limitante.
Avaliação: verdadeira. Justificativa: o enunciado afirma que o ácido estava em excesso; o gráfico de volume apresenta um patamar em
Passo 7
Analisando a afirmação III: “O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio,
.”
Avaliação: falsa. Justificativa: pela equação da reação entre ácido e carbonato (ver Passo 2) o gás produzido é . O
só aparece quando um ácido reage com certos metais, não com carbonatos.
Avaliação: falsa. Justificativa: pela equação da reação entre ácido e carbonato (ver Passo 2) o gás produzido é
Passo 8
Analisando a afirmação IV: “Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de
minutos, a curva obtida apresentará um patamar.”
Observação: minutos =
. Da tabela, o volume em
é
e permanece
em
e
.
Avaliação: verdadeira. Justificativa: os dados mostram explicitamente o patamar a partir de , portanto a afirmação IV é correta.
Observação:
Avaliação: verdadeira. Justificativa: os dados mostram explicitamente o patamar a partir de
Passo 9
Conclusão final sobre quais afirmações estão corretas: somente as afirmações II e IV são corretas. Isso corresponde à alternativa
.
Resposta
d) II e IV.