- (Fuvest) Em um acidente, um caminhão carregado de solução aquosa de ácido fosfórico tombou derramando cerca de 24,5 toneladas dessa solução no asfalto. Quantas toneladas de óxido de cálcio seriam necessárias para reagir totalmente com essa quantidade de ácido?
Porcentagem em massa do
na solução
massas molares
:
a) 7,5
b) 11,2
c) 16,8
d) 21,0
e) 22,9
Porcentagem em massa do
a) 7,5
b) 11,2
c) 16,8
d) 21,0
e) 22,9
Passo 1
Primeiro vamos listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede (peguei estes números do enunciado):
- Massa da solução derramada:
. - Porcentagem em massa de
na solução: . - Massas molares:
e .
O que se pede: determinar quantas toneladas desão necessárias para reagir totalmente com o ácido presente nessa solução.
Passo 2
Escrever a reação química balanceada e entender a estequiometria (quantas mols de
reagem com quantas mols de
). A reação de neutralização formando fosfato de cálcio é:
Isto significa que
mols de
reagem com
mols de
. Portanto, por cada mol de
são necessários
mols de
. Essa razão estequiométrica é a peça-chave para converter mols de ácido em mols de óxido de cálcio.
Passo 3
Calcular a massa de
pura contida na solução. A solução total tem
toneladas e o ácido é
em massa, então:
Fazendo a conta:
Para usar as massas molares (em
) vamos converter para gramas:
Passo 4
Calcular o número de mols de
usando a fórmula
onde
é o número de mols,
a massa em gramas e
a massa molar em
. Aplicando:
Dividindo
por
dá
, logo
(Explicação rápida:
, por isso o resultado exato é
.)
Passo 5
Usar a razão estequiométrica para achar o número de mols de
necessários. Como cada mol de
exige
mols de
:
Portanto
Passo 6
Converter os mols de
em massa usando
:
Fazendo a multiplicação:
Converter para toneladas (
):
Passo 7
Resumo da lógica (curto e motivador): calculou-se quanto de ácido havia na solução, converteu-se em mols usando a massa molar, aplicou-se a razão estequiométrica
para obter mols de
e então converteu-se de volta para massa. Tudo bate certinho e dá uma resposta prática para o acidente — missão cumprida!
Resposta
16,8 toneladas (alternativa c)