Uma indústria lança uma vazào de
de uma solução contendo ácido acético em um rio. A solução apresenta uma concentração de
. Qual o consumo anual de oxigénio das águas do rio, sabendo-se que a equação da reação de decomposição é:
Solução:
a) Descarga de ácido acético (DAAC):
Carga de
necessária para a decomposição:
a) Consumo anual de
Passo 1
O enunciado pede: calcular o consumo anual de oxigénio pelas águas do rio devido à decomposição do ácido acético que a indústria descarrega. Dados fornecidos:
A equação química dada (reação de decomposição) é:
O que nos falta determinar: a massa de
consumida por ano (em kg).
Passo 2
Calcular a descarga de ácido acético (massa por segundo). Multiplicamos vazão (em
) pela concentração (em
):
Interpretação: a indústria está a lançar
de ácido acético por segundo.
Passo 3
Balancear a reação e entender a estequiometria (essa parte é importante para converter massa de ácido em massa de
).
Escrevendo a reação corretamente balanceada:
Escrevendo a reação corretamente balanceada:
Explicação passo a passo do balanceamento:
- O ácido acético tem 2 átomos de carbono, por isso aparecem
no produto. - Tem 4 hidrogénios, por isso aparecem
. - Contando oxigénios no lado dos produtos:
(dos ) + (das ) = átomos de oxigénio; o ácido traz átomos, então precisamos de átomos adicionais vindos do , ou seja, moléculas de .
Conclusão útil para o cálculo: 1 mol de ácido acético consome 2 mol de.
Passo 4
Converter massas usando massas molares (aqui uso massas atómicas inteiras para facilitar na prova:
,
,
).
Massa molar do ácido acético:
Massa molar do ácido acético:
Massa molar do
:
Pela estequiometria, 1 mol de ácido consome 2 mol de
, logo em massa:
Fator de conversão (massa de
por massa de ácido):
Aplicando ao fluxo de ácido:
Arredondando convenientemente para uso em cálculos sem calculadora:
Passo 5
Converter o consumo por segundo para consumo anual. Número de segundos num ano (ano comum de
dias):
Multiplicando:
Converter para quilogramas:
Observação de unidade: usei o ponto como separador de milhares e vírgula como separador decimal (formato português), então
significa mil trezentos e quarenta e quatro quilogramas por ano.
Passo 6
Breve dica para a prova: se te pedirem usar valores atómicos mais precisos (ex.:
e
), o procedimento é o mesmo; o valor final fica muito próximo de
(cerca de
). Para cálculos rápidos sem calculadora, usar os inteiros
e
é prático e suficientemente preciso.