(UFRN) A pureza das águas subterrâneas de Natal (RN) se encontra ameaçada pela insuficiência do sistema de saneamento urbano, uma vez que a construção de fossas sépticas contribui para a poluição dos poços artesianos. Os principais contaminantes são os nitratos
e nitritos
, que se infiltram nos lençóis freáticos. Uma professora, após a discussão sobre esse tema, demonstrou uma reação de oxirredução que permite identificar a poluição pelo ion nitrito
. Em solução aquosa acidificada, esse íon reage com a uréia, liberando nitrogênio e gás carbônico, segundo a equação (não-balanceada):
. Nessa reação, os coeficientes estequiométricos para o balanceamento dos produtos da equação são, respectivamente:
a. 1,2 e 3 .
b. 1,3 e 2 .
a. 1,2 e 3 .
b. 1,3 e 2 .
Passo 1
Beleza, a questão pede pra balancear a seguinte reação em meio ácido, que é um caso de reação de oxirredução (redox):
Conteúdo envolvido: estequiometria e método de balanceamento redox (mas aqui dá pra fazer por tentativas sistemáticas). Vamos precisar contar átomos de N, C, O, H e também equilibrar carga elétrica.
Passo 2
Introduzimos coeficientes desconhecidos pra cada substância:
Agora escrevemos as equações de balanço de átomos e carga:
- Nitrogênio (N): a·1 + c·2 = d·2
- Carbono ©: c·1 = e·1
- Oxigênio (O): a·2 + c·1 = e·2 + f·1
- Hidrogênio (H): b·1 + c·4 = f·2
- Carga: a·(−1) + b·(+1) = 0 ⟹ b = a
Passo 3
Podemos escolher um valor conveniente para um coeficiente livre. Vamos definir c = 1 (uma molécula de uréia).
Então da eq. 2 vem e = 1.
Da eq. 5 vem b = a.
Então da eq. 2 vem e = 1.
Da eq. 5 vem b = a.
Substituindo em eq. 1:
a + 2·1 = 2d ⟹ 2d = a + 2
a + 2·1 = 2d ⟹ 2d = a + 2
Em eq. 4:
a + 4·1 = 2f ⟹ f = (a + 4)/2
a + 4·1 = 2f ⟹ f = (a + 4)/2
Em eq. 3:
2a + 1 = 2·1 + f ⟹ f = 2a − 1
2a + 1 = 2·1 + f ⟹ f = 2a − 1
Passo 4
Igualando as duas expressões de f:
Logo b = a = 2.
Agora obtemos d e f:
d = (a + 2)/2 = (2 + 2)/2 = 2
f = (a + 4)/2 = (2 + 4)/2 = 3
Agora obtemos d e f:
d = (a + 2)/2 = (2 + 2)/2 = 2
f = (a + 4)/2 = (2 + 4)/2 = 3
Resposta
Os coeficientes estequiométricos dos produtos são:
N₂ → 2, CO₂ → 1, H₂O → 3.
N₂ → 2, CO₂ → 1, H₂O → 3.