Questão 21395
FUVEST 2017
(FUVEST - 2017)
Em uma aula experimental, dois grupos de alunos (G1 e G2) utilizaram dois procedimentos diferentes para estudar a velocidade da reação de carbonato de cálcio com excesso de ácido clorídrico. As condições de temperatura e pressão eram as mesmas nos dois procedimentos e, em cada um deles, os estudantes empregaram a mesma massa inicial de carbonato de cálcio e o mesmo volume de solução de ácido clorídrico de mesma concentração.
O grupo G1 acompanhou a transformação ao longo do tempo, realizada em um sistema aberto, determinando a variação de massa desse sistema (Figura 1 e Tabela). O grupo G2 acompanhou essa reação ao longo do tempo, porém determinando o volume de dióxido de carbono recolhido (Figura 2).
Comparando os dois experimentos, os volumes aproximados de CO2, em litros, recolhidos pelo grupo G2 após 60, 180 e 240 segundos devem ter sido, respectivamente
Note e adote:
- massa molar do CO2: 44 g mol;
- volume molar do CO2: 24 L mol;
- desconsidere a solubilidade do CO2 em água.
0,14; 0,20 e 0,25
0,14; 0,34 e 0,60
0,34; 0,48 e 0,60
0,34; 0,48 e 0,88
0,62; 0,88 e 1,10
Gabarito:
0,34; 0,48 e 0,60
Resolução:
A reação que ocorre é do ânion carbonato se unindo aos cátions H+ formando ácido carbônico (H2CO3), que por sua vez é instável e se decompõe em CO2 e H2O:
CO32- + 2H+ -----> H2CO3 -----> CO2 + H2O
1) após 60 s de reação, houve um decréscimo de 110,00 g - 109,38 g = 0,62 g de massa. Esse decréscimo é devido à liberação de CO2, assim foram formados 0,62 g de CO2.
Calculando o número de mol de CO2, temos:
nCO2 = mCO2 /MCO2 = 0,62 g/44 g/mol = 0,014 mol
Segundo o enunciado, 1 mol de CO2, nas condições do experimento, correspondem a 24 L, assim podemos criar uma regra de três:
1 mol de CO2 ------ 24 L
0,014 mol de CO2 ------ V1
Resolvendo, temos que V1 = 0,34 L
2) após 180 s, temos a formação de 110,00 g - 109,12 g = 0,88 g de CO2.
Refazendo os mesmos cálculos do caso (1), temos que o volume de CO2 formado é:
V2 = 0,48 L
3) após 240 s, temos a formação de 110,00 g - 108,90 g = 1,1 g de CO2.
Refazendo os mesmos cálculos do caso (1), temos que o volume de CO2 formado é:
V3 = 0,60 L