Questão 1

(FUVEST - 2024)

O ácido fosfórico (H₃PO₄) é um importante produto químico usado na produção de fertilizantes, detergentes e na indústria alimentícia. A produção de H₃PO₄ pode ocorrer por dois processos distintos. No processo úmido, faz-se reagir rocha fosfática (Ca₅(PO₄)₃F) com ácido sulfúrico. Outra opção é oxidar o fósforo elementar (P₄) com oxigênio gasoso para formar o P₄O₁₀ e, em seguida, reagir essa espécie com água formando o ácido fosfórico.

a) Considerando Ca₅(PO₄)₃F e P₄O₁₀, qual das duas espécies possui o maior teor de P em massa? Justifique a sua resposta mostrando os cálculos.

b) Apresente, na tabela da folha de repostas, a equação da reação global balanceada para a produção de ácido fosfórico a partir do P₄ e o número de oxidação do fósforo no reagente e no produto.

c) Um volume de 10 mL de um refrigerante previamente desgaseificado foi adicionado em um balão volumétrico de 50 mL, que foi completado com água destilada. Essa solução foi analisada e obteve-se uma concentração de 0,2 g/L de ácido fosfórico. Considerando que o valor máximo de ácido fosfórico permitido em refrigerantes é de 0,07 g para cada 100 mL, a concentração de ácido fosfórico nesse refrigerante encontra-se dentro do limite permitido pela legislação? Justifique a sua resposta mostrando os cálculos.

Note e adote: Massas molares (g/mol):

• Ca₅(PO₄)₃F = 504;
• P₄O₁₀ = 284;
• P = 31