Questão Q02 da 2ª fase da FUVEST 2011
Monóxido de carbono é um gás inodoro, incolor e muito tóxico. Um método para determinar sua concentração no ar consiste em fazê-lo reagir, completamente, com pentóxido de di-iodo, a temperaturas entre 160\text{ }^\text{o}\text{C} e 180\text{ }^\text{o}\text{C}. Nesse processo, o monóxido de carbono é oxidado, formando-se também uma substância simples. Medindo-se a massa dessa substância simples, é possível calcular a concentração de monóxido de carbono no ar.
a) Escreva a equação química balanceada da reação entre pentóxido de di-iodo e monóxido de carbono.
O pentóxido de di-iodo é um sólido que absorve água rapidamente, em condições ambientes, transformando-se num ácido monoprótico.
b) Escreva a equação química balanceada da reação entre pentóxido de di-iodo e água.
Se o ácido monoprótico mencionado for aquecido a temperaturas acima de 200\text{ }^\text{o}\text{C}, sofrerá decomposição, regenerando o pentóxido de di-iodo e a água.
c) Determine a porcentagem da massa inicial desse ácido que se transforma em água por aquecimento acima de 200\text{ }^\text{o}\text{C}. Mostre os cálculos.
| massa molar \text{g mol}^{-1} |
|
|---|---|
| H | 1 |
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Resolução comentada
a) O CO é oxidado a \ce{CO2} (o carbono vai de +2 para +4). O pentóxido de di-iodo é o oxidante: o iodo vai de +5 para 0, formando a substância simples \ce{I2}. Cada \ce{I2O5} recebe 10 elétrons e cada CO doa 2, então são necessários 5 CO por \ce{I2O5}:
A massa de \ce{I2} formada permite calcular a quantidade de CO no ar.
\ce{I2O5 + 5 CO -> I2 + 5 CO2}
b) O ácido é monoprótico, com um só H ionizável. O \ce{I2O5} tem dois iodos, então forma 2 moléculas do ácido iódico, \ce{HIO3}. Balanceando:
Conferindo: 2 I, 6 O (5+1) e 2 H dos dois lados.
\ce{I2O5 + H2O -> 2 HIO3}
c) A decomposição é a reação inversa da do item b:
O enunciado só traz H na tabela. Uso também \text{O} = 16 e \text{I} = 127 \text{g/mol}.
- Massa molar do \ce{HIO3}: 1 + 127 + 3\cdot 16 = 176\ \text{g/mol}.
- Massa de ácido que reage (2 mol): 2 \cdot 176 = 352\ \text{g}.
- Massa de água formada (1 mol de \ce{H2O}): 18\ \text{g}.
- Porcentagem:
Cerca de 5{,}1\% da massa inicial do ácido se transforma em água.
Assuntos: balanceamento de equações, oxirredução, cálculo estequiométrico.
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