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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 (1º exame) da FUVEST 1998

1º exame · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

– Nas condições ambiente, foram realizados três experimentos, com aparelhagem idêntica, nos quais se juntou \ce{Na2CO3} sólido, contido em uma bexiga murcha, a uma solução aquosa de \ce{HCl} contida em um erlenmeyer. As quantidades adicionadas foram:

Esquema da aparelhagem: um erlenmeyer contendo solução de HCl com uma bexiga murcha acoplada à sua boca, contendo grãos de Na₂CO₃ sólido.

experi-
mento		 massa de
\ce{Na2CO3}/g		 Solução de \ce{HCl}
volume/mL concentra-
ção/mol \text{L}^{-1}
E1 1,06 100 0,30
E2 1,06 100 0,40
E3 1,06 100 0,50

Ao final dos experimentos, comparando-se os volumes das bexigas, observa-se que

massa molar do \ce{Na2CO3} = 106\text{g/mol}

  1. A
    a bexiga de E1 é a mais cheia.
  2. B
    a bexiga de E2 é a mais cheia.
  3. C
    a bexiga de E3 é a mais cheia.
  4. D
    a bexiga de E1 é a menos cheia.
  5. E
    as três bexigas estão igualmente cheias.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A reação entre carbonato de sódio e ácido clorídrico libera \ce{CO2}, que enche a bexiga:

\ce{Na2CO3 + 2 HCl -> 2 NaCl + H2O + CO2}

O volume da bexiga depende da quantidade de \ce{CO2} formada, que é limitada pelo reagente em falta. Então é preciso comparar as quantidades de cada reagente.

  1. Quantidade de \ce{Na2CO3}: n = \dfrac{1{,}06}{106} = 0{,}01\ \text{mol}.
  2. HCl necessário para consumir todo o carbonato (proporção 1 : 2): 0{,}02\ \text{mol}.
  3. HCl disponível em cada experimento, n = M \cdot V com V = 0{,}1\ \text{L}:
    • E1: 0{,}30 \cdot 0{,}1 = 0{,}03\ \text{mol}
    • E2: 0{,}40 \cdot 0{,}1 = 0{,}04\ \text{mol}
    • E3: 0{,}50 \cdot 0{,}1 = 0{,}05\ \text{mol}

Em todos os casos há mais que 0{,}02\ \text{mol} de HCl, portanto o HCl está em excesso e o \ce{Na2CO3} é o reagente limitante.

Assim, em cada experimento forma-se 0{,}01\ \text{mol} de \ce{CO2}, nas mesmas condições ambiente. Os volumes de gás, e portanto das bexigas, são iguais.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa C engana quem acha que maior concentração de HCl gera mais gás, esquecendo que o Na2CO3 é o limitante.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora que o HCl está em excesso nos três casos; a quantidade de gás depende só do Na2CO3.
  • BSupõe que uma concentração intermediária produz mais gás, sem identificar o reagente limitante.
  • CAcha que mais HCl gera mais CO2, mas o excesso de ácido não reage além do carbonato disponível.
  • DAssocia a menor concentração ao menor volume, esquecendo que o HCl de E1 já está em excesso.

Assunto: Reagente limitante, pureza e rendimento.

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Ver como caiu na prova Questão 32 no caderno V da FUVEST 1998

Fonte: FUVEST 1998 · 1º exame. Prova oficial ↗