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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 da FUVEST 2005

1ª fase · Química: Cálculo estequiométrico

Nitrato de cobre é bastante utilizado nas indústrias gráficas e têxteis e pode ser preparado por três métodos:

Método I:
\ce{Cu(s) + \dots\ HNO3\ (conc.) -> Cu(NO3)2(aq) + \dots\ NO2(g) + \dots\ H2O\ (\ell)}

Método II:
\ce{2 Cu (s) + O2 (g) -> 2 CuO (s)}
\ce{2 CuO (s) + \dots\ HNO3\ (dil.) -> 2 Cu (NO3)2 (aq) + \dots\ H2O\ (\ell)}

Método III:
\ce{3 Cu (s) + \dots\ HNO3\ (dil.) -> 3 Cu (NO3)2 (aq) + \dots\ NO (g) + 4 H2O\ (\ell)}
\ce{2 NO (g) + O2 (g) -> 2 NO2 (g)}

Para um mesmo consumo de cobre,

  1. A
    os métodos I e II são igualmente poluentes.
  2. B
    os métodos I e III são igualmente poluentes.
  3. C
    os métodos II e III são igualmente poluentes.
  4. D
    o método III é o mais poluente dos três.
  5. E
    o método I é o mais poluente dos três.
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Resolução comentada

Primeiro balanceamos cada método e vemos quanto gás poluente (óxidos de nitrogênio) sai por mol de Cu consumido.

Método I: \ce{Cu + 4 HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O}. Conferindo: N: 4 = 2 + 2; H: 4 = 4; O: 12 = 6 + 4 + 2. Fica 2 mol de \ce{NO2} por mol de Cu.

Método II: \ce{2 CuO + 4 HNO3 -> 2 Cu(NO3)2 + 2 H2O}. Não há gás nitrogenado liberado: 0 mol de poluente.

Método III: \ce{3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O}. Conferindo N: 8 = 6 + 2. Saem 2 mol de NO para 3 mol de Cu, ou seja, \frac{2}{3} mol de NO por mol de Cu. Esse NO reage com \ce{O2} e vira \ce{NO2} (2 NO → 2 NO₂), então também gera \frac{2}{3} mol de \ce{NO2} por mol de Cu.

Comparando os óxidos de nitrogênio emitidos por mol de Cu:

  1. Método I: 2 mol
  2. Método III: \frac{2}{3} \approx 0{,}67 mol
  3. Método II: 0

O método I é o que mais libera gás poluente, e o II é o menos poluente.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO método II não libera óxido de nitrogênio, então não é tão poluente quanto o I.
  • BI libera 2 mol de NO2 por mol de Cu e III apenas 2/3 de mol, logo não são iguais.
  • CO método II não gera gás poluente e o III gera NO/NO2, então são diferentes.
  • DO método III emite menos óxido de nitrogênio que o I (2/3 contra 2 mol por mol de Cu).

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Leis ponderais e balanceamento, Reações de oxirredução e balanceamento redox.

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