Questão 28 da FUVEST 2007

1ª fase

Os comprimidos de um certo anti-ácido efervescente contêm ácido acetilsalicílico, ácido cítrico e determinada quantidade de bicarbonato de sódio, que não é totalmente consumida pelos outros componentes, quando o comprimido é dissolvido em água.

Para determinar a porcentagem em massa do bicarbonato de sódio (\ce{NaHCO3}) nesses comprimidos, foram preparadas 7 soluções de vinagre, com mesmo volume, porém de concentrações crescentes. Em um primeiro experimento, determinou-se a massa de um certo volume de água e de um comprimido do anti-ácido. A seguir, adicionou-se o comprimido à água, agitou-se e, após cessar a liberação de gás, fez-se nova pesagem. Procedimento análogo foi repetido para cada uma das 7 soluções. Os resultados desses 8 experimentos estão no gráfico.

Gráfico de dispersão relacionando a perda de massa em gramas (eixo vertical, de 0,7 a 1,2) com a concentração da solução de vinagre (eixo horizontal com seta indicando aumento para a direita). Os pontos iniciam em aproximadamente 0,78 g para a água pura, crescem linearmente até atingir um patamar constante de perda de massa em 1,1 g a partir da quarta solução.

Considerando desprezível a solubilidade do gás na água e nas soluções utilizadas, a porcentagem em massa de bicarbonato de sódio nos comprimidos de anti-ácido é, aproximadamente, de

Dados:
massa do comprimido = 3{,}0\text{ g}
massas molares (g/mol): dióxido de carbono = 44
          bicarbonato de sódio = 84
vinagre = solução aquosa diluída de ácido acético
  1. A
    30
  2. B
    55
  3. C
    70
  4. D
    85
  5. E
    90
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Resolução comentada

A perda de massa medida é a do gás \ce{CO2} que escapa da solução. O bicarbonato reage com ácido e libera \ce{CO2}:

\ce{NaHCO3 + H+ -> Na+ + H2O + CO2}

Na água pura, só os ácidos do próprio comprimido (acetilsalicílico e cítrico) reagem, e sobra bicarbonato. Ao adicionar vinagre, o ácido acético consome esse excesso e a perda de massa aumenta. Quando todo o bicarbonato é consumido, a perda estabiliza no patamar do gráfico: 1{,}1\ \text{g} de \ce{CO2}. Esse valor corresponde a todo o bicarbonato do comprimido.

  1. Mols de \ce{CO2}: n = \dfrac{1{,}1}{44} = 0{,}025\ \text{mol}.
  2. A proporção é 1:1, então n(\ce{NaHCO3}) = 0{,}025\ \text{mol}.
  3. Massa de bicarbonato: 0{,}025 \times 84 = 2{,}1\ \text{g}.
  4. Porcentagem no comprimido: \dfrac{2{,}1}{3{,}0} \times 100 = 70\%.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa só a massa de bicarbonato que reagiu com os ácidos do comprimido (perda de cerca de 0,78 g, que dá 0,78/44·84/3 ≈ 50%) ou outro valor sem base; não usa o patamar.
  • BParte de uma perda de massa menor que o patamar, como a da água pura ou a de uma solução intermediária, em que nem todo o bicarbonato reagiu.
  • DErra a conta estequiométrica, por exemplo usando massa do gás de 1,36 g ou confundindo as massas molares.
  • EErra a conta estequiométrica, por exemplo usando massa do gás de 1,4 g ou confundindo as massas molares.

Assuntos: estequiometria, interpretação de gráfico, reagente em excesso.

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