PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 39 do IME 2022

Prova objetiva · Química

Uma amostra de 390 g de sulfito de cálcio com 25% de impurezas, em massa, é atacada por ácido clorídrico concentrado em um meio reacional a 2 atm e 300 K. Considere comportamento ideal de gases.

Dados:

• massa molar do enxofre = 32\text{ g.mol}^{-1};
• massa molar do cálcio = 40\text{ g.mol}^{-1}; e
• massa molar do oxigênio = 16\text{ g.mol}^{-1}.

Pode-se afirmar que o volume, em litros, de anidrido sulforoso obtido pelo consumo completo do sulfito é:

  1. A
    22,4
  2. B
    30,0
  3. C
    40,0
  4. D
    54,6
  5. E
    72,8
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Resolução comentada

A reação do sulfito de cálcio com ácido clorídrico libera o anidrido sulforoso (\ce{SO2}):

\ce{CaSO3 + 2 HCl -> CaCl2 + H2O + SO2}

A proporção é 1 mol de \ce{CaSO3} para 1 mol de \ce{SO2}. Como só a parte pura reage, o cálculo segue estes passos:

  1. Massa de sulfito puro: 390 \times 0{,}75 = 292{,}5\ \text{g}.
  2. Massa molar do \ce{CaSO3}: 40 + 32 + 3\times16 = 120\ \text{g/mol}.
  3. Quantidade de matéria: n = \dfrac{292{,}5}{120} = 2{,}4375\ \text{mol}, que é a mesma de \ce{SO2}.
  4. Como o gás está a 2 atm e 300 K, usa-se a equação dos gases ideais, com R = 0{,}082\ \text{atm.L.mol}^{-1}\text{.K}^{-1}:
V = \frac{nRT}{P} = \frac{2{,}4375 \times 0{,}082 \times 300}{2}
V = 2{,}4375 \times 12{,}3 \approx 30{,}0\ \text{L}

O volume de \ce{SO2} obtido é cerca de 30 L.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem ignora a pureza de 75% ou esquece de usar a pressão de 2 atm na equação dos gases.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa o volume molar das CNTP (22,4 L/mol) com 1 mol, ignorando a massa, a pureza e as condições de 2 atm e 300 K.
  • CNão corresponde a nenhum cálculo coerente; ignora a pureza ou erra as condições do gás.
  • DEsquece a pureza (usa 390 g, 3,25 mol): 3{,}25\times12{,}3\approx40, e ainda erra a conta; ou usa 1 atm com 2,4375 mol.
  • EUsa 1 atm em vez de 2 atm (daria ~60 L) ou outro erro; não corresponde ao valor correto.

Assuntos: estequiometria, gases ideais, pureza.

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Fonte: IME 2022 · Prova objetiva. Prova oficial ↗