Questão 8 (Química) do ITA 2015

Question

Borbulha-se gás cloro em solução aquosa diluída de hidróxido de sódio a 25\text{ }^\text{o}\text{C}. Assinale a opção que contém apenas produtos clorados resultantes.

A
\ce{Cl-}, \ce{ClO3-}
B
\ce{OCl-}, \ce{Cl-}
C
\ce{ClO3-}, \ce{ClO4-}, \ce{Cl-}
D
\ce{ClO3-}, \ce{OCl-}
E
\ce{ClO4-}, \ce{ClO3-}

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 8 (Química) do ITA 2015

Química · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L} (CNTP)
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mmHg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\ 325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr} = 1,01325\text{ bar}
1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}
Condições-padrão: 1\text{ bar} ; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .
(ua) = unidades arbitrárias . [\text{X}] = concentração da espécie química X em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g.mol}^{-1})	Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g.mol}^{-1})
H	1	1,01	K	19	39,10
Li	3	6,94	Ca	20	40,08
B	5	10,81	Cr	24	52,00
C	6	12,01	Mn	25	54,94
N	7	14,01	Fe	26	55,85
O	8	16,00	Zn	30	65,38
F	9	19,00	Br	35	79,90
Na	11	22,99	Ag	47	107,90
P	15	30,97	Pt	78	195,08
S	16	32,07	Hg	80	200,59
Cl	17	35,45	Pu	94	238

Borbulha-se gás cloro em solução aquosa diluída de hidróxido de sódio a 25\text{ }^\text{o}\text{C}. Assinale a opção que contém apenas produtos clorados resultantes.

A
\ce{Cl-}, \ce{ClO3-}
B
\ce{OCl-}, \ce{Cl-}
C
\ce{ClO3-}, \ce{ClO4-}, \ce{Cl-}
D
\ce{ClO3-}, \ce{OCl-}
E
\ce{ClO4-}, \ce{ClO3-}

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O cloro (\ce{Cl2}) sofre desproporcionamento (autoxirredução) em meio básico: parte dos átomos é oxidada e parte é reduzida. O produto da oxidação depende da temperatura e da concentração da base.

A 25 °C, com NaOH diluído e a frio, o produto da oxidação é o hipoclorito (\ce{OCl-}). Só a quente (cerca de 70 a 80 °C) e com base concentrada o clorato (\ce{ClO3-}) predomina.

Nox do cloro:

\ce{Cl2}: nox 0.
Redução: 0 \to -1, formando \ce{Cl-}.
Oxidação: 0 \to +1, formando \ce{OCl-}.

Equação global:

\ce{Cl2 + 2 OH- -> OCl- + Cl- + H2O}

Os produtos clorados são, portanto, \ce{OCl-} e \ce{Cl-}. O \ce{ClO3-} e o \ce{ClO4-} não se formam nessas condições, pois exigiriam aquecimento ou meios muito mais drásticos. O perclorato, em particular, não é obtido assim.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana por trazer o par \ce{Cl-}/\ce{ClO3-}, que é o resultado do desproporcionamento a quente; o enunciado fixa 25 °C e solução diluída, o que leva ao hipoclorito.

Por que as outras alternativas estão erradas

ATraz \ce{ClO3-}, que só se forma a quente e com base concentrada, não a 25 °C com solução diluída.
CInclui \ce{ClO3-} e \ce{ClO4-}, que não se formam nessas condições, e omite \ce{OCl-}.
DTraz \ce{ClO3-} e \ce{OCl-}, sem o produto de redução \ce{Cl-}, que sempre se forma no desproporcionamento.
EApresenta apenas íons de nox muito alto (+7 e +5) e nenhum produto de redução, impossível no desproporcionamento.

Assuntos: Reações de oxirredução e balanceamento redox, Tipos de reações inorgânicas.

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Questão 8 no caderno Química do ITA 2015

Fonte: ITA 2015 · Química. Prova oficial ↗