Questão 12 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2010

Question

A reportagem “Morte na praia”, publicada no jornal Folha de S. Paulo (20/12/2009), afirma que “conforme aumenta a concentração de \ce{CO2} na água do mar, ela se torna mais ácida. Diminui, em consequência, a disponibilidade de carbonato de cálcio para moluscos e crustáceos construírem suas casas portáteis.” Tendo em vista estas informações, escreva as equações químicas das reações que ocorrem e justifique a redução na disponibilidade do carbonato. (5,0 pontos)

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 12 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2010

2º semestre · 1º dia · Química: Produto de solubilidade (Kps)

A reportagem “Morte na praia”, publicada no jornal Folha de S. Paulo (20/12/2009), afirma que “conforme aumenta a concentração de \ce{CO2} na água do mar, ela se torna mais ácida. Diminui, em consequência, a disponibilidade de carbonato de cálcio para moluscos e crustáceos construírem suas casas portáteis.” Tendo em vista estas informações, escreva as equações químicas das reações que ocorrem e justifique a redução na disponibilidade do carbonato. (5,0 pontos)

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Resposta esperada pela UFG

\ce{H2O(l) + CO2(g) -> HCO3^-(aq) + H^+(aq)}
\ce{H^+(aq) + CaCO3(s) + HCO3^-(aq) -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3^-(aq)}

Com o aumento da acidez, os íons hidrogênio reagem com o carbonato de cálcio formando bicarbonato de cálcio, que é muito solúvel em água, e desse modo diminui a disponibilidade de carbonato de cálcio para os moluscos e crustáceos. (5,0 pontos)

Critério de correção

Atendeu plenamente ao que foi solicitado o candidato que apresentou a reação de formação do bicarbonato e a posterior reação do \ce{H+} com o carbonato de cálcio e bicarbonato, fornecendo o bicarbonato de cálcio, solúvel em água e explicou que o aumento da acidez aumenta a reação com o carbonato de cálcio e reduz a disponibilidade de carbonato. Respostas sem o estado de agregação, carga incorreta ou balanceada de modo errado tiveram pontuação parcial.

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Resposta (equações e justificativa)

O \ce{CO2} atmosférico se dissolve na água do mar e reage com a água, formando ácido carbônico, que se ioniza e libera íons \ce{H+} (por isso a água fica mais ácida):

Dissolução:
\ce{CO2(g) <=> CO2(aq)}
Formação do ácido carbônico:
\ce{CO2(aq) + H2O(l) <=> H2CO3(aq)}
Ionização do ácido:
\ce{H2CO3(aq) <=> H+(aq) + HCO3-(aq)}

O íon carbonato, \ce{CO3^{2-}}, é a espécie usada por moluscos e crustáceos para formar as conchas e carapaças, de carbonato de cálcio:

\ce{Ca^{2+}(aq) + CO3^{2-}(aq) <=> CaCO3(s)}

Justificativa da redução do carbonato: o aumento de \ce{H+} na água consome o carbonato disponível, pois os íons \ce{H+} reagem com \ce{CO3^{2-}} e o convertem em hidrogenocarbonato:

\ce{CO3^{2-}(aq) + H+(aq) <=> HCO3-(aq)}

Pelo princípio de Le Chatelier, a diminuição da concentração de \ce{CO3^{2-}} desloca o equilíbrio de formação do \ce{CaCO3} para a esquerda, isto é, no sentido da dissolução. Assim, há menos \ce{CaCO3} disponível para os animais construírem suas conchas e carapaças, e as estruturas já existentes tendem a se dissolver:

\ce{CaCO3(s) + H+(aq) -> Ca^{2+}(aq) + HCO3-(aq)}

Em resumo: mais \ce{CO2} leva a mais \ce{H+}, que leva a menos \ce{CO3^{2-}} e, portanto, a menos \ce{CaCO3} disponível.

Assuntos: Produto de solubilidade (Kps), Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização.

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Questão 12 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2010

Fonte: UFG 2ª etapa 2010 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗