Questão 16 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2010

Question

O esquema a seguir representa, de modo simplificado, o processo industrial de remoção de óxidos de enxofre (\text{SO}_2 e \text{SO}_3) em usinas a carvão.

Esquema simplificado de um sistema de remoção de óxidos de enxofre em usina a carvão, com câmara de queima de carvão liberando gases para uma câmara de reação com entrada de O2(g), CaCO3(s) e vapor de água, liberação de CO2(g) e saída aquosa contendo CaSO4(aq) e H2O(l).

Com base nestas informações,

a) escreva as equações químicas para a formação do \text{CaSO}_4, a partir das reações entre os óxidos de enxofre gerados pela queima do carvão e os reagentes apresentados; (3,0 pontos)

b) responda qual é o fenômeno resultante da eliminação dos óxidos de enxofre para a atmosfera que causa danos ambientais e, em seguida, cite uma consequência desses danos. (2,0 pontos)

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 16 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2010

2º semestre · 1º dia · Química: Poluição atmosférica e chuva ácida

O esquema a seguir representa, de modo simplificado, o processo industrial de remoção de óxidos de enxofre (\text{SO}_2 e \text{SO}_3) em usinas a carvão.

Esquema simplificado de um sistema de remoção de óxidos de enxofre em usina a carvão, com câmara de queima de carvão liberando gases para uma câmara de reação com entrada de O2(g), CaCO3(s) e vapor de água, liberação de CO2(g) e saída aquosa contendo CaSO4(aq) e H2O(l).

Com base nestas informações,

a) escreva as equações químicas para a formação do \text{CaSO}_4, a partir das reações entre os óxidos de enxofre gerados pela queima do carvão e os reagentes apresentados; (3,0 pontos)

b) responda qual é o fenômeno resultante da eliminação dos óxidos de enxofre para a atmosfera que causa danos ambientais e, em seguida, cite uma consequência desses danos. (2,0 pontos)

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Resolução comentada

Resposta esperada pela UFG

a) \ce{2 SO2(g) + O2(g) -> 2 SO3(g)}
\ce{SO3(g) + H2O(v) -> H2SO4(aq)}
\ce{H2SO4(aq) + CaCO3(s) -> CaSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)} (3,0 pontos)

b) Chuva ácida. Exemplos de consequências: redução da fertilidade do solo; corrosão de rochas e construções; destruição de florestas. (2,0 pontos)

Critério de correção

Atendeu plenamente ao que foi solicitado, no item “a”, o candidato que escreveu as três equações química, em sequência ou de modo global. Ausência de estados de agregação, balanceamento correto ou ausência de qualquer das reações tiveram pontuação parcial.

Atendeu plenamente ao que foi solicitado, no item “b”, a resposta que apresentou a chuva ácida e um problema relacionado diretamente a ela, como corrosão de rochas, redução da fertilidade do solo, etc.

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Resolução comentada

a) Na câmara de reação entram os gases da queima (\ce{SO2} e \ce{SO3}), \ce{O2}, vapor de água e \ce{CaCO3}. Saem \ce{CO2} e \ce{CaSO4} dissolvido em água. Há dois caminhos para formar o sulfato de cálcio, um para cada óxido.

O \ce{SO3} é um óxido ácido. Com a água, forma ácido sulfúrico, que reage com o carbonato de cálcio (um sal de ácido fraco) e libera \ce{CO2}:

\ce{SO3(g) + H2O(v) -> H2SO4(aq)}

\ce{H2SO4(aq) + CaCO3(s) -> CaSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)}

O \ce{SO2} é oxidado pelo \ce{O2} a \ce{SO3}, que então segue o caminho anterior:

\ce{2 SO2(g) + O2(g) -> 2 SO3(g)}

Também é possível escrever as equações globais, somando as etapas:

\ce{SO3(g) + CaCO3(s) -> CaSO4(aq) + CO2(g)}

\ce{2 SO2(g) + O2(g) + 2 CaCO3(s) -> 2 CaSO4(aq) + 2 CO2(g)}

Equações: \ce{SO3 + H2O -> H2SO4}; \ce{H2SO4 + CaCO3 -> CaSO4 + H2O + CO2}; \ce{2 SO2 + O2 -> 2 SO3}.

b) Se os óxidos de enxofre fossem lançados na atmosfera, reagiriam com a água das nuvens e da chuva. Formariam \ce{H2SO3} e \ce{H2SO4}, o que acidifica a água da chuva. O fenômeno é a chuva ácida.

Uma consequência é a acidificação de rios e lagos, que causa a morte de peixes e de outros seres aquáticos. Outras consequências são a corrosão de monumentos de mármore e calcário, de estruturas metálicas e a degradação do solo e da vegetação.

Fenômeno: chuva ácida. Consequência: acidificação de lagos e solos, com morte de seres vivos, ou corrosão de monumentos e construções.

Assuntos: Poluição atmosférica e chuva ácida, Sais e óxidos.

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Questão 16 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2010

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