PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 26 da UFPR 2024

1ª fase

Investigações da Polícia Federal revelaram que garimpeiros usaram cianeto para extrair ouro em um garimpo ilegal em terras da União. O íon cianeto possui elevada toxicidade e, se despejado no ambiente, é devastador, podendo levar à morte todos os seres vivos num raio de quilômetros. O cianeto de sódio é utilizado para dissolver ouro incrustado em minérios, num processo com eficiência próxima a 100%, segundo a equação:

\ce{4 Au(min\text{é}rio) + 8 NaCN(aq) + O2(g) + 2 H2O(l) -> 4 Na[Au(CN)2](aq) + 4 NaOH(aq)}

A espécie química solúvel \ce{[Au(CN)2]^-} é posteriormente imobilizada sobre carvão ativado, e o ouro é recuperado por redução eletroquímica:

\ce{[Au(CN)2]^-(aq) + e^- -> Au(s) + 2 CN^-(aq)}

Dados: Massa molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}): \ce{Au} = 197, \ce{NaCN} = 49.

Considerando a estequiometria das reações, qual é a massa de ouro que se espera extrair, utilizando-se 1 kg de cianeto de sódio?

  1. A
    0{,}25\text{ kg}
  2. B
    0{,}50\text{ kg}
  3. C
    1{,}0\text{ kg}
  4. D
    2{,}0\text{ kg}
  5. E
    4{,}0\text{ kg}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A equação global mostra que 8 mol de NaCN dissolvem 4 mol de Au, ou seja, a proporção é 2 mol de NaCN para 1 mol de Au. Na etapa eletroquímica, cada [\ce{Au(CN)2}]^- forma 1 Au, então todo o ouro dissolvido é recuperado.

  1. Quantidade de NaCN em 1\ \text{kg} = 1000\ \text{g}:
n_{\ce{NaCN}} = \frac{1000}{49} \approx 20{,}4\ \text{mol}
  1. Quantidade de ouro, pela proporção 2:1:
n_{\ce{Au}} = \frac{20{,}4}{2} \approx 10{,}2\ \text{mol}
  1. Massa de ouro:
m_{\ce{Au}} = 10{,}2 \times 197 \approx 2010\ \text{g} \approx 2{,}0\ \text{kg}

Conferindo de outro modo: 2 \times 49 = 98\ \text{g} de NaCN produzem 197\ \text{g} de Au, e como 197/98 \approx 2, a massa de ouro é cerca do dobro da massa de NaCN.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem usa a razão 1:2 dos mols direto sobre as massas, esquecendo que a massa molar do Au (197) é o dobro da do NaCN (49).

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADivide a massa de NaCN por 4, sem relação com a proporção 2:1 em mols.
  • BDivide a massa por 2, usando a proporção em mols sem converter pelas massas molares.
  • CSupõe que massa de ouro é igual à massa de NaCN, ignorando as massas molares e a proporção.
  • EMultiplica por 4, confundindo o coeficiente do ouro com o fator de massa.

Assuntos: estequiometria, cálculo de massa, eletroquímica.

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Fonte: UFPR 2024 · 1ª fase. Prova oficial ↗