Questão 9 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2017

2º dia · Química

Um teste caseiro para saber se um fermento químico ainda se apresenta em condições de bom uso consiste em introduzir uma amostra sólida desse fermento em um pouco de água e observar o que acontece. Se o fermento estiver bom, ocorre uma boa efervescência; caso contrário, ele está ruim. Considere uma mistura sólida que contém os íons dihidrogenofosfato, \ce{H2PO4^-}, e hidrogenocarbonato, \ce{HCO3^-}.

a) Considerando que o teste descrito anteriormente indica que a mistura sólida pode ser de um fermento que está bom, escreva a equação química que justifica esse resultado.

b) Tendo em vista que a embalagem do produto informa que 18\text{ g} desse fermento químico devem liberar, no mínimo, 1{,}45 \times 10^{-3}\text{ m}^3 de gases a 298\text{ K} e 93.000\text{ Pa}, determine a mínima massa de hidrogenocarbonato de sódio que o fabricante deve colocar em 18 gramas do produto.

Dado: R = 8{,}3\text{ Pa m}^3\text{ mol}^{-1}\text{ K}^{-1}.

Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Resolução comentada

a) A efervescência vem da liberação de gás \ce{CO2}. Em água, o íon \ce{H2PO4^-} atua como ácido e doa \ce{H+} ao íon \ce{HCO3^-}. Isso forma ácido carbônico, que se decompõe em água e gás carbônico. A equação global é:

\ce{H2PO4^-(aq) + HCO3^-(aq) -> HPO4^{2-}(aq) + H2O(l) + CO2(g)}

Equação: \ce{H2PO4^- + HCO3^- -> HPO4^{2-} + H2O + CO2}

b) O único gás liberado é o \ce{CO2}, na proporção de 1 mol de \ce{CO2} para 1 mol de \ce{HCO3^-}, ou seja, para 1 mol de \ce{NaHCO3}.

  1. Quantidade de gás, pela equação dos gases ideais:
n=\frac{PV}{RT}=\frac{93\,000\times 1{,}45\times10^{-3}}{8{,}3\times 298}=\frac{134{,}85}{2473{,}4}\approx 5{,}45\times10^{-2}\ \text{mol}

  1. Esse valor é o mínimo de \ce{CO2}, portanto também o mínimo de \ce{NaHCO3}: 5{,}45\times10^{-2}\ \text{mol}.

  2. Massa molar do \ce{NaHCO3}: 23+1+12+3\times16=84\ \text{g/mol}.

  3. Massa:

m = 5{,}45\times10^{-2}\times 84\approx 4{,}6\ \text{g}

Massa mínima de \ce{NaHCO3} ≈ 4,6 g em 18 g de fermento.

Assuntos: equação dos gases ideais, estequiometria, reação ácido-base.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 9 no caderno da 2ª fase da UNICAMP 2017