Uma estação de tratamento de efluentes de uma indústria de bebidas utiliza ácido fosfórico (H3PO4) para…

Questão

Uma estação de tratamento de efluentes de uma indústria de bebidas utiliza ácido fosfórico (H3PO4) para neutralizar uma corrente alcalina antes do descarte. O controle da dosagem é importante porque o excesso de ácido pode alterar o pH do efluente e afetar organismos aquáticos. Em determinada etapa, devem ser neutralizados 50 mEq de hidróxido de sódio (NaOH). A solução disponível de H3PO4 tem concentração de 0,20 mol/L. Considere a neutralização completa dos três hidrogênios ionizáveis do ácido, representada por: H3PO4 + 3 NaOH ? Na3PO4 + 3 H2O. Considerando os dados do texto-base, qual volume mínimo da solução de H3PO4 deve ser utilizado para neutralizar completamente os 50 mEq de NaOH, evitando a adição desnecessária de ácido ao efluente?

1. A) 0,025 L de H₃PO₄
2. B) 0,250 L de H₃PO₄
3. C) 0,750 L de H₃PO₄
4. D) 0,083 L de H₃PO₄
5. E) 0,167 L de H₃PO₄

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converta 50 mEq de NaOH em mol. Como 1 mEq de NaOH equivale a 1 mmol (o NaOH tem 1 hidrogênio/hidroxila neutralizável por mol), 50 mEq correspondem a 50 mmol, ou seja, 0,050 mol de NaOH. Passo 2: Use a estequiometria da equação H3PO4 + 3 NaOH -> Na3PO4 + 3 H2O. Cada 1 mol de H3PO4 neutraliza 3 mol de NaOH, então 0,050 mol de NaOH exige 0,050 / 3 = 0,01667 mol de H3PO4. Passo 3: Calcule o volume da solução de concentração 0,20 mol/L: V = n / C = 0,01667 / 0,20 = 0,0833 L, ou seja, cerca de 0,083 L (83 mL). Esse é o volume mínimo, pois qualquer excesso de ácido alteraria o pH do efluente. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque o volume é cerca de três vezes maior que 0,025 L, já que a proporção estequiométrica não foi aplicada corretamente. A alternativa B está errada porque ignora a proporção 1:3 e trata o ácido como se reagisse mol a mol com o NaOH. A alternativa C está errada porque multiplica pelo fator 3 em vez de dividir, o que triplica o volume. A alternativa E está errada porque a proporção 3:1 foi aplicada de forma invertida sobre o resultado final.

💡 Dica: Calcule a quantidade de H3PO4 necessária usando a relação de neutralização.

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Raio-X da questão

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