Em um refrigerador antigo, foram identificados 150,0 g de CCl2F2 (CFC-12), cuja massa molar é 120,91 g·mol?¹…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um refrigerador antigo, foram identificados 150,0 g de CCl2F2 (CFC-12), cuja massa molar é 120,91 g·mol?¹. Na estratosfera, a radiação ultravioleta pode provocar a reação CCl2F2 + h? ? CClF2· + Cl·. O radical Cl· participa do ciclo catalítico representado por O3 + Cl· ? ClO· + O2 e ClO· + O· ? Cl· + O2. Assim, o radical Cl· é regenerado ao final do ciclo. Considere que cada radical Cl· participe de ciclos suficientes para destruir 1,2 × 105 moléculas de O3. Com base nessas informações, qual é aproximadamente a quantidade de matéria de átomos de Cl liberados pela fotólise e a quantidade de matéria de O3 destruída pelo conjunto desses átomos?
- A) 1,24 × 10³ mol de átomos de Cl e 1,49 × 10⁸ mol de O₃.
- B) 1,24 mol de átomos de Cl e 1,49 × 10⁵ mol de O₃.
- C) 0,620 mol de átomos de Cl e 7,44 × 10⁴ mol de O₃.
- D) 1,24 mol de átomos de Cl e 1,24 × 10⁵ mol de O₃.
- E) 2,48 mol de átomos de Cl e 2,98 × 10⁵ mol de O₃.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de CCl2F2: n = 150,0 g / 120,91 g·mol^-1 ≈ 1,24 mol.
- Pela reação de fotólise CCl2F2 + h? → CClF2· + Cl·, cada mol de CCl2F2 libera 1 mol de átomos de Cl (a proporção é 1:1). Logo, são liberados cerca de 1,24 mol de átomos de Cl. Os dois átomos de Cl da fórmula não são liberados juntos; apenas um sai por molécula.
- Como o Cl· é regenerado no ciclo catalítico, cada átomo de Cl destrói 1,2 × 10^5 moléculas de O3, conforme o enunciado. Interpretando esse valor como 1,2 × 10^5 mol de O3 por mol de Cl (a leitura usada no gabarito), o total é 1,24 × 1,2 × 10^5 ≈ 1,49 × 10^5 mol de O3.
- Assim, a alternativa correta é a B: 1,24 mol de átomos de Cl e 1,49 × 10^5 mol de O3. Observação: se 1,2 × 10^5 fosse tomado literalmente como número de moléculas, o resultado em mol seria muito menor, mas a alternativa B é a única coerente com a estequiometria pretendida pela questão.
- Por que as outras estão erradas: A multiplica a quantidade de Cl por 1000 e não corresponde à conta de 1,24 mol; C divide a quantidade de Cl por dois sem base na reação; D faz a conta de O3 sem o fator 1,2; E considera dois átomos de Cl por molécula de CCl2F2, quando a reação libera apenas um.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CCl2F2 e use as reações para determinar os mols de Cl e O3.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente trocou unidades, tratando a massa como se estivesse em kg ou multiplicando a quantidade de matéria por mil, e então ampliou o resultado de O3 de forma inconsistente.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de mols de Cl com a quantidade de O3, aplicando incorretamente a relação estequiométrica entre as substâncias.
A quantidade de CCl₂F₂ é n = 150,0/120,91 ≈ 1,24 mol. Como cada molécula de CCl₂F₂ libera um radical Cl· na reação fornecida, são liberados aproximadamente 1,24 mol de átomos de Cl. Cada radical participa da destruição de 1,2 × 10⁵ moléculas de O₃. Portanto, o número de moléculas destruídas é 1,24 × 1,2 × 10⁵ vezes o número de Avogadro; em quantidade de matéria, isso corresponde a 1,24 × 1,2 × 10⁵ ≈ 1,49 × 10⁵ mol de O₃. O Cl· não é destruído no ciclo, pois é regenerado na segunda etapa.
O aluno provavelmente acredita que só metade do cloro da molécula é liberado ou dividiu a quantidade de matéria por dois sem justificativa na equação da fotólise.
O aluno acertou a quantidade de Cl, mas não aplicou corretamente o fator de 1,2 na multiplicação para O3, mantendo apenas 1,24 × 10^5 e ignorando o valor do enunciado.
O aluno considerou que cada molécula de CCl2F2 libera dois átomos de Cl, ignorando que a reação de fotólise apresentada libera apenas um Cl· por molécula.
Raio-X da questão
fotólise e destruição do ozônio
avaliacao
cálculo de mols · fotólise e reações químicas
Revisar as reações químicas e a estequiometria envolvidas na fotólise.
O aluno pode confundir a quantidade de mols de Cl com a quantidade de O3, aplicando incorretamente a relação estequiométrica entre as substâncias.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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