Um encanamento tem incrustação de 5,00 g de CaCO3 (M = 100,09 g·mol-1). Para dissolvê-lo usa-se CH3COOH (ácido…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um encanamento tem incrustação de 5,00 g de CaCO3 (M = 100,09 g·mol-1). Para dissolvê-lo usa-se CH3COOH (ácido acético) 0,50 M (Ka = 1,8·10-5). Reação útil: CaCO3 + 2H+ ? Ca2+ + CO2? + H2O. Calcule o volume de CH3COOH 0,50 M necessário (L).
- A) Depende do Ka; não dá para calcular sem considerar dissociação.
- B) 0,50 L
- C) 100 mL
- D) 200 mL
- E) 400 mL
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de CaCO3: n = 5,00 g / 100,09 g/mol, o que dá cerca de 0,0500 mol.
- Pela equação CaCO3 + 2H+ produz Ca2+ + CO2 (gás) + H2O, cada mol de CaCO3 consome 2 mol de H+. Portanto, são necessários 2 x 0,0500 = 0,100 mol de H+.
- Como o ácido acético (CH3COOH) fornece os íons H+ que reagem com o carbonato, considera-se que ele é consumido nessa proporção. Cada mol de CH3COOH fornece 1 mol de H+, logo são necessários 0,100 mol de CH3COOH.
- Calcule o volume: V = n / M = 0,100 mol / 0,50 mol/L = 0,20 L, ou seja, 200 mL. Isso corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Sobre as outras alternativas: a alternativa A está errada porque o cálculo é estequiométrico e o Ka não é necessário para determinar a quantidade de ácido que reage com o carbonato; a alternativa B está errada porque 0,50 L representaria 0,25 mol de ácido, cinco vezes mais que o necessário; a alternativa C está errada porque 100 mL corresponde a 0,050 mol de ácido, que é metade do necessário; a alternativa E está errada porque 400 mL corresponde a 0,20 mol de ácido, o dobro do necessário.
- Observação: a constante Ka indica que o ácido acético é fraco e que o equilíbrio de dissociação ocorre, mas, como o H+ consumido na reação desloca o equilíbrio, a questão assume dissolução completa do carbonato, o que é a hipótese usual em problemas de estequiometria desse tipo.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CaCO3 e use a relação estequiométrica para encontrar o volume de CH3COOH.
Alternativa por alternativa
Acredita que, por ser um ácido fraco, é preciso resolver o equilíbrio de dissociação com o Ka para saber o volume, e não apenas a estequiometria da reação.
Confunde a concentração de 0,50 M com o volume, ou seja, toma o valor 0,50 como se fosse o volume em litros, sem fazer a conta de mols.
Esquece o fator 2 da estequiometria (2 H+ por CaCO3) e usa apenas 0,050 mol de H+, obtendo 0,050 mol / 0,50 mol/L = 0,10 L.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de ácido necessária, calculando apenas a massa sem considerar a relação estequiométrica da reação.
0,0500 mol CaCO3 requer 0,100 mol H+; 0,100 mol/0,50 M = 0,200 L.
Inverte a operação na divisão pela concentração, multiplicando ou dividindo de forma errada e obtendo 0,20 mol / 0,50 mol/L, o que dá 0,40 L, em vez de usar a relação V = n / M corretamente.
Raio-X da questão
dissolução de carbonato de cálcio
avaliacao
cálculo de mols · dissociação de ácidos
Revisar estequiometria e cálculos de molaridade.
O aluno pode confundir a quantidade de ácido necessária, calculando apenas a massa sem considerar a relação estequiométrica da reação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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