Ao incinerar 1,00 kg de PVC (unidade repetitiva C2H3Cl, MM = 62,45 g·mol?¹), estime a massa de HCl formada e a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Ao incinerar 1,00 kg de PVC (unidade repetitiva C2H3Cl, MM = 62,45 g·mol?¹), estime a massa de HCl formada e a concentração em ppm (volume) se todo HCl se dispersar uniformemente em 1000 m³ de ar a 25 °C e 1 atm (use R = 8,314 J·mol?¹·K?¹).
- A) Massa de HCl ˜ 3,00×10^3 g; concentração ˜ 1000 ppm.
- B) Massa de HCl ˜ 5,84×10^2 g (0,584 kg); concentração ˜ 3,92×10^2 ppm (volume).
- C) Massa de HCl ˜ 1,50×10^2 g; concentração ˜ 20 ppm.
- D) Massa de HCl ˜ 5,84 g; concentração ˜ 3,92 ppm.
- E) Massa de HCl ˜ 2,00 kg; concentração ˜ 800 ppm.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem usar o gabarito. Cada unidade repetitiva C2H3Cl libera um HCl na incineração, então a quantidade de matéria de HCl é igual à quantidade de matéria de unidades de PVC. Passo 2: Calculei o número de mols de unidades: 1000 g / 62,45 g/mol = 16,01 mol. Passo 3: Calculei a massa de HCl: 16,01 mol x 36,46 g/mol (massa molar do HCl, 1,01 + 35,45) = 583,7 g, ou seja, cerca de 5,84 x 10^2 g (0,584 kg). Passo 4: Calculei a quantidade de matéria de ar em 1000 m³ a 25 °C (298,15 K) e 1 atm (101325 Pa) pela equação de Clapeyron: n = PV/(RT) = 101325 x 1000 / (8,314 x 298,15) = cerca de 40 875 mol. Passo 5: Como o HCl se dispersa uniformemente e o comportamento é de gás ideal, a fração em volume é igual à fração molar: 16,01 / 40 875 = 3,92 x 10^-4, ou seja, cerca de 3,92 x 10^2 ppm (em volume). Passo 6: Por isso a alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A tem massa de HCl cerca de 5 vezes maior que a correta; C e D não batem com a estequiometria 1:1 (D usa 1 g em vez de 1 kg de PVC); E dobra a quantidade de HCl por unidade, o que não é compatível com a fórmula C2H3Cl, que tem apenas um cloro.
💡 Dica: Calcule a massa de HCl gerada e a concentração em ppm usando a equação dos gases ideais.
Alternativa por alternativa
Provavelmente considerou que o HCl liberado seria proporcional aos três hidrogênios da unidade C2H3Cl e fez a conta de forma imprecisa, chegando a uma massa e a uma concentração muito acima do valor real.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a massa de PVC e a quantidade de HCl formada, resultando em um cálculo incorreto da massa e da concentração.
1000 g/62,45 g·mol?¹ ˜16,02 mol (1 Cl por unidade ? 16,02 mol HCl). mHCl=16,02·36,46˜584 g. n_ar=PV/RT˜4,088×10^4 mol ? ppm=(16,02/4,088×10^4)·10^6˜392 ppm.
Provavelmente errou a relação estequiométrica e a massa molar usada no cálculo de mols, o que reduziu a massa de HCl a cerca de um quarto do valor correto e, em consequência, a concentração.
Provavelmente leu 1,00 kg como 1,00 g de PVC, o que deixa tanto a massa de HCl quanto a concentração 1000 vezes menores que o correto.
Provavelmente supôs que cada unidade de PVC libera dois HCl, dobrando a quantidade de matéria, e não percebeu que a fórmula C2H3Cl tem apenas um átomo de cloro.
Raio-X da questão
incineração de PVC
avaliacao
cálculo estequiométrico · concentração em ppm
Revisar a estequiometria da reação de combustão e a lei dos gases ideais.
O aluno pode confundir a relação entre a massa de PVC e a quantidade de HCl formada, resultando em um cálculo incorreto da massa e da concentração.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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