Em regiões da estratosfera, a radiação ultravioleta pode liberar átomos de cloro a partir de compostos…
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 regiões da estratosfera, a radiação ultravioleta pode liberar átomos de cloro a partir de compostos halogenados. Um átomo de cloro participa de um ciclo catalítico de destruição do ozônio, pois é regenerado ao final das etapas. Nesse ciclo simplificado, ocorrem as reações elementares: o radical cloro reage com uma molécula de ozônio, formando radical monóxido de cloro e oxigênio molecular; em seguida, o radical monóxido de cloro reage com um átomo de oxigênio, regenerando o radical cloro e formando mais oxigênio molecular. Com base no texto, escreva as duas etapas do ciclo catalítico envolvendo o radical Cl· e determine, por cancelamento das espécies intermediárias, a reação líquida entre as espécies oxigenadas.
- A) Etapas: Cl· + O₃ → ClO· + O₂; ClO· + O· → Cl· + O₂. Reação líquida: Cl· + O₃ + O· → ClO· + 2 O₂.
- B) Etapas: Cl· + O₃ → ClO· + O₂; ClO· + O· → Cl· + O₂. Reação líquida: O₃ + O· → O₂.
- C) Etapas: Cl· + O₃ → ClO· + O₂; ClO· + O· → Cl· + O₂. Ao somar as etapas e cancelar Cl· e ClO·, obtém-se a reação líquida: O₃ + O· → 2 O₂.
- D) Etapas: Cl· + O₃ → ClO· + O₂; ClO· + O· → Cl· + O₂. Reação líquida: O₃ + O₂ → 2 O₂.
- E) Etapas: Cl· + O₃ → ClO· + O₂; ClO· + O₂ → Cl· + O₃. Reação líquida: O₂ → O₃.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique as etapas do ciclo. Etapa 1: Cl· + O₃ → ClO· + O₂. Etapa 2: ClO· + O· → Cl· + O₂. Passo 2: Some as duas etapas, colocando lado a lado todos os reagentes e todos os produtos: Cl· + O₃ + ClO· + O· → ClO· + O₂ + Cl· + O₂. Passo 3: Cancele as espécies que aparecem dos dois lados. O Cl· aparece como reagente na etapa 1 e como produto na etapa 2, e o ClO· aparece como produto na etapa 1 e como reagente na etapa 2. Essas são as espécies intermediárias, que são consumidas e regeneradas, então saem da equação. Passo 4: Sobram O₃ e O· do lado dos reagentes e 2 O₂ do lado dos produtos, ou seja, a reação líquida é O₃ + O· → 2 O₂. Passo 5: Verifique o balanço: à esquerda há 3 + 1 = 4 átomos de oxigênio, e à direita há 2 × 2 = 4 átomos de oxigênio. A alternativa A está errada porque deixa Cl· e ClO· na reação líquida, quando eles deveriam ser cancelados. A alternativa B está errada porque escreve O₃ + O· → O₂, o que não fecha a conta de átomos de oxigênio (4 de um lado e 2 do outro). A alternativa D está errada porque trata O₂ como reagente e usa O₃ + O₂ → 2 O₂, o que não corresponde à soma das etapas, que consome um átomo de O e não uma molécula de O₂. A alternativa E está errada porque a segunda etapa não é a regeneração do cloro a partir do ClO· com O₂, e sim com um átomo de O, além de a equação líquida inverter o sentido do processo.
💡 Dica: Identifique as etapas do ciclo catalítico e escreva as reações correspondentes.
Alternativa por alternativa
O aluno soma as etapas mas não cancela as espécies intermediárias Cl· e ClO·, mantendo-as na reação líquida como se fossem reagentes ou produtos finais.
O aluno cancela corretamente as espécies intermediárias, mas também elimina o átomo de oxigênio ou faz a conta de átomos de oxigênio de forma errada, chegando a O₃ + O· → O₂, sem verificar o balanço de massa.
Por que engana: Confundir as etapas do ciclo catalítico, apresentando reações que não ocorrem ou não estão na ordem correta.
O radical Cl· aparece como reagente na primeira etapa e como produto na segunda, portanto é regenerado e não participa da reação líquida. O radical ClO· é formado na primeira etapa e consumido na segunda, sendo também cancelado. Restam O₃ e O· no lado dos reagentes e duas moléculas de O₂ no lado dos produtos. Assim, o cloro atua como catalisador do processo, embora participe das etapas elementares.
O aluno acredita que o O₂ produzido na etapa 1 deve ser somado como reagente e que a reação líquida envolve O₃ e O₂, confundindo a molécula produzida com o átomo de oxigênio que de fato participa do ciclo.
O aluno troca a segunda etapa por ClO· + O₂ → Cl· + O₃, sem seguir o enunciado, que diz que o ClO· reage com um átomo de oxigênio, e então inverte a reação líquida para O₂ → O₃.
Raio-X da questão
ciclo catalítico do ozônio
avaliacao
ciclo do ozônio · reações químicas
Revisar as reações químicas envolvendo radicais livres e ozônio.
Confundir as etapas do ciclo catalítico, apresentando reações que não ocorrem ou não estão na ordem correta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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