Em ambientes naturais e na presença de água e gás oxigênio, a pirita, um mineral composto principalmente por…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em ambientes naturais e na presença de água e gás oxigênio, a pirita, um mineral composto principalmente por dissulfeto de ferro (FeS2), sofre processos de intemperismo, o que envolve transformações químicas que acontecem ao longo do tempo. Um desses processos pode ser descrito pelas transformações sucessivas, representadas pelas seguintes equações químicas: 2 FeS2 (s) + 7 O2 (g) + 2 H2O (l) ? 2 Fe2+ (aq) + 4 SO42- (aq) + 4 H+ (aq) 2 Fe2+ (aq) + O2 (g) + 2 H+ (aq) ? 2 Fe3+ (aq) + H2O (l) 2 Fe3+ (aq) + 6 H2O (l) ? 2 Fe(OH)3 (s) + 6 H+ (aq) Considerando a equação química que representa a transformação global desse processo, as lacunas da frase “No intemperismo sofrido pela pirita, a razão entre as quantidades de matéria do FeS2 (s) e do O2 (g) é __ e, durante o processo, o pH do solo __” podem ser corretamente preenchidas por [FUVEST 2017 - Questão 70] FUVEST - 2017
- A) 1/4; diminui.
- B) 1/4; não se altera.
- C) 2/15; aumenta.
- D) 4/15; diminui.
- E) 4/15; não se altera.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Some as três etapas e cancele os intermediários Fe2+ e Fe3+, que aparecem dos dois lados. Ajustando os coeficientes pelo balanceamento de átomos e de cargas, a equação global fica: 4 FeS2 (s) + 15 O2 (g) + 14 H2O (l) → 4 Fe(OH)3 (s) + 8 SO4^2- (aq) + 16 H+ (aq). Conferência: há 30 O da molécula de O2 mais 14 O da água, totalizando 44; no lado dos produtos, 12 O em Fe(OH)3 e 32 O em SO4^2-, também 44. Passo 2: A razão entre as quantidades de matéria de FeS2 e O2 é 4/15, pois a equação global tem 4 mol de FeS2 para 15 mol de O2. Uma verificação pelos elétrons confirma: cada FeS2 cede 15 elétrons (o ferro passa de +2 para +3 e cada enxofre de -1 para +6) e cada O2 recebe 4 elétrons, logo são necessários 15/4 de O2 por FeS2. Passo 3: O processo libera 16 íons H+ por ciclo global, ou seja, aumenta a concentração de H+ no meio. Como pH = -log[H+], o pH do solo diminui, ficando mais ácido. Passo 4: A alternativa A está errada porque inverte ou simplifica mal a razão, usando 1/4 em vez de 4/15. A alternativa B erra a razão (1/4) e afirma que o pH não muda, o que ignora a liberação de H+. A alternativa C usa a razão 2/15, que corresponde a coeficientes de uma equação não multiplicada corretamente, e diz que o pH aumenta, quando a acidez cresce. A alternativa E acerta a razão 4/15, mas considera que o pH não se altera, o que contraria a formação de H+ na reação.
💡 Dica: Some as equações para obter a reação global e analise as quantidades de reagentes e produtos para determinar a razão e o efeito no pH.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tira a razão diretamente de coeficientes parciais (como os da etapa em que aparece O2) ou simplifica a razão de forma indevida, sem usar a equação global balanceada. Além disso, pode supor que o pH diminui apenas pela presença de ácido sem avaliar a quantidade de H+ produzida.
Por que engana: Confundir a relação estequiométrica entre os reagentes, levando a uma razão incorreta entre FeS2 e O2.
O aluno calcula a razão como 1/4, provavelmente lendo coeficientes de uma etapa isolada, e supõe que o pH não varia porque acredita que o H+ liberado na etapa de hidrólise é compensado pelos íons consumidos.
O aluno obtém a razão 2/15 provavelmente por usar coeficientes de uma equação não multiplicada corretamente (2 FeS2 para 15 O2), e associa a formação de íons H+ a aumento de pH, confundindo acidez com basicidade.
CORRETA. A proporção 4/15 é correta e o efeito é uma diminuição.
O aluno acerta a razão 4/15, mas entende que a formação de H+ e de Fe(OH)3 não altera a acidez do meio, supondo que os íons se neutralizam e que o pH permanece constante.
Raio-X da questão
reações químicas, intemperismo, pH
avaliacao
reações químicas · cálculo estequiométrico
Revisar reações de oxidação e redução, cálculo estequiométrico e conceito de pH em soluções aquosas.
Confundir a relação estequiométrica entre os reagentes, levando a uma razão incorreta entre FeS2 e O2.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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