Uma das etapas finais do tratamento de água envolve o borbulhamento de cloro no efluente para desinfecção. A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma das etapas finais do tratamento de água envolve o borbulhamento de cloro no efluente para desinfecção. A substância cloro é encontrada como um gás amarelo-esverdeado a 25 °C e 1 atm. Pequenas quantidades deste gás podem ser geradas em laboratório de acordo com o experimento ilustrado: [IMAGEM] À medida que o gás cloro é formado pela perturbação do seguinte equilíbrio na fase aquosa Cl– + ClO– + H2O ? Cl2 + 2OH–, a fase que contém o hidrocarboneto vai adquirindo a coloração esverdeada típica deste halogênio. Considerando que a cada um dos cinco frascos contendo quantidades idênticas da mesma solução de hipoclorito de sódio e de hidrocarboneto líquido, foi adicionado uma das seguintes soluções: cloreto de sódio, hidróxido de sódio, ácido acético, ácido clorídrico e nitrato de amônio, todas com as mesmas concentrações molares, haverá a maior produção de gás cloro no tubo ao qual foi adicionado a solução de UNESP - 2010
- A) Cloreto de sódio.
- B) Hidróxido de sódio.
- C) Ácido acético.
- D) Ácido clorídrico.
- E) Nitrato de amônio.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio que governa o equilíbrio. Na equação Cl- + ClO- + H2O ⇌ Cl2 + 2OH-, os íons OH- aparecem nos produtos. Pelo princípio de Le Chatelier, se diminuirmos a concentração de OH-, o equilíbrio se desloca para a direita, formando mais gás cloro. Para isso, basta adicionar uma substância que consuma OH-, ou seja, uma substância ácida que forneça H+ (que reage com OH- formando água).
- Analise a solução de ácido clorídrico (HCl). É um ácido forte, que se ioniza totalmente em água, liberando grande quantidade de H+ na mesma concentração molar. Esses H+ neutralizam os OH- formados, deslocando intensamente o equilíbrio para a direita. Por isso, esta é a alternativa correta (D), com a maior produção de gás cloro.
- Por que as outras alternativas estão erradas.
- A) Cloreto de sódio: não possui H+ nem OH- em quantidade relevante; o íon Cl- já aparece nos reagentes, e adicioná-lo desloca o equilíbrio para a esquerda, diminuindo a formação de cloro, sem nenhum efeito ácido.
- B) Hidróxido de sódio: fornece OH- diretamente, que é um produto da reação; isso desloca o equilíbrio para a esquerda e reduz a produção de cloro.
- C) Ácido acético: também é um ácido, mas fraco, pouco ionizado; com a mesma concentração molar, libera muito menos H+ que o HCl, deslocando o equilíbrio muito menos.
- E) Nitrato de amônio: o íon amônio hidrolisa-se só levemente, gerando pouco H+; o efeito sobre o OH- é fraco, bem menor que o do ácido forte, e o sal é apenas ligeiramente ácido.
- Conclusão. Como todas as soluções têm a mesma concentração molar, o fator decisivo é a quantidade de H+ disponível para consumir OH-. O ácido clorídrico, sendo ácido forte, é o que mais favorece a formação de gás cloro.
💡 Dica: Analise o efeito do pH e dos íons no equilíbrio químico para identificar a maior produção de Cl2.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que qualquer sal adicionado não altera o equilíbrio, ou que o íon cloreto favorece a formação de Cl2 por ser um reagente, sem considerar o efeito do pH.
Por que engana: Confundir o efeito do ácido e da base no equilíbrio, escolhendo soluções que não favorecem a formação de Cl2.
O aluno pensa que o aumento de base favorece a reação porque o meio fica mais alcalino, sem perceber que OH- é produto e seu excesso desloca o equilíbrio para a esquerda.
O aluno considera que qualquer ácido produz o mesmo efeito, sem distinguir ácido forte de ácido fraco, e não percebe que o ácido acético libera pouco H+ em solução.
A adição de ácido clorídrico (HCl) libera muitos íons H+ por ser um ácido forte. Esses H+ reagem com os íons OH–, diminuindo sua concentração. Pelo princípio de Le Chatelier, o sistema compensa esse consumo de OH– deslocando o equilíbrio para a direita, formando mais Cl2(g). Por isso, essa alternativa está correta.
O aluno supõe que um sal de amônio tem efeito ácido equivalente a um ácido forte, ou que o íon amônio atua apenas como um cátion neutro, sem considerar a hidrólise fraca.
Raio-X da questão
equilíbrio químico e pH
diagnostico
equilíbrio químico em soluções aquosas · reação ácido-base
Estude o equilíbrio químico e a influência do pH na formação de gases.
Confundir o efeito do ácido e da base no equilíbrio, escolhendo soluções que não favorecem a formação de Cl2.
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