— “Depois que a caixa-d’água foi ligada à caldeira do prédio, a resistência começou a formar uma crosta…

Questão

— “Depois que a caixa-d’água foi ligada à caldeira do prédio, a resistência começou a formar uma crosta branca”, reclamou o zelador. Um técnico explicou que isso ocorre quando há excesso de íons Ca2+ (água dura), que pode ser reduzido pela adição de carbonato de sódio (Na2CO3), formando um sólido pouco solúvel. O laudo da água da caixa indica concentração de Ca2+ igual a 3,0 mmol/L, e o volume total armazenado é 5 000 L. Para evitar incrustações, a administração decidiu reduzir a concentração para 0,50 mmol/L. Considere que a reação ocorre com rendimento de 100% e segue a proporção: Ca2+(aq) + CO3^2-(aq) -> CaCO3(s). A massa molar do Na2CO3 é 106 g/mol. Considere os dados do texto e determine a massa mínima de Na2CO3 que deve ser adicionada para atingir a concentração final de Ca2+ desejada.

1. A) 0,53 kg de Na2CO3
2. B) 0,13 kg de Na2CO3
3. C) 13,3 kg de Na2CO3
4. D) 1,33 kg de Na2CO3
5. E) 2,65 kg de Na2CO3

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique a redução necessária de Ca2+. A concentração inicial é 3,0 mmol/L e a final desejada é 0,50 mmol/L, então a redução é 3,0 - 0,50 = 2,5 mmol/L. Passo 2: Calcule a quantidade total de Ca2+ a remover no volume de 5 000 L. 2,5 mmol/L x 5 000 L = 12 500 mmol = 12,5 mol de Ca2+. Passo 3: Pela proporção 1:1 da reação Ca2+ + CO3^2- -> CaCO3(s), cada mol de Ca2+ consome 1 mol de CO3^2-, que vem de 1 mol de Na2CO3. Logo, são necessários 12,5 mol de Na2CO3. Passo 4: Converta para massa. 12,5 mol x 106 g/mol = 1 325 g, ou seja, aproximadamente 1,33 kg (1,325 kg). Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (0,53 kg) corresponde a uma redução de apenas 1,0 mmol/L; B (0,13 kg) é cerca de dez vezes menor que o resultado correto, indicando erro de vírgula ou de unidade; C (13,3 kg) é cerca de dez vezes maior, também por erro de potência de dez; E (2,65 kg) é o dobro do resultado correto, o que indica uso indevido de uma proporção 2:1 que a reação não tem. O gabarito D está correto e o resultado obtido por resolução independente coincide com ele.

💡 Dica: Calcule a quantidade de Ca2+ a ser removida e use a estequiometria para determinar a massa de Na2CO3.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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