Uma indústria decidiu tratar seu descarte de 10000 L de solução aquosa de HNO3, completamente ionizado, por…

Questão

Uma indústria decidiu tratar seu descarte de 10000 L de solução aquosa de HNO3, completamente ionizado, por meio da neutralização com CaCO3. Para saber se esta substância deveria ser utilizada na forma de grãos ou em pó, foram realizados testes em igualdade de temperatura, pressão, concentração de HNO3 e massa de CaCO3. Observe a equação química a seguir, que representa a neutralização completa do HNO3 com 5 kg de CaCO3: 2 HNO3 (aq) + CaCO3 (s) ? Ca(NO3)2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g) Calcule o pH da solução do descarte antes da neutralização. Em seguida, indique a forma de CaCO3 testada, grãos ou pó, que apresentou a maior velocidade de reação, justificando sua resposta. Calcule o pH da solução do descarte antes da neutralização. Em seguida, indique a forma de CaCO3 testada, grãos ou pó, que apresentou a maior velocidade de reação, justificando sua resposta. (UERJ 2025)

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo do pH da solução do descarte: CaCO3: 40 + 12 + 16 x 3 = 100 g/mol Quantidade de matéria de CaCO3 empregada: 5000 g / 100 g/mol = 50 mol 2 mol HNO3 --- 1 mol CaCO3 n_HNO3 --- 50 mol n_HNO3 = 2 x 50 = 100 mol [HNO3] = [H+] = 100 mol / 10000 L = 10?² mol/L pH = - log[H+] = - log(10?²) = 2 Forma do CaCO3: pó. Justificativa: a superfície de contato do CaCO3 em pó é maior.

Explicação

Calcular a concentração molar do HNO3 a partir da massa de CaCO3 e volume da solução, usar a definição de pH para ácidos fortes, e justificar que o pó apresenta maior velocidade de reação devido à maior área superficial em contato.

Raio-X da questão

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