A elevação da concentração de fosfato em rios e lagos causa poluição e outros problemas ambientais, como a…

Questão

A elevação da concentração de fosfato em rios e lagos causa poluição e outros problemas ambientais, como a eutrofização. Assim, o monitoramento da concentração de fosfato é de interesse ambiental e pode ser realizado por meio de teste colorimétrico, explorando a reação de azul de molibdênio. Ao adicionar o íon molibdato (MoO4 2-), ácido mineral e um agente redutor numa amostra de água contendo fosfato, forma-se o composto de intensa cor azul. A intensidade de cor da solução neste teste é proporcional à concentração de fosfato na amostra. A reação química envolvida entre o íon fosfato e molibdato no teste é descrita pela seguinte equação: PO4 3- + 12MoO4 2- + 27H+ ? H3PMo12O40 + 12H2O Nesse teste, a quantidade de matéria de MoO4 2- necessária para uma amostra de 10 mL contendo 2 mg L-1 de H3PO4 (98 g mol-1) é mais próxima de: Dados: 1 mg = 10^-3 g; 1 mL = 10^-3 L (UFPR 2023)

1. A) 1,0 × 10^-3 mol.
2. B) 0,25 × 10^-3 mol.
3. C) 0,02 × 10^-3 mol.
4. D) 2,4 × 10^-6 mol.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converta o volume da amostra para litros. 10 mL = 10 × 10^-3 L = 0,01 L.
2. Calcule a massa de H3PO4 na amostra. A concentração é 2 mg/L, então em 0,01 L há 2 × 0,01 = 0,02 mg. Como 1 mg = 10^-3 g, a massa é 0,02 × 10^-3 g = 2 × 10^-5 g.
3. Calcule a quantidade de matéria de H3PO4. n = massa / massa molar = 2 × 10^-5 g / 98 g/mol ≈ 2,04 × 10^-7 mol.
4. Aplique a estequiometria da equação. Pela equação, 1 mol de fosfato reage com 12 mol de MoO4 2-. Logo, n(MoO4 2-) = 12 × 2,04 × 10^-7 mol ≈ 2,45 × 10^-6 mol, que é mais próximo de 2,4 × 10^-6 mol.
5. Conclusão. A resposta correta é a alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas: A) 1,0 × 10^-3 mol é da ordem de grandeza muito maior do que a obtida, indicando erro nas conversões de unidades. B) 0,25 × 10^-3 mol também tem ordem de grandeza incompatível com a massa de 0,02 mg, além de não corresponder ao cálculo correto. C) 0,02 × 10^-3 mol é o valor da massa em gramas (2 × 10^-5 g) tratado como se fosse quantidade de matéria, pois falta dividir pela massa molar.

💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de H3PO4 e use a estequiometria da reação para determinar MoO4 2-.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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