Em uma atividade doméstica de limpeza, uma pessoa mistura bicarbonato de sódio e ácido cítrico para produzir…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade doméstica de limpeza, uma pessoa mistura bicarbonato de sódio e ácido cítrico para produzir gás carbônico e observar a efervescência. A reação é representada por 3 NaHCO3 + C6H8O7 -> Na3C6H5O7 + 3 CO2 + 3 H2O. Foram usados 8,4 g de NaHCO3 e 9,6 g de C6H8O7. Considere as massas molares: NaHCO3 = 84 g/mol, C6H8O7 = 192 g/mol e CO2 = 44 g/mol. Com base na proporção da equação e nas quantidades usadas, qual conclusão identifica o reagente limitante e a massa máxima de CO2 que pode ser formada?
- A) O NaHCO3 é o reagente limitante, e podem ser formados no máximo 4,4 g de CO2.
- B) O ácido cítrico é o reagente limitante, e podem ser formados no máximo 6,6 g de CO2.
- C) O NaHCO3 é o reagente limitante, e podem ser formados no máximo 8,8 g de CO2.
- D) O ácido cítrico é o reagente limitante, e podem ser formados no máximo 2,2 g de CO2.
- E) O NaHCO3 é o reagente limitante, e podem ser formados no máximo 13,2 g de CO2.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de NaHCO3: 8,4 g / 84 g/mol = 0,1 mol. Passo 2: Calcule a quantidade de matéria de C6H8O7: 9,6 g / 192 g/mol = 0,05 mol. Passo 3: Pela equação, 3 mol de NaHCO3 reagem com 1 mol de C6H8O7, ou seja, a proporção é de 3 para 1. Para consumir 0,1 mol de NaHCO3 seriam necessários 0,1 / 3 = 0,033 mol de ácido cítrico. Como há 0,05 mol disponível, o ácido cítrico está em excesso e o NaHCO3 é o reagente limitante. Passo 4: Calcule o CO2 a partir do reagente limitante. Pela equação, 3 mol de NaHCO3 produzem 3 mol de CO2, ou seja, a proporção é de 1 para 1. Logo, 0,1 mol de NaHCO3 produz 0,1 mol de CO2. Passo 5: Massa de CO2 = 0,1 mol x 44 g/mol = 4,4 g. Portanto, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B identifica o ácido como limitante, o que é falso porque ele está em excesso; C e E calculam uma massa de CO2 que não corresponde à quantidade de NaHCO3 disponível; D identifica o ácido como limitante e usa uma proporção incorreta para o cálculo do CO2.
💡 Dica: Converta as massas em mol e compare a razão disponível com a proporção 3:1 da equação.
Alternativa por alternativa
As quantidades correspondem a 0,10 mol de NaHCO3 e 0,050 mol de ácido cítrico. A equação exige 3 mol de NaHCO3 para cada 1 mol de ácido; portanto, o bicarbonato limita a reação. Pela proporção entre NaHCO3 e CO2, formam-se 0,10 mol de CO2, equivalentes a 4,4 g.
O aluno comparou apenas as massas (9,6 g de ácido cítrico contra 8,4 g de bicarbonato) e concluiu que o ácido seria o limitante, sem converter para quantidade de matéria nem considerar a proporção de 3 para 1 da equação.
O aluno identificou corretamente o NaHCO3 como limitante, mas dobrou a quantidade de CO2 formada (0,2 mol em vez de 0,1 mol), provavelmente por erro na relação estequiométrica ou ao multiplicar a massa de 0,1 mol por 2.
O aluno considerou que o ácido cítrico é o limitante e aplicou uma proporção 1 para 1 entre o ácido e o CO2, chegando a 0,05 mol de CO2 (2,2 g), o que ignora os coeficientes 3 e 3 da equação.
Por que engana: Escolher o reagente limitante comparando as massas diretamente, sem considerar a proporção molar da equação.
O aluno identificou corretamente o NaHCO3 como limitante, mas multiplicou a quantidade de CO2 por 3 (0,3 mol, 13,2 g), tratando o coeficiente 3 do CO2 como se fosse um fator adicional sobre a quantidade já calculada.
Raio-X da questão
Reagente limitante e cálculo estequiométrico.
Identificar o reagen
Conversão entre massa e quantidade de matéria usando massa molar. · Leitura de coeficientes em equações químicas balanceadas.
Relação molar entre reagentes e produtos.
Escolher o reagente limitante comparando as massas diretamente, sem considerar a proporção molar da equação.
Consumo responsável e segurança em atividades domésticas.
Limpeza doméstica co
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