Durante um estudo sobre o tratamento de água contaminada por um corante, uma equipe comparou três adsorventes…

Questão

Durante um estudo sobre o tratamento de água contaminada por um corante, uma equipe comparou três adsorventes. Em cada ensaio, foram tratados 2,0 L de água com concentração inicial de corante igual a 20 mg/L. Após o tratamento, foram medidas as concentrações residuais indicadas na tabela. A capacidade de adsorção corresponde à massa de corante removida dividida pela massa de adsorvente utilizada. | Adsorvente | Massa utilizada (g) | Concentração residual (mg/L) | |---|---:|---:| | A | 0,50 | 2,0 | | B | 0,25 | 4,0 | | C | 1,00 | 1,0 | Para o uso proposto, o material deve deixar no máximo 3,0 mg/L de corante na água e apresentar capacidade de adsorção de pelo menos 60 mg de corante por grama de adsorvente. Com base nos dados da tabela e nos critérios definidos, qual adsorvente atende simultaneamente às duas condições? Justifique sua conclusão calculando a capacidade de adsorção dos materiais que deixam a concentração residual dentro do limite.

1. A) O adsorvente C atende às duas condições. Ele deixa 1,0 mg/L de corante, abaixo do limite estabelecido, e remove (20 - 1) mg/L × 2,0 L = 38 mg de corante. Dividindo a massa removida por 1,00 g de adsorvente, sua capacidade é 38 mg/g, valor que seria suficiente para cumprir o critério de capacidade definido para o tratamento.
2. B) O adsorvente A não atende às duas condições. Ele deixa 2,0 mg/L de corante, dentro do limite, mas sua capacidade seria calculada usando toda a concentração inicial: 20 mg/L × 2,0 L ÷ 0,50 g = 80 mg/g. Como esse resultado não satisfaria o critério mínimo de capacidade definido para o uso proposto, A não seria adequado.
3. C) O adsorvente A atende às duas condições. Ele deixa 2,0 mg/L de corante, abaixo do limite de 3,0 mg/L. Como removeu (20 - 2) mg/L × 2,0 L = 36 mg de corante, sua capacidade é 36 mg ÷ 0,50 g = 72 mg/g, superior ao mínimo de 60 mg/g. O adsorvente C também respeita o limite de concentração residual, mas sua capacidade é (20 - 1) mg/L × 2,0 L ÷ 1,00 g = 38 mg/g, inferior ao mínimo. O adsorvente B não atende ao limite de concentração residual.
4. D) O adsorvente B atende às duas condições. Ele deixa 4,0 mg/L de corante e, considerando a massa removida no volume de 1,0 L, sua capacidade é (20 - 4) mg/L × 1,0 L ÷ 0,25 g = 64 mg/g, superior ao mínimo de 60 mg/g. Embora a concentração residual ultrapasse o limite definido, a capacidade calculada seria suficiente para o uso proposto.
5. E) Nenhum adsorvente atende às duas condições. A e C deixam a concentração residual dentro do limite, mas, considerando 1,0 L de água tratado em cada ensaio, as capacidades seriam (20 - 2) mg/L × 1,0 L ÷ 0,50 g = 36 mg/g para A e (20 - 1) mg/L × 1,0 L ÷ 1,00 g = 19 mg/g para C. Assim, nenhum alcançaria o mínimo exigido.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O volume tratado é 2,0 L e a massa inicial de corante é 20 mg/L × 2,0 L = 40 mg. Para cada adsorvente, a massa removida é (concentração inicial − residual) × volume.
2. A e C deixam concentrações dentro do limite de 3,0 mg/L; B deixa 4,0 mg/L e já não atende a esse critério.
3. Para A, a massa removida é (20 − 2) × 2,0 = 36 mg; sua capacidade é 36 ÷ 0,50 = 72 mg/g. Para C, é (20 − 1) × 2,0 = 38 mg; sua capacidade é 38 ÷ 1,00 = 38 mg/g. Portanto, somente A cumpre também o mínimo de 60 mg/g: alternativa C.
4. A alternativa A erra ao dizer que 38 mg/g é suficiente; B usa a massa inicial em vez da removida e ainda interpreta 80 mg/g como insuficiente; D usa volume diferente do ensaio e ignora que B ultrapassa o limite residual; E também troca 2,0 L por 1,0 L, subestimando as capacidades.

💡 Dica: Para cada material dentro do limite residual, calcule (concentração inicial - residual) × 2,0 L e divida pela massa de adsorvente.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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