Questões de Vestibular: Transformações Químicas

Quando uma mistura de CaCO₃ , Na₂ CO₃ e SiO₂ é fundida, forma-se um líquido bastante viscoso, que, após resfriamento, se transforma numa massa rígida e transparente, denominada vidro. Sobre esse processo e os materiais nele envolvidos, pode-se afirmar:

A presença de substâncias ricas em enxofre, como a pirita (FeS₂ ), em áreas de mineração, provoca um dos mais preocupantes impactos causados pela exploração dos recursos naturais da crosta terrestre. Em contato com o oxigênio atmosférico, o sulfeto sofre oxidação em diversas etapas até formar uma solução aquosa conhecida como drenagem ácida de minas, de acordo com a equação química descrita.
4 FeS₂ (s) + 15 O₂ (g) + 2 H₂ O (l) → 2 Fe₂ (SO₄ )₃ (aq) + 2 H₂ SO₄ (aq)
Um dos processos de intervenção nesse problema envolve a reação do resíduo ácido com uma substância básica, de baixa solubilidade em meio aquoso, e sem a geração de subprodutos danosos ao meio ambiente.
FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000.

Esse processo de intervenção é representado pela equação química:

As misturas efervescentes, em pó ou em comprimidos, são comuns para a administração de vitamina C ou de medicamentos para azia. Essa forma farmacêutica sólida foi desenvolvida para facilitar o transporte, aumentar a estabilidade de substâncias e, quando em solução, acelerar a absorção do fármaco pelo organismo.
As matérias-primas que atuam na efervescência são, em geral, o ácido tartárico ou o ácido cítrico que reagem com um sal de caráter básico, como o bicarbonato de sódio (NaHC0₃), quando em contato com a água. A partir do contato da mistura efervescente com a água, ocorre uma série de reações químicas simultâneas: liberação de íons, formação de ácido e liberação do gás carbônico — gerando a efervescência.

As equações a seguir representam as etapas da reação da mistura efervescente na água, em que foram omitidos os estados de agregação dos reagentes, e H₃A representa o ácido cítrico.
I - NaHCO₃ → Na⁺ + HCO3
II - H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂
III - HCO₃ + H⁺ ⇌ H₂CO₃
IV - H₃A ⇌ 3H⁺ + A
A ionização, a dissociação iônica, a formação do ácido e a liberação do gás ocorrem, respectivamente, nas seguintes etapas:

Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 ^oC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:

• Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.

• Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.

• Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.

Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento

As funções inorgânicas são classificadas em óxidos, ácidos, bases e sais. Os sais são comumente utilizados no nosso dia-a-dia, como o sal de cozinha (NaCl), o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e o sulfato de sódio (Na₂SO₄). Na indústria química, os sais também possuem um papel importante, por exemplo, o NaCl é utilizado na fabricação de soda cáustica. A reação química entre um ácido e uma base de Arrhenius produz um sal.
Considere a reação entre o ácido ortofosfórico e o hidróxido de cálcio abaixo e assinale a alternativa correta que apresenta o composto X formado e o valor de n conforme a estequiometria da reação balanceada.
2H₃PO₄ + nCa(OH)₂→ X + 6H₂O

O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osfeoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas.

Disponível em: www.anvisa.gov.br. Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado).


Considerando-se o valor de 6 X 10²³ mol^-1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades?

A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% Pb02 e 36% PbS04. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6 kg, onde 19% é Pb02, 60% PbS04 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de S02(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbS04 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45 0C, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico.

PbS0₄ Na₂CO₃→PbCo₃ + Na₂SO₄

Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; 0 = 1 6 ;C = 12
ARAÚJO, R. V. V.; TINDADE, R. B. E.; SOARES, P. S. M. Reciclagem de chumbo de bateria auto­ motiva: estudo de caso.
Disponível em: http://www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado)

Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbC03 é obtida?

A soda cáustica (NaOH) comercial é preparada a partir da reação entre carbonato de sódio e hidróxido de cálcio. Utilizando-se 318g de carbonato e admitindo-se que a reação é completa, a massa de soda produzida será: (Dados: Na=23; O=16; Ca=40; H=1; C=12)

Na ligação entre átomos dos elementos químicos Ca (Z = 20), C (Z = 6) e O (Z = 8), forma-se o composto de fórmula: