Questão 3126382

• Banca: Exército
• Órgão: EsPCEx
• Ano: 2019
• Provas: Exército - 2019 - EsPCEx - Cadete do Exército - 1° Dia
• Disciplina: Química
• Assuntos: Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.; Fórmulas, Balanceamento e Leis ponderais das reações químicas; Representação das transformações químicas; Sistemas Gasosos - Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases. Princípio de Avogadro.; Transformações Químicas; Transformações Químicas e Energia; Transformações Químicas: elementos químicos, tabela periódica e reações químicas

Um analista químico realizou um experimento em que utilizou 200 mL de uma solução de concentração 2 mol/L de ácido clorídrico (HCl) para reagir com uma certa massa de bicarbonato de sódio (também denominado de hidrogenocarbonato de sódio). Notou que nem todo o ácido reagiu com essa massa de bicarbonato de sódio, restando um excesso de ácido. Ao final do experimento, ele obteve um volume de 6,15 L de gás carbônico, medidos a 27 ºC e 1 atm. Esse gás carbônico é oriundo da decomposição do ácido carbônico produzido na reação.

Dados: R = 0,082 atm·L·mol^-1·K^-1

T (Kelvin) = t (Celsius) + 273

Esse analista fez as seguintes afirmativas:

I – A equação química balanceada que descreve corretamente a reação citada é:

Na₂CO₃ + 2 HCl → H₂CO₃ + 2 NaCl

II – Para a formação de 6,15 L de CO₂, foram consumidos 21 g de bicarbonato de sódio.

III – É uma reação de oxidorredução e o ácido clorídrico é o agente oxidante.

IV – Se todo esse ácido clorídrico fosse consumido numa reação completa com bicarbonato de sódio suficiente, o volume de gás carbônico produzido seria de 9,84 L.

Assinale a alternativa que apresenta todas as afirmativas corretas, dentre as listadas acima.

• A. I, II e III.
• B. II e III.
• C. III e IV.
• D. II e IV.
• E. II, III e IV.

Gabarito: D

Comentários

• Resolução: https://www.youtube.com/watch?v=n5LmfV-yo-Y

• Esta questão reúne os conceitos de balanceamento de equações, reações químicas, soluções e cálculos estequiométricos. Dessa forma, observemos a análise das alternativas:
  I - A reação citada consiste na reação do ácido clorídrico com o bicarbonato de sódio. O ácido clorídrico é representado pelo HCl enquanto que o bicarbonato é representado por NaHCO₃, uma vez que o íon bicarbonato é igual a HCO₃^-. Logo, a equação balanceada que descreve corretamente a reação é:
  
  HCl + NaHCO₃ → H₂CO₃ + NaCl
  Dessa forma, essa afirmativa está incorreta.
  
  II - O H₂CO₃ formado na reação descrita pode ser decomposto em CO₂ e H₂O: H₂CO₃ ⇄ CO₂ + H₂O
  
  Dessa forma, tem-se: HCl + NaHCO₃ → CO₂ + H₂O + NaCl
  
  Utilizando a equação dos gases ideais P · V = n · R · T, em que P é a pressão em atm; V o volume em L; n o número de mols, R a constante dos gases e T a temperatura em Kelvin, podemos saber o número de mols obtidos de CO₂:
  
  * T = 27 + 273 = 300 K; P = 1 atm; R = 0,082 atm·L·mol^-1·K^-1
  
  1 · 6,15 = n · 0,082 · 300
  
  n = 6,15/24,6 = 1/4 = 0,25 mols
  
  A partir da reação, tem-se que a relação entre o NaHCO₃ e o CO₂ é 1:1, logo, se 1 mol de NaHCO₃ é consumido para a produção de 1 mol de CO₂, para a produção de 0,25 mols de CO₂, serão consumidos 0,25 mols de NaHCO₃. Com o valor da massa molar de NaHCO₃ (obtida a partir das massas atômicas presentes na tabela) é possível saber a quantidade em massa presente em 0,25 mols:
  
  MM NaHCO₃ = 23 + 1 + 12 + 3 · 16 = 84 g/mol
  
  Logo:
  
  1 mol de NaHCO3 ^possui 84 g
  
          0,25              ------    X
  
  X = 21 g de NaHCO₃
  
  Portanto, essa afirmativa está correta.
  
  III - Nessa reação não há transferência de elétrons, uma vez que não há variação no NOX dos elementos dos reagentes para os produtos. Logo, não pode ser considerada uma reação de oxirredução, uma vez que não há transferência de elétrons e consequentemente, as substâncias não sofrem oxidação e redução. Dessa forma, essa afirmativa está incorreta.
  
  IV - Tem-se uma solução de HCl com concentração molar de 2 mol/L em um volume de 200 mL. A partir disso é possível saber o número de mols de HCl presente:
  
  M = n/V, em que M é a concentração molar; n o número de mols e V o volume da solução.
  2 = n/0,2 ∴ n = 0,4 mols de HCl
  
  Como visto na afirmação II, o consumo de 0,25 mols de NaHCO₃ produz 6,15 L de CO₂. Como o número de mols de HCl que reage é igual ao número de mols de NaHCO₃ (1:1), 0,25 mols de HCl produz 6,5 L de CO₂. Dessa forma, por regra de três é possível saber o volume produzido no consumo de 0,4 mols de HCl:
  
  0,25 mols de HCl   ^produz     6,15 L de CO₂
  
            0,4             ----------             Y
  Y = 6,15 · 0,4/0,25 = 6,15 · 0,1 · 4 · 4 = 6,15 · 1,6 = 9,84 L de CO₂
  
  Portanto, essa afirmativa está correta.
  
  Gabarito do Professor: Letra D.
  Dica: Para resolver essa questão rapidamente, pode-se observar que a afirmativa III está presente em 4 alternativas. Dessa forma, analisando essa afirmativa primeiro, percebe-se que ela está incorreta, o que já elimina as alternativas A, B, C e E. Analisando as afirmativas II e IV percebe-se que a alternativa D é de fato a correta.
  

• I- (ERRADO)

  A equação química balanceada que descreve corretamente a reação citada é:

  2NaHCO3 + 2HCl --------> 2H2CO3 + 2NaCl

  II – (CERTO)

  Para a formação de 6,15 L de CO2, foram consumidos 21 g de bicarbonato de sódio.

  NaHCO3----------CO2

  84----------------------24,6

  x------------------------6,15

  x=21

  III – (ERRADO)

  É uma reação entre sal e ácido formando sal e ácido sem troca de nox

  GAB: D

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• NaHCO3 + HCl -> CO2 + H2O + NaCl

  (CO2 + H2O) = Decomposição do H2CO3

  Reação ácido e sal sem variação de nox, logo, a assertiva III está incorreta

  Gab.: D