UnB 2015
A chuva ácida intensifica a degradação de monumentos históricos. A maioria desses monumentos é feita de mármore, que é o carbonato de cálcio na forma cristalina, CaCO3(s), e de pedrasabão, que tem o carbonato de sódio, Na2CO3(s), como um de seus constituintes. Esses sais, CaCO3(s) e Na2CO3(s), são pouco solúveis em água, mas, em meio ácido, o íon carbonato é convertido em H2CO3, o qual, por sua vez, decompõe-se em água e CO2, conforme a equação de equilíbrio apresentada abaixo.
\(CO\begin{matrix}2-\\3\end{matrix}\left(aq\right)+2H^+\left(aq\right)\leftrightarrow\text{H_2CO_3(aq)}\leftrightarrow\text{H_2O(aq) + CO}_2\left(g\right)\)
A partir dessas informações, e considerando que uma solução saturada de CaCO3 apresente comportamento ideal e que a constante de solubilidade do CaCO3 seja igual a 8,1 × 10-9, julgue o item que se segue.
O consumo dos íons carbonato em meio ácido aumenta a solubilidade do CaCO3 e do Na2CO3, o que acelera a degradação de monumentos, conforme mencionado no texto.
CERTO
ERRADO
Resolução
Quando o mármore (CaCO3) ou a pedra-sabão (contendo Na2CO3) entra em contato com chuva ácida, ocorre a seguinte cadeia de equilíbrios:
\[ \text{CO}_3^{2-}(aq) + 2H^+(aq) \;\rightleftharpoons\; H_2CO_3(aq) \;\rightleftharpoons\; H_2O(l) + CO_2(g) \]
- Os íons carbonato (CO32-) presentes na solução saturada reagem com os íons H+ da chuva ácida, formando o ácido carbônico.
- O H2CO3 é instável e decompõe-se em água e CO2 gasoso, que escapa.
- A retirada de CO32- da solução perturba o equilíbrio de solubilidade do sal sólido: \[\text{CaCO}_3(s) \;\rightleftharpoons\; Ca^{2+}(aq) + CO_3^{2-}(aq)\]
- Pelo Princípio de Le Châtelier, a diminuição de CO32- na fase aquosa faz o equilíbrio deslocar-se para a direita, dissolvendo mais CaCO3 (ou Na2CO3).
Assim, em meio ácido, a solubilidade dos carbonatos aumenta muito além da solubilidade indicada por seu produto de solubilidade (Kps = 8,1 × 10-9 para o CaCO3). Essa maior dissolução acelera o desgaste dos monumentos.
Portanto, o item está CERTO.
Dicas
Erros Comuns
- Produto de solubilidade (Kps): expressa a solubilidade de um sal pouco solúvel em água pura.
- Princípio de Le Châtelier: se um sistema em equilíbrio é perturbado, ele se desloca para minimizar a perturbação.
- Reação de carbonatos com ácidos: CO32- + 2 H+ → H2CO3 → H2O + CO2(g).
- Efeito da chuva ácida: reduz o pH, aumenta [H+], deslocando equilíbrios e dissolvendo materiais carbonatados.
