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UNESP 2004
A limpeza de pisos de mármore normalmente é feita com solução de ácido clorídrico comercial (ácido muriático). Essa solução ácida ataca o mármore, desprendendo gás carbônico, segundo a reação descrita pela equação:
CaCO₃ (s) + 2HCl (aq) ➝ CaCl₂ (aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)
Considerando a massa molar do CaCO₃ = 100 g/mol, o volume molar de 1 mol de CO₂ nas CNTP = 22,4 L e supondo que um operário, em cada limpeza de um piso de mármore, provoque a reação de 7,5 g de carbonato de cálcio, o volume de gás carbônico formado nas CNTP será de:
a
3,36 L.
b
1,68 L.
c
0,84 L.
d
0,42 L.
e
0,21 L.
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Resposta
B
Resolução
Para determinar o volume de \(\text{CO}_{2}\) produzido nas CNTP, basta aplicar a relação estequiométrica e a lei dos gases ideais nas condições padrão.
1. Cálculo dos mols de CaCO\(_3\)
Massa molar do carbonato de cálcio: 100 g mol−1
\[ n_{\text{CaCO}_3}=\frac{m}{M}=\frac{7{,}5\,\text{g}}{100\,\text{g·mol}^{-1}}=0{,}075\,\text{mol} \]
2. Relação estequiométrica
Da equação balanceada:
\[ \text{CaCO}_3 \;\xrightarrow{\;\text{+ 2 HCl}\;}\; \text{CO}_2 \]
1 mol de CaCO\(_3\) → 1 mol de CO\(_2\).
Portanto, \(n_{\text{CO}_2}=0{,}075\,\text{mol}\).
3. Volume molar nas CNTP
Nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 L.
\[ V= n\,V_m = 0{,}075\,\text{mol}\times 22{,}4\,\text{L·mol}^{-1}=1{,}68\,\text{L} \]
Resposta: 1,68 L (alternativa B).
1. Cálculo dos mols de CaCO\(_3\)
Massa molar do carbonato de cálcio: 100 g mol−1
\[ n_{\text{CaCO}_3}=\frac{m}{M}=\frac{7{,}5\,\text{g}}{100\,\text{g·mol}^{-1}}=0{,}075\,\text{mol} \]
2. Relação estequiométrica
Da equação balanceada:
\[ \text{CaCO}_3 \;\xrightarrow{\;\text{+ 2 HCl}\;}\; \text{CO}_2 \]
1 mol de CaCO\(_3\) → 1 mol de CO\(_2\).
Portanto, \(n_{\text{CO}_2}=0{,}075\,\text{mol}\).
3. Volume molar nas CNTP
Nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 L.
\[ V= n\,V_m = 0{,}075\,\text{mol}\times 22{,}4\,\text{L·mol}^{-1}=1{,}68\,\text{L} \]
Resposta: 1,68 L (alternativa B).
Dicas
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Converta 7,5 g de CaCO3 em mols.
A proporção molar CaCO3→CO2 é 1 : 1.
Multiplique os mols de CO2 por 22,4 L.
Erros Comuns
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Usar 2:1 como relação CaCO3:CO2 e dividir os mols pela metade.
Esquecer de transformar gramas em mols.
Aplicar volume molar errado (24 L ou 25 L).
Trocar massa molar de CaCO3 por 50 g mol⁻¹ ou 200 g mol⁻¹.
Revisão
- Estequiometria: converte massas em mols e usa proporções da equação balanceada.
- Volume molar de um gás (CNTP): 1 mol ocupa 22,4 L a 0 °C e 1 atm.
- Reações de carbonatos com ácidos: produzem CO\(_2\), água e um sal.
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