UEMG Caderno 2 2007
Ácidos fortes, ao entrarem em contato com metais, como o ferro, produzem gás hidrogênio. O quadro a seguir apresenta os resultados de um experimento realizado com uma solução aquosa diluída de ácido clorídrico (HCl) e amostras de ferro.
Ao analisar os resultados, um estudante fez as seguintes observações:
I. A reação será mais lenta no sistema 2, pois a temperatura é maior.
II. A massa de ferro usada é um fator determinante para a variação da velocidade dessa reação.
III. A superfície de contato possibilita uma maior interação entre os reagentes, em 3.
IV. O número de bolhas produzido ao final da reação será o mesmo para os três sistemas.
Assinale, abaixo, a alternativa que contêm a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) formulada(s) pelo estudante:
Afirmação I
Afirmações I e II
Afirmações III e IV
Afirmações II e IV
Resolução
A reação entre ferro e ácido clorídrico pode ser representada por
\[ \text{Fe}_{(s)} + 2\,\text{HCl}_{(aq)} \longrightarrow \text{FeCl}_2{}_{(aq)} + \text{H}_2{}_{(g)} \]
Nesse experimento mantiveram-se constantes:
- volume e concentração da solução de HCl (20 mL);
- massa de ferro (2 g) em todos os sistemas.
Variaram-se somente:
- temperatura (20 °C ou 40 °C);
- estado físico do ferro (prego ou esponja de aço → diferença de área superficial).
Análise das afirmações
I. "A reação será mais lenta no sistema 2, pois a temperatura é maior."
Falso. O aumento da temperatura eleva a energia cinética das partículas, aumentando o número de colisões eficazes e, consequentemente, a velocidade da reação. Isso é confirmado pelos dados (12 bolhas a 40 °C > 4 bolhas a 20 °C).
II. "A massa de ferro usada é um fator determinante para a variação da velocidade dessa reação."
Falso no contexto do experimento, pois a massa foi mantida constante (2 g). Logo, não explica a variação observada.
III. "A superfície de contato possibilita uma maior interação entre os reagentes, em 3."
Verdadeiro. A esponja de aço tem área superficial muito maior que o prego, permitindo mais pontos de contato e aumentando a velocidade. O resultado (40 bolhas) comprova.
IV. "O número de bolhas produzido ao final da reação será o mesmo para os três sistemas."
Verdadeiro. A quantidade total de \(\text{H}_2\) formada depende apenas da quantidade de reagente limitante. Como massa de Fe, volume e concentração de HCl são iguais, a estequiometria garante a mesma quantidade total de gás; temperatura e área só afetam velocidade, não rendimento.
Portanto, estão corretas apenas as afirmações III e IV.
Alternativa correta: C
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Velocidade de reação: mede a variação da concentração de reagentes ou produtos por unidade de tempo.
- Fatores que influenciam a velocidade: temperatura (aumenta colisões eficazes), superfície de contato (mais área = mais colisões), concentração, presença de catalisador e natureza dos reagentes.
- Estequiometria: a quantidade final de produto depende das quantidades iniciais dos reagentes, não da velocidade.
