EsPCEx 2020
O fósforo branco, de fórmula P4, é uma substância bastante tóxica. É utilizado para fins bélicos como arma química de guerra em granadas fumígenas. Pode ser obtido a partir do aquecimento do fosfato de cálcio, areia e coque em um forno especial, conforme mostrado na equação balanceada da reação:
2 Ca3(PO4)2 (s) + 6 SiO2 (s) + 10 C (s) → 6 CaSiO3 (s) + 1 P4 (s) + 10 CO (g)
A respeito da reação de obtenção do fósforo branco, seus participantes e suas características são feitas as seguintes afirmativas.
I – O fósforo branco é classificado como uma substância iônica polar.
II – O fósforo branco (P4) é classificado como uma substância simples.
III – A geometria da molécula do gás monóxido de carbono é angular.
IV – A massa de fósforo branco obtida quando se aquece 1860 g de fosfato de cálcio com rendimento de 80% é de 297,6 g.
V – A distribuição eletrônica do átomo de cálcio no estado fundamental é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.
Das afirmativas feitas estão corretas apenas
I, II, III e V.
II e IV.
II, IV e V.
III e V.
I, III e IV.
Resolução
Passo a passo da análise
Enunciado das afirmações
I – O fósforo branco é classificado como uma substância iônica polar.
II – O fósforo branco (P4) é classificado como uma substância simples.
III – A geometria da molécula do gás monóxido de carbono é angular.
IV – A massa de fósforo branco obtida quando se aquece 1860 g de fosfato de cálcio com rendimento de 80% é de 297,6 g.
V – A distribuição eletrônica do átomo de cálcio no estado fundamental é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.
Análise individual
I – Incorreta. P4 é formado somente por átomos de fósforo ligados covalentemente; logo é uma substância molecular apolar, e não iônica.
II – Correta. Por conter apenas um elemento químico, o fósforo branco é uma substância simples.
III – Incorreta. CO possui apenas dois átomos; qualquer molécula diatômica apresenta geometria linear, nunca angular.
IV – Correta.
- Massa molar do Ca3(PO4)2 (valores aproximados):
\[ 3(40) + 2(31) + 8(16) = 310\text{ g·mol}^{-1} \] - Mols de fosfato de cálcio: \( n = \frac{1860}{310} \approx 6 \text{ mol} \).
- Estequiometria: 2 mol Ca3(PO4)2 → 1 mol P4.
Assim, 6 mol → 3 mol de P4. - Massa molar do P4: \(4\times31 = 124\text{ g·mol}^{-1}\).
- Massa teórica: \(3\times124 = 372\text{ g}\).
- Rendimento de 80 %: \(0{,}80\times372 = 297{,}6\text{ g}\).
Concorda exatamente com a afirmativa.
V – Incorreta. O cálcio (Z = 20) apresenta distribuição correta 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. A afirmativa termina em 3p5, faltando um elétron no 3p e dois no 4s.
Conclusão
Apenas as afirmações II e IV estão corretas → alternativa B.
Dicas
Erros Comuns
Revisão de conceitos
- Substância simples vs. composta: simples contém um único elemento químico (ex.: O2, P4); composta possui dois ou mais elementos (ex.: NaCl).
- Ligações iônicas e covalentes: substâncias iônicas são formadas por íons e apresentam alto ponto de fusão, conducibilidade em solução, etc. Substâncias covalentes podem ser polares ou apolares, dependendo da distribuição eletrônica.
- Geometria molecular: moléculas diatômicas são sempre lineares. Moléculas com três átomos podem ser lineares ou angulares, conforme pares de elétrons.
- Estequiometria e rendimento: usa-se a proporção molar da equação balanceada; o rendimento percentual corrige a massa teórica.
- Configuração eletrônica: deve seguir o diagrama de Aufbau (ordem de energia) e a regra do octeto.
