IFMT Vestibular 2017

O sulfato de alumínio é um sal usado frequentemente como um agente floculante no tratamento de água, é produzido através da reação ácido/base, entre o ácido sulfúrico (H2SO4) e o hidróxido de alumínio [Al (OH)3], conforme descrito abaixo:

 

xH2S04 + yAl(OH)3 → wAl2(SO4)3 + zH2O

 

Quais os valores de x, y, w, z, respectivamente?

a

3, 2, 1 e 6

b

2, 1, 2 e 4

c

2, 3, 6 e 1

d

2, 1, 3 e 3

e

2, 3, 6 e 1

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Resposta
A

Resolução

Para balancear a equação é preciso igualar o número de átomos de cada elemento nos reagentes e nos produtos.

1. Escrevemos a equação com coeficientes desconhecidos: \[x\,\text{H}_2\text{SO}_4 + y\,\text{Al(OH)}_3 \;\longrightarrow\; w\,\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + z\,\text{H}_2\text{O}\]
2. Montamos as igualdades para cada elemento:
  • Alumínio: \(y = 2w\)
  • Enxofre: \(x = 3w\)
  • Hidrogênio: \(2x + 3y = 2z\)
  • Oxigênio: \(4x + 3y = 12w + z\)
3. Assumimos o menor valor inteiro para \(w\): \(w = 1\).
  • Alumínio → \(y = 2\)
  • Enxofre → \(x = 3\)
4. Calculamos \(z\) usando o balanço de hidrogênio: \[2(3) + 3(2) = 2z \;\Rightarrow\; 12 = 2z \;\Rightarrow\; z = 6\] 5. Conferimos o oxigênio: \[4(3) + 3(2) = 12 + 6 = 18\quad\text{e}\quad 12(1) + 6 = 18\] Tudo confere.

Portanto os coeficientes são \(x = 3\), \(y = 2\), \(w = 1\), \(z = 6\). A alternativa correta é a A.

Dicas

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Monte uma equação para cada elemento presente (Al, S, H, O).
Comece atribuindo w = 1 ao produto mais complexo Al₂(SO₄)₃ para simplificar.
Use as equações de H e O por último para encontrar z e conferir o resultado.

Erros Comuns

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Tentar igualar um elemento por vez sem manter proporção, resultando em frações ou números não inteiros.
Esquecer de verificar todos os elementos após ajustar um deles, criando desequilíbrio em outro.
Selecionar coeficientes grandes demais (ex.: optar por w = 3) e não reduzir ao menor conjunto inteiro.
Revisão
Lei da conservação da matéria – Em qualquer reação química, a quantidade de cada elemento químico deve permanecer constante. O balanceamento de equações consiste em ajustar coeficientes inteiros para cumprir essa lei.

Método algébrico – Atribui-se incógnitas aos coeficientes e monta-se um sistema de equações, uma para cada elemento. Resolve-se o sistema buscando o menor conjunto de números inteiros.

Floculação – Aplicação prática do sulfato de alumínio: ele coagula partículas em estações de tratamento de água, facilitando a remoção de impurezas.
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