ENEM 2021 – RESOLUÇÃO COMENTADA DA QUESTÃO 98 DE QUÍMICA – PROVA AZUL – 2a APLICAÇÃO

(ENEM 2021) Questão 98

A presença de substâncias ricas em enxofre em áreas de mineração provoca preocupantes impactos ambientais. Um exemplo dessas substâncias é a pirita (FeS₂), que, em contato com o oxigénio atmosférico, reage formando uma solução aquosa ferruginosa, conhecida como drenagem ácida de minas, segundo a equação química:

4 FeS_2(s)  + 15 O_2(g)  + 2 H₂O_(l)  → 2 Fe₂(SO₄)_3(aq)  + 2 H₂SO_4(aq)

Em situações críticas, nas quais a concentração do ácido sulfúrico atinge 9,8 g/L, o pH alcança valores menores que 1,0. Uma forma de reduzir o impacto da drenagem ácida de minas é tratá-la com calcário (CaCO₃). Considere que uma amostra comercial de calcário com pureza igual a 50% em massa, foi disponibilizada para o tratamento.

FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000 (adaptado).

Qual é a massa de calcário, em gramas, necessária para neutralizar um litro de drenagem ácida de minas, em seu estado crítico, sabendo que as massas molares do CaCO₃ e do H₂SO₄ são iguais a 100 g/mol e 98 g/mol respectivamente?

A 0,2

B 5,0

C 10,0

D 20,0

E 200,0

RESOLUÇÃO

Este exercício na realidade envolve a concentracão comum (g/L)  mas sobretudo a Estequiometria envolvendo grau de pureza. O primeiro passo para a sua resolução é determinarmos a massa de ácido sulfúrico contida em 1 litro na solucão de 9,8 g/L:

Assim, a concentração 9,8 g/L nos diz que temos 9,8 g de ácido por litro de solução, ou seja, em 1 L de drenagem ácida de minas temos 9,8 g de ácido sulfúrico.

A seguir vamos escrever a equação da reacção entre o ácido sulfúrico e o calcário pois esta equação descreve o processo de neutralização da drenagem ácida de minas:

H₂SO_4(aq) + CaCO_3(s)  → H₂CO_3(aq) + CaSO_4(s)

Mas o ácido carbónico (H₂CO₃) é instável e decompõe-se em H₂O e CO₂, por isso a equação fica:

H₂SO_4(aq) + CaCO_3(s)  → H₂O_(l) + CO_2(g) + CaSO_4(s)

Vamos estabelecer a proporção em mol:

H₂SO_4(aq) + CaCO_3(s)  →  H₂O_(l) + CO_2(g) + CaSO_4(s)

1 mol         1 mol            1 mol    1 mol    1 mol

Vamos estabelecer a relação entre os dados que temos e os dados mostrados pela equação:

H₂SO_4(aq) + CaCO_3(s)  →  H₂O_(l) + CO_2(g) + CaSO_4(s)

1 mol           1 mol            1 mol        1 mol       1 mol

98 g _____ 100 g

9,8 g _____ x  ⇒ = 10 g

Os 10 g de CaCO₃ correspondem na realidade a quantidade pura da amostra comercial de calcário que é de 50%, então temos que calcular a quantidade de amostra comercial que foi tomada como um todo (que inclui as impurezas), ou seja, 100% da amostra tomada:

50% ____________ 10 g

100% __________ y  ⇒  y = 20 g

Resposta: opção D

Por: Miguel Pascoal

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