Questão 2
ESPCEX 2020
(EsPCEx - 2020)
O oxalato de cálcio é oxidado por permanganato de potássio em meio ácido. A equação não balanceada dessa reação é representada a seguir:
CaC2O4 + KMnO4 + H2SO4 → CaSO4 + K2SO4 + MnO2 + H2O + CO2
A soma dos coeficientes da equação da reação corretamente balanceada (menores números inteiros) e o volume de CO2 liberado quando se faz reagir 384g de oxalato de cálcio por reação completa, na condição ambiente (25ºC e 1 atm) são, respectivamente
Dados:
- volume molar nas condições ambiente de temperatura e pressão (25ºC e 1 atm): 24,5 L·mol-1 e;
- constante universal dos gases R = 0,082 L·atm·mol -1·K-1.
25 e 168 L.
22 e 202 L.
25 e 147 L.
25 e 344 L.
22 e 98 L.
Gabarito:
25 e 147 L.
Resolução:
O balanceamento da reação feito pelo método íon elétron será:
O primeiro passo é eliminar os íons espectadores
(C2O4)2- + H+ + MnO4 → MnO2 + H2O + CO2
Em seguida é preciso identificar a redução e a oxidação.
(C2O4)2- → CO2 (Oxidação)
MnO4 → MnO2 (Redução)
Em seguida, balanceia-se tudo que não é oxigênio ou hidrogênio.
(C2O4)2- → 2 CO2
MnO4 → MnO2
Balanceia-se oxigênio com água
(C2O4)2- → 2 CO2
MnO4 → MnO2 + 4 H2O
Os hidrogenios balanceia-se com H+
(C2O4)2- → 2 CO2
8 H+ + MnO4 → MnO2 + 4 H2O
Por fim, balanceia-se as cargas com elétrons
(C2O4)2- → 2 CO2 + 2 e-
3 e- + 8 H+ + MnO4 → MnO2 + 4 H2O
Para fazer a soma das duas semirreações e encontrar a reação global é necessário multiplicar a 3 e a segunda por 2. A reação global encontrada é:
3 (C2O4)2- + 8 H++ 2 MnO4 → 2 MnO2 + 4 H2O + 6 CO2
Adicionando os íons espectadores:
3 Ca(C2O4) + 4 H2SO4 + 2 KMnO4 → 3 CaSO4 + 1 K2SO4 + 2 MnO2 + 4 H2O + 6 CO2
Portanto, a soma dos coeficientes é 25.
Para calcular o volume de CO2 é preciso encontrar quantos mols de CO2 são produzidos a partir de 384g de Ca(C2O4) .
Para isso, calculamos quantos mols equivalem a 384g de Ca(C2O4):
Como a proporção de Ca(C2O4) e CO2 é 3:6, para 3 mols de Ca(C2O4), temos 6 mols de CO2. Como o volume molar é 24,5L/mol
V= 6. 24,5 = 147L