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Questão 7

FUVEST 2016
Matemática

(FUVEST - 2016 - 2ª Fase)

A hortênsia (Hydrangea macrophylla) produz flores azuis quando cultivada em solo de pH < 5. Quando o pH do solo é maior do que 5, as flores tornamse rosadas. Um jardineiro recebeu uma encomenda de hortênsias rosadas. Ele dispõe de um jardim plano, com as formas e dimensões descritas na figura abaixo, e cujo solo apresenta pH = 4. Para obter um solo adequado à produção de flores rosadas, o jardineiro deverá adicionar uniformemente 300 g de calcário dolomítico por m2 de terreno.

a) Calcule a massa, em quilogramas, de calcário dolomítico necessária para a correção do solo do jardim.

O calcário dolomítico é uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Ao adquirir um pacote desse produto, o jardineiro observou que, no rótulo, sua composição estava expressa na forma das porcentagens, em massa, dos óxidos de cálcio e de magnésio que poderiam ser obtidos a partir dos correspondentes carbonatos contidos no calcário dolomítico.

b) Calcule a porcentagem, em massa, de carbonato de magnésio presente no calcário dolomítico adquirido pelo jardineiro.

Gabarito:

Resolução:

a) Calcule a massa, em quilogramas, de calcário dolomítico necessária para a correção do solo do jardim.
3Kg

O primeiro passo é calcular a área do jardim:

A_{total}=A_{trapezio}+A_{retangulo}

A_{trapezio}=frac{B+b}{2}cdot h = frac{4m+2m}{2}cdot 2m = 6m^2

A_{retangulo}=bcdot h = 4m cdot 1m = 4m^2

A_{total}= 6m^2 + 4m^2 = 10m^2

Sabemos que o jardineiro deverá adicionar uniformemente 300 g de calcário dolomítico por m2 de terreno, sendo assim:

1m^2 = 300g Rightarrow 10m^2 = x

frac{1m^2}{10m^2} = frac{300g}{x} 
ightarrow x = 300 cdot 10 
ightarrow x=3000g = 3Kg

b) Calcule a porcentagem, em massa, de carbonato de magnésio presente no calcário dolomítico adquirido pelo jardineiro.
42%

No calcário tem 20% de MgO, vamos usar 100g como parâmetro para calcular a quantidade de MgO em 3kg de calcário:

frac{100g_{calcario}}{3000g_{calcario}} = frac{20g_{MgO}}{x} 
ightarrow 100x = 60000 
ightarrow x=frac{60000}{100} 
ightarrow x = 600

Como os óxidos de cálcio e de magnésio que poderiam ser obtidos a partir dos correspondentes carbonatos contidos no calcário dolomítico. Temos a reação:

MgCO_3 
ightarrow MgO+CO_2
A massa molar de MgCO3 é 84g, e do MgO é 40g. A estequiometria da reação é de 1:1, dessa forma:

frac{84g_{MgCO_3}}{y} = frac{40g_{MgO}}{600g_{MgO}} 
ightarrow 40y = 50400 
ightarrow y = 1260g_{MgCO_3}

Por último, calculamos a porcentagem referente a esse valor:

3000g = 100% Rightarrow 1260g = z

frac{3000g}{1260g} = frac{100%}{z} 
ightarrow 3000z = 126000 
ightarrow z = 42%

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