Questão 2
ITA 2017
(ITA - 2017 - 1ª FASE)
A reação do mercúrio metálico com excesso de ácido sulfúrico concentrado a quente produz um gás mais denso do que o ar. Dois terços deste gás são absorvidos e reagem completamente com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, formando 12,6 g de um sal. A solução de ácido sulfúrico utilizada tem massa específica igual a 1,75 g·cm-3 e concentração de 80 % em massa. Assinale a alternativa que apresenta o volume consumido da solução de ácido sulfúrico, em cm3.
Dados de massa molar (g/mol): Na = 23 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1.
11
21
31
41
51
Gabarito:
21
Resolução:
A reação entre mercúrio metálico e ácido sulfúrico pode ser representada pela reação:
Hg + 2 H2SO4 → HgSO4 + 2 H2O + SO2
O gás mais denso que o ar ao qual o enunciado se refere é o SO2, que irá reagir com uma solução aquosa de NaOH segundo a reação:
SO2 + 2 NaOH → Na2SO3 + H2O
Assim, pela estequiometria da 2ª reação e pela massa de sulfito de sódio dada, a quantidade de matéria de dióxido de enxofre que reage é:
Portanto, a quantidade de matéria de dióxido de enxofre é 0,1 mol.
Pelo enunciado, sabe-se que 0,1 mol representa apenas 2/3 do dióxido de enxofre formado. Assim:
Para saber a quantidade de matéria de ácido sulfúrico consumido, usa-se a proporção da primeira reação
x = 0,3 mol de H2SO4
A partir da quantidade de matéria de ácido sulfúrico que reagiu é possível calcular o volume, já que a concentração da solução de ácido sulfúrico é de 80% em massa desse ácido: ou seja, se temos uma massa M de solução que reagiu, a massa de ácido sulfúrico é 0,8M.
Como a densidade da solução é 1,75 g/mL. Logo, o volume da solução que reagiu é dado por:
y = 21 mL
Gabarito: letra B