Questão 18

UNICAMP 2015

Química

(UNICAMP - 2015) Entre os produtos comerciais engarrafados, aquele cujo consumo mais tem aumentado é a água mineral. Simplificadamente, pode-se dizer que há dois tipos de água mineral: a gaseificada e a não gaseificada. A tabela abaixo traz informações simplificadas sobre a composição de uma água mineral engarrafada.

a) Na coluna relativa à quantidade não está especificada a respectiva unidade. Sabe-se, no entanto, que o total de cargas positivas na água é igual ao total de cargas negativas. Levando em conta essa informação e considerando que apenas os íons da tabela estejam presentes no produto, você escolheria, como unidade de quantidade, miligramas ou milimol? Justifique sua resposta.

b) Levando em conta os dados da tabela e sua resposta ao item a, identifique o sal em maior concentração nessa amostra de água mineral, dando seu nome e fórmula. Justifique sua resposta.

Gabarito:

Resolução:

• Hipótese 1

O único ânion em solução é o hidrogenocarbonato. Se os valores estiverem na unidade milimol, a soma da quantidade de matéria de cargas positivas deve ser igual ao valor da tabela referente ao hidrogenocarbonato.

• Cálculo da quantidade de cargas positivas:

$q_{negativas} = q_{HCO_{3}^{-}}$

$q_{negativas} = n_{HCO_{3}^{-}}$

$q_{negativas} = 1,200$

• Cálculo da quantidade de cargas positivas:

A quantidade de cargas positivas é a soma das quantidades de carga de cada um dos cátions

$q_{positivas} = q_{Ca^{2+}} +q_{Mg^{2+}}+q_{Na^{+}}$

Como cada catíon tem o módulo da carga diferente, a carta total de cada cátion é a multiplicação entre a quantidade desse cátion pelo módulo da carga:

$q_{positivas} = 2 cdot n_{Ca^{2+}} +2cdot n_{Mg^{2+}}+n_{Na^{+}}$

$q_{positivas} = 2 cdot 0,310 +2cdot 0,100+0,380$

$q_{positivas} =1,200$

Como a quantidade de cargas positivas e negativas é igual, a unidade dos valores da tabela é milimol.

• Hipótese 2

Também é possível calcular as quantidades de matéria de cada um dos íons considerando que o valor da tabela está em miligrama. Esse cálculo é feito a partir da equação

$n = frac{m}{MM}$

A tabela abaixo relaciona as quantidades de matéria, massa e massas molares de todos os íons:

	HCO₃^-	Ca²⁺	Mg²⁺	Na⁺
m (miligrama)	1,200	0,310	0,100	0,380
MM (g/mol)	61	40	24	23
n (milimol)	0,0197	0,0078	0,0042	0,0165

Pelo mesmo raciocínio feito na hipótese 1, a soma da quantidade de cargas positivas deve ser igual a de cargas negativas para que a unidade seja miligrama.

• Cálculo da quantidade de cargas positivas:

$q_{positivas} = 2 cdot n_{Ca^{2+}} +2cdot n_{Mg^{2+}}+n_{Na^{+}}$

$q_{positivas} = 2 cdot 0,0078 +2cdot 0,0042+0,0165$

$q_{positivas} = 0,0405$

Como as quantidades de cargas positivas e negativas são diferentes, os valores apresentados na tabela não estão na unidade miligrama.

b) Considerando que os valores apresentados na tabela têm unidade milimol, o cátion em maior concentração molar é o Na⁺, então o sal em maior concentração é o NaHCO₃. A nomenclatura deste sal é hidrogenocarbonato de sódio ou bicarbonato de sódio.

Questão 18

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