Questão de Química · FCC SEDU-ES 2022 (nº 41)

Para neutralizar a carga elétrica em uma solução, a quantidade total de cargas positivas deve ser igual à quantidade total de cargas negativas. Isso significa que, para cada mol de carga positiva, é necessário um mol de carga negativa.

• Cálculo:

  1. Mols de $Fe^{3+}$: Primeiro, calculamos quantos mols de íons $Fe^{3+}$ estão presentes em 1200 toneladas.
     $n_{Fe^{3+}} = \frac{\text{Massa de } Fe^{3+}}{\text{Massa molar de } Fe} = \frac{1200 \text{ toneladas}}{55,8 \text{ g/mol}}$
     (Podemos manter as unidades em toneladas para a massa e g/mol para a massa molar, pois a proporção se manterá, e o resultado final será em toneladas).
     $n_{Fe^{3+}} \approx 21,505 \text{ mol}$ (considerando 1200 como 1200 unidades de massa, que no final será toneladas).

  2. Carga total positiva: Cada íon $Fe^{3+}$ possui uma carga de +3.
     Mols de carga positiva total = n_{Fe^{3+}} \times 3 = 21,505 \times 3 = 64,515 \text{ mol de carga}\

  3. Mols de $Cl^-$ necessários: Cada íon $Cl^-$ possui uma carga de -1. Para neutralizar a carga positiva total, precisamos de um número de mols de $Cl^-$ igual ao número de mols de carga positiva.
     n_{Cl^-} = 64,515 \text{ mol}\

  4. Massa de $Cl^-$: Finalmente, convertemos os mols de $Cl^-$ de volta para massa usando a massa molar do cloro.
     $\text{Massa de } Cl^- = n_{Cl^-} \times \text{Massa molar de } Cl = 64,515 \text{ mol} \times 35,5 \text{ g/mol}$
     $\text{Massa de } Cl^- \approx 2290,32 \text{ toneladas}$

  Arredondando, a massa de íons cloreto é de aproximadamente 2300 toneladas.

• Alternativas:

  • (A) Correta: O cálculo detalhado mostra que são necessárias aproximadamente 2300 toneladas de íons cloreto para neutralizar a carga de 1200 toneladas de íons $Fe^{3+}$.
  • (B) Incorreta: Esta alternativa não corresponde a nenhum cálculo estequiométrico comum para este problema.
  • (C) Incorreta: Esta alternativa não corresponde a nenhum cálculo estequiométrico comum para este problema.
  • (D) Incorreta: Esta alternativa não corresponde a nenhum cálculo estequiométrico comum para este problema.
  • (E) Incorreta: Esta alternativa (3600) é um distrator comum. Ela seria obtida se o aluno multiplicasse a massa inicial de ferro pela carga do íon ($1200 \times 3 = 3600$), ignorando as massas molares dos íons de ferro e cloreto. A estequiometria de carga é em moles, não em massa, e as massas molares diferentes de Fe e Cl devem ser consideradas.