Questão nº 77

Questão de Química · FGV CBMERJ 2024 (nº 77)

FGV2024Cadete BM - Curso de Formação de OficiaisQuímica

Os filmes finos têm sido utilizados em diferentes aplicações como revestimentos óticos e proteção metálica, podendo ser obtidos por meio de diferentes processos.
Os filmes de sílica ( $SiO_2$ ) podem ser obtidos por meio de decomposição de vapor químico. Nesse processo o tetracloreto de silício gasoso ( $SiCl_4$ ) reage com gás hidrogênio ( $H_2$ ) e gás carbônico ( $CO_2$ ). Além do filme de sílica são formados, como subprodutos, os gases cloreto de hidrogênio ( $HCl$ ) e monóxido de carbono ( $CO$ ).
A transformação química descrita é corretamente representada por:

A $SiCl_4(g) + 2H_2(g) + 2CO_2(g) \rightarrow SiO_2(s) + 4HCl(g) + 2CO(g)$ (alternativa correta)
B $SiO_2(s) + SiCl_4(g) + 2H_2(g) \rightarrow 2Si(s) + 4HCl(g) + O_2(g)$
C $SiCl_4(g) + 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow SiO_2(s) + 4HCl(g)$
D $SiO_2(s) + 4HCl(g) + 2CO_2(g) \rightarrow SiCl_4(g) + 2H_2O(g) + 2CO(g) + O_2(g)$
E $SiO_2(s) + 4HCl(g) + 2CO(g) \rightarrow SiCl_4(g) + 2H_2(g) + 2CO_2(g)$

Resposta comentada

Gabarito Alternativa A

O balanceamento de equações químicas é o processo de ajustar os coeficientes estequiométricos para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos reagentes e nos produtos, respeitando a Lei de Conservação da Massa.

(A) Correta: Esta equação representa corretamente a reação descrita, com $SiCl_4$ , $H_2$ e $CO_2$ como reagentes e $SiO_2$ , $HCl$ e $CO$ como produtos, e está perfeitamente balanceada (1 Si, 4 Cl, 4 H, 2 C, 4 O em ambos os lados).
(B) Incorreta: Esta alternativa apresenta reagentes e produtos diferentes dos descritos (ex: $SiO_2$ como reagente, $O_2$ e $Si$ como produtos), não representando a transformação química correta.
(C) Incorreta: Embora balanceada, esta equação não representa a reação descrita, pois $O_2$ é listado como reagente no lugar de $CO_2$ , e $CO$ não aparece como produto.
(D) Incorreta: Esta alternativa inverte os reagentes e produtos da reação original e inclui substâncias não mencionadas ( $H_2O$ e $O_2$ como produtos), sendo fundamentalmente incorreta.
(E) Incorreta: Esta é a equação inversa da reação correta. A armadilha aqui é que ela utiliza todas as espécies químicas corretas e está balanceada, mas inverte os papéis de reagentes e produtos, o que a torna quimicamente incorreta para a descrição dada.

Fonte: FGV CBMERJ 2024 Cadete BM - Curso de Formação de Oficiais (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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Resposta comentada

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