Questão 71 · Química: Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH
Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d’água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas:
(I) CaCO₃ (s) + CO₂ (g) + H₂O (l)
Ca2⁺ (aq) + 2 HCO₃ ⁻ (aq) (II) HCO₃ ⁻ (aq)
H⁺ (aq) + CO₃ 2⁻ (aq) K₁ = 3,0×10⁻11 (III) CaCO₃ (s)
Ca2⁺ (aq) + CO₃ 2⁻ (aq) K₂ = 6,0×10⁻9 (IV) CO₂ (g) + H₂O (l)
H⁺ (aq) + HCO₃ ⁻ (aq) K₃ = 2,5×10⁻7
Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25 °C, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I?
- A) 4,5×10⁻²⁶
- B) 5,0×10⁻⁵
- C) 0,8×10⁻⁹
- D) 0,2×10⁵
- E) 2,2×10²⁶
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2015).
Comentário
Gabarito: B.
A reação I é a soma das reações III, II invertida e IV. Vamos verificar:
- III: CaCO₃ (s) ⇌ Ca²⁺ (aq) + CO₃²⁻ (aq), K₂ = 6,0 × 10⁻⁹.
- II invertida: CO₃²⁻ (aq) + H⁺ (aq) ⇌ HCO₃⁻ (aq), constante 1 / K₁.
- IV: CO₂ (g) + H₂O (l) ⇌ H⁺ (aq) + HCO₃⁻ (aq), K₃ = 2,5 × 10⁻⁷.
Somando, CO₃²⁻ e H⁺ se cancelam, e sobra CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇌ Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻, que é a reação I. Como as constantes se multiplicam ao somar reações:
K_I = K₂ × K₃ / K₁ = (6,0 × 10⁻⁹ × 2,5 × 10⁻⁷) / (3,0 × 10⁻¹¹) K_I = (15 × 10⁻¹⁶) / (3,0 × 10⁻¹¹) = 5,0 × 10⁻⁵
Por isso a alternativa correta é B.
- (A) 4,5 × 10⁻²⁶ resulta de somar expoentes e constantes sem a relação de multiplicação e divisão.
- (C) 0,8 × 10⁻⁹ não corresponde ao produto e quociente das constantes dadas.
- (D) 0,2 × 10⁵ é um valor grande demais para uma constante de equilíbrio com essas ordens de grandeza.
- (E) 2,2 × 10²⁶ resulta de inverter a relação e somar expoentes, o que não se aplica aqui.
Dica Enem: ao somar reações, multiplique as constantes; ao inverter uma reação, use o inverso da constante. Esse é o padrão de todas as questões de constantes combinadas.
Fundamentos: Lei de Hess para constantes de equilíbrio · Combinação de reações de equilíbrio químico · Produto e quociente de constantes
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova INEP ENEM 2015 (Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)), questão 71, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.