Questão 129 Enem 2023 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 129

Estequiometria

Um assistente de laboratório precisou descartar sete frascos contendo solução de nitrato de mercúrio (I) que não foram utilizados em aula prática. Cada frasco continha 5,25 g de $H g_{2} {(N O_{3})}_{2}$ dissolvidos em água. Temendo a toxidez do mercúrio e sabendo que $H g_{2} C l_{2}$ tem solubilidade muito baixa, o assistente optou por retirar o mercúrio da solução por precipitação com cloleto de sódio $(N a C l)$ , conforme a equação química:

$H g_{2} {(N O_{3})}_{2} (a q) + 2 N a C l (a q) \to H g_{2} C l_{2} (s) + 2 N a N O_{3} (a q)$

Na dúvida sobre a massa de $N a C l$ a ser utilizada, o assistente aumentou gradativamente a quantidade adicionada em cada frasco, como apresentado no quadro.

O produto obtido em cada experimento foi filtrado, secado e teve sua massa aferida. O assistente organizou os resultados na forma de um gráfico que correlaciona a massa de $N a C l$ adicionada com a massa de $H g_{2} C l_{2}$ obtida em cada frasco. A massa molar do $H g_{2} {(N O_{3})}_{2}$ é $525 g \cdot m o l^{- 1}$ , a do $N a C l$ é $58 g \cdot m o l^{- 1}$ e a do $H g_{2} C l_{2}$ é $472 g \cdot m o l^{- 1}$ .

Qual foi o gráfico obtido pelo assistente de laboratório?

a)
b)
c)
d)
e)

Resolução

Pela estequiometria da reação, a massa de cloreto de sódio ( $N a C l$ ) necessária para reagir com 5,25 g do $H g_{2} {(N O_{3})}_{2}$ é dada por:

$H g_{2} {(N O_{3})}_{2} (a q) + 2 N a C l (a q) \to H g_{2} C l_{2} (s) + 2 N a N O_{3} (a q) 1 m o l : 2 m o l : 1 m o l : 2 m o l 525 g - - - - - - 2 . 58 g 5, 25 g - - - - - - m_{N a C l} m_{N a C l} = 1, 16 g$

Dessa forma, até 1,16 g de $N a C l$ este é o reagente limitante e, portanto, o aumento de sua massa aumenta a quantidade de produto formado proporcionalmente de acordo com a Lei de Proust. A partir de 1,16 g do cloreto de sódio, a quantidade de $H g_{2} C l_{2}$ formado não se altera mais já que o $N a C l$ passa a estar em excesso.
Considerando a estequiometria da reação, a massa máxima de cloreto de mercúrio (I) que deve ser formada, é dada por:

$H g_{2} {(N O_{3})}_{2} (a q) + 2 N a C l (a q) \to H g_{2} C l_{2} (s) + 2 N a N O_{3} (a q) 1 m o l : 2 m o l : 1 m o l : 2 m o l 2.58 g - - - - 472 g 1, 16 g - - - - m_{H g_{2} C l_{2}} m_{H g_{2} C l_{2}} = 4, 72 g$

Portanto, o gráfico adequado para descrever a situação deve ser crescente até a massa 1,16 g de $N a C l$ e ter máximo em 4,72 g de $H g_{2} C l_{2}$ . Logo, trata-se do gráfico indicado na alternativa B.