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Questão FC287362

Devido ao aumento da preocupação ambiental global, tem-se monitorado cada dia mais a qualidade das águas dos rios e fontes de água doce. A qualidade da água deve ter os seus parâme

Química

IDECAN · 2012

Devido ao aumento da preocupação ambiental global, tem-se monitorado cada dia mais a qualidade das águas dos rios e fontes de água doce. A qualidade da água deve ter os seus parâmetros químicos, físicos e biológicos monitorados. Em relação aos parâmetros químicos devem ser analisados, entre outros, pH, dureza, componentes orgânicos e inorgânicos, demandas químicas e bioquímicas de oxigênio e oxigênio dissolvido (OD). A quantidade de oxigênio dissolvido na água é indispensável para a sobrevivência de organismos aeróbios e o seu teor de saturação depende da altitude e da temperatura onde se encontra a fonte. Uma forma barata e simples de determinar a concentração de oxigênio molecular dissolvido na água é mergulhar um pedaço de palha de aço em exatamente 1 litro de água, por 5 dias em um recipiente completamente lacrado para evitar a entrada de oxigênio atmosférico. Sabe-se que um técnico realizou este procedimento e observou que o pedaço de palha de aço estava completamente enferrujado e a massa da ferrugem (Fe2O3) formada foi 50 mg. Determine a concentração, em mols/L, e a porcentagem de O2 na água analisada, sabendo-se que a reação que ocorreu entre o oxigênio da água e o ferro da palha de aço é 2Fe (s) + 3/2O2(g) → Fe2O3 (g). (Considere: massas molares (g/mol) Fe = 55,85; O = 16,00.)

 

Assinale a alternativa que contém, respectivamente o valor da concentração (mols/L) do O2 e a sua percentagem (m/v) na água.

  1. 4,7 x 10-4 mols/L / 9,6 x 10-3 %
  2. 4,7 x 10-4 mols/L / 1,5 x 10-3 %
  3. 9,6 x 10-2 mols/L / 1,5 x 10-3 %
  4. 4,7 x 10-4 mols/L / 9,6 x 10-2 %
  5. 9,6 x 10-2 mols/L / 1,5 x 10-2 %
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Gabarito

B

Comentário do professor

Comece calculando os mols de Fe2O3: massa = 50 mg = 0,050 g e \(M_{Fe_2O_3}=2\cdot55{,}85+3\cdot16=159{,}7\) g·mol⁻¹, então \(n_{Fe_2O_3}=0{,}050/159{,}7\approx3{,}134\times10^{-4}\) mol.

Usando a estequiometria \(2Fe+{3\over2}O_2\to Fe_2O_3\), temos \(n_{O_2}=\tfrac{3}{2}n_{Fe_2O_3}\approx1{,}5\cdot3{,}134\times10^{-4}=4{,}701\times10^{-4}\) mol. Como o volume é 1 L, a concentração é \(4{,}7\times10^{-4}\) mol·L⁻¹.

Para a porcentagem (m/v): massa de \(O_2\)=\(4{,}701\times10^{-4}\cdot32\approx0{,}01504\) g por 1 L. Em g por 100 mL: \(0{,}01504/10=0{,}001504\) g·100 mL⁻¹, ou seja \(0{,}001504\%\approx1{,}5\times10^{-3}\%\).

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