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Questão FC446342

A concentração de arsênio nas águas subterrâneas é uma grande preocupação de saúde pública. O modelo de IA pode ser utilizado para prever a distribuição geoespacial de arsênio (As)

Química

CEBRASPE (CESPE) · 2024

A concentração de arsênio nas águas subterrâneas é uma grande preocupação de saúde pública. O modelo de IA pode ser utilizado para prever a distribuição geoespacial de arsênio (As), oferecendo uma melhoria significativa na precisão e no detalhamento das previsões das contaminações e facilitando a escolha de estratégias de remediação de acordo com a química local da água. A reação de oxirredução do arsênio nos habitats de bactérias redutoras de ferro pode ser representada pela equação química balanceada a seguir.

 

\(2 Fe^{3+} (aq) + H_3AsO_{3 (aq)} + H_2O_{(l)} ⇌ 2 Fe^{2+}_{(aq)} + H_3AsO_{4 (aq)} + 2 H^+_{(aq)}\)

Tendo essas informações como referência inicial e considerando que, para essa reação, a 298 K, ΔG = −25 kJ/mol seja a variação da energia livre de Gibbs, que ΔH = −58,6 kJ/mol seja a variação da entalpia e que \(\sqrt{441} = 21\) julgue o item.

 

Considerando-se que, no equilíbrio, [H3AsO3] = 7 × 10−3 mol/L, [Fe2+] = [H3AsO4] = 2,1 × 10−3 mol/L e que a constante de equilíbrio da reação em apreço seja igual a 3 × 107, é correto inferir que, em pH 7, a concentração do íon Fe3+ é superior a 3 × 10−14 mol/L.

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Gabarito

Errado

Comentário do professor

O item é errado. A partir da expressão de equilíbrio para a reação: \(K=\dfrac{[Fe^{2+}]^{2}[H_3AsO_4][H^+]^{2}}{[Fe^{3+}]^{2}[H_3AsO_3]}\), isolamos \([Fe^{3+}]^{2}\).

Substituindo os valores: \([Fe^{3+}]^{2}=\dfrac{(2{,}1\times10^{-3})^{2}\,(2{,}1\times10^{-3})\,(10^{-7})^{2}}{3\times10^{7}\,(7\times10^{-3})}\).

Calculando: numerador \(=(2{,}1\times10^{-3})^{2}\cdot2{,}1\times10^{-3}\cdot10^{-14}=9{,}261\times10^{-23}\). Denominador \(=3\times10^{7}\cdot7\times10^{-3}=2{,}1\times10^{5}\).

Logo \([Fe^{3+}]^{2}=4{,}41\times10^{-28}\) e \([Fe^{3+}]=\sqrt{4{,}41\times10^{-28}}=2{,}1\times10^{-14}\) M (use \(\sqrt{441}=21\)).

Como \(2{,}1\times10^{-14}<3\times10^{-14}\), a afirmação de que a concentração de \(Fe^{3+}\) é superior a \(3\times10^{-14}\) mol/L é falsa.

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