(UEL) Equilíbrio químico e soluções

UEL 1° FASE 2014
O fenômeno chamado Smog Fotoquímico é catalisado por luz solar e é reconhecido como um conjunto de reações químicas que ocorrem nas atmosferas das regiões metropolitanas. Os reagentes originais mais importantes nas ocorrências do Smog Fotoquímico são o óxido nítrico (NOx), os hidrocarbonetos e os compostos orgânicos voláteis (COVs), que são poluentes emitidos no ar, provenientes da queima incompleta dos motores de combustão interna e de outras fontes.
A reação desses compostos na presença de luz solar é apresentada a seguir.

COVs + NOx + O2 + luz solar → mistura de O3, HNO3, compostos orgânicos.
Como se observa, um dos produtos da reação do Smog Fotoquímico é o HNO3, que pode contribuir para a formação de chuva ácida. O uso de catalisadores metálicos colocados no sistema de exaustão de veículos movidos a gasolina, antes do tubo de escape, contribui para a redução da emissão de NOx.

Com base no texto e levando em conta que o HNO3 é o produto formado, considere as afirmativas a seguir.

I. Se uma amostra de 100,00 mL de chuva ácida possui pH 4,00, o volume de solução de NaOH 0,01 mol/L para consumir o ácido é de 1,00 mL.
II. A reação 2NOx → N2 + xO2 catalisada por Rh (ródio metálico), que ocorre no sistema de exaustão de veículos, é um tipo de reação catalítica heterogênea.
III. A precipitação de chuvas ácidas é capaz de dissolver o alumínio na forma de Ak(OH)3 retido em sedimentos e rochas.
IV. A precipitação de chuvas ácidas em solos contendo CaCO3 aumenta o pH do solo.

Assinale a alternatva correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas.
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gabarito: D

I. Para resolver essa, teria de saber um pouco de titulação ácido-base.
Equacionando a reação ácido-base:
 HNO3 + NaOH -------> H2O + NaNO3

A partir dela, podemos notar que é necessário 1 mol de base para neutralizar 1 mol de ácido. Então:
 1 mol -------- 1 mol

Molaridade = nº de mols / volume da solução
nº de mols = Molaridade . volume da solução.
 M(hno3) . V(hno3) = M(naoh) . V(naoh)  II.


Para descobrirmos a molaridade de íons H+ no HNO3, teremos de usar logaritmos: ph = -log [H+]
                 4 = -log [H+]
                 [H+] = 10^-4
Voltando a II, podemos estabelecer o volume necessário de NaOH.
           10^-4 . 100 = 10^-2 . v(naoh)
                  v(naoh) = 10^-2/10^-2 = 1 ml


II. Para uma reação catalítica ser heterogênea, o catalisador e os reagentes tem de estar em estados físicos diferentes; homogênea = catalisador e reagentes no mesmo estado físico.
 Veja: catalisador --> metálico --> sólido
         NOx --> gasoso

III. Correta, a chuva ácida é muito conhecida por dissolver monumentos e artefatos históricos. Podemos resolver essa alternativa por equilíbrio químico:
 3 HNO3 + Al(OH)3 ---> 3 H2O + Al(NO3)3
Conforme aumentamos a [H+], o equilíbrio se desloca p/ direita, dissolvendo o Al(OH)3 das rochas.

IV. Falso, HNO3 + CaCO3 ---> H2CO3 + Ca^2+ + 2 NO3-
Pelo ácido carbônico ser muito instável, se decompõe em CO2 e H20, o que tornaria a solução um pouco mais ácida, ou seja, abaixando um pouco o ph.