Após seu desgaste completo, os pneus podem ser queimados para a geração de energia. Dentre os gases gerados na combustão completa da borracha vulcanizada, alguns são poluentes e provocam a chuva ácida. Para evitar que escapem para a atmosfera, esses gases podem ser borbulhados em uma solução aquosa contendo uma substância adequada. Considere as informações das substâncias listadas no quadro.
Dentre as substâncias listadas no quadro, aquela capaz de remover com maior eficiência os gases poluentes é o(a)
A) fenol.
B) piridina.
C) metilamina.
D) hidrogenofosfato de potássio.
E) hidrogenosulfato de potássio.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Equilíbrio Químico, Ácidos e Bases, Poluição Ambiental
🔢 Nível da Questão
🔹 Médio
✅ Gabarito
Alternativa D) Hidrogenofosfato de potássio
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O enunciado explica que a queima de pneus libera gases que contribuem para a chuva ácida, como SO₂ (dióxido de enxofre) e SO₃ (trióxido de enxofre).
Esses gases:
✔ Reagem com a água na atmosfera, formando ácidos fortes (H₂SO₃ e H₂SO₄).
✔ Aumentam a acidez da chuva, prejudicando solos, vegetação e construções.
A questão pede para identificar qual substância da tabela é mais eficiente para remover esses gases poluentes.
Palavras-chave Importantes:
✅ Chuva ácida → Está associada à acidez, ou seja, H⁺ em solução.
✅ Neutralização → Precisamos de uma substância que reduza a acidez do meio.
✅ Substâncias listadas → Todas possuem reações de equilíbrio com liberação ou captação de íons.
Objetivo da questão: Encontrar a substância que melhor neutraliza a acidez, removendo os poluentes da combustão.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
🔹 Explicação Pelas Bordas: Como Remover Gases Causadores da Chuva Ácida?
Para resolver essa questão, primeiro precisamos entender como a chuva ácida se forma e como neutralizá-la.
📌 Como a Chuva Ácida se Forma?
1️⃣ Durante a queima de combustíveis fósseis (como borracha vulcanizada), óxidos de enxofre (SO₂ e SO₃) são liberados.
2️⃣ Esses gases se dissolvem na água da atmosfera, formando ácidos:
SO2+H2O→H2SO3(ácido sulfuroso)
SO3+H2O→H2SO4(ácido sulfúrico)
3️⃣ Esses ácidos liberam íons H⁺, tornando a chuva ácida.
📌 Como Neutralizar a Chuva Ácida?
Para reduzir a acidez, precisamos de uma base, ou seja, uma substância que libere íons OH⁻, que podem reagir com os íons H⁺, formando água neutra (H₂O):
H++OH−→H2O
✔ Quanto mais OH⁻ uma substância libera, mais eficiente ela será na neutralização!
Agora, analisamos as substâncias da tabela para ver qual delas é a mais eficiente na liberação de OH⁻.
✏ Passo 3: Tradução e Interpretação de Texto
A tabela apresenta algumas substâncias e seus equilíbrios em solução aquosa, junto com suas constantes de equilíbrio (K).
🔹 O que significa K?
A constante K indica o quanto a reação ocorre no sentido dos produtos.
✔ Quanto maior K, mais OH⁻ será liberado (se for uma base) ou mais H₃O⁺ será gerado (se for um ácido).
Nosso objetivo é encontrar a substância que mais libera OH⁻ para neutralizar os poluentes.
🧠 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio
🔹 Como Analisamos Quem Libera OH⁻ Mais Facilmente?
Passo 1: Ver quais substâncias liberam OH⁻ na equação
🔹 Algumas substâncias liberam OH⁻ diretamente na reação, como:
✔ Piridina → Libera OH⁻.
✔ Metilamina → Libera OH⁻.
🔹 Outras não liberam OH⁻, mas captam H₃O⁺, como:
✔ Hidrogenofosfato de potássio → Retira H₃O⁺ da solução, reduzindo a acidez.
Passo 2: Comparar as constantes de equilíbrio (K)
✔ Se a reação libera OH⁻, uma K alta significa mais OH⁻ no meio.
✔ Se a reação remove H₃O⁺, uma K alta significa menor acidez.
🔹 Metilamina tem um K = 4,4 × 10⁻⁴, indicando que libera OH⁻ moderadamente.
🔹 Hidrogenofosfato de potássio tem um K = 2,8 × 10⁻², indicando que remove H₃O⁺ com mais eficiência.
💡 Conclusão: O hidrogenofosfato de potássio é o mais eficiente, pois:
–> Não apenas libera OH⁻, mas também remove H₃O⁺ da solução.
–> Possui um dos maiores valores de K, garantindo que a reação favoreça a neutralização.
📌 Atenção:
⚠️ Erro comum: Pensar que 4,4 × 10⁻⁴ é maior que 2,8 × 10⁻².
–> Na verdade, 2,8 × 10⁻² é 100 vezes maior do que 4,4 × 10⁻⁴.
🔹 Convertendo para números decimais:
4,4×10−4=0,00044
2,8×10−2=0,028
✔ Agora fica claro que 0,028 é muito maior que 0,00044.
🔍 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
A) Fenol ❌
- Constante de equilíbrio muito baixa (K = 1,3 × 10⁻¹⁰), quase não afeta o pH.
B) Piridina ❌
- Libera pouco OH⁻, K = 1,7 × 10⁻⁹.
C) Metilamina ⚠️
- Libera OH⁻, mas sua constante K = 4,4 × 10⁻⁴ ainda não é a mais alta.
D) Hidrogenofosfato de potássio ✅ (Gabarito correto)
- Possui K = 2,8 × 10⁻², um dos maiores valores, removendo mais H₃O⁺ e reduzindo a acidez.
E) Hidrogenossulfato de potássio ❌
- Gera H₃O⁺ em vez de OH⁻, tornando o meio mais ácido ao invés de neutralizar.
🎯 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 A chuva ácida ocorre pela presença de H₃O⁺ gerado pela dissolução dos óxidos de enxofre (SO₂ e SO₃).
📌 Para neutralizar essa acidez, precisamos de uma substância que libere OH⁻.
📌 O hidrogenofosfato de potássio é a melhor escolha porque possui uma constante de equilíbrio relativamente alta (K = 2,8 × 10⁻²), liberando mais OH⁻.
✅ Alternativa correta: D) Hidrogenofosfato de potássio. 🚀
