O vinagre é um produto alimentício resultante da fermentação do vinho que, de acordo com a legislação nacional, deve apresentar um teor mínimo de ácido acético (CH3COOH) de 4% (v/v). Uma empresa está desenvolvendo um kit para que a inspeção sanitária seja capaz de determinar se alíquotas de 1 mL de amostras de vinagre estão de acordo com a legislação. Esse kit é composto por uma ampola que contém uma solução aquosa de Ca(OH)2 0,1 mol/L e um indicador que faz com que a solução fique cor-de-rosa, se estiver básica, e incolor, se estiver neutra ou ácida. Considere a densidade do ácido acético igual a 1,10 g/cm3, a massa molar do ácido acético igual a 60 g/mol e a massa molar do hidróxido de cálcio igual a 74 g/mol .
Qual é o valor mais próximo para o volume de solução de Ca(OH)2, em mL que deve estar contido em cada ampola do kit para garantir a determinação da regularidade da amostra testada?
A) 3,7
B) 6,6
C) 7,3
D) 25
E) 36
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Química Geral, Estequiometria, Reações Ácido-Base, Concentração de Soluções
🔢 Nível da Questão
🔹Médio, pois envolve várias etapas de cálculo (conversão de volume, massa, mol, proporção e concentração).
✅ Gabarito
- A) 3,7
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
“Qual é o valor mais próximo para o volume de solução de Ca(OH)₂, em mL, que deve estar contido em cada ampola do kit para garantir a determinação da regularidade da amostra testada?”
📌 O enunciado nos dá:
- 1 mL de vinagre com 4% de ácido acético (v/v).
- Densidade do ácido acético: 1,10 g/cm³.
- Massas molares: ácido acético (60 g/mol), hidróxido de cálcio (74 g/mol).
- A solução titulante tem concentração de 0,1 mol/L.
🎯 Objetivo: calcular o volume de solução de Ca(OH)₂ necessário para neutralizar o ácido acético presente em 1 mL de vinagre com 4% (v/v), aplicando a reação química correta.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
✅ Porcentagem em volume (v/v)
4% v/v → significa que em cada 100 mL de vinagre, há 4 mL de ácido acético.
✅ Densidade
A densidade do ácido acético é 1,10 g/cm³, ou seja, 1 mL = 1,10 g
✅ Reação ácido-base:
A reação fornecida é:
2 CH₃COOH + Ca(OH)₂ → (CH₃COO)₂Ca + 2 H₂O
→ Essa é uma reação entre 2 mols de ácido acético e 1 mol de hidróxido de cálcio.
✅ Concentração molar:
0,1 mol/L → ou seja, em 1000 mL há 0,1 mol da substância dissolvida.
🧠 Passo 3: Interpretação e Tradução do Texto
O que sabemos:
- Queremos verificar se 1 mL de vinagre está em conformidade com a legislação.
- Com 4% de ácido acético, isso equivale a 0,04 mL de ácido puro em 1 mL de vinagre.
- Vamos converter esse volume para massa (usando a densidade) e depois para mol.
- A partir da reação 2:1, calculamos a quantidade de hidróxido de cálcio necessária e, por fim, o volume da solução 0,1 mol/L correspondente.
⚙️ Passo 4: Desenvolvimento de Raciocínio
1. Volume de ácido acético presente em 1 mL de vinagre (4% v/v):
100 mL de vinagre → 4 mL de CH3COOH
1 mL de vinagre → x
x = (4 × 1) / 100 = 0,04 mL de CH3COOH
2. Conversão de volume para massa (usando a densidade):
1 mL de CH3COOH → 1,10 g
0,04 mL → y
y = 0,04 × 1,10 = 0,044 g de CH3COOH
3. Regra de três com base na reação química:
A equação indica:
2 mols de CH3COOH (2 × 60 g = 120 g) reagem com 1 mol de Ca(OH)2 (74 g)
Agora:
120 g de CH3COOH → 74 g de Ca(OH)2
0,044 g de CH3COOH → z
z = (0,044 × 74) / 120 = 0,027 g de Ca(OH)2
4. Conversão da massa de Ca(OH)₂ para mol:
74 g → 1 mol
0,027 g → w
w = 0,027 / 74 = 0,00036 mol de Ca(OH)2
5. Regra de três para encontrar o volume de solução (0,1 mol/L):
0,1 mol → 1000 mL
0,00036 mol → k
k = (0,00036 × 1000) / 0,1 = 3,6 mL de solução
✅ Arredondando: aproximadamente 3,7 mL
📘Passo 5: Análise de Alternativas
A) 3,7 ✅
✔ Corretíssima! Bate exatamente com o cálculo.
B) 6,6 ❌
Muito maior — indicaria o dobro do necessário.
C) 7,3 ❌
Acima do valor real — erro na conversão ou proporção.
D) 25 ❌
Fora da escala — exagero total.
E) 36 ❌
Sem lógica — erro grave.
🎯 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
A solução correta é obtida convertendo o volume de ácido acético presente em 1 mL de vinagre em massa, aplicando a estequiometria da reação com Ca(OH)₂ e calculando o volume necessário da solução 0,1 mol/L.
✅ Resposta correta: A) 3,7
