Para garantir que produtos eletrônicos estejam armazenados de forma adequada antes da venda,
algumas empresas utilizam cartões indicadores de umidade nas embalagens desses produtos. Alguns
desses cartões contêm um sal de cobalto que muda de cor em presença de água, de acordo com
a equação química:
Como você procederia para reutilizar, num curto intervalo de tempo, um cartão que já estivesse com a
coloração rosa?
A) resfriaria no congelador.
B) borrifaria com spray de água.
C) envolveria com papel alumínio.
D) aqueceria com secador de cabelos.
E) embrulharia em guardanapo de papel.
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Equilíbrio Químico
- Princípio de Le Chatelier
- Termoquímica
🎯 Nível da Questão: Médio.
✅ Gabarito: Letra D.
📝 Resolução Passo a Passo
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
A questão trata de um indicador de umidade baseado em um sal de cobalto que muda de cor dependendo da presença de água.
- Objetivo da questão: Identificar a melhor forma de reverter o processo, ou seja, fazer o cartão voltar à cor azul (CoCl₂).
- A reação no sentido direto (formação do sal hidratado rosa) libera calor (exotérmica)
- Para inverter esse processo, precisamos deslocar o equilíbrio para a esquerda, favorecendo a formação do sal anidro (azul).
Passo 2: Tradução e Interpretação do Texto
O enunciado destaca que esses cartões indicadores são usados para monitorar a umidade e que a mudança de cor depende da presença de água.
- O sal de cobalto absorve água do ambiente, tornando-se rosa.
- Para reutilizar o cartão rapidamente, precisamos remover a água e restaurar a cor azul.
- Como a reação é exotérmica no sentido direto, aumentar a temperatura desloca o equilíbrio no sentido inverso, favorecendo a evaporação da água.
O secador de cabelo fornece calor e promove essa evaporação, justificando a resposta correta.
Passo 3: Explicação de Conceitos Necessários
1. Equilíbrio Químico e Le Chatelier
O Princípio de Le Chatelier afirma que um sistema em equilíbrio responde a perturbações para minimizá-las. No caso:
- Se aquecermos, deslocamos o equilíbrio para o lado endotérmico (esquerda), favorecendo a formação do sal anidro azul.
- Se resfriarmos, favorecemos o lado exotérmico (direita), mantendo o sal hidratado rosa.
2. Reações Endotérmicas e Exotérmicas
- A hidratação do CoCl₂ (passando de azul para rosa) libera calor (exotérmica).
- A remoção da água (passando de rosa para azul) absorve calor (endotérmica).
- Assim, o aquecimento impulsiona a reação na direção desejada.
Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio e cálculos
Sabemos que, ao adicionar calor ao sistema, o equilíbrio se desloca no sentido endotérmico (absorção de calor), favorecendo a formação de CoCl₂ azul.
Se aplicarmos calor (secador de cabelo), teremos:
- Aumento da temperatura → deslocamento para a esquerda → formação de CoCl₂ azul.
- Isso ocorre porque a reação no sentido inverso absorve calor e libera H₂O no estado gasoso.
Logo, o método mais rápido e eficiente para reutilizar o cartão é aquecê-lo com um secador de cabelo.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
❌ A)
Errado. O resfriamento favorece a reação no sentido exotérmico, mantendo o sal hidratado rosa. Para estar correta, a alternativa deveria mencionar um método que favorecesse a hidratação.
❌ B)
Errado. A adição de água favorece a formação do sal hidratado rosa, o oposto do que queremos. Para estar correta, deveria dizer algo como “borrifar um solvente que remova a água”.
❌ C)
Errado. O papel alumínio isola o cartão, mas não altera significativamente o equilíbrio químico. Para estar correta, deveria sugerir uma forma de remoção da umidade, como exposição ao calor.
✅ D)
✔ Correta! O calor desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo a formação do sal anidro (azul).
❌ E)
Errado. O guardanapo pode absorver um pouco de umidade, mas não fornece energia suficiente para deslocar o equilíbrio no sentido desejado. Para estar correta, deveria sugerir um método de aquecimento.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Para reutilizar o cartão, devemos fazer com que ele passe de rosa para azul, o que significa deslocar o equilíbrio no sentido da remoção da água. Como a reação direta é exotérmica, o aquecimento favorece o sentido inverso, tornando a cor azul.
A alternativa correta é D) Aqueceria com secador de cabelos.
