Laboratórios de química geram como subprodutos substâncias ou misturas que, quando não têm mais utilidade nesses locais, são consideradas resíduos químicos. Para o descarte na rede de esgoto, o resíduo deve ser neutro, livre de solventes inflamáveis e elementos tóxicos como Pb, Cr e Hg. Uma possibilidade é fazer uma mistura de dois resíduos para obter um material que apresente as características necessárias para o descarte. Considere que um laboratório disponha de frascos de volumes iguais cheios dos resíduos, listados no quadro.
Qual combinação de resíduos poderá ser descartada na rede de esgotos?
A) I e II
B) II e III
C) II e IV
D) V e VI
E) IV e VI
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
Química Geral (Reações ácido-base, Neutralização, Soluções aquosas, Compostos tóxicos)
🎯 Tema/Objetivo Geral:
Neutralização ácido-base e critérios de descarte de resíduos químicos
🎯 Nível da Questão:
Médio. Embora exija conceitos simples de ácido-base, a questão cobra atenção para proporcionalidade estequiométrica e restrições ambientais (elementos tóxicos), o que pode confundir alunos que focam só na neutralização sem considerar o que sobra na solução final.
✅ Gabarito:
Letra C – I e VI.
Correta porque a mistura da base NaOH com o ácido H₂SO₄, em volumes iguais e concentrações adequadas, resulta em uma solução neutra, sem excesso de reagentes e sem presença de substâncias tóxicas como cromo (Cr).
🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
1.1 Transcrição Essencial 📌
“Qual combinação de resíduos poderá ser descartada na rede de esgotos?”
1.2 O que está sendo pedido? 📌
Identificar a dupla de soluções que, ao serem misturadas, resultem num resíduo neutro e não tóxico para descarte.
1.3 Objetivo Cristalino 📌
Selecionar a combinação que gere um meio neutro e sem metais tóxicos ou substâncias inflamáveis, respeitando as concentrações fornecidas.
1.4 Pergunta de Atenção ✔
Você lembra que nem toda mistura ácido-base resulta em solução neutra? A proporção e os reagentes fazem toda a diferença!
📚 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
2.1 Definições e Fórmulas 📌
- Ácido: substância que libera íons H⁺ (ex.: HCl, H₂SO₄, CH₃COOH).
- Base: substância que libera íons OH⁻ (ex.: NaOH, NaHCO₃).
- Neutralização ácido-base: reação entre H⁺ e OH⁻ formando H₂O.
Fórmula simplificada:
H⁺ + OH⁻ → H₂O
- Reação estequiométrica: ocorre com quantidades exatas dos reagentes, sem sobras.
- Solução neutra: pH = 7 (nenhum reagente em excesso).
- Substâncias tóxicas: o enunciado menciona que Cr (cromo) é tóxico e deve ser evitado.
🧪 Exemplo cotidiano:
Misturar vinagre (ácido acético) com bicarbonato de sódio (base) gera gás e pode parecer uma neutralização completa — mas a proporção certa é crucial para que o produto final não fique ácido ou básico.
📝 Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
3.1 Contextualização Simplificada 📌
Você está no laboratório com 6 tipos de resíduos diferentes. Sua missão é escolher dois deles que possam ser misturados e jogados no ralo, ou seja, que fiquem neutros e não perigosos depois da mistura.
3.2 Estratégia Geral 📌
→ Eliminar misturas que envolvam metais tóxicos (Cr).
→ Verificar se a mistura ácido-base está em proporção correta para formar água e sal sem excesso de reagente.
→ Confirmar se o produto final não tem substância inflamável ou perigosa.
🧮 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
4.1 Passo a Passo Detalhado 📌
Vamos analisar as misturas oferecidas:
Letra A (I e II)
I = ácido crômico (H₂CrO₄) → contém cromo = tóxico
🔴 Eliminar por conter metal pesado.
Letra B (II e III)
II = NaOH (base forte), III = HCl (ácido forte)
Concentrações: NaOH = 0,2 mol/L, HCl = 0,1 mol/L
Mesmos volumes → vai sobrar base → solução será básica
🔴 Não é neutra → descartada.
Letra C (II e VI)
II = NaOH (0,2 mol/L)
VI = H₂SO₄ (0,1 mol/L)
Verificando proporção:
H₂SO₄ libera 2 H⁺ → 1 mol de H₂SO₄ neutraliza 2 mols de NaOH.
Temos:
→ 1 frasco com 0,1 mol de H₂SO₄
→ 1 frasco com 0,2 mol de NaOH
✅ Proporção estequiométrica: perfeita!
Resultado: solução neutra e segura.
4.2 Verificação Intermediária 📌
Nenhum reagente em excesso → solução final = pH neutro
Não há substâncias tóxicas → ✅ Aprovado!
4.3 Possível armadilha ❓/ ✔
Você pode ter achado que toda neutralização com ácido forte e base forte gera solução neutra… Mas se as concentrações forem diferentes, vai sobrar algo! É ESSENCIAL comparar os mols de cada reagente, e não só seus volumes!
4.4 Fechamento e expectativa 📌
Já vimos que apenas a combinação NaOH + H₂SO₄ na proporção certa cumpre todos os requisitos. Agora vamos confirmar nas alternativas.
✅ Passo 5: Análise das Alternativas
5.1 Listagem das Alternativas 📌
A) I e II
B) II e III
C) II e VI
D) V e VI
E) IV e VI
5.2 Justificativa Individual 📌
A) I e II 🔴
Forma sal com Cr → elemento tóxico. Descarte proibido.
B) II e III 🔴
NaOH em maior concentração → solução final será básica, e não neutra.
C) II e VI 🟢
Perfeita neutralização entre 0,2 mol de base e 0,1 mol de ácido sulfúrico.
Sem excesso, sem metal tóxico, solução neutra. ✔
D) V e VI 🔴
CH₃COOH (ácido fraco) + NaHCO₃ (base fraca)
Mesmo que ocorra reação, o ácido está em excesso → solução será ácida.
E) IV e VI 🔴
H₂SO₄ (0,4 mol/L) e NaHCO₃ (0,1 mol/L) → ácido forte em maior quantidade
→ Excesso de ácido → solução final ácida.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
6.1 Resumo do Raciocínio 📌
Comparamos todas as duplas de soluções, buscando evitar metais tóxicos e garantir uma neutralização estequiométrica. Apenas a mistura da base NaOH com o ácido H₂SO₄, nas concentrações dadas, gera uma solução neutra e segura.
6.2 Gabarito Reafirmado 📌
✅ Alternativa C – II e VI.
6.3 Resumo Final para Revisão 🔍
(🧪) Neutralizar não basta — as concentrações e a ausência de substâncias tóxicas são cruciais para descarte seguro.
