Existe no comércio um produto antimofo constituído por uma embalagem com tampa perfurada contendo cloreto de cálcio anidro, CaCl2. Uma vez aberto o lacre, essa substância absorve a umidade ambiente, transformando-se em cloreto de cálcio di-hidratado, CaCl2⋅2H2O. Considere a massa molar da água igual a 18 g mol−1, e a massa molar do cloreto de cálcio anidro igual a 111 g mol−1.
Na hidratação da substância presente no antimofo, o ganho percentual, em massa, é mais próximo de
a) 14%
b) 16%
c) 24%
d) 32%
e) 75%
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Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Química: hidratação, cálculo de massa molar.
- Matemática: regra de três, porcentagem.
Nível da Questão: Médio
Gabarito: D
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O comando da questão pede para determinar o ganho percentual em massa na hidratação do cloreto de cálcio anidro (“CaCl2”) transformando-o em cloreto de cálcio di-hidratado (“CaCl2 ·2H2O”).
Frase-chave do comando: “ganho percentual, em massa”
Objetivo: Calcular o aumento percentual da massa do cloreto de cálcio após a absorção de água.
Dica Geral: Este tipo de questão envolve cálculos de massas molares e proporções. É importante levar em conta as massas molares envolvidas no processo de hidratação.
2º Passo: Análise das Frases-Chave do Texto
Vamos destacar os trechos mais importantes do texto que ajudam a entender o contexto da questão:
- “Cloreto de cálcio anidro, CaCl2” – substância que absorve água do ambiente.
- “Transformando-se em cloreto de cálcio di-hidratado, CaCl2· 2H2O” – a hidratação da substância resulta em ganho de massa.
- “Massa molar da água igual a 18 g/mol, e a massa molar do cloreto de cálcio anidro igual a 111 g/mol” – dados necessários para o cálculo do ganho de massa.
3º Passo: Explicação dos Conceitos Importantes
- Hidratação: Processo químico no qual uma substância anidra (sem água) absorve moléculas de água do ambiente, resultando em um composto hidratado.
- Cálculo de Massa Molar: Massa molar é a soma das massas atômicas dos elementos que compõem um composto. Neste caso, é importante calcular a massa molar do cloreto de cálcio anidro e do cloreto de cálcio hidratado.
4º Passo: Resolução e Análise das Alternativas
Vamos calcular o ganho de massa devido à hidratação do cloreto de cálcio anidro:
1. Massa Molar do Cloreto de Cálcio Anidro (CaCl2):
a. Massa molar do CaCl2 = 111 g/mol (dado).
2. Massa Molar do Cloreto de Cálcio Di-hidratado (CaCl2· 2H2O)
a. Massa molar do CaCl2· 2H2O = 111 g/mol (CaCl2) + 2 × 18 g/mol (2 moléculas de água)
b. Massa molar do CaCl2· 2H2O = 111 g/mol + 36 g/mol = 147 g/mol.
3. Cálculo do Ganho Percentual em Massa:
a. Ganho de massa = Massa do CaCl2· 2H2O – Massa do CaCl2
b. Ganho de massa = 147 g/mol – 111 g/mol = 36 g/mol.
c. Ganho percentual = (Ganho de massa / Massa inicial) × 100%
d. Ganho percentual = (36 / 111) × 100% ≈ 32%.
Conclusão: A alternativa correta é a D) 32%.
5º Passo: Conclusão e Justificativa
Conclusão: A alternativa correta é a D) 32%, pois, após a hidratação do cloreto de cálcio anidro, o ganho de massa é de aproximadamente 32%, considerando a adição das moléculas de água ao composto.
Resumo Final
A questão descreve o uso do cloreto de cálcio anidro como um produto antimofo, que, ao absorver umidade, se transforma em cloreto de cálcio di-hidratado. O cálculo do ganho percentual em massa mostra que, ao se
hidratar, a substância aumenta em massa em aproximadamente 32%. A alternativa correta é a D.
