Química · estequiometria · reagente limitante · leitura de gráfico
Um assistente de laboratório precisou descartar sete frascos contendo solução de nitrato de mercúrio(I) que não foram utilizados em uma aula prática. Cada frasco continha 5,25 g de Hg₂(NO₃)₂ dissolvidos em água. Temendo a toxidez do mercúrio e sabendo que o Hg₂Cl₂ tem solubilidade muito baixa, o assistente optou por retirar o mercúrio da solução por precipitação com cloreto de sódio (NaCl), conforme a equação química:
Hg₂(NO₃)₂ (aq) + 2 NaCl (aq) → Hg₂Cl₂ (s) + 2 NaNO₃ (aq)
Na dúvida sobre a massa de NaCl a ser utilizada, o assistente aumentou gradativamente a quantidade adicionada em cada frasco, como apresentado no quadro.
| Frasco | I | II | III | IV | V | VI | VII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Massa de NaCl em grama (g) | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 |
O produto obtido em cada experimento foi filtrado, secado e teve sua massa aferida. O assistente organizou os resultados na forma de um gráfico que correlaciona a massa de NaCl adicionada com a massa de Hg₂Cl₂ obtida em cada frasco. A massa molar do Hg₂(NO₃)₂ é 525 g mol⁻¹, a do NaCl é 58 g mol⁻¹ e a do Hg₂Cl₂ é 472 g mol⁻¹. Qual foi o gráfico obtido pelo assistente de laboratório?
O que a prova mostra
As cinco alternativas são gráficos com a massa de Hg₂Cl₂ (g), de 0 a 7, no eixo vertical, e a massa de NaCl (g), de 0 a 1,4, marcada de 0,2 em 0,2, no eixo horizontal. Nenhum traz números escritos sobre a curva; os valores abaixo são aproximados. A: sobe em linha reta a partir da origem e vira um patamar horizontal em cerca de 4,7 g quando o NaCl chega a cerca de 0,58 g. B: sobe em linha reta a partir da origem e vira um patamar em cerca de 4,7 g quando o NaCl chega a cerca de 1,15 g. C: sobe em linha reta a partir da origem, sem patamar, até cerca de 5,6 g em 1,4 g de NaCl. D: já começa em cerca de 2,6 g com NaCl zero, sobe em reta e vira patamar em cerca de 4,6 g, a partir de cerca de 1,15 g de NaCl. E: começa em cerca de 5,2 g com NaCl zero e sobe devagar, em reta, até cerca de 6,5 g, sem patamar.
sobe e dobra em 0,58 g
sobe e dobra em 1,15 g
só sobe, sem patamar
começa em 2,6 g e dobra em 1,15 g
começa em 5,2 g e sobe de leve
O precipitado cresce com o NaCl até o nitrato de mercúrio acabar, em 1,16 g de NaCl; dali em diante a massa fica parada em 4,72 g.
Por que a B é a certa
Cada frasco tem 5,25 g de Hg₂(NO₃)₂, ou 0,01 mol. Pela equação, esse 0,01 mol reage com 0,02 mol de NaCl, 1,16 g, e forma 0,01 mol de Hg₂Cl₂, 4,72 g. Enquanto o NaCl é o limitante, o precipitado cresce em linha reta a partir de zero. A partir de 1,16 g de NaCl, o mercúrio acaba, e a massa para em 4,72 g. É o gráfico que sobe da origem e vira patamar perto de 1,15 g.
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