Questão 110 do ENEM 2023 — Natureza
Um assistente de laboratório precisou descartar sete frascos contendo solução de nitrato de mercúrio(l) 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: Na dúvida sobre a massa de NaCl a ser utilizada, o assistente aumentou gradativamente a quantidade adicionada em cada frasco, como apresentado no quadro. 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?
- A)
- B)
- C)
- D)
- E)
Gabarito oficial: alternativa B)
A reação estequiométrica indica que 0,01 mol de Hg₂(NO₃)₂ reage com 0,02 mol de NaCl (1,16 g) para produzir 0,01 mol de Hg₂Cl₂ (4,72 g). O gráfico correto mostra um trecho linear crescente até a massa de NaCl de 1,16 g (ponto de equivalência) e, a partir desse ponto, um platô constante em 4,72 g, pois todo o Hg₂(NO₃)₂ já foi consumido e o excesso de NaCl não produz mais precipitado.
Ver comentário de cada alternativa
- A) Por que está errada: Está errada porque, após atingir a massa estequiométrica de 1,16 g de NaCl, todo o Hg₂(NO₃)₂ já reagiu. Qualquer NaCl adicionado além desse ponto está em excesso e não produz mais Hg₂Cl₂. A massa de precipitado não pode continuar aumentando indefinidamente — há um limite máximo de 4,72 g determinado pela quantidade fixa de Hg₂(NO₃)₂ em cada frasco (reagente limitante).
- B) Por que está certa: Está correta porque segue exatamente a estequiometria da reação Hg₂(NO₃)₂ + 2NaCl → Hg₂Cl₂ + 2NaNO₃. Cada frasco contém 5,25 g de Hg₂(NO₃)₂, ou seja, 0,01 mol (5,25/525). São necessários 0,02 mol de NaCl (1,16 g) para reagir completamente. O máximo de Hg₂Cl₂ formado é 0,01 mol = 4,72 g. No trecho de 0 a 1,16 g de NaCl, este reagente é limitante, e a massa de precipitado cresce proporcionalmente. Após 1,16 g, o Hg₂(NO₃)₂ se esgota (é o limitante) e a massa de Hg₂Cl₂ permanece constante em 4,72 g.
- C) Por que está errada: Está errada porque indica que apenas 0,58 g de NaCl seria suficiente para precipitar todo o mercúrio. Pela estequiometria, a razão molar é 1:2 (Hg₂(NO₃)₂ : NaCl). Para 0,01 mol de Hg₂(NO₃)₂, são necessários 0,02 mol de NaCl = 1,16 g. O valor 0,58 g corresponderia a apenas 0,01 mol de NaCl, insuficiente para reagir com todo o nitrato de mercúrio.
- D) Por que está errada: Está errada porque a relação entre a massa de NaCl adicionada e a massa de Hg₂Cl₂ formada é linear (proporção direta) no trecho em que o NaCl é o reagente limitante. Como a reação ocorre com coeficientes fixos e em solução homogênea, o gráfico não apresenta formato exponencial ou parabólico. A relação estequiométrica é simples e direta: para cada mol de NaCl adicionado (no trecho limitante), forma-se 0,5 mol de Hg₂Cl₂.
- E) Por que está errada: Está errada porque uma curva sigmoide sugere uma cinética de reação com período de indução ou mudança gradual na velocidade, o que não ocorre aqui. Em solução aquosa, com reagentes iônicos completamente dissociados, a relação entre reagente adicionado e produto formado é linear desde o início (proporção estequiométrica constante). Não há justificativa física ou química para um formato em S neste contexto.
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