Questão 71 do ENEM 2015 (Ciências da Natureza)

Question

Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d’água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas:
(I) CaCO₃ (s) + CO₂ (g) + H₂O (l) Ca²⁺ (aq) + 2 HCO₃⁻ (aq)
(II) HCO₃⁻ (aq) H⁺ (aq) + CO₃²⁻ (aq) K₁ = 3,0×10⁻¹¹
(III) CaCO₃ (s) Ca²⁺ (aq) + CO₃²⁻ (aq) K₂ = 6,0×10⁻⁹
(IV) CO₂ (g) + H₂O (l) H⁺ (aq) + HCO₃⁻ (aq) K₃ = 2,5×10⁻⁷

Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25 °C, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I?

A) 4,5×10⁻²⁶
B) 5,0×10⁻⁵
C) 0,8×10⁻⁹
D) 0,2×10⁵
E) 2,2×10²⁶

Accepted Answer

Alternativa B: 5,0×10⁻⁵

A reação I pode ser obtida somando a reação III (dissolução do CaCO3, K2), a reação IV (formação de H+ e HCO3- a partir de CO2 e água, K3) e a reação II invertida (H+ + CO32- → HCO3-, com constante 1/K1); assim, a constante da reação I é K1(I) = K2 × K3 / K1 = (6,0×10⁻⁹ × 2,5×10⁻⁷) / (3,0×10⁻¹¹) = 1,5×10⁻¹⁵ / 3,0×10⁻¹¹ = 5,0×10⁻⁵, que é o valor correto da constante de equilíbrio combinada.

Questão 71 do ENEM 2015

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