Questão de Química — Substâncias Inorgânicas e suas características: Ácidos, Bases, Sais e Óxidos. Reações de Neutralização. — FGV 2025

Estequiometria de Reações de Drenagem Ácida

Gabarito: letra B (2 mols). Para 1 mol de pirita (FeS₂), a soma global das reações I, II e III produz exatamente 2 mols de ácido sulfúrico (H₂SO₄). A resolução exige o balanceamento estequiométrico do sistema para encontrar a quantidade de H⁺ e HSO₄⁻ que se combinam para formar o ácido.

A questão apresenta três reações que ocorrem sequencialmente. Vejamos a estequiometria para 1 mol de FeS₂:

Reação I: FeS₂ + 7/2 O₂ + H₂O → Fe²⁺ + 2 HSO₄⁻ Reação II: Fe²⁺ + 1/4 O₂ + 1/2 H₂O → Fe³⁺ + OH⁻ Reação III: Fe³⁺ + 3 H₂O → Fe(OH)₃ + 3 H⁺

Somando as três reações, cancelando Fe²⁺ e Fe³⁺, e combinando OH⁻ com H⁺ (OH⁻ + H⁺ → H₂O), obtém-se a equação global:

FeS₂ + 15/4 O₂ + 7/2 H₂O → Fe(OH)₃ + 2 HSO₄⁻ + 2 H⁺

Os 2 H⁺ e os 2 HSO₄⁻ reagem para formar 2 H₂SO₄ (H⁺ + HSO₄⁻ → H₂SO₄). Portanto, para cada mol de pirita, são liberados 2 mols de ácido sulfúrico.

Alternativa A — ❌ Incorreta (7)

O valor 7 não corresponde a nenhuma contagem direta dos coeficientes. Pode surgir da soma incorreta dos coeficientes do O₂ (7/2 + 1/4 + ...) ou de uma interpretação errada da reação I (que tem 7/2 O₂), mas não reflete a produção líquida de H₂SO₄.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Conforme demonstrado, a produção líquida é de 2 mols de H₂SO₄ por mol de pirita.

Alternativa C — ❌ Incorreta (3)

O número 3 pode ser confundido com os 3 H⁺ produzidos na reação III, mas nem todos os H⁺ são convertidos em H₂SO₄, pois um H⁺ é neutralizado pelo OH⁻ da reação II. O resultado líquido é 2 H⁺, que geram 2 H₂SO₄.

Alternativa D — ❌ Incorreta (4)

Pode vir da soma dos coeficientes de H₂O ou de uma dupla contagem dos H⁺, mas não é o valor correto.

Alternativa E — ❌ Incorreta (8)

Valor alto que poderia ser obtido pela multiplicação dos coeficientes do O₂ ou pela soma de todos os coeficientes, mas não corresponde à estequiometria real.

Gabarito: letra B (2 mols).