Dissertação 6 - ITA - 2ª Fase Dia 2 - ITA 2025

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Questão 6

Dissertativa

O etilômetro é um instrumento utilizado na detecção da quantidade de etanol no ar expirado. Nesse dispositivo, o etanol proveniente da expiração de uma pessoa entra em contato com uma solução de dicromato de potássio em meio ácido (ácido sulfúrico). O etanol é oxidado a ácido acético, enquanto o crômio (VI), de cor amarelo-alaranjado, é reduzido a crômio (III), de cor verde. Como subprodutos, são gerados sulfato de potássio e água. Mediante detecção da variação de cor da solução, a quantidade de etanol é determinada.

a) Escreva a equação química balanceada, que representa a reação que ocorre no etilômetro.

b) Considere, hipoteticamente, um limite permitido de etanol de $0, 05 mg \cdot L^{- 1}$ . Em uma aferição, foi gerada uma quantidade de 0,0207 mg de água no reservatório do etilômetro. Considerando o volume de 200 mL para o reservatório do etilômetro, verifique se a quantidade de etanol presente nesse teste é superior ao limite estabelecido e apresente os cálculos.

Resolução:

a) Pelo método do íon-elétron, tem-se:

$Redução : 2 {Cr}_{2} O_{7}^{2 -} + 28 H^{+} + 12 e^{-} \overset{}{\to} 4 {Cr}^{3 +} + 14 H_{2} O Oxidação : 3 C_{2} H_{5} OH + 3 H_{2} O \overset{}{\to} 3 {CH}_{3} COOH + 12 H^{+} + 12 e^{-} Global : 2 {Cr}_{2} O_{7}^{2 -} + 3 C_{2} H_{5} OH + 16 H^{+} \overset{}{\to} 4 {Cr}^{3 +} + 3 {CH}_{3} COOH + 11 H_{2} O$

A equação completa, então, fica:

$2 K_{2} {Cr}_{2} O_{7} + 3 C_{2} H_{5} OH + 8 H_{2} {SO}_{4} \overset{}{\to} 2 {Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3} + 2 K_{2} {SO}_{4} + 3 {CH}_{3} COOH + 11 H_{2} O$

b) Da proporção estequiométrica, tem-se:

$\begin{matrix} 3 mol C_{2} H_{5} OH & 11 mol H_{2} O \\ 3 \cdot 46 g & 11 \cdot 18 g \\ m & 0, 0207 mg \end{matrix} \Rightarrow m = \frac{3 \cdot 46 \cdot 0, 0207}{11 \cdot 18} = 0, 0144 mg$

Como o reservatório tem um volume de 200 mL, a concentração de etanol na aferição será dada por:

$C = \frac{m}{V} = \frac{0, 0144 mg}{0, 2 L} \Rightarrow C = 0, 072 mg \cdot L^{- 1} > 0, 05 mg \cdot L^{- 1}$

Portanto, a quantidade de etanol presente no teste é superior ao limite estabelecido.

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