Imagine que você faz parte da equipe de engenharia de processos em uma indústria farmacêutica que produz comprimidos efervescentes antiácidos.

Imagine que você faz parte da equipe de engenharia de processos em uma indústria farmacêutica que produz comprimidos efervescentes antiácidos. Um dos estágios do processo envolve a liberação controlada de dióxido de carbono (CO₂) a partir da reação entre ácido acético e bicarbonato de sódio, para que os comprimidos sejam formados e embalados corretamente com a pressão interna adequada.



Contudo, um problema surgiu: alguns lotes estão gerando quantidades insuficientes de CO₂, fazendo com que os comprimidos fiquem malformados ou percam o efeito efervescente. O gerente da planta pediu à sua equipe que estude a reação em escala laboratorial para entender os fatores que influenciam a liberação de CO₂.

Vamos ao desafio?

No Atlas das Engenharias você tem disponível um roteiro com o título Reações Químicas. Leia com atenção todas as etapas e veja com cuidado os vídeos explicativos do experimento. Em seguida, faça o experimento de “Liberação de Gases”. Responda às questões sobre os experimentos.

1) A reação química ocorre entre o ácido acético (CH₃COOH) e bicarbonato de sódio (NaHCO₃). Adicione uma foto do experimento realizado e, com base nessa foto, explique o que ocorreu no experimento.

2) Nessa reação foram produzidos acetato de sódio (CH₃COONa), água (H₂O) e gás carbônico (CO₂). Faça a fórmula de Lewis para todas as moléculas envolvidas na reação química, os reagentes e os produtos, indicando o tipo de ligação química que acontece em cada uma.

3) Sabendo de todos os reagentes e produtos, indique a reação química balanceada que ocorreu nesse experimento.

4) Em um lote teste, foram utilizados 5,0 g de bicarbonato de sódio. Se todo bicarbonato foi consumido na reação, quantos g de CO₂ foram liberados?

5) A concentração do ácido acético no vinagre é de 5% m/m. Em 20 mL de vinagre, quantos mols de ácido acético estão disponíveis para a reação nesse volume de vinagre? Considere a densidade do vinagre de 1,05 g/mL.

6) Sabendo da entalpia padrão de formação que estão a seguir listados, calcule a variação de entalpia padrão desta reação. A reação é endotérmica ou exotérmica?

ΔH°F(CH₃COOH)= - 484 kJ/mol

ΔH°F(NaHCO₃)= - 950 kJ/mol

ΔH°F(CH₃COONa)= - 709 kJ/mol

ΔH°F(H₂O)= - 286 kJ/mol

ΔH°F(CO₂)= - 394 kJ/mol

7) Consultando a ficha FDS do produto químico “bicarbonato de sódio”, você observou que a solubilidade em água desse reagente é de 96 g/L a 25 °C. Qual a concentração máxima, em mol/L, que pode ser obtida em solução aquosa a essa temperatura?