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

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.

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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.

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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

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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?