Questão 71 do ENEM 2015 — Química
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 x 10-11
(III) CaCO3(s) ⇄ Ca2+(aq) + CO32-(aq) K2 = 6,0 x 10-9
(IV) CO2(g) + H2O(l) ⇄ H+(aq) + HCO3-(aq) K3 = 2,5 x 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?
Resolução comentada
A reação I é a soma das reações III e IV com a reação II invertida (I = III + IV − II); ao combinar equilíbrios, as constantes se multiplicam e se dividem, nunca se somam: K = (K₂ × K₃)/K₁ = (6,0×10⁻⁹ × 2,5×10⁻⁷)/(3,0×10⁻¹¹) = 5×10⁻⁵.
O erro comum é tratar constantes de equilíbrio como entalpias, somando ou subtraindo os expoentes como na Lei de Hess — mas o cálculo correto é sempre por produtos e quocientes de K, o que descarta os distratores construídos com operações aditivas.