O carbonato de cálcio (CaCO3) é um dos componentes do giz. Em uma fábrica, ele é produzido a partir da seguinte reação. Devido a problemas de logística, o suprimento de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) da fábrica foi reduzido pela metade. Para manter a produção do carbonato de cálcio, foi sugerido que, então, fossem usados o dobro da massa de gás carbônico (CO2) e a metade da massa de hidróxido de cálcio. Essa ideia está

1. A reação fornecida é: $\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O}$ Ela já está balanceada com coeficientes 1:1:1:1.

2. Isso significa que a proporção em quantidade de matéria (mol) entre os reagentes é fixa:

• Para cada $1$ mol de $\mathrm{Ca(OH)_2}$, é necessário $1$ mol de $\mathrm{CO_2}$ para formar $1$ mol de $\mathrm{CaCO_3}$.

3. Se o suprimento de $\mathrm{Ca(OH)_2}$ foi reduzido pela metade, a quantidade máxima de $\mathrm{CaCO_3}$ que pode ser formada também cai pela metade (porque $\mathrm{Ca(OH)_2}$ é reagente necessário e, nessa condição, passa a ser o reagente limitante).

4. A sugestão “usar o dobro da massa de $\mathrm{CO_2}$ e a metade da massa de $\mathrm{Ca(OH)_2}$” não mantém a proporção estequiométrica correta, pois a proporção deve ser em mols (e massas proporcionais às massas molares), e não “compensada” livremente.

• Massas molares:
  • $M(\mathrm{Ca(OH)_2}) \approx 74\,\mathrm{g/mol}$
  • $M(\mathrm{CO_2}) = 44\,\mathrm{g/mol}$ A razão de massas estequiométrica correta é $74:44$ (para reagirem totalmente).

5. Se diminuímos pela metade a massa de $\mathrm{Ca(OH)_2}$, a massa estequiométrica correspondente de $\mathrm{CO_2}$ também deveria diminuir pela metade (para manter 1:1 em mol), e não dobrar. Dobrar o $\mathrm{CO_2}$ apenas gerará excesso de $\mathrm{CO_2}$ não reagido, sem aumentar a produção de $\mathrm{CaCO_3}$.

Alternativa correta: (e).