Um assistente de laboratório precisou descartar sete frascos contendo solução de nitrato de mercúrio(I) que não foram utilizados em uma aula prática. Cada frasco continha 5,25 g de Hg2(NO3)2 dissolvidos em água. Temendo a toxidez do mercúrio e sabendo que o Hg2Cl2 tem solubilidade muito baixa, o assistente optou por retirar o mercúrio da solução por precipitação com cloreto de sódio (NaCl), conforme a equação química:
Hg2(NO3)2 (aq) + 2 NaCl (aq) ⟶ Hg2Cl2 (s) + 2 NaNO3 (aq)
Na dúvida sobre a massa de NaCl a ser utilizada, o assistente aumentou gradativamente a quantidade adicionada em cada frasco, como apresentado no quadro.
O produto obtido em cada experimento foi filtrado, secado e teve sua massa aferida. O assistente organizou os resultados na forma de um gráfico que correlaciona a massa de NaCl adicionada com a massa de Hg2Cl2 obtida em cada frasco. A massa molar do Hg2(NO3)2 é 525 g mol−1, a do NaCl é 58 g mol−1 e a do Hg2Cl2 é 472 g mol−1.
Qual foi o gráfico obtido pelo assistente de laboratório?
Esta questão avalia o conceito de reagente limitante em estequiometria. A reação é: \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 \;(aq) + 2\,\text{NaCl}\;(aq) \rightarrow \text{Hg}_2\text{Cl}_2\;(s) + 2\,\text{NaNO}_3\;(aq)
Cada frasco contém \frac{5{,}25\,\text{g}}{525\,\text{g/mol}} = 0{,}01\,\text{mol} de \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2. Pela estequiometria, são necessários 0,02 mol de NaCl para consumir todo o \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2, o que corresponde a uma massa de 0{,}02 \times 58 = 1{,}16\,\text{g} de NaCl.
Nos frascos I a V (0,2 g a 1,0 g de NaCl), o NaCl é o reagente limitante: toda a quantidade adicionada é consumida, e a massa de \text{Hg}_2\text{Cl}_2 produzida cresce linearmente com a massa de NaCl. A partir do frasco VI (1,2 g ≈ 1,16 g, ponto estequiométrico), passa a ser o \text{Hg}_2(\text{NO}_3)_2 o limitante, e a massa de precipitado se estabiliza em 0{,}01\,\text{mol} \times 472\,\text{g/mol} = 4{,}72\,\text{g}.
O gráfico correto, portanto, mostra uma reta crescente seguida de um patamar, com a inflexão ocorrendo próxima a 1,16 g de NaCl e o patamar em ≈ 4,72 g de \text{Hg}_2\text{Cl}_2. Essa é exatamente a forma apresentada na alternativa correta. Os demais gráficos estão errados porque mostram o patamar em pontos incorretos (muito cedo, em 0,6 g), crescimento contínuo sem patamar, ou comportamento que não parte do zero — todos incompatíveis com a estequiometria da reação.
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