Exercício 8.3 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2023

8. No âmbito das suas metas ambientais, uma indústria cimenteira instalou um precipitador eletrostático (dispositivo que remove poeiras) numa chaminé, como esquematizado na Figura 7.

* 8.3. A utilização de carvão nas cimenteiras é responsável pela presença de dióxido de enxofre, $\text{SO}_2$, nos gases à saída do precipitador eletrostático.

Admita que:

o teor de enxofre, $\text{S(s)}$, no carvão é $3{,}5\%$ (em massa);

na queima de $1{,}0\text{ tonelada}$ de carvão, todo o enxofre se espalha na atmosfera, sob a forma de $\text{SO}_2\text{(g)}$, numa área circular de $1{,}0\text{ km}$ de raio ($A = \pi r^2$);

a precipitação nesta área arrasta os produtos gasosos resultantes da combustão e origina uma «toalha» líquida no solo de $10\text{ mm}$ de altura;

todo o enxofre presente no combustível fóssil é oxidado a ião sulfato, $\text{SO}_4^{2-}\text{(aq)}$.

As duas reações que ocorrem podem ser traduzidas por

$$\text{S(s)} + \text{O}_2\text{(g)} \longrightarrow \text{SO}_2\text{(g)}$$

$$2\text{ SO}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} + 6\text{ H}_2\text{O(l)} \longrightarrow 2\text{ SO}_4^{2-}\text{(aq)} + 4\text{ H}_3\text{O}^+\text{(aq)}$$

Determine o $\text{pH}$ da água da chuva nesta área, após a queima de $1{,}0\text{ tonelada}$ de carvão.

Apresente todos os cálculos efetuados.