Fórmulas químicas (centesimal, mínima e molecular): questão FUVEST 2024

1. (Fuvest 2024)  O ácido fosfórico (H₃PO₄) é um importante produto químico usado na produção de fertilizantes, detergentes e na indústria alimentícia. A produção de H₃PO₄ pode ocorrer por dois processos distintos. No processo úmido, faz-se reagir rocha fosfática (Ca₅(PO₄)₃F) com ácido sulfúrico. Outra opção é oxidar o fósforo elementar (P₄) com oxigênio gasoso para formar o P₄O₁₀ e, em seguida, reagir essa espécie com água formando o ácido fosfórico.

a) Considerando Ca₅(PO₄)₃F e P₄O₁₀, qual das duas espécies possui o maior teor de P em massa? Justifique a sua resposta mostrando os cálculos.

b) Apresente, na tabela a seguir, a equação da reação global balanceada para a produção de ácido fosfórico a partir do P₄ e o número de oxidação do fósforo no reagente e no produto.

Equação química:
NOX do P no P4	NOX do P no H3PO4

c) Um volume de 10 mL de um refrigerante previamente desgaseificado foi adicionado em um balão volumétrico de 50 mL, que foi completado com água destilada. Essa solução foi analisada e obteve-se uma concentração de 0,2 g/L de ácido fosfórico. Considerando que o valor máximo de ácido fosfórico permitido em refrigerantes é de 0,07 g para cada 100 mL, a concentração de ácido fosfórico nesse refrigerante encontra-se dentro do limite permitido pela legislação? Justifique a sua resposta mostrando os cálculos.

Note e adote:

Massas molares (g/mol): Ca₅(PO₄)₃F = 504; P₄O₁₀ = 284; P = 31