Em Bhopal (1984), na Índia, o aumento de pressão num depósito contendo isocianato de metilo (CH₃NCO) devido à entrada involuntária de água, promoveu uma reação química [CH₃NCO (l) + H₂O (l) → CH₃NH₂ (g) + CO₂ (g)] em que por cada litro de água se formaram 2700 litros de gases. A pressão no interior do depósito aumentou e foram expelidos para a atmosfera gases que mataram muitas milhares de pessoas que se encontravam nas imediações da fábrica. Considerando o texto acima, é possível afirmar que o caso pode ser explicado através da lei de:

Alternativa A - Gay-Lussac

Justificativa Didática

A questão aborda o acidente de Bhopal e foca na relação entre o volume de um reagente líquido e o volume dos gases formados após a reação química.

Para identificar a lei correta, devemos analisar os conceitos fundamentais de cada alternativa:

• Lei de Gay-Lussac (Proporções Volumétricas): Estabelece que, quando gases reagem sob as mesmas condições de temperatura e pressão, seus volumes estarão na razão de números inteiros simples. No contexto do problema, a ênfase está na relação quantitativa entre os volumes das substâncias envolvidas na reação (1 litro de água gerando 2700 litros de gases).
• Lei de Boyle: Relaciona pressão e volume de um gás a temperatura constante (P_1V_1 = P_2V_2). Não se aplica aqui pois o volume do recipiente é fixo e a quantidade de matéria muda.
• Lei de Charles: Relaciona volume e temperatura a pressão constante (\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}). Não se aplica pois o volume é constante (recipiente rígido).
• Lei de Graham: Trata da velocidade de difusão ou efusão dos gases. Não é o foco do enunciado.
• Equação de Clapeyron (PV = nRT): Embora explique o comportamento macroscópico dos gases, a questão destaca especificamente a relação de volumes gerada pela reação química, conceito histórico e didaticamente associado à Lei de Gay-Lussac das proporções volumétricas.

Portanto, a explicação do caso, baseada na proporção de volumes entre reagentes e produtos gasosos, é atribuída à lei de Gay-Lussac.

Análise

• Foco da Questão: O texto enfatiza a transformação volumétrica: "$1$ litro de água \rightarrow $2700$ litros de gases".
• Reação Química: CH_3NCO (l) + H_2O (l) \rightarrow CH_3NH_2 (g) + CO_2 (g)
• Nota-se a mudança de fase (líquido para gás), resultando em expansão drástica.
• Por que Gay-Lussac? Na química geral, a lei de Gay-Lussac é a referência principal para discussões sobre volumes de gases em reações químicas (estequiometria gasosa).
• Consequência Física: O aumento do número de mols de gás (n) em um volume (V) fixo leva ao aumento da pressão (P), conforme a equação de estado, mas a relação de volumes citada remete à lei volumétrica.

Conclusão

A alternativa correta é a A, pois a Lei de Gay-Lussac é a que fundamenta as relações de volume entre substâncias gasosas em uma reação química.