Questão 8 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2012
O rótulo de um frasco contendo determinada substância X traz as seguintes informações:
| Propriedade | Descrição ou valor |
|---|---|
| Cor | Incolor |
| Inflamabilidade | Não inflamável |
| Odor | Adocicado |
| Ponto de fusão | -23\ ^\circ\text{C} |
| Ponto de ebulição a 1\ \text{atm} | 77\ ^\circ\text{C} |
| Densidade a 25\ ^\circ\text{C} | 1{,}59\ \text{g} / \text{cm}^3 |
| Solubilidade em água a 25\ ^\circ\text{C} | 0{,}1\ \text{g} / 100\ \text{g} de \ce{H2O} |
a) Considerando as informações apresentadas no rótulo, qual é o estado físico da substância contida no frasco, a 1\ \text{atm} e 25\ ^\circ\text{C}? Justifique.
b) Em um recipiente, foram adicionados, a 25\ ^\circ\text{C}, 56{,}0\ \text{g} da substância X e 200{,}0\ \text{g} de água. Determine a massa da substância X que não se dissolveu em água. Mostre os cálculos.
c) Complete o esquema da página de resposta, representando a aparência visual da mistura formada pela substância X e água quando, decorrido certo tempo, não for mais observada mudança visual. Justifique.
Dado: densidade da água a 25\ ^\circ\text{C} = 1{,}00\ \text{g} / \text{cm}^3
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Resolução comentada
a) A 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}, a substância está acima do ponto de fusão (-23\ ^\circ\text{C}) e abaixo do ponto de ebulição (77\ ^\circ\text{C}). Ou seja, já fundiu, mas ainda não ferveu, e portanto está no estado líquido.
Estado líquido.
b) A solubilidade é de 0{,}1\ \text{g} de X em 100\ \text{g} de água. Para 200{,}0\ \text{g} de água, o máximo que se dissolve é:
- \dfrac{0{,}1\ \text{g}}{100\ \text{g}} = \dfrac{m}{200{,}0\ \text{g}} \Rightarrow m = 0{,}2\ \text{g} dissolvidos.
- Massa não dissolvida: 56{,}0 - 0{,}2 = 55{,}8\ \text{g}.
Não se dissolvem 55{,}8\ \text{g} de X.
c) A solubilidade de X em água é muito pequena, então quase toda a massa de X não se dissolve e forma uma fase própria, líquida, separada da água. A mistura é heterogênea e bifásica.
As duas fases se dispõem conforme as densidades. X tem densidade 1{,}59\ \text{g/cm}^3, maior que a da água (1{,}00\ \text{g/cm}^3). Assim, X fica embaixo e a água (com os 0{,}2\ \text{g} dissolvidos) fica em cima.
No esquema, desenha-se uma linha de separação nítida. A fase inferior é X líquido, em volume aproximado de 55{,}8/1{,}59 \approx 35\ \text{cm}^3. A fase superior é a água, com 200\ \text{cm}^3, ou seja, cerca de 6 vezes o volume da fase inferior.
Duas fases líquidas: água em cima (maior volume) e X embaixo (menor volume), por X ser mais denso e pouco solúvel.
Assuntos: estados físicos e pontos de fusão e ebulição, solubilidade, densidade e misturas heterogêneas.
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