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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 28 (1º exame) da FUVEST 1998

1º exame · Química: Corrosão e proteção de metais

  • Um pedaço de palha de aço foi suavemente comprimido no fundo de um tubo de ensaio e este foi cuidadosamente emborcado em um béquer contendo água à temperatura ambiente, conforme ilustrado ao lado:

Montagem experimental com suporte universal segurando um tubo de ensaio invertido com palha de aço no fundo, cuja extremidade aberta está mergulhada na água contida em um béquer. O nível da água dentro e fora do tubo é inicialmente igual.

Decorridos alguns dias à temperatura ambiente, qual das figuras abaixo representa o que será observado?

Cinco opções de esquemas experimentais identificados de a a e: em a, a água sobe pelo tubo até quase a palha de aço; em b, o nível de água dentro do tubo desce; em c, o nível de água no béquer sobe cobrindo quase todo o tubo; em d, a água sobe no tubo cerca de um quinto de sua altura; em e, a água preenche totalmente o tubo e a palha de aço desapareceu.

As alternativas estão no enunciado, acima.

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
  5. E
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Resolução comentada

A palha de aço é feita de ferro, que na presença de água e de gás oxigênio do ar sofre oxidação (enferrujamento). O tubo emborcado prende uma certa quantidade de ar, e o ferro consome o \ce{O2} desse ar:

\ce{4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3}

O ferro e o produto (ferrugem) são sólidos, então o oxigênio que reage deixa de ser gás. Com isso, o número de mols de gás dentro do tubo diminui e a pressão interna fica menor que a pressão atmosférica. A pressão externa empurra a água para dentro do tubo, e o nível sobe até a pressão se igualar.

O ar contém cerca de 20% de \ce{O2} (1/5 do volume). O restante, principalmente \ce{N2}, não reage. Depois de alguns dias, quando o oxigênio acabou, o volume de gás que sobra é cerca de 4/5 do inicial, e a água ocupa cerca de 1/5 da altura do tubo.

Conferindo as figuras:

  1. Na figura a, a água preenche quase todo o tubo: exigiria consumir quase todo o ar, o que não ocorre.
  2. Na b, o nível desce: indicaria aumento de pressão interna, o que não acontece.
  3. Na c, o nível do béquer não teria motivo para subir daquele modo.
  4. Na e, o tubo estaria totalmente cheio e a palha teria sumido: errado, pois a palha só enferruja.
  5. Na d, a água sobe cerca de 1/5 do tubo: coerente.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA água subiria quase até o fundo, mas o nitrogênio (cerca de 80% do ar) não reage e continua ocupando o tubo.
  • BO nível desceria se a pressão interna aumentasse, mas o consumo de gás a diminui.
  • CNão corresponde ao efeito da redução de pressão, que é a subida da água dentro do tubo.
  • ESupõe que todo o gás desapareceria e que a palha seria dissolvida, o que não ocorre; ela só se oxida.

Assunto: Corrosão e proteção de metais.

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Ver como caiu na prova Questão 28 no caderno V da FUVEST 1998

Fonte: FUVEST 1998 · 1º exame. Prova oficial ↗