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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 (1º exame) da FUVEST 2001

1º exame · Química: Diluição, mistura e titulação

A 100 mL de solução aquosa de nitrato de bário, adicionaram-se, gota a gota, 200 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico. As soluções de nitrato de bário e de ácido sulfúrico têm, inicialmente, a mesma concentração, em mol/L. Entre os gráficos abaixo, um deles mostra corretamente o que acontece com as concentrações dos íons \ce{Ba^{2+}} e \ce{NO3-} durante o experimento. Esse gráfico é

  1. A
    Gráfico de concentração por gotas com duas curvas decrescentes convexas; a curva inferior parte de um valor intermediário e atinge zero na metade do eixo horizontal, permanecendo constante em zero até o final, enquanto a superior parte do topo e decresce sem tocar o eixo horizontal.
  2. B
    Gráfico de concentração por gotas mostrando uma reta horizontal constante no valor máximo e uma curva decrescente convexa que atinge o zero na metade do eixo horizontal e permanece em zero.
  3. C
    Gráfico de concentração por gotas mostrando duas retas paralelas decrescentes; a reta inferior atinge zero no final do experimento e a superior atinge um valor intermediário.
  4. D
    Gráfico de concentração por gotas com duas retas que partem do mesmo ponto máximo no eixo vertical; uma atinge o zero na metade do eixo horizontal e a outra atinge o zero no final do eixo horizontal.
  5. E
    Gráfico de concentração por gotas com duas curvas convexas decrescentes; uma parte do valor máximo e a outra de um valor intermediário, encontrando-se ambas em zero no final do experimento.
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Resolução comentada

A reação é \ce{Ba(NO3)2 + H2SO4 -> BaSO4 v + 2 HNO3}. O \ce{BaSO4} é praticamente insolúvel, então o \ce{Ba^{2+}} sai da solução ao precipitar, e o \ce{NO3-} é íon espectador e fica dissolvido.

Seja c a concentração inicial das duas soluções.

  1. Em 100 mL de \ce{Ba(NO3)2}: n(\ce{Ba^{2+}}) = 0{,}1c e n(\ce{NO3-}) = 0{,}2c.
  2. Em 200 mL de \ce{H2SO4}: n(\ce{SO4^{2-}}) = 0{,}2c no total adicionado.
  3. A proporção é 1:1, então o \ce{Ba^{2+}} acaba quando se adicionam 100 mL de ácido, isto é, na metade do experimento. Depois disso a concentração de \ce{Ba^{2+}} fica em zero.

Concentração de \ce{NO3-}: a quantidade de matéria é constante (0{,}2c), mas o volume aumenta de 100 mL até 300 mL. Logo, a concentração cai de 2c para 0{,}2c/0{,}3 \approx 0{,}67c. Ela diminui por diluição, de forma convexa (hipérbole), e não chega a zero.

O \ce{Ba^{2+}} parte de c (metade do valor de \ce{NO3-}, que parte de 2c) e cai a zero na metade do experimento. O \ce{NO3-} parte do topo, decresce suavemente e termina em cerca de um terço do valor inicial.

Isso corresponde ao gráfico com a curva inferior, que parte de valor intermediário e zera na metade, e a curva superior, que parte do topo e decresce sem tocar o eixo.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana por tratar o nitrato como espectador (correto) e concluir que sua concentração é constante, esquecendo a diluição pelo aumento de volume.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Bmostra o \ce{NO3-} constante, esquecendo que o volume aumenta e o dilui.
  • Ctraz retas decrescentes e o \ce{Ba^{2+}} só zera no final, em vez de na metade.
  • Dparte as duas curvas do mesmo ponto e zera o \ce{NO3-}, que não é consumido.
  • Efaz ambos os íons chegarem a zero no final, mas o \ce{Ba^{2+}} zera na metade e o \ce{NO3-} não zera.

Assuntos: Diluição, mistura e titulação, Concentração de soluções.

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Ver como caiu na prova Questão 73 no caderno V da FUVEST 2001

Fonte: FUVEST 2001 · 1º exame. Prova oficial ↗