Questão 66 da FUVEST 2009

Question

Em três balanças aferidas, A, B e C, foram colocados três béqueres de mesma massa, um em cada balança. Nos três béqueres, foram colocados volumes iguais da mesma solução aquosa de ácido sulfúrico. Foram separadas três amostras, de massas idênticas, dos metais magnésio, ouro e zinco, tal que, havendo reação com o ácido, o metal fosse o reagente limitante. Em cada um dos béqueres, foi colocada uma dessas amostras, ficando cada béquer com um metal diferente. Depois de algum tempo, não se observando mais nenhuma transformação nos béqueres, foram feitas as leituras de massa nas balanças, obtendo-se os seguintes resultados finais:

balança A: 327,92 g
balança B: 327,61 g
balança C: 327,10 g

As massas lidas nas balanças permitem concluir que os metais magnésio, ouro e zinco foram colocados, respectivamente, nos béqueres das balanças

Dados

metal	\frac{\text{massa molar}}{\text{g mol}^{-1}}
Mg	24,3
Au	197,0
Zn	65,4

A
A, B e C
B
A, C e B
C
B, A e C
D
B, C e A
E
C, A e B

Answer 1

Questão 66 da FUVEST 2009

1ª fase

Em três balanças aferidas, A, B e C, foram colocados três béqueres de mesma massa, um em cada balança. Nos três béqueres, foram colocados volumes iguais da mesma solução aquosa de ácido sulfúrico. Foram separadas três amostras, de massas idênticas, dos metais magnésio, ouro e zinco, tal que, havendo reação com o ácido, o metal fosse o reagente limitante. Em cada um dos béqueres, foi colocada uma dessas amostras, ficando cada béquer com um metal diferente. Depois de algum tempo, não se observando mais nenhuma transformação nos béqueres, foram feitas as leituras de massa nas balanças, obtendo-se os seguintes resultados finais:

balança A: 327,92 g
balança B: 327,61 g
balança C: 327,10 g

As massas lidas nas balanças permitem concluir que os metais magnésio, ouro e zinco foram colocados, respectivamente, nos béqueres das balanças

Dados

metal	\frac{\text{massa molar}}{\text{g mol}^{-1}}
Mg	24,3
Au	197,0
Zn	65,4

A
A, B e C
B
A, C e B
C
B, A e C
D
B, C e A
E
C, A e B

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Resolução comentada

Mg e Zn reagem com H₂SO₄ liberando H₂ (que escapa do béquer): \ce{Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2} e \ce{Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2}. O ouro não reage, então sua massa fica toda no béquer. Logo, a leitura final do ouro é a maior, pois nada se perde.

Como a massa do metal é a mesma (chame de m) e o metal é o limitante, a massa de H₂ perdida é n_{H_2} = n_{metal} = m/M, ou seja, m_{H_2} = 2\,m/M.

Quanto menor a massa molar, mais mols de metal e mais H₂ perdido:

Mg (M = 24{,}3): perde mais H₂, então tem a menor leitura final.
Zn (M = 65{,}4): perde menos H₂, leitura intermediária.
Au: não perde nada, maior leitura.

Ordem das leituras: Mg < Zn < Au, ou seja, C (327{,}10) < B (327{,}61) < A (327{,}92).

Assim: Mg na balança C, Zn na B, Au na A. Na ordem pedida (Mg, Au, Zn): C, A e B.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

AColoca o magnésio na balança de maior massa, mas ele perde mais H₂ e deve dar a menor leitura.
BPõe o magnésio na A (maior massa) e o ouro na C, sendo que o ouro não perde massa e fica com a maior leitura.
CPõe o ouro na balança A mas inverte Mg e Zn, dando ao zinco a menor leitura.
DAssocia o ouro à balança C, a de menor massa, mas o ouro não libera gás.

Assuntos: estequiometria, reatividade de metais, reagente limitante.

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