Questão 29 da FUVEST 2012

1ª fase

Volumes iguais de uma solução de \ce{I2} (em solvente orgânico apropriado) foram colocados em cinco diferentes frascos. Em seguida, a cada um dos frascos foi adicionada uma massa diferente de estanho (\ce{Sn}), variando entre 0{,}2 e 1{,}0\text{ g}. Em cada frasco, formou-se uma certa quantidade de \ce{SnI4}, que foi, então, purificado e pesado. No gráfico abaixo, são apresentados os resultados desse experimento.

Gráfico da massa de SnI4 (g) em função da massa de Sn (g), variando de 0,0 a 1,0 g no eixo x e de 0 a 5,0 g no eixo y, com cinco pontos experimentais dispostos aproximadamente em uma reta.

Com base nesses resultados experimentais, é possível afirmar que o valor da relação

\frac{\text{massa molar do }\ce{I2}}{\text{massa molar do }\ce{Sn}}

é, aproximadamente,

  1. A
    1 : 8
  2. B
    1 : 4
  3. C
    1 : 2
  4. D
    2 : 1
  5. E
    4 : 1
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Resolução comentada

A reação é \ce{Sn + 2 I2 -> SnI4}. Pela lei de Lavoisier, a massa de \ce{SnI4} formada é a massa de Sn mais a massa de \ce{I2} que reagiu.

No gráfico, a massa de \ce{SnI4} cresce proporcionalmente à de Sn enquanto o Sn é o reagente limitante. Os cinco pontos estão alinhados e nenhum mostra patamar. Podemos então usar qualquer um deles, por exemplo o ponto 0{,}2\ \text{g} de Sn e 1{,}0\ \text{g} de \ce{SnI4} (o de 0{,}6\ \text{g} e 3{,}0\ \text{g} dá a mesma razão).

  1. Massa de \ce{I2} que reagiu: 1{,}0 - 0{,}2 = 0{,}8\ \text{g}.
  2. Proporção em massa: \ce{I2} : Sn = 0{,}8 : 0{,}2 = 4 : 1.
  3. Pela estequiometria, 1\ \text{mol} de Sn reage com 2\ \text{mol} de \ce{I2}, então:
\frac{2\,M_{\ce{I2}}}{M_{\ce{Sn}}} = 4 \;\Rightarrow\; \frac{M_{\ce{I2}}}{M_{\ce{Sn}}} = 2

A relação é 2 : 1.

Conferindo com valores reais: M_{\ce{I2}} = 254 e M_{\ce{Sn}} \approx 119, razão \approx 2{,}1. Bate.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana: 4:1 é a razão entre as massas que reagem, mas é preciso considerar que reagem 2 mol de \ce{I2} para cada 1 mol de Sn.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInverte a razão e ainda erra o fator, sem relação com os dados do gráfico.
  • BInverte a razão em massa 4:1 e esquece a estequiometria.
  • CInverte a razão final 2:1, colocando Sn no numerador.
  • EUsa a razão das massas reagidas (4:1) sem dividir pelo coeficiente 2 do \ce{I2}.

Assuntos: estequiometria, lei de Lavoisier, interpretação de gráfico.

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