Questão 3 da FUVEST 2013
Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições.
| Experi- mento |
Reagentes | Tempo para liberar 30 mL de \ce{H2} | Observações | |
|---|---|---|---|---|
| Solução de \ce{HCl(aq)} de concentração 0,2 mol / L | Metal | |||
| 1 | 200 mL | 1,0 g de Zn (raspas) | 30 s | Liberação de \ce{H2} e calor |
| 2 | 200 mL | 1,0 g de Cu (fio) | Não liberou \ce{H2} | Sem alterações |
| 3 | 200 mL | 1,0 g de Zn (pó) | 18 s | Liberação de \ce{H2} e calor |
| 4 | 200 mL | 1,0 g de Zn (raspas) + 1,0 g de Cu (fio) |
8 s | Liberação de \ce{H2} e calor; massa de Cu não se alterou |
Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações:
I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu.
II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás \ce{H2}.
III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação.
Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em
- AI.
- BII.
- CI e II.
- DI e III.
- EII e III.
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Resolução comentada
A questão pede apenas o que os dados da tabela permitem concluir. Para comparar a velocidade de uma reação, muda-se uma só variável por vez e observa-se o tempo para liberar os mesmos 30 mL de \ce{H2}: quanto menor o tempo, maior a velocidade.\n\nAfirmação I. Comparando os experimentos 1 e 4, o Zn em raspas é o mesmo, com o mesmo ácido. A única diferença é a presença do fio de Cu. O tempo cai de 30 s para 8 s, e a massa de Cu não mudou. Logo, o Cu acelera a reação (age como catalisador, ou forma pilha com o Zn). A afirmação é verdadeira.\n\nAfirmação II. Todos os experimentos usam HCl 0,2 mol/L, sem variar a concentração. Não há dado para relacionar concentração e velocidade. Ela é verdadeira na teoria, mas não pode ser concluída com a tabela.\n\nAfirmação III. Os experimentos 1 e 3 diferem só na forma do Zn: raspas (30 s) e pó (18 s). O pó tem maior superfície de contato em relação à massa, e a reação é mais rápida. Como a massa é a mesma (1,0 g), a comparação é válida e a afirmação é verdadeira.\n\nPortanto, só I e III decorrem dos dados.\n\nAlternativa D.
Pegadinha: A alternativa B (e as que incluem II) engana porque II é um fato verdadeiro da cinética, mas a tabela não varia a concentração; o enunciado pede só o que os dados permitem concluir.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AIgnora que os experimentos 1 e 3 também permitem concluir sobre a superfície de contato (III).
- BA concentração do ácido é a mesma em todos os experimentos, então II não pode ser concluída da tabela.
- CInclui II, que não tem respaldo nos dados, e deixa de fora III.
- EInclui II, sem dados de variação da concentração, e omite I, que sai da comparação entre 1 e 4.
Assuntos: cinética química, fatores que afetam a velocidade, catálise.
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