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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 14 da FUVEST 2016

1ª fase · Química: Separação de misturas

Uma estudante recebeu uma amostra de ácido benzoico sólido contendo impurezas. Para purificá-lo, ela optou por efetuar uma recristalização. No procedimento adotado, o sólido deve ser dissolvido em um solvente aquecido, e a solução assim obtida deve ser resfriada. Sendo as impurezas mais solúveis à temperatura ambiente, ao final devem ser obtidos cristais de ácido benzoico puro.

Para escolher o solvente apropriado para essa purificação, a estudante fez testes de solubilidade com etanol, água e heptano. Inicialmente, os testes foram efetuados à temperatura ambiente, e a estudante descartou o uso de etanol. A seguir, efetuou testes a quente, e o heptano não se mostrou adequado.

Nos testes de solubilidade, a estudante observou a formação de sistema heterogêneo quando tentou dissolver o ácido benzoico impuro em

  1. A
    à temperatura ambiente: água; a quente: água
  2. B
    à temperatura ambiente: etanol; a quente: heptano
  3. C
    à temperatura ambiente: água; a quente: heptano
  4. D
    à temperatura ambiente: etanol; a quente: água
  5. E
    à temperatura ambiente: heptano; a quente: água
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Resolução comentada

Na recristalização, o solvente ideal dissolve pouco o ácido benzoico à temperatura ambiente e muito a quente. Assim, o sólido se dissolve quando aquecido e volta a cristalizar quando a solução esfria.

Agora, aplique o que a estudante observou em cada solvente:

  1. Etanol: foi descartado à temperatura ambiente. Ele dissolve bem o ácido benzoico já a frio (o ácido tem grupo polar e parte apolar, e o etanol interage com as duas). Com tudo dissolvido, não haveria cristais ao resfriar. Nesse teste o sistema ficou homogêneo.
  2. Heptano: foi descartado a quente. Isso significa que, mesmo aquecido, ele não dissolveu adequadamente o ácido benzoico, e o sistema continuou heterogêneo (sólido + líquido). O heptano é apolar, e o ácido benzoico é bastante polar por causa do grupo \ce{-COOH}.
  3. Água: foi o solvente escolhido. A frio dissolve pouco o ácido (sistema heterogêneo) e a quente dissolve bem (sistema homogêneo).

A pergunta é em quais testes houve sistema heterogêneo, ou seja, o sólido não se dissolveu. Isso ocorreu com a água à temperatura ambiente e com o heptano a quente.

O etanol a frio deu sistema homogêneo, e a água a quente também.

Portanto, a combinação correta é: à temperatura ambiente, água; a quente, heptano.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aa água a quente dissolve o ácido benzoico, formando sistema homogêneo, e não heterogêneo.
  • Bo etanol a frio dissolve o ácido benzoico (por isso foi descartado), então o sistema é homogêneo.
  • Dtanto o etanol a frio quanto a água a quente dão sistema homogêneo.
  • Eo heptano é ruim a quente, não a frio nesse par, e a água a quente dissolve o ácido, então não há sistema heterogêneo no segundo teste.

Assuntos: Separação de misturas, Polaridade e solubilidade.

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