Questão 57 da FUVEST 2025

1ª fase

Em países frios, é comum o uso de pequenos aquecedores de mãos, normalmente descartáveis, que podem ser colocados dentro de luvas. Uma alternativa mais sustentável é o aquecedor de mão reutilizável, que é constituído por uma solução aquosa supersaturada de acetato de sódio armazenada em um reservatório maleável, conforme mostrado na figura a seguir.

Duas imagens lado a lado de uma bolsa aquecedora transparente contendo líquido avermelhado. Acima, o texto "Ativação por choque mecânico" com setas curvas indicando as bolsas; na da direita, observa-se a cristalização esbranquiçada a partir de um disco metálico interno.

Um choque mecânico nesse reservatório perturba a solução supersaturada e leva à precipitação do sal, resultando no seu aquecimento. Após o uso, o aquecedor pode ser regenerado por imersão em água quente, que dissolve o sal, deixando-o pronto para ser reutilizado.

Em relação à operação desse aquecedor, é correto afirmar:

  1. A
    A precipitação do acetato de sódio é exotérmica e sua solubilização é endotérmica.
  2. B
    A diminuição da temperatura aumenta a solubilidade do acetato de sódio.
  3. C
    A solubilização do acetato de sódio para a regeneração do aquecedor libera energia, aquecendo o banho de água.
  4. D
    Quando o aquecedor é regenerado, a solução interna passa de supersaturada para uma solução diluída.
  5. E
    A concentração de acetato de sódio na solução dentro do reservatório não muda durante a regeneração do aquecedor.
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Resolução comentada

O aquecedor funciona assim: a solução supersaturada contém mais sal dissolvido do que o limite de solubilidade naquela temperatura, e por isso é instável. O choque mecânico dispara a cristalização (precipitação) do acetato de sódio, e o enunciado diz que isso aquece o sistema.

  1. Se a precipitação libera calor, ela é exotérmica.
  2. O processo inverso, a dissolução do sal (solubilização), tem sinal contrário: é endotérmica, isto é, absorve calor.
  3. Na regeneração, o banho de água quente fornece a energia que a dissolução absorve. O sal volta a se dissolver e a solução fica pronta para novo uso.

Como a dissolução é endotérmica, a solubilidade aumenta com a temperatura (princípio de Le Chatelier). Por isso o sal só se dissolve no banho quente, e a diminuição da temperatura reduz a solubilidade.

Ao dissolver o sal, a solução volta a ser saturada ou supersaturada quando resfriada, e não diluída. Nesse processo o sal que estava precipitado passa para a solução, então a concentração aumenta.

A única afirmação correta é que a precipitação é exotérmica e a solubilização é endotérmica.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BComo a dissolução é endotérmica, a solubilidade aumenta com a temperatura; resfriar a diminui.
  • CA solubilização absorve energia do banho, e não libera.
  • DAo resfriar, a solução regenerada volta a ser supersaturada, e não diluída.
  • ENa regeneração o sal precipitado se dissolve, então a concentração na solução aumenta.

Assuntos: solubilidade, termoquímica, soluções supersaturadas.

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