PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 10 (Química) da 2ª fase do IME 2019

Química · Química: Coeficiente e curvas de solubilidade

Texto-base das questões 01 a 10 · Química

Folha de dados

Informações de Tabela Periódica:

Elemento	H	C	N	O	F	Mg	Al	Cl	K	Ca	Cu	Br
Massa atômica (u)	1,00	12,0	14,0	16,0	19,0	24,3	27,0	35,5	39,1	40,1	63,5	80,0
Número atômico	1	6	7	8	9	12	13	17	19	20	29	35

Constantes:
Constante de Faraday: 1\ \text{F} = 96500\ \text{C}\cdot\text{mol}^{-1}
Constante Universal dos Gases = 0{,}082\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 2{,}00\ \text{cal}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 8{,}314\ \text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
\log 2 = 0{,}3 \qquad 10^{0{,}4} = 2{,}5

Dados:

Potenciais-padrão de redução a 25°C:

\begin{array}{rcll} \ce{Al^{3+} + 3e-} & \rightarrow & \ce{Al} & \Delta\text{E}^\circ_{\text{red}} = -1{,}66\ \text{V} \\ \ce{Ni^{2+} + 2e-} & \rightarrow & \ce{Ni} & \Delta\text{E}^\circ_{\text{red}} = -0{,}25\ \text{V} \\ \ce{Cu^{2+} + 2e-} & \rightarrow & \ce{Cu} & \Delta\text{E}^\circ_{\text{red}} = +0{,}34\ \text{V} \\ \ce{Fe^{2+} + 2e-} & \rightarrow & \ce{Fe} & \Delta\text{E}^\circ_{\text{red}} = -0{,}46\ \text{V} \end{array}

Equação de Nernst: E = E^o - \dfrac{0{,}059}{n} \log Q

Conversão: \text{T(K)} = \text{t}(^\circ\text{C}) + 273

Um recipiente A, dotado de uma válvula na parte superior, está totalmente preenchido por uma solução de n mols de \ce{CO2} em 1800\text{ g} de água. O recipiente A foi, então, conectado ao recipiente B previamente evacuado, fechado por válvula e com volume de 1{,}64\text{ L}. Em um dado momento, as válvulas foram abertas deixando o sistema nesta condição durante tempo suficiente para atingir o equilíbrio. Após o equilíbrio, as válvulas foram fechadas e os recipientes foram desconectados. Sabendo-se que:

todo o processo ocorreu à temperatura constante de 300\text{ K};
a constante de Henry para a solubilidade do \ce{CO2} na água, K_{\text{H}}, expressa em fração molar vale 1/30\text{ atm}^{-1};
a variação de volume da fase líquida pode ser desprezada;
o gás tem comportamento ideal.

Calcule o número de mols de \ce{CO2} que migraram para o recipiente B em função de n.

Esquema ilustrando os recipientes A e B conectados por válvulas: inicialmente A contém líquido e B está evacuado; após o equilíbrio indicado pelo símbolo de tempo, gás ocupa o recipiente B; finalmente, o recipiente B com gás é desconectado.

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Resolução comentada Em breve: a resolução passo a passo desta questão.

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Questão 10 no caderno Química da 2ª fase do IME 2019

Fonte: IME 2ª fase 2019 · Química. Prova oficial ↗