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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 20 (Química) do ITA 2008

Química · Química: Combustão e poder calorífico

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6{,}02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22{,}4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1{,}602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8{,}21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8{,}31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62{,}4\text{ mmHg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1{,}98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão = 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101325\text{ Nm}^{\mathbf{-2}} = 760\text{ Torr}
1\text{ N} = 1\text{ kg m s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}.
Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C}, 1\text{ atm}, concentração das soluções: 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) ou (c) = sólido cristalino; (l) ou (\ell) = líquido; (g) = gás; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito metálico; (conc) = concentrado; (ua) = unidades arbitrárias; [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})
Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})
H 1 1,01 Cl 17 35,45
Be 4 9,01 K 19 39,10
B 5 10,81 Ca 20 40,08
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Zn 30 65,39
F 9 19,00 As 33 74,92
Na 11 22,99 Br 35 79,91
Mg 12 24,31 Ag 47 107,87
Al 13 26,98 Cd 48 112,41
P 15 30,97 Sn 50 118,71
S 16 32,06 I 53 126,90
Pt 78 195,08

Qual das substâncias abaixo não é empregada na fabricação da pólvora negra?

  1. A
    trinitrotolueno
  2. B
    enxofre
  3. C
    carvão
  4. D
    nitrato de sódio
  5. E
    nitrato de potássio
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Resolução comentada

A pólvora negra é uma mistura física de três componentes: um oxidante, que fornece oxigênio para a combustão, e dois combustíveis.

  1. Oxidante: nitrato de potássio (salitre), \ce{KNO3}. Em algumas formulações antigas ou mais baratas, ele pode ser substituído por nitrato de sódio, \ce{NaNO3}, que também é um nitrato oxidante.
  2. Combustíveis: carvão (carbono) e enxofre. O enxofre facilita a ignição e aumenta a velocidade da queima.

Proporção típica: cerca de 75% de \ce{KNO3}, 15% de carvão e 10% de enxofre.

O trinitrotolueno (TNT) é outra coisa: é um explosivo orgânico nitrado, sintetizado pela nitração do tolueno. Não faz parte da pólvora negra e é uma substância totalmente distinta, com detonação muito mais violenta.

Assim, carvão, enxofre e os nitratos de potássio e de sódio são usados na pólvora negra, mas o TNT não.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D engana quem acha que só o nitrato de potássio serve; o nitrato de sódio também pode ser usado como oxidante.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BO enxofre é um dos combustíveis da pólvora negra, então é empregado.
  • CO carvão é o principal combustível da mistura, então é empregado.
  • DO nitrato de sódio pode atuar como oxidante em formulações de pólvora, então é empregado.
  • EO nitrato de potássio (salitre) é o oxidante clássico da pólvora negra.

Assunto: Combustão e poder calorífico.

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Fonte: ITA 2008 · Química. Prova oficial ↗