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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 7 (Química) do ITA 2008

Química · Química: Produto de solubilidade (Kps)

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

Assinale a opção CORRETA que corresponde à variação da concentração de íons \ce{Ag+} provocada pela adição, a 25\text{ }^\text{o}\text{C}, de um litro de uma solução 0{,}02\text{ mol L}^{-1} em \ce{NaBr} a um litro de uma solução aquosa saturada em \ce{AgBr}. Dado: \text{Kps}_{\ce{AgBr}(298\text{K})} = 5{,}3 \times 10^{-13}.

  1. A
    3 \times 10^{-14}
  2. B
    5 \times 10^{-11}
  3. C
    7 \times 10^{-7}
  4. D
    1 \times 10^{-4}
  5. E
    1 \times 10^{-2}
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Resolução comentada

Conceito: na solução saturada de AgBr, [\ce{Ag+}][\ce{Br-}] = K_{ps}. Ao adicionar \ce{Br-}, o equilíbrio desloca-se (efeito do íon comum) e [\ce{Ag+}] diminui.

  1. Concentração inicial de \ce{Ag+} na saturada: [\ce{Ag+}]_i=\sqrt{5{,}3\times10^{-13}}\approx 7{,}3\times10^{-7}\ \text{mol/L}.

  2. Após misturar 1 L de cada solução, o volume vai a 2 L. O \ce{NaBr} fornece 0{,}02 mol de \ce{Br-}, logo [\ce{Br-}]\approx 0{,}01\ \text{mol/L}. O \ce{Br-} vindo do AgBr (\sim 10^{-7}) é desprezível.

  3. Nova concentração de prata:

    [\ce{Ag+}]_f=\frac{K_{ps}}{[\ce{Br-}]}=\frac{5{,}3\times10^{-13}}{1\times10^{-2}}=5{,}3\times10^{-11}\ \text{mol/L}

  4. Variação: \Delta[\ce{Ag+}] = 5{,}3\times10^{-11}-7{,}3\times10^{-7}\approx -7\times10^{-7}\ \text{mol/L}.

A variação tem módulo 7\times10^{-7} (é uma diminuição). O valor 5\times10^{-11} é a concentração final, não a variação.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana: é a concentração final de Ag+, mas a questão pede a variação, que é praticamente a concentração inicial perdida.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com o cálculo; não corresponde nem à concentração inicial nem à final.
  • BÉ a concentração final de Ag+ (5\times10^{-11}), não a variação pedida.
  • DIgnora o Kps; valor muito maior que qualquer concentração de Ag+ possível.
  • EConfunde com a concentração de Br- após a mistura (10^{-2}).

Assuntos: Produto de solubilidade (Kps), Diluição, mistura e titulação.

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Fonte: ITA 2008 · Química. Prova oficial ↗