Questão 10 (Química) do ITA 2010

Question

Em cinco béqueres foram adicionados 50 mL de uma solução de referência, que consiste de uma solução aquosa saturada em cloreto de prata, contendo corpo de fundo, a 25 °C e 1 atm. A cada béquer, foram adicionados 50 mL de uma solução aquosa diluída diferente, dentre as seguintes:

I. Solução de cloreto de sódio a 25 °C.
II. Solução de Glicose a 25 °C.
III. Solução de Iodeto de sódio a 25 °C.
IV. Solução de Nitrato de prata a 25 °C.
V. Solução de Sacarose a 50 °C.

Considere que o corpo de fundo permanece em contato com as soluções após rápida homogeneização das misturas aquosas e que não ocorre formação de óxido de prata sólido. Nestas condições, assinale a opção que indica a(s) solução(ões), dentre as acima relacionadas, que altera(m) a constante de equilíbrio da solução de referência.

A
Apenas I, III e IV
B
Apenas I e IV
C
Apenas II e V
D
Apenas III
E
Apenas V

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 10 (Química) do ITA 2010

Química · Química: Constante de equilíbrio (Kc e Kp)

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}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{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}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mmHg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 101\ 325\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr}
1\text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{m}^2\ \text{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}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (\ \ell\ ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (CM) = circuito metálico. (conc) = concentrado.
(ua) = unidades arbitrárias. [A] = concentração da espécie química A em \text{mol}\ \text{L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})	Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})
H	1	1,01	Cr	24	52,00
B	5	10,81	Fe	26	55,85
C	6	12,01	Ni	28	58,69
N	7	14,01	Cu	29	63,55
O	8	16,00	Zn	30	65,40
Na	11	22,99	Sr	38	87,62
P	15	30,97	Ag	47	107,87
S	16	32,07	I	53	126,90
Cl	17	35,45	W	74	183,84
Ar	18	39,95	Pt	78	195,08
K	19	39,10	Au	79	196,97
Ca	20	40,08	Pb	82	207,2

Em cinco béqueres foram adicionados 50 mL de uma solução de referência, que consiste de uma solução aquosa saturada em cloreto de prata, contendo corpo de fundo, a 25 °C e 1 atm. A cada béquer, foram adicionados 50 mL de uma solução aquosa diluída diferente, dentre as seguintes:

I. Solução de cloreto de sódio a 25 °C.
II. Solução de Glicose a 25 °C.
III. Solução de Iodeto de sódio a 25 °C.
IV. Solução de Nitrato de prata a 25 °C.
V. Solução de Sacarose a 50 °C.

Considere que o corpo de fundo permanece em contato com as soluções após rápida homogeneização das misturas aquosas e que não ocorre formação de óxido de prata sólido. Nestas condições, assinale a opção que indica a(s) solução(ões), dentre as acima relacionadas, que altera(m) a constante de equilíbrio da solução de referência.

A
Apenas I, III e IV
B
Apenas I e IV
C
Apenas II e V
D
Apenas III
E
Apenas V

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

A constante de equilíbrio (aqui, o produto de solubilidade, K_{ps}) depende apenas da temperatura. Concentrações, adição de íons ou de outras substâncias deslocam o equilíbrio, mas não mudam o valor de K.

O equilíbrio da solução de referência é:

\ce{AgCl(s) <=> Ag+(aq) + Cl-(aq)} \qquad K_{ps}=[\ce{Ag+}][\ce{Cl-}]

Analisando cada solução adicionada:

I (NaCl, 25 °C): aumenta [\ce{Cl-}], e o equilíbrio desloca para a esquerda (efeito do íon comum). O K_{ps} não muda.
II (glicose, 25 °C): soluto molecular que não reage com os íons. Só dilui, e K_{ps} não muda.
III (NaI, 25 °C): o \ce{I-} forma AgI, muito menos solúvel, consumindo \ce{Ag+} e deslocando o equilíbrio para a direita. A temperatura continua 25 °C, então K_{ps} do AgCl não muda.
IV (AgNO3, 25 °C): aumenta [\ce{Ag+}], e o equilíbrio desloca para a esquerda. O K_{ps} não muda.
V (sacarose, 50 °C): a sacarose não participa do equilíbrio, mas a solução entra a 50 °C. Após a mistura, a temperatura do sistema fica acima de 25 °C, e a dissolução do AgCl é endotérmica. Assim, o K_{ps} aumenta.

Só a solução V altera a temperatura do sistema, e portanto a constante de equilíbrio.

Alternativa E.

Pegadinha: As alternativas A, B e D enganam quem acha que adicionar íons (Cl⁻, Ag⁺, I⁻) muda a constante; só a temperatura da solução V (50 °C) a altera.

Por que as outras alternativas estão erradas

Aconfunde deslocamento do equilíbrio (íon comum, formação de AgI) com alteração da constante, que só depende da temperatura.
Bo efeito do íon comum de NaCl e AgNO3 desloca o equilíbrio, mas não altera K_{ps}.
Ca glicose (II) não altera a temperatura nem participa do equilíbrio, então não muda K_{ps}.
Do NaI desloca o equilíbrio ao precipitar AgI, mas a 25 °C o K_{ps} do AgCl permanece igual.

Assuntos: Constante de equilíbrio (Kc e Kp), Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier).

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Questão 10 no caderno Química do ITA 2010

Fonte: ITA 2010 · Química. Prova oficial ↗