PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 11 (Química) do ITA 2012
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} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mm}\,\text{Hg}\ \text{L}\ \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} e 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 . [\text{A}] = concentração da espécie química A em \text{mol}\ \text{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 | S | 16 | 32,07 |
| Li | 3 | 6,94 | Cl | 17 | 35,45 |
| C | 6 | 12,01 | K | 19 | 39,10 |
| N | 7 | 14,01 | Ca | 20 | 40,08 |
| O | 8 | 16,00 | Mn | 25 | 54,94 |
| F | 9 | 19,00 | As | 33 | 74,92 |
| Na | 11 | 22,99 | Br | 35 | 79,90 |
| Mg | 12 | 24,30 | Ag | 47 | 107,90 |
| Al | 13 | 26,98 | I | 53 | 126,90 |
| Si | 14 | 28,08 | Pt | 78 | 195,08 |
| P | 15 | 30,97 | Hg | 80 | 200,59 |
São feitas as seguintes afirmações a respeito dos produtos formados preferencialmente em eletrodos eletroquimicamente inertes durante a eletrólise de sais inorgânicos fundidos ou de soluções aquosas de sais inorgânicos:
I. Em CaCl_2(l) há formação de Ca(s) no catodo.
II. Na solução aquosa 1\times 10^{-3}\text{ mol.L}^{-1} em Na_2SO_4 há aumento do pH ao redor do anodo.
III. Na solução aquosa 1\text{ mol.L}^{-1} em AgNO_3 há formação de O_2(g) no anodo.
IV. Em NaBr(l) há formação de Br_2(l) no anodo.
Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S) apenas
- AI e II.
- BI e III.
- CII.
- DIII.
- EIV.
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Resolução comentada
Na eletrólise, o catodo é onde ocorre redução e o anodo é onde ocorre oxidação. Em sal fundido só há os íons do sal. Em solução aquosa, a água também pode reagir.
I (correta). Em \ce{CaCl2} fundido há apenas \ce{Ca^2+} e \ce{Cl-}. No catodo: \ce{Ca^2+ + 2e- -> Ca(s)}.
II (errada). Em \ce{Na2SO4} aquoso, o \ce{SO4^2-} não se oxida, então quem se oxida no anodo é a água:
Isso produz \ce{H+} e, portanto, o pH diminui ao redor do anodo (a região fica ácida). O aumento de pH ocorre ao redor do catodo, onde se forma \ce{OH-}.
III (correta). Em \ce{AgNO3} aquoso, o \ce{NO3-} não se oxida, então a água se oxida no anodo, liberando \ce{O2(g)}. No catodo deposita-se \ce{Ag(s)}.
IV (correta). Em \ce{NaBr} fundido, no anodo: \ce{2Br- -> Br2 + 2e-}. O bromo, na temperatura do sal fundido, é obtido como \ce{Br2}, e a afirmação o dá como líquido, o que é aceito pela questão.
Só a afirmação II está errada.
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa C é a que a pegadinha ataca: na II, o aumento de pH ocorre no catodo (formação de \ce{OH-}), mas no anodo o meio fica ácido.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AConsidera a I errada, mas o \ce{Ca^2+} fundido é reduzido a \ce{Ca(s)} no catodo.
- BA I e a III estão corretas; o erro está na II.
- DA III está correta: a água se oxida no anodo e forma \ce{O2}, pois o nitrato não se oxida.
- EA IV está correta: \ce{Br-} se oxida a \ce{Br2} no anodo.
Assunto: Eletrólise.
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Fonte: ITA 2012 · Química. Prova oficial ↗