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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 16 (Química) do ITA 2012

Química · Química: Estados físicos e mudanças de estado

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

A figura representa a curva de aquecimento de uma amostra, em que S, L e G significam, respectivamente, sólido, líquido e gasoso. Com base nas informações da figura é CORRETO afirmar que a amostra consiste em uma

Gráfico de Temperatura versus Tempo mostrando uma curva de aquecimento: aquecimento da fase sólida (S), patamar constante na mudança de fase de sólido para líquido, aquecimento do líquido (L), variação de temperatura durante a mudança de líquido para gás e aquecimento do gás (G).

  1. A
    substância pura.
  2. B
    mistura coloidal.
  3. C
    mistura heterogênea.
  4. D
    mistura homogênea azeotrópica.
  5. E
    mistura homogênea eutética.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Na curva de aquecimento, o que diferencia cada tipo de amostra é o comportamento da temperatura durante as mudanças de fase.

  1. Fusão (S → L): a figura mostra um patamar, com temperatura constante. Isso é típico de substância pura ou de mistura eutética, que funde como se fosse uma substância pura, em temperatura fixa.

  2. Ebulição (L → G): a temperatura não fica constante. Ela continua subindo, só que com inclinação menor, porque líquido e vapor coexistem e a composição do líquido vai mudando. Uma substância pura ou uma mistura azeotrópica teria patamar também na ebulição.

  3. Conclusão: a amostra não é substância pura, pois não há patamar na ebulição. Também não é azeotrópica, pelo mesmo motivo. Uma mistura comum (não eutética) não teria patamar na fusão.

O que sobra é a mistura que tem temperatura de fusão constante e temperatura de ebulição variável: a mistura eutética. Ela é homogênea (uma única fase líquida) e funde em temperatura fixa, mas ferve em uma faixa de temperatura.

A ideia de mistura coloidal ou heterogênea não é o que o gráfico discrimina, e nenhuma dessas misturas explicaria o patamar na fusão seguido de ebulição em faixa.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa A engana quem vê só o patamar da fusão e conclui substância pura, sem notar que a ebulição não tem patamar.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Asubstância pura teria patamar também na ebulição, mas ali a temperatura continua subindo.
  • Bo gráfico não indica coloide, e o patamar na fusão exige comportamento de eutético.
  • Cmistura heterogênea comum não funde em temperatura constante.
  • Dazeotrópica teria patamar na ebulição, e não na fusão; aqui ocorre o inverso.

Assunto: Estados físicos e mudanças de estado.

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Fonte: ITA 2012 · Química. Prova oficial ↗