Correção FUVEST 2027 · 1ª faseAcompanhe a resolução de cada questão da 1ª fase, ao vivoAcompanhar
Entrar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 4 (Química) do ITA 2012

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}\ \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

Assinale a opção que corresponde, aproximadamente, ao produto de solubilidade do AgCl(c) em água nas condições-padrão, sendo dados:
Ag^+(aq) + e^- \rightleftharpoons Ag(c); \ \text{E}^\text{o} = 0{,}799\text{ V} e AgCl(c) + e^- \rightleftharpoons Ag(c) + Cl^-(aq); \ \text{E}^\text{o} = 0{,}222\text{ V} ,
em que \text{E}^\text{o} é o potencial do eletrodo em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio nas condições-padrão.

  1. A
    1 \times 10^{-18}
  2. B
    1 \times 10^{-10}
  3. C
    1 \times 10^{-5}
  4. D
    1 \times 10^5
  5. E
    1 \times 10^{10}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

O produto de solubilidade corresponde à reação \ce{AgCl(s) <=> Ag+(aq) + Cl-(aq)}. Ela se obtém combinando as duas semirreações dadas.

A reação é a soma de:

  • \ce{AgCl(s) + e- -> Ag(s) + Cl-(aq)}, com E^\circ = 0{,}222\ \text{V} (redução, como está);
  • \ce{Ag(s) -> Ag+(aq) + e-}, com E^\circ = -0{,}799\ \text{V} (a inversa da redução do \ce{Ag+}).

Somando, os elétrons e o \ce{Ag(s)} se cancelam e resta a dissolução do \ce{AgCl}. O potencial da reação é:

E^\circ = 0{,}222 - 0{,}799 = -0{,}577\ \text{V}

No equilíbrio, a equação de Nernst a 25 °C fica:

E^\circ = \frac{0{,}059}{n}\log K

Com n = 1:

\log K_{ps} = \frac{-0{,}577}{0{,}059} \approx -9{,}8

Logo, K_{ps} \approx 10^{-9{,}8} \approx 1{,}6\times 10^{-10}, ou seja, da ordem de 10^{-10}.

Conferindo com o valor tabelado do \ce{AgCl} (1{,}8\times10^{-10}), o resultado é coerente.

Alternativa B.

Pegadinha: As alternativas B e E enganam quem erra o sinal do potencial ou inverte a reação: 10^{-10} é o K_{ps} (dissolução) e 10^{10} seria a constante da precipitação.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AExpoente muito negativo, que resultaria de usar n=2 ou de dobrar o potencial; não corresponde a -0{,}577 V com n=1.
  • CDaria \log K=-5, valor que não sai da razão -0{,}577/0{,}059.
  • DTroca o sinal de E^\circ (usa +0{,}577 V), obtendo K muito grande, e ainda com expoente errado.
  • EInverte o sinal do expoente, o que equivale a calcular 1/K_{ps}, a constante da reação de precipitação.

Assuntos: Produto de solubilidade (Kps), Pilhas e potencial de redução.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 4 no caderno Química do ITA 2012

Fonte: ITA 2012 · Química. Prova oficial ↗