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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 20 (Química) do ITA 2015

Química · Química: Estudo dos gases e equação de Clapeyron

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} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mmHg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\ 325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr} = 1,01325\text{ bar}
1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg 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: 1\text{ bar} ; 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) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .
(ua) = unidades arbitrárias . [\text{X}] = concentração da espécie química X 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 K 19 39,10
Li 3 6,94 Ca 20 40,08
B 5 10,81 Cr 24 52,00
C 6 12,01 Mn 25 54,94
N 7 14,01 Fe 26 55,85
O 8 16,00 Zn 30 65,38
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Ag 47 107,90
P 15 30,97 Pt 78 195,08
S 16 32,07 Hg 80 200,59
Cl 17 35,45 Pu 94 238

Contribuíram de forma direta para o desenvolvimento do conceito de pressão atmosférica

  1. A
    Friedrich August Kekulé e John Dalton.
  2. B
    Michael Faraday e Fritz Haber.
  3. C
    Galileu Galilei e Evangelista Torricelli.
  4. D
    Jöns Jacob Berzelius e Eduard Büchner.
  5. E
    Robert Bunsen e Henry Louis Le Chatelier.
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Resolução comentada

Essa é uma questão de história da ciência, sem cálculo. O conceito de pressão atmosférica nasceu no século XVII, no estudo do vácuo e do peso do ar.

Galileu Galilei discutiu o horror ao vácuo e mostrou que a água não sobe por bombas de sucção além de cerca de 10 m. Isso indicava que existe um limite físico, e não uma simples "repulsa" da natureza ao vácuo.

Evangelista Torricelli, discípulo de Galileu, deu o passo decisivo. Ele encheu um tubo de mercúrio, emborcou-o em uma cuba e viu a coluna parar em cerca de 760 mm. Concluiu que o peso do ar sobre a superfície do mercúrio equilibra a coluna. Assim, inventou o barômetro e demonstrou a pressão atmosférica. Daí vem a unidade mmHg (ou Torr, em sua homenagem), citada no texto-base.

Os demais pares atuam em outras áreas:

  1. Kekulé: estrutura do benzeno e tetravalência do carbono; Dalton: teoria atômica e pressões parciais.
  2. Faraday: eletroquímica; Haber: síntese da amônia.
  3. Berzelius: símbolos químicos e massas atômicas; Büchner: fermentação e enzimas.
  4. Bunsen: espectroscopia e o bico de Bunsen; Le Chatelier: princípio do deslocamento de equilíbrio.

Portanto, a dupla que contribuiu diretamente para o conceito de pressão atmosférica é Galileu e Torricelli.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AKekulé trabalhou com estrutura molecular e Dalton com o modelo atômico e as pressões parciais, não com a medida da pressão atmosférica.
  • BFaraday é da eletroquímica e Haber da síntese da amônia, sem relação direta com o conceito de pressão atmosférica.
  • DBerzelius (símbolos e massas atômicas) e Büchner (fermentação) não estudaram a pressão do ar.
  • EBunsen (espectroscopia) e Le Chatelier (equilíbrio químico) não participaram do desenvolvimento desse conceito.

Assunto: Estudo dos gases e equação de Clapeyron.

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Fonte: ITA 2015 · Química. Prova oficial ↗