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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 19 (Química) do ITA 2017

Química · Química: Reações de oxirredução e balanceamento redox

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (\text{F}) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\cdot\text{s}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\cdot\text{V}^{-1}\cdot\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 (\text{R}) = 8{,}21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} =
= 62{,}4\ \text{mmHg}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
Constante gravitacional (\text{g}) = 9{,}81\ \text{m}\cdot\text{s}^{-2}
Constante de Planck (\text{h}) = 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{m}^2\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-1}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\cdot\text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325\ \text{bar}
1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m}^2\cdot\text{s}^{-2}. \ln 2 = 0{,}693
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}\cdot\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. [X] = concentração da espécie química X em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1})
H 1 1,01 Cl 17 35,45
He 2 4,00 K 19 39,10
Be 4 9,01 Cr 24 52,00
B 5 10,81 Mn 25 54,94
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 Ni 28 58,69
O 8 16,00 Cu 29 63,55
F 9 19,00 Zn 30 65,38
Na 11 22,99 Br 35 79,90
Mg 12 24,31 Pd 46 106,42
Al 13 26,98 Ag 47 107,87
Si 14 28,09 Xe 54 131,30
P 15 30,97 Pt 78 195,08
S 16 32,06 Hg 80 200,59

Assinale a opção que indica a técnica de química analítica empregada em etilômetros (bafômetros) que utilizam dicromato de potássio.

  1. A
    Calorimetria.
  2. B
    Densimetria.
  3. C
    Fotometria.
  4. D
    Gravimetria.
  5. E
    Volumetria.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O bafômetro clássico contém dicromato de potássio (\ce{K2Cr2O7}) em meio ácido, geralmente com sílica e \ce{H2SO4}. O etanol do ar expirado reduz o cromo e é oxidado a etanal e depois a ácido acético:

\ce{3 CH3CH2OH + 2 Cr2O7^{2-} + 16 H+ -> 3 CH3COOH + 4 Cr^{3+} + 11 H2O}

O íon dicromato é alaranjado (\ce{Cr2O7^{2-}}) e o íon \ce{Cr^{3+}} é verde. Quanto mais álcool no ar expirado, maior a quantidade de \ce{Cr^{3+}} formada e mais intensa a cor verde.

O que o aparelho avalia, portanto, é a mudança de cor, ou seja, a absorção de luz pelas espécies coloridas. Isso é a fotometria (espectrofotometria). Nos modelos eletrônicos com célula de dicromato, mede-se a intensidade da luz absorvida, que se relaciona com a concentração de álcool.

Os outros métodos não se aplicam:

  • Volumetria exigiria titulação, com medida de volume de reagente, o que não ocorre no aparelho.
  • Gravimetria exigiria pesar um precipitado.
  • Densimetria mede densidade.
  • Calorimetria mede calor trocado.

A técnica empregada é a fotometria.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa E engana quem lembra que a reação com dicromato é redox, como nas titulações, mas o bafômetro mede a variação de cor (fotometria), sem titular.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA calorimetria mede calor da reação, mas o bafômetro avalia a mudança de cor.
  • BA densimetria mede densidade, grandeza que não é usada no aparelho.
  • DA gravimetria envolve pesar uma massa, como a de um precipitado, o que não acontece aqui.
  • EA volumetria é feita por titulação, que mede volume de reagente, e o bafômetro mede a cor.

Assunto: Reações de oxirredução e balanceamento redox.

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Fonte: ITA 2017 · Química. Prova oficial ↗