PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 60 do ITA 2019
Texto-base das questões 49 a 60 · 1ª fase
Constantes
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}\ \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{,}60 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (\text{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}
Constante gravitacional (\text{g}) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (\text{h}) = 6{,}63 \times 10^{-34}\ \text{m}^2\ \text{kg}\ \text{s}^{-1}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\ \text{s}^{-1}
Número de Euler (\text{e}) = 2{,}72
Definições
Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{m}^2\ \text{s}^{-2} = 6{,}24 \times 10^{18}\ \text{eV}
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}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(\text{s}) = \text{sólido}. (\ell) = \text{líquido}. (\text{g}) = \text{gás}. (\text{aq}) = \text{aquoso}. (\text{conc}) = \text{concentrado}. (\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}.
u.m.a. = \text{unidade de massa atômica}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}
Massas Molares
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) | Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) |
|---|---|---|---|---|---|
| H | 1 | 1,01 | Fe | 26 | 55,85 |
| C | 6 | 12,01 | Co | 27 | 58,93 |
| N | 7 | 14,01 | Ni | 28 | 58,69 |
| O | 8 | 16,00 | Cu | 29 | 63,55 |
| F | 9 | 19,00 | Zn | 30 | 65,38 |
| S | 16 | 32,06 | Br | 35 | 79,90 |
Uma amostra de gás contém 80% de metano, 10% de etano, 5% de propano e 5% de nitrogênio, em volume. Considerando que todos os átomos de carbono na amostra de gás são convertidos em butadieno com 100% de rendimento, assinale a opção que apresenta a massa de butadieno obtido a partir de 100 g do gás.
- A50 g
- B60 g
- C70 g
- D80 g
- E90 g
Reportar erro na questão
Resolução comentada
Em gases, porcentagem em volume é igual à porcentagem em mol. Então, em 100 mol de gás, há 80 mol de \ce{CH4}, 10 mol de \ce{C2H6}, 5 mol de \ce{C3H8} e 5 mol de \ce{N2}.
Primeiro, a massa dessa mistura (massas molares: \ce{CH4}=16{,}04, \ce{C2H6}=30{,}07, \ce{C3H8}=44{,}09, \ce{N2}=28{,}02 g/mol, aproximadas por 16, 30, 44 e 28):
- \ce{CH4}: 80\times16=1280 g
- \ce{C2H6}: 10\times30=300 g
- \ce{C3H8}: 5\times44=220 g
- \ce{N2}: 5\times28=140 g
Total: 1940 g para 100 mol.
Agora, os mols de carbono nesses 100 mol de gás:
O butadieno é \ce{C4H6}, com 4 C por molécula e massa molar 4(12{,}01)+6(1{,}01)=54{,}1 g/mol. Com rendimento de 100%:
Essa massa vale para 1940 g de gás. Para 100 g:
Alternativa D.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AValor muito baixo, resultado de erro na proporção de carbono ou no uso da massa da amostra.
- BNão corresponde ao cálculo correto de mols de C e da massa de \ce{C4H6} por 100 g.
- CValor próximo, mas não sai da conta correta com a massa molar da mistura.
- EValor alto demais, como se a massa de gás fosse menor ou se contasse carbono a mais.
Assuntos: Cálculo estequiométrico, Estudo dos gases e equação de Clapeyron.
Reportar erro na resolução
Ver como caiu na prova
Fonte: ITA 2019 · 1ª fase. Prova oficial ↗