PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 70 do ITA 2021
Texto-base das questões 56 a 70 · 1ª fase
Constantes
Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (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}
Carga elementar = 1{,}60 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (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}
Constante de Planck (h) = 6{,}63 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72
Definições
Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\cdot\text{m}^{-2} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m}^2\cdot\text{s}^{-2} = 6{,}24 \times 10^{18}\ \text{eV}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}
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. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [\text{X}] = concentração da espécie química \text{X} em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio
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 | K | 19 | 39,10 |
| C | 6 | 12,01 | Ca | 20 | 40,08 |
| N | 7 | 14,01 | Cr | 24 | 52,00 |
| O | 8 | 16,00 | Mn | 25 | 54,94 |
| F | 9 | 19,00 | Fe | 26 | 55,85 |
| Na | 11 | 22,99 | Ga | 31 | 69,72 |
| Al | 13 | 26,98 | Br | 35 | 79,90 |
| S | 16 | 32,06 | Xe | 54 | 131,29 |
| Cl | 17 | 35,45 | Ce | 58 | 140,12 |
| Ar | 18 | 39,95 | Pb | 82 | 207,19 |
Considere as curvas de solubilidade de sais inorgânicos mostradas na figura. A respeito de alguns destes sais são feitas as seguintes afirmações:

I. Dissolvendo-se 130 g de \ce{KNO3} em 200 g de água, a 40\ ^\circ\text{C}, obteremos uma solução saturada com depósito de 70 g desta substância que não será dissolvida.
II. Se dissolvermos 20 g de \ce{Ce2(SO4)3} em 300 g de água a 10\ ^\circ\text{C} e, posteriormente, aquecermos esta solução a 90\ ^\circ\text{C}, haverá gradativa precipitação da substância.
III. A menor quantidade de água necessária para dissolver completamente 140 g de \ce{K2Cr2O7} a 90\ ^\circ\text{C} é, aproximadamente, 150 g.
IV. \ce{NaNO3} é a substância mais solúvel a 30\ ^\circ\text{C}.
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)
- A( ) apenas I, II e IV.
- B( ) apenas I e III.
- C( ) apenas II.
- D( ) apenas III e IV.
- E( ) nenhuma.
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Resolução comentada
A curva de solubilidade dá a massa máxima de sal que dissolve em 100 g de água em cada temperatura. Acima dela a solução está saturada e o excesso precipita.
I. A 40 °C, a curva do \ce{KNO3} passa por cerca de 63 g/100 g de água. Em 200 g de água dissolvem-se cerca de 126 g. Com 130 g, sobrariam só uns 4 g de depósito, não 70 g. Falsa.
II. O \ce{Ce2(SO4)3} tem solubilidade decrescente. A 10 °C ela é de cerca de 10 g/100 g, então em 300 g de água cabem cerca de 30 g, e os 20 g dissolvem totalmente. A 90 °C a solubilidade é cerca de 2,5 g/100 g, ou seja, cerca de 7,5 g em 300 g de água. Ao aquecer, o excesso precipita, de forma gradual. Verdadeira.
III. A 90 °C o \ce{K2Cr2O7} tem solubilidade de cerca de 70 g/100 g de água. Para 140 g:
O valor é 200 g, não 150 g. Falsa.
IV. A 30 °C, o \ce{NaNO3} tem cerca de 96 g/100 g e o \ce{CaCl2} já saiu do gráfico, acima de 100 g (a curva atinge 100 por volta de 27 °C). Logo o \ce{CaCl2} é mais solúvel que o \ce{NaNO3}. Falsa.
Apenas a II é correta.
Alternativa C.
Pegadinha: A afirmação IV engana quem olha só as curvas que chegam ao topo e esquece que o CaCl₂ já ultrapassa 100 g/100 g de água perto de 27 °C, passando o NaNO₃ a 30 °C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AConsidera I e IV corretas, mas I dá depósito de cerca de 4 g (não 70 g) e a 30 °C o CaCl₂ é mais solúvel que o NaNO₃.
- BI e III estão erradas: o depósito em I é de cerca de 4 g e a água necessária em III é cerca de 200 g.
- DIII exige cerca de 200 g de água, e em IV o CaCl₂ supera o NaNO₃ a 30 °C.
- EA afirmação II é correta, pois a solubilidade do Ce₂(SO₄)₃ cai com a temperatura.
Assuntos: curvas de solubilidade, solução saturada.
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Fonte: ITA 2021 · 1ª fase. Prova oficial ↗