PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 59 do ITA 2023
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 (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}
Carga elementar = 1{,}60 \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}
Constante de Planck (h) = 6{,}63 \times 10^{-34}\ \text{J}\ \text{s}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\ \text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72
Definições
Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 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 1\ \text{atm}
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.
(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em \text{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 | P | 15 | 30,97 |
| Li | 3 | 6,94 | S | 16 | 32,06 |
| B | 5 | 10,81 | Cl | 17 | 35,45 |
| C | 6 | 12,01 | K | 19 | 39,10 |
| N | 7 | 14,01 | Ca | 20 | 40,08 |
| O | 8 | 16,00 | Ga | 31 | 69,72 |
| F | 9 | 19,00 | Se | 34 | 78,96 |
| Na | 11 | 22,99 | Sr | 38 | 87,62 |
| Al | 13 | 26,98 |
Considere as seguintes afirmações relativas a ácidos.
I. O ácido fosfórico possui hidrogênios que podem ser substituídos por grupos orgânicos para a formação de ésteres.
II. O ácido fosfórico pode produzir três cátions do tipo hidroxônio em água.
III. A ionização do ácido clorídrico aumenta a condutividade elétrica de soluções aquosas.
IV. O grau de ionização de ácidos é a relação entre o número de moléculas dissolvidas e o número total de moléculas.
Das afirmações I a IV, acima destacadas, são CORRETAS
- Aapenas I, II e III.
- Bapenas II e III.
- Capenas II e IV.
- Dapenas III e IV.
- Etodas.
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Resolução comentada
Vamos avaliar cada afirmação.
I. O ácido fosfórico, \ce{H3PO4}, tem três grupos \ce{-OH} ligados ao fósforo. O hidrogênio de cada um pode ser substituído por grupos orgânicos (por exemplo, pela reação com álcoois), formando ésteres fosfóricos, como os do DNA e do ATP. Correta.
II. Em água, o \ce{H3PO4} ioniza em três etapas, e cada uma libera um \ce{H+} que se liga à água formando \ce{H3O+}:
Portanto, cada molécula pode produzir até três cátions hidroxônio. Correta.
III. O \ce{HCl} é molecular e, ao ionizar, gera \ce{H3O+} e \ce{Cl-}. Esses íons livres conduzem corrente, então a condutividade da solução aumenta. Correta.
IV. O grau de ionização é a razão entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas. A afirmação fala em moléculas "dissolvidas", que não é o mesmo que ionizadas: uma molécula pode se dissolver sem ionizar. Incorreta.
São corretas I, II e III.
Alternativa A.
Pegadinha: A afirmação IV engana ao trocar 'ionizadas' por 'dissolvidas' na definição de grau de ionização.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BExclui a I, mas o ácido fosfórico tem H em grupos -OH que podem ser substituídos, formando ésteres.
- CInclui a IV, que usa 'moléculas dissolvidas' em vez de 'ionizadas', e exclui a I e a III, que são corretas.
- DInclui a IV, que está errada, e exclui a II, que é correta.
- EConsidera a IV correta, mas o grau de ionização relaciona moléculas ionizadas, não dissolvidas, ao total.
Assuntos: ácidos, ionização, ácido fosfórico.
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Fonte: ITA 2023 · 1ª fase. Prova oficial ↗