PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 29 do ITA 2025

1ª fase · Química · Química: Diluição, mistura e titulação

Texto-base das questões 25 a 36 · 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{Torr} = 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}\ \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 ambiente: 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) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}

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 Mn 25 54,94
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 As 33 74,92
O 8 16,00 Se 34 78,97
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Sr 38 87,62
Mg 12 24,31 Nb 41 92,91
P 15 30,97 I 53 126,90
S 16 32,06 Ba 56 137,33
\text{C}\ell 17 35,45 Au 79 196,97
K 19 39,10 Hg 80 200,59

Para quantificar o ácido ascórbico (\ce{C6H8O6}) em uma amostra de alimento, foram adicionados 100 mL de uma solução aquosa 0{,}005\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1} em \ce{I2}. Após a reação completa do ácido ascórbico, o \ce{I2} remanescente foi titulado com uma solução aquosa 0{,}005\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1} em \ce{Na2S2O3}, sendo utilizados 20 mL dessa solução até o ponto de equivalência.

\ce{C6H8O6(aq) + I2(aq) -> 2H+(aq) + 2I-(aq) + C6H6O6(aq)}
\ce{I2(aq) + 2S2O3^{2-}(aq) -> 2I-(aq) + S4O6^{2-}(aq)}

Considere as seguintes afirmações sobre a reação:

I. Entre \ce{I2} e o ácido ascórbico, há uma reação de oxirredução, em que o ácido ascórbico age como agente redutor, e o \ce{I2}, como agente oxidante.
II. A quantidade de ácido ascórbico presente na amostra é de aproximadamente 0,08 g.
III. Após a titulação de neutralização do ácido ascórbico (\text{pKa}_1 = 4{,}17) com \ce{I2}, no ponto de equivalência, o pH da solução resultante é maior que 7,0.
IV. O \ce{I2} pode ser substituído por \ce{Br2} como titulante no processo de quantificação do ácido ascórbico por titulação.

Com base nas afirmações acima, estão CORRETAS

  1. A
    apenas I e II.
  2. B
    apenas I, II e IV.
  3. C
    apenas I e III.
  4. D
    apenas III e IV.
  5. E
    todas.
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Resolução comentada

Na afirmação I, o ácido ascórbico perde elétrons ao formar \ce{C6H6O6}: ele é oxidado e atua como agente redutor. O \ce{I2} recebe elétrons, formando \ce{I-}, e atua como agente oxidante. Portanto, I é correta.

Para verificar II, usamos a titulação de retorno: o iodo consumido pelo ácido ascórbico é a diferença entre o adicionado e o remanescente.

  1. A quantidade inicial de iodo é:

    n_0=0{,}005\times0{,}100=5{,}0\times10^{-4}\ \text{mol}.

  2. Foram gastos 0{,}005\times0{,}020=1{,}0\times10^{-4}\ \text{mol} de tiossulfato. Como a proporção é 1:2, restaram 5{,}0\times10^{-5}\ \text{mol} de iodo.

  3. A proporção entre ácido ascórbico e iodo é 1:1. Assim:

    n_{\text{ácido}}=5{,}0\times10^{-4}-5{,}0\times10^{-5}=4{,}5\times10^{-4}\ \text{mol}.

    Com massa molar 176{,}14\ \text{g/mol}:
    m=4{,}5\times10^{-4}\times176{,}14\approx0{,}0793\ \text{g}.

    Logo, II é correta.

III é falsa: a reação com iodo é de oxirredução, não de neutralização. Além disso, ela produz \ce{H+}, não justificando um pH maior que 7.

IV é correta: o \ce{Br2} também pode oxidar o ácido ascórbico, sendo reduzido a \ce{Br-}, com a mesma proporção molar 1:1.

Alternativa B.

Pegadinha: A afirmação III usa o pKa para sugerir uma titulação de ácido fraco com base forte, mas o iodo participa de uma oxirredução.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AExclui IV, embora o bromo também possa oxidar o ácido ascórbico.
  • CInclui III, que confunde oxirredução com neutralização, e exclui II e IV.
  • DInclui a falsa afirmação III e exclui as corretas I e II.
  • EInclui III, mas a reação com iodo não é uma neutralização com pH de equivalência básico.

Assuntos: Diluição, mistura e titulação, Reações de oxirredução e balanceamento redox.

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Fonte: ITA 2025 · 1ª fase. Prova oficial ↗