PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 33 do ITA 2025

1ª fase · Química · Química: Coeficiente e curvas de solubilidade

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

Um dos procedimentos mais utilizados para purificação de alguns sais é descrito abaixo:

I. lavagem com água gelada;
II. adição de uma certa quantidade de água para a obtenção de uma solução saturada à alta temperatura e aquecimento dessa mistura até total dissolução do sal;
III. filtração a quente;
IV. resfriamento controlado da solução sob agitação.

A respeito do procedimento descrito, assinale a opção que contém a afirmação ERRADA.

  1. A
    A lavagem com água gelada é realizada para remover as impurezas solúveis em água, evitando maiores perdas do sal.
  2. B
    A curva de solubilidade do sal em água é fundamental para determinação da temperatura de aquecimento da mistura.
  3. C
    A filtração a quente é realizada para remoção das impurezas solúveis em água, evitando perdas do sal.
  4. D
    O controle da temperatura de resfriamento e o grau de agitação da solução determinam o formato e a granulometria dos cristais.
  5. E
    O processo apresentado pode ser utilizado na recristalização de sais.
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Resolução comentada

O procedimento descrito é a recristalização. O sal impuro é dissolvido na menor quantidade possível de água quente, até a saturação. Em seguida a solução é filtrada a quente e depois resfriada, de modo que o sal cristalize e as impurezas solúveis fiquem na água-mãe. A ordem dos passos no texto está embaralhada (a lavagem com água gelada, item I, é a etapa final, feita nos cristais já filtrados), mas isso não altera as afirmações.

Vamos conferir cada afirmação:

  • A: correta. A água gelada dissolve pouco o sal, mas arrasta as impurezas solúveis que ficaram na superfície dos cristais.
  • B: correta. A curva de solubilidade mostra quanto sal cabe em cada temperatura, e daí se escolhe a temperatura de dissolução e o volume de água.
  • C: errada. A filtração a quente retém as impurezas insolúveis na água, como poeira e areia, que ficam no filtro enquanto o sal permanece dissolvido. As impurezas solúveis passam pelo filtro junto com a solução e só são eliminadas depois, porque permanecem dissolvidas durante a cristalização.
  • D: correta. Resfriamento lento e agitação influenciam a nucleação e o crescimento dos cristais, definindo forma e tamanho.
  • E: correta. O procedimento é a própria recristalização.

A afirmação errada é a C.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa C engana ao trocar "insolúveis" por "solúveis": a filtração a quente retira as impurezas insolúveis, não as solúveis.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AEstá correta: a água gelada remove impurezas solúveis da superfície dos cristais com pouca perda do sal.
  • BEstá correta: a curva de solubilidade define a temperatura e a quantidade de água para saturar a solução.
  • DEstá correta: taxa de resfriamento e agitação controlam nucleação e crescimento, logo forma e tamanho dos cristais.
  • EEstá correta: o procedimento descrito é exatamente uma recristalização.

Assuntos: Coeficiente e curvas de solubilidade, Separação de misturas.

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