PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 36 do ITA 2025

1ª fase · Química · Química: Modelos atômicos

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

Uma mistura de gases hipotéticos \ce{A2} e \ce{B2} pode reagir na presença de luz. Sabendo-se que a energia mínima do fóton para iniciar a reação entre os gases é de 2{,}3\ \text{eV}, assinale a alternativa que apresenta o tipo de laser de menor energia que possibilita a ocorrência da reação.

Dados eventualmente necessários: \lambda_{\text{violeta}} = 405 \times 10^{-9}\ \text{m}, \lambda_{\text{verde}} = 532 \times 10^{-9}\ \text{m} e \lambda_{\text{vermelha}} = 650 \times 10^{-9}\ \text{m}.

  1. A
    Ultravioleta.
  2. B
    Violeta.
  3. C
    Verde.
  4. D
    Vermelho.
  5. E
    Infravermelho.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A energia do fóton é E = \dfrac{hc}{\lambda}. Para a reação ocorrer, o fóton precisa ter pelo menos 2{,}3\ \text{eV}. Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia. Então devemos achar, entre os lasers, o de menor energia que ainda atinge 2{,}3\ \text{eV}.

Primeiro, a energia em joules para cada laser, com hc = 6{,}63\times10^{-34}\cdot 3{,}0\times10^{8} = 1{,}989\times10^{-25}\ \text{J·m}. Depois converto para eV, multiplicando por 6{,}24\times10^{18}.

  1. Vermelho (650\ \text{nm}): E = \dfrac{1{,}989\times10^{-25}}{650\times10^{-9}} = 3{,}06\times10^{-19}\ \text{J}, ou seja, 3{,}06\times10^{-19}\cdot 6{,}24\times10^{18} \approx 1{,}91\ \text{eV}. Menor que 2{,}3: não reage.

  2. Verde (532\ \text{nm}): E = \dfrac{1{,}989\times10^{-25}}{532\times10^{-9}} = 3{,}74\times10^{-19}\ \text{J} \approx 2{,}33\ \text{eV}. Maior que 2{,}3: reage.

  3. Violeta (405\ \text{nm}): E \approx 3{,}06\ \text{eV}, também reage, mas tem mais energia que o verde.

Infravermelho tem energia menor que o vermelho, então também não reage. Ultravioleta tem energia maior que o violeta.

O laser de menor energia que ainda supera 2{,}3\ \text{eV} é o verde.

Alternativa C.

Pegadinha: O verde dá cerca de 2{,}33\ \text{eV}, muito próximo de 2{,}3\ \text{eV}, então um arredondamento descuidado leva ao violeta ou ao vermelho.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO ultravioleta reage, mas tem energia maior que a do violeta e do verde, logo não é o de menor energia.
  • BO violeta (\approx 3{,}06\ \text{eV}) reage, mas há um laser de menor energia que também reage, o verde.
  • DO vermelho tem cerca de 1{,}91\ \text{eV}, abaixo do mínimo de 2{,}3\ \text{eV}.
  • EO infravermelho tem energia ainda menor que a do vermelho, insuficiente para a reação.

Assunto: Modelos atômicos.

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