PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 30 do ITA 2026

1ª fase · Química

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}\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 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}

\ln 2 = 0,693

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 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Se 34 78,97
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Rb 37 85,47
Mg 12 24,31 Sr 38 87,62
P 15 30,97 Nb 41 92,91
S 16 32,06 I 53 126,90
\text{C}\ell 17 35,45 Au 79 196,97
K 19 39,10 Hg 80 200,59

Uma dada solução aquosa a 100\ ^\circ\text{C} apresenta o equilíbrio químico \ce{A(aq) <=> B(aq)}. A quantidade inicial de \ce{A(aq)} corresponde a 1{,}0\ \text{mol}, e a constante de equilíbrio dessa reação é igual a 1{,}0. A essa solução é fornecida uma quantidade de energia igual a 540 cal por segundo, e a quantidade inicial de água na solução é igual a 1000 g.

Considerações: i) o volume das substâncias A e B é desprezível em relação ao volume da solução; ii) o equilíbrio é atingido muito rapidamente; iii) as substâncias A e B não são voláteis; e iv) toda a energia é utilizada para ebulição do solvente.

Assinale a alternativa que melhor representa o tempo gasto, em segundos, para que a temperatura da solução aumente em 1{,}04\ ^\circ\text{C}.

Dados:
K(\text{ebulioscópica})\text{ da água} = 0{,}52\ ^\circ\text{C}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}
\Delta H_{\text{ebulição}}(\ce{H2O}) = 540\ \text{cal}\cdot\text{g}^{-1}

  1. A
    ( ) 400.
  2. B
    ( ) 500.
  3. C
    ( ) 600.
  4. D
    ( ) 700.
  5. E
    ( ) 800.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A elevação da temperatura de ebulição depende da quantidade total de partículas não voláteis, e não apenas da quantidade de A que permanece no equilíbrio.

Como K=[B]/[A]=1{,}0, as concentrações de A e B são iguais. Partindo de 1{,}0\ \text{mol} de A, teremos 0{,}5\ \text{mol} de cada espécie. Portanto, a quantidade total de soluto continua sendo 1{,}0\ \text{mol}.

Tomando os 100\ ^\circ\text{C} indicados como referência, a temperatura desejada é 101{,}04\ ^\circ\text{C}. Pela relação ebulioscópica:

\Delta T_e=K_e\frac{n_{\text{soluto}}}{m_{\text{água}}\,(\text{kg})}
1{,}04=0{,}52\frac{1{,}0}{m_{\text{água}}}\quad\Rightarrow\quad m_{\text{água}}=0{,}50\ \text{kg}.

Assim, devem evaporar 1000-500=500\ \text{g} de água. Como toda a energia fornecida é empregada na vaporização, a energia necessária é:

Q=500\times540=270\,000\ \text{cal}.

Dividindo essa energia pela taxa de fornecimento, obtemos:

t=\frac{270\,000}{540}=500\ \text{s}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AApós evaporar 400 g, a elevação ebulioscópica seria aproximadamente 0,87 °C.
  • CApós evaporar 600 g, a elevação ebulioscópica seria 1,30 °C.
  • DApós evaporar 700 g, a elevação ebulioscópica seria aproximadamente 1,73 °C.
  • EApós evaporar 800 g, a elevação ebulioscópica seria 2,60 °C.

Assuntos: ebulioscopia, equilíbrio químico, calor latente.

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Fonte: ITA 2026 · 1ª fase. Prova oficial ↗