PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 31 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

Considere que a reação \ce{A -> 3B} é um processo elementar que ocorre em meio aquoso. As substâncias \ce{A} e \ce{B} não são voláteis. No início da reação, 1 mol de \ce{A} está dissolvido em 90 g de água. Após 20 horas, a pressão de vapor da solução é igual a 16\ \text{mmHg}. Considerações: i) temperatura de 25\ ^\circ\text{C} durante a reação; e ii) pressão de vapor da água pura a 25\ ^\circ\text{C} igual a 24\ \text{mmHg}.

Assinale a alternativa que apresenta a pressão de vapor da solução após 30 horas.

  1. A
    11{,}54\ \text{mmHg}.
  2. B
    12{,}07\ \text{mmHg}.
  3. C
    13{,}20\ \text{mmHg}.
  4. D
    14{,}05\ \text{mmHg}.
  5. E
    15{,}48\ \text{mmHg}.
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Resolução comentada

Use a lei de Raoult: P = x_{\text{água}}\cdot P^0. Os solutos não são voláteis, então só importa a fração molar da água.

Quantidade de água: 90/18 = 5\ \text{mol} (com H = 1,01 e O = 16,00, a massa molar é 18,02, o que dá praticamente 5 mol).

Após 20 h:

  1. x_{\text{água}} = 16/24 = 2/3.
  2. \dfrac{5}{5+n} = \dfrac{2}{3}, logo n = 2{,}5\ \text{mol} de partículas de soluto.
  3. Se x mol de A reagiram, restam 1-x de A e há 3x de B. Então n = 1 - x + 3x = 1 + 2x = 2{,}5, o que dá x = 0{,}75\ \text{mol}.
  4. Restam 0{,}25\ \text{mol} de A, ou seja, 0{,}25 = e^{-k\cdot 20}.

Cinética: o processo é elementar, então a lei de velocidade é de primeira ordem em A: [A]=[A]_0e^{-kt}. A fração restante de A depende só do tempo.

Em 20 h resta 1/4, ou seja, duas meias-vidas, o que dá t_{1/2}=10\ \text{h}.

Em 30 h são três meias-vidas, restando 1/8 = 0{,}125\ \text{mol} de A. Reagiram 0{,}875\ \text{mol}, formando 3\times 0{,}875 = 2{,}625\ \text{mol} de B.

Em 30 h:

n = 0{,}125 + 2{,}625 = 2{,}75\ \text{mol}

x_{\text{água}} = \dfrac{5}{5+2{,}75} = \dfrac{5}{7{,}75} = 0{,}645

P = 0{,}645\times 24 = 15{,}48\ \text{mmHg}

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa conta incorreta para o número de mols de soluto, aproximando-se de um soluto excessivo.
  • BConsidera erradamente a fração molar do soluto ou outro tempo de reação.
  • CSupõe cinética de ordem zero ou outra evolução de A, errando o número de mols em 30 h.
  • DIgnora a estequiometria 1:3 ao contar as partículas dissolvidas.

Assuntos: lei de Raoult, cinética de primeira ordem, propriedades coligativas.

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