PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 28 do ITA 2027

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 \ln 5 = 1{,}609 \sqrt{3} = 1{,}73
\log 2 = 0{,}301 \ln 3 = 1{,}099 \text{e}^{-0{,}3465} = 0{,}707 \sqrt{5} = 2{,}24

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
C\ell 17 35,45 Au 79 196,97
K 19 39,10 Hg 80 200,59

Foram preparadas quatro soluções aquosas a 25\text{ }^\text{o}\text{C}. As soluções \text{X}, \text{J} e \text{Q} possuem a mesma concentração, de 0{,}10\text{ mol}\boldsymbol{\text{·}}\text{L}^{-1}, sendo compostas, respectivamente, por glicose, \text{NaCl} e \text{CaCl}_2. A solução \text{Z} contém etanol na concentração de 10\text{ }\text{\%}\text{ (m/m)}. Considere que \text{NaCl} e \text{CaCl}_2 são eletrólitos fortes.

Analise as afirmativas abaixo:

I. As soluções \text{X} e \text{Z} apresentam condutividade elétrica desprezível e inferior à das soluções \text{J} e \text{Q}, sendo que \text{J} < \text{Q}.

II. O abaixamento do ponto de congelamento segue a ordem \text{X} < \text{J} < \text{Q}.

III. A solubilidade de \text{CO}_2\text{(g)} nas soluções depende apenas da pressão do gás e da temperatura.

IV. Ao misturar volumes iguais das soluções \text{J} e \text{Q}, a concentração de \text{NaCl} passa a 0{,}05\text{ mol}\boldsymbol{\text{·}}\text{L}^{-1}, e a condutividade da solução resultante aumenta em relação às soluções \text{J} e \text{Q}.

Assinale a alternativa que contém as afirmações CORRETAS.

  1. A
    ( ) Apenas I e II.
  2. B
    ( ) Apenas I, II e III.
  3. C
    ( ) Apenas II e IV.
  4. D
    ( ) Apenas I, II e IV.
  5. E
    ( ) Apenas III e IV.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Vamos avaliar cada afirmativa.

I. Glicose e etanol são moleculares: não liberam íons, então a condutividade é desprezível. NaCl libera 2 mol de íons por mol (0{,}20\ \text{mol/L} de íons) e \text{CaCl}_2 libera 3 mol (0{,}30\ \text{mol/L} de íons). Logo, J < Q, e X e Z ficam abaixo de ambas. Correta.

II. O abaixamento crioscópico é propriedade coligativa: depende da quantidade de partículas dissolvidas, \Delta T = K_c \cdot W \cdot i.

  • X: i = 1, partículas 0{,}10
  • J: i = 2, partículas 0{,}20
  • Q: i = 3, partículas 0{,}30

Portanto X < J < Q. Correta.

III. Além da pressão e da temperatura, a solubilidade do \text{CO}_2 depende da composição do solvente. Sais, por exemplo, diminuem a solubilidade de gases (efeito salting-out), e o etanol também altera o meio. A palavra "apenas" a torna falsa.

IV. Ao misturar volumes iguais, a concentração de NaCl cai pela metade: 0{,}10/2 = 0{,}05\ \text{mol/L} (correto). Os íons totais ficam (0{,}20 + 0{,}30)/2 = 0{,}25\ \text{mol/L}, valor intermediário entre J (0{,}20) e Q (0{,}30). A condutividade fica entre as duas e não aumenta em relação a ambas. Falsa.

Corretas: I e II.

Alternativa A.

Pegadinha: A afirmativa IV engana ao acertar a concentração de NaCl (0{,}05\ \text{mol/L}), mas erra a conclusão sobre a condutividade, que fica intermediária.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Binclui a III, mas a solubilidade do gás também depende da composição da solução (sais, etanol), não só de pressão e temperatura.
  • Cinclui a IV, mas a condutividade da mistura fica entre as de J e Q, não maior que ambas; e omite a I, que é correta.
  • Dinclui a IV, falsa, pois a mistura tem 0{,}25\ \text{mol/L} de íons, intermediário entre J e Q.
  • Econsidera verdadeiras III e IV, ambas falsas, e exclui I e II, que são corretas.

Assuntos: propriedades coligativas, condutividade elétrica de soluções, solubilidade de gases.

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Fonte: ITA 2027 · 1ª fase. Prova oficial ↗