PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 49 da UFPR 2011

1ª fase · Química: Mol, massa molar e constante de Avogadro

Este ano ocorreu um terrível acidente ambiental com o vazamento de petróleo no Golfo do México. O vazamento, que durou meses na plataforma Deepwater Horizon, da British Petroleum, pode ter derramado 4,5 milhões de barris de petróleo no mar. Considerando que um barril corresponde a 159 litros e que a densidade do petróleo é de 0{,}88\text{ kg.L}^{-1}, qual é a quantidade de matéria (em mols) aproximada de carbono presentes no petróleo derramado? Assuma que a composição do petróleo é de alcanos de fórmula geral \mathbf{C_n H_{2n+2}}. (M (g.mol^{-1}): H = 1,008; C = 12,01)

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    4{,}4 \times 10^{10}.
  2. B
    4{,}5 \times 10^2.
  3. C
    6{,}02 \times 10^{23}.
  4. D
    1{,}0 \times 10^{200}.
  5. E
    4{,}6 \times 10^6.
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Resolução comentada

Para achar o número de mols de carbono, é preciso saber a massa de petróleo e quanto de massa corresponde a cada mol de carbono.

  1. Volume derramado: 4{,}5\times10^{6}\times159 = 7{,}155\times10^{8}\ \text{L}.

  2. Massa, usando a densidade: 7{,}155\times10^{8}\times0{,}88 \approx 6{,}3\times10^{8}\ \text{kg} = 6{,}3\times10^{11}\ \text{g}.

  3. Composição: os alcanos têm fórmula \ce{C_nH_{2n+2}}. Como o petróleo tem cadeias longas (n grande), o +2 é desprezível e cada carbono vem acompanhado de cerca de 2 hidrogênios, ou seja, de um grupo \ce{CH2}.

  4. Massa molar de \ce{CH2}: 12{,}01 + 2\times1{,}008 = 14{,}026\ \text{g/mol}. Isso corresponde a 1 mol de C.

  5. Mols de carbono:

    n_C=\frac{6{,}3\times10^{11}}{14{,}026}\approx 4{,}5\times10^{10}\ \text{mol}

O valor calculado fica na ordem de 10^{10}, e a alternativa mais próxima é 4{,}4\times10^{10}. A pequena diferença vem do arredondamento e da aproximação do \ce{CH2}.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BOrdem de grandeza muito pequena, por erro de potência na conversão de barris, litros e quilogramas para gramas.
  • CÉ o número de Avogadro, que não tem relação com a quantidade de carbono pedida.
  • DValor absurdo (10^{200}), sem sentido físico para a massa de petróleo envolvida.
  • EOrdem 10^6, que resulta de esquecer de converter a massa de kg para g ou de usar apenas o número de barris.

Assuntos: Mol, massa molar e constante de Avogadro, Propriedades da matéria e densidade, Hidrocarbonetos.

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Fonte: UFPR 2011 · 1ª fase. Prova oficial ↗