Questão 62 da UFPR 2023

Question

A reação química envolvida entre o íon fosfato e molibdato no teste é descrita pela seguinte equação:

\ce{PO4^{3-} + 12 MoO4^{2-} + 27 H+ -> H3PMo12O40 + 12 H2O}

Nesse teste, a quantidade de matéria de \ce{MoO4^{2-}} necessária para uma amostra de 10 mL contendo 2\text{ mg L}^{-1} de \ce{H3PO4} (98\text{ g mol}^{-1}) é mais próxima de:

Dados: 1\text{ mg} = 10^{-3}\text{ g}; 1\text{ mL} = 10^{-3}\text{ L}

A
1{,}0 \times 10^{-3}\text{ mol}.
B
0{,}25 \times 10^{-3}\text{ mol}.
C
0{,}02 \times 10^{-3}\text{ mol}.
D
2{,}4 \times 10^{-6}\text{ mol}.
E
0{,}2 \times 10^{-6}\text{ mol}.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 62 da UFPR 2023

1ª fase

O texto a seguir é referência para as questões 62 e 63. · 1ª fase

A elevação da concentração de fosfato em rios e lagos causa poluição e outros problemas ambientais, como a eutrofização. Assim, o monitoramento da concentração de fosfato é de interesse ambiental e pode ser realizado por meio de teste colorimétrico, explorando a reação de azul de molibdênio. Ao adicionar o íon molibdato (\ce{MoO4^{2-}}), ácido mineral e um agente redutor numa amostra de água contendo fosfato, forma-se o composto de intensa cor azul. A intensidade de cor da solução neste teste é proporcional à concentração de fosfato na amostra.

A reação química envolvida entre o íon fosfato e molibdato no teste é descrita pela seguinte equação:

\ce{PO4^{3-} + 12 MoO4^{2-} + 27 H+ -> H3PMo12O40 + 12 H2O}

Nesse teste, a quantidade de matéria de \ce{MoO4^{2-}} necessária para uma amostra de 10 mL contendo 2\text{ mg L}^{-1} de \ce{H3PO4} (98\text{ g mol}^{-1}) é mais próxima de:

Dados: 1\text{ mg} = 10^{-3}\text{ g}; 1\text{ mL} = 10^{-3}\text{ L}

A
1{,}0 \times 10^{-3}\text{ mol}.
B
0{,}25 \times 10^{-3}\text{ mol}.
C
0{,}02 \times 10^{-3}\text{ mol}.
D
2{,}4 \times 10^{-6}\text{ mol}.
E
0{,}2 \times 10^{-6}\text{ mol}.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

A concentração dada é 2\ \text{mg/L} de \ce{H3PO4} e a amostra tem só 10\ \text{mL}. Primeiro achamos a massa de fosfato na amostra, depois os mols e, por fim, usamos a proporção da equação.

Massa de \ce{H3PO4} em 10\ \text{mL} (10^{-2}\ \text{L}):

m = 2\ \text{mg/L} \times 10^{-2}\ \text{L} = 2\times10^{-2}\ \text{mg} = 2\times10^{-5}\ \text{g}
Quantidade de matéria de \ce{H3PO4}:

n = \frac{2\times10^{-5}\ \text{g}}{98\ \text{g/mol}} \approx 2{,}04\times10^{-7}\ \text{mol}
Pela equação, 1\ \text{mol} de fosfato reage com 12\ \text{mol} de molibdato. Cada \ce{H3PO4} fornece um \ce{PO4^{3-}}, então:

n_{\ce{MoO4^{2-}}} = 12 \times 2{,}04\times10^{-7} \approx 2{,}4\times10^{-6}\ \text{mol}

Esse valor corresponde à alternativa D.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem calcula os mols de fosfato (\approx 2\times10^{-7} mol) e esquece a proporção 1:12 da equação.

Por que as outras alternativas estão erradas

AValor muito acima do resultado; não corresponde a nenhuma conta correta com os dados.
BValor sem relação com a massa de fosfato em 10 mL; ordem de grandeza muito maior.
COrdem de grandeza errada (2\times10^{-5} mol), sem base nos cálculos de massa e mols.
EEsquece de multiplicar por 12 (proporção molibdato:fosfato), parando em cerca de 2\times10^{-7} mol.

Assuntos: estequiometria, concentração comum, quantidade de matéria.

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Questão 62 no caderno 1ª fase da UFPR 2023

Fonte: UFPR 2023 · 1ª fase. Prova oficial ↗