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Química

ITA 2006 Química — Questão 8

Considere um calorímetro adiabático e isotérmico, em que a temperatura é mantida rigorosamente constante e igual a 40 °C. No interior deste calorímetro é posicionado um frasco de reação cujas paredes permitem a completa e imediata troca de calor. O frasco de reação contém 100 g de água pura a 40 °C. Realizam-se cinco experimentos, adicionando uma massa m1m_1 de um sal X ao frasco de reação. Após o estabelecimento do equilíbrio termodinâmico, adiciona-se ao mesmo frasco uma massa m2m_2 de um sal Y e mede-se a variação de entalpia de dissolução (ΔH\Delta H). Utilizando estas informações e as curvas de solubilidade apresentadas na figura, excluindo quaisquer condições de metaestabilidade, assinale a opção que apresenta a correlação CORRETA entre as condições em que cada experimento foi realizado e o respectivo ΔH\Delta H.

Curvas de solubilidade (gramas de sal/100 g de água, 0 a 200) em função da temperatura (0 a 100 °C) para NaClO3, KNO3, NH4Cl e NaCl

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2006 Química, questão 8: alternativa B

Experimento 2: X=NaClO3\mathrm{X = NaClO_3} ; m1=40 gm_1 = 40\ \mathrm{g} ; Y=NaClO3\mathrm{Y = NaClO_3} ; m2=40 gm_2 = 40\ \mathrm{g} ; ΔH>0\Delta H > 0

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você tira da curva de solubilidade duas coisas: quanto ainda dissolve a 40 °C e o sinal do ΔH de dissolução pela inclinação da curva.

Por onde começar · passo 1 de 4

Leia as solubilidades a 40 °C

Quanto de cada sal cabe em 100 g de água a 40 °C?

Na vertical de 40 °C: NaClO3 ≈ 125 g; KNO3 ≈ 60 g (a curva fica um pouco acima disso); NH4Cl ≈ 45 g; NaCl ≈ 37 g. O calorímetro mantém 40 °C o tempo todo, então são esses os limites.

A armadilha

Quem não confere se a solução já está saturada marca a A (segunda leva de KNO3 praticamente não dissolve, ΔH ≈ 0). Quem acha que sal de outro tipo também não dissolve numa solução saturada de KNO3 marca a D. Quem associa curva quase plana ou NH4Cl a ΔH < 0 cai na C ou na E.

Quem cai nela marca A, C, D, E.

Exp.Y adicionadoLimite de Y a 40 °CY dissolve?ΔH realOpção diz
1 (A)60 g KNO3 após 60 g KNO3≈ 60 gnão (já saturada)≈ 0> 0
2 (B)40 g NaClO3 após 40 g NaClO3≈ 125 gsim, tudo (80 g)> 0> 0
3 (C)10 g NaCl após 10 g NaCl≈ 37 gsim, tudo (20 g)> 0 (pequeno)< 0
4 (D)60 g NaClO3 após 60 g KNO3≈ 125 gsim, tudo> 0= 0
5 (E)60 g NH4Cl após 60 g KNO3≈ 45 g≈ 45 g> 0< 0
Só no experimento 2 o ΔH real coincide com o afirmado.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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