ITA 2026 (2ª fase) — Questão 3

Uma solução aquosa a 100 ºC recebe energia na forma de calor a partir de uma fonte com potência igual a 540 $\mathrm{cal \cdot s^{-1}}$. A solução possui um volume inicial de 1 L e contém $2 \cdot 10^{-3}$ mol de uma substância $\mathrm{A^+}$ e $1 \cdot 10^{-3}$ mol de uma substância $\mathrm{B^-}$. Essas substâncias podem formar um sólido de acordo com a reação

$\mathrm{A^+(aq) + B^-(aq) \rightleftharpoons AB(s)}.$

Considerações: i) as substâncias A e B têm volume desprezível na solução; ii) a ebulição ocorre nas condições padrão; iii) efeitos coligativos são desprezíveis; e iv) toda a energia é utilizada para a ebulição da água.

Forneça os seguintes valores numéricos:

a) tempo esperado, em segundos, para que o sólido comece a ser formado na solução;

b) concentrações de $\mathrm{A^+}$ e $\mathrm{B^-}$ quando o volume da solução se reduz à metade do valor correspondente ao do início da precipitação.

Dados:

$K_{PS}(\mathrm{AB}) = 1 \cdot 10^{-5}$; $\Delta H^\circ_{\text{ebulição}}(\mathrm{H_2O}) = 540\ \mathrm{cal \cdot g^{-1}}$; massa específica da água ($\rho$) = 1 $\mathrm{g \cdot mL^{-1}}$