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20/20/10fáceis/médias/difíceis
Ensino Médio · 2º anonível
QuímicaTonoscopia (Pressão de Vapor)
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Questão 1Fácil
Um copo com água pura e outro com água salgada, ambos na mesma temperatura e expostos ao ar, são observados por várias horas. Explica-se corretamente que a água salgada evapora mais lentamente porque:
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Gabarito: B) a presença do sal dissolvido reduz a pressão de vapor da solução em relação à da água pura, diminuindo a taxa de evaporação.
O sal, sendo um soluto não volátil, reduz a pressão de vapor da solução em relação à da água pura (Lei de Raoult). Como a pressão de vapor está diretamente ligada à taxa de evaporação, a água salgada evapora mais lentamente que a água pura na mesma temperatura.
Questão 2Fácil
Observe o gráfico de pressão de vapor da água pura em função da temperatura. Qual é, aproximadamente, a pressão de vapor da água pura a 60 °C, segundo o gráfico?
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Gabarito: B) 149,4 mmHg
Fazendo a leitura direta do gráfico no ponto correspondente a 60 °C, obtém-se o valor de pressão de vapor de 149,4 mmHg para a água pura.
Questão 3Fácil
Um soluto não volátil, quando dissolvido em um solvente, provoca em relação à pressão de vapor do solvente puro:
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Gabarito: B) uma diminuição.
Segundo a Lei de Raoult, a adição de um soluto não volátil sempre diminui a pressão de vapor da solução em relação à do solvente puro, na mesma temperatura, pois reduz a fração molar de moléculas do solvente disponíveis para evaporar.
Questão 4Fácil
Volatilidade é a propriedade de uma substância relacionada à facilidade com que ela passa do estado líquido para o estado de vapor. Uma substância muito volátil apresenta, a uma dada temperatura:
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Gabarito: B) alta pressão de vapor.
Volatilidade e pressão de vapor estão diretamente relacionadas: quanto mais volátil é uma substância (mais facilmente ela evapora), maior é sua pressão de vapor a uma dada temperatura, pois mais moléculas conseguem escapar para a fase gasosa até atingir o equilíbrio.
Questão 5Fácil
O equilíbrio líquido-vapor, que define a pressão de vapor de um líquido em um recipiente fechado, é atingido quando:
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Gabarito: C) as velocidades de evaporação e de condensação se igualam, mantendo constantes as quantidades de líquido e vapor.
O equilíbrio líquido-vapor é um equilíbrio dinâmico: em um sistema fechado, moléculas continuam evaporando e condensando, mas as velocidades desses dois processos se igualam, de modo que as quantidades de líquido e de vapor permanecem constantes. É esse equilíbrio que define o valor da pressão de vapor a uma dada temperatura.
Questão 6Médio
Duas soluções aquosas contêm o mesmo solvente (10 mol) e o mesmo soluto não volátil e molecular, porém em quantidades diferentes: a solução 1 tem 1 mol de soluto e a solução 2 tem 2 mol de soluto. Sendo a pressão de vapor da água pura igual a 100 mmHg, qual solução apresenta maior pressão de vapor?
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Gabarito: A) Solução 1, com aproximadamente 90,9 mmHg, pois tem menor quantidade de soluto dissolvido.
Solução 1: Xsolvente = 10/(10+1) = 10/11 ≈ 0,9091, P = 100 × 0,9091 ≈ 90,9 mmHg. Solução 2: Xsolvente = 10/(10+2) = 10/12 ≈ 0,8333, P = 100 × 0,8333 ≈ 83,3 mmHg. Como a solução 1 tem menos soluto, sua pressão de vapor é maior (90,9 mmHg > 83,3 mmHg).
Com base no gráfico, em qual temperatura a diferença absoluta de pressão de vapor (ΔP) entre o solvente puro e a solução é maior?
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Gabarito: E) 90 °C
Calculando ΔP em cada temperatura: a 10°C, ΔP = 30 − 21 = 9; a 30°C, ΔP = 80 − 56 = 24; a 50°C, ΔP = 160 − 112 = 48; a 70°C, ΔP = 290 − 203 = 87; a 90°C, ΔP = 480 − 336 = 144. Embora a fração molar do soluto (e portanto ΔP/P0) seja constante, o valor absoluto de ΔP cresce junto com P0, sendo máximo a 90 °C.
Questão 8Médio
Perfumes evaporam e se espalham no ambiente muito mais rapidamente do que óleos vegetais deixados em um recipiente aberto, mesmo à mesma temperatura. Essa diferença está relacionada, principalmente, ao fato de que:
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Gabarito: B) os perfumes possuem componentes com maior pressão de vapor (mais voláteis) do que os óleos, que apresentam pressão de vapor muito baixa.
Os componentes voláteis dos perfumes (como álcoois e ésteres de baixa massa molar) apresentam pressão de vapor muito mais alta do que os componentes dos óleos vegetais, que são pouco voláteis. Como maior pressão de vapor corresponde a maior taxa de evaporação, o perfume evapora e se espalha mais rapidamente.
Questão 9Médio
Em relação à influência da temperatura sobre a pressão de vapor de um líquido (puro ou em solução), é correto afirmar que:
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Gabarito: B) a pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura, pois mais moléculas adquirem energia suficiente para passar ao estado de vapor.
A pressão de vapor de um líquido, puro ou em solução, sempre aumenta com o aumento da temperatura, pois em temperaturas mais altas mais moléculas possuem energia cinética suficiente para escapar da fase líquida e atingir o novo equilíbrio líquido-vapor em uma pressão mais alta.
Questão 10Médio
Deseja-se preparar uma solução aquosa em que a fração molar do soluto não volátil e não iônico seja igual a 0,05, utilizando 360 g de água (massa molar = 18 g/mol) como solvente. Sabendo que a massa molar do soluto é 60 g/mol, qual a massa aproximada de soluto que deve ser dissolvida?
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Gabarito: A) 63,2 g
Mols de água: n_solvente = 360/18 = 20 mol. Como Xsoluto = n_soluto/(n_soluto + n_solvente) = 0,05, temos: n_soluto = 0,05 × 20/(1 − 0,05) = 1/0,95 ≈ 1,0526 mol. Massa de soluto: m = n × M = 1,0526 × 60 ≈ 63,2 g.
Questão 11Difícil
O gráfico mostra as curvas de pressão de vapor da água pura e de uma solução aquosa de um soluto não volátil e não iônico. A razão ΔP/P0 é constante e igual a 0,08 em qualquer temperatura mostrada. Sabendo que a solução contém 23 mol de água, calcule a quantidade de matéria de soluto dissolvida.
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Gabarito: A) 2,0 mol
Pela Lei de Raoult, ΔP/P0 = Xsoluto = 0,08. Como Xsoluto = n_soluto/(n_soluto + n_solvente), isolando n_soluto: n_soluto = 0,08 × 23/(1 − 0,08) = 1,84/0,92 = 2,0 mol.
Questão 12Difícil
Dissolveram-se 68,4 g de sacarose (C12H22O11, massa molar = 342 g/mol) em 540 g de água (massa molar = 18 g/mol). O gráfico mostra a pressão de vapor da água pura (100 mmHg) e da solução resultante, na mesma temperatura. Calcule o valor de P (pressão de vapor da solução) mostrado no gráfico.
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Gabarito: A) 99,3 mmHg
Mols de sacarose: n_soluto = 68,4/342 = 0,2 mol. Mols de água: n_solvente = 540/18 = 30 mol. Fração molar do solvente: Xsolvente = 30/(30+0,2) = 30/30,2 ≈ 0,9934. Pela Lei de Raoult: P = P0 × Xsolvente = 100 × 0,9934 ≈ 99,3 mmHg.
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