Questão de Química — Soluções e Substâncias Inorgânicas — FGV 2025

Soluções: concentração, diluição e propriedades coligativas

Gabarito: letra A. A concentração em mol/L da solução é 0,2 mol/L, pois 5,85 g de NaCl correspondem a 0,1 mol (5,85 g ÷ 58,5 g/mol) e esse soluto está dissolvido em 0,5 L de solução, resultando em 0,1 mol / 0,5 L = 0,2 mol/L. As demais alternativas contrariam os princípios das propriedades coligativas e da diluição: a adição de soluto não volátil diminui a pressão de vapor e eleva o ponto de ebulição, e a diluição reduz a concentração, não a mantém constante.

A questão mistura dois blocos de conhecimento: o cálculo de concentração (molaridade) e as propriedades coligativas. Vamos por partes. A concentração em mol/L (também chamada de molaridade, representada por M) é definida como a razão entre o número de mols do soluto e o volume da solução em litros: $M = \frac{n_1}{V(L)}$. No problema, temos 5,85 g de NaCl, cuja massa molar é 58,5 g/mol. O número de mols é $n = \frac{5,85\,\text{g}}{58,5\,\text{g/mol}} = 0,1\,\text{mol}$. O volume da solução é 500 mL = 0,5 L (considerando que o volume final é aproximadamente o volume de água, dado que a densidade da água é 1,00 g/mL e a massa de soluto é pequena). Assim, $M = \frac{0,1\,\text{mol}}{0,5\,\text{L}} = 0,2\,\text{mol/L}$. Esse é exatamente o valor da alternativa A.

Agora, as propriedades coligativas dependem apenas do número de partículas dissolvidas, não da natureza do soluto. Quando adicionamos um soluto não volátil a um solvente puro, ocorrem quatro efeitos: tonoscopia (abaixamento da pressão de vapor), ebulioscopia (elevação do ponto de ebulição), crioscopia (abaixamento do ponto de congelamento) e pressão osmótica (aumento). No caso do NaCl, que é um eletrólito forte, cada fórmula unitária se dissocia em dois íons (Na⁺ e Cl⁻), então o número efetivo de partículas é o dobro do número de mols de NaCl. Isso intensifica os efeitos coligativos.

A diluição é o processo de adicionar mais solvente a uma solução, o que aumenta o volume total e, consequentemente, diminui a concentração do soluto, mantendo a quantidade de matéria (mols) constante. A relação fundamental é $M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2$. Se adicionarmos 500 mL de água a 500 mL de solução, o volume final dobra (de 0,5 L para 1,0 L), e a molaridade cai pela metade (de 0,2 mol/L para 0,1 mol/L). A pressão osmótica, que é diretamente proporcional à concentração de partículas ($\pi = i \cdot M \cdot R \cdot T$), também diminui pela metade.

A pegadinha central desta questão é a inversão dos efeitos coligativos: muitos candidatos confundem o efeito do soluto na pressão de vapor e no ponto de ebulição. Lembre-se: soluto não volátil diminui a pressão de vapor e aumenta o ponto de ebulição. A alternativa B afirma o contrário (pressão de vapor maior), e a D afirma que o ponto de ebulição seria inferior — ambas estão invertidas. A alternativa C ignora a fórmula da diluição, e a E confunde o efeito da diluição na pressão osmótica (que diminui, não aumenta).

Guarde a fronteira entre concentração e propriedades coligativas: a concentração é uma medida quantitativa da solução, enquanto as propriedades coligativas são consequências da presença de partículas. É exatamente nessa distinção que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A concentração em mol/L é calculada corretamente: $n = \frac{5,85\,\text{g}}{58,5\,\text{g/mol}} = 0,1\,\text{mol}$ e $V = 0,5\,\text{L}$, logo $M = \frac{0,1}{0,5} = 0,2\,\text{mol/L}$. O enunciado fornece exatamente os dados necessários, e o cálculo confirma o valor.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que a pressão de vapor da solução é maior que a da água pura. Isso contraria a tonoscopia: a adição de soluto não volátil diminui a pressão de vapor do solvente, pois as partículas de soluto dificultam a evaporação das moléculas de solvente na superfície. Quanto maior o número de partículas dissolvidas, menor a pressão de vapor. Como o NaCl se dissocia em 2 íons, o efeito é ainda mais pronunciado.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Diz que após diluir com mais 500 mL de água a molaridade será mantida constante. Isso é falso: a diluição aumenta o volume total, e como a quantidade de soluto (mols) permanece a mesma, a concentração diminui. Pela relação $M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2$, com $V_2 = 1,0\,\text{L}$, temos $M_2 = \frac{0,2 \times 0,5}{1,0} = 0,1\,\text{mol/L}$ — metade do valor original.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o ponto de ebulição da solução será inferior ao da água pura. Na verdade, a ebulioscopia estabelece que a adição de soluto não volátil eleva o ponto de ebulição do solvente. A variação é dada por $\Delta T_e = K_e \cdot W \cdot i$, onde $W$ é a molalidade e $i$ é o fator de van't Hoff (para NaCl, $i = 2$). Portanto, a solução ferve a uma temperatura maior que 100 °C.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Diz que a pressão osmótica será reduzida pela adição de 500 mL de água. Isso está correto em si, mas a alternativa afirma que a pressão osmótica será reduzida — e isso é verdade! Porém, a alternativa E é apresentada como incorreta no gabarito. Vamos analisar: a pressão osmótica é dada por $\pi = i \cdot M \cdot R \cdot T$. Ao diluir, a molaridade cai de 0,2 para 0,1 mol/L, então a pressão osmótica diminui pela metade. A afirmação da alternativa E é verdadeira! Mas o gabarito oficial é A, e a questão pede a alternativa correta. Como a E também é verdadeira, há uma ambiguidade. No entanto, a banca considerou a E incorreta, provavelmente porque a redação "será reduzida pela adição de 500 mL de água" pode ser interpretada como uma consequência direta e imediata, mas o efeito é proporcional à diluição — e a alternativa não menciona que a redução é pela metade. Ainda assim, a afirmação é factualmente correta. Como o gabarito oficial é A, devemos marcar A, mas é importante registrar que a E também é defensável. Em provas, quando há ambiguidade, prevalece o gabarito oficial.

Gabarito: letra A