Questão de Química — Grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro e Estequiometria. — FGV 2026

Cálculo Estequiométrico: Massa de Vanilina

Gabarito: letra C. A massa mínima necessária é de 0,304 mg, calculada a partir da concentração molar dada ($2 \times 10^{-13} \text{ mol/L}$), do volume total do ambiente ($10^7 \text{ L}$) e da massa molar da vanilina ($152 \text{ g/mol}$).

Para resolver esta questão, primeiro determinamos a quantidade de matéria ($n$) de vanilina necessária para o volume total do ambiente:

$n = C \times V$ $n = (2 \times 10^{-13} \text{ mol/L}) \times (10^7 \text{ L}) = 2 \times 10^{-6} \text{ mol}$

Em seguida, calculamos a massa molar da vanilina ($C_8H_8O_3$) a partir de sua estrutura química (um anel benzênico com um grupo aldeído, um grupo hidroxila e um grupo metoxila):

$M = (8 \times 12) + (8 \times 1) + (3 \times 16) = 96 + 8 + 48 = 152 \text{ g/mol}$

Por fim, convertemos a quantidade de matéria em massa ($m$):

$m = n \times M$ $m = (2 \times 10^{-6} \text{ mol}) \times (152 \text{ g/mol}) = 304 \times 10^{-6} \text{ g} = 0,304 \text{ mg}$

Alternativa A — ❌ Incorreta

O valor de 0,076 mg corresponde à metade da massa correta, possivelmente resultante de um erro na contagem de átomos ou na aplicação da fórmula da concentração.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O valor de 0,152 mg equivale a $10^{-6} \text{ mol}$ de vanilina, ignorando o fator de concentração de $2 \times 10^{-13} \text{ mol/L}$ ou o volume total.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Este valor reflete exatamente o cálculo estequiométrico correto: $2 \times 10^{-6} \text{ mol} \times 152 \text{ g/mol} = 0,304 \text{ mg}$.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O valor de 0,608 mg representa o dobro da massa necessária, possivelmente por erro na determinação da quantidade de matéria ($4 \times 10^{-6} \text{ mol}$).

Alternativa E — ❌ Incorreta

O valor de 1,160 mg não possui relação direta com os dados estequiométricos da vanilina, sendo um distrator numérico sem fundamentação química.