Questão de Química — Transformações Químicas — INSTITUTO AOCP 2018

Gases ideais – volume de UF6

Gabarito: letra B. Aplicando a equação de Clapeyron (PV = nRT) com n = 2,0 mol (massa de 704 g ÷ massa molar de 352 g/mol), P = 1 atm, T = 100°C = 373 K e R = 0,082 atm·L/(mol·K), obtém-se V ≈ 61,2 L.

A banca testa a capacidade de converter massa em mols e aplicar corretamente a lei dos gases ideais. O distrator mais comum é o uso da massa molar errada ou a temperatura em Celsius sem converter para Kelvin.

Cálculo passo a passo

1. Massa molar do UF₆:

   • U: 238 g/mol

   • F: 6 × 19 = 114 g/mol

   • Total: 238 + 114 = 352 g/mol

1. Número de mols (n):

   $n = \frac{704\ \text{g}}{352\ \text{g/mol}} = 2,0\ \text{mol}$

1. Conversão de temperatura:

   $T = 100°C + 273 = 373\ \text{K}$

1. Equação dos gases ideais:

   $V = \frac{nRT}{P} = \frac{2,0 \times 0,082 \times 373}{1}$

   $V = 2,0 \times 30,586 = 61,172\ \text{L} \approx 61,2\ \text{L}$

Análise das alternativas

Alternativa A — ❌ Incorreta

O valor 30,6 L corresponde à metade do correto. Provável erro: usar n = 1 mol (massa de 352 g) ou esquecer de multiplicar por 2.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Conforme o cálculo acima, o volume é aproximadamente 61,2 L.

Alternativa C — ❌ Incorreta

91,8 L é 1,5 vez o valor correto. Pode resultar de usar T = 100 + 273 = 373 K mas com R = 0,082 e n = 3 mol (massa errada), ou usar temperatura em Celsius (100) e multiplicar incorretamente.

Alternativa D — ❌ Incorreta

122,4 L é o dobro do correto. Indica n = 4 mol (704 g de UF6 com massa molar 176 g/mol, erro grosseiro) ou P = 0,5 atm.

Alternativa E — ❌ Incorreta

153 L é 2,5 vezes o correto. Possível erro: usar massa molar de UF6 como 282 g/mol (U=238, F=6×19=114? 238+114=352, mas 282 = 238+44, que seria 4 átomos de F?) – não corresponde a nenhum valor comum.

Gabarito: letra B.