Química · INSTITUTO AOCP · 2021 | Questão sqc-qq661242

QuímicaSoluções e Substâncias Inorgânicas

Código: qq661242
Banca: INSTITUTO AOCP
Órgão: ITEP-RN
Ano: 2021
Nível: Superior

Cargo: ITEP - RN - Perito Criminal - Área Geral

Foram dissolvidos 5,0 g de sulfato de cobre (II) penta-hidratado em água, sendo avolumado para um balão volumétrico de 500 mL. Uma alíquota de 10 µL dessa solução foi transferida para um frasco volumétrico de 25 mL sendo avolumada com água. A respeito desse procedimento, é correto afirmar queObservação: considere a densidade da solução igual a 1,0 g/mL.

Aa concentração da solução presente no primeiro balão é igual a 2,0x10-² mol/L.
Ba quantidade de matéria de sulfato de cobre (II) presente na alíquota de 10 µL é menor em comparação à quantidade de matéria contida nos 25 mL de solução.
Ca diluição resultante foi de 2,5 vezes.
Da concentração da solução resultante é, aproximadamente, igual a 4 ppm.
Ea concentração da solução final é igual a 1,6x10-² mol/L.

Revelar gabarito e comentário

GabaritoD — a concentração da solução resultante é, aproximadamente, igual a 4 ppm.

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Diluição e concentração de soluções

Gabarito: letra D. A concentração da solução final, expressa em ppm considerando o sulfato de cobre (II) penta-hidratado como soluto, é de aproximadamente 4 ppm, conforme o cálculo detalhado abaixo.

A questão envolve uma diluição em duas etapas. Primeiro, calcula-se a concentração molar da solução inicial (balão de 500 mL). A massa de 5,0 g de CuSO₄·5H₂O (massa molar ≈ 249,6 g/mol) corresponde a:

n = \frac{5,0\,\text{g}}{249,6\,\text{g/mol}} \approx 0,02003\,\text{mol}

Como o volume é 0,500 L, a concentração molar inicial é:

C_1 = \frac{0,02003\,\text{mol}}{0,500\,\text{L}} = 0,04006\,\text{mol/L}

Na segunda etapa, uma alíquota de 10 µL (0,010 mL) é diluída para 25 mL. O fator de diluição é:

\frac{25\,\text{mL}}{0,010\,\text{mL}} = 2500\,\text{vezes}

Portanto, a concentração molar final é:

C_2 = \frac{0,04006\,\text{mol/L}}{2500} = 1,6024 \times 10^{-5}\,\text{mol/L}

Convertendo para ppm (mg/L) em relação ao soluto hidratado:

C_{\text{ppm}} = C_2 \times M_{\text{hidratado}} = 1,6024 \times 10^{-5}\,\text{mol/L} \times 249,6\,\text{g/mol} = 4,00 \times 10^{-3}\,\text{g/L} = 4,00\,\text{mg/L} = 4\,\text{ppm}

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a concentração do primeiro balão é $2,0 \times 10^{-2}\,\text{mol/L}$ . O valor correto é aproximadamente $4,0 \times 10^{-2}\,\text{mol/L}$ (0,04006 mol/L). Houve erro no cálculo da concentração inicial.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A quantidade de matéria na alíquota de 10 µL é exatamente a mesma que está nos 25 mL finais, pois toda a alíquota foi transferida. Calculando: $n = C_1 \times V_{\text{alíquota}} = 0,04006 \times 10 \times 10^{-6} = 4,0 \times 10^{-7}\,\text{mol}$ . Essa é a mesma quantidade presente nos 25 mL finais ( $C_2 \times 0,025 = 1,6 \times 10^{-5} \times 0,025 = 4,0 \times 10^{-7}\,\text{mol}$ ). Logo, não é menor.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A diluição resultante foi de 2500 vezes (25 mL / 0,01 mL), e não 2,5 vezes.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Como demonstrado, a concentração final em relação ao CuSO₄·5H₂O é de aproximadamente 4 ppm. Se considerássemos o CuSO₄ anidro, o valor seria de ~2,6 ppm; porém, o enunciado refere-se ao sulfato de cobre (II) penta-hidratado, e o cálculo com a massa molar do hidratado resulta exatamente em 4 ppm.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A concentração final é $1,6 \times 10^{-5}\,\text{mol/L}$ , e não $1,6 \times 10^{-2}\,\text{mol/L}$ . O erro provém de não considerar o fator de diluição correto (2500, não 2,5).

Gabarito: letra D.

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