Em um estudo sobre a destruição catalítica do ozônio estratosférico, considera-se a fotólise do…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um estudo sobre a destruição catalítica do ozônio estratosférico, considera-se a fotólise do diclorodifluorometano, representada por: CCl2F2 + radiação ultravioleta ? CClF2· + Cl·. Em um recipiente de volume constante igual a 10,0 L, foram inicialmente colocados 0,500 g de CCl2F2, cuja massa molar é 120,91 g·mol?¹. Dados experimentais indicam que 40,0% do CCl2F2 sofreu fotólise. Admita que cada molécula de CCl2F2 fotolisada produza um radical Cl· e que o volume do recipiente não se altere. Com base nos dados apresentados, qual é a concentração molar de radicais Cl· produzida no recipiente ao final da fotólise?
- A) 3,31 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹
- B) 1,65 × 10⁻³ mol·L⁻¹
- C) 4,13 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹
- D) 1,65 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹
- E) 8,26 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade inicial de CCl2F2 em mols: n = 0,500 g / 120,91 g/mol = 4,14 × 10^-3 mol (aproximadamente 0,00414 mol). Passo 2: Calcule a quantidade fotolisada, sabendo que 40,0% sofreram fotólise: 0,40 × 4,14 × 10^-3 = 1,65 × 10^-3 mol. Passo 3: Como cada molécula fotolisada produz um radical Cl·, o número de mols de Cl· formados é igual ao de CCl2F2 fotolisado, ou seja, 1,65 × 10^-3 mol. Passo 4: Calcule a concentração dividindo pelo volume constante de 10,0 L: 1,65 × 10^-3 / 10,0 = 1,65 × 10^-4 mol/L. Passo 5: Conclusão: a alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada, pois dobra o valor correto, o que ocorreria se o aluno contasse também o radical CClF2· como se fosse Cl·. A alternativa B está errada, pois o valor é dez vezes maior, o que ocorre se o volume de 10,0 L for usado como 1,0 L. A alternativa C está errada, pois ignora a fração de 40% e usa a quantidade total de CCl2F2. A alternativa E está errada, pois metade do valor correto, o que resulta de usar 20% em vez de 40% ou dividir por 20 L.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CCl2F2 e aplique a estequiometria da reação.
Alternativa por alternativa
O aluno contou os dois produtos da fotólise (CClF2· e Cl·) como se ambos fossem radicais Cl·, ou seja, dobrou a quantidade de Cl·. A questão pede apenas o radical Cl·.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de substância com a concentração, calculando incorretamente a relação entre massa e volume.
O aluno esqueceu de converter o volume corretamente, dividindo a quantidade de mols por 1,0 L em vez de 10,0 L, o que multiplica o resultado por dez.
O aluno calculou a quantidade total de CCl2F2 (4,14 × 10^-3 mol) e dividiu por 10 L, ignorando que apenas 40,0% sofreram fotólise.
A quantidade inicial de CCl₂F₂ é n = 0,500 g ÷ 120,91 g·mol⁻¹ = 4,13 × 10⁻³ mol. Como 40,0% sofreu fotólise, a quantidade que reagiu foi 0,400 × 4,13 × 10⁻³ = 1,65 × 10⁻³ mol. Pela proporção estequiométrica de 1:1, essa é também a quantidade de radicais Cl· formada. Assim, [Cl·] = 1,65 × 10⁻³ mol ÷ 10,0 L = 1,65 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹.
O aluno usou apenas 20% do CCl2F2 como fotolisado (metade da fração real), ou dividiu a quantidade fotolisada por 20 L em vez de 10 L.
Raio-X da questão
concentração molar
avaliacao
cálculo de concentração molar · fotólise de compostos químicos
Revisar cálculos de concentração molar e estequiometria de reações químicas.
O aluno pode confundir a quantidade de substância com a concentração, calculando incorretamente a relação entre massa e volume.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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