{"id":35060,"date":"2019-12-04T18:51:37","date_gmt":"2019-12-04T21:51:37","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.estrategiavestibulares.com.br\/?p=35060"},"modified":"2021-06-30T07:55:21","modified_gmt":"2021-06-30T10:55:21","slug":"prova-ita-2020-quimica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/quimica\/prova-ita-2020-quimica\/","title":{"rendered":"Prova ITA 2020 \u2013 Qu\u00edmica \u2013 Resolu\u00e7\u00e3o Comentada"},"content":{"rendered":"

A prova do ITA<\/a> – 2020 foi, na minha opinião, a mais difícil dos últimos 10 anos. Fiquei muito feliz também por ter cobrado a Química<\/a> mais objetiva, sem questões estranhas que fogem ao escopo do Ensino Médio.

Aponto duas questões que, na minha visão, foram nulas.\nEmbora a ideia delas seja muito interessante e que seriam as duas melhores\nquestões da prova, não há gabarito entre as alternativas do enunciado.<\/p>

A questão 60, após devidamente balanceada, encontramos 52 como soma dos coeficientes. Esse valor não está entre as alternativas do enunciado.<\/p>

Na questão 61, após considerar a hidrólise da água, encontramos a concentração de íons H3<\/sub>O+<\/sup> igual a 9.10-8 <\/sup>mol\/L, que não está previsto nas alternativas do enunciado.<\/p>

Poderíamos até encontrar 8,3.10-8<\/sup> mol\/L, mas, para isso, teríamos que adotar uma linha de pensamento errada, que desconsideraria a existência inicial de íons H3<\/sub>O+<\/sup> na água pura.<\/p>

\">Resolução ITA 2020 – Química – 1ª-Fase\" class=\"wp-block-file__button\" download>Baixar<\/div>

Prova ITA 2020<\/h2>

Questão 56<\/h3>

Considere as afirmações a seguir:<\/p>

I – O ácido tricloroacético é um ácido mais fraco\nque o ácido propanoico.<\/p>

II – O 2, 4, 6-tricloro-fenol possui um caráter\nácido maior que o 2,4,6-trinitro-fenol.<\/p>

III – Reações de hidratação de alcinos geram\nprodutos tautoméricos.<\/p>

IV – Anéis benzênicos sobrem reações de substituição\npela interação com reagentes eletrofílicos, enquanto haletos orgânicos sofrem\nsubstituição pela interação com reagentes nucleófilos.<\/p>

Das afirmaçõea cima, está(ão) CORRETA(S)<\/p>

A (   ) apenas\nI<\/p>

B (   ) apenas\nI e II<\/p>

C (   ) apenas\nII e III<\/p>

D (   ) apenas\nIII e IV<\/p>

E (   ) apenas\nIV<\/p>

Resolução Comentada<\/h3>

I – O caráter ácido de um ácido substância orgânica aumenta com a adição de grupos removedores de elétrons.<\/p>

\"\"<\/figure><\/div>

O ácido tricloroacético apresenta três grupos cloro<\/strong>, que são removedores de elétrons. Portanto, tem o caráter ácido mais intenso do que o ácido propanoico, que apresenta apenas o grupo etil<\/strong>, que é um grupo doador. Afirmação errada.<\/p>

II – Esse item é bastante análogo ao item anterior. Porém, devemos saber que o grupo nitro<\/strong> é um grupo removedor muito forte, enquanto o grupo cloro<\/strong> é apenas um grupo removedor fraco. Portanto, o ácido com substituintes –NO2<\/sub> é mais forte que o ácido com o substituinte –Cl. Afirmação errada.<\/p>

\"\"<\/figure><\/div>

III – As reações de hidratação de alcinos formariam, a princípio, enóis. Porém, os enóis se tautomerizam em aldeídos ou cetonas. Vejamos um exemplo.<\/p>

\"\"<\/figure><\/div>

Afirmação correta.<\/p>

IV – Esse é um item para ser decorado. Uma reação característica de compostos aromáticos é a substituição eletrofílica. Uma reação característica de haletos orgânicos é a substituição nucleofílica. Afirmação correta.<\/p>

Gabarito: D<\/strong><\/p>

Questão 57<\/h3>

Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso \"\\large e bromo líquido \"\\large operando nas condições padrão. Durante a descarga, a bateria  converte \"\\large e \"\\large em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais – padrão de eletrodo, a 298K, são:<\/p>

Anodo, \"\\large<\/p>

Catodo, \"\\large<\/p>

A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da seguinte semirreação:<\/p>

\"\\large<\/p>

A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo as reações e suas respectivas constantes de equilíbrio:<\/p>

\"\\large<\/p>

\"\\large<\/p>

Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:<\/p>

I – O potencial da célula pode ser aproximado pela equação: \"\\large.<\/p>

II – O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.<\/p>

III – Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente.<\/p>

IV – Durante a descarga da bateria, a concentração de HBr aumenta e podem formar complexos iônicos de \"\\large.<\/p>

Das afirmações acima, estão CORRETAS:<\/p>

A (   ) apenas I, II e IV<\/p>

B (   ) apenas I e III<\/p>

C (   ) apenas II e IV<\/p>

D (   ) apenas III e IV<\/p>

E (   ) todas<\/p>

Resolução Comentada<\/h3>

O ITA diz que todo o sistema opera nas condições padrão. Embora seja condição padrão, devemos considerar que as concentrações dos íons da água podem ser diferentes de 1 mol.L–1<\/sup>.<\/p>

I – Primeiramente, vamos escrever a equação geral da célula.<\/p>

Para isso, notemos que o eletrodo do hidrogênio já foi fornecido como oxidação e o bromo como redução. Basta montar a reação global.<\/p>

(oxidação)<\/strong><\/p>

\"H_2\\<\/p>

\"E^0=0\\<\/p>

(redução)<\/strong><\/p>

\"Br_2+2\\<\/p>

\"E^0=1,087\\<\/p>

\"H_2\\<\/p>

\"E^0=1,087\\<\/p>

Para calcular o potencial da reação, devemos recorrer à equação de Nernst.<\/p>

\"E=E^0-\\frac{0,059}{n}\\cdot\\log{Q}\"<\/p>

Nessa reação, estão envolvidos 2 mols de elétrons. Além disso, a expressão do coeficiente de ação de massas é:<\/p>

\"Q=\\frac{\\left[atividade\\<\/p>

Como o eletrodo opera nas condições padrão, consideraremos a concentração do brometo é igual a 1 mol L-1<\/sup> e que a pressão parcial do hidrogênio é igual a 1 atm. Com isso, temos:<\/p>

\"Q=\\left[H^+\\right]^2\"<\/p>

Agora, vamos substituir na Equação de Nernst<\/p>

\"E=E^0-\\frac{0,059}{2}\\cdot\\log{Q}\"<\/p>

\"E=1,087-\\frac{0,059}{2}\\cdot\\log{\\left[H^+\\right]^2}\"<\/p>

Usando as propriedades do logaritmo, temos:<\/p>

\"E\\<\/p>

Agora, usando a definição de pH, temos:<\/p>

\"E\\<\/p>

Afirmação correta.<\/p>

II – Considere a reação de quebra do solvente por oxidação e seu potencial padrão.<\/p>

(oxidação)<\/strong><\/p>

\"2\\<\/p>

\"E_{H_2O|O_2}^0=\\<\/p>

O potencial padrão dessa reação é igual a – 1,229 V. Porém, o potencial real é função do pH. Podemos, inclusive calcular pela Equação de Nernst, o que será feito mais adiante.<\/p>

Para promover essa reação, devemos procurar a reação envolvida que tenha o maior potencial de redução. No caso, é a própria reação do bromo.<\/p>

\"\"<\/figure>

A quebra do solvente será espontânea\npara:<\/p>

-1,087\\&space;V” alt=”\\therefore E_{H_2O|O_2}>-1,087\\ V” align=”absmiddle”><\/p>

Vamos utilizar a Equação de Nernst na reação de quebra da água.<\/p>

\"E_{H_2O|O_2}=E^0-\\frac{0,059}{4}\\cdot\\log{Q}\"<\/p>

O coeficiente de ação de massas da reação é:<\/p>

\"2\\<\/p>

Como o sistema opera nas condições padrão, a pressão parcial do oxigênio é igual a 1 atm.<\/p>

\"E_{H_2O|O_2}=E^0-\\frac{0,059}{4}\\cdot\\log{Q}\"<\/p>

\"-1,087=-1,229-\\frac{0,059}{4}\\cdot\\log{\\left[H^+\\right]^4}\"<\/p>

\"1,229-1,087=-\\frac{0,059}{4}\\cdot\\log{\\left[H^+\\right]^4}\"<\/p>

Usando as propriedades do logaritmo e a definição de pH, temos:<\/p>

\"0,142=0,059.pH\"<\/p>

\"\\therefore<\/p>

Portanto, o pH igual a 2,4 é realmente a situação limite para estabilidade do solvente. Afirmação correta.<\/p>

III – De fato, como o potencial de quebra da molécula de água por oxidação é igual a 1,229 V, essa eletrólise pode ser induzida por uma bateria que tenha uma voltagem superior. Afirmação correta.<\/p>

IV – Sim. Como falado no enunciado, a formação dos íons polibrometo (Br3<\/sub> –<\/sup> e Br5<\/sub>–<\/sup>) é favorável, tendo uma constante de equilíbrio razoável.<\/p>

\"{Br}_{2\\<\/p>

\"{Br}_{2\\<\/p>

Afirmação correta.<\/p>

Portanto, todas as afirmações estão corretas.<\/p>

Na correção em vídeo, não consideramos que a água poderia ser oxidada pelo bromo. Portanto, o ITA está correto.<\/p>

Gabarito: E<\/strong><\/p>

Questão 58<\/h3>

A amônia, uma das principais matérias-primas da\nindústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo\nconhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H2<\/sub>(g) e N2<\/sub>(g)\né catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450 °C. Sobre essa\nreação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições:<\/p>

I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo.<\/p>

II. Ouso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo.<\/p>

III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H2<\/sub>(g) e N2<\/sub>(g).<\/p>

IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia.<\/p>

Assinale a\nopção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação\nda amônia.<\/p>

A (   ) apenas I.<\/p>

B (   ) apenas I e II.<\/p>

C (   ) apenas II e III.<\/p>

D (   ) apenas III e IV.<\/p>

E (   ) apenas IV.<\/p>

Resolução Comentada<\/h3>

Primeiramente, vamos escrever a reação balanceada entre nitrogênio e hidrogênio que produz a amônia.<\/p>

\"\\large<\/p>

I – O aumento de pressão, mediante adição de gás inerte, não influencia o equilíbrio, porque não afeta as pressões parciais dos gases envolvidos.<\/p>

Vejamos a expressão do coeficiente de ação de massas para essa reação.<\/p>

\"\\large<\/p>

Observe que o coeficiente de ação de\nmassas depende somente das pressões parciais dos gases participantes da reação.\nNão é influenciado, portanto, pela mera adição de gás inerte. Afirmação errada.<\/p>

II – O catalisador acelera a reação tanto no sentido direto como no sentido inverso, portanto, não afeta o equilíbrio. Afirmação errada.<\/p>

III – O equilíbrio químico é dinâmico. Isso significa que tanto a reação direta como a reação inversa continuam acontecendo, porém, em velocidades iguais. Portanto, as colisões efetivas entre as moléculas de reagentes continuam a acontecer após atingido o equilíbrio. Afirmação errada.<\/p>

IV – A redução de temperatura torna qualquer reação química mais lenta. Em relação ao equilíbrio, a menor temperatura favorece sempre o sentido exotérmico, que, no caso, é a produção de amônia. Portanto, afirmação correta.<\/p>

Gabarito: E<\/strong><\/p>

Questão 59<\/h3>

A chama de uma vela é o exemplo mais comum de chama difusiva, na qual o oxigênio difunde-se em direção à parafina. Essa parafina pode apresentar diferentes tamanhos de cadeia carbônica. Com essas informações, considere as seguintes proposições:<\/p>

I. A parafina da vela é constituída por moléculas de fórmula molecular \"\\large, em que \"\\large.<\/p>

II. A combustão da parafina na vela tem como principais produtos: negro de fumo, monóxido de carbono, dióxido de carbono e água.<\/p>

III. A cor amarela da parte superior da chama indica um processo de combustão que depende da difusão do oxigênio presente no ar.<\/p>

IV. Na região inferior da chama há coloração levemente azulada por conta da maior quantidade de oxigênio difundido pelas zonas de recirculação.<\/p>

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)<\/p>

A (   ) apenas I e II.<\/p>

B (   ) apenas I, II e III.<\/p>

C (   ) apenas I e IV.<\/p>

D (   ) apenas II, III e IV.<\/p>

E (   ) apenas III e IV.<\/p>

Resolução Comentada<\/h3>

Vamos analisar as afirmações.<\/p>

I – A parafina da vela é, de fato, constituída por\nhidrocarbonetos, ou seja, pela fórmula geral Cx<\/sub>Hy<\/sub>. Porém,\né importante observar que, como a vela é sólida, ela não pode ser formados por\nhidrocarbonetos de cadeia curta. Os hidrocarbonetos com menos de 8 carbonos são\nsólidos ou líquidos à temperatura ambiente. Portanto, a vela deve ser formada\npor hidrocarbonetos de cadeia mais longa. Afirmação errada.<\/p>

II – A combustão completa dos hidrocarbonetos libera CO2<\/sub>\ne H2<\/sub>O. Porém, na vida prática, é bastante comum também a combustão\nincompleta, que, no caso de hidrocarbonetos, libera aldeídos, carbono grafite\n(ou negro de fumo) e monóxido de carbono. Portanto, embora o ITA não tenha\nentrado no detalhe dos aldeídos, a afirmação está corretíssima.<\/p>

III – A cor amarela da chama é, de fato, resultante da\nliberação de calor gerada pela combustão da parafina. E, como qualquer\ncombustão, ela depende da difusão do oxigênio presente no ar. Afirmação\ncorreta.<\/p>

IV – A chama azul indica uma chama mais fria, portanto, é\nresultado de uma menor difusão de oxigênio. Além disso, vale notar que a parte\ninferior da chama realmente tem um suprimento de oxigênio menor que a parte\nsuperior, pois está mais distante do ar atmosférico. Afirmação correta.<\/p>

Gabarito: D<\/strong><\/p>

Questão 60<\/h3>

O tiocianato de cobre é um condutor sólido do tipo p\ncom aplicações optoeletrônicas e fotovoltaicas, como células solares. O CuSCN\nreage com o iodato de potássio na presença de ácido clorídrico para formar\nsulfato de cobre, ácido cianídrico, cloreto de potássio e monocloreto de iodo.\nO valor da soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da reação\nlíquida é igual a<\/p>

A (   ) 32<\/p>

B (   ) 36<\/p>

C (   ) 49<\/p>

D (   ) 50<\/p>

E (   ) 54<\/p>

Resolução Comentada<\/h3>

Esse é um dos balanceamentos mais difíceis que já vi na minha vida. Muito interessante.<\/p>

Segundo o próprio enunciado, os reagentes são: CuSCN, iodato de potássio e ácido clorídrico.<\/p>

\"\\large<\/p>

Agora, vamos anotar os produtos: sulfato de cobre, ácido cianídrico, cloreto de potássio e monocloreto de iodo. Também podemos sempre considerar a presença de água em algum dos lados da reação.<\/p>

\"\\large<\/p>

Vamos registrar todos os elementos que variam o seu número de oxidação.<\/p>