Questão 62

ITA 2022

Química

(ITA - 2022 - 1ª FASE)

Sistemas compostos por água e tensoativos em diferentes proporções, depois de homogeneizados, passam por um processo termodinâmico quando atingem temperaturas em torno de 0 °C. A variação de entalpia ( $Delta H$ ) desse processo foi determinada para cada mistura em função da composição do sistema, conforme apresentado no gráfico. Considere que o ponto de fusão do tensoativo puro é menor que -20 °C e o calor latente de fusão da água pura é de 334 J • g^-1. Sobre esses sistemas são feitas as seguintes afirmações:

I. O ΔH refere-se à transição de fase do tensoativo.

II. O calor latente de fusão do tensoativo puro é de -180 J • g^-1.

III. Até 35% em massa de água pode ser apresentar na forma associada à substância e não funde.

IV. O ΔH é proporcional à quantidade de água não associada ao tensoativo.

Com base no gráfico e nas informações do enunciado, assinale a opção que indica a(s) afirmação(ões) CORRETA(S).

Apenas I e II

Apenas I, II e IV

Apenas II

Apenas III e IV

Todas

Gabarito:

Apenas III e IV

Resolução:

I. Incorreta. Refere-se ao processo de transformação de fase da água.

II. Incorreta.

Quando x = 0, a porcentagem em massa de água é 100%. Pela extrapolação para x = 0 pode-se determinar o calor latente de fusão da água, que é de 334 J.g^-1.

Alternativamente, pode-se pensar que no processo de fusão ocorre absorção de energia, e, portanto o calor latente de fusão não pode ser negativo, o que torna a afirmativa incorreta.

III. Correta.

Quando a massa de água corresponde a 35%, a massa de tensoativo corresponde a 65%. Por extrapolação da reta

Quando a porcentagem em massa de tensoativo é igual a 65%, ΔH = 0. O processo de fusão é endotérmico e tem ΔH positivo. Portanto, até 35% de massa de água não ocorre a fusão.

IV. Correta.

$Delta H = acdot x+b$ , em que x é a porcentagem em massa de tensoativo. Se x_a é a porcentagem em massa de água, temos