Em uma atividade sobre a qualidade do ar e a renovação de ambientes, estudantes mediram a concentração de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade sobre a qualidade do ar e a renovação de ambientes, estudantes mediram a concentração de dióxido de carbono (CO2) em uma sala de aula. A concentração encontrada foi de 0,04% em volume, isto é, 0,04 L de CO2 em cada 100 L de ar. Para comparar os resultados com recomendações de ventilação, eles analisaram uma amostra de 1000 L de ar, mantida a 25 °C e sob pressão de 1,0 atm. Considere o ar e o CO2 como gases ideais e utilize R = 0,082 L·atm·mol?¹·K?¹. Com base nos dados da atividade, qual é a quantidade aproximada de CO2, em mol, presente na amostra de 1000 L de ar?
- A) 1,79 × 10⁻² mol
- B) 1,64 × 10⁻⁴ mol
- C) 1,64 × 10⁻¹ mol
- D) 1,64 × 10⁻² mol
- E) 4,00 × 10⁻² mol
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identificar o volume de CO2 na amostra. A concentração é de 0,04% em volume, ou seja, 0,04 L de CO2 em cada 100 L de ar. Para 1000 L de ar, o volume de CO2 é 0,04% de 1000 L = 0,4 L.
- Converter a temperatura para kelvin. T = 25 + 273 = 298 K.
- Aplicar a lei dos gases ideais, PV = nRT, isolando n = PV/(RT).
- Substituir os valores: n = (1,0 atm × 0,4 L) / (0,082 L·atm·mol^-1·K^-1 × 298 K) = 0,4 / 24,436 ≈ 0,0164 mol, ou seja, 1,64 × 10^-2 mol.
- Conferir com o gabarito. Minha resolução chegou à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A usa 273 K em vez de 298 K; B trata 0,04 L como se fosse o volume de CO2 na amostra de 1000 L, sem fazer a proporção; C desloca a vírgula e obtém cerca de 4 L de CO2, como se a concentração fosse 0,4%; E confunde volume com quantidade de matéria e considera 0,04 mol diretamente, sem usar a lei dos gases ideais.
💡 Dica: Calcule a quantidade de CO2 usando a relação de concentração em volume.
Alternativa por alternativa
O aluno usa 273 K (0 °C) em vez de 298 K (25 °C) ao aplicar PV = nRT, o que resulta em 0,4/(0,082 × 273) ≈ 1,79 × 10^-2 mol. Ele esquece de converter corretamente a temperatura informada no enunciado.
O aluno toma 0,04 L (a proporção por 100 L) como o volume de CO2 na amostra de 1000 L, sem multiplicar pela proporção de 10 vezes. Assim, o volume de CO2 fica 10 vezes menor e o resultado 100 vezes menor.
Por que engana: O aluno pode confundir a porcentagem em volume com a quantidade total de mols, não aplicando corretamente a relação entre volume e mols.
O aluno desloca a vírgula do percentual e interpreta 0,04% como 0,4%, obtendo 4 L de CO2 em 1000 L. Isso leva a um número de mols 10 vezes maior que o correto.
A concentração de 0,04% em volume corresponde à fração 0,0004. Portanto, o volume de CO₂ na amostra é 0,0004 × 1000 L = 0,40 L. A temperatura deve ser convertida para kelvin: 25 °C = 298 K. Aplicando a equação dos gases ideais, n = PV/(RT), obtém-se n = (1,0 atm × 0,40 L)/(0,082 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ × 298 K) ≈ 0,0164 mol, ou 1,64 × 10⁻² mol. A situação relaciona a composição do ar, a ventilação de ambientes e a análise quantitativa de um gás presente na atmosfera.
O aluno confunde o valor do volume de CO2 (0,04) com a quantidade de matéria em mol e não aplica a equação dos gases ideais. Ele acredita que a resposta é simplesmente o número dado no enunciado.
Raio-X da questão
concentração de gases
avaliacao
cálculo de mols · concentração de soluções
Revisar a relação entre concentração em volume e quantidade de substância em mols.
O aluno pode confundir a porcentagem em volume com a quantidade total de mols, não aplicando corretamente a relação entre volume e mols.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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