Em uma unidade básica de saúde, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio, conhecida como água oxigenada, é…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma unidade básica de saúde, uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio, conhecida como água oxigenada, é identificada no rótulo como 3,0% m/v. Isso significa que há 3,0 g de H2O2 em cada 100 mL de solução. Durante um teste, exatamente 100 mL dessa solução são submetidos à decomposição completa, conforme a equação balanceada: 2 H2O2(aq) ? 2 H2O(l) + O2(g). Considere que o gás seja medido em CNTP, nas quais 1 mol de qualquer gás ocupa 22,4 L. Com base nas informações do rótulo, na equação química e nas condições de medida, qual volume aproximado de O2 será produzido na decomposição completa da amostra?
- A) Aproximadamente 1,98 L de O₂.
- B) Aproximadamente 0,01 L de O₂.
- C) Aproximadamente 0,99 L de O₂.
- D) Aproximadamente 2,10 L de O₂.
- E) Aproximadamente 1,87 L de O₂.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O rótulo diz 3,0% m/v, ou seja, 3,0 g de H2O2 em 100 mL de solução. Como a amostra tem exatamente 100 mL, ela contém 3,0 g de H2O2. Passo 2: Calcule a massa molar do H2O2. H = 1 g/mol e O = 16 g/mol, logo H2O2 = 2 × 1 + 2 × 16 = 34 g/mol. Passo 3: Calcule a quantidade de matéria de H2O2. n = 3,0 g / 34 g/mol ≈ 0,0882 mol. Passo 4: Use a estequiometria da equação 2 H2O2 → 2 H2O + O2. A proporção é 2 mol de H2O2 para 1 mol de O2, então n(O2) = 0,0882 / 2 ≈ 0,0441 mol. Passo 5: Converta para volume em CNTP, em que 1 mol de gás ocupa 22,4 L. V(O2) = 0,0441 × 22,4 ≈ 0,99 L. Passo 6: Compare com as alternativas. A alternativa C (aproximadamente 0,99 L) coincide com o resultado, então o gabarito oficial está correto. Por que as outras estão erradas: A (1,98 L) ignorou o coeficiente 2 da equação; B (0,01 L) provém de um erro de unidade ou de ordem de grandeza na conversão; D (2,10 L) usou massa molar de 32 g/mol para o H2O2 e também ignorou o coeficiente 2; E (1,87 L) usou massa molar de 36 g/mol, um erro de cálculo, e ignorou o coeficiente 2.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de H2O2 e aplique a estequiometria da reação.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente os mols de H2O2, mas tratou a proporção como 1:1 com o O2 e não dividiu pelo coeficiente 2 da equação balanceada.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre mols de H2O2 e O2, calculando um volume maior do que o correto.
O valor de 0,01 L parece resultar de um erro de unidade ou de escala, como usar 0,1 L (100 mL) como fator de conversão no lugar de 22,4 L/mol. A ordem de grandeza final fica incoerente com a quantidade de matéria envolvida.
Os 100 mL de solução contêm 3,0 g de H₂O₂. A massa molar do peróxido de hidrogênio é 34,0 g·mol⁻¹, portanto a quantidade de matéria é 3,0/34,0 ≈ 0,088 mol. Pela equação, 2 mol de H₂O₂ produzem 1 mol de O₂; assim, n(O₂) ≈ 0,044 mol. Em CNTP, o volume é V = 0,044 × 22,4 ≈ 0,99 L.
O aluno usou 32 g/mol como massa molar do H2O2, confundindo com a do O2, e também não aplicou a proporção 2:1 da equação, obtendo 3,0/32 × 22,4 ≈ 2,10 L.
O aluno errou o cálculo da massa molar do H2O2, usando cerca de 36 g/mol, e não aplicou o coeficiente 2 da equação, obtendo 3,0/36 × 22,4 ≈ 1,87 L.
Raio-X da questão
decomposição do peróxido de hidrogênio
avaliacao
reação estequiométrica · cálculo de mols
Revisar a estequiometria de reações químicas e conversão de mols para volume.
O aluno pode confundir a relação entre mols de H2O2 e O2, calculando um volume maior do que o correto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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