Uma camada de ar contendo 1,00×10^9 m³ tem concentração de SO2 de 200 ppb (v/v). Admitindo 1 mol de gás = 24,0…
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
Uma camada de ar contendo 1,00×10^9 m³ tem concentração de SO2 de 200 ppb (v/v). Admitindo 1 mol de gás = 24,0 L e massa molar SO2 = 64,07 g·mol?¹, qual a massa aproximada de SO2 presente (g)?
- A) ˜2,50×10^5 g de SO2; a massa molar foi subestimada.
- B) ˜5,34×10^5 g (˜534 kg).
- C) ˜1,00×10^6 g de SO2; usando 1 mol = 22,4 L.
- D) ˜5,00×10^3 g de SO2, com alta concentração na camada de ar.
- E) ˜1,00×10^7 g de SO2; baseado apenas no volume da camada.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converter o volume da camada de ar para litros. 1,00×10^9 m³ = 1,00×10^9 × 1000 L = 1,00×10^12 L.
- Aplicar a concentração em volume. 200 ppb (v/v) significa 200 partes por bilhão em volume, ou seja, uma fração de 200×10^-9 = 2,00×10^-7. Volume de SO2 = 1,00×10^12 L × 2,00×10^-7 = 2,00×10^5 L.
- Converter volume de gás em mols usando 1 mol = 24,0 L. Número de mols = 2,00×10^5 / 24,0 ≈ 8,33×10^3 mol.
- Converter mols em massa usando a massa molar de 64,07 g/mol. Massa = 8,33×10^3 × 64,07 ≈ 5,34×10^5 g, ou seja, cerca de 534 kg.
- Comparação com o gabarito. Meu resultado coincide com o gabarito oficial, alternativa B.
- Por que as outras estão erradas. A: a massa molar não foi subestimada no sentido de estar errada; o valor 2,50×10^5 g corresponderia a uma massa molar de cerca de 30 g/mol, portanto a alternativa usa a massa molar incorreta. C: usar 1 mol = 22,4 L daria cerca de 5,7×10^5 g, não 1,00×10^6 g, então a alternativa também tem cálculo incoerente. D: 5,00×10^3 g é cerca de cem vezes menor que o correto, indicando erro de potência de 10 na conversão de unidades. E: 1,00×10^7 g não decorre de nenhuma etapa correta; a alternativa ignora a aplicação da fração de 200 ppb ao volume da camada.
💡 Dica: Calcule o volume de SO2 e converta para massa.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou uma massa molar muito menor que 64,07 g/mol, por exemplo cerca de 30 g/mol, ao multiplicar o número de mols pela massa molar.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre volume e massa, utilizando a fórmula incorretamente ao calcular a quantidade de SO2 presente no ar.
1,00×10^9 m³ = 1,00×10^12 L ? molaridade do ar =1,00×10^12/24=4,1667×10^10 mol; SO2 moles =4,1667×10^10×200×10?9=8,333×10^3 mol; massa=8,333×10^3×64,07˜5,34×10^5 g.
O aluno trocou o volume molar de 24,0 L por 22,4 L (volume nas CNTP), o que altera o número de mols, e ainda apresentou um resultado numérico que não corresponde ao próprio cálculo.
O aluno provavelmente cometeu erro de potência de 10 ao converter m³ em L ou ao aplicar a fração de ppb, obtendo uma massa cerca de cem vezes menor que a correta.
O aluno tomou o volume total da camada como se fosse o volume de SO2 ou ignorou a concentração de 200 ppb, o que leva a um valor muito superior ao correto.
Raio-X da questão
concentração de poluentes
avaliacao
cálculo de concentração · conversão de unidades
Revisar cálculos de concentração e conversão de unidades.
O aluno pode confundir a relação entre volume e massa, utilizando a fórmula incorretamente ao calcular a quantidade de SO2 presente no ar.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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