Em uma atividade de Química sobre a produção de gases, estudantes adicionaram 6,5 g de zinco metálico a uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Química sobre a produção de gases, estudantes adicionaram 6,5 g de zinco metálico a uma solução aquosa de ácido clorídrico em excesso. O gás formado foi coletado em uma proveta invertida, sob condições próximas às condições normais de temperatura e pressão (CNTP). A reação ocorrida pode ser representada por: Zn(s) + 2 HCl(aq) ? ZnCl2(aq) + H2(g). Considere a massa molar do zinco igual a 65 g/mol e o volume molar de um gás nas CNTP igual a 22,4 L/mol. Ao final, a proveta indicou 2,2 L de gás coletado. Com base nos dados do texto, conclua se a leitura de 2,2 L é compatível com a quantidade de H2 esperada a partir do zinco utilizado.
- A) É compatível, pois 6,5 g de Zn correspondem a 0,10 mol e produzem 0,10 mol de H₂, cujo volume esperado é cerca de 2,24 L.
- B) É incompatível, pois 6,5 g de Zn correspondem a 0,065 mol e produzem cerca de 1,46 L de H₂.
- C) É incompatível, pois 0,10 mol de Zn produzem 0,20 mol de H₂, correspondentes a cerca de 4,48 L.
- D) É incompatível, pois 0,10 mol de H₂ correspondem a apenas 0,0224 L nas CNTP.
- E) É incompatível, pois 6,5 g de Zn correspondem a 1,0 mol e produzem cerca de 22,4 L de H₂.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria do zinco. Massa molar do Zn = 65 g/mol, logo n(Zn) = 6,5 g / 65 g/mol = 0,10 mol. Passo 2: Analise a estequiometria da equação Zn(s) + 2 HCl(aq) -> ZnCl2(aq) + H2(g). A proporção entre Zn e H2 é de 1 para 1, então 0,10 mol de Zn produz 0,10 mol de H2. Passo 3: Calcule o volume esperado nas CNTP. V = 0,10 mol x 22,4 L/mol = 2,24 L. Passo 4: Compare com a leitura da proveta. O valor medido, 2,2 L, difere do esperado (2,24 L) em cerca de 2%, o que é compatível com erros experimentais normais de medição. Portanto, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B: a conta 6,5/100 = 0,065 mol está incorreta, pois a massa molar do zinco é 65 g/mol e não 100. C: a equação mostra proporção 1:1 entre Zn e H2, e não 1:2; ignorar essa relação dobra indevidamente o número de mols de gás. D: o volume molar é 22,4 L/mol, e não 0,224 L/mol; por isso 0,10 mol não corresponde a 0,0224 L, mas a 2,24 L. E: a massa molar do zinco é 65 g/mol, e não 6,5 g/mol; dividir 6,5 g por 6,5 gera 1,0 mol, o que é um erro de cálculo.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de Zn e o volume de H2 gerado para comparar com o volume medido.
Alternativa por alternativa
A quantidade de zinco é n = m/M = 6,5 g ÷ 65 g/mol = 0,10 mol. Pela equação química, a proporção entre Zn e H₂ é de 1:1; portanto, formam-se 0,10 mol de H₂. Nas CNTP, esse gás ocupa V = n·Vm = 0,10 mol × 22,4 L/mol = 2,24 L. Como a leitura foi de 2,2 L, valor muito próximo do calculado, ela é compatível com a quantidade esperada.
O aluno divide a massa de zinco por 100 em vez de 65, obtendo 0,065 mol e, consequentemente, um volume de H2 menor que o real.
Por que engana: Confundir a relação entre mols de reagente e volume de gás produzido, ou usar dados incorretos para cálculo.
O aluno interpreta o coeficiente 2 do HCl como se fosse também o coeficiente do H2, concluindo que cada mol de Zn gera 2 mols de gás, quando a proporção Zn:H2 é 1:1.
O aluno usa 0,224 L/mol como volume molar, uma troca de vírgula ou erro de potência de dez no valor de 22,4 L/mol, e assim calcula um volume 10 vezes menor.
O aluno usa 6,5 g/mol como massa molar do zinco, em vez de 65 g/mol, obtendo 1,0 mol de Zn e um volume irreal de 22,4 L de H2.
Raio-X da questão
reação química, mol, volume gás
avaliacao
massa molar e mol · volume molar de gases
estudar cálculo de mols e volume molar de gases nas CNTP
Confundir a relação entre mols de reagente e volume de gás produzido, ou usar dados incorretos para cálculo.
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