O que são soluções
Soluções são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. Por exemplo, ao adicionar uma pequena quantidade de açúcar a um copo com água, em poucos segundos o açúcar se dissolve por completo e forma uma mistura uniforme, ou seja, uma solução. Nesse caso, o açúcar é o soluto, pois está em menor quantidade, enquanto a água é o solvente, por ser o componente majoritário.
Era uma vez um jovem estudante de química chamado Lucas, que tinha dificuldade para entender o conceito de soluções. Ele sabia, porém, que soluções é um tema recorrente no vestibular. Afinal, como duas substâncias podiam se misturar de forma uniforme e formar uma solução?
Então, em uma tarde ensolarada, Lucas decidiu experimentar por conta própria e preparou um copo de água com açúcar. Ele adicionou uma pequena quantidade de açúcar e observou a substância se dissolver completamente, formando uma solução transparente.
Lucas ficou surpreso ao ver a água e o açúcar formarem uma mistura uniforme, sem resíduos ou sedimentos. Assim, percebeu que o açúcar era o soluto, por estar em menor quantidade, e a água era o solvente, o componente majoritário.
A partir daquele momento, Lucas entendeu o conceito de soluções e passou a aplicá-lo nas aulas de química. Além disso, aprendeu que as soluções aparecem em vários aspectos do cotidiano, desde uma xícara de café com açúcar até a fórmula de um medicamento.
Soluto e solvente
Por definição, podemos entender que o solvente é a substância responsável por dissolver o soluto. Isso significa que quando consumimos uma limonada, por exemplo, estamos ingerindo uma solução em que as substâncias presentes na polpa do limão são consideradas soluto e a água é o solvente.
Como a água dissolve grande parte das substâncias, ela é conhecida como solvente universal. Dessa forma, podemos definir soluto como o componente dissolvido, que normalmente está em menor quantidade, enquanto o solvente é o componente que dissolve o soluto e, geralmente, está em maior quantidade na mistura.
A uniformidade das soluções se deve, em parte, ao tamanho das partículas, que têm um diâmetro médio de cerca de 1 nanômetro (1 nanômetro = 10-9 m). Ou seja, trata-se de um tamanho muito pequeno em comparação com os materiais do cotidiano. Por isso, não conseguimos enxergar essas partículas a olho nu nem com o auxílio de um ultramicroscópio.
Devido a isso, não conseguimos distinguir uma solução, como a água do mar, de uma substância pura, como a água destilada. Dessa forma, dizemos que uma solução com essas características é um sistema homogêneo, no qual apenas uma fase pode ser observada.
Tipos de soluções
Existem três tipos de soluções, que dependem do estado físico dos seus componentes: sólidas, líquidas e gasosas. A seguir, portanto, vamos estudar cada uma delas.
Soluções sólidas
As soluções sólidas têm constituintes na fase sólida, como as ligas metálicas. Por exemplo, o bronze é uma liga de cobre (Cu) e estanho (Sn), usada para fazer sinos. Da mesma forma, o latão, formado por cobre (Cu) e zinco (Zn), também é uma solução sólida. Além disso, o aço inoxidável, muito usado na construção civil e em panelas e talheres, se encaixa nessa definição.
Soluções líquidas
Já as soluções líquidas apresentam o solvente na fase líquida, como a cerveja, que contém aproximadamente 4% de álcool etílico em volume. O mar, por sua vez, é uma solução líquida complexa, pois contém centenas de sais dissolvidos. Por fim, os refrigerantes e outras bebidas gaseificadas são soluções líquidas com gases dissolvidos.
Soluções gasosas
Nas soluções gasosas, todos os constituintes estão na fase gasosa. Um exemplo é o gás de cozinha, composto principalmente por hidrocarbonetos como propano e butano. Quando esses gases queimam com o gás oxigênio (O2), liberam a energia usada para preparar os alimentos.
Outro exemplo de solução gasosa é o próprio ar atmosférico, uma mistura de gases como nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2), entre outros.
Para fixar, imagine um reino governado pelo rei Soluções. Ele sempre se preocupou com a qualidade das soluções produzidas no reino e, por isso, decidiu que todos os jovens deveriam aprender sobre o assunto.
Então, o rei convidou um sábio para ensinar aos jovens os três tipos de soluções: sólidas, líquidas e gasosas. Primeiramente, o sábio explicou que cada tipo tem seus próprios constituintes e estados físicos.
Em seguida, mostrou que as soluções sólidas têm constituintes na fase sólida, como o bronze e o latão. Além disso, explicou que o aço inoxidável, muito usado na construção civil e em objetos domésticos, também é uma solução sólida.
Por que resolver questões de soluções
Resolver questões sobre soluções é fundamental para aprofundar o estudo desse tema. Isso acontece por diversos motivos:
– Fixação do conteúdo: Ao realizar as questões, o estudante pode revisar e fixar conceitos fundamentais relacionados a soluções químicas, como concentração, solubilidade, propriedades coligativas, equilíbrio químico, entre outros.
– Identificação de erros conceituais: Ao resolver questões, o estudante pode identificar erros conceituais e saná-los. Afinal, isso é especialmente importante em Química, onde muitos conceitos são interligados e a compreensão de um deles pode ser fundamental para a resolução de outros.
– Preparação para avaliações: A resolução de questões de soluções químicas é uma excelente forma de preparação para avaliações, seja ela um teste em sala de aula ou um exame vestibular. Além disso, as questões permitem que o estudante se familiarize com o tipo de questões e nível de dificuldade que será cobrado na prova.
– Desenvolvimento de habilidades: Resolver questões de soluções químicas é uma excelente forma de desenvolver habilidades como raciocínio lógico, interpretação de texto, análise de dados, entre outras. Assim, essas habilidades são importantes não apenas na Química, mas também em outras áreas do conhecimento e no cotidiano.
Soluções nos vestibulares e ENEM nos últimos três anos (2023-2021)
Por isso, soluções é um assunto comum nas provas de química dos vestibulares. Veja as estatísticas:
- ENEM 4%
- FUVEST 20%
- ITA 12%
- UNESP 19%
- UNICAMP 30%
- UNIFESP 23%
Agora, pratique com as questões abaixo e, em seguida, confira o gabarito no final do post.
1. (UFSC 2023)
Notícias de acidentes com produtos químicos infelizmente são recorrentes nos noticiários. Esses acidentes causam, muitas vezes, impactos ao meio ambiente e à saúde dos que estão próximos ao evento. Em julho de 2022 ocorreu um acidente com um caminhão que transportava, entre outros produtos, etanol 70% e 90%, em massa.
Disponível em: https://g1.globo.com/sp/ribeirao-preto-franca/noticia/2022/07/27/caminhao-carregado-com-produtos-quimicos-tomba-e-interdita-acesso-a-avenida-na-zona-leste-de-ribeirao-preto-sp.ghtml Acesso em: 14 set. 2022.
Sobre o assunto, é correto afirmar que:
01) o etanol 70%, comercializado como “álcool 70” e amplamente usado para sanitização durante a pandemia de covid-19, possui 70% em massa de etanol e 30% em massa de água.
02) os valores 70% e 90% estão relacionados com a massa molar do álcool utilizado.
04) o etanol produzido no Brasil é um biocombustível originado de vegetais, como a cana-de-açúcar.
08) a neutralização do derramamento com uma solução aquosa de detergente não seria efetiva, porque a solubilidade do etanol em água é limitada e haveria precipitação do álcool.
16) o etanol 70% é um líquido inflamável que está sujeito à combustão devido à presença de água, que é um comburente, e ao calor produzido pela irradiação solar no local do acidente.
2. (UNIFESP 2023)
De acordo com a resolução 430/2011 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), o valor máximo (VM) da concentração de íons bário em efluentes é de 5,0 mg/L. Um meio de remover íons Ba2+ desses efluentes é precipitá-los sob a forma de sulfato de bário (BaSO4). Dado: Ba = 137 g/mol.
Expresse o VM da concentração de íons bário em g/L e em mol/L.
3. (UPF 2023)
A cachaça é uma bebida alcoólica típica brasileira, sua constituição é controlada por legislação do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Seu teor alcoólico em álcool etílico (C2H5OH) é de 35% a 45% (v/v). Dentre os contaminantes controlados estão os íons cobre, provenientes de alambiques construídos de metal e que podem estar na composição da bebida preferida dos brasileiros em valores máximos de 5 mg/L.
(Fonte: https://www.cachacadesabor.com.br/alambique-de-cobre/).
Com base nessas informações, avalie as afirmações a seguir sobre a fabricação e o controle de qualidade das cachaças nacionais, identificando-as como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) Um alambique produz a cachaça por processo de destilação a partir de mosto fermentado de caldo de cana de açúcar.
( ) O máximo permitido de concentração de íons cobre em um copo de 150 mL de cachaça é de aproximadamente 0,75 g.
( ) O máximo permitido de quantidade de matéria de íons cobre em um copo de 150 mL de cachaça é de aproximadamente 0,635 mols.
( ) O teor alcoólico em álcool etílico em uma cachaça é de 40% (v/v); em 500 mL dessa amostra, tem-se uma concentração de aproximadamente 9,68 mol/L de etanol.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:
Dados: C = 12g/mol; H = 1g/mol; O = 16g/mol; d C2H5OH = 0,8 g/mL.
a) V – F – F – F.
b) F – V – F – V.
c) V – F – V – V.
d) F – V – F – F.
e) V – F – V – F.
4. (PUCRS Medicina 2023)
O álcool em gel recomendado para higienização das mãos no combate ao coronavírus SARS-CoV-2 é constituído essencialmente por álcool etílico, água e agentes espessantes para dar a consistência do produto. Para que atue como antisséptico, o álcool em gel deve apresentar uma concentração em álcool etílico (CH3CH2OH) de 70% m/m. Sabendo que a densidade do álcool etílico é 0,789 g mL–1, a concentração em mol L–1 desse composto é, aproximadamente,
Dados: C = 12; H = 1; O = 16
a) 0,012
b) 0,12
c) 1,2
d) 12
5. (UNICAMP 2023)
Um artigo científico relata a construção e a eficiência de um reator fotocatalítico de fluxo contínuo para a degradação de hormônios presentes em águas tratadas para consumo humano. Num trecho desse estudo, os autores afirmam: “é interessante notar que 80% de estrogênio foram removidos numa alimentação a 200 ng/L, 25 mW/cm2 e 300 L/(m2 h), enquanto que as remoções de progesterona e testosterona ficaram em 44% e 33%, respectivamente”.
De acordo com essas informações, pode-se inferir que o reator é capaz de degradar
a) dois hormônios femininos e um masculino, sendo que degrada melhor um feminino.
b) dois hormônios femininos e um masculino, sendo que degrada melhor o masculino.
c) somente hormônios masculinos, sendo que degrada melhor o estrogênio.
d) somente hormônios femininos, sendo que degrada melhor o estrogênio.
6. (UNESP 2023)
No Brasil, enfatiza-se que o Valor Máximo Permitido (VMP), destacado na portaria MS no 2.914/2011, que dispõe sobre normas e padrão de potabilidade da água para consumo humano, relacionado com os fluoretos, é de 1,5 mg de F− por litro de água.
(Fundação Nacional de Saúde. Manual de fluoretação da água para consumo humano, 2012. Adaptado.)
Uma Estação de Tratamento de Água (ETA), que utiliza o fluoreto de sódio (NaF) como único fluoreto, trata 100 milhões de litros de água por dia. Assim, a massa máxima de NaF que essa ETA deve utilizar por dia é próxima de
Dados: Na = 23; F = 19.
a) 220 kg.
b) 330 kg.
c) 110 kg.
d) 440 kg.
e) 550 kg.
7. (FUVEST 2023)
Combustíveis fósseis, como o diesel, contém em sua composição uma fração de enxofre. Durante o processo de combustão, o enxofre é convertido em SO2, tornando-se um poluente ambiental. Em postos de combustível, normalmente são comercializados dois tipos de diesel, o Diesel S10 e o Diesel S500. O primeiro contém 10 ppm de enxofre, e o segundo, 500 ppm de enxofre.
Considere que na combustão do diesel, todo enxofre seja convertido em SO2, conforme reação a seguir:
S(s) + O2(g) –> SO2(g)
Nesse caso, a diferença de massa de SO2 emitido para a atmosfera por kg de diesel quando cada um dos dois tipos é queimado é de
Note e adote:
Massas molares (g/mol): O = 16; S = 32.
1 ppm de enxofre equivale a 1 mg de enxofre por kg de diesel
a) 245 mg/Kg
b) 490 mg/Kg
c) 980 mg/Kg
d) 1960 mg/Kg
e) 3920 mg/Kg
8. (UNIFOR – Medicina 2023)
Para se determinar o teor de ácido acetil salicílico (C9H8O4) num comprimido analgésico, 1,0 g de comprimido foi dissolvido em 40,0 mL de etanol. Essa solução consumiu 20,0 mL de uma solução aquosa de NaOH 0,25 mol/L para a reação completa de acordo com a seguinte reação:
C9H8O4(aq) + NaOH (aq) –> NaC9H7O4(aq)
Logo o teor, em massa, de ácido acetil salicílico será de:
Dados: C = 12; H = 1; O = 16.
a) 55,0%
b) 67,0%
c) 80,0%
d) 90%
e) 97,0%
9. (FCMSCSP 2023)
A nitroglicerina (C3H5N3O9) é uma medicação empregada na forma injetável em diversas terapias cardiológicas. Ela é disponibilizada para uso hospitalar em ampolas de 10 mL, em solução com concentração 5 mg/mL.
Para uso intravenoso, deve-se preparar uma infusão com diluição de uma ampola de nitroglicerina em soro fisiológico até o volume final de 500 mL.
Nessa solução para infusão, a concentração de nitroglicerina é igual a
a) 1 g/L.
b) 0,1 g/L.
c) 0,05 g/L.
d) 0,5 g/L.
e) 0,01 g/L.
10. (FUVEST 2023)
O gráfico mostra a quantidade de emissão de CO2 (em bilhões de toneladas) em função do ano.
O total de emissão de CO2, em bilhões de toneladas, entre os anos de 1950 e 1990, está entre
a) 1 e 5.
b) 5 e 100.
c) 100 e 300.
d) 300 e 800.
e) 800 e 1000.
11. (UFPR 2023)
A elevação da concentração de fosfato em rios e lagos causa poluição e outros problemas ambientais, como a eutrofização. Assim, o monitoramento da concentração de fosfato é de interesse ambiental e pode ser realizado por meio de teste colorimétrico, explorando a reação de azul de molibdênio. Ao adicionar o íon molibdato (MoO42-), ácido mineral e um agente redutor numa amostra de água contendo fosfato, forma-se o composto de intensa cor azul. A intensidade de cor da solução neste teste é proporcional à concentração de fosfato na amostra.
O gráfico de barras a seguir mostra a relação da intensidade de cor observada para uma amostra de 10 mL em função da concentração de fosfato.
Uma amostra de 2 mL da água de um rio foi misturada com 8 mL de água pura (destilada) de modo a produzir 10 mL de solução. Essa solução foi submetida ao teste com azul de molibdênio que forneceu o resultado de intensidade de cor igual a 3 unidades arbitrárias. O valor de concentração de fosfato na água desse rio é mais próximo de:
a) 2,5 mg L-1.
b) 2,0 mg L-1.
c) 1,0 mg L-1.
d) 0,2 mg L-1.
e) 0,1 mg L-1.
12. (PUCCAMP 2023)
Medicamentos poluem rios em todos os continentes
Analgésicos, antidepressivos, antialérgicos e anti-hipertensivos podem ser encontrados não só em farmácias e hospitais, mas também em rios do mundo inteiro. Um grupo de 127 pesquisadores de 86 centros de pesquisa, incluindo brasileiros, encontrou resíduos de 73 fármacos em amostras de água de 1.052 locais em 258 rios de todos os continentes. Cerca de 470 milhões de pessoas vivem próximas aos locais em que foram examinadas as amostras de água.
Os compostos químicos encontrados nas concentrações mais elevadas foram o analgésico paracetamol, o estimulante cafeína, o antidiabético metformina, o antialérgico fexofenadina, os antibióticos sulfametoxazol e metronidazol e o anticonvulsivante gabapentina. Rios de países pobres na Ásia, África e América do Sul foram os mais poluídos. A maior concentração encontrada (227 microgramas por litro) foi de paracetamol em um ponto de coleta no rio Seke próximo a um depósito de lixo e despejo de esgoto em La Paz, na Bolívia. (PNAS, 14 de fevereiro).
(Adaptado de: Revista Pesquisa Fapesp, junho de 2022, p. 16)
A maior concentração encontrada do paracetamol corresponde à concentração, em mol/L, de, aproximadamente,
Dados:
Massas moleculares (g/mol) H = 1,0; C = 12,0; N = 14,0 e O = 16,0 .
a) 1,5 x 10-4
b) 4,5 x 10-3
c) 3,2 x 10-4
d) 1,5 x 10-6
e) 4,5 x 10-5
13. (FAMEMA 2022)
Uma pastilha efervescente de antiácido estomacal contém, em sua composição, 1680mg de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e 960mg de ácido cítrico (C6H8O7).
I) Determine o volume máximo de CO2 que pode ser liberado na reação completa do bicarbonato de sódio quando uma pastilha do antiácido é colocada em água. Considere que o volume molar nas condições da reação seja de 24L.
II) Considerando a quantidade de ácido cítrico contida numa pastilha do antiácido, determine a concentração, em mol/L no preparo de 500mL de solução aquosa desse ácido.
Dados: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23.
14. (ENEM 2022)
O ácido tartárico é o principal ácido do vinho e está diretamente relacionado com sua qualidade. Na avaliação de um vinho branco em produção, uma analista neutralizou uma alíquota de 25,0 mL do vinho com NaOH a 0,10 mol L–1, consumindo um volume igual a 8,0 mL dessa base. A reação para esse processo de titulação representada pela equação química:
A concentração de ácido tartárico no vinho analisado é mais próxima de:
a) 1,8 g L–1
b) 2,4 g L–1
c) 3,6 g L–1
d) 4,8 g L–1
e) 9,6 g L–1
Gabarito
Confira, então, as respostas:
1) Certas 01 + 04 = 05
2) 5 x 10-3 g/L e 3,65 x 10-5 mol/L
3) [A]
4) [D]
5) [A]
6) [B]
7) [C]
8) [D]
9) [B]
10) [D]
11) [A]
12) [D]
13) VCO2 = 0,489 L e [C6H8O7] = 0,01 mol/L
14) [B]
Videoaulas sobre soluções
Veja como isso cai na prova: a prova de 2027 da FMJ tem uma questão discursiva sobre concentração e diluição do soro fisiológico. Tente resolver e depois confira a resolução em vídeo. Outras questões no mesmo formato estão na seção Discursivas.
