Um aluno, querendo verificar os conceitos de cinética química discutidos na escola, dirigiu-se a uma drogaria e comprou alguns comprimidos efervescentes, os quais continham, de acordo com o rótulo do produto, massas iguais de bicarbonato de sódio. Ao chegar a sua casa realizou a mistura desses comprimidos com água usando diferentes métodos. Após a observação do fenômeno de liberação gasosa, até que toda a massa de cada comprimido tivesse sido dissolvida em água, o aluno elaborou a seguinte tabela:
Método Estado do <br> Comprimido Temperatura <br> da água Tempo <br> de reação
1 Inteiro 10^circ C 50 s
2 Triturado 60^circ C 15 s
3 Inteiro 60^circ C 25 s
4 Triturado 10^circ C 30 s
De acordo com os resultados obtidos e mostrados na tabela acima, o aluno fez as seguintes afirmações:
I. Ao comparar somente os métodos 1 e 2 fica impossivel determinar qual dos dois fatores variados (estado do comprimido e temperatura da água), aumentou mais a velocidade da reação. II. A mudança da condição da água, de fria para quente, faz com que, qualquer que seja o estado do comprimido, a velocidade da reação caia pela metade.
III. A influência da temperatura da água é maior do que a influência do estado do comprimido, no aumento da velocidade da reação.
Das afirmações acima, é correto dizer que o aluno errou:
Escolha uma opção:
  • a. apenas na afirmação II.
    O b. apenas nas afirmações II e III.
    Oc. apenas na afirmação I.
    O d. apenas na afirmação III.
    O e. em todas as afirmações.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre um aluno que fez um experimento para entender como a cinética química funciona. Ele usou comprimidos efervescentes de bicarbonato de sódio e testou quatro métodos diferentes, variando o estado do comprimido (inteiro ou triturado) e a temperatura da água (10°C ou 60°C). Depois, ele fez algumas afirmações sobre o que observou. Nosso objetivo aqui é analisar essas afirmações e descobrir onde o aluno errou.

Passo 2

Primeiro, vamos entender como a cinética química funciona. Cinética química estuda a velocidade das reações químicas e como fatores como temperatura e estado físico dos reagentes influenciam essa velocidade.

Passo 3

Vamos analisar as afirmações do aluno uma por uma.
Afirmação I: “Ao comparar somente os métodos 1 e 2 fica impossível determinar qual dos dois fatores variados (estado do comprimido e temperatura da água), aumentou mais a velocidade da reação.”
Vamos ver os métodos 1 e 2:
  • Método 1: Comprimido inteiro, 10°C, tempo de reação 50 s.
  • Método 2: Comprimido triturado, 60°C, tempo de reação 15 s.
Aqui, estamos mudando dois fatores ao mesmo tempo: o estado do comprimido (inteiro para triturado) e a temperatura da água (10°C para 60°C). Como ambos os fatores mudaram, não dá para saber qual deles teve mais impacto na redução do tempo de reação. Então, a afirmação I está correta.

Passo 4

Afirmação II: “A mudança da condição da água, de fria para quente, faz com que, qualquer que seja o estado do comprimido, a velocidade da reação caia pela metade.”
Vamos verificar isso com os dados:
  • Comparando os métodos 1 e 3 (comprimido inteiro, 10°C vs. 60°C):
    • Tempo de reação de 50 s para 25 s.
    • Redução pela metade, o que confirma a afirmação.
  • Comparando os métodos 2 e 4 (comprimido triturado, 60°C vs. 10°C):
    • Tempo de reação de 15 s para 30 s.
    • Aqui, a mudança de 60°C para 10°C aumentou o tempo, ou seja, a velocidade da reação diminuiu, mas não exatamente pela metade.
A afirmação não se aplica igualmente a todos os casos, especialmente quando o comprimido está triturado. Portanto, a afirmação II está incorreta.

Passo 5

Afirmação III: “A influência da temperatura da água é maior do que a influência do estado do comprimido, no aumento da velocidade da reação.”
Para ver isso, vamos comparar como cada fator afeta o tempo de reação:
  • Estado do comprimido:
    • Trocando de inteiros para triturados, mantendo a mesma temperatura:
      • Método 1 (inteiro, 10°C, 50 s) vs. Método 4 (triturado, 10°C, 30 s).
      • Tempo reduz pela metade quando triturado.
  • Temperatura da água:
    • Trocando de 10°C para 60°C, mantendo o mesmo estado:
      • Método 1 (inteiro, 10°C, 50 s) vs. Método 3 (inteiro, 60°C, 25 s).
      • Tempo reduz pela metade com o aumento da temperatura.
Parece que ambos os fatores reduzem o tempo pela metade, indicando que têm a mesma influência. Portanto, a afirmação III está incorreta.

Resposta

b. apenas nas afirmações II e III.

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