Maria João é aluna do curso de engenharia química e recebeu uma amostra de dois componentes A e B, a ser submetida à técnica de cristalização. Seu professor the passou os seguintes dados: [A] = 1,5 mol/L; [B] =1,4 mol / L; a 40^circ C a solubilidade de A é 11 mg / mL e a de B é 10 mg / mL. Assim é correto afirmar que:
a) A cristalização será bem sucedida se a mistura for aquecida à 40^circ C;
b) Os componentes A e B da mistura não podem ser separados por cristalização;
c) É necessário o uso de carvão descolorante;
d) Se solubilidade de A e B, presentes na mistura em quantidades iguais, for diferente haverá apenas uma pequena perda e A e de B.

Passo 1

Vamos lá! Temos uma questão sobre cristalização envolvendo dois componentes, A e B. A Maria João quer saber qual das alternativas está correta com os dados fornecidos: as concentrações de A e B, e suas solubilidades a 40°C. Para resolver, vamos entender o que é cristalização, como as concentrações e solubilidades influenciam esse processo, e analisar cada alternativa.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é cristalização. É uma técnica usada para separar substâncias sólidas de uma mistura baseada na diferença de solubilidade dos componentes. Se a solução está saturada a uma certa temperatura, o excesso de soluto pode se cristalizar.

Passo 3

Precisamos converter as concentrações molares de A e B para mg/mL para compararmos com as solubilidades fornecidas. Vamos usar a fórmula:
Concentração (mg/mL) = Concentração (mol/L) times Massa molar (g/mol) div 1000 çãçã
Mas, como não temos as massas molares de A e B, vamos considerar que as solubilidades já estão em mg/mL e as concentrações molares em mol/L servem para avaliar se a solução está saturada ou não.

Passo 4

Analisando as solubilidades a 40°C:
  • Solubilidade de A: 11 mg/mL
  • Solubilidade de B: 10 mg/mL
Se a concentração de um componente na solução for igual ou menor que sua solubilidade, a solução está saturada ou insaturada, e nenhuma cristalização ocorrerá. Se for maior, haverá cristalização.

Passo 5

Vamos verificar se as concentrações de A e B são maiores que suas respectivas solubilidades:
  • [A] = 1,5 mol/L
  • [B] = 1,4 mol/L
Sem as massas molares, não podemos converter diretamente, mas assumindo que as concentrações molares correspondem a uma quantidade maior que a solubilidade em mg/mL, podemos inferir que a mistura está supersaturada, favorecendo a cristalização.

Passo 6

Agora, vamos analisar cada alternativa:
a) A cristalização será bem sucedida se a mistura for aquecida à 40°C;
  • Se a solução está supersaturada a 40°C, o aquecimento pode aumentar a solubilidade, possivelmente dissolvendo mais soluto, não favorecendo a cristalização. Então, essa afirmação pode não estar correta.
b) Os componentes A e B da mistura não podem ser separados por cristalização;
  • Se as solubilidades são diferentes, é possível separar os componentes por cristalização. Então, essa afirmação está incorreta.
c) É necessário o uso de carvão descolorante;
  • O uso de carvão descolorante é uma etapa para purificar a solução, não diretamente relacionado à cristalização dos componentes A e B. Portanto, essa afirmação não está correta.
d) Se solubilidade de A e B, presentes na mistura em quantidades iguais, for diferente haverá apenas uma pequena perda e A e B;
  • Se as solubilidades são diferentes, a cristalização seletiva pode ocorrer, permitindo a separação de A e B com perda mínima. Essa afirmação está alinhada com o processo de cristalização.

Resposta

A alternativa correta é a d).

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