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São Paulo UNICAMP 2011.2 Questão: 39 Química Físico-química Soluções 

A questão do aquecimento global está intimamente ligada à atividade humana e também ao
funcionamento da natureza. A emissão de metano na produção de carnes e a emissão de dióxido de carbono em processos de combustão de carvão e derivados do petróleo são as mais importantes fontes de gases de origem antrópica. O aquecimento global tem vários  efeitos, sendo um deles o aquecimento da água dos oceanos, o que, consequentemente, altera a solubilidade do CO2 nela dissolvido. Este processo torna-se cíclico e, por isso mesmo, preocupante. A figura abaixo, preenchida de forma adequada, dá informações quantitativas da dependência da solubilidade do CO2 na água do mar, em relação à pressão e à temperatura.

De acordo com o conhecimento químico, escolha adequadamente e escreva em cada quadrado da figura o
valor correto, de modo que a figura fique completa e correta: solubilidade em gramas de CO2
/100 g água: 2, 3, 4, 5, 6, 7; temperatura /°C: 20, 40, 60, 80, 100 e 120; pressão/atm: 50, 100, 150, 200, 300, 400. Justifique sua resposta.

Determine a solubilidade molar do CO2 na água (em gramas/100 g de água) a 40 °C e 100 atm. Mostre na figura como ela foi determinada.


Resolução Unicamp

a)

A escolha se justifica pelo fato de que a solubilidade dos gases em água aumenta com o aumento da pressão e com a diminuição da temperatura.

b) Para encontrar o valor de solubilidade, deve-se traçar uma reta vertical passando pela temperatura de 40 °C. O ponto em que essa reta cruza com a curva para a pressão de 100 atm (segunda curva de baixo para cima) corresponde à solubilidade no eixo das ordenadas à esquerda. Isso corresponde a 5,5 g / 100 g de água.
Concentração do CO2 em mol L-1:
5,5g de CO2 → 100g de água
X g → 1000 g de água    X = 55 g /1000 g de água do mar

Considerando-se a densidade da água do mar, na condição de 40 °C e 110 atm, a concentração de CO2 se torna igual a 55 L-1. Assim, a concentração de CO2 em mol L-1 será = 55 / 44 = 1,25 mol L-1.


Observação: Como o item b da questão pede a concentração em duas unidades diferentes, a banca corretora considerou válido qualquer um dos dois valores.



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