Questão 57 Fuvest 2025 - 1ª fase
Em países frios, é comum o uso de pequenos aquecedores de mãos, normalmente descartáveis, que podem ser colocados dentro de luvas. Uma alternativa mais sustentável é o aquecedor de mão reutilizável, que é constituído por uma solução aquosa supersaturada de acetato de sódio armazenada em um reservatório maleável, conforme mostrado na figura a seguir.
Um choque mecânico nesse reservatório perturba a solução supersaturada e leva à precipitação do sal, resultando no seu aquecimento. Após o uso, o aquecedor pode ser regenerado por imersão em água quente, que dissolve o sal, deixando-o pronto para ser reutilizado.
Em relação à operação desse aquecedor, é correto afirmar:
| a) |
A precipitação do acetato de sódio é exotérmica e sua solubilização é endotérmica. |
| b) |
A diminuição da temperatura aumenta a solubilidade do acetato de sódio. |
| c) |
A solubilização do acetato de sódio para a regeneração do aquecedor libera energia, aquecendo o banho de água. |
| d) |
Quando o aquecedor é regenerado, a solução interna passa de supersaturada para uma solução diluída. |
| e) |
A concentração de acetato de sódio na solução dentro do reservatório não muda durante a regeneração do aquecedor. |
Uma solução supersaturada corresponde a um sistema metaestável em que a concentração do soluto é superior ao coeficiente de solubilidade deste para a temperatura do sistema. Dessa forma, um mínimo estímulo energético (como um choque mecânico) é suficiente para que o sistema saia da condição metaestável e passe à estabilidade, na qual o excedente de soluto forma corpo de fundo, entrando em equilíbrio heterogêneo com os íons dissolvidos.
Nesse contexto,
A) CORRETA. Ao aplicar o choque mecânico, ocorre a precipitação do sal e isso leva ao aquecimento da vizinhança do sistema. Desse modo, infere-se que a transformação ocorrida liberou calor e, portanto, a precipitação do acetato de sódio se trata de uma transformação exotérmica. Para regenerar o sistema, o corpo de fundo formado na precipitação é dissolvido novamente. Como para isso é necessário aquecer o sistema, essa transformação absorve calor e, assim, conclui-se que a solubilização do acetato de sódio é uma transformação endotérmica.
B) INCORRETA. A solubilização do acetato de sódio ocorre por imersão da bolsa em água quente e, portanto, é o aumento da temperatura que eleva a solubilidade do acetato de sódio.
C) INCORRETA. O sistema é colocado em banho quente e, portanto, recebe calor da água para a regeneração, o que caracteriza um processo endotérmico.
D) INCORRETA. Quando o aquecedor é regenerado a solução passa de saturada com corpo de fundo para solução supersaturada.
E) INCORRETA. A concentração de acetato de sódio corresponde à quantidade desse sal que se encontra dissolvida na água. Quando o sistema sofre precipitação, parte do sal que encontrava-se dissolvido em água passa para a fase sólida (corpo de fundo), o que leva a uma diminuição da concentração do sal. Da mesma forma, na regeneração, o sal presente no corpo de fundo retorna à solução de modo que a concentração do sistema aumente ao se regenerar o sistema.