Questão 118 Enem 2021 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 118

Misturas Conceitos

O alcoolômetro Gay Lussac é um instrumento destinado a medir o teor de álcool, em porcentagem de volume (v/v), de soluções de água e álcool na faixa de O ºGL a 100 ºGL, com divisões de 0,1 ºGL. A concepção do alcoolômetro se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro. A escala do instrumento é aferida a 20 ºC, sendo necessária a correção da medida, caso a temperatura da solução não esteja na temperatura de aferição. É apresentada parte da tabela de correção de um alcoolómetro, com a temperatura.

Tabela de correção de alcoolômetro com temperatura 20 ºC
ºGL	Leitura da temperatura (ºC)
ºGL	20	21	22	23	24	25
35	35,0	34,6	34,2	33,8	33,4	33,0
36	36,0	36,0	35,6	34,8	34,4	34,0

Manual alcoolômetro Gay Lussa. Disponível em: www.incoterm.com.br
Acesso em: 4 dez. 2018 (adaptado)

É necessária a correção da medida do instrumento, pois um aumento na temperatura promove o(a)

a)	aumento da dissociação da água.
b)	aumento da densidade da água e do álcool.
c)	mudança do volume dos materiais por dilatação.
d)	aumento da concentração de álcool durante a medida.
e)	alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.

Resolução

a) Incorreta. A dissociação da água, dada pela reação de autoprotólise (também chamada de autoionização) dessa substância (apresentada abaixo) de fato é influenciada pela variação de temperatura já que, o valor da constante de equilíbrio associada à transformação, K_w, é função da temperatura. Entretanto, as alterações na constante de equilíbrio de autoprotólise, não interferem na densidade.

$H_{2} O ⇌ H^{+} + O H^{-}$

b) Incorreta. A densidade (d) de uma mistura é dada por:

$d = \frac{m}{V}$

em que "m" é a massa da mistura e "V" o volume desta. Ao aquecer o sistema, não ocorre variação de massa mas, devido ao fenômeno da dilatação térmica, o volume ocupado pelo sistema aumenta linearmente com o aumento da temperatura. Dessa maneira, como densidade e volume são inversamente proporcionais, o aumento da temperatura, leva a um aumento de volume e, consequentemente, a uma diminuição da densidade da mistura.

c) Correta. A dilatação térmica consiste na variação das dimensões de um corpo pela variação de temperatura. Assim, conforme indicado na justificativa de "b", o aumento de temperatura de um sistema leva ao aumento das dimensões deste sem alteração de massa. Assim, como a densidade consiste na relação entre massa e volume do sistema, ao alterar o volume de uma solução sem alterar sua massa (fenômeno de dilatação térmica), ocorre diferença no valor de densidade medido, o que justifica a necessidade da correção.

d) Incorreta. A variação da temperatura não leva a alterações na composição da solução.

e) Incorreta. A variação de temperatura não leva a alterações nas propriedades químicas da mistura a menos que tal mudança promova reação entre os componentes ou degradação de algum destes, o que não é o caso para a mistura água e etanol no intervalo de temperatura descrito.