Questão 64 - Prova V2 - Fuvest 2025

Gabarito

Questão 64

Objetiva
64

Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um curioso estudo sobre a pressão interna de “foguetes de garrafa PET”, propulsionados a partir da reação química entre ácido acético e bicarbonato de sódio. 1
Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, CH3COOH) com bicarbonato de sódio (NaHCO3) produz gás carbônico (CO2) por meio da reação química representada pela seguinte equação:

CH3COOH + NaHCO3  CH3COONa + CO2 + H2O

A reação ocorre no interior de uma garrafa PET de 2 L de volume útil total, da qual foi retirado todo o ar. Insere-se na garrafa um volume inicial Vvin de vinagre líquido e bicarbonato de sódio, sendo a garrafa posteriormente selada com uma tampa acoplada a um manômetro. A reação produzirá gás carbônico que ocupará um volume VCO2 e  exercerá uma pressão PCO2 sobre a tampa da garrafa, medida pelo manômetro, como mostra a figura.

[1] FONSECA et al, RBEF, vol. 40, nº 3, e3504 (2018). Disponível em http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0340.

Suponha que a reação produza 2 mols de CO2 para cada 3 litros de vinagre. Nas condições do experimento, em que o volume de líquido é 1/3 de litro à temperatura T=300 K, a pressão PCO2 medida pelo manômetro será por volta de

Note e adote:Considere o CO2 como um gás ideal. Constante dos gases ideais: R = 0,08 atm·L/(K·mol). Assuma que todo o ácido acético do vinagre reagiu com o bicarbonato de sódio e que o líquido resultante da reação ocupa aproximadamente o mesmo volume do vinagre antes da reação (Vvin).

Alternativas

  1. A

    3,2 atm.

  2. B

    4,1 atm.

  3. C

    6,2 atm.

  4. D

    9,0 atm.

  5. E

    12 atm.

Gabarito:
    A

Do enunciado, tem-se: 

Vvin + VCO2= 2 L13 L + VCO2= 2 LVCO2=53 L

Além disso:

3 L vinagre     : 2 mol CO213 L vinagre   : nCO2      nCO2=29 mol

De acordo com a equação dos gases ideais, é possível determinar a pressão PCO2medida pelo manômetro:

PCO2 · VCO2= nCO2·R·T PCO2=29 mol·0,08 atm·Lmol·K· 300 K53 LPCO2=3,2 atm

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