Questão 74 do ENEM 2015 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos comparar as concentrações das amostras fornecidas na tabela com a faixa de concentração permitida para o vinagre. O detalhe importante aqui é que a faixa permitida está em porcentagem massa por volume ($\% \text{ m/v}$), enquanto os dados da tabela estão em mol por litro ($\text{mol/L}$). Portanto, nosso objetivo é converter os limites de $4\%$ e $6\% \text{ (m/v)}$ para $\text{mol/L}$.

Entendendo a unidade $\% \text{ m/v}$

A concentração em $\% \text{ m/v}$ indica a massa de soluto (em gramas) presente em $100 \text{ mL}$ de solução.

Para o limite inferior de $4\% \text{ (m/v)}$: Isso significa que temos $4 \text{ g}$ de ácido acético em $100 \text{ mL}$ de vinagre. Como a concentração molar é expressa por litro ($1000 \text{ mL}$), vamos descobrir a massa em $1 \text{ L}$: $100 \text{ mL} \longrightarrow 4 \text{ g}$ $1000 \text{ mL} \longrightarrow x \text{ g}$ $x = 40 \text{ g/L}$

Agora, convertendo a massa para número de mols usando a massa molar do ácido acético ($60 \text{ g/mol}$): $n = \frac{m}{M} = \frac{40 \text{ g}}{60 \text{ g/mol}} \approx 0,66 \text{ mol}$ Logo, o limite inferior é de aproximadamente $0,66 \text{ mol/L}$.

Para o limite superior de $6\% \text{ (m/v)}$: Seguindo o mesmo raciocínio, $6\% \text{ m/v}$ significa $6 \text{ g}$ em $100 \text{ mL}$, o que equivale a $60 \text{ g}$ em $1000 \text{ mL}$ ($1 \text{ L}$). Convertendo para mols: $n = \frac{m}{M} = \frac{60 \text{ g}}{60 \text{ g/mol}} = 1,0 \text{ mol}$ Logo, o limite superior é de $1,0 \text{ mol/L}$.

Analisando as amostras

A faixa de concentração tolerada para o ácido acético no vinagre é de $0,66 \text{ mol/L}$ a $1,0 \text{ mol/L}$. Agora, basta observar a tabela e verificar qual amostra se encaixa nesse intervalo:

• Amostra 1: $0,007 \text{ mol/L}$ (Abaixo do limite)
• Amostra 2: $0,070 \text{ mol/L}$ (Abaixo do limite)
• Amostra 3: $0,150 \text{ mol/L}$ (Abaixo do limite)
• Amostra 4: $0,400 \text{ mol/L}$ (Abaixo do limite)
• Amostra 5: $0,700 \text{ mol/L}$ (Dentro do limite!)

A única amostra que apresenta uma concentração entre $0,66 \text{ mol/L}$ e $1,0 \text{ mol/L}$ é a amostra 5.