Fuvest · Química

Questões de Soluções e concentração da Fuvest

10 questões oficiais da Fuvest sobre Soluções e concentração, de 2012 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 7 médias, 1 difícil.

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6 questões de Soluções e concentração resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2026 · Questão 83média

Um dos maiores desafios na agricultura é a manutenção da quantidade ideal de nutrientes no solo sem o uso excessivo de fertilizantes que podem ser lixiviados. Pensando nisso, uma equipe de pesquisadores da USP desenvolveu um novo vidro fertilizante:

Nosso fertilizante é um material no estado vítreo (...) com concentrações adequadas de fósforo, silício e potássio (...) e apresenta solubilidade em água e no solo. (...) Diferente dos fertilizantes convencionais, que precisam ser aplicados repetidamente já que seus nutrientes são levados pela água da chuva ou perdidos para a atmosfera, os fertilizantes em vidro foram desenvolvidos para liberar nutrientes de forma controlada e prolongada.

Disponível em https://www5.iqsc.usp.br/2025/. Adaptado.

A porcentagem em massa de fosfato (PO₄^3-) numa amostra do vidro fertilizante é de 19%. A velocidade de dissolução desse vidro em água é constante e independente da massa inicial, sendo igual a 7,3 mg/h. Em um teste de dissolução, adicionou-se excesso dessa amostra de vidro fertilizante a 1 L de água e mediu-se a concentração de íons fosfato ao longo do tempo. A concentração de fosfato em mol/L obtida após 100 h de experimento foi

Note e adote:

Massa molar do fosfato = 95 g/mol

A
1,46 × 10^-3
B
7,68 × 10^-3
C
139 × 10^-3
D
365 × 10^-3
E
730 × 10^-3

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Gabarito: A

1. Vidro dissolvido em 100 h: 7,3 mg/h × 100 h = 730 mg

2. Fosfato nesse vidro (19%): 0,19 × 730 mg ≈ 138,7 mg = 0,1387 g

3. Em mol: 0,1387 g ÷ 95 g/mol ≈ 1,46 × 10^-3 mol

4. Concentração em 1 L: 1,46 × 10^-3 mol/L

O "excesso" de vidro garante que sempre haja sólido dissolvendo à velocidade constante durante as 100 h.

Por que as outras atraem:
- E (730 × 10^-3) é a massa de vidro dissolvida em gramas, sem os 19% nem a massa molar.
- C (139 × 10^-3) é a massa de fosfato em gramas, esquecendo de dividir pela massa molar.

Resposta: A

Dica: siga a cadeia tempo → massa total → porcentagem → mol → volume, sempre conferindo unidades.

Questão 2 · Fuvest 2025 · Questão 57média

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.

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Gabarito: A

O aquecedor contém uma solução supersaturada: há mais acetato de sódio dissolvido do que a solubilidade permite naquela temperatura. O choque mecânico faz o excesso cristalizar, e o reservatório esquenta: a precipitação libera calor, é exotérmica.

Para regenerar, o aquecedor é posto em água quente: o calor fornecido redissolve o sal. Como o processo inverso de um exotérmico absorve calor, a solubilização é endotérmica. A alternativa A está certa.

Por que as outras erram:
- B: se a dissolução é endotérmica, a solubilidade aumenta com a temperatura (por isso se usa água quente).
- C: a solubilização absorve energia; ela esfria o banho, não o aquece.
- D: ao esfriar, a solução volta a ser supersaturada (pronta para o próximo uso), não diluída.
- E: durante a regeneração o sal sólido se dissolve, e a concentração da solução aumenta.

Resposta: A

Dica: se um processo libera calor, o inverso absorve a mesma quantidade; e dissolução endotérmica = solubilidade sobe com a temperatura.

Questão 3 · Fuvest 2022 · Questão 77média

Para o monitoramento ambiental no entorno de um posto de gasolina, coletou-se uma amostra de solo que foi submetida de forma integral à análise de naftaleno, um composto presente na gasolina. A concentração encontrada foi de 2,0 mg de naftaleno por kg de solo úmido. Sabendo que essa amostra de solo contém 20% de água, qual é o resultado dessa análise por kg de solo seco?

A
0,4 mg/kg
B
1,6 mg/kg
C
2,0 mg/kg
D
2,2 mg/kg
E
2,5 mg/kg

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Gabarito: E

Tome 1 kg de solo úmido: ele contém 2,0 mg de naftaleno.

1. Massa de solo seco: 20% é água, então o solo seco é 80% de 1 kg = 0,8 kg.

2. Concentração no solo seco: a água sai, mas o naftaleno continua na amostra:
2,0 mg ÷ 0,8 kg = 2,5 mg/kg

Por que as outras atraem: B (1,6) aplica o desconto de 20% à massa de naftaleno, e não à de solo; A (0,4) é só os 20% de 2,0; D (2,2) soma 10% sem critério. Tirar a água deixa a mesma massa de poluente em menos solo, então a concentração aumenta.

Resposta: E

Dica: ao passar de base úmida para base seca, divida pela fração seca (aqui 0,8); a concentração sempre cresce.

Questão 4 · Fuvest 2020 · Questão 6média

Os chamados “remédios homeopáticos” são produzidos seguindo a farmacotécnica homeopática, que se baseia em diluições sequenciais de determinados compostos naturais. A dosagem utilizada desses produtos é da ordem de poucos mL. Uma das técnicas de diluição homeopática é chamada de diluição centesimal (CH), ou seja, uma parte da solução é diluída em 99 partes de solvente e a solução resultante é homogeneizada (ver esquema).

Alguns desses produtos homeopáticos são produzidos com até 200 diluições centesimais sequenciais (200CH).

Considerando uma solução de partida de 100 mL com concentração 1 mol/L de princípio ativo, a partir de qual diluição centesimal a solução passa a não ter, em média, nem mesmo uma molécula do princípio ativo?

A
12ª diluição (12CH).
B
24ª diluição (24CH).
C
51ª diluição (51CH).
D
99ª diluição (99CH).
E
200ª diluição (200CH).

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Gabarito: A

1. Quantas moléculas vão para o primeiro tubo

A solução de partida tem 1 mol/L. Em cada etapa se transfere 1,0 mL:

1,0 mL × 1 mol/L = 10⁻³ mol

10⁻³ × 6×10²³ = 6×10²⁰ moléculas no tubo 1CH.

2. O que cada nova diluição faz

Cada tubo tem 1 mL da solução anterior em 100 mL no total. Passa ao tubo seguinte só 1/100 das moléculas: o número cai 100 vezes (10²) por etapa.

No tubo nCH: 6×10²⁰ ÷ 10²⁽ⁿ⁻¹⁾ = 6×10²²⁻²ⁿ moléculas.

3. Quando fica menor que 1

11CH: 6×10⁰ = 6 moléculas.
12CH: 6×10⁻² = 0,06 molécula.

A partir da 12ª diluição não há, em média, nem uma molécula do princípio ativo.

Resposta: A

Por que as outras atraem: (B) aparece se você pensar em 6×10²³ ÷ 10ⁿ, dividindo por 10 em vez de 100 a cada etapa.

Dica: diluição centesimal tira dois zeros por etapa; compare a potência de 10 com a constante de Avogadro.

Questão 5 · Fuvest 2014 · Questão 33média

A adição de um soluto à água altera a temperatura de ebulição desse solvente. Para quantificar essa variação em função da concentração e da natureza do soluto, foram feitos experimentos, cujos resultados são apresentados abaixo. Analisando a tabela, observa-se que a variação de temperatura de ebulição é função da concentração de moléculas ou íons de soluto dispersos na solução.

Dois novos experimentos foram realizados, adicionando-se 1,0 mol de Na₂SO₄ a 1 L de água (experimento A) e 1,0 mol de glicose a 0,5 L de água (experimento B). Considere que os resultados desses novos experimentos tenham sido consistentes com os experimentos descritos na tabela. Assim sendo, as temperaturas de ebulição da água, em °C, nas soluções dos experimentos A e B, foram, respectivamente, de

A
100,25 e 100,25.
B
100,75 e 100,25.
C
100,75 e 100,50.
D
101,50 e 101,00.
E
101,50 e 100,50.

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Gabarito: D

O enunciado dá a chave: a elevação da temperatura de ebulição depende da quantidade de partículas (moléculas ou íons) por litro, não do tipo de soluto.

1. Quanto sobe por mol de partículas. NaCl → Na⁺ + Cl⁻. Então 0,5 mol de NaCl em 1 L dá 1,0 mol de íons e eleva a ebulição em 0,50 °C. Confira: 0,5 mol de sacarose (não se dissocia) eleva 0,25 °C; 0,5 mol de CaCl₂ (3 íons) dá 1,5 mol de íons e eleva 0,75 °C. Regra: +0,50 °C para cada 1 mol de partículas por litro.

2. Experimento A. Na₂SO₄ → 2 Na⁺ + SO₄²⁻: 3 íons. 1,0 mol em 1 L dá 3,0 mol/L de partículas → 3 × 0,50 = 1,50 °C → 101,50 °C.

3. Experimento B. Glicose não se dissocia. 1,0 mol em 0,5 L dá 2,0 mol/L → 2 × 0,50 = 1,00 °C → 101,00 °C.

Resposta: D

Por que as outras atraem: quem esquece que a glicose está em só 0,5 L acha 100,50 (E); quem trata o Na₂SO₄ como se tivesse 2 partículas chega a 100,75 ou 101,00.

Dica: em propriedades coligativas, conte partículas por litro: número de íons × mols ÷ volume.

Fuvest 2013 · Questão 6fácil

A porcentagem em massa de sais no sangue é de aproximadamente 0,9%. Em um experimento, alguns glóbulos vermelhos de uma amostra de sangue foram coletados e separados em três grupos. Foram preparadas três soluções, identificadas por X, Y e Z, cada qual com uma diferente concentração salina. A cada uma dessas soluções foi adicionado um grupo de glóbulos vermelhos. Para cada solução, acompanhou-se, ao longo do tempo, o volume de um glóbulo vermelho, como mostra o gráfico.

Com base nos resultados desse experimento, é correto afirmar que

A
a porcentagem em massa de sal, na solução Z, é menor do que 0,9%.
B
a porcentagem em massa de sal é maior na solução Y do que na solução X.
C
a solução Y e a água destilada são isotônicas.
D
a solução X e o sangue são isotônicos.
E
a adição de mais sal à solução Z fará com que ela e a solução X fiquem isotônicas.

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Gabarito: B

A água atravessa a membrana do glóbulo por osmose, indo do meio menos concentrado para o mais concentrado.

No gráfico:
- Solução X: o glóbulo incha. A água entrou, então X é menos concentrada que o interior da célula (hipotônica, menos de 0,9%).
- Solução Y: o volume não muda. Y é isotônica ao sangue (cerca de 0,9%).
- Solução Z: o glóbulo murcha. A água saiu, então Z é mais concentrada (hipertônica, mais de 0,9%).

Ordem das concentrações: X < Y < Z.

Agora as alternativas:
- A: Z tem mais de 0,9%. Errada.
- B: Y tem mais sal que X. Correta.
- C: Y é isotônica ao sangue, não à água destilada. Errada.
- D: X é hipotônica em relação ao sangue. Errada.
- E: Z já é mais concentrada que X; acrescentar sal afasta ainda mais as duas. Errada.

Resposta: B

Dica: célula incha, o meio é hipotônico; célula murcha, o meio é hipertônico. A água sempre "corre atrás" do soluto.