Texto para as questões 82 e 83
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 (PO43-) 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
1,46 × 10-3
7,68 × 10-3
139 × 10-3
365 × 10-3
730 × 10-3
Resolução
A velocidade de 7,3 mg/h indica a massa de vidro que se dissolve a cada hora, e não apenas a massa de fosfato. Como essa velocidade é constante e há vidro em excesso, a massa dissolvida em 100 h é: 7,3 mg/h × 100 h = 730 mg.
O fosfato corresponde a 19% da massa do vidro. Assim, a massa de fosfato liberada na água é: (19/100) × 730 mg = 138,7 mg. Como 1 g = 1000 mg, isso equivale a 0,1387 g de fosfato.
A massa molar informa que cada mol de fosfato tem massa de 95 g. Para encontrar a quantidade de fosfato em mol, dividimos sua massa pela massa molar: 0,1387 g ÷ 95 g/mol = 0,00146 mol.
A concentração em mol/L é a quantidade de matéria dissolvida dividida pelo volume da solução em litros. Como o volume é de 1 L, temos: 0,00146 mol ÷ 1 L = 1,46 × 10⁻³ mol/L, que é a resposta indicada.