Unit-AL 2017
A sacarose, C12H22O11(s), vendida comercialmente como açúcar comum, é encontrada em algumas frutas, na cana-de-açúcar e na beterraba. Essa substância química tem densidade igual a 1,57gcm−3 , a 30°C, solubilidade em água de 1970gL−1 , a 20°C, e é hidrolisada por ácidos diluídos ou na presença da enzima invertase, formando uma mistura equimolar de glicose e frutose, isômeros de fórmula molecular C6H12O6.
Considerando-se as informações e as propriedades dos carboidratos e das enzimas, é correto afirmar:
O carboidrato de fórmula molecular C12H22O11 é extraído do caldo da cana-de-açúcar por meio do processo de destilação fracionada.
A mistura de 4,0kg de sacarose com 2,0L de água, a 20°C, resulta em um sistema heterogêneo com 60,0g do açúcar no fundo do recipiente.
A enzima invertase reduz o valor da entalpia de decomposição da sacarose, o que facilita a produção da glicose e da frutose.
O recipiente com capacidade de armazenar um volume de 1,50L comporta, no máximo, 2,00kg de sacarose.
A glicose e a frutose são compostos que apresentam as mesmas estruturas e propriedades químicas.
Resolução
Para decidir qual alternativa está correta, vamos usar os dados fornecidos:
- densidade da sacarose, \(\rho = 1{,}57\,\text{g cm}^{-3}\) (30 °C);
- solubilidade em água, \(S = 1970\,\text{g L}^{-1}\) (20 °C);
- a hidrólise da sacarose produz glicose e frutose;
- enzimas diminuem a energia de ativação, não a variação de entalpia \((\Delta H)\).
Análise de cada alternativa
A) Extração por destilação fracionada não é viável: a sacarose não é volátil e se decompõe antes de entrar em ebulição. Logo, falsa.
B) Quantidade máxima que 2 L de água dissolvem a 20 °C:
\[m_{\max}=S\times V = 1970\,\text{g L}^{-1}\times2{,}0\,\text{L}=3940\,\text{g}=3{,}94\,\text{kg}.\]
Colocando 4,0 kg de sacarose, dissolvem-se 3,94 kg; o excedente é
\[m_{\text{excedente}}=4,00-3,94=0,06\,\text{kg}=60\,\text{g}.\]
Surge, portanto, um sistema heterogêneo (duas fases) com 60 g depositados no fundo. Verdadeira.
C) A invertase não altera \(\Delta H\); ela apenas reduz a energia de ativação. Falsa.
D) Volume de 1,50 L = 1500 cm³. A massa máxima de sacarose que cabe é
\[m = \rho\,V = 1{,}57\,\text{g cm}^{-3}\times1500\,\text{cm}^3 = 2355\,\text{g}=2{,}36\,\text{kg}.\]
Portanto o recipiente suporta mais que 2,00 kg. Falsa.
E) Glicose e frutose são isômeros; possuem mesma fórmula molecular, mas estruturas e propriedades diferentes. Falsa.
Resposta
Alternativa correta: B.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Solubilidade (S): massa máxima de soluto que se dissolve em 1 L de solvente, a certa temperatura.
- Excesso de soluto: quando \(m_{\text{adição}}>S\times V\), forma-se sistema heterogêneo (fase sólida + solução).
- Densidade (\(\rho\)): relação \(m/V\); permite converter volume em massa e vice-versa.
- Enzimas: catalisadores biológicos; diminuem a energia de ativação, acelerando reações sem alterar \(\Delta H\).
- Isomeria: compostos com mesma fórmula molecular, mas estruturas e propriedades distintas.
