Exercícios Resolvidos de Química

C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página IQuímica Curso Extensivo – A a Série – Ensino Médio 3. a QUÍMICA A 3. S C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página II a QUÍMICA A 3. S C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 1 Revisão MÓDULO QUÍMICA Estrutura Atômica e Radioatividade 2. (UFSC) – Assinale as alternativas corretas. (01) O único átomo que apresenta número atômico igual ao número de massa é o prótio. (02) Um átomo A, com p prótons e n nêutrons, e um átomo B, com p + 1 prótons e n – 1 nêutrons, são isóbaros. (04) O número de nêutrons do trítio é igual ao número de nêutrons do deutério. (08) Os íons Na+, Cl – e Al 3+ são isoeletrônicos. (16) Os isótopos pertencem sempre ao mesmo elemento químico. (32) Sendo A e B isóbaros, com o número atômico de A, 64 e o número de massa de B, 154, então o número de nêutrons do núcleo do átomo A é 90. (64) O número de massa de um átomo é dado pela soma de prótons e elétrons e é representado pela letra A, que é praticamente igual à massa atômica. Dados: 1H 11Na 17Cl 13Al RESOLUÇÃO: (01) Verdadeira. 1 H prótio 1 (02) Verdadeira. Isóbaros = mesmo número de massa. (04) Falsa. 3 2 H n=2 H n=1 1 1 trítio deutério (08) Falsa. Na+; Cl–; Al3+ e = 10; e = 18; e = 10, respectivamente. (16) Verdadeira. (32) Verdadeira. 154 A B154 64 n = 90 (64) Falsa. Prótons + nêutrons 1 1. (UFU-MG) – Nas festas de Réveillon, o céu fica embelezado pelas cores emitidas pela queima dos fogos de artifício. A esses fogos são adicionadas substâncias, cujos átomos emitem radiações de luminosidades diferentes. Considerando uma explicação para a observação das cores, na queima dos fogos de artifício, por meio de modelos atômicos propostos no início do século XX, marque a alternativa incorreta. a) Na emissão de energia, devida à transição de elétrons, encontra-se uma explicação para a observação das cores dos fogos de artifícios, pois segundo os estudos de Bohr, o elétron pode emitir ou absorver uma quantidade definida de energia chamada quantum. b) Os estudos realizados por Thomson, assim como o modelo atômico proposto por ele, reconhecem a natureza elétrica da matéria e explicam a eletrização por atrito, a corrente elétrica, a formação dos íons e as descargas elétricas em gases. Contudo, o modelo não explica as cores observadas na queima dos fogos de artifício. c) Os estudos realizados por Dalton, assim como o modelo atômico proposto por ele, contribuíram para resgatar as ideias sobre o átomo, ao proporem que átomos diferentes possuem diferentes pesos atômicos. No entanto, o peso atômico não é o responsável pela exibição das cores quando da queima dos fogos de artifício. d) De acordo com o modelo de Rutherford-Bohr, as cores produzidas na queima de fogos são as emissões de energia na forma de luz. Essa emissão de energia ocorre quando os elétrons excitados dos íons metálicos, presentes nos fogos de artifícios, retornam para os níveis de maior energia. RESOLUÇÃO: a) Correta. Ao absorver energia, um elétron “salta” para um nível mais externo e, ao retornar, o elétron passa para um nível mais interno. b) Correta. Thomson descobre a existência de partículas subatômicas, não relatando a existência de núcleo e níveis de energia. c) Correta. Dalton não sabia da existência de elétrons, núcleo, eletrosfera ou níveis de energia. d) Falsa. A emissão de energia ocorre quando os elétrons passam para os níveis de menor energia. Resposta: D –1 a QUÍMICA A 3. S como L e J são isótopos. J e L são isótopos. então PM = 27 e PJ = 26. Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo de número de massa 60 do Cobalto como fonte radioativa. temos: PM = 79 – 2PL AL = AM. L e M. a) Escreva a reação de produção do Cobalto-60 a partir do Cobalto-59 e a reação de decaimento radioativo do Cobalto-60 b) Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos emprega uma fonte que contém. níquel = 28. no Brasil. RESOLUÇÃO: 2 2 6 2 6 2 10 30Zn 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d Ocorre perda de dois elétrons do subnível mais afastado do núcleo (4s2) 2+ 2 2 6 2 6 10 30Zn : 1s 2s 2p 3s 3p 3d K L M N a QUÍMICA A 3. L e M são isóbaros e J e M são isótonos. A soma dos números de nêutrons de três átomos. a massa de Cobalto-60 presente após 15 anos é: 5a 5a 5a 100g ––––––– 50g –––––––– 25g ––––––– 12. assim. inicialmente. enquanto a soma dos números de prótons é 79. Admitindo que o tempo de meia-vida do Cobalto-60 seja de cinco anos. Esse isótopo decai pela emissão de raios gama e de uma partícula β e é produzido pelo bombardeamento de átomos de Cobalto de número de massa 59 com nêutrons. temos: PL + NL = PM + NM . e mais de 100 enzimas. cansaço . J. Dado: números atômicos: cobalto = 27. como J e M são isótonos. indique a distribuição eletrônica desse íon em subníveis de energia. temos: NJ + NJ + 30 = 88 → NJ = 29. RESOLUÇÃO: NJ + NL+ NM = 88. calcule a massa desse isótopo presente após quinze anos de utilização do aparelho. então NM = 29 PJ + PL + PM = 79. RESOLUÇÃO: 4. substituindo.5g 1s2 2s2 3s2 4s2 2p6 3p6 4p 3d10 4d 2– . perda de apetite. Sabendo que o zinco apresenta Z = 30. amnésia. Sabe-se ainda que L tem 30 nêutrons. (UFRJ) Esse símbolo identifica alimentos irradiados AJ = 26 + 29 = 55 AM = 27 + 29 = 56 Estima-se que. aumento do tempo de cicatrização de ferimentos. S a) A reação de produção do Cobalto-60 a partir do Cobalto-59 é: 59 Co 27 + 1n → 0 60 Co 27 A reação de decaimento radioativo do Cobalto-60 através da emissão de uma partícula β é: 60 Co 27 → 60 Ni 28 + β– b) A massa de Cobalto-60 cai à metade a cada 5 anos. é 88. Calcule o número atômico e o número de massa de cada um deles. o que pode ser sanado com uma alimentação adequada ou pela ingestão de comprimidos que contêm ZnO. temos: PL +30 = 79 – 2PL + 29 → PL = 26. A deficiência de Zn2+ causa problemas de crescimento. a quantidade de alimentos desperdiçados seria suficiente para alimentar 35 milhões de pessoas. 100 gramas de Cobalto-60. Logo. O zinco é essencial para o metabolismo de proteínas. portanto os números de massa são: AL = 26 + 30 = 56 55 26 J 56 56 26 L 27 M 5. a população de micro-organismos responsáveis por sua degradação. Um dos métodos disponíveis para tal fim é submeter os alimentos a radiações ionizantes. apatia.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 2 3. Uma das maneiras de diminuir esse desperdício é melhorar a conservação dos alimentos. reduzindo. C e D podem ser classificados. metal. enquanto no estado líquido conduzem (íons livres). composto iônico. A amostra B. metal. substância molecular. duas covalentes normais e duas covalentes dativas. RESOLUÇÃO: I) Análise dos estados físicos das amostras: RESOLUÇÃO: (1) Verdadeiro. e o retículo iônico — ao sofrer uma pancada — rompe-se em camadas. O átomo de sódio apresenta 1e– de valência. b) metal. portanto tende a receber o elétron. também. a ligação é iônica. pois o compartilhamento de elétrons é fornecido pelos átomos envolvidos. (PUC-SP) – Analise as propriedades físicas na tabela abaixo: Condução de corrente elétrica Amostra Ponto de fusão Ponto de ebulição a 25°C A B C D 801°C 43°C 1535°C 1248°C 1413°C 182°C 2760°C 2250°C 1000°C 1. como. composto iônico. composto iônico. d) substância molecular. a) composto iônico. metal. (3) Falso. o que explica o alto PF. As amostras A e D obedecem a essas condições. As interações são do tipo pontes de hidrogênio “sui generis”. uma dupla e uma ligação covalente coordenada. Um átomo é considerado estável quando sua última camada tem oito elétrons (ou dois.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 3 MÓDULO 2 Ligações Químicas 2. Os átomos instáveis se unem uns aos outros a fim de adquirir essa configuração estável. substância molecular. A fórmula estrutural da ureia é: O H2N NH2 Há somente ligações covalentes. (4) No cloreto de sódio. A. (2) Falso. existem ligações iônicas. substância molecular. substância molecular. portanto tende a doar o elétron. metal. transformando-se em Cl –. pois o magnésio é um metal (tendência de doar elétrons) e. e) composto iônico. pois as moléculas são partículas eletricamente neutras. respectivamente. enquanto o átomo de cloro apresenta 7e– de valência. o que explica o alto ponto de fusão e o fenômeno da clivagem. Julgue os itens abaixo: (1) Para o sal sulfato de magnésio. A amostra C é metal. (3) O ácido acético (C2H4O) é um ácido inorgânico que apresenta forças intermoleculares do tipo pontes de hidrogênio. Esta interação eletrostática é intensa. Dado: As estruturas de Lewis: •• •N• • • •• • •O • •• • Cl • • •• • •C• • • • •S • • • Na • • Mg • H• isolante condutor isolante –––– condutor condutor isolante isolante Segundo os modelos de ligação química. ligações covalentes normais (—) e dativas (→). metal. –3 a QUÍMICA A 3. (2) A ureia (CH4N2O) apresenta ligações covalentes normais. A substância molecular não apresenta essa característica da condutibilidade. S . A união é denominada de ligação química. Os metais apresentam a condutibilidade elétrica nos estados sólido e líquido (elétrons livres). composto iônico. metal. sendo duas simples. mas o ácido é orgânico. provavelmente. Resposta: E (4) Verdadeiro. processo denominado clivagem. transformando-se em Na+. é molecular. no caso da camada K). O ↑ O—S—O ↓ O 2– 25°C amostra A amostra B amostra C amostra D sólido sólido sólido sólido 1000°C líquido ––––– sólido sólido Mg2+ apresenta ligações iônicas. B. composto iônico. O HO H3C — C OH O C — CH3 Os compostos iônicos não conduzem corrente elétrica no estado sólido. c) composto iônico. então o propan-2-ol é o II. insolúveis em água e suas densidades são menores que 1g/mL.660 0.5 125.490 Solubilidade em água imiscível miscível imiscível miscível imiscível Considerando as propriedades apresentadas. portanto apresenta maior PE que a propanona. Diclorometano: CH2Cl2 Cl – Tetraédrica. enquanto a propanona é o IV O triclorometano é pouco polar e mais denso que a água. pois possui maior cadeia. polar. mas o octano apresenta maior TE. não necessariamente nessa ordem Composto I II III IV V Temperatura de ebulição/°C 68. Esses compostos são octano. que são intensas. existiriam C isômeros. Sua molécula apresenta polaridade. RESOLUÇÃO: Amônia: NH3 •• N H H H – Piramidal. – o dissulfeto de carbono (CS2) é um solvente apolar de baixa temperatura de ebulição.789 0. – se a molécula fosse plana quadrada. hexano e propanona. II. RESOLUÇÃO: O octano e o hexano são hidrocarbonetos. polar. propan-2-ol.3 82.703 0. As fórmulas estruturais que melhor representam essas três substâncias são. apolar. IV e V são apresentadas na tabela abaixo. mas o álcool estabelece pontes de hidrogênio. triclorometano. – se a molécula fosse plana. enquanto o hexano é o I. ela seria apolar.0 Densidade/ g cm–3 0. portanto são solúveis em água. III. Algumas propriedades físicas dos compostos I. – o diclorometano (CH2Cl2) não possui isômeros. Resposta: B a QUÍMICA A 3. portanto é o V.0 61. devido à sua geometria e à alta eletronegatividade do elemento Cl.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 4 3.790 1. respectivamente. identifique os compostos enumerados na tabela. portanto. Cl H H Dissulfeto de carbono: CS2 S=C=S – Linear. O propan-2-ol e a propanona são polares. então o octano é o III.7 56. S 4– . 4. (PUC-SP) – Sabe-se que – a amônia (NH3) é constituída por moléculas polares e apresenta boa solubilidade em água. (MACKENZIE-SP) –As curvas de solubilidade têm grande importância no estudo das soluções. 100g de água dissolvem 10g de KClO3. a temperatura t é aproximadamente 22°C. A outra solução foi resfriada a uma temperatura (t) em que se percebeu o início da precipitação do sal. cada uma contendo 70 g de nitrato de potássio (KNO3) e 200 g de água. já que a temperatura influi decisivamente na solubilidade das substâncias. houve início de precipitação do sólido. preparada com 100g de água. 50g de água dissolvem no máximo 20g de KCl. os valores de m e t. c) o nitrato de sódio é a substância que apresenta a maior solubilidade a 20ºC. a) há um aumento da solubilidade do sulfato de cério com o aumento da temperatura. RESOLUÇÃO: Soluções iniciais: 70g de KNO3/200g de H2O a 70°C Cálculo da massa m de água que foi evaporada da primeira solução. e) dissolvendo-se 15g de cloreto de potássio em 50g de água a 40ºC. RESOLUÇÃO: Com o aumento da temperatura. a substância de maior solubilidade é o iodeto de potássio (KI). Logo. Cálculo da massa de água que não evaporou: 140g de KNO3 ––––––––– 100g de H2O 70g de KNO3 –––––––– x x = 50g de H2O A massa m é dada por: m = 200g – x → m = 150g A solução será uma solução saturada na temperatura t. após a evaporação de uma certa massa de água (m). obtém-se uma solução insaturada. o nitrato de sódio (NaNO3) é mais solúvel que o cloreto de potássio (KCl). a 20°C. Cálculo da quantidade de soluto para uma solução saturada com 100g de H2O: 70g de KNO3 ––––––––– 200g de H2O y ––––––––– 100g de H2O 70 . Considerando as curvas de solubilidade dadas pelo gráfico. é insaturada. Calcule. S . a solubilidade de Ce2(SO4)3 diminui. A 90°C. 100 y = ––––––– g = 35g de KNO3 200 Pelo gráfico. foram preparadas duas soluções. (PUC-SP) – O gráfico a seguir representa a curva de solubilidade do nitrato de potássio (KNO3) em água. a solução que tem 15g de KCl dissolvidos em 50g de água. A 70°C. A 0°C. a solução sendo mantida a 70°C. a 40°C. A 20°C. b) a 0ºC o nitrato de sódio é menos solúvel que o cloreto de potássio. A 40°C. d) resfriando-se uma solução saturada de KClO3. enquanto. Resposta: E –5 a QUÍMICA A 3. Observa-se a precipitação de 40g de KClO3.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 5 MÓDULO 3 Soluções 2. 100g de água dissolvem 50g de KClO3. A primeira solução foi mantida a 70°C e. é correto afirmar que 1. observa-se a precipitação de 30 g desse sal. aproximadamente. de 90ºC para 20ºC. prevê a perda do direito de dirigir e a retenção do veículo. KH. prevê maior rigor contra o motorista que ingerir bebidas alcoólicas e dirigir. em decigrama de álcool por litro de sangue. na pressão atmosférica de 1 atm (760mmHg). S 6– .7 em homens. KH. a) O lago a 10ºC apresenta maior quantidade de O2 dissolvido. pois a pressão parcial do gás é maior sobre o líquido. pois a solubilidade de um gás em um líquido diminui com o aumento da temperatura. Para o processo de dissolução do O2. A figura a seguir mostra a solubilidade do gás oxigênio em água em função da temperatura. RESOLUÇÃO: Cálculo do volume de álcool no vinho: 100mL ––––– 12mL 250mL ––––– x x = 30mL Cálculo da massa de álcool consumida: m d = –––– V m 0. (UEMS) – A presença do oxigênio dissolvido na água se deve.270 80 . à sua dissolução do ar atmosférico para a água. ao beber 250mL de vinho 12°GL em uma refeição.70dg ∴ 2. chamada de Lei Seca. 2 2 cuja constante de equilíbrio apropriada é a constante da Lei de Henry. além de multa de R$ 955. 4. 1.705/08. em um indivíduo de 80kg. em que lago há mais oxigênio dissolvido: em um de águas a 10ºC ou em outro de águas a 25 ºC? Justifique. a punição será acrescida de prisão.270g ––––––– x x = 2. A partir de 6 decigramas por litro. a Lei 11. (FATEC-SP) – Sancionada pelo presidente. 0. é definida como KH = [O2 (aq)]/pO . onde há mais oxigênio dissolvido. 1.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 6 3. Dados: densidade do álcool 0. em que pO é a pressão parcial de oxigênio 2 2 no ar.8 g/cm3 Fórmula do cálculo de álcool no sangue (g/L): Gramas de álcool consumidos –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– (Massa Corporal em kg x Coeficiente*) *Coeficiente : 0. A nova lei seca brasileira.6 em mulheres. a) Considerando que a altitude seja a mesma. O (g) ← O (aq).70dg/L a QUÍMICA A 3. em → parte.8g/mL = ––––– 30mL m = 24g Cálculo da concentração de álcool no sangue (g/L): 24 ––––––– = 0. b) Considerando uma mesma temperatura. segundo a Lei de Henry. em um lago no alto da Cordilheira dos Andes ou em outro em sua base? Justifique. com limite de 2 decigramas de álcool por litro de sangue.1 0. RESOLUÇÃO: A dissolução de um gás em um líquido depende da sua pressão parcial e da temperatura.270g/L 1g ––––––– 10dg 0.1 se o álcool foi consumido nas refeições Calcule a concentração. b) No lago da base a dissolução é maior. Esse excesso gerou.6L. Componentes Sangue g/100mL 93 0. 9L + 4 . Dado: Massa molar (Na = 23 g/mol) a) 15. de 100mL de amostra de sangue e urina. esse atleta ingeriu um excesso de água.3L. retirar o excesso de ureia do sangue e eliminá-lo com a urina. fadiga.2 1. que acontece quando se bebe água em demasia”. As doenças renais estão entre as causas mais importantes de morte e de incapacidade. aproximadamente. Em uma pessoa sadia. no sangue e na urina? b) Se misturarmos 9 litros de sangue com 1 litro de urina. Ao pé da letra. uma re dução na concentração de sódio para 115 milimol por litro de sangue. Isso porque o excesso dessa substância fica retido nos rins quando o sangue circula por esses órgãos. (MACKENZIE-SP) Água demais pode fazer mal e até matar “Um estudo de 2005 do New England Journal of Medicine revelou que cerca de um sexto dos maratonistas desenvolvem algum grau de hiponatremia.4 1.25 Urina g/100mL 95 2. em mol/L na mistura final? Dado: Massa molar da ureia = 60g/mol RESOLUÇÃO: a) No sangue: 1mol de ureia ––––––––––– 60g x ––––––––––– 0.5g e 1.675g ≅ 16." (Scientific American Brasil) Água Ureia Sais minerais Outros Antes de iniciar uma competição. atingindo um quadro de hiponatremia.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 7 MÓDULO 4 Soluções e Conceitos de Ácidos e Bases 2. respectivamente. 1L = M3 .3L Volume de água = 6. os valores mais próximos da massa de sódio presente no sangue do atleta.3L Resposta: D 5 . 10–2mol 4 . Essa é uma das importantes funções renais. e) 15. A tabela a seguir mostra a composição.7g e 6.4g w = 4 . b) 16. 10–1mol/L . Após a conclusão da prova. em massa. 10–2 mol ––––––––––– 100mL z ––––––––––– 1000mL z = 4.7g e 1.085 mol/L –7 a QUÍMICA A 3. 10–3mol 5 . ou seja. S . em mol/L.3L. antes de iniciar a prova. 10–3mol ––––––––––– 100mL y ––––––––––– 1000mL y = 5 . náusea.3L – 5. uma doença cujos sintomas incluem dores de cabeça. e do volume de água absorvido pela corrente sanguínea após a sua hidratação.3L. um maratonista de 1. ou seja. c) 15. 5L de sangue com uma concentração de sódio no limite máximo da concentração normal.7g Volume de água absorvido pela corrente sanguínea: M1V1 = M2V2 (145 .10–1mol/L b) M1V1 + M2V2 = M3V3 RESOLUÇÃO: Massa de sódio antes de iniciar a prova: 1 mol ––––––– 23g 145 . depois de algumas horas.3g x = 5 .5g e 6. em muitos países. Com base nessas informações. 10–3 mol ––––––– x x = 3. 10–3 mol/L) (V2) V2 = 6. durante a sua hidratação. 10–2mol/L . de pacientes com problemas renais. são.3 1. uma concentração de sódio abaixo de 135 milimol por litro de sangue — a concentração normal permanece entre 135 e 145 milimol por litro. ou diluição do sangue. a quantidade de ureia no sangue mantêm-se sempre constante.335 g/L 1L –––––––– 3.75m de altura e 75kg possui. d) 16.72 6.5g e 4. 10–2mol/L Na urina: 1mol de ureia ––––––––––– 60g w ––––––––––– 2. hiponatremia quer dizer “sal insuficiente no sangue”.0L = 1. vômito. 10L M3 = 0. 10–3 mol/L) (5L) = (115 . urinação frequente e desorientação mental. "Casos graves de hiponatremia podem levar à intoxicação por água.335g 5L –––––––– y y = 16. a) Quais as concentrações de ureia. qual será a nova concentração de ureia.3L.3 0. .... b) básicas … NaHCO3 … ácido. considere o seguinte texto sobre a metilamina: A metilamina é um gás bastante solúvel em água. O texto é completado de forma correta. ácido é a espécie que recebe par de elétrons e base é a espécie que cede par de elétrons. (UFSCar-SP) – A metilamina é um produto gasoso formado na decomposição da carne de peixe. S 8– . e depois lavando com água pura.. do que diretamente com água e sabão..... a água não atua como ácido ou base.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 8 → b) NaNH2 + H2O ← NH3 + NaOH → c) Na CO + H O ← NaHCO + NaOH 2 3 2 3 3... Esse sal apresenta caráter ácido por ser proveniente de ácido forte (HCl) e base fraca (CH3NH2).. c) ácidas … NaOH … neutro. quando puro e dissolvido em água.... d) ácidas … HCl … básico.... e) ácidas … NaOH … neutro... Resposta: A •• d) CO2 + H2O → H2CO3 ← ácido base complexo coordenado ⇑ e) TiCl4 + 2H2O → TiO2 + 4HCl ← O cloreto de titânio é um líquido que se hidrolisa facilmente. por apresentar par de elétrons livres: H3C — N — H | H Reage com ácidos produzindo sal: H3C — NH2 + HCl → H3C — NH3 Cl cloreto de metilamônio + – RESOLUÇÃO: Segundo Brönsted.... Resposta: D a QUÍMICA A 3. Tem propriedades .. Com base nestas informações. ... por hidrólise...... Reage com + ... nesse caso. RESOLUÇÃO: A metilamina tem propriedades básicas.. → a) NH3 + H2O ← NH4OH equação iônica: H+ + → NH3 + H2O ← NH4 + OH– base ácido b) NaNH2 + H2O → NH3 + NaOH ← equação iônica: H+ – → NH 2 + H2O ← NH3 + OH– base ácido •• → c) Na2CO3 + H2O ← NaHCO3 + NaOH equação iônica: H+ CO2– 3 base + – → H2O ← HCO 3 + OH– ácido Segundo Lewis.. por a) básicas … HCl … ácido.. produzindo o sal CH3NH3 Cl–. respectivamente... forma uma solução de caráter .. → a) NH + H O ← NH OH 3 2 4 → d) CO2 + H2O ← H2CO3 → e) TiCl + 2H O ← TiO + 4HCl 4 2 2 4... ácido é a espécie que cede prótons (H+) e base é a espécie que recebe prótons (H+).... Esse sal... produzindo gás clorídrico (HCl).. A prática mostra que é mais fácil remover o odor de peixe das mãos esfregando-as primeiro com suco de limão ou vinagre.... responsável pelo odor característico que impregna as mãos de quem trabalha com peixe. (ITA-SP) – Indique a opção que contém a equação química de uma reação ácido-base na qual a água se comporta como base. por conter na molécula o grupo amino. éter etílico. III. C ou D) representam as substâncias que estão no estado gasoso nessas condições? Justifique sua resposta. diminui a pressão de vapor e aumenta a temperatura de ebulição. ou D) corresponde àquela da substância CCl4. B. Quanto maior for o volume de um líquido. (UFSCar-SP) – As curvas A.1mol/L a 25°C. o HCCl3 é mais volátil que o CCl4. como acetona. B. II e V. portanto. sob pressão de 760mmHg. etanol e água. b) apenas I. pois depende apenas da temperatura e da natureza do líquido. 1. A pressão de vapor do pentano é maior do que a pressão de vapor do hexano a 25°C. estão corretas a) apenas I. tem o mesmo valor. V. facilitando a vaporização. e) apenas III. todas as substâncias têm a mesma pressão de vapor. Quais das curvas (A. na ebulição. IV e V. III)Correta. A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0. O CCl4 é apolar e o HCCl3 é muito pouco polar. Justifique sua resposta.1 mol/L a 25°C. b) O ácido acético estabelece ligação de hidrogênio muito forte. III e IV. correspondendo à curva A.1mol/L é menor do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0. pois o número de partículas dispersas por unidade de volume é menor na solução aquosa de glicose.1 mol/L NaCl(s) → Na+(aq) + Cl–(aq) ← 0. C e D. solução aquosa de glicose: partículas dispersas: 0. RESOLUÇÃO: a) A substância que estará no estado de vapor a 70 oC e pressão de 760mmHg deverá ter ponto de ebulição inferior a 70oC sob esta pressão. apresentam as variações das pressões de vapor em função da temperatura de quatro substâncias puras. V) Errada. mostradas na figura. Logo. A água também estabelece ponte de hidrogênio muito forte. B. II. maior será a sua pressão de vapor. mas apresenta menor massa molar que o ácido acético. até 70°C. (ITA-SP) – Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos abaixo. Dessas afirmações. –9 a QUÍMICA A 3. RESOLUÇÃO: I) Errada.1 mol/L 0.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 9 MÓDULO 5 Propriedades Coligativas 2. b) Identifique qual curva de pressão de vapor em função da temperatura (A. todas em ebulição e no mesmo local. quando no mesmo local.1 mol/L é maior do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0. S . A pressão de vapor de substâncias puras. C e D. c) apenas I. À medida que aumenta a massa molecular. portanto. maior será a pressão de vapor de uma substância. Observação: Consultando a literatura química. a curva C representa o CCl4 e a curva D corresponde ao HCCl3. A pressão de vapor não depende do volume do líquido.2 mol/L II) Correta. Quanto maior for a temperatura. porém a massa molar do CCl4 é maior que a massa molar do HCCl3 e. porém não necessariamente nesta ordem. A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0. II. B. C. IV e V. Resposta: D A tabela a seguir apresenta as fórmulas e massas molares das quatro substâncias associadas às curvas A. teremos um aumento de energia cinética das moléculas. Um líquido entra em ebulição quando a sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. verifica-se que o ponto de ebulição do CCl4 é 76oC e o do HCCl3 é 61oC.1 mol/L partículas dispersas: 0. A curva que representa uma substância com ponto de ebulição inferior a 70oC sob pressão de 760mmHg é a curva D. Aumentando a temperatura do líquido. pois as intensidades das forças intermoleculares no pentano (menor cadeia) são menores do que as do hexano (maior cadeia). isoladamente. A água corresponde à curva B. d) apenas II. Substância H 2O CH3COOH HCCl3 CCl4 Massa molar (g/mol) 18 60 119 154 a) Considere que cada substância foi aquecida. III e IV. IV)Correta. A pressão de vapor do pentano é maior do que a pressão de vapor do hexano a 25°C. IV.1 mol/L 0. sob pressão de 1 atm: I. 01 mol/L. sob uma determinada pressão. A temperatura de congelação da solução é menor que a do líquido puro. o que facilita o cozimento do ovo. Prepararam-se as seguintes soluções aquosas: Solução 1 – HCl(aq) 0. IV. coexistem em equilíbrio: S→L→V Estão corretos os itens I. Para uma dada temperatura. o movimento do solvente de uma solução diluída para uma solução concentrada.01 mol/L < 0.010°C e 4. (16) o etilenoglicol adicionado no radiador dos carros aumenta a faixa de temperatura em que a água permanece líquida. Solução 4 – MgCl2 0. (16) Correta.01 mol/L. S 10 – . • diminuição da temperatura de congelamento. (UFMS) – A intensidade com que as propriedades coligativas ocorrem depende unicamente da quantidade de partículas presentes na solução e não dos tipos de partículas presentes. a curva tracejada corresponde à solução aquosa.01 mol/L. Resposta: 08 + 16 = 24 Julgue as seguintes afirmações a respeito do gráfico. RESOLUÇÃO: Solução 1: ácido forte HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) 0. a QUÍMICA A 3. é intensificado. (04) Incorreta. é correto afirmar que (01) no nível do mar.01 mol/L. a uma dada temperatura. A osmose reversa é processo não espontâneo. A dissolução do etilenoglicol provoca um abaixamento na temperatura de congelamento. o gelo.02 mol/L (π1) Solução 2: ácido fraco H3CCOOH(aq) → H+(aq) + H3CCOO–(aq) ← 0. Solução 2 – H3CCOOH(aq) 0. depende somente do número de partículas dispersas em solução e não da natureza do soluto. a pressão de vapor do líquido puro é maior que a da solução aquosa. RESOLUÇÃO: A adição de um soluto não volátil à água provocará • diminuição da pressão máxima de vapor. As curvas tracejadas referem-se ao comportamento observado para a solução aquosa. (08) a pressão de vapor de um líquido puro é maior do que a do mesmo líquido em solução.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 10 3. à água( solvente puro).01 mol/L 0. A respeito das propriedades coligativas. II. o que provoca um maior abaixamento na temperatura de congelamento. na solução de NaCl o número de partículas presentes é maior.01 mol/L total = 0. Solução 3 – C12H22O11(aq) 0. Assim. separadas por uma membrana semipermeável. As interações que ocorrem entre as partículas do soluto e as moléculas do solvente dificultam a passagem do solvente para o estado de vapor ou para o estado sólido. • elevação da temperatura de ebulição.01 mol/L 0.01 mol/L total é menor que 0. A osmose é uma propriedade coligativa. A 0. (04) abaixando-se igualmente a temperatura de duas soluções aquosas. RESOLUÇÃO: (01) Incorreta. uma de sacarose e a outra de sal de cozinha. V. usando-se a mesma fonte de aquecimento. A temperatura de congelação da solução aquosa é de 0°C. III e IV. (UFRGS) – O gráfico abaixo representa os diagramas de fases da água pura e de uma solução aquosa de soluto não volátil. (02) na osmose reversa.01 mol/L (π3) Solução 4: dissocia-se MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl 1–(aq) 0. ambas com a mesma quantidade de matéria. Devido à dissociação. (02) Incorreta. é mais fácil cozinhar um ovo em panela aberta com água pura do que com água salgada. A solução aquosa salgada (água salgada) ferve a uma temperatura maior. A dissolução de um soluto não volátil em um líquido provoca um abaixamento na pressão de vapor. a água líquida e o vapor de água podem coexistir. I.02 mol/L (π2) Solução 3: não se dissocia total: 0.03 mol/L π3 < π2 < π1 < π4 4. II. 5.01 mol/L < 0. estabeleça a ordem crescente de pressão osmótica (π).01 mol/L 0. Considerando-se a natureza dessas soluções.01 mol/L 0. (PUC-SP) – Osmose é a difusão do solvente através de uma membrana semipermeável do meio menos concentrado para o meio mais concentrado.02 mol/L (π4) total: 0. (08) Correta. enquanto a curva contínua. ou seja. III. No ponto triplo. a água congelará primeiro na solução salgada.58 mmHg. A pressão osmótica (π) de uma determinada solução é a pressão externa a qual essa solução deve ser submetida para assegurar o equilíbrio osmótico com o solvente puro. gás natural e GLP.. a partir dos dados fornecidos. explique como devem ser as energias de ligação em um explosivo.5 kJ) H—O RESOLUÇÃO: a) Idealmente.. do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO2 gerado... b) gás natural. Resposta: A 4N — H : 4 (+389kJ) .. Um explosivo é uma substância líquida ou sólida que satisfaz três critérios principais: • a decomposição deve ser rápida.. do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina. (ENEM – EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) – Nas últimas décadas..471 À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia...... e talvez o melhor exemplo esteja na química dos explosivos. – 1856 kJ ––––––––– TOTAL – 2802 kJ ΔH = 2217 kJ – 2802 kJ ΔH = – 585 kJ – 11 a QUÍMICA A 3.. + 498 kJ ––––––––– TOTAL + 2217 kJ ...C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 11 MÓDULO 6 Termoquímica 2..... a equação pode ser dada... gás natural e gasolina.. assim a reação é acompanhada de um tremendo aumento de pressão exercido por esses gases.... • os produtos da decomposição devem ser gasosos.. a ordem crescente desses três combustíveis é a) gasolina. Explosivos É possível armazenar quantidades enormes de energia nas ligações químicas. o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante.. Nesse sentido.. – 946 kJ 4H — O : 4 (– 464 kJ) .. gasolina e GLP... respectivamente.. a) Com base no conceito de energia de ligação e no texto acima.... e) GLP... ligações quebradas ⎯⎯→ ligações formadas (libera energia) (absorve energia) Reagentes 14243 Produtos 14243 25 C8H18 + ––– O2 ⎯→ 8 CO2 + 9 H2O 2 ↓ gasolina 8 mol (são liberados 5471 kJ) 1 mol (são liberados 683...878 – 5...... + 1556 kJ 1N — N : . geralmente associada com as explosões. do butano e do octano. é possível concluir que. então. simplificadamente. considerando-se que o metano.... sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. b) O composto N2H4 tem sido utilizado como combustível em alguns motores de foguete. para se ter uma reação muito exotérmica. um explosivo deve ter ligações químicas muito fracas e sua decomposição deve produzir substâncias com ligações químicas muito fortes.87 kJ) — — H H O O ⎯→ N N+2H H b) H—N—N—H+O 1N N : .. c) gasolina.. S A ordem crescente desses três combustíveis do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO2 gerado é: gasolina........ d) gás natural.... • a decomposição deve ser muito exotérmica.. o butano e o octano sejam representativos do gás natural..... composto metano butano octano fórmula molecular CH4 C4H10 C8H18 massa molar (g/mol) 16 58 114 0 ΔH25 (kJ/mol) – 890 – 2. GLP e gasolina.. GLP e gás natural. cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes.... determine a variação de energia nesse processo... O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 0 25°C (ΔH25) do metano. A combinação desses três efeitos leva a uma produção violenta de calor e gases.. RESOLUÇÃO CH4 + 2O2 ⎯→ CO2 + 2H2O ↓ gás natural 1 mol (são liberados 890 kJ) 13 C4H10 + ––– O2 ⎯→ 4CO2 + 5H2O 2 ↓ GLP 4 mol (são liberados 2878 kJ) 1 mol (são liberados 719. por N2H4(g) + O2(g) → N2(g) + 2H2O(g) Dadas as energias de ligação. Ligação N—N N—H O=O N N Entalpia (kJ/mol) 163 389 498 946 464 1... + 163 kJ 1O = O : . GLP e gás natural. C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 12 3. Fe(s). FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ΔH = x Utilizando as equações termoquímicas fornecidas abaixo: Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) ΔH = – 25kJ 3FeO(s) + CO2(g) → Fe3O4(s) + CO(g) ΔH = – 36kJ 2Fe3O4(s) + CO2(g) → 3Fe2O3(s) + CO(g) ΔH = + 47kJ é correto afirmar que o valor mais próximo de x é: a) – 17kJ b) + 14kJ c) – 100kJ d) – 36kJ e) + 50kJ RESOLUÇÃO: A primeira equação fornecida é multiplicada por 1/2. considerando-se que a temperatura atinge 127°C.7kJ Resposta: A b) calcule a pressão máxima no interior do frasco antes de seu rompimento. contida em um frasco fechado com volume total de 100. S 12 – .46kJ b) 2 .54g ––––––––– x x = 28.L.54g –––––––––– x x = 0.082 ––––––– . Madri e Londres. 227g –––––––––– 14.5kJ 1 1 1 –– –– –– FeO(s) + – CO2(g) → – Fe3O4 (s) + – CO(g) 3 3 3 ΔH = – 12kJ 1 1 1 1 – Fe3O4 (s) + – CO2(g) → – Fe2O3(s) + – CO(g) –– –– –– –– 3 6 2 6 ΔH = + 7. 227g ––––––––– 2846kJ 4.0mL: a) calcule a entalpia envolvida na explosão. mol–1. Agora devemos somar as três equações alteradas para 6 obter a equação que pede o ΔH.145 mol PV = nRT atm . decompondo-se de acordo com a equação: 2C3H5(NO3)3(l) → 3N2(g) + 1/2O2(g) + 6CO2(g) + 5 H2O(g) Considerando-se uma amostra de 4. (UNIFESP) – Devido aos atentados terroristas ocorridos em Nova Iorque.K–1 . Um passo no processo de produção de ferro metálico. Dados: Substância ΔH0 formação (kJ/mol) C3H5(NO3)3(l) CO2(g) H2O(g) – 364 – 394 – 242 4.6 atm a QUÍMICA A 3.5 mol 4. é a redução do óxido ferroso (FeO) com monóxido de carbono (CO). a nitroglicerina é um dos mais conhecidos. RESOLUÇÃO: a) 2C3H5(NO3)3(l) → 3N2(g) + 1/2O2(g) + 6CO2(g) + 5H2O(g) 2(– 364 kJ) 0kJ 0kJ 6(–394kJ) 5(–242kJ) ΔH = ∑ ΔHf produtos – ∑ ΔHf reagentes ΔH = – 2364kJ – 1210kJ + 728kJ ΔH = – 2846kJ liberam 2 . 0. 400K mol .082 atm. 1 3 3 – Fe2O3(s) + – CO(g) → Fe(s) + – CO2(g) –– –– –– 2 2 2 ΔH = – 12. massa molar 227g/mol. a segunda equação 1 fornecida é multiplicada por –– e a terceira equação fornecida é multipli3 1 plicada por –– .54g de nitroglicerina. Dentre os compostos químicos explosivos. altamente sensível a qualquer vibração. L P 0. os Estados Unidos e países da Europa têm aumentado o controle quanto à venda e produção de compostos explosivos que possam ser usados na confecção de bombas.145 mol . K P = 47.1L = 0. É um líquido à temperatura ambiente. Dado: R = 0.8kJ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ΔH = – 16. o que tornou o homem mais livre. caso a pessoa não faça uso de protetor solar. Ela é formada por radiações com comprimentos de onda na faixa de 100 a 400nm. Sua estrutura molecular é: p-metoxicinamato de octila O C benzofenona CH3 O NH Analisando as informações e considerando os compostos fornecidos. para que uma substância seja utilizada em protetor solar. em algumas culturas. Composto benzeno buta-1. O grande médico Stahl. d) cadeia alifática com grupo hidroxila. c) cadeia carbônica com insaturações conjugadas.C. impedindo sua ação nociva sobre a pele. Os protetores solares contêm substâncias capazes de absorver essas radiações. A radiação ultravioleta (UV) dos raios solares pode causar danos à pele. Atualmente. É pouco provável que o paracetamol atue na alma. Desde o princípio até os dias atuais. são dados alguns compostos que absorvem radiação UV e os respectivos valores em que ocorre absorção máxima. OH Quais as funções apresentadas pelo paracetamol? RESOLUÇÃO: O paracetamol possui as funções amida e fenol. S . ela deve apresentar a) grupo cetona com grupos alquila saturados. ou ainda perduram.3-dieno but-3-en-2-ona Comprimento de onda máximo absorvido/nm 184 – 254 217 213 – 320 O CH3 — O CH CH C O — CH2— CH3 [ ]7 São exemplos de substâncias presentes em protetores solares: 2. a ciência tem derrubado muitos tabus e crenças. Resposta: C – 13 a QUÍMICA A 3. sabemos que não. em outras culturas. em 1703. o paracetamol é um excelente antitérmico que combate a febre. o homem acreditava que doenças fossem manifestações da alma ou castigos de deuses. Por exemplo: até 1800 d.. A seguir. tais crendices perduraram por muito mais tempo. Hoje.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 13 MÓDULO 7 Funções Orgânicas 1. RESOLUÇÃO: Todos os compostos citados possuem duplas-ligações (insaturações) conjugadas. b) cadeia cíclica sem duplas-ligações. acreditava (e ensinava) que a febre era uma manifestação da alma. Essa droga apresenta a seguinte fórmula estrutural: 4. S 14 – . c) amina e éter.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 16:20 Página 14 3. cuja fórmula estrutural está representada abaixo. b) cetona e éter. Duas das funções orgânicas encontradas na estrutura dessa droga são a) cetona e amina. o composto responsável pelo sabor de hortelã. apresenta as funções: RESOLUÇÃO: a) Os grupos funcionais presentes na vanilina. a seguir. b) carvona. RESOLUÇÃO: A estrutura. d) amina e éster. Estudos pré-clínicos têm demonstrado que uma droga conhecida por aprepitante apresenta ação inibitória dos vômitos induzidos por agentes quimioterápicos citotóxicos. são: Resposta: C b) O grupo funcional presente na carvona é: a QUÍMICA A 3. e) amida e éster. Identifique todos os grupos funcionais presentes nos seguintes compostos: a) vanilina. tais como a cisplatina. o composto responsável pelo sabor de baunilha. S – 15 . 3 2. CH3 e CH2 — OH ( ) isômeros de cadeia RESOLUÇÃO: 5. H2C = CH—CH3 e H2C — CH2 ( ) tautômeros 4. H3C — CH — CH3 e | OH H3C — CH2 — CH2 — OH CH2 ( ) metâmeros (isômeros de compensação) 3. pois possui dupla-ligação entre carbonos e ligantes diferentes em cada C da dupla. O H3C — CH — CH = CH — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — C — N — CH2 — — CH3 H = O — CH3 — OH A capsaicina. Associe de cima para baixo: — O — — — 1. H3C — C H2C = C — H H 2. Nessa estrutura. que é a substância responsável pela sensação picante das pimentas. está acima representada. ou cis-trans. 2. O = H3C — CH — CH = CH — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — C — N — CH2 CH3 — — H amida éter O — CH3 OH fenol a QUÍMICA A 3. podemos identificar quais funções orgânicas? Esse composto possui isomeria geométrica? RESOLUÇÃO: O composto apresenta isomeria geométrica. H3C — O— CH2 — CH2 — CH3 e H3C — CH2 —O —CH2 —CH3 ( ) isômeros de posição OH 5. 1. 4.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 15 MÓDULO 8 Isomeria OH ( ) isômeros funcionais 1. a) Escreva as fórmulas estruturais das quatro aminas.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 16 3. Todos os aminoácidos do nosso organismo. b) Qual dessas aminas tem ponto de ebulição menor que as outras três? Justifique a resposta em termos de estrutura e forças intermoleculares. RESOLUÇÃO: a) H3C — CH2 — CH2 — NH2 H3C — N — CH2 — CH3 4. possuem carbono assimétrico em suas estruturas. S NH2 RESOLUÇÃO: É um aminoácido e não possui carbono assimétrico. Há quatro aminas de fórmula molecular C3H9N. Alguns exemplos são: H O Alanina: H3C — C — C NH2 OH O H O Ácido aspártico: HO — C — CH2 — C — C NH2 O OH H O | H CH3 | Ácido glutâmico: HO — C — CH2 — CH2 — C — C H3C — N — CH3 H3C — C — NH2 H | NH2 H H O OH CH3 b) H3C — N — CH3 | Leucina: H3C — C — CH2 — C — C CH3 Fenilalanina: NH2 OH O OH = — CH3 É a única que não estabelece ponte de hidrogênio. H H O Valina: H3C — C — C — C CH3 NH2 OH A fórmula estrutural da glicina é: H O a) H3C — CH2 — C — C NH2 H b) H — C — C NH2 c) HO OH H CH2 — C — C — NH2 O = — OH O — H CH2 — C — C NH2 OH H d) H — C — C OH H e) H — C — C H O OH O a QUÍMICA A 3. exceto a glicina. portanto tem menor ponto de ebulição. Resposta: B 16 – . O número de átomos de carbono assimétrico que podem ser assinalados na fórmula espacial da pilocarpina é: N O | | | O N CH3 H2C — C — CH3 H H3C — C — CH3 ⎯→ Cl H a) 1 3 isômeros diclorados b) 2 c) 0 d) 3 e) 4 | | | | | | HC — C — CH3 Cl CH3 Cl H Cl RESOLUÇÃO: CH3 C4H10 | | | CH3 | H2C — C — CH2 Isomeria de posição Nenhum dos isômeros apresenta carbono assimétrico ou quiral. Resposta: B – 17 a QUÍMICA A 3. A pilocarpina pode ser produzida na forma de sais como sulfatos e nitratos. Pilocarpina é um alcaloide extraído das folhas de jaborandi.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 17 5. Represente a fórmula estrutural desse hidrocarboneto e as fórmulas estruturais dos derivados diclorados. Entre as aplicações descritas para este alcaloide. Qual é a isomeria existente entre eles? Algum dos isômeros apresenta molécula quiral? RESOLUÇÃO: Cl Cl 6. S . uma planta brasileira que se desenvolve no Maranhão. está o emprego na formulação de gotas oculares para o tratamento de glaucoma. Um dos hidrocarbonetos de fórmula molecular C4H10 pode originar apenas três isômeros diclorados de fórmula C4H8Cl2. O número de átomos de carbono assimétrico (C*) na fórmula espacial da pilocarpina é 2. b) Represente. por equação balanceada. produtos dissubstituídos. As substâncias representadas abaixo são classificadas como umectantes. c) Faça a reação de 2 mols de ácido acético com 1 mol de propilenoglicol. S | | | CH3 + O = C — CH3 + H2O2 CH3 H 2-metil-2-buteno | H Resposta: B a) Explique. 3. H3C — C = O O = C — CH3 | | CH3 2. O–Na+ — CH2 — OH — HO — CH2 — HO — CH CH3 propilenoglicol H O nome correto para o composto X é a) 2-metilbutano b) 2-metil-2-buteno c) 3-metil-1-buteno d) 2-metil-2-butino RESOLUÇÃO: H3C — C = C — CH3 + O3 + H2O ⎯→ H3C — C = O + O H — C — OH — HO — C — H H — C — OH — H — C — OH — CH2OH sorbitol — C — — HO — C — H CH3 lactato de sódio a QUÍMICA A 3. produz ácido lático e um sal de sódio. cujas fórmulas estruturais estão representadas abaixo. principalmente. com base nas suas estruturas. O número máximo de isômeros planos de fórmula C3H6Cl2 obtido é: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 RESOLUÇÃO: As fórmulas estruturais dos isômeros planos são: Cl | H — C — CH2 — CH3 | Cl Cl Cl | | H2C — CH2 — CH2 Resposta: B Cl Cl | | H2C — CH — CH3 OH lactato de sódio O–Na+ ácido sulfúrico — b) 2H3C — C — C + H2SO4 2H3C — C — C OH ácido lático c) O OH ácido acético — 2 H3C — C = + HO — CH2 HO — CH — CH3 propilenoglicol H3C — C 2 H2O + H3C — C O = Cl | H3C — C — CH3 | Cl O Reação de esterificação. em condições apropriadas. mantendo o alimento hidratado. alcanos sofrem reação de substituição na presença de cloro gasoso.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 18 MÓDULO 9 Reações Orgânicas I RESOLUÇÃO: a) O grupo hidroxila estabelece pontes de hidrogênio com as moléculas de água. H — 1. em condições determinadas. Sob aquecimento e ação da luz. sendo utilizadas para evitar a perda de umidade do alimento. cloro e propano reagem formando. A oxidação por ozonólise de um determinado composto X resulta em dois produtos. formando um cloroalcano: luz CH4 + Cl2 ⎯⎯⎯⎯→ CH3 — Cl + HCl calor Considere que. uma mistura reacional de lactato de sódio e ácido sulfúrico que. por que esses compostos têm a propriedade de manter o alimento hidratado. Qual é o nome desta reação? 18 – — — — — — — — — O H O + Na2SO4 sulfato de sódio — — — OH O = — — O — CH2 CH — CH3 — — — . Apresente a equação dessa reação e o respectivo nome. H+ CH3CH2OH. 16)g/mol = 56g/mol b) A reação da gordura com NaOH é a reação de saponificação: — 6. = Cl → logo a fórmula é: C3H4O M = (3 . Dê o nome do produto orgânico formado. as razões de massas entre C e H e entre O e H são. Dadas massas molares (g/mol): C = 12. RESOLUÇÃO: H H + H3C — C — C O CH3 → HCl + — — H C — C — CH3 CH3 fenilisopropilcetona 5. a) H+. Nesse composto. 9 e 4. CH3CH2OH. Na preparação de churrasco. H+ CH3CH3 CH3CH3 — — . forma-se um mol de moléculas de água.5 mol desta substância sofre combustão completa. a) Calcule a massa molar desta substância. mC –––– = 9 mH mC –––– = 9 4 mC = 36 HCl + Cl Haleto de Acila — — C—R Equacione a reação entre benzeno e cloreto de isobutanoíla. temos 3 átomos de C (x = 3) e: mO –––– = 4 mH mO –––– = 4 4 mO = 16 O Como cada átomo de O tem massa atômica igual a 16u.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 19 4. conhecida como acilação de Friedel-Crafts. especialmente na indústria de tintas. H2C = CH2 O OH H+ H2O H3C — CH2 — OH O KMnO4 [O] H3C — C H3C — C — OH H2 H3C — C H+ = = + H2O OCH2CH3 Resposta: A – 19 a QUÍMICA A 3. o composto original terá 4 átomos de H (y = 4). b) A gordura animal pode ser transformada em sabão por meio da reação com hidróxido de sódio. Cetonas aromáticas podem ser obtidas por uma reação de substituição do benzeno. H2O KMnO4 e) OH– OH– RESOLUÇÃO: — para estas transformações são. 12 + 4 . Um exemplo dessa reação é: O O + R—C Benzeno = RESOLUÇÃO: a) A substância é formada apenas por CHO. y = H 3C — C z OH H3C — C = (R. hidrogênio e oxigênio. Quando 0. S — Como cada átomo de C tem massa atômica igual a 12u. H2O KMnO4 b) O2 KMnO4 c) H+. Ele pode ser obtido pela seguinte sequência de reações: x y H2C = CH2 H3C — CH2 — OH O O + H 2O OCH2CH3 — Os reagentes x. H2O OH– d) H+.) Esta substância é composta apenas de carbono. H+ CH3CH2OH. CxHyOz 1/2CxHyOz + O2 → 1H2O + outros produtos Para esta reação estar balanceada em relação ao H. temos 1 átomo de O (z = 1). respectivamente. R’ e R’’: cadeias de hidrocarbonetos com mais de 10 átomos de carbono. O acetato de etila é um solvente importante. o aroma agradável que desperta o apetite dos apreciadores de carne deve-se a uma substância muito volátil que se forma no processo de aquecimento da gordura animal. y e z necessários respectivamente. 1 + 1 . H = 1 e O = 16. Oxidorredução I) Álcool primário [O] ⎯→ H2O + H3C — C H3C— CH2 — OH ⎯⎯⎯⎯ KMnO4/H+ O → H3C — C OH O [O] ⎯→ 7. Substituição H3C —CH2— CH3 + Cl2 → HCl + H3C—CH — CH3 | Cl NO2 NO2 + Cl2 HCl + Cl VI) Combustão completa H3C — CH2 — OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O 5. Adição (Regra de Markovnikov) H3C —CH = CH2 + HCl → H3C — CH — CH3 | Cl 3. Saponificação O H2C — O — C — C15H31 O HC — O — C — C15H31 + 3NaOH → O H2C — O — C — C15H31 H2C — OH → 3C15H31 — COONa + HC — OH (sabão) H2C — OH — — — — — — 2. S 20 – . Transesterificação H 8.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 20 Algumas reações orgânicas importantes 1. nCH2 = CH2 ⎯⎯→ — H2C — CH2—n ( ) P. Eliminação I) Desidratação intramolecular de álcool cat. 2H3C — CH2 — OH ⎯→ H2O + H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 Δ 4. Polimerização I) Adição cat. T II) Condensação II) Álcool secundário [O] H3C — CH — CH3 ⎯⎯→ H2O + H3C — C — CH3 | || OH O III) Álcool terciário – Resiste ao KMnO4 IV) Alceno + KMnO4/H+ 3[O] H3C — C = CH — CH3 ⎯→ H3C — C = O + O = C — CH3 | | | CH3 OH CH3 V) Ozonólise de alceno H3C — C = CH — CH3 + O3 + H2O → | CH3 → H2O2 + H3C — C = O + O = C — CH3 | | CH3 H a QUÍMICA A 3. Esterificação H3C — COOH + HOCH2CH3 → H3C — COO — CH2 — CH3 + H2O ← 6. H2C — CH2 ⎯⎯→ H2O + H2C = CH2 Δ | | H OH II) Desidratação intermolecular de álcool cat. Craqueamento C12H26 ⎯→ C8H18 + C4H8 Δ 9. O glifosato inibe a via de síntese do ácido chiquímico que se encontra presente em plantas. – 21 a QUÍMICA A 3.3-butadieno O = C— + O — H—C C = O anidrido maleico H—C a) Ao se dissolver glifosato em água. com anidrido maleico. mas é ausente em mamíferos. em determinadas condições. Entre essas substâncias. poderiam ser usados como pesticidas. algas e protozoários.4. 1.” De acordo com as informações do texto. pássaros. sua ionização dará origem a uma solução ácida. algas e protozoários. répteis e insetos.5-hexadieno d) 1. O PARASITA DO INSETO RESPONSÁVEL POR ESSA DOENÇA. Podemos afirmar que o pH da solução final será menor que o da água antes da dissolução. S . Escreva a sua fórmula estrutural. Essa via de síntese está presente em plantas superiores. peixes. c) Imagine uma propaganda nos seguintes termos: “USE O GLlFOSATO NO COMBATE À MALÁRIA. de acordo com seu nome oficial dado no texto. Os agentes organofosforados tiveram grande desenvolvimento durante a Segunda Guerra Mundial nas pesquisas que visavam à produção de armas químicas. um intermediário vital no processo de crescimento e sobrevivência de plantas que competem com a cultura de interesse. produzindo o composto de fórmula: H2 C H—C H—C C H2 C O C C= H O H O C= O hidrocarboneto em questão pode ser o a) eteno b) propeno c) 1.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 21 MÓDULO 10 Reações Orgânicas II 2.4. b) O texto fala do ácido chiquímico. constatou-se que alguns desses compostos. MATE O Plasmodium falciparum. essa propaganda poderia ser verdadeira? Comece respondendo SIM ou NÃO e justifique. podemos usar o glifosato no combate à malária. a solução final terá um pH maior. destacou-se o glifosato (molécula abaixo representada).5-tri-hidroxibenzoico). Mais tarde. um herbicida que funciona inibindo a via de síntese do ácido chiquímico (ácido 3.3-butadieno RESOLUÇÃO: H2C = C — C = CH2 H H 1. A equação de ionização total pode ser escrita assim: → H2 C H—C C H C O = O → H—C C H2 Resposta: E C C= H O b) Ácido chiquímico (ácido 3. um grupamento derivado do ácido fosfórico (caráter ácido) e um grupamento derivado de amina secundária (caráter básico). RESOLUÇÃO: a) O glifosato apresenta um grupamento derivado de ácido carboxílico (caráter ácido). numa reação de adição. menor ou igual ao da água antes da dissolução? Escreva uma equação química que justifique a sua resposta. Como o Plasmodium falciparum é um protozoário.4-pentadieno e) 1. em baixas concentrações. Por apresentar um maior número de grupamentos ácidos.5-tri-hidroxibenzoico): c) Sim. Observe a fórmula estrutural do anidrido maleico: O H—C—C O H—C—C O anidrido maleico Certo hidrocarboneto insaturado reage. RESOLUÇÃO: 01) Verdadeiro. o produto obtido em maior concentração é o propanodial. na proporção de 3 moléculas de iodo para 1 de ácido. presente em alguns óleos vegetais e pertencente ao grupo dos óleos ômega3. 03) Verdadeiro. O OH CH3 01)A molécula apresenta uma região polar e outra apolar.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 22 3. seguido de hidrólise. 03)O composto permite a adição de I2. O A parte de carbonos é apolar e o grupo carboxila = —C é polar. 04) Verdadeiro. S . Com relação à estrutura abaixo. 02)Apresenta tanto a configuração cis como a trans. As ligações duplas estão representando configuração cis. 3 duplas-ligações acrescentam 3 moléculas de I2 para 1 de ácido. — OH 02) Falso. O Zn H3C — C — C = C — C — C = C — C — C = C — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — C + 3O3 + 3H2O ⎯⎯→ H2 H H H2 H H H2 H H OH = — O → H3C— C—C = O + O =C— C— C = O + O =C— C — C = O + O= C—CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — C + 3H2O2 H2 | | H2 | | H2 | | OH H H H H H H propanal propanodial propanodial 22 – = — a QUÍMICA A 3. em presença de zinco. 04)Tratando o composto por ozônio. assinale o que for correto. que representa o ácido linolênico. segundo a equação: O O NaOH a 50% 2HC CH3OH + HC — H formaldeído metanol O–Na+ formiato de sódio acetato de etila O — — → CH3 — C — CH2 — C O acetoacetato de etila = — H + C2H5OH OC2H5 etanol a) Essa reação é de oxidorredução? Justifique. na qual ocorre substituição de átomo de H da posição α. originando o β-cetoéster de fórmula: H CH3 O | | H3C — C — C — C — C | || | CH3 O CH3 OCH3 . b) Partindo-se do composto p-nitrobenzaldeído. A reação de Cannizzaro ocorre com aldeídos que não contêm hidrogênio em posição α e que são colocados em presença de soluções concentradas de álcalis. de fórmula CHO — a) b) c) Equacione a reação entre benzoato de etila e acetato de etila. com formação de β-cetoésteres. A reação orgânica conhecida como condensação de Claisen é uma reação entre ésteres. S . Dê a fórmula estrutural do éster que reage em uma condensação de Claisen. Dê a fórmula estrutural de um isômero de função do produto dessa reação e que possua carbono quiral. haverá forte tendência de o formaldeído OCH3 oxidar-se. RESOLUÇÃO: a) Sim. Um exemplo dessa reação é: = = — — — CH3C + OC2H5 CH2 — C → OC2H5 — — — O O — 5. Equacione essa reação segundo Cannizzaro. Formaldeído se reduz a metanol: HCOH CH3OH –2 0 redução Formaldeído se oxida a sal de ácido: HCOH HCOONa RESOLUÇÃO: O = O + — H2C — C — = 0 oxidação +2 a) C = — — benzoilacetato de etila H — b) — — C — C* — C — C2H5 = O — OC2H5 H O OC2H5 C — CH2 — C + C2H5 — OH OC2H5 2 — O O — OH — — H O = — H + H3C — C — C — = — O c) — H3C — C — C CH3 — H O — CH3 — CH3 = — CH3 O O — CH3 — — — — H3C — C — C — C — C CH3 O CH3 + H3C — OH OCH3 – 23 a QUÍMICA A 3. e formaldeído. quais os possíveis produtos formados. Há formação de misturas de um álcool e do sal de um ácido carboxílico.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 23 4. indicando o β-cetoéster obtido. usando-se a reação de Cannizzaro? c) Na reação entre anisaldeído (p-metoxibenzaldeído). O presidente destacou ainda a possibilidade de o Brasil exportar etanol para a Coreia do Sul. RESOLUÇÃO: O R—C O — C2H5 a QUÍMICA A 3. para ser usado como aditivo na gasolina. reduzir as emissões de gases”. ao mesmo tempo. (Folha Online) A produção do biodiesel envolve uma reação química chamada transesterificação. “Juntamente com o biodiesel. No Brasil. S 24 – . A mistura reduz a emissão de gases nocivos à atmosfera na queima da gasolina e pode contribuir para que os países asiáticos cumpram as metas estabelecidas pelo protocolo de Kyoto para a redução da poluição do ar. afirmou o presidente. o etanol permitirá à Coreia do Sul diversificar sua matriz energética e. toda a gasolina vendida nos postos tem cerca de 25% de etanol.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 24 6. como a representada abaixo: O H 2C — O — C — R O = HC — O — C — R O H 2C — O — C — R éster CH2 — OH → CH — OH → CH2 — OH glicerol + Biodiesel etanol = → + C2H5OH → = em que R é uma cadeia carbônica de 7 a 23 átomos de carbono. Dê a fórmula estutural do biodiesel produzido na reação. pois permite uma secreção suave da bílis para o duodeno durante as refeições.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 15:03 Página 25 MÓDULO 11 Petróleo e Bioquímica — — I) H — C — OH H2C — OH O C15H31 — C — O — CH2 O II) C15H31 — C — O — CH O C15H31 — C — O — CH2 O III) C17H35 — C — ONa O C17H29 — C — O — CH2 O IV) C17H29 — C — O — CH O C17H29 — C — O — CH2 A hidrólise de azeite (óleo de oliva) fornece os seguintes ácidos: 53 a 86% de ácido oleico. 1 a 3% de ácido hexadecenoico. RESOLUÇÃO: I) Poliálcool – aldeído ⇒ açúcar II) Triéster de ácido graxo saturado ⇒ gordura III) Sal de ácido carboxílico de cadeia longa ⇒ sabão IV) Triéster de ácido graxo insaturado ⇒ óleo Resposta: C – 25 a QUÍMICA A 3. IV – óleo. melhorando a digestão e o funcionamento do intestino. Regar a salada com um bom azeite também evita o raquitismo e mantém a pele sadia. 7 a 20% de ácido palmítico. II – sabão. em um. III – gordura. 1 a 3% de ácido esteárico. IV – açúcar. Reserve dois tubos de ensaio e coloque. O maior deles é a absorção das chamadas vitaminas lipossolúveis (A e D). o que permite um teste simples. Você notará que a coloração castanha. O azeite é ainda um estimulante natural das vias biliares. O consumo de azeite de oliva proporciona muitos benefícios ao organismo humano. no outro. III – óleo. margarina. III – açúcar. III – sabão. Perceberá com facilidade que o azeite tem mais cadeias insaturadas que a margarina. S Podem-se comprovar os benefícios do consumo do azeite. O azeite possui uma quantidade significativa de ácidos graxos insaturados. 2 mililitros de azeite e. IV – gordura. e) I – açúcar. característica da solução de iodo. Além disso. H O — C— . III – sabão . As estruturas orgânicas seguintes representam os compostos orgânicos mencionados no texto: — — — — — 1. Os açúcares ou carboidratos são compostos orgânicos de função mista poliálcool-aldeído ou poliálcool-cetona. a riqueza da vitamina E confere ao tempero um grande poder oxidante. Observe a predominância dos ácidos insaturados. vai sumindo mais rapidamente onde há maior quantidade de insaturações. Conclui-se que: a) I – açúcar. Na prática. pois passa por um processo de hidrogenação catalítica (os átomos de hidrogênio ligam-se aos de carbono. ele é mais saudável para o nosso corpo. Adicione algumas gotas de tintura de iodo. o que impede a formação de radicais livres em nosso corpo e atrasa o processo de envelhecimento. 4 a 22% de ácido linoleico. pois os átomos de iodo ligam-se aos de carbono. Os sabões são sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa. responsáveis pela prevenção contra doenças cardiovasculares. b) I – sabão. 0 a 2% de ácido mirístico. II – gordura. II – sabão. II – óleo. IV – óleo. rompendo as duplas ligações e tornando-as simples). c) I – açúcar. d) I – óleo. Já a margarina não possui insaturações. II – gordura. IV – gordura. a) Escreva as equações. gasolina ou com a mistura de ambos.2. As mudanças de hábitos alimentares e o sedentarismo têm levado a um aumento da massa corporal média da população. Justifique qual desses solventes é o mais adequado para preparar a solução. RESOLUÇÃO: a) b) O solvente mais adequado é a água (polar).2. Algumas frações do petróleo podem ser transformadas em outros compostos químicos úteis nas indústrias. b) Qual é o nome dado ao processo de separação dos diversos produtos do petróleo? Escreva a fórmula estrutural do 2. II-A. III-A 26 – . o que pode ser observado em faixas etárias que se iniciam na infância. III. O craque ou craqueamento converte alcanos de cadeia longa em alcanos de cadeia menor e alcenos. 4. pois a glicina é também polar. III-B d) I-C. Aumenta o rendimento em gasolina e os alcenos produzidos podem ser utilizados para a fabricação de plásticos. devidamente balanceadas. II-B. III-C c) I-C. da reação de combustão completa do etanol. III-C RESOLUÇÃO: Resposta: B b) I-A. C2H6O. S C) C10H22 → C8H18 + C2H4 a) I-A. dispõe-se dos solventes H2O e benzeno. O consumo de produtos light e diet tem crescido muito nas últimas décadas e o adoçante artificial mais amplamente utilizado é o aspartame. A) H3C — C — C — C — CH3 → H3C — CH — CH2 — CH3 H2 H2 H2 | CH3 B) a QUÍMICA A 3. Relacione os métodos citados às reações fornecidas: I. II. a ser utilizada em seu veículo. b) Para se preparar uma solução de um alfa aminoácido. A isomerização catalítica transforma alcanos de cadeia reta em alcanos de cadeia ramificada.4-trimetilpentano. ao passo que a gasolina é obtida do petróleo.4-trimetilpentano a) Com base na estrutura do aspartame.A reforma catalítica converte os alcanos e cicloalcanos em hidrocarbonetos aromáticos. um constituinte da gasolina que aumenta o desempenho do motor de um automóvel. Veículos com motores flexíveis são aqueles que funcionam com álcool. como a glicina (NH2—CH2—COOH). formado a partir da fenilalanina e do ácido aspártico. RESOLUÇÃO: a) C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O C6H12O6 ⎯→ 2C2H6O + 2CO2 b) Destilação fracionada CH3 | H H3C — C — C — C — CH3 | H2 | CH3 CH3 2. Esse novo tipo de motor proporciona ao condutor do veículo a escolha do combustível ou da proporção de ambos. Éster metílico Dipeptídeo Aspartame 3. e da reação de obtenção do etanol a partir da fermentação da glicose. dependendo da relação dos preços do álcool e da gasolina.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 26 2. II-B. No Brasil. II-A. II-C. III-B e) I-B. Essa opção também contribui para economizar dinheiro na hora de abastecer o carro. o etanol é produzido a partir da fermentação da cana-de-açúcar. quando misturados. O aspartame é o éster metílico de um dipeptídeo. forneça a estrutura do dipeptídeo fenilalanina-fenilalanina. Assim. GGU. (FUVEST-SP) – Na dupla-hélice do DNA. estão representadas na tabela a seguir. em cuja estrutura estão presentes as bases uracila (U). existem três ligações de hidrogênio (representadas por linha pontilhada) H N—H N N cadeia O H—N H guanina O H—N N N N cadeia citosina a) Mostre a fórmula estrutural do par C-G. Algumas dessas tríades. H N H N Citosina (C) N cadeia N O Guanina (G) N cadeia N O N H N H H RESOLUÇÃO: a) No par citosina-guanina. a síntese das proteínas é comandada pelo RNA mensageiro. O primeiro aminoácido desse tripeptídeo mantém livre seu grupo amino. a tríade GUU corresponde ao aminoácido valina. indicando claramente as ligações de hidrogênio que nele existem. com os aminoácidos correspondentes. GGA. O O N H H H H O O H N H O O H Alanina (Ala) Ácido aspártico (Asp) O H O N H O O H H N H O O H H a QUÍMICA A 3. as duas cadeias de nucleotídeos são mantidas unidas por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de cada cadeia. que era GCA. por exemplo. cada uma correspondendo a um determinado aminoácido. presentes no RNA mensageiro. No nosso organismo. obtêm-se os seguintes aminoácidos para as tríades do RNA mensageiro: letra da esquerda G G G letra do meio C G G letra da direita A A U aminoácido alanina glicina glicina A reação de formação do tripeptídeo está a seguir: b) Com base na tabela dada e na estrutura dos aminoácidos aqui apresentados. mostre a fórmula estrutural do tripeptídeo. Letra da esquerda Letra do meio Letra da direita G U U Letra da esquerda G G G G U Val Val Val Val Letra do meio C A Ala Asp Ala Asp Ala Glu Ala Glu G Gly Gly Gly Gly Letra da direita U C A G b) Conforme a tabela dada.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 27 5. citosina (C). adenina (A) e guanina (G). Duas dessas bases são a citosina (C) e a guanina (G). A ordem em que aminoácidos se ligam para formar uma proteína é definida por tríades de bases. S Ácido glutâmico (Glu) O O N H H H Glicina (Gly) Valina (Val) – 27 . cuja sequência de aminoácidos foi definida pela ordem das tríades no RNA mensageiro. temos: nC H2 n A fração A contém o polímero de densidade menor que a água (polietileno). S 28 – .. limpos e moídos. C e D.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 28 MÓDULO 12 Polímeros 2. Ao se adicionar a fração B em solução salina de densidade igual a 1. inadvertidamente.35 a 1. Densidade (g/cm3) (na temperatura de trabalho) . então.04 a 1. secou-a e jogou-a em outro tanque contendo solução salina (densidade = 1. d = 0.. 1. a) Equacione as reações citadas no texto. pode-se obter PVC [poli(cloreto de vinila)]. utilizou o seguinte método de separação: jogou a mistura em um tanque contendo água (densidade = 1. a fração que flutuou (fração A) daquela que foi ao fundo (fração B). PVC e PS. 1. A cal virgem obtida na primeira etapa reage com carbono a a 3000°C. poli(cloreto de vinila) (PVC) e poliestireno (PS). b) A partir do acetileno. ocorre calcinação de carbonato de cálcio. 0.91 g/cm3 a d = 0.. separando o material que flutuou (fração C) daquele que afundou (fração D). O método de Moissan é utilizado para obtenção de acetileno.06 [ | ] n . o carbureto reage com água produzindo acetileno e cal hidratada. b) Escreva as equações das polimerizações do PE. produzindo carbureto e monóxido de carbono.. de densidade maior que a da água. A fração B contém os outros dois polímeros. a 800°C. Em uma primeira etapa. etapa. Na 3.98 g/cm3. matéria-prima na indústria de polímeros. recolheu a fração B.00 g/cm3) separando.91 a 0.10 g/cm3).42 Cl a) Identifique as frações A. teremos: a QUÍMICA A 3. polietileno (PE). Equacione as reações de acetileno com HCl e de polimerização do cloreto de vinila. Para recuperar cada um destes polímeros. Em uma indústria.10 g/cm3. A seguir. RESOLUÇÃO: a) Ao se adicionar a mistura dos polímeros à água. chamada de “reação de Moissan”..98 1. um operário misturou.. RESOLUÇÃO: 800°C a) CaCO3 ⎯⎯⎯→ CaO + CO2 3000°C CaO + 3C ⎯⎯⎯→ CaC2 + CO (carbureto) CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 (reação de Moissan) b) HC CH + HCl → HC CH | | H Cl cloreto de vinila H C ⎯→ | Cl H C—C H2 | Cl PVC Fórmula do polímero — CH2 — CH2 — n [ ] — CH — CH2— C6H5 — CH — CH2— [ | ] n . embora ainda não atinja nem metade das garrafas PET produzidas no País. Δ b) n C = C ⎯⎯⎯→ — CH2 — CH2— [ ]n cat etileno polietileno (PE) H H C=C H — n vinilbenzeno H H n PET A biodegradabilidade está relacionada ao tipo de cadeia. A fração que afunda (D) contém PVC. no caso um poliéster alifático. é obtido a partir da reação do ácido tereftálico com etilenoglicol na presença de catalisador e em condições de temperatura e pressão adequadas ao processo. possui menor ponto de ebulição. H H2 pΔ H H2 n C = C ⎯⎯→ — C — C — cat | | n Cl Cl [ ] cloreto de vinila poli(cloreto de vinila) (PVC) 3. RESOLUÇÃO: a) O O H H – 29 . S ácido tereftálico H H etilenoglicol a) Dê a fórmula estrutural do PET. pois sua densidade é maior que a densidade da solução salina. o que pode estar associado quanto à biodegradabilidade deles? b) O etanol é semelhante ao etilenoglicol. poli(tereftalato de etileno). Em relação à estrutura química dos polímeros citados. O polímero PET. O etanol. A reciclagem tem sido uma solução válida. de densidade menor que a da solução salina. podemos concluir que o plástico biodegradável possui cadeia alifática e o PET. — — HOOC COOH HO — C — C — OH — —C C—O—C—C—O— — — A fração que flutua (C) contém poliestireno. qual deve apresentar menor pressão de vapor e qual deve apresentar menor temperatura de ebulição? Justifique. para acelerar o processo de degradação. que se degrada em apenas 45 dias. portanto. Pesquisadores brasileiros estudam o desenvolvimento de um plástico obtido a partir das garrafas PET. sejam depositadas em aterros sanitários ou até mesmo jogadas indiscriminadamente em terrenos baldios e cursos d’água. H H —C—C— H n — [ ] b) Etanol CH3 – CH2 – OH Etilenoglicol HO – CH2 – CH2 – OH poliestireno estireno Por estabelecer maior quantidade de ligações de hidrogênio entre suas moléculas. não é biodegradável. por possuir maior pressão de vapor. podemos concluir que o etilenoglicol possui força intermolecular mais intensa. esse material leva cerca de 500 anos para se degradar. — — H H a QUÍMICA A 3.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 29 — — — — — H2 H2 p. Entre esses dois álcoois. Pelo texto. As garrafas PET são um dos problemas de poluição citados por ambientalistas. que possui cadeia aromática. possui menor pressão de vapor. O segredo para o desenvolvimento do novo polímero foi utilizar em sua síntese um outro tipo de plástico. é uma dispersão coloidal de partículas de polímeros que. A partir da estrutura dos monômeros fornecidos no espaço de resposta.6-diamino-hexano. dois polímeros possíveis são: ácido hidroxietanoico OH O O + n H2C — C HO = = — OH b) n H2C — C = — — HO OH OH O O H2 2n H2O + — O — C — C — O — CH2 — C — = A função orgânica presente no polímero é éster. c) O “náilon 66” é um polímero de condensação obtido a partir do ácido hexanodioico e 1.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 30 4. O dexon é um polímero sintético obtido por polimerização do ácido glicólico. b) Considerando a estrutura do polímero formado: a QUÍMICA A 3. para efeito de cálculo. após coagulação. Dessa forma. S em que n = 10. No organismo. é constituída por 10. 157. O náilon e o dexon são materiais utilizados como fios para suturas cirúrgicas. represente dois polímeros do látex. divulgada pela Revista da Fapesp n. que são metabolizadas. Esses dados são parte de uma reportagem sobre farmao cologia. H: 1. pois é obtido apenas de um monômero (ácido glicólico). após quase um mês de uso diário de um gel antirrugas feito de látex da seringueira. a que se refere o texto. identificando a função presente no polímero. leva à formação da borracha natural. n c) Ambos são polímeros de condensação. Por que o náilon é copolímero e o dexon não o é? RESOLUÇÃO: 5. qual é a sua fórmula estrutural e seu nome oficial? b) Equacione a reação de formação do polímero dexon a partir do monômero. resultando em moléculas de ácido glicólico. usando 4 monômeros em cada representação. O náilon é um copolímero.000 Como C = 12 H=1 10 000 [ 5 . O polímero dexon possui a seguinte fórmula estrutural: —O — CH2 — C — O — CH2 — C — || || O O a) Sabendo-se que o ácido glicólico é bifuncional.000 unidades do monômero. Um teste preliminar realizado com 60 mulheres de idade próxima a 50 anos indicou uma redução de 80% das rugas na região da testa e dos olhos. a) O látex natural. (UNICAMP-SP) – Marcas Esmaecidas – gel feito de látex natural é a mais recente promessa para combater rugas. pois é obtido de 2 monômeros. tem-se: 30 – . (12g/mol) + 8 (1g/mol)] = 680 000g/mol g/mol. o dexon sofre hidrólise. O = a) H2C — C b) Calcule a massa molar (g mol–1) de um látex cuja cadeia polimérica. RESOLUÇÃO: a) A reação de polimerização para os quatro monômeros será: CH3 | 4H2C = C — CH = CH2 → CH3 CH3 CH3 CH3 | | | | → —H2C—C= C — C— C — C= C—C— C—C= C—C— C—C= C—C— H H2 H2 H H2 H2 H H2 H2 H H2 O polímero formado apresenta isomeria geométrica para cada ligação dupla representada. e o dexon não é copolímero. Dado: massas molares em g/mol: C: 12. os pesquisadores adicionaram uma pequeníssima quantidade conhecida de nitrato de amônio marcado (15NH415NO3) ao nitrato de amônio comercial a ser aplicado na plantação. RESOLUÇÃO: 1 molécula de CH4: 6 + 4 x 1 = 10 prótons 1 mol de CH4 –––––––––– 10 x 6.0. sua molécula é tetraédrica e apolar (CH4). 5H2O puro = (300 – 15)g = 285g Massa de cobre na amostra: 249.2 .05 . quando adicionado ao ar.3 .0 . 1023 átomos de cobalto 5. As adubações foram repetidas por 15 vezes em períodos regulares. b) Quantidade em excesso do adubo para uma aplicação: m = 112kg – 28kg = 84kg 2. b) Considere que. em mol/ha.2μg para crianças de até oito anos e 2. A quantidade de nitrogênio (em mol) na amostra de NH4NO3 é maior. 1023 prótons 1 mol → 80g x → 84 .0 + 5(2.05 . Quantos gramas de cobre existem em 300g de sulfato de cobre (II) penta-hidratado. Cada parte foi adubada com as seguintes quantidades fixas de nitrato de amônio. uma de 15NH415NO3 e a outra de NH4NO3.5g de Cu 285g de CuSO4 . massa molar do cobalto = 59.22 . É o mais simples dos hidrocarbonetos. aumentando a fixação de nitrogênio. 10–6g de cobalamina: 1.2 . 16. de pouca solubilidade na água e. poderia melhorar o crescimento desta. contendo 5% de impurezas? Dados: massas molares em g/mol: H = 1.5g de CuSO4 . 1023. 5H2O –––––––– y y = 72. Determine.5 ∴ 249. a cada vez. O metano é um gás incolor. 5H2O = M = 63.35% de cobalto x = 5. Uma criança de 7 anos que toma a dose diária recomendada ingere por dia quantos átomos de cobalto? Dados: 1μg = 1 x 10–6g. 10–8g ––––––––– y y = 5. que quantidade desse adubo foi aplicada em excesso na parte que recebeu 112kg/ha. 4. Cu = 63.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 31 MÓDULO 13 Teoria Atômico-Molecular a) Suponha duas amostras de mesma massa. O = 16. Para monitorar a fixação de nitrogênio.02 mol de CH4 –––––––––– x x = 1.2 . número de Avogadro = 6.22 . na aplicação regular de 28kg/ha. 28. O objetivo central do trabalho era verificar como uma cultura de alfafa. O: 16.5g de cobre a QUÍMICA A 3.0 . 5 = 5. ao final do primeiro ano de estudo.0 . Um artigo publicado no The Agronomy Journal trata de um estudo relacionado à fixação de nitrogênio por uma planta forrageira que se desenvolve bem em um solo ácido. H: 1. A porcentagem de cobalto na cobalamina é de 4.0g/mol. 10 3mol 80 Número de aplicações em um ano: 36 meses ––––– 15 aplicações 12 meses ––––– x ⇒ x = 5 aplicações Resposta: 1. 1014 átomos de cobalto Quantidade em mol de nitrogênio: NH4 NO3 80g → 2 mol de N m→x 82g → 2 mol de N m→y 2m x = –––– 80 x>y 15NH 15NO 4 3 2m y = –––– 82 Portanto. também conhecida como vitamina B12. 1023. 10 3g 84 .0 + 16) = 249. Qual o número de prótons existentes em 0. a quantidade de nitrogênio (em mol) na amostra de NH4 NO3 é maior.4 microgramas (μg) para adultos. se transforma em mistura de alto teor inflamável. Segundo a organização norte-americana Food and Nutrition Board. 10–8g de cobalto 1 mol de Co ↓ 59g ––––––––– 6. 10 3mol/ha 3. 56. Dado: massas molares em g/mol: N: 14.8μg para gestantes e mães que amamentam.5 + 32. iniciando-se no começo de 1994 e encerrandose no final de 1996. H (Z = 1). S = 32. possui uma função indispensável na formação do sangue e é essencial para uma boa manutenção do sistema nervoso. 10 3mol/ha . S – 31 .35% em massa. 112. 1023 prótons 0. 10 3 x = ––––––– mol = 1.0 + 4 .0 . Relata o artigo que o terreno a ser adubado foi subdividido em cinco partes. em kg/ha: 0. não sobrou nem faltou adubo para as plantas. 10–6g ––––––––– 100% x ––––––––– 4. 1.02 mol de metano? Dados: C (Z = 6). 5H2O –––––––– 63. Essa planta tem o crescimento limitado pela baixa fixação de nitrogênio. igual ou menor do que na amostra de15NH415NO3? Justifique sua resposta .5g/mol Cálculo da impureza na amostra: 100g –––––––– 5g 300g –––––––– x x = 15g de impurezas Massa de CuSO4 . número de Avogadro = 6. A cobalamina (ou cianocobalamina). 84. a dose diária de vitamina B12 necessária para o organismo é de 2. RESOLUÇÃO: Massa de cobalto em 1. RESOLUÇÃO: Massa molar do CuSO4 .0. RESOLUÇÃO: a) Massa molar do NH4 NO3 = 80g/mol Massa molar do 15NH415NO3 = 82g/mol 1.5.0. cultivada junto à planta forrageira citada.25 . 6g –––––––––––– y y = 0. guloseimas. 1 mol x = ––––––––––– ∴ x = 0.25 mol de CH4 16.0g 1mol de de O2 ⎯⎯→ 32. (UNICAMP-SP) – Especialmente para as crianças. 2CO2( ). o que ocorre no modelo representado na alternativa d. Considere que representa H.16)g/mol = 342g/mol Cálculo do número de moléculas de sacarose: 1.02 x 1023mol–1 RESOLUÇÃO: a) Cálculo da massa de açúcar: 1 colher de açúcar –––––– 20g 3 colheres de açúcar –––––– x x = 60g Cálculo da massa molar da sacarose: M(C12H22O11) = (12. RESOLUÇÃO: Calculando a quantidade de matéria de metano e oxigênio na reação.0g x ⎯⎯→ 4. essa pipoca tá com pouco açúcar!” Aquela observação intrigou Rango. H = 1.5 mol CO2 1 mol 0 0. após caramelizar.0g ∴ temos 1 mol de O2 Montando a reação CH4 1 mol início reage e forma final a QUÍMICA A 3.1023 moléculas ––––––– 342g y ––––––– 60g y = 1.. após a reação de combustão completa de 4. havia uma sala reservada com muitos brinquedos.5 mol 0.5 mol 0. temos: 1 mol de CH4 ⎯⎯→ 16.25g + 2O2 → 2 mols 1 mol 0. juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco.0g 4.1)g/mol + (11. se decompõe em água e carbono.6g Cálculo da massa formada de carbono: Δ C12H22O11 ⎯⎯⎯→ 12C + 11H2O 1 mol 12 mol ↓ ↓ 342g –––––––––––– 12. S 1 mol de C12H22O11 ––––––– 6.0g de metano (CH4) em uma câmara de combustão hermeticamente fechada contendo 32. representa C e representa O.12g 0. é corretamente representado pelo modelo esquematizado em Dadas as massas molares. C = 12 e O = 16.25 mol 0.. Como Rango também tinha problemas com açúcar.. CO2 ( ) e H 2O ( ) na proporção 2: 1 : 2. que ficou ali pensando.12)g/mol + (22. uma das crianças logo berrou: “Tio Rango. Ao experimentar a pipoca doce. quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?” Dados: massas molares em g/mol: C = 12. algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas.0g .25 mol 0 Portanto. a) “Coloquei duas xícaras de milho na panela e.0g de gás oxigênio (O2). no modelo apresentado. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar. Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma.02. quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?” b) “Eu também sei que parte desse açúcar. depois que ele estourou.05 .25 mol + 2H2O 2 mols 0 0.5 mol 0. 1023 moléculas b) Cálculo da massa de açúcar que sofreu decomposição: 60g –––––––– 100% x –––––––––– 1% x = 0. no qual temos 4O2 ( ). O sistema final. um palhaço e um mágico.25 mol 0. 4H2O ( ) Resposta: D 32 – . devemos encontrar moléculas de O2( ). em g/mol: H = 1.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 32 MÓDULO 14 Cálculo Estequiométrico 2. O = 16 Constante de Avogadro = 6. c) 11. RESOLUÇÃO: Os dados fornecidos pelo enunciado são: • massa da amostra de CaCO3 impuro que vai ser calcinada = 7.05g de H2SO4 1H2SO4 + 2KCN → 1K2SO4 + 2HCN 1 mol 2 mol ↓ ↓ 98g –––––––––––––––––––– 2x22. 2H2O. o aluno descobriu que o nome do composto hidratado era (Dados: massas molares (g/mol): H2O = 18..4L 22.50g de carbonato de cálcio impuro foi colocada em um cadinho de porcelana de massa 38..40g = 3..02 litros. C ..97g — 38.375g (CaCO3 puro) 7.5g • massa do cadinho vazio = 38. um aluno pesou 1. Uma amostra de 7. importante matériaprima utilizada na fabricação do cimento..420g 155g ––– x .) a) 16. d) sulfato de cobalto (II) hexa-hidratado.42 litros . CoSO4 = 155.57g ∴ x = 6. No laboratório. ocorria de acordo com a reação não balanceada abaixo: H2SO4 + KCN → K2SO4 + HCN Partindo de 24.40g • massa do cadinho após o aquecimento = 41. RESOLUÇÃO: Massa de ácido sulfúrico 24. que tem coloração azul. e) 9.5g ––––– 100% 6. CoSO4. o volume obtido de gás cianídrico nas CNTP é de (Dados: massas molares em g/mol: H = 1.57g Cálculo da pureza da amostra: Δ CaCO3(s) ⎯→ CaO(s) + CO2(g) 100g –––––––– 56g x –––––––– 3.5g de ácido sulfúrico com 90% de pureza.023g de um composto hidratado de coloração vermelha e aqueceu o sólido num cadinho de porcelana até desidratação completa.603g de sulfato de cobalto (II) anidro.. xH2O → CoSO4 + xH2O 0.0. Após fazer corretamente os cálculos.. Um exemplo disso são os tetos dos cômodos de nossas casas...375g ––––– p p = 85% 4.603g = 0. S . b) 13. C = 12.08L de HCN Resposta: D 5. Volume molar de gás nas CNTP = 22.61 litros. obtendo-se como resíduo sólido somente o óxido de cálcio..12. A determinação do grau de hidratação é feita experimentalmente. O CaCO3 é um dos constituintes do calcário... e) sulfato de cobalto (II) hepta-hidratado. O uso dessa substância na câmara de gás. Sabendo-se que a massa do cadinho com o resíduo foi de 41.. determinar o teor percentual de CaCO3 na amostra analisada. S = 32. O = 16.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 33 3. 18g x=6 Fórmula do sal: CoSO4 . CaSO4 .97g. 6H2O ⇒ sulfato de cobalto (II) hexa-hidratado Resposta: D – 33 a QUÍMICA A 3.20 litros. Compostos hidratados são sólidos que apresentam moléculas de água em sua estrutura e são mais comuns do que se imagina. obtendo 0. 40.603g ––– 0. que podem estar rebaixados com placas de gesso. Dados: massas molares em g/mol: Ca . (UFRRJ) – O gás cianídrico (HCN) é um gás tóxico que mata por asfixia. d) 10.023g – 0. N = 14. RESOLUÇÃO: Massa de água que foi desidratada: m = 1.08 litros.) a) sulfato de cobalto (II) tri-hidratado.05g ––––––––––––––––––— y – y = 10.16.40g e calcinada a 900°C.. K = 39. b) sulfato de cobalto (II) tetra-hidratado.4L/mol.5g ––––––––––– 100% x ––––––––––– 90% x = 22. O .97g Equação química do processo: Δ CaCO3(s) ⎯⎯→ CaO(s) + CO2(g) Massa de CaO que ficou no cadinho: 41. c) sulfato de cobalto (II) penta-hidratado. nos Estados Unidos da América. que contêm o sulfato de cálcio di-hidratado.420g Equação da reação de desidratação: 1 mol ↓ x mol ↓ CoSO4 . 20 0. S Resposta: B RESOLUÇÃO: a) Experimento II. L–1 min–1 Δt 18 min 2. realizados para uma mesma reação química genérica (reagentes → produtos).10 tempo / min zero 9. Adicionam-se quantidades iguais de ácido em duas amostras de mesma massa de zinco: uma delas em raspas (A) e a outra em pó (B). ácido clorídrico e liberação de nitrogênio. uma certa quantidade de C6H5N2Cl foi colocada em presença de água a 40°C e acompanhou-se a variação da concentração de C6H5N2Cl com o tempo. A tabela abaixo mostra os resultados obtidos: conc.033 mol . ocorrendo a formação de fenol.0 27. no intervalo de 0 a 18.40 0. b) Experimento II. b) Em qual experimento a velocidade da reação é maior? Justifique. 34 – .80 0. Então.0 18. maior o número de partículas com energia cinética suficiente para reagir. a) Em qual experimento a temperatura é maior? Justifique. A energia cinética média é diretamente proporcional à temperatura absoluta. C6H5N2Cl(aq) + H2O(l) → C6H5OH(aq) + HCl(aq) + N2(g) Em um experimento. o gráfico que deve representar a produção de hidrogênio em função do tempo de reação é: 1.0 minutos. a temperatura e a velocidade em II são maiores do que em I. O zinco reage com ácidos ocorrendo liberação do gás hidrogênio. logo. Para esta experiência. expressa em mol L–1 min–1? RESOLUÇÃO: v= Δ [C6H5N2Cl] 0. RESOLUÇÃO: Zinco em pó ⇒ maior superfície de contato com o ácido ⇒ maior velocidade de reação ⇒ maior volume de hidrogênio produzido num mesmo intervalo de tempo. a QUÍMICA A 3.0 Qual a velocidade média da reação em relação ao C6H5N2Cl. / mol L–1 0.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 34 MÓDULO 15 Cinética Química 3. Quanto maior a temperatura. a 40°C. O composto C6H5N2Cl reage quantitativamente com água. As áreas hachuradas sob as curvas representam o número de partículas reagentes com energia cinética igual ou maior que a energia de ativação da reação (Eat). (I) e (II). A figura abaixo representa o resultado de dois experimentos diferentes. L–1 ––––––––––––– = ––––––––––––– = 0. maior a velocidade da reação. A energia cinética média das partículas nas condições do experimento II é maior.60 mol . 15 mol/L. [H2] v = 1. O estudo cinético. Mantendo-se a concentração de H2 constante (0. da reação representada por NO2 + CO → CO2 + NO mostrou que a velocidade da reação não depende da concentração de CO. 10–5 L/mol . 0. S . RESOLUÇÃO: a) Mantendo-se a concentração de ICl constante (0. 10–7 = k . em geral.15 . A expressão da equação da velocidade de uma reação deve ser determinada experimentalmente. verifica-se que. b) Calcule a constante de velocidade nas condições da experiência e determine a velocidade da reação se as concentrações de ICl e H 2 forem 0.6 v = 5. [H2]1 b) Cálculo da constante de velocidade (k) nas condições da experiência: Quando [H2] = 0. s – 35 a QUÍMICA A 3. mas depende da concentração de NO2 elevada ao quadrado.30 mol/L e [ICl] = 0. 0. RESOLUÇÃO: A reação ocorre em etapas.30 k = 1.6 mol/L. e) a velocidade de reação dobra se a concentração inicial de NO2 for duplicada. ordem em relação a H2. não podendo. c) o NO2 atua como catalisador. 10–7 mol/L. 0. Este resultado permite afirmar que a) o CO atua como catalisador.2 .2 . ordem em relação a ICl. b) o CO é desnecessário para a conversão de NO2 em NO. O gráfico a seguir apresenta dados experimentais que possibilitam a obtenção da expressão da velocidade da seguinte reação: 2ICl(g) + H2(g) → I2(g) + 2HCl(g) 5.15 mol/L). Resposta: D a) Escreva a expressão da equação da velocidade para essa reação. s Cálculo da velocidade de reação: v = k [ICl] . dobrando-se a concentração de H2. 10–6 mol/L . a velocidade também dobra.6 . d) a reação deve ocorrer em mais de uma etapa. verifica-se que. a É uma reação de 1. Lei da velocidade: v = k [ICl]1 . 10–5 . a velocidade também dobra.6 . dobrando-se a concentração de ICl. a Trata-se de uma reação de 1. temos: v = 7.76 . pois a concentração de CO não participa da etapa lenta.6 . 0. em fase gasosa.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 35 4.s v = k [ICl] . [H2] 7.15 mol/L). ser predita diretamente a partir dos coeficientes estequiométricos da reação. d) Branco. qual a cor desse sistema quando for atingido o equilíbrio? a) Azul. RESOLUÇÃO: A(g) Início 3 mol/L x 3–x + B(g) 2 mol/L x 2–x → ← C(g) 0 x x 1. b) todos os recipientes não contêm misturas gasosas em equilíbrio químico e.5 [A] 2 ↓ cor amarela Resposta: B (II) 36 – .7.090.080/V) (0. no equilíbrio. segundo a equação da reação: → A(g) + B(g) ← C(g). se for menor que 0.5. 5 mmHg de H2O(g). 0. Sabendo-se que. c) a mistura gasosa do recipiente II não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita. É correto afirmar que a) todos os recipientes contêm misturas gasosas em equilíbrio químico. Recipientes fechados. (pHOCl)2 102 –––––––––––– = –––––– = 0. Num recipiente de volume 1 litro.7.5 = –––––––––––– (3 – x) (2 – x) x2 – 7x + 6 = 0 + 7 ± 49 – 4 . é Kc = Kp = 0.125 mol de Cl2O(g) e 0.030 mol de HOCl(g). Resposta: C a QUÍMICA A 3. ← a 25°C. contêm somente as três espécies químicas gasosas envolvidas na reação acima. teremos: [A] = 3 – x = 2 mol/L [B] = 2 – x = 1 mol/L [C] = x = 1 mol/L [C] 1 –––– = –– = 0. adquirirá cor amarela. pCl2O 10 . III. 400 mmHg de Cl2O(g) e 10 mmHg de HOCl(g). mantidos na temperatura de 25°C. 10 mmHg de H2O(g). colocaram-se 3 mol de A para reagir com 2 mol de B.05 ⇒ Igual ao sistema (I).030/V)2 –––––––––––– = ––––––––––––––––– = 0.090 (Kp). são: I. e) Preto. o avanço da reação se dá no sentido da esquerda para a direita. 200 mmHg de Cl2O(g) e 10 mmHg de HOCl(g).125/V) ⇒ O sistema está em equilíbrio. [B] x 0. o sistema adquirirá cor azul e. 200 [HOCl]2 Cálculo da relação –––––––––––– para a mistura III: [H2O] . pCl2O (I) (pHOCl)2 102 –––––––––––– = –––––– = 0. [Cl2O] (0. se –––– for [A] maior que 0. pH2O . S Reage e forma Equilíbrio [C] KC = ––––––– [A] . d) a mistura gasosa do recipiente III não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita. as pressões e/ou as quantidades de cada uma destas substâncias. 400 brio e o avanço da reação se dá no sentido de aumentar a pressão de HOCl (para a direita) até ser atingido o valor 0. numerados de I até III. em cada um dos recipientes. pCl2O 5 . e) as misturas gasosas dos recipientes I e II não estão em equilíbrio químico e as reações avançam no sentido da direita para a esquerda. Imediatamente após cada recipiente ter sido fechado. II.090 ⇒ [H2O] . A constante de equilíbrio da reação H2O(g) + Cl2O(g) → 2HOCl(g). 0. [Cl2O] [HOCl]2 (0. 6 x = –––––––––––––––– 2 x1 = 6 (não serve como resposta) x2 = 1 No equilíbrio. em todos eles.05 ⇒ O sistema não está em equilípH2O . c) Verde. RESOLUÇÃO: (pHOCl)2 Cálculo da relação –––––––––––– para as misturas I e II: pH2O . b) Amarelo.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 36 MÓDULO 16 Equilíbrio Químico I 2.080 mol de H2O(g). A constante de equilíbrio (KC) na temperatura da [C] experiência é igual a 0. respectivamente. em que também se gera monóxido de carbono. diminuindo a concentração de N2O4 e aumentando a concentração de NO2.00 Podemos concluir que o sistema se encontra em equilíbrio.00 .123 (0. o equilíbrio é deslocado no sentido da reação que se dá com contração de volume (para a direita).30atm(H2). o que acontecerá com a intensidade da cor da mistura em equilíbrio se for reduzido o volume do sistema? RESOLUÇÃO: a) A dimerização do NO2 pode ser expressa pela equação: ⎯→ 2NO2(g) ←⎯ N2O4(g) Expressão da constante de equilíbrio: [N2O4] Kc = ––––––– [NO2]2 Cálculo das constantes de equilíbrio: 0. O valor da pCO . pode ser usado na síntese de amônia. o equilíbrio é deslocado no sentido da reação que necessita de calor (reação endotérmica). Qual é a reação exotérmica? Justifique sua resposta.2 . c) A figura permite concluir que uma das reações é exotérmica e a outra.00atm(CH4) e 9. temos as seguintes pressões parciais: 0. metano e água são. Justifique. Conclui-se que o equilíbrio é deslocado para a esquerda no sentido de formação de NO2. 0. por sua vez. Vamos determinar o quociente reacional Qp nessa temperatura. em atm. diminuindo a intensidade da cor da mistura. Aumentando-se a temperatura. na qual reage com nitrogênio.90 0. desloca-se o equilíbrio no sentido da reação endotérmica (esquerda). Na figura.02 120°C ⎯→ Kc = ––––––– = 0. (0. O hidrogênio. Nessas condições.90)2 0. diminuindo o rendimento do produto. aumentando-se a temperatura.30.40atm(CO). b) Considere um experimento a 450°C.40 . podemos afirmar que a dimerização do NO2 é exotérmica. pH2O mente 1. 0. a constante de equilíbrio Kc diminui.00atm(H2O). exotérmica 2NO2(g) ⎯⎯⎯⎯⎯→ N2O4(g) ⎯⎯→ b) 2NO2(g) ←⎯⎯ 1N2O4(g) castanho incolor a) Escreva a equação química balanceada que representa a reforma do principal componente do gás natural com vapor de água. 0. 1. 9. Foram obtidos os seguintes dados para duas misturas dos gases NO2 e N2O4 em equilíbrio: Mistura I II Temperatura 80°C 120°C [NO2] 0. Trata-se da reação de síntese da amônia: ⎯⎯⎯⎯⎯→ N2(g) + 3H2(g) ←⎯⎯⎯⎯⎯ 2NH3(g) (K2) 2V 1V Reduzindo-se o volume do sistema (aumentando-se a pressão).80)2 Verifica-se que.30)3 Qp = ––––––––––––– = ––––––––––– = 1. endotérmica.2 . Tanto a reforma do gás natural quanto a síntese da amônia são reações de equilíbrio.40. 4. A curva de K1refere-se à reforma do gás natural e a de K2. em que as pressões parciais de hidrogênio. à síntese da amônia.80 [N2O4] 0. RESOLUÇÃO: a) A equação química balanceada da reforma do gás natural (CH4) com vapor de água é: CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) ← b) Na mistura citada a 450°C. 1.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 37 3. c) Numa reação exotérmica. o aumento da temperatura implica uma diminuição da constante de equilíbrio. o sistema está em equilíbrio químico? Justifique sua resposta por meio de cálculos e análise da figura.031 (0.10 0. S .00 atm.02 a) Diga se a reação de dimerização do NO2 é exotérmica ou endotérmica. pH2O 1. pCO . 10–3 pCH4 . (pH2)3 constante de equilíbrio Kp = –––––––––––– a 450°C vale aproximadapCH4 . (FUVEST-SP) – A reforma do gás natural com vapor de água é um processo industrial de produção de hidrogênio. 9. Parte do NO2(castanho) se transformará em N2O4(incolor). são dados os valores das constantes desses equilíbrios em função dos valores da temperatura. 10–3 (leitura do gráfico). b) Sabendo-se que NO2 é de cor castanha e N2O4 é incolor. monóxido de carbono. (pH2)3 0. exotérmica – 37 a QUÍMICA A 3. As constantes de equilíbrio estão expressas em termos de pressões parciais.00. Como. aumentando-se a temperatura.10 80°C ⎯→ Kc = ––––––– = 0. II. diminui o rendimento. pois o equilíbrio é deslocado no sentido da reação inversa (endotérmica). O principal constituinte do calcário é o carbonato de cálcio. o valor de KC será menor. O óxido de cálcio. Correto. diminui o rendimento. sentido no qual ocorre aumento de volume de gases. um procedimento adequado para aumentar a produção de óxido de cálcio seria a) aumentar a pressão do sistema. Falso. A única alternativa correta é a diminuição da pressão do sistema. Numa mesma temperatura. A reação de dimerização é exotérmica. aumentando a temperatura. Como a reação se dá com contração de volume. III. aumenta o rendimento. mantendo a pressão e o volume constantes. Aumentando a temperatura. mantendo o volume constante. diminuindo o rendimento de CaO(s). A reação de dimerização é exotérmica. P1 e P2. → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) 0V 1V Analise os seguintes itens. o valor de KC será maior. A adição de CO2 deslocará o equilíbrio para a esquerda. desloca-se o equilíbrio no sentido de formação do dímero (X2). aumentando a produção de óxido de cálcio.Numa temperatura mais alta. A presença de um catalisador aumenta o rendimento da reação.Falso. temos o rendimento da formação de X2 em função da temperatura em duas pressões diferentes. onde ocorre sua decomposição térmica. Correto. A adição ou a retirada de CaCO3(s) não afeta o equilíbrio. Para sua obtenção. aumentando a pressão. RESOLUÇÃO: Para aumentar a produção de óxido de cálcio. devemos deslocar o equilíbrio para a direita. b) diminuir a pressão do sistema. e) retirar parte do CaCO3 do sistema. Como a reação é exotérmica. portanto. Resposta: B a QUÍMICA A 3.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 38 MÓDULO 17 Equilíbrio Químico II 2. P1 > P2 III. que desloca o equilíbrio no sentido de expansão de volume (para a direita). e que o sistema está em equilíbrio. Um catalisador apenas aumenta a rapidez com que o equilíbrio é atingido. e a reação de decomposição é representada pela equação: → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) Considerando-se que uma amostra de calcário foi decomposta a 900°C. logo P1 > P2. RESOLUÇÃO: I. mantendo a pressão e o volume constantes. é um dos materiais de construção utilizado há mais tempo. aumentando a pressão. em um recipiente fechado dotado de um êmbolo que permite ajustar o volume e a pressão do seu interior. [X2] KC = –––– [X]2 IV. Considere a reação de dimerização da substância X. a rocha calcária é moída e aquecida a uma temperatura de cerca de 900°C em diversos tipos de fornos. 1. verificando se são verdadeiros ou falsos. → 2X(g) ← X2(g) No gráfico abaixo. conhecido comercialmente como cal virgem. S 38 – . IV. I. II. c) acrescentar CO2 ao sistema. d) acrescentar CaCO3 ao sistema. um dos mecanismos de absorção por meio das mucosas do estômago e do intestino baseia-se no fato de a molécula estar na sua forma neutra. diminuindo sua concentração e deslocando o equilíbrio para a direita. O cloreto de amônio. qual a concentração em mol/L de HNO2 numa solução de pH = 4? RESOLUÇÃO: Como pH = 4 ⇒ [H3O+] = 10–4 mol/L – Na solução [H3O+] = [NO2 ] = 10–4 mol/L – [H3O+] . Considere os fármacos aspirina e anfetamina. 10–6 = ––––––––––– [HNO2] [HNO2] = 2. Ocorrerá neutralização dos íons OH– do sistema (H+ + OH– → H2O). que é essencialmente aquoso. cujas fórmulas e equilíbrios em meio aquoso. pois. são: O C O C O OH CH3 H2O O C O C O OCH3 H3O+ 4. O C O C O absorvida OH CH3 H2O O C O C O OCH3 H3O+ 10–4 . S . deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. o pH pode ter valores de até 8. o equilíbrio deve ser deslocado para a direita.0 . NaOH e NaHCO3 formam soluções básicas (deslocam o equilíbrio para a esquerda. CH3 CH2 CH NH3+ absorvida H2O CH2 CH3 CH NH2 H3O+ – 39 a QUÍMICA A 3. RESOLUÇÃO: A aspirina e a anfetamina serão absorvidas nas formas: O C O C O OH CH3 e CH3 CH2 CH NH2 5. é uma etapa importante para a absorção de fármacos por meio do trato gastrintestinal (estômago e intestino). III. 10–4 5.0 . o pH pode ter valores de 1. O íon cromato e o íon dicromato em solução aquosa estabelecem o equilíbrio: 2CrO2– (aq) + H2O(l) → Cr2O2–(aq) + 2OH–(aq) 7 ← 4 amarelo laranja Ocorrerá um aumento na intensidade da coloração alaranjada do sistema quando se adicionar: a) NaOH(s) b) NaCl(s) c) NaHCO3(s) d) NH4Cl e) KNO3(s) RESOLUÇÃO: Para aumentar a intensidade da coloração alaranjada. II. no intestino delgado. pois a concentração de H3O+ é elevada. no estômago. deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. por ser um sal derivado de ácido forte e base fraca.4. ao ser adicionado à solução. O ácido nitroso sofre ionização segundo a equação: – → HNO2 + H2O ← H3O+ + NO2 Sabendo-se que a constante de ionização vale 5.0. sofre hidrólise ácida formando íons H+. 10–6 mol/L. a concentração de H3O+ diminui (H3O+ + OH– ← 2H2O). Justifique sua resposta. identifique o órgão do trato gastrintestinal no qual cada um dos fármacos mencionados será preferencialmente absorvido. Sabe-se que: I. Resposta: D Equilíbrio químico para a aspirina em meio aquoso CH3 CH2 CH NH3+ H 2O CH2 CH NH2 CH3 H3O+ Equilíbrio químico para a anfetamina em meio aquoso Supondo que o único mecanismo de absorção por meio das mucosas seja a neutralidade do fármaco. A solubilização no meio biológico.0 a 3. 10–3 mol/L A anfetamina é preferencialmente absorvida no intestino delgado. diminuindo a intensidade da cor laranja). A aspirina é preferencialmente absorvida no estômago. [NO2 ] Ki = –––––––––––––– [HNO2] pois elas são moléculas neutras.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 39 3. como → o meio é alcalino. NaCl e KNO3 são sais que não sofrem hidrólise e os seus íons não irão deslocar o equilíbrio. em função da acidez do meio.0 . 10–1 [ClO–] = 0. RESOLUÇÃO: a) KOH + HNO3 → KNO3 + H2O n b) M = ––– ∴ n = MV V nKOH = 0. são parcialmente neutralizados por 20. é 2 x 10−7. quando o esforço é muito intenso. 10–7 mol/L.0 .01 mol –––––––––– 0. aproximadamente neutro.0mL de uma solução aquosa de hidróxido de potássio. banheiros.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 40 MÓDULO 18 Equilíbrio Químico III 2.05 mol/L d) 0. As concentrações de [OH–] e [HClO] são iguais a 10–4 mol/L.250mol/L . 10–7 [lactato] –––––––––––– = 1. e o pOH é 4. calcule o pH da solução após a adição do ácido. 103 [ácido láctico] — — — CH3 — C — C OH — — — 3. obtém-se o rendimento energético máximo possível.500mol/L. a) Escreva a equação química da reação de neutralização. pois a sua concentração é constante: — — — CH3 — C — C OH — — — Ka = 1.0mL de uma solução aquosa de ácido nítrico. quando o pH for igual a 7. O equilíbrio entre o ácido láctico e o lactato em meio aquoso encontra-se representado na equação química: — — H O + H 2O OH H O + H 3O + O– CH3 — C — C — OH Ácido láctico Lactato — Calcule a razão entre as concentrações do íon lactato e do ácido láctico nas condições de equilíbrio químico. S — CH3 — C — C [lactato] 1.5 .0 .01 mol de KOH.0 . Considerandose que a constante de hidrólise do íon ClO−. a 25°C. roupas. Substituindo-se na expressão da constante de hidrólise. a concentração dos íons H 3 O + será igual a 1. a concentração de [OH–] é igual a 10–4 mol/L.100L pOH = – log 10–1 = 1 pH = 14 – 1 = 13 — — H O + H2O OH H O + H3O+ O– — OH Ácido láctico Lactato [lactato] .01 mol/L b) 0.080L = 0.0 .0 . sobrando 0. no músculo. envolvendo produção de ácido láctico. de concentração 0.0 . KOH ⎯→ K+ + OH– 0. de concentração 0.01 mol de HNO3 reage com 0.02 mol nHNO = 0. RESOLUÇÃO: A concentração de H2O não entra na expressão do Ka. 10–7 mol/L [lactato] . Apresente seus cálculos. o pH do músculo retorna ao seu valor normal.500mol/L . (FGV) – Hospitais. teremos a concentração do hipoclorito: 10–4 . podem ser desinfetados com soluções aquosas de hipoclorito de sódio. 10–4 2 . b) Sabendo que pOH = – log[OH–] e que pH + pOH = 14. pH = – log [H3O+] 7 = – log [H3O+] [H3O+] = 1.0 .05 mol/L Resposta: C 10–4 40 – . o organismo humano utiliza a glicose como principal fonte de energia. 0. Após um período de descanso.0 x 10–4 Verifica-se que 0. uma solução aquosa de NaClO com pH = 10 nessa mesma temperatura tem concentração de íon hipoclorito igual a: a) 0. 10–7 1.20 mol/L RESOLUÇÃO: A hidrólise do íon hipoclorito pode ser representada por: ClO– + H2O → OH– + HClO ← [OH–] [HClO] e sua constante de hidrólise Kh = –––––––––––––– [ClO–] O pH da solução é 10. 10–4 = ––––––––––––––––––– [ácido láctico] a QUÍMICA A 3.01 mol 0. 10–7 [ClO–] = 0. mas. Sabendo-se que pOH = – log [OH –].02 mol/L c) 0. Havendo suprimento adequado de oxigênio. pisos etc. o que resulta na diminuição do pH no músculo. 0. 80. 10–7 = –––––––––– [ClO–] 10–8 [ClO–] = –––––––– 2 . o fornecimento de oxigênio pode se tornar insuficiente e o organismo adotar rota alternativa menos eficiente. 1.020L = 0. Na prática de exercícios físicos.01mol [OH–] = ––––––– = 10–1mol/L 0.10 mol/L e) 0.250mol/L. [H3O+] Ka = ––––––––––––––––– [ácido láctico] Quando o pH for igual a 7.01 mol 3 1.01 mol de KOH. ––––––––––––– = ––––––––– [ácido láctico] 1. for maior que o valor de KPS 4 → PbSO4(s) ← Pb2+(aq) + SO2– (aq) 4 2+] . – Puxa. 10–3 mol/L 2 . o sulfeto de chumbo. no caso. 10–3 [Pb2+] . 10–3 mol/L III. Acho que uma boa pergunta estaria relacionada ao possível tratamento desses efluentes para retirar o chumbo. A fórmula do ânion sulfeto é S2–. Correta. sulfeto de chumbo. – De qualquer forma acho que estamos bem preparados! RESOLUÇÃO: a) O ânion mais indicado para precipitar o Pb2+ é aquele que forma o sal menos solúvel.3 . (UNICAMP-SP) – Será então que poderia cair alguma questão ligada a Ecologia na prova de Química? – sugere Chuá. S . [SO2– ] = –––––– . RESOLUÇÃO: I. São dadas soluções 2 x 10–3 mol/L de Pb(NO3)2 e de Na2SO4 (25°C). b) O examinador admite não ocorrer diluição do efluente (1 x 10–3 mol/L de Pb2+) pela adição estequiométrica de ânions sulfeto (S2–). [SO2–] = 1. após a mistura. Analise as proposições: I. O chumbo provoca no ser humano graves efeitos toxicológicos. Para compostos do tipo AB. carbonato de chumbo. Será que conseguimos prever alguma questão da prova de Química? – diz Chuá. a seguir. 10–3 mol/L 4 . acho que por hoje chega. Justifique. ⎯⎯→ PbS(s) ←⎯⎯ Pb2+(aq) + S2–(aq) Ks = [Pb2+] . – 41 a QUÍMICA A 3. O produto de solubilidade do sulfato de chumbo (PbSO4) é KPS = 1. Misturando-se volumes iguais das duas soluções. 2– Na2SO4 → 2Na+(aq) + SO4 (aq) b) somente I e III. 10–8. Dados: sulfato de chumbo. II. [S2–] 4 x 10–28 = x . –––––– = 1 . Ks = 2 x 10–8 . a) Considerando apenas a constante de solubilidade dos compostos a seguir. – Veja aqui nesta notícia de jornal: Uma indústria foi autuada pelas autoridades por poluir um rio com efluentes contendo íons Pb2+. Consequentemente. haverá precipitação do PbSO4.3 . qual é a concentração final de íons Pb2+. 2 . pois este apresenta o menor Ks dentre os citados.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 41 4. e) somente I. separado por filtração ou decantação. x x= 4 x 10–28 5. escreva a fórmula do ânion mais indicado para a precipitação do Pb2+. Ks = 2 x 10–13 . 10–3 mol/L 4 . o Ks é igual a x2. Ele poderia ser precipitado na forma de um sal muito pouco solúvel e. d) somente II e III. 10–6 4 2 2 Como 1 . Resposta: B x = 2 x 10–14 mol/L A concentração final de íons Pb2+ no efluente será 2 x 10–14 mol/L. Irá ocorrer precipitação de PbS. A concentração de íons Pb 2+ na solução A é 2 x 10–3 mol/L.3 x 10–8 (25°C). – Sei não! – responde Naná. 10–3 2 . Pb(NO3)2(aq) + Na2SO4(aq) → PbSO4↓ + 2NaNO3(aq) ppt O PbSO4 irá precipitar-se se o produto das concentrações dos íons Pb2+ e SO2–. as concentrações em mol/L de Pb2+ e S2– na solução serão iguais. – É uma boa! – responde Naná. b) Se num certo efluente aquoso há 1 x 10–3 mol/L de Pb2+ e se a ele for adicionada a quantidade estequiométrica do ânion que você escolheu no item a. Pb(NO3)2 II. 10–8 KPS = [Pb 4 Cálculo do produto: 2 . forma-se um precipitado. sendo x a solubilidade. que sobra neste efluente? Admita que não ocorra diluição significativa do efluente. c) somente I e II. 10–3 mol/L 2 . É (são) correta(s) a) todas. 10–3 mol/L Errada. quando o produto das concentrações de íons Pb2+ e S2– na solução atingir o valor de Ks. Correta. A concentração de íons Na 1+ na solução B é 2 x 10–3 mol/L. após a precipitação. Ks = 4 x 10–28. → Pb2+ (aq) + 2NO–(aq) 3 2 . III. 10–6 > 1. a) O pesquisador relata ter identificado mais 42 estrelas com as mesmas características e afirma: Enquanto não termina o processo de cristalização do núcleo. Esse núcleo seria constituído principalmente de carbono e a estrela estaria a caminho de se transformar em uma estrela de diamante. (UNICAMP-SP) – Numa entrevista à Revista FAPESP n. para a comercialização mínima do mercúrio (1 quilograma). em média. Assim. No contexto dessas informações. discuta criticamente a eficiência do processo de recuperação do mercúrio. O processo citado no enunciado tem eficiência de 38%. pois a maior parte da massa será descartada como lixo. com a cristalização do carbono. Considerando apenas esse trecho adaptado da reportagem. 10–3g de Hg 1000 lâmpadas ––––––– x x = 21g de Hg A cada 1000 lâmpadas. um ° astrofísico brasileiro conta que propôs. estão descritas a seguir: I) Sublimação (passagem do estado sólido para o estado gasoso): Hg(s) → Hg(g) II) Condensação (passagem do estado gasoso para o estado líquido): Hg(g) → Hg(l) b) Cálculo da massa de mercúrio em 1000 lâmpadas de 40W: 1 lâmpada –––––––– 21 .005Å 2 Terra: r’ = 0. tem um núcleo quase totalmente cristalizado. considerando que todas as lâmpadas recolhidas são de 40W. RESOLUÇÃO: a) Considerando que.01Å estrela: rC = –––––– ∴ rC = 0. este processo não é o ideal para a recuperação do mercúrio.77 Å. a responsável pelo projeto afirma: Essa etapa (separação do mercúrio) é realizada por um processo de sublimação do mercúrio. pó fosfórico e terminais de alumínio). 10 VE (0. quanto valeria a relação numérica entre os volumes atômicos do carbono (Terra/estrela)? Mostre seu raciocínio. nesta etapa do processo. mercúrio. o mercúrio se encontra no estado sólido. tornando-os disponíveis como matérias-primas para reutilização em vários tipos de indústria.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 42 MÓDULO 19 Substância e Mistura 2. 146 descreve-se um ° sistema de descontaminação e reciclagem de lâmpadas fluorescentes que separa seus componentes (vidro. portanto. RESOLUÇÃO: a) Concorda-se com a afirmação. pois temos uma mudança de estado físico. as estrelas de diamante permanecem com a temperatura constante. da constelação de Centauro. H2O(l) → H2O(s) temperatura constante b) O volume atômico é diretamente proporcional ao raio atômico elevado 4 ao cubo. você concorda com a analogia feita pelo pesquisador? Justifique. S 42 – . Com base no conhecimento científico. b) Em relação à recuperação do mercúrio. 3 V é proporcional a r3 O raio do átomo de carbono no diamante da estrela será a metade de 0. Considerando-se que o raio atômico do carbono no diamante da Terra é de 0. que depois é condensado à temperatura ambiente e armazenado para posterior comercialização.01 Å 0.1% O mercúrio é um material tóxico. a) Num trecho da reportagem. sendo que de cada mil lâmpadas só retiramos 8 gramas de mercúrio. o processo ideal de recuperação deve ter uma eficiência elevada. as transformações físicas sofridas por ele. que uma estrela bastante velha e fria (6. No que diz respeito à temperatura. Além disso. 163. Desta forma. a eficiência do processo será de: 21g de Hg ––––––––– 100% 8g de Hg ––––––––– y y = 38. a pesquisadora afirma: O mínimo para comercialização é 1 quilo.005Å)3 a QUÍMICA A 3. a temperatura permanece constante. independentemente de seu valor absoluto. Por exemplo. há cerca de 21mg desse metal em uma lâmpada de 40W.77Å)3 VT 6 –––––– = –––––––– = 3. identifique as transformações físicas que o mercúrio sofre e as equacione adequadamente. ele complementa essa afirmação fazendo uma analogia entre o processo que ocorre na estrela e a solidificação da água na Terra. são recuperados 8g de mercúrio. apenas 0.000 K). em um artigo científico. com as respectivas equações químicas. 1. b) Ao final da reportagem afirma-se que: No diamante da estrela.77Å C A relação numérica entre os volumes será: (0.01 Å separa os núcleos dos átomos do elemento que o compõem. seriam necessárias 125 000 lâmpadas.65 . (UNICAMP-SP) – Na Revista FAPESP n. o volume da esfera é ––– π r3. Quando a água se solidifica. um valor baixo. Segundo a literatura. – 63 – 117 41 T. verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes. líquido. II. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. II. gasoso. a temperatura da mistura (I + III) fica constante (azeótropo). x.F. separadamente. gasoso. líquido. quando elas recebem os seguintes tratamentos: Substância x y z Clorofórmio Etanol Fenol T. II e III. Experimento 1: Três frascos abertos contendo. no caso da mistura (II + III). 61 78 182 4. b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura x tempo) para a mistura (II + III). y. y. I. Qual passa a ser o estado físico (sólido. líquido. II. S . z. Sabe-se. volumes iguais de três solventes. líquido. II. x. II. sólido. indicando a transição de fases. (UNIFESP) – Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimicamente entre si. I. x. z. I.E. Após algum tempo. foram deixados em uma capela (câmara de exaustão). x. líquido. ainda. Qual é a diferença entre as misturas (II + III) e (I + III) durante a ebulição? a) b) c) d) e) I. I. sólido. Experimento 2: Com os três solventes. b) Curva de aquecimento para a mistura (II + III): RESOLUÇÃO: x ⇒ I ⇒ gasoso x ⇒ II ⇒ líquido y ⇒ I ⇒ gasoso y ⇒ II ⇒ líquido z ⇒ I ⇒ líquido z ⇒ II ⇒ sólido Durante a ebulição. a temperatura não fica constante. I. líquido. z. y. I. gasoso. sólido. RESOLUÇÃO: a) O solvente mais volátil apresenta maior pressão de vapor. foram preparadas três misturas binárias. x. que somente a mistura (I + III) é uma mistura azeotrópica. I. Um método para separar os solventes da mistura (I + II) seria a destilação fracionada.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 43 3. Indique um processo físico adequado para separação dos solventes na mistura (I + II). assim a ordem crescente de volatilidade dos solventes é: I < III < II. gasoso. II. líquido ou gasoso) das substâncias da tabela abaixo. líquido. II. gasoso. z. y. y. Resposta: A – 43 a QUÍMICA A 3. x. I. As velas do filtro de água de uso doméstico têm o seguinte aspecto: O carvão em pó (ativado) retém (adsorve) possíveis gases presentes na água.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 44 5. b) Não. a QUÍMICA A 3. a) O que deve ficar retido na parte externa da porcelana? b) A água que sai da vela é uma substância pura? RESOLUÇÃO: a) Na parte externa da porcelana ficam as impurezas que têm diâmetro maior que o dos poros da vela. mistura homogênea. S 44 – . III. Sabe-se que a chuva ácida é formada pela dissolução.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 45 MÓDULO 20 Compostos Inorgânicos 3. Um dos antiácidos comumente empregados no combate à azia é o leite de magnésia. II.5832g de Mg(OH)2 Massa molar do Mg(OH)2 = 24. IV. lavar com solução de hidróxido de sódio. c) CO2 e SO3. H = 1.3g/mol Equação da neutralização: Mg (OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O 1 mol de Mg(OH)2 ––––––––– 2 mol de HCl 58. e) CO e NO. As bases aparecem nos limpadores de fogão (hidróxido de sódio. 16 + 2 . na folha de azedinha. Resposta: B 2. Suco de limão é acido. b) CO2 e MgO.3 + 2 . Os exageros do final de semana podem levar o indivíduo a um quadro de azia. base corrosiva).4. colocar um pouco de leite de magnésia. O leite de magnésia possui 64. A azedinha.02 mol de HCl RESOLUÇÃO I. qual é constituído apenas por óxidos que provocam a chuva ácida? a) Na2O e NO2. provocada pelo desbalanceamento do pH estomacal (excesso de ácido clorídrico).5832g _______ y y = 0.Incorreto.3g _______ 2 mol 0. esfregar uma folha de azedinha. As bases ou álcalis são substâncias que neutralizam os ácidos e deixam azul o corante tornassol. de óxidos ácidos presentes na atmosfera. nos produtos de limpeza (hidróxido de amônio). II e IV 1000mL –––––––– 64. O hidróxido de magnésio não é corrosivo.lavar com suco de limão. temos: dióxido de carbono (CO2) e trióxido de enxofre (SO3). Entre os pares de óxidos relacionados. II. 1)g/mol = 58. pode-se adotar o procedimento: I. O = 16.8g 9mL –––––––– x x = 0. Qual a quantidade em mols de ácido neutralizado ao se ingerir 9 mL de leite de magnésia? Dados: Massas molares (em g mol–1): Mg = 24. Incorreto. Correto. na água da chuva.8 g de hidróxido de magnésio (Mg(OH)2 por litro da solução. A azia pode ser descrita como uma sensação de queimação no esôfago. RESOLUÇÃO: Entre os óxidos que provocam a chuva ácida. RESOLUÇÃO: Massa de Mg(OH)2 em 9mL de solução: 1. IV. Estão corretos somente os procedimentos: a) I e III b) I e IV d) III e IV e) II e IV c) I. S . no leite de magnésia (hidróxido de magnésio). As urtigas são ácidas. Quando se “queima” a pele no contato com urtiga. Cl = 35.3. neutraliza a urtiga ácida. conforme as equações: CO2 + H2O ⎯→ H2CO3 SO3 + H2O ⎯→ H2SO4 Resposta: C – 45 a QUÍMICA A 3. básica. O hidróxido de sódio é corrosivo. d) CO e N2O. Correto. III. contaminando um rio que abastece a cidade de Uberlândia.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 46 4. formando 2 mols de água. e) reagem. porque. c) reagem. um caminhão carregado com ácido sulfúrico e soda cáustica tombou. baseando-se na primeira reação. na proporção de 1 mol de H2SO4 para 2 mol de NaOH. RESOLUÇÃO: A equação química que corresponde ao processo é: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O sal reação de neutralização Nota: As substâncias reagem completamente na proporção de 1 mol de H2SO4 para 2 mols de NaOH. c) KCl: cloreto de potássio Pb(NO3)2: nitrato de chumbo (II) d) Covalente e) [K]+ [ [ •• •• •• Cl •• – a QUÍMICA A 3. formando 2 mols de água. No dia 19/04/2002. c) Dê os nomes (IUPAC) de: KCl _________________________________________________ Pb(NO3)2 _____________________________________________ d) O tipo de ligação química entre o nitrogênio e o oxigênio no Pb(NO3)2 é ___________________________________________ e) Desenhe a estrutura de Lewis para o KCl. neutralizando-se. b) Qual é a fórmula do precipitado? Justifique sua resposta de acordo com as informações contidas na tabela acima. por meio de uma reação denominada decomposição. também teríamos a formação de KNO3. b) reagem. mas não há formação de precipitado. Resposta: E Pb (NO3)2 + 2K Cl 1– 1+ 1– 2KNO3 + PbCl2 b) PbCl2. formando sal e água. RESOLUÇÃO: a) 2+ 5. (EFOA-MG) – Considere os resultados da mistura de soluções aquosas das substâncias relacionadas na tabela abaixo: Mistura realizada NaNO3(aq) + KCl(aq) Pb(NO3)2(aq) + KCl(aq) Resultado observado não ocorre precipitação formação de precipitado a) Escreva a equação balanceada da reação de precipitação. é incorreto afirmar que as soluções aquosas do ácido e da base a) reagem completamente. Sabendo que o ácido sulfúrico é um diácido e que a soda cáustica é uma monobase de sódio. d) reagem completamente na proporção de 1 mol de H2SO4 para 2 mols de NaOH. S 46 – . logo a substância insolúvel é cloreto de chumbo (II). e) A equação III indica que o NO2 pode ser tanto oxidante como redutor. conforme a seqüência de equações: energia N2(g) + 2O2(g) ⎯⎯⎯⎯→ 2NO2(g) 2NO2(g) + H2O(l) ⎯→ HNO2(aq) ácido nitroso + HNO3(aq) ácido nítrico III. Essa chuva pode-se formar naturalmente pela reação do gás carbônico (CO2) com água. Indique a alternativa correta. SO3 + H2O → H2SO4 6+2– 1+ 2– 1+ 6+ 2– Não são de oxidorredução. formado pela reação de gás nitrogênio (N2) com gás oxigênio (O2) em ambientes com relâmpagos ou grande quantidade de veículos com motor à explosão. N2 + 2O2 2NO2 0 I) H2O(l) + CO2(g) → H2CO3(aq) ácido carbônico oxidação 0 4+ 2– redução Outro tipo de chuva ácida é decorrente dos óxidos de nitrogênio (NxOy).C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:02 Página 47 MÓDULO 21 Oxidorredução Nas equações seguintes. De acordo com o texto a seguir. as chuvas ácidas podem ocorrer em ambientes diferentes. redutor oxidante SO2 + 1/2O2 2– oxidação 4+ 6+ redução 0 Resposta: E 2– I. c) A equação I representa uma reação de oxidorredução. d) Todas as equações são de oxidorredução. V. que causa danos ao meio ambiente. temos: 1. H2O + CO2 → H2CO3 1+ 2– 4+ 2– 1 +4 +2– VI. formam o dióxido de enxofre (SO2). redutor oxidante S + O2 SO2 O terceiro tipo de chuva ácida é formado em ambientes poluídos a partir da combustão de derivados do petróleo que. b) A equação IV apresenta S(s) como oxidante. – 47 a QUÍMICA A 3. conforme as equações químicas: IV) S(s) + O2(g) → SO2(g) V) SO2(g) + 1/2O2(g) → SO3(g) 0 oxid ação 4+ 0 redução 2– SO3 VI) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) ácido sulfúrico O ácido sulfúrico é um ácido forte. a) A equação II indica que o N2 é oxidante. 2NO2 + H2O HNO2 + HNO3 4+ redução oxidação 3+ 5+ II) III) Portanto: NO2 é oxidante e redutor IV. principalmente o dióxido de nitrogênio (NO2). conforme representa a equação química: II. S RESOLUÇÃO: As equações . por possuírem impurezas de enxofre. KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → MnSO4 + H2O + O2 + K2SO4 II. KMnO4 + H2SO4 + H2O2 MnSO4 + H2O + O2 + K2SO4 Mn2+ + CO2 7+ redução: recebe 5e– 2+ oxidação: doa 1e– 0 3+ 7+ redução: 2+ recebe 5e– 4+ 1– KMnO4 oxidação: doa 1e– x 2 = 2e– n. 1 = 5 º 2 Coeficientes Montando a semiequação de oxidação H2C2O4 ⎯→ 2CO2 + 2e– H2C2O4 ⎯→ 2CO2 + 2H+ + 2e– Montando a semiequação de redução 5e– + MnO– ⎯→ Mn2+ 4 5e– + MnO– ⎯→ Mn2+ + 4H2O 4 8H+ + 5e– + MnO– ⎯→ Mn2+ + 4H2O 4 H2O2 n.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 16:24 Página 48 2. RESOLUÇÃO: a) Esboço da reação: H2C2O4 + MnO4 – I. I– + MnO– + H2O → I2 + MnO2 + (OH)– 4 RESOLUÇÃO: 3. total e– = 3 .2=2 5 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 2MnSO4 + 8H2O + 5O2 + 1K2SO4 Oxidante: KMnO4 Redutor: H2O2 II. 2 = 2 º 3 Coeficientes n. I– + MnO– + H2O 4 1e– I2 + MnO2 + (OH)– b) 5H2C2O4 → 10CO2 + 10e– + 10H+ (x 5) 1– oxi dação: doa 0 16H+ + 10e– + 2MnO– → 2Mn2+ + 8H2O (x 2) 4 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5H2C2O4 + 6H+ + 2MnO– → 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O 4 redução: recebe 3e– 7+ 4+ I2 MnO– 4 n. O ácido oxálico (H2C2O4) pode ser oxidado a gás carbônico. total º e– =1. Acerte os coeficientes estequiométricos das equações a seguir e indique o oxidante e o redutor. total e– = 1 . S 48 – . total e– = 5 . pela reação com permanganato de potássio em meio ácido a íon Mn2+. a) Escreva a equação química balanceada que representa a semirreação de oxidação e redução. 1 = 3 º 2 6I– + 2MnO– + yH2O 4 Cálculo de –6–2=–x∴ x=8 6I– + 2MnO– + 4H2O 4 Oxidante: MnO– 4 Redutor: I– 3I2 + 2MnO2 + xOH– 3I2 + 2MnO2 + 8(OH)– a QUÍMICA A 3. b) Escreva a equação química global balanceada da reação. I. 17V e ΔEA – B = – 1.17V – 1.80V ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– → Mg + 2Ag+ ← Mg2+ + 2Ag0 ΔE = + 3. Verifique que as duas placas sofrem oxidação.66V 2Al + 6H 2 (espontânea) Em meio básico: 1– 2Al + 8OH– → 2Al(OH)4 + 6e– + 2.33V Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Mg2+(aq) + 2e– → Mg(s) 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– Al 3+ + 3e– → Al [Al (OH)4]1– + 3e– → Al + 4OH– Duas placas de alumínio foram imersas em duas soluções – uma de HCl(aq) e outra de NaOH(aq).3 . 108g Resposta: A – 49 .83V –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1– 2Al + 6H2O + 2OH– → 2Al(OH)4 + 3H2 ΔE = + 1. 2. Justifique escrevendo as equações das semirreações e das reações globais.76 + 0. a) A tensão da célula formada por (A – B) e (C – D) operando juntas será igual a: ΔER = ΔEC – D – ΔEA – B = 2.3 RESOLUÇÃO: Cálculo do ΔE da pilha: C – D operando isoladamente Mg → 2e– + Mg2+ + 2.10V = + 2. ocorre a redução dos íons Cu2+(aq).3 mol → x 108 x = ––––– g 0. Mg oxida-se e Zn2+ reduz-se.3 mol –––– x x = 0. Semirreação 2H+ + 2e– → H 2 E0 (volt) 0.3 mol.10V a QUÍMICA A 3. Dependendo do meio em que se encontram.37V 2Ag+ + 2e– → 2Ag + 0.34V Zn → Zn2+ + 2e– + 0. o anodo da célula. S 6H2O + 6e– → 3H2 + 6OH– – 0.76V –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+ ΔE = + 1.66V 6H+ + 6e– → 3H2 0.00 – 0.83 – 1. ocorre a oxidação dos íons de prata segundo a equação química. Zn sofre oxidação segundo a equação química: Zn(s) → 2e– + Zn2+(aq) c) No eletrodo B. Sendo assim ΔEC – D = 3.37 1. Ag+(aq) + e– → Ag0(s) e) Supondo que a quantidade de elétrons que circula no sistema é igual a 0. RESOLUÇÃO: Em meio ácido: 2Al → 6e– + 2Al 3+ + 1. Considere a aparelhagem formada por duas células A — B e C — D.33V Assinale a alternativa correta. o aumento de massa de prata metálica no eletrodo C será calculado da seguinte forma: Massa molar: Ag = 108g/mol Ag+(aq) + e– → Ag0(s) 1 mol → 108g 0.34 + 0.66 – 2.80 – 2. os metais podem sofrer oxidação (corrosão).07V Ag+(aq) + e– ⎯→ Ag(s) 1 mol –––– 108g 0. Considere os seguintes potenciais padrão de redução. d) No eletrodo C.5V (espontânea) As duas placas de alumínio sofrem corrosão.00V –––––––––––––––––––––––––––––––––– + → 2Al 3+ + 3H ΔE = + 1.17V Cálculo do ΔE da pilha: A – B operando isoladamente Cu2+ + 2e– → Cu + 0.07V b) No eletrodo A.10V e ΔER = 3. Como Mg e Zn estão em oposição e o Eoxi do Mg sendo maior.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 49 MÓDULO 22 Pilha Eletroquímica São dados os potenciais padrão de redução: Semirreação Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s) E0/Volt – 0. III e IV. RESOLUÇÃO (I) Verdadeira. Sistema Estado inicial Estado final (após 48 h) Confirmando com os dados obtidos: 0. O depósito de prata deve-se à oxidação dos íons Ag+ assim representada: Ag+(aq) → Ag (s) + 1e– III. A cor azul da solução final indica presença de íons de cobre (II). As reações que ocorreram no sistema foram: 2Ag+(aq) + 2e– → 2Ag0(s) redução Cu 0(s) → Cu 2+(aq) + 2e– oxidação Íons Cu 2+ apresentam em solução aquosa cor azul.34 V Cu2+ (aq) → Cu(s) A análise dos dados registrados conduz às seguintes afirmações: I.77g 50 – . o potencial de redução de Ag+ é maior que de Cu2+ (Ag+ tem maior tendência a ganhar elétron). A equação global da reação é: 2Ag+(aq) + 1Cu0(s) → 2Ag0(s) + Cu2+(aq) 1 mol 2 mol n Cu oxidado 1 ––––––––––––– = ––– n Ag formada 2 c) I.96g = 0.73g = 1. massa de prata (cor característica depositada = 2. provenientes da transformação Cu(s) → Cu2+ (aq) + 2e– II.56g 2 nAg ––––––––– 108g/mol Resposta: E Espiral recoberta de Espiral de cobre prata. A tendência dos íons prata em se reduzir é maior do que a dos íons cobre (II) IV. e) I.73g – 1. a QUÍMICA A 3. S Massa de cobre oxidado: 2. Como a reação ocorre espontaneamente. II e IV. O depósito de prata metálica ocorre pela redução dos íons Ag+: Ag+(aq) + e– → Ag0(s) (III) Verdadeira. A tabela a seguir contém as observações registradas após ter decorrido esse tempo. d) II e III. A razão molar Cu oxidado / Ag formada é 1 mol de Cu / 2 mol de Ag É correto o que se afirma apenas em a) I. b) II e IV. Uma espiral feita de cobre.56g do metal) massa da espiral após massa da espiral = a remoção da prata = = 2.80 V = + 0. AgNO3.96g solução incolor de solução azul AgNO3 Dados: Massas molares (g/mol): Ag = 108 Cu = 63 E0 E0 Ag+(aq) → Ag(s) = + 0. de massa igual a 2.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 50 3. (II) Falsa.77g –––––– nCu 63g/mol 1 –––– = –––––––––––– = ––– 2. (IV) Verdadeira. sendo assim mantida por um período de 48 horas. foi imersa em solução de nitrato de prata.73g. 36V d) O2. Resposta: A : Ni2+(aq) + 2e– → Ni0(s) consome 0. Observe o esquema representativo da eletrólise de solução aquosa de fluoreto de sódio e assinale a alternativa correta. C.60V RESOLUÇÃO: A eletrólise ocorre segundo as equações: NiCl2(aq) ⎯→ Ni2+(aq) + 2Cl–(aq) Catodo dissociação a) A semirreação que ocorre no catodo é igual a 2H2O(l) + 2e– → H2(g) + 2(OH)–(aq) b) A semirreação que ocorre no ânodo é igual a 2F–(aq) → F2(g) + 2e– c) Trata-se da eletrólise da água. pois [H+] = [OH–]. H2 e 1. tubo B: H2O(l) → 1/2O2(g) + 2H+(aq) + 2e– O meio será neutro. a) Cl2.60V c) Cl2.60V Resposta: B a QUÍMICA A 3.36V –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C.60V Voltagem mínima exigida: 1. e) Trata-se da eletrólise do fluoreto de sódio.12V e) O2.24V 2e– → Ni(s) Indique a alternativa que apresenta as substâncias formadas no anodo e no catodo e o mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise. São dados as semirreações e seus respectivos potenciais: Cl2(g) + Ni2+(aq) 2e– + → 2Cl–(aq) + 1. 1. a solução estará ácida.24V Anodo : 2Cl–(aq) → 2e– + Cl2(g) consome 1. NiCl2(aq) ⎯⎯⎯→ Ni(s) + Cl2(g) consomem 1. tubo A: 2H2O(l) + 2e– → H2(g) + 2(OH)–(aq) anodo .12V b) Cl2. Ni e 1. A figura apresenta a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de níquel (II). S – 51 . e as reações que ocorrem são: catodo . Ni e 1. Ni e 1. d) Após certo tempo de eletrólise. e os produtos obtidos (formados) são H2 no tubo B e O2 no tubo A.36V – 0.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 51 MÓDULO 23 Eletrólise 2. Ni e 1. NiCl2. RESOLUÇÃO: Trata-se da eletrólise da água. Quantos coulombs passaram pelo sistema? (Dados: Cu = 64g/mol. 4. durante um determinado intervalo de tempo.500g de Cu –––––––– y y = 1508C semiequação anódica (+) Em qual dos eletrodos. No transcorrer do processo. Br = 80g/mol. depositou-se 0. S 52 – . Quantos gramas de bromo são formados no outro eletrodo? Escreva as semiequações para o anodo e o catodo. sendo um de cobre impuro.25g 64g de Cu –––––––– 2 . de cor azul. O desenho a seguir mostra esquematicamente a situação no início do processo. Um processo de purificação de cobre metálico consiste em se passar uma corrente elétrica por uma solução aquosa de sulfato de cobre (II). o cobre metálico vai-se depositando sobre um dos eletrodos. cobre impuro) Cu0(s) → 2e– + Cu2+(aq) Catodo (eletrodo A. Na eletrólise do brometo cúprico aquoso.500g ⎯⎯⎯→ x x = 1. RESOLUÇÃO: Cu2+(aq) + 2e– → Cu0(s) semiequação catódica (–) 2Br–(aq) → Br2(l) + 2e– Cu(s) ⎯⎯⎯→ Br2(l) 64g ⎯⎯⎯→ 160g 0. RESOLUÇÃO: É uma eletrólise com eletrodos não inertes. cobre puro) Cu2+(aq) + 2e– → Cu0(s) a QUÍMICA A 3. Nesta solução são mergulhados dois eletrodos de cobre metálico.) F = 96 500C/mol de elétrons. ficando livre das impurezas.500g de cobre em um dos eletrodos. 96 500C 0.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 52 3. se depositará cobre metálico purificado? Justifique. Anodo (eletrodo B. A ou B. O Brasil possui a maior reserva do mundo de hematita (Fe2O3).535 0. 02)De um quilograma de água do mar pode ser extraído no máximo 0.460 mol. 16)100g de água do mar contêm 6.008 Número de Avogadro: 6. é correto afirmar: 01)A espécie química não metálica de menor massa por quilograma de água do mar é o íon Br–(aq). No dióxido de carbono no estado gasoso.0g/mol Com base nas informações. No alto-forno. 08) Errado. Considere as informações abaixo sobre a composição de algumas espécies químicas presentes na água do mar. Tratase de dois líquidos imiscíveis que formam um sistema heterogêneo. uma vez que a escória (menor densidade) flutua na superfície do ferro fundido (maior densidade).010 0. 16) Correto.535 mol = 18.535 mol de cloreto de sódio. com as seguintes configurações: C(1s2 2s2 2p2) e O (1s2 2s2 2p4) No ferro. Além disso. 1.0 . tanto a escória como o ferro retirados encontram-se no estado líquido (fundidos).0 x 1023 Massa molar: O = 16.0 x 1020 íons K+. Fe = 26.010 0.008 mol = 0. RESOLUÇÃO: 01) Correto. O ferro (Z = 26) é metal de transição e apresenta configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2.5g/mol x 0. Os elementos carbono e oxigênio são não-metais. minério do qual se extrai o ferro metálico.010 mol de sulfato de cálcio. principalmente na construção civil. os átomos se unem por ligação covalente. Elemento Cloro Sódio Magnésio Enxofre Cálcio Potássio Bromo Massa molar/g .010 mol 04) Errado.460 0. 1020 íons K+ – 53 a QUÍMICA A 3. Si =14. Quais são as duas propriedades intensivas do ferro e da escória que permitem aplicar a técnica de separação dos componentes da mistura bifásica? Quais os tipos de ligações químicas existentes no ferro e no dióxido de carbono? RESOLUÇÃO: Propriedades intensivas são aquelas que não dependem da quantidade de matéria. os átomos se unem por ligação metálica (tanto no estado sólido como no estado líquido).99g Cl Reações no alto-forno (T = 1 600°C): 2C (s) + O2(g) → 2CO(g) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g) CaCO3 (s) + areia → escória (l) [CaSiO3 + CO2] Números atômicos: C = 6. S . usando-se carvão como reagente e combustível. a quantidade de Na+ é 0.028 0. CaSO4 → Ca 2+ + SO2– 4 0. Podemos citar como propriedade intensiva a densidade. formando silicato de cálcio.688g = 80 g/mol x 0.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 53 MÓDULO 24 35. Nem todo cloro está na forma de Na+Cl–. um importante material usado em diversos setores. m – = 35. O ferrogusa é produzido em alto-forno conforme esquema.010 mol de K+ 100g de água ––––––– x x = 0. 1000g de água –––––– 0.010 mol 0. Outra propriedade intensiva é a solubilidade de um líquido no outro. 04)A evaporação de 1000g de água do mar produz um resíduo sólido que contém 0. 08)O único sal presente na água do mar é o cloreto de sódio. Calcário (CaCO3) é adicionado para remover a areia. e o oxigênio do ar.5 23 24 32 40 39 80 Química Descritiva 2. O=C=O m m SO2– 4 Br– = 96g/mol x 0. mol–1 Espécie Cl –(aq) Na+(aq) Mg2+(aq) SO2– (aq) 4 Ca2+(aq) K+(aq) Br–(aq) Mol/kg de água do mar 0.64g 02) Correto.0010 mol → 6. O = 8.028 mol = 2. Temos íons positivos rodeados por um mar de elétrons (elétrons livres).052 0. III. (08) Incorreto. alumínio. (01) O cobre pode ser obtido pela ustulação de sulfetos. A composição química do cimento. II e III. Na mistura de cimento com água e areia. d) III e IV. RESOLUÇÃO: (01) Correto. Resposta: C a QUÍMICA A 3. K2O e SiO2 II. (02) Correto. produzindo o metal e dióxido de enxofre. III. As reações de hidratação e hidrólise. c) I. sendo empregado principalmente em fios e cabos elétricos.C2_A_QUI_ALICE_PROF 05/10/10 10:03 Página 54 3. 4. de uma mistura de óxidos de cálcio. b) I e III. II. com aumento de temperatura da argamassa. ocorrem reações químicas. Correta. foi o primeiro metal utilizado pelo ser humano e tornou-se o substituto ideal da pedra na fabricação de vários utensílios. estão corretas: a) I. Ca e Mg (2A ou 2) Al (3A ou 13). são endotérmicas. somente. RESOLUÇÃO: I. Na argamassa. na natureza. como. consiste. na forma de pepitas.Correta. sódio. Correta. A ustulação de sulfeto de metal não nobre produz o óxido do metal. CaO. O (6A ou 16) I. que tem uma consistência pastosa e é chamada de argamassa. II. As substâncias que formam o cimento têm fórmula geral ExOy. Bronze é uma liga de cobre e estanho. magnésio. A respeito da descrição feita. (08) Na reação: Cu2+(aq) + Zn0(s) → Cu0 + Zn2+(aq) o íon de cobre é agente redutor. tanto puro como na forma de ligas. Das afirmações. Errada As reações que ocorrem na argamassa são exotérmicas. embora varie. A ustulação é o aquecimento ao ar de sulfeto de metal nobre. Na argamassa. somente. III e IV. IV. julgue os itens abaixo. MgO. III e IV. por exemplo: Δ CuS + O2 ⎯→ Cu + SO2 (02) O cobre conduz a corrente elétrica no estado sólido. (04) O bronze é uma liga metálica de cobre e zinco. potássio e silício. de um modo geral. ocorrem reações exotérmicas. É excelente condutor de eletricidade. Al2O3. pois liberam calor. somente. Na2O. O íon Cu2+ é o agente oxidante. Considerando o enunciado e as propriedades do cobre. produzindo carbonato de cálcio. somente. Conhecido desde a Antiguidade. que ocorrem na argamassa. S 54 – . fazem-se as afirmações: Dados os grupos: Na e K (1A ou 1). O óxido de cálcio pode reagir com o gás carbônico do ar. e) I. ocorrem reações exotérmicas. O cobre é encontrado livre. CaO + CO2 ⎯→ CaCO3 IV. (04) Incorreto. Si (4A ou 14). C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:45 Página I Química Curso Extensivo – BE QUÍMICA BE . C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:45 Página II QUÍMICA BE . emite intensa luz branca. a) H2 + F2 → 2 HF b) HF + H2O d) HF + NH3 H número atômico número de elétrons de valência 1 1 N 7 5 O 8 6 → H3O+ + F– + → NH4 F– c) 2 Na0 + F2 → 2 Na+F– Dados: F 9 7 Na 11 1 órbita proibida órbita permitida RESOLUÇÃO: • As fórmulas eletrônicas (Lewis) dos compostos são: órbitas circulares com energia constante 1. utilizando estruturas de Lewis (fórmulas eletrônicas em que os elétrons de valência são representados por • ou x). Os fogos de artifício propiciam espetáculos em diferentes eventos. promovendo-os para níveis energéticos mais distantes do núcleo. combustíveis. produzindo cloreto de potássio e oxigênio diatômico. tanto para os reagentes quanto para os produtos. Reescreva as seguintes equações químicas. b) Considerando o modelo atômico de Rutherford-Bohr. como o enxofre (S8) e o carbono (C). Ao retornarem a seus níveis de origem. além de agentes de cor como o SrCl2 (cor vermelha). como se explica a emissão de luz colorida pela detonação de fogos de artifício? –1 QUÍMICA BE . o CuCl2 (cor verde esmeralda) e outros. como o clorato de potássio (KClO3). Para que esses dispositivos funcionem. Mg2+ e Sr2+. + átomo = bolinha esfera positiva com elétrons incrustados Bohr os elétrons giram ao redor do núcleo positivo 2. balanceadas. – a combustão do magnésio. a) Escreva as equações químicas. durante a combustão. precisam ter em sua composição uma fonte de oxigênio. que representam: – a decomposição do clorato de potássio. agora em forma de luz. A cor da luz depende da diferença de energia entre os níveis percorridos pelos elétrons. como a do flash de máquinas fotográficas. Podem conter também metais pirofóricos como Mg que. devolvem aquela energia. – a combustão do enxofre.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:45 Página 1 Revisão MÓDULO QUÍMICA Estrutura do Átomo. ao meio ambiente. Ligações Químicas RESOLUÇÃO: a) 2 KClO3(s) ⎯⎯→ Δ 1 MODELOS Thomson Lembrete: Questão 1 Dalton Rutherford 2 KCl(s) + 3 O2(g) S8(s) + 8 O2(g) ⎯⎯→8 SO2(g) 2 Mg(s) + O2(g) ⎯⎯→2 MgO(s) b) A energia produzida nas reações de combustão excita os elétrons dos íons Cu2+. No alto-forno. Nos pares de substâncias a seguir. 4. Si =14. No dióxido de carbono no estado gasoso. RESOLUÇÃO: •• N amônia H H gás carbônico O = C = O geometria molecular: linear molécula apolar H geometria molecular: pirimidal molécula polar Reações no alto-forno (T = 1 600°C): 2C (s) + O2(g) → 2CO(g) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g) CaCO3 (s) + areia → escória (l) [CaSiO3 + CO2] Números atômicos: C = 6. principalmente na construção civil. Fe = 26. com as seguintes configurações: C(1s2 2s2 2p2) e O (1s2 2s2 2p4) No ferro. O ferrogusa é produzido em alto-forno conforme esquema. Outra propriedade intensiva é a solubilidade de um líquido no outro. Temos íons positivos rodeados por um mar de elétrons (elétrons livres). As moléculas de amônia e de gás carbônico apresentam formas geométricas e polaridades bem distintas. pois tem maior cadeia (maior massa molecular). b) O octano tem maior ponto de ebulição.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:45 Página 2 3. O=C=O QUÍMICA BE 5. tanto a escória como o ferro retirados encontram-se no estado líquido (fundidos). Dados: 7N. os átomos se unem por ligação metálica (tanto no estado sólido como no estado líquido). 1H. os átomos se unem por ligação covalente. Descreva essas características. Calcário (CaCO3) é adicionado para remover a areia. O = 8. 2– . Quais são as duas propriedades intensivas do ferro e da escória que permitem aplicar a técnica de separação dos componentes da mistura bifásica? Quais os tipos de ligações químicas existentes no ferro e no dióxido de carbono? RESOLUÇÃO: Propriedades intensivas são aquelas que não dependem da quantidade de matéria. pois estabelece ponte de hidrogênio. O ferro (Z = 26) é metal de transição e apresenta configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. O Brasil possui a maior reserva do mundo de hematita (Fe2O3). Tratase de dois líquidos imiscíveis que formam um sistema heterogêneo. justificando: a) H3C — CH2 — CH2 — CH2 — OH e 1-butanol H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 éter dietílico b) C2H6 e C8H18 etano octano RESOLUÇÃO: a) O 1-butanol tem maior ponto de ebulição. Podemos citar como propriedade intensiva a densidade. indicar a de maior ponto de ebulição. um importante material usado em diversos setores. e o oxigênio do ar. 8O. minério do qual se extrai o ferro metálico. 6C. Os elementos carbono e oxigênio são não-metais. uma vez que a escória (menor densidade) flutua na superfície do ferro fundido (maior densidade). usando-se carvão como reagente e combustível. formando silicato de cálcio. C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 3 MÓDULO 2 Soluções 2. O cloreto de potássio é solúvel em água e a tabela a seguir fornece os valores de solubilidade deste sal em g/100g de água, em função da temperatura. TEMPERATURA (°C) SOLUBILIDADE (g/100g H2O) 10 20 30 40 31,0 34,0 37,0 40,0 1. No gráfico, encontra-se representada a curva de solubilidade do nitrato de potássio (em gramas de soluto por 1000g de água). 600 Solubilidade, g/1000g H2O 500 400 300 200 100 0 10 20 Temperatura, ºC 30 40 Para a obtenção de solução saturada contendo 200 g de nitrato de potássio em 500 g de água, a solução deve estar a uma temperatura, aproximadamente, igual a a) 12°C. b) 17°C. c) 22°C. d) 27ºC. e) 32°C. RESOLUÇÃO: Cálculo da massa de nitrato de potássio em 1000g de H2O na solução saturada: 500g de H2O –––––––– 200g de KNO3 1000g de H2O –––––––– x x = 400g de KNO3 Pelo gráfico, traçando as linhas de chamada, observamos que a temperatura do sistema deve ser da ordem de 27°C. (g/1000gH2O) Preparou-se uma solução de cloreto de potássio a 40°C dissolvendo-se 40,0g do sal em 100g de água. A temperatura da solução foi diminuída para 20°C e observou-se a formação de um precipitado. a) Analisando a tabela de valores de solubilidade, explique por que houve formação de precipitado e calcule a massa de precipitado formado. b) A dissolução do cloreto de potássio em água é um processo endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: a) Houve formação de precipitado, pois a solubilidade do cloreto de potássio a 20°C é menor do que a 40°C. Observe o esquema: Massa do precipitado: 6g b) A dissolução do cloreto de potássio em água é um processo endotérmico, pois a solubilidade desse sal aumenta com o aumento da temperatura da água. 400g 27ºC T(ºC) Resposta: D –3 QUÍMICA BE C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 4 3. Medicamentos, na forma de preparados injetáveis, devem ser soluções isotônicas com relação aos fluidos celulares. O soro fisiológico, por exemplo, apresenta concentração de cloreto de sódio (NaCl) de 0,9% em massa (massa do soluto por massa da solução), com densidade igual a 1,0 g·cm–3. a) Dada a massa molar do NaCl, em g·mol–1, 58,5, qual a concentração, em mol·L–1, do NaCl no soro fisiológico? Apresente seus cálculos. b) Quantos litros de soro fisiológico podem ser preparados a partir de 1L de solução que contém 27 g·L–1 de NaCl (concentração aproximada deste sal na água do mar)? Apresente seus cálculos. RESOLUÇÃO: a) Supondo que temos 1 L ou 1000 cm3 de soro: 1 g ––––– 1 cm3 x = 1000g → massa da solução x ––––– 1000 cm3 Cálculo da massa de NaCl na solução: 1000g –––––––––– 100% (solução) x –––––––––– 0,9% (só soluto) 4. O ácido nítrico é um dos ácidos mais utilizados na indústria e em laboratórios químicos. É comercializado em diferentes concentrações e volumes, como frascos de 1 litro de solução aquosa, que contém 60% em massa de HNO3 (massa molar 63g/mol). Por se tratar de ácido forte, encontra-se totalmente na forma ionizada quando em solução aquosa diluída. É um líquido incolor, mas adquire coloração castanha quando exposto à luz, devido à reação de fotodecomposição. Nesta reação, o ácido nítrico decompõe-se em dióxido de nitrogênio, gás oxigênio e água. a) Escreva as equações químicas, devidamente balanceadas, da reação de fotodecomposição do ácido nítrico e da ionização do ácido nítrico em meio aquoso. b) A 20°C, a solução aquosa de ácido nítrico descrita apresenta concentração 13,0 mol/L. Qual é a densidade desta solução nessa mesma temperatura? Apresente os cálculos efetuados. RESOLUÇÃO: a) Fotodecomposição do ácido nítrico 2HNO3 → 2NO2 + 1/2 O2 + 1H2O Ionização do ácido nítrico em meio aquoso HNO3 + H2O → H3O+ + NO3 ou H2O – HNO3 ⎯⎯⎯→ H+ + NO3 b) – x=9g Cálculo da quantidade em mol de NaCl: 58,5g ––––––––– 1 mol de NaCl x = 0,1538 mol de NaCl 9g ––––––––– x Cálculo da concentração em mol/L: M = 0,154 mol/L RESOLUÇÃO ALTERNATIVA: C = 10 dp, C = M . M M . M = 10 dp ∴ M . 58,5 = 10 . 1,0 . 0,9 M = 0,1538 mol/L C = 10 . 1 . 0,9 ∴ C = 9g/L b) Concentração inicial = 27g/L: Cálculo da massa de HNO3 em 1L de solução 1 mol de HNO3 ––––––––– 63g 13,0 mol de HNO3 ––––––––– x x = 819g de HNO3 Cálculo de massa da solução 819g ––––––– 60% y ––––––– 100% y = 1365g de solução Densidade da solução m(g) C = ––––– → logo: m = C . V, então, V(L) considerando que a solução final é o soro fisiológico, temos: C . V = C’ . V’ 27 . 1 = 9 . V’ V’ = 3L de soro fisiológico m 1365g d = ––– = ––––– = 1365g/L = 1,365g/mL V 1L QUÍMICA BE 4– C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 5 5. Uma solução foi preparada com 17,5g de sulfato de potássio (K2SO4) e água suficiente para obter 500mL de solução. Determine a concentração em mol . L–1 dos íons potássio e dos íons sulfato na solução. Massas molares em g . mol–1: K = 39, S = 32, O = 16. RESOLUÇÃO: Cálculo da massa molar do K2SO4 : M = (2 . 39 + 1 . 32 + 4 . 16) g . mol–1 = 174 g.mol–1 Cálculo da quantidade de matéria do K2SO4 : 1 mol –––––––––– 174g x –––––––––– 17,5g x = 0,1 mol Cálculo da concentração em mol . L–1 do K2SO4 : 0,1 mol de K2SO4 –––––––– 0,5L de solução y –––––––– 1L de solução y = 0,2 mol ∴ M = 0,2 mol . L–1 Cálculo das concentrações dos íons: 2– K2SO4 ⎯⎯⎯⎯→ 2K+ + SO4 1 mol 2 mol 1 mol 0,2 mol . L–1 z w z = 0,4 mol . L–1 w = 0,2 mol . L–1 [K+] = 0,4 mol . L–1 [SO4 ] = 0,2 mol . L–1 2– –5 QUÍMICA BE III. 0. observase um aumento no seu ponto de ebulição. Dadas as soluções aquosas 1. NaCl(s) 0. em função da temperatura. III) Errada. II) Correta. Considere que os líquidos estão submetidos à mesma pressão e analise as seguintes afirmações: I. b) Solução 1.1 mol 0. Quando os líquidos estão em suas respectivas temperaturas de ebulição. RESOLUÇÃO: I) Errada. IV) Correta. c) Solução 2.1 mol/L total = 0. a pressão de vapor do líquido 1 é maior que a dos líquidos 2 e 3. 2 e 3. o líquido 1 é o mais volátil. o líquido 3 é o mais volátil. e) III e IV.1 mol H2O ⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) 0. Na temperatura ambiente. Na temperatura ambiente (25°C).1 mol/L 0. Maior número de partículas dispersas.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 6 MÓDULO 3 Propriedades Coligativas 2. Maior número de partículas dispersas. Quanto maior a força intermolecular. 0. Está correto apenas o que se afirma em a) I e II. a pressão de vapor é igual para os três líquidos. c) Qual solução tem maior pressão osmótica? RESOLUÇÃO: glicose(s) ⎯→ glicose(aq) 0. A figura a seguir apresenta as curvas de pressão de vapor de três líquidos puros. A maior intensidade das forças intermoleculares no líquido 3 é uma explicação possível para o comportamento observado. II. menor a pressão de vapor e maior o ponto de ebulição. Quando os líquidos estão em suas respectivas temperaturas de ebulição. Resposta: D QUÍMICA BE 6– . d) II e IV. Quando se adiciona um soluto não volátil ao líquido 2.2 mol/L a) Solução 2. IV. b) Qual a solução em que o solvente tem maior temperatura de congelação? Justifique.1 mol/L de glicose 2.1 mol/L 1. b) I e IV. Esse fenômeno é denominado ebulioscopia. Menor número de partículas dispersas. π = M R T i c) II e III.1 mol/L de cloreto de sódio a) Qual a solução em que o solvente tem maior temperatura de ebulição? Justifique. 1. 090mol de partículas A ureia não sofre hidrólise. b) o CO2 pode passar diretamente do estado sólido para o gasoso. é utilizado no combate a incêndios.1 atm e – 56°C é chamado de ponto triplo. por osmose haveria perda de água do sapo em virtude da maior concentração de partículas dispersas no meio externo que é hipertônico com relação aos seus tecidos. quando sob temperatura igual a 25 ºC.63g m em 100mL de n = ––– ⇒ n = ––––––––– ⇒ 58. L → V. o CO2 no estado sólido passa diretamente para o CO2 no estado gasoso (sublimação).1 atm.40g Serão necessários 5. Rana cancrivora.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 7 3. A segunda característica é que na procura por alimentos ele se move para manguezais. Depois de atingir seu desenvolvimento pleno neste ambiente.090mol): Quantidade. em especial quando envolvem materiais elétricos. contida em 2. em gramas. (UFSCar) – Um tipo de sapo do Sudeste da Ásia.1 atm.63g de NaCl: n = 0. O ponto que corresponde a 5. de ureia: m m n = ––– ⇒ 0. escreva o que ocorreria a este sapo ao se mover da água doce para a água salgada. onde coexistem em equilíbrio os três estados físicos (sólido → líquido → ga← ← soso). d) as curvas representam as condições de temperatura e pressão em que existe uma única fase do CO2. Para evitar os danos que poderiam resultar da mudança de ambientes. Justifique sua resposta. é correto afirmar que a) o CO2 estará no estado líquido para qualquer valor de temperatura.045mol 144424443 0.045mol 0. No estado gasoso. no estado sólido. As curvas representam o estado de equilíbrio entre duas fases (S → L. Logo. seria necessária a retenção de 2. O dióxido de carbono tem diversas e importantes aplicações. que lhe permite trocar eficientemente O2 e CO2 gasosos. –7 QUÍMICA BE . b) Considerando outra espécie de sapo. sendo que neste caso a ureia não sofre hidrólise. RESOLUÇÃO: Para pressão menor que 5. A figura apresenta um esboço do diagrama de fases para o CO2. quando a pressão for menor que 5. para obter o mesmo efeito de proteção que o NaCl. b) Ao se mover da água doce para a salgada. Dados: massas molares: NaCl = 58.4g/mol M líquido corporal H2O NaCl(s) ⎯⎯⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) 0. o sapo adulto possui duas características marcantes. água e íons. em gramas. Pressão (atm) 67 70 60 50 líquido 40 30 20 10 sólido gás 5. aumentando a temperatura. ureia = 60. RESOLUÇÃO: a) Cálculo da quantidade. tais como rios e lagos. quando sob pressão igual a 67 atm.40g de ureia. de ureia por 100 mililitros de líquido corporal para obter o mesmo efeito de proteção que no caso do NaCl. o denominado gelo seco é utilizado na refrigeração de produtos perecíveis.0g/mol m = 5.1 -60 -40 -20 0 20 -56 Temperatura (ºC) 25 Com base nas informações fornecidas pelo diagrama de fases para o CO2. entre seus tecidos e o meio aquático externo.4 g mol–1. em mols. onde o teor salino é muito mais elevado que o do seu meio aquático original.090mol = ––––––––– ⇒ M 60. nasce e cresce em locais de água doce. o sapo dispõe de recursos metabólicos. cuja pele fosse permeável apenas ao solvente água.63g de NaCl por 100 mililitros de líquido corporal. S → V). será necessário igual número de partículas dispersas em 100mL de líquido corporal (0. entre outras aplicações. a) Supondo que o controle dos efeitos da mudança de ambiente fosse feito exclusivamente pela retenção de NaCl pelo organismo deste sapo.045mol 0. c) haverá equilíbrio entre os estados líquido e gasoso para qualquer valor de pressão. A primeira delas é ser dotado de uma pele com alta permeabilidade. calcule a quantidade.0 g mol–1. e) há mais de um conjunto de condições de pressão e temperatura em que coexistem as três fases em equilíbrio. ← ← ← Resposta: B 4. que podem envolver a diminuição da excreção de NaCl ou da ureia (H2N – CO – NH2) contidos em seu corpo.045mol de NaCl 2. Se o controle fosse feito exclusivamente pela retenção de ureia pelo organismo deste sapo. Δt 20. é altamente tóxico. qual seria a temperatura final da água? Dados: CH4(g) + 2O2(g) → 2H2O(l) + CO2(g) ΔH = – 200kcal/mol de CH4 Calor específico da água = 1.1 mol será 20kcal ou 20. podendo ser utilizado para soldar as peças desejadas. ao ser inalado.000 Δt = tfinal – tinicial 20 = tfinal – 10 Resposta: tfinal = 30°C Cl — Cl H—O H — Cl Cl — O RESOLUÇÃO: O / \ Cl — Cl + H H ⎯→ O / \ H — Cl + H Cl ligações formadas 1H — Cl : 1(– 431kJ) 1H — O : 1(– 464kJ) 1O — Cl : 1(– 205kJ) –––––––––––––––––––– Total: –1100kJ 2. nas condições padrão (25ºC e 1 atmosfera de pressão). (UNESP) – Sob certas circunstâncias. capaz de provocar graves lesões internas.000 = 1000 .000 Δt = ––––––– ∴ Δt = 20°C 1.0 x 103g de água inicialmente a 10°C. Apresente seus cálculos. 243kJ 2H — O : 2 . Cl2. pois. A equação química para a reação entre alumínio pulverizado e óxido de ferro (III) é: 2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s) O calor liberado nessa reação é tão intenso que o ferro produzido é fundido. O gás cloro. Q = m c Δt 20. formando HCl. como em locais sem acesso a outras técnicas de soldagem. reage com a água existente nos pulmões. RESOLUÇÃO 2 Al(s) + ΔH0 = zero f → ligações rompidas 1Cl — Cl : 1 . o calor liberado na queima de 0.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 8 MÓDULO 4 Termoquímica 3. portanto. Ligação Energia de ligação (kJ/mol) a 25°C e 1 atm 243 464 431 205 1. ácido clorídrico.10 mol de metano fosse aproveitado no aquecimento de 1. 464kJ –––––––––––––––––––– Total: 1171kJ ΔH = + 1171kJ – 1100kJ ΔH = + 71kJ Fe2O3(s) kJ ΔH0 = – 824 –––– f mol Al2O3(s) kJ ΔH0 = – 1676 –––– f mol + 2Fe(s) ΔH0 = zero f kJ ∑ΔH0 = – 824 –––– f mol reagentes kJ ∑ΔH0 = – 1676 –––– f mol produtos kJ kJ ΔHreação = ∑ΔH0 – ∑ΔH0 = – 1676 –––– – (– 824 –––– ) f f mol mol produtos reagentes QUÍMICA BE kJ ΔHreação = – 852 –––– mol 8– .0 cal g–1 grau1– RESOLUÇÃO: Na queima de 1 mol de CH4. para a reação acima. obtêm-se 200kcal. calcule a entalpia dessa reação nessas condições. conforme a seguinte reação: Cl2(g) + H2O(g) ⎯→ HCl(g) + HClO(g) Calcular a variação de entalpia. Conhecendo-se os valores de entalpia de formação para o Al2O3(s) = –1676 kJ/mol e para o Fe2O3(s) = –824 kJ/mol.000cal. pode-se utilizar a reação entre alumínio (Al) pulverizado e óxido de ferro (Fe2O3) para soldar trilhos de aço. sendo dadas as energias de ligação. Se todo o calor obtido pela combustão de 0. 1 . a 298K e 1 bar. Um dos pontos altos nas discussões em Joanesburgo sobre desenvolvimento sustentável foi o pacto entre Brasil e Alemanha para investimento na produção de carros a álcool. temos: – 581kJ = – 286kJ – x x = – 295kJ ΔH2 = – 295kJ 5. RESOLUÇÃO: a) A equação de combustão completa do etanol pode ser expressa por: C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) Cálculo do ΔH de combustão a partir da Lei de Hess: Inverter a equação III: C2H5OH(l) → 2C(s) + 3H2(g) + 1/2O2(g) ΔH = + 278kJ Multiplicar a equação I por 2: 2C(s) + 2O2(g) → 2CO2(g) ΔH = – 788kJ Multiplicar a equação II por 3: 3 3H2(g) + –– O2(g) → 3H2O(l) ΔH = – 858kJ 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = – 1368kJ b) A reação é exotérmica. Calcule o calor de combustão de 1 mol de etanol.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 9 4. na década de 1970. devidamente balanceada. o incentivo à fabricação de carros a álcool surgiu. produzindo o óxido de estanho (IV). Com a crise mundial do petróleo. com o Proálcool. Sn(s) + O2 (g) -286 kJ/mol H SnO(s) + 0. o valor do ΔH1 é + 581kJ/mol b) SnO(s) + ½O2(g) → SnO2(s) Pelo diagrama. corresponde a uma variação de entalpia de – 286kJ/mol. desde o Brasil Colônia. a 298K e 1 bar. a 298K e 1 bar. As variações de entalpia (ΔH) do oxigênio. do estanho e dos seus óxidos. O cultivo da cana-de-açúcar faz parte da nossa história. a) Escreva a equação de combustão do etanol. a) Calcule a variação de entalpia (ΔH1) correspondente à decomposição do SnO2(s) nos respectivos elementos. RESOLUÇÃO: a) SnO2(s) → Sn(s) + O2(g) Através do diagrama. –9 QUÍMICA BE .5 O2 (g) -581 kJ/mol SnO2 (s) Assim. a partir das seguintes equações: ΔH f (kJ/mol) C (s) + O2 (g) → CO2 (g) – 394 H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (l) – 286 2 C (s) + 3 H2 (g) +1/2 O2 (g) → C2H5OH (l) – 278 b) A reação de combustão do etanol é endotérmica ou exotémica? Justifique. a formação do SnO(s). pois o ΔH é negativo. Esse Programa Nacional acabou sendo extinto no final da década de 1990. O açúcar e o álcool são seus principais produtos. estão representadas no diagrama a seguir. a partir dos elementos. b) Escreva a equação química e calcule a respectiva variação de entalpia (ΔH2) da reação entre o óxido de estanho (II) e o oxigênio. em 2008. da Lei Seca no Brasil. formando água.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 10 MÓDULO 5 Oxidorredução – Eletroquímica 2. Os íons H+. Com a entrada em vigor. a quantidade de álcool ingerido passou a ser medida pela polícia por meio da determinação do teor de álcool presente no ar exalado pelo motorista investigado.Escreva a equação química que representa a reação entre o peróxido de hidrogênio e o iodeto em meio ácido. com produção de iodo e água. com a liberação de íons H+ e elétrons. no outro eletrodo de platina. escreva e identifique as equações químicas que correspondem às semirreações de oxidação e de redução que ocorrem nesse processo.A determinação do teor alcoólico é feita por meio do etilômetro. a amostra adquirirá coloração amarelada devido à formação de iodo. apresentando os números de oxidação para o iodo no reagente (íon iodeto) e no produto (iodo molecular). é comum encontrar peróxido de hidrogênio (H2O2). substância adicionada pelo fraudador com a finalidade de diminuir o desenvolvimento de micro-organismos provenientes de manipulação e estocagem inadequadas do produto. 2H+ + ½ O2 + 2e– → H2O ou 4H+ + O2 + 4e– → 2H2O — H O2 0 QUÍMICA BE H2O redução –2 10 – . formando H2O. Um teste simples para a detecção dessa substância consiste em gotejar solução aquosa de iodeto de potássio em uma amostra acidificada do leite a ser analisado. Em leite adulterado. Se houver álcool presente no ar exalado pelo motorista. por sua vez. que permite a passagem dos íons H+. RESOLUÇÃO: A equação química que representa a reação entre o peróxido de hidrogênio e o iodeto em meio ácido com produção de iodo e água é: 1– H2O2 + 1– I– + H+ → I2 + H2O 0 2– redução Δ = 1 oxidação Δ = 1 redução: H2O2: e– = 1 . RESOLUÇÃO: Semirreação de oxidação: etanol é convertido em etanal com liberação de H+ e elétrons: CH3CH2OH → CH3CHO + 2H+ + 2e– etanol etanal ou 1. 2 = 2 1 oxidação: 1 1H2O2 + 2I– + 2H+ → 1I2 + 2H2O I–: Nox do I no íon iodeto = 1 – I2: Nox do I no iodo molecular = 0 2CH3CH2OH 2CH3CHO + 4H+ + 4e– O CH3 — C — H — CH3 — C — OH H oxidação — — 1– 1+ Semirreação de redução: íons H+ reagem com o O2 e com os elétrons. gerando uma corrente proporcional à quantidade de álcool contido no ar exalado. reagem com o O2 e com os elétrons que passaram pelo circuito externo. Os elétrons liberados passam pelo circuito elétrico externo. que consiste numa célula eletroquímica que gera corrente elétrica quando álcool etílico está presente no ar exalado. uma molécula diatômica. o motorista investigado sopra através de um tubo para o interior do aparelho. Caso contenha H2O2. Com base nessas informações sobre o etilômetro. no qual há dois eletrodos de platina separados por eletrólito. atravessam o eletrólito e. 2 = 2 I2: e– = 1 . no primeiro eletrodo de platina ocorre a semirreação na qual o etanol é convertido em etanal. devido à ocorrência da reação global representada a seguir: 2CH3CH2OH(g) + O2(g) → 2CH3CHO(g) + 2H2O(l) Durante o teste. 84V : Li + Ag global b) ΔE0 = 3. b) Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) –0. b) Calcule a diferença de potencial desta pilha.15 x 96 500C = 14 475C 4. a) Escreva a equação global da reação dessa pilha.84V a) Indique as substâncias formadas no anodo e no catodo. forma-se uma pilha.36V _______________________________________ Ni2+(aq) + 2Cl –(aq) → Ni(s) + Cl2(g) –1. Considere uma pilha formada a partir de lítio e prata em seus estados de oxidação mais comuns.24 V – 11 QUÍMICA BE . como exemplificado a seguir: Li+ + e– = Li E0 = –3.05 mol de Cr3+ y = 0.36 V 2+(aq) + 2e– Ni → Ni(s) E0 = – 0.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 11 3. há fluxo de elétrons e.80V. que carga elétrica é necessária para eletrolisar todo o cromo presente na solução? RESOLUÇÃO a) Cr3+(aq) + 3e– ⎯⎯→Cr0(s) b) Cálculo da quantidade de íons Cr3+: 0.15 mol de e– –––––– z faraday z = 0. b) Qual deve ser o mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise? Justifique. E0. enquanto outros. A figura apresenta a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de níquel(II).04V oxi catodo: Ag+ + e– ⎯⎯→ Ag E0 = 0. Dentre os elementos. contendo íons Cr3+ em concentração de 0. há alguns com grande tendência à oxidação. como sódio. temos a formação do metal níquel e no anodo (onde ocorre a oxidação). São dados as semirreações de redução e seus respectivos potenciais: Cl2(g) + 2e– → 2Cl –(aq) E0 = + 1. pois tem maior potencial de redução.60V O mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise é 1. 5. a) Escreva a equação da semirreação em que íons de cromo são transformados em cromo metálico.1 mol/L. são muito resistentes à oxidação.60V. A superfície de uma peça metálica foi cromada por meio da eletrólise de 500 mL de uma solução aquosa.15 mol de e– 1 mol de e– –––––– 1 faraday 0.15 faraday Nota: Um faraday equivale a aproximadamente 96 500C.24V 2Cl –(aq) → 2e– + Cl2(g) –1.80V red equação + ⎯⎯→ Li+ + Ag ΔE0 = 3. RESOLUÇÃO: a) As semirreações que ocorrem na eletrólise são: polo (catodo): Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) polo (anodo): 2Cl –(aq) → 2e – + Cl2(g) No catodo (onde ocorre a redução). Em coulomb. pois tem maior potencial de oxidação.05 mol de Cr3+ 3 mol de e– –––––– 1 mol de Cr3+ y mol de e– –––––– 0. fonte de energia bastante comum nos dias de hoje.1 mol de Cr3+ –––––– 1000 mL x mol de Cr3+ –––––– 500 mL ⇒ x = 0. quando isso gera energia. a carga elétrica seria 0. a formação do gás cloro. b) Sendo 1 faraday a carga elétrica de 1 mol de elétrons. RESOLUÇÃO: a) O cátion Ag+ vai sofrer redução. Um valor que indica a tendência à oxidação ou à redução é o potencial padrão de redução. NiCl2. em condições padrão. anodo: Li ⎯⎯→ Li+ + e– E0 = 3.04V Ag+ + e– = Ag E0 = 0. Em reações de oxidação e redução. Justifique. como platina. e considerando rendimento de 100%. que pode ser obtido experimentalmente e é representado em semirreações. enquanto o metal Li sofre oxidação. Sabe-se. verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes. Experimento 1: Três frascos abertos contendo. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimicamente entre si. óleo e sabão. areia. Leis das Combinações Químicas 2. fica retido no topo desse recipiente. volumes iguais de três solventes. Indique um processo físico adequado para separação dos solventes na mistura (I + II). indicando a transição de fases. que. b) Como a propriedade que determina a separação dessa mistura nos espaços 1 e 2 é a densidade. (UFSCar) – Uma das fontes de poluição ambiental gerada pelas atividades de um posto de gasolina é o efluente resultante de lavagem de veículos. 1. no caso da mistura (II + III). esquematizada na figura que se segue. I. Espaço 2: O componente que se acumula é o óleo. assim a ordem crescente de volatilidade dos solventes é: I < III < II. b) Escreva o nome do processo responsável pela separação dos componentes do efluente nos espaços 1 e 2 RESOLUÇÃO: a) Espaço 1: O componente que se acumula é a areia. (UNIFESP) – Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. Experimento 2: Com os três solventes. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. Durante a ebulição. QUÍMICA BE 12 – . a temperatura não fica constante. Qual é a diferença entre as misturas (II + III) e (I + III) durante a ebulição? RESOLUÇÃO: a) O solvente mais volátil apresenta maior pressão de vapor. Este efluente é uma mistura que contém geralmente água. foram preparadas três misturas binárias. foram deixados em uma capela (câmara de exaustão). a temperatura da mistura (I + III) fica constante (azeótropo). sedimenta-se nesse recipiente. que. e que os óleos empregados em veículos são menos densos e imiscíveis com esta fase (água + sabão). b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura x tempo) para a mistura (II + III). que somente a mistura (I + III) é uma mistura azeotrópica.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 12 MÓDULO 6 Substância e Mistura. o nome desse processo é a decantação. por ser o mais denso entre todos os outros componentes. Para minimizar a poluição ambiental. II e III. antes de ser lançado na rede de esgoto. ainda. Após algum tempo. esse efluente deve ser submetido a tratamento. cujo processo inicial consiste na passagem por uma “caixa de separação”. separadamente. b) Curva de aquecimento para a mistura (II + III): Sabendo-se que água e sabão formam uma única fase. pede-se: a) Escreva os nomes dos componentes desse efluente que se acumulam nos espaços 1 e 2. Um método para separar os solventes da mistura (I + II) seria a destilação fracionada. por ser menos denso que a mistura água + sabão. Sabe-se que o sulfato de cobre não é solúvel em óleo e que está completamente dissolvido na água. Note que no copo y. experiência ª 2. Evaporação / destilação.ª experiência LAVOISIER: obedece PROUST: obedece 2.8g 14.1g 14.5g de cloreto de magnésio com um excesso de 2g de cloro.2g = 4.2g de magnésio em excesso. copo d. quando colocados nas bebidas.1g = 9.4g 5g – 0. b) Equacione a reação de neutralização que leva à formação do sal presente na mistura.: 2. Decantação.0g – 13 QUÍMICA BE { 1.: considerar a figura para responder ao item b.2g de cloro. absorvendo o calor das bebidas. óleo.5 4. ao sublimar. No copo c. 5.5g ––––– = –––––– = –––––– = constante = 0. colocando-se 2. faz com que o nível de bebida no copo fique mais baixo. indique: a) Os processos de separação de misturas que foram utilizados.2g 19.4g + 7. mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. III. pois a fusão do gelo aumenta o volume da solução e. Filtração. um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a “sabichona” de antigamente. os convidados começaram a chegar. exp. a dilui. formam-se 19g de cloreto de magnésio com 0. a concentração de álcool diminuiu.8g + 14. sofrem transformações. Verificar se os resultados estão de acordo com as Leis de Lavoisier e de Proust. já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas!” Para cada bebida. que é mais denso que a bebida e que. II. adicionando-se 5g de magnésio a 14. (UNICAMP) – Depois das 19 horas.1 – 2g = 7.1g 9. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque. o gelo não faz parte da solução.4g de magnésio em presença de 9.8g + cloro 9.2g → cloreto de magnésio 9. 4. e foi logo perguntando: a) “Esses sólidos. veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu. Com gelo seco: sublimação: CO2(s) → CO2(g) Esses processos são endotérmicos. O fluxograma acima representa o processo de separação da mistura de água. areia e sulfato de cobre. b) O copo x na situação inicial continha gelo seco.0g ª . Dina bradava aos quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química. Numa primeira experiência. exp.5g 19. Qual copo. resfriando-as. da situação inicial. RESOLUÇÃO: A reação da experiência é: magnésio 1. verifica-se a formação de 9. Dina os recepcionava no bar. Passado um certo tempo. consequentemente. corresponde ao copo d da situação final? Em algum dos copos. onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco.1g de cloro. Numa segunda experiência. Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre misturas.0g { 2.2g = 19. b) H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O RESOLUÇÃO: a) Com gelo: fusão: H2O(s) → H2O(l). uma com gelo e outra com gelo seco. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem?” b) “Dina.4g 7. portanto. a concentração final de álcool ficou diferente da concentração inicial? Por quê?” Obs.5g ª 2.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 13 3.: 4. RESOLUÇÃO: a) I. cuja fórmula estrutural está representada abaixo. a seguir.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 14 MÓDULO 7 Funções Orgânicas e Isomeria 2. tais como a cisplatina. são: Resposta: C b) Os grupos funcionais presentes na carvona são: QUÍMICA BE 14 – . e) amida e éster. Duas das funções orgânicas encontradas na estrutura dessa droga são a) cetona e amina. o composto responsável pelo sabor de baunilha. Identifique todos os grupos funcionais presentes nos seguintes compostos: a) vanilina. 1. c) amina e éter. o composto responsável pelo sabor de hortelã. Essa droga apresenta a seguinte fórmula estrutural: b) carvona. b) cetona e éter. apresenta as funções: RESOLUÇÃO: a) Os grupos funcionais presentes na vanilina. d) amina e éster. RESOLUÇÃO: A estrutura. Estudos pré-clínicos têm demonstrado que uma droga conhecida por aprepitante apresenta ação inibitória dos vômitos induzidos por agentes quimioterápicos citotóxicos. CH3 e CH2 — OH ( ) isômeros de cadeia RESOLUÇÃO: 5. As abelhas rainhas produzem um feromônio cuja fórmula é apresentada a seguir. 2. H3C — CH — CH3 e | OH H3C — CH2 — CH2 — OH CH2 3. H2C = CH—CH3 e H2C — CH2 4. Forneça as fórmulas estruturais dos isômeros cis e trans e identifique-os. b) Sabe-se que um dos compostos responsáveis pelo poder regulador que a abelha rainha exerce sobre as demais abelhas é o isômero trans deste feromônio.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 15 3.: As condições para que uma substância apresente isomeria cis-trans é possuir dupla ligação entre átomos de carbono e ligantes diferentes entre si em cada carbono da dupla. b) Os isômeros cis e trans são: Obs. RESOLUÇÃO: a) O feromônio: ( ) metâmeros (isômeros de compensação) ( ) tautômeros ( ) isômeros de posição 5. O || CH3 — C — (CH2)5 — CH = CH — COOH a) Forneça o nome de duas funções orgânicas presentes na molécula deste feromônio. H3C — C H 2. 3 possui as funções cetona e ácido carboxílico. – 15 QUÍMICA BE . H3C — O— CH2 — CH2 — CH3 e H3C — CH2 —O — CH2 — CH3 OH 4. Associe de cima para baixo: — O OH H2C = C — H ( ) isômeros funcionais — — — 1. 1. 4. RESOLUÇÃO: Considere a fórmula estrutural: tem fórmula molecular C13H18O2. pois embora duas moléculas possam ter a mesma fórmula molecular. a quiralidade é particularmente importante. Na síntese de medicamentos. O ibuprofen é um anti-inflamatório muito usado. e) tem massa molar igual a 174 g/mol. Sobre este composto. Para os organismos vivos. Indique o carbono quiral e identifique as funções presentes nessa molécula. d) apresenta cadeia heterocíclica saturada. Dados: Massas molares em g/mol: C = 12. é correto afirmar que a) sua fórmula molecular é C13H18O2. QUÍMICA BE 16 – . c) pertence à função amina. RESOLUÇÃO: O ibuprofen: 6. possui cadeia aromática e tem massa molar 206 g/mol.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 16 5. H = 1 e O = 16. enquanto a que representa sua imagem no espelho pode ser inerte ou provocar problemas de saúde. O naproxeno. apenas uma delas poderá ser ativa. possui um átomo de carbono assimétrico. é o princípio ativo de um antiinflamatório. As funções presentes no naproxeno são: éter e ácido carboxílico. a existência de carbono quiral é sempre uma preocupação. Resposta: A O carbono quiral ou assimétrico está indicado com asterisco. Moléculas que apresentam carbono quiral são muito comuns na natureza. pois uma molécula que apresenta imagem especular pode provocar um efeito fisiológico benéfico. pertence à função ácido carboxílico. Seu enanciômero não apresenta efeito sobre a inflamação e ainda pode provocar problemas no fígado. cuja molécula é representada a seguir. b) não tem carbono assimétrico. o número de isômeros estruturais seria o mesmo? Justifique. | | CH3 CH3 Cl Cl | | CH3 — CH — CH — CH3. CH3 — CH = CH — CH3 + HBr → CH3 — CH — CH2 — CH3 | Br 2-bromobutano – 17 QUÍMICA BE . RESOLUÇÃO: a) A reação de brometo de hidrogênio com 2-penteno produz dois isômeros estruturais (isomeria plana): 2CH3 — CH = CH — CH2 — CH3 + 2HBr → → CH3 — CH — CH2 — CH2 — CH3 + | Br 2-bromopentano + CH3 — CH2 — CH — CH2 — CH3 | Br 3-bromopentano b) É uma reação de adição. formar-se-ia apenas o 2-bromobutano (o 2-buteno é simétrico com relação à dupla ligação). CH3 — C — CH2 — CH3. Se a reação fosse com 2-buteno. 2. a) Dê o nome e as fórmulas estruturais dos dois isômeros. CH3 — CH — CH2 — CH2 | | CH3 CH3 Lembrete: Questão 2 Reação de Adição: A B A B | | + AB | | —C≡C— +AB → —C =C — ⎯⎯ — C — C — → | | A B Regra de Markovnikov: H entra no C da dupla ou tripla mais hidrogenado. Dois isômeros estruturais são produzidos quando brometo de hidrogênio reage com 2-penteno.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 17 MÓDULO 8 Reações Orgânicas I Lembrete: Questão 1 Reação de substituição: | | | | — C — C — H + AA → — C — C — A + HA | | | | ordem de substituição: C3ário > C2ário > C1ário 1. RESOLUÇÃO: CH3 — CH — CH2 — CH3 + Cl2 ⎯→ | CH3 Cl Cl | | CH2 — CH — CH2 — CH3. b) Qual é o nome dado a este tipo de reação? Se fosse 2-buteno no lugar de 2-penteno. Escreva as fórmulas estruturais dos compostos alcanoclorados obtidos pela reação entre o 2-metilbutano e o gás cloro. quando o látex era retirado das árvores nativas sem preocupação com o seu cultivo. outras substâncias constituem o óleo essencial de pau-rosa. que explorada racionalmente pode produzir látex por décadas. fixador de perfumes cobiçado pela indústria de cosméticos. também conhecida como reação de hidratação. são necessárias de quinze a vinte toneladas dessa madeira. de cuja casca se extrai um óleo rico em linalol. à substância alfaterpineol. II e III. em meio ácido. Para se obter 180 litros de essência de pau-rosa. entre elas: Considerando as fórmulas estruturais das substâncias I. árvore típica da Amazônia.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 18 3. ocorre hoje com o pau-rosa. RESOLUÇÃO: A reação de hidratação da substância alfa-terpineol é: QUÍMICA BE 18 – . classifique cada uma quanto à classe funcional a que pertencem. O que ocorreu com a seringueira. a árvore do pau-rosa precisa ser abatida para a extração do óleo da casca. Diferente da seringueira. o que equivale à derrubada de cerca de mil árvores. no final do século XIX e início do XX. Represente a estrutura do produto da adição de 1 mol de água. Além do linalol. Alguns grupos tornam as posições orto e para mais reativas para reações de substituição e são chamados orto e para dirigentes. II e III foram realizadas com o objetivo de sintetizar as substâncias X. 2. enquanto outros grupos tornam a posição meta mais reativa. – 19 QUÍMICA BE (II) 1.ª Etapa – Cloração do nitrobenzeno na presença de AlCl3 como catalisador. respectivamente. Y e Z. – SO3H As rotas sintéticas I.ª Etapa – Nitração do benzeno na presença de catalisador (H2SO4) 2. – COOH.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 19 4. – OH. Y e Z. RESOLUÇÃO: (I) 1. Etapa – Nitração do tolueno ª Escreva as fórmulas estruturais dos produtos intermediários e de X.ª Etapa – Monocloração do benzeno na presença de catalisador (AlCl3) . Etapa – Dicloração ª (III) 1. – Br. – NH2. Etapa – Reação do benzeno com cloreto de metila (Friedel Crafts) ª na presença de catalisador (AlCl3) 2. sendo chamados de meta dirigentes. • • Grupos orto e para dirigentes: – Cl. – CH3 Grupos meta dirigentes: – NO2. Grupos ligados ao anel benzênico interferem na sua reatividade. Uma das principais fontes de energia térmica utilizadas atualmente no Estado de São Paulo é o gás natural proveniente da Bolívia (constituído principalmente por metano). RESOLUÇÃO: Combustão do gás natural (principalmente metano): CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) Combustão do GLP (principalmente butano): C4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g) Admitindo que os gases formados e os gases reagentes se encontrem na mesma temperatura e pressão. No entanto. teremos: 1V de C4H10 ⎯⎯⎯⎯→ 4V de CO2 y ⎯⎯⎯⎯→ 22. Forneça as equações químicas para a combustão de cada um desses gases e calcule os volumes de cada um deles que produzem 22. devido a problemas políticos e econômicos que causam eventuais interrupções no fornecimento.6L de C4H10 QUÍMICA BE 20 – .4L de CO2 y = 5.4 litros de CO2.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 20 5. a proporção em mols é igual à proporção volumétrica.4L de CO2 x = 22. constituído principalmente por butano). Para o gás natural. algumas empresas estão voltando a utilizar o GLP (gás liquefeito de petróleo.4L de CH4 Para o gás liquefeito de petróleo. teremos: produz 1V de CH4 ⎯⎯⎯⎯→ 1V de CO2 x ⎯⎯⎯⎯→ 22. RESOLUÇÃO: A reação entre ácido carboxílico e álcool é chamada de esterificação. forma-se também água. O + HO — CH3 — — — H 3C — C 4. A reação química entre um ácido carboxílico e um álcool é chamada de esterificação. podendo ser sintetizada em uma única etapa de síntese. como indica o exemplo O + HO — CH2 — CH3 O + H2O — — I) Oxidação enérgica de alceno com KMnO4 ou K2Cr2O7 em meio ácido (H2SO4) [O] R — C = C — R ⎯→ R — C = O + O = C —R | | H+ | | H R OH R II) Ozonólise de alceno R — C = C —R + O3 + H2O ⎯→ R—C = O + O = C —R | | | | H R H R — OH O — — — O — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 etanoato de octila Lembrete: Questão 4 — H3C — C OH — — Complete a equação a seguir e dê o nome do composto orgânico formado. O éster etanoato de octila é a substância responsável pelo aroma característico das laranjas. b) eteno e etoxietano. Os produtos da desidratação intramolecular e da intermolecular do etanol são.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 21 MÓDULO 9 Reações Orgânicas II 3. RESOLUÇÃO: Desidratação intramolecular: H OH | | H2SO4 H2C — CH2 ⎯⎯⎯⎯→ H2C = CH2 + H2O 170°C Eteno Desidratação intermolecular: H2SO4 H3C — CH2 — OH + H O — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯⎯→ 140°C H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + H2O Etoxietano Resposta: B — — H3C — C ácido etanóico H2O + H3C — C 2. e) etoxieteno e etano. Complete as equações a seguir: [O] a) H3C — C = C — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯→ | | H+ H CH3 b) H3C — C = C — CH3 + O3 + H2O ⎯⎯⎯→ | | H CH3 RESOLUÇÃO: O O || H3C — C — CH2 — CH3 O — CH2 — CH3 RESOLUÇÃO: O + H O — CH3 O + H2O — — — H3C — CH2 — C OH OH — — OH O b) H3C — C H e O || H3C — C — CH3 propanoato de metila — H3C — CH2 — C O — CH3 – 21 QUÍMICA BE — H3C — CH2 — C a) H3C — C e . Apresente a equação para a reação de produção do éster etanoato de octila. O éster etanoato de octila é obtido a partir da reação: O + HO — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 1-octanol 1. empregando como reagentes um álcool e um ácido carboxílico. Quando o etanol é posto em contato com o ácido sulfúrico. a) etano e etoxieteno. e os produtos formados estão relacionados à temperatura de reação. ocorre uma reação de desidratação. a quente. d) etoxietano e eteno. devido à saída de um H do grupo OH do álcool e o grupo OH do ácido. respectivamente. A desidratação intramolecular ocorre a 170°C e a desidratação intermolecular a 140°C. c) etoxieteno e eteno. Nessa reação. imobilizados em sílica. É correto afirmar que. caso tenha consumido álcool. RESOLUÇÃO: 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O No processo. o etanol é oxidado pelo K2Cr2O7. seus vapores reagem segundo a equação química: 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O sendo detectado devido à coloração verde. d) reduzido pelo K2Cr2O7. Para uma fiscalização eficaz. procurando evitar que sejam conduzidos por motoristas alcoolizados. Ao soprar no tubo. e. [O] H3C — CH2 — OH ⎯⎯⎯→ etanol OH | [O] H3C — C — CH3 ⎯⎯→ | H 2-propanol RESOLUÇÃO: O [O] H3C — CH2 — OH ⎯⎯→ H3C — C – H2O O → H3C — C OH ácido etanoico OH O | || [O] H3C — C — CH3 ⎯⎯→ H3C — C — CH3 | – H2O H propanona etanal [O] ⎯⎯→ H [O] ⎯⎯⎯→ 6. c) reduzido pelo H2SO4. o etanol (redutor) é oxidado a ácido acético: C2H5OH C2H4O2 -2 Oxidação 0 e o dicromato de potássio (oxidante) é reduzido a sulfato de crômio (III): K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 +6 Redução +3 No bafômetro. Resposta: E QUÍMICA BE 22 – .C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 22 Lembrete: Questão 5 Oxidação de álcoois com KMnO4/H2SO4 [O] [O] álcool 1ário ⎯⎯→ aldeído ⎯⎯→ ácido carboxílico [O] álcool 2ário ⎯⎯→ cetona [O] álcool 3ário ⎯⎯→ não há reação 5. b) desidratado pelo H2SO4. Os primeiros equipamentos desse tipo eram constituídos por tubos em cujo interior havia dicromato de potássio e ácido sulfúrico. característica do Cr2(SO4)3 produzido. na reação que ocorre no bafômetro. o ar exalado pela pessoa entra em contato com esses reagentes. o chamado bafômetro é utilizado nas operações de policiamento nas cidades e rodovias do país. A chamada “lei seca” foi criada para tentar diminuir o número de acidentes envolvendo veículos automotores. e) oxidado pelo K2Cr2O7. o etanol é a) hidrolisado. Complete as equações a seguir. qual deve apresentar menor pressão de vapor e qual deve apresentar menor temperatura de ebulição? Justifique. com a eliminação de uma molécula de água. que possui cadeia aromática. O etanol. b) Etanol Etilenoglicol CH3 – CH2 – OH HO – CH2 – CH2 – OH Por estabelecer maior quantidade de ligações de hidrogênio entre suas moléculas. o que pode estar associado quanto à biodegradabilidade dos mesmos? b) O etanol é semelhante ao etilenoglicol. não é biodegradável. para acelerar o processo de degradação. que são polímeros de aminoácidos. A ligação peptídica forma-se entre o grupo amino de uma molécula e o grupo carboxila de uma outra molécula de aminoácido. podemos concluir que o etilenoglicol possui força intermolecular mais intensa.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 23 MÓDULO 10 Polímeros – Bioquímica 2. Essa molécula possui também um átomo de hidrogênio e um grupo metila ligados ao carbono α. Na formação de proteínas. a) Dê a fórmula estrutural do PET. Em relação à estrutura química dos polímeros citados. Com base nessas informações. Dentre esses dois álcoois. sejam depositadas em aterros sanitários ou até mesmo jogadas indiscriminadamente em terrenos baldios e cursos d’água. embora ainda não atinja nem metade das garrafas PET produzidas no país. no caso um poliéster alifático. Pelo texto. poli(tereftalato de etileno). esse material leva cerca de 500 anos para se degradar. Os α-aminoácidos são moléculas que têm um grupo amino e um grupo carboxila ligados a um mesmo átomo de carbono. O segredo para o desenvolvimento do novo polímero foi utilizar em sua síntese um outro tipo de plástico. podemos concluir que o plástico biodegradável possui cadeia alifática e o PET. por possuir maior pressão de vapor. As garrafas PET são um dos problemas de poluição citados por ambientalistas. portanto. estes se ligam entre si por ligações peptídicas. possui menor ponto de ebulição. que se degrada em apenas 45 dias. Um dos vinte α-aminoácidos encontrados em proteínas naturais é a alanina. RESOLUÇÃO: a) A biodegradabilidade está relacionada ao tipo de cadeia. possui menor pressão de vapor. RESOLUÇÃO: a) H2N — CH — COOH | CH3 b) H2N — CH — CO OH + H N — CH — COOH → | | H CH3 CH3 O || → H2N — CH — C — N — CH — COOH + H2O | | | CH3 H CH3 1. b) a equação química que representa a reação entre duas moléculas de alanina formando uma ligação peptídica. – 23 QUÍMICA BE . A reciclagem tem sido uma solução válida. O polímero PET. é obtido a partir da reação do ácido tereftálico com etilenoglicol na presença de catalisador e em condições de temperatura e pressão adequadas ao processo. pedem-se a) a fórmula estrutural da alanina. Pesquisadores brasileiros estudam o desenvolvimento de um plástico obtido a partir das garrafas PET. processo de obtenção do biodiesel. Nesse composto. Na transesterificação. o aroma agradável que desperta o apetite dos apreciadores de carne deve-se a uma substância muito volátil que se forma no processo de aquecimento da gordura animal. tendo ainda como subproduto a glicerina. temos 3 átomos de C (x = 3) e mO mO mO = 16 –––– = 4 –––– = 4 mH 4 Como cada átomo de O tem massa atômica igual a 16u. 9 e 4. b) A gordura animal pode ser transformada em sabão por meio da reação com hidróxido de sódio. respectivamente. temos 1 átomo de O (z = 1). forma-se um mol de moléculas de água. Dadas massas molares (g/mol): C = 12. Nas tecnologias para substituição dos derivados do petróleo por outras fontes de energias renováveis. 4. hidrogênio e oxigênio. os produtos da reação pertencem às funções álcool e éster. 16)g/mol = 56g/mol b) A reação da gordura com NaOH é a reação de saponificação: Quando são utilizados o etanol e o triglicerídeo LLL. b) álcool e éter.) Esta substância é composta apenas por carbono. Apresente a equação dessa reação e o seu respectivo nome. Como: mC mC –––– = 9 –––– = 9 mC = 36 mH 4 Como cada átomo de C tem massa atômica igual a 12u. 1 + 1 . Quando 0. mais recentemente. c) álcool e ácido carboxílico. a) Calcule a massa molar desta substância. os produtos orgânicos formados apresentam os grupos funcionais a) álcool e éster. e) ácido carboxílico e éter. 12 + 4 .C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 24 3. Na preparação de churrasco. do biodiesel. H = 1 e O = 16. logo a fórmula é C3H4O M = (3 . o composto original terá 4 átomos de H (y = 4).5 mol desta substância sofre combustão completa. Resposta: A CH2 — O — C — C17H31 3C17H31 — C — O — CH2 — CH3 QUÍMICA BE 24 – . o Brasil destaca-se no cenário internacional pelo uso do etanol e. d) ácido carboxílico e éster. ocorre uma reação entre um óleo e um álcool na presença de catalisador. as razões de massas entre C e H e entre O e H são. RESOLUÇÃO: A reação de transesterificação entre o etanol e o triglicerídeo LLL está representada a seguir: — — O CH — O — C — C17H31 + 3CH3 — CH2 — OH — — O CH2 — O — C — C17H31 — — O — — — — O H2C — OH + HC — OH H2C — OH Logo. H2COH | HCOH | H2COH Glicerina C17H31COOH ácido linoleico (L) (R. R’ e R’’: cadeias de hidrocarbonetos com mais de 10 átomos de carbono. RESOLUÇÃO: a) A substância é formada apenas por CHO. na transesterificação. CxHyOz 1/2CxHyOz + O2 → 1H2O + outros produtos Para esta reação estar balanceada em relação ao H. patente da DuPont. Assinale e identifique a função orgânica que se origina da reação de polimerização. é mostrada na figura a seguir. Devido ao conjunto dessas interações. o polímero é altamente resistente a impactos. RESOLUÇÃO: a) Os dois reagentes utilizados são: b) A função orgânica que se origina da reação de polimerização é amida. identificando as funções orgânicas presentes nas moléculas de cada um deles. aproximadamente planares. mantidas por ligações covalentes fortes. (UFSCar) – Uma porção representativa da estrutura do polímero conhecido como Kevlar.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 25 5. – 25 QUÍMICA BE . a) Escreva as fórmulas estruturais dos dois reagentes utilizados na síntese do Kevlar. b) Transcreva a porção representativa da fórmula estrutural da fibra polimérica em destaque na figura (dentro dos colchetes) para seu caderno de respostas. A estrutura pode ser descrita como sendo formadas por longas fibras poliméricas. propriedade que é aproveitada na confecção de coletes à prova de bala. representadas por linhas interrompidas na figura. e cada fibra interagindo com suas vizinhas através de ligações hidrogênio. C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 26 MÓDULO 11 Mol e Estequiometria 2. Diversos gases formam a atmosfera da Terra, sendo que a quantidade de alguns deles vem aumentando por ação antropogênica, o que pode causar problemas. O oxigênio, em suas diferentes formas alotrópicas, tem funções distintas e essenciais para a manutenção da vida no planeta. a) Escreva a fórmula química das duas formas alotrópicas mais comuns do oxigênio, apontando a função de cada uma delas relacionada com a manutenção da vida na Terra. b) Considerando que cerca de 20% em volume da atmosfera é constituída de oxigênio em sua forma alotrópica mais abundante, calcule a massa desse gás contido num reservatório de 24,6m 3 cheio de ar a 27 °C e 1 atm de pressão. Dados: P x V = n x R x T; R = 0,082 atm L mol–1 K–1. massa molar do gás oxigênio = 32g/mol RESOLUÇÃO: a) O elemento oxigênio (O) forma duas substâncias simples (formas alotrópicas) diferentes. Gás oxigênio: O2, O = O Gás ozônio: O3, O O O 1. Especialmente para as crianças, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhaço e um mágico. Como Rango também tinha problemas com açúcar, algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianças logo berrou: “Tio Rango, essa pipoca tá com pouco açúcar!” Aquela observação intrigou Rango, que ficou ali pensando.... a) “Coloquei duas xícaras de milho na panela e, depois que ele estourou, juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar, quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?” b) “Eu também sei que parte desse açúcar, após caramelizar, se decompõe em água e carbono. Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?” Dados: Massas molares em g/mol: C = 12, H = 1, O = 16 Constante de Avogadro = 6,02 x 1023 mol–1 RESOLUÇÃO: a) Cálculo da massa de açúcar: 1 colher de açúcar –––––– 20g 3 colheres de açúcar –––––– x x = 60g Cálculo da massa molar da sacarose: M(C12H22O11) = (12.12)g/mol + (22.1)g/mol + (11.16)g/mol = 342g/mol Cálculo do número de moléculas de sacarose: 1 mol de C12H22O11 ––––––– 6,02.1023 moléculas ––––––– 342g y ––––––– 60g y = 1,05 . 1023 moléculas b) Cálculo da massa de açúcar que sofreu decomposição: 60g –––––––– 100% x –––––––– 1% x = 0,6g Cálculo da massa formada de carbono: Δ C12H22O11 ⎯⎯⎯→ 12C + 11H2O 1 mol 12 mol ↓ ↓ 342g –––––––––––– 12.12g 0,6g –––––––––––– y y = 0,25g O gás oxigênio (O2) é o gás vital, essencial na respiração. O gás oxigênio promove a combustão dos alimentos, liberando a energia necessária para a realização dos processos necessários para a manutenção da vida. O gás ozônio é poluente na troposfera, mas na estratosfera forma uma camada que absorve a maior parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol, permitindo a manutenção da vida. b) Cálculo da quantidade de matéria total: P.V=n.R.T 1atm . 24,6 . 103L = n . 0,082 atm . L . mol–1 . K–1. 300K n = 1000 mol de ar A porcentagem em volume coincide com a porcentagem em mol: 1000 mol ––––––– 100% x ––––––– 20% x = 200 mol Massa de gás oxigênio (O2): 1 mol –––––– 32g 200 mol –––––– y y = 6400g QUÍMICA BE 26 – C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 27 3. O pirrol é uma amina secundária que apresenta uma cadeia classificada como fechada, não ramificada, insaturada e heterogênea. A polimerização do pirrol conduz à formação do polipirrol, um polímero condutor cujas fibras são usadas na produção de tecidos para camuflagem contra radares, pois absorvem micro-ondas. A análise elementar do pirrol resulta na seguinte composição percentual em massa: carbono = 71,6%; nitrogênio = 20,9% e hidrogênio = 7,5%. Dadas as massas molares, em g/mol, para o C = 12; o N = 14 e o H = 1, e sabendo-se que a massa molar do pirrol é de 67g/mol, escreva as fórmulas molecular e estrutural do pirrol. RESOLUÇÃO: Para 100g do composto 71,6g de C 20,9g de N 7,5g de H Cálculo da quantidade em mol de C: 1 mol de C –––––– 12g x –––––– 71,6g x = 5,97 mol de C Cálculo da quantidade em mol de N: 1 mol de N –––––– 14g y –––––– 20,9g y = 1,49 mol de N Cálculo da quantidade em mol de H: 1 mol de H –––––– 1g z –––––– 7,5g z = 7,5 mol de H Proporção entre números de átomos: 5,97 : 7,5 : 1,49 = 4 : 5 : 1 A fórmula mínima do composto será: C4H5N Cálculo da massa molar da fórmula mínima: M do C4H5N = (4 . 12 + 5 . 1 + 1 . 14)g/mol = 67g/mol Portanto, a fórmula molecular será: C4H5N O pirrol é uma amina secundária (tem o grupo — N — ) | H e como a cadeia é fechada, não ramificada e insaturada, a sua fórmula estrutural é: H—C H—C N | H C—H C—H 4. Em 2004, iniciou-se, no Brasil, a exploração de uma importante jazida de minério de cobre. Nestes minérios, o metal é normalmente encontrado na forma de sulfetos, como o CuS, e, para sua obtenção, o minério é submetido à ustulação – aquecimento sob atmosfera de ar ou de oxigênio. Neste processo, além do cobre metálico, obtém-se o dióxido de enxofre. Como subproduto, pode-se obter o ácido sulfúrico, por reação do SO2 com o oxigênio, formando o trióxido de enxofre (SO3), e deste com a água, resultando no H2SO4. a) Escreva a equação química para a ustulação do CuS. b) Dadas as massas molares, em g·mol–1: H = 1; S = 32 e O = 16, calcule a massa de ácido sulfúrico que pode ser obtida a partir de 64kg de SO2. Apresente seus cálculos. RESOLUÇÃO: a) A equação química do processo é: Δ CuS + O2 ⎯→ Cu + SO2 b) SO2 + 1/2O2 → SO3 H2O + SO3 → H2SO4 –––––––––––––––––––––––––– SO2 + 1/2O2 + H2O → H2SO4 1 mol 1 mol ↓ ↓ 64g –––––––––––––––– 98g 64kg –––––––––––––––– x x = 98kg 5. Na indústria, a amônia é obtida pelo processo denominado HaberBosch, pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado, conforme mostra a reação não balanceada: ⎯⎯⎯⎯→ N2(g) + H2(g) ←⎯⎯⎯⎯ NH3(g) catalisador Com base nessas informações, considerando um rendimento de 100% e sabendo que as massas molares desses compostos são: N2 = 28 g/mol, H2 = 2 g/mol, NH3 = 17 g/mol, calcule a) a massa de amônia produzida reagindo-se 7g de nitrogênio com 3g de hidrogênio. b) Nas condições descritas no item a, existe reagente em excesso? Se existir, qual a massa em excesso desse reagente? RESOLUÇÃO: a) N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ← 1 mol ––––– 3 mol –––––– 2 mol ↓ ↓ ↓ 28g ––––––– 6g –––––––– 34g 7g ––––––– 1,5g –––––––– x reagente reagente limitante em excesso b) Massa em excesso de hidrogênio (H2) = 3g – 1,5g = 1,5g – 27 QUÍMICA BE x = 8,5g C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 28 MÓDULO 12 Compostos Inorgânicos 3. Um dos possíveis meios de se remover CO2 gasoso da atmosfera, diminuindo assim sua contribuição para o “efeito estufa”, envolve a fixação do gás por organismos microscópicos presentes em rios, lagos e, principalmente, oceanos. Dados publicados em 2003 na revista Química Nova na Escola indicam que o reservatório da hidroelétrica de Promissão, SP, absorve 704 toneladas de CO2 por dia. a) Calcule a quantidade de CO2, expressa em mol/dia, absorvida pelo reservatório. (Dado: massa molar de CO2 = 44 g/mol.) b) Suponha que parte do CO2 permaneceu dissolvida na água do reservatório, na forma CO2(aq). Empregando equações químicas, discuta qualitativamente o efeito que o CO2 dissolvido terá sobre as características químicas da água do reservatório. RESOLUÇÃO: a) CO2: M = 44g/mol 44g –––––– 1mol 704 . 106g ––––––– x 1. Um tipo bastante importante de reação química são as de decomposição, reações nas quais uma única substância reagente origina como produto duas ou mais substâncias. Considerando as reações de decomposição I, II e III, identifique os produtos A, B, D e E. luz I: H2O2 (l) ⎯⎯⎯→ A (l) + B (g) calor II: CaCO3 (s) ⎯⎯⎯→ C (s) + D (g) III: H2O (l) corrente ⎯⎯⎯→ E (g) + B (g) elétrica RESOLUÇÃO: I. Decomposição do peróxido de hidrogênio: luz H2O2(l) ⎯⎯→ H2O(l) + 1/2 O2(g) A II. Decomposição do carbonato de cálcio: calor CaCO3(s) ⎯⎯→ CaO(s) C III.Decomposição da água: corrente H2O(l) ⎯⎯⎯⎯→ H2(g) + 1/2O2(g) elétrica E A: H2O D: CO2 B: O2 E: H2 B + CO2(g) D B x = 16 . 106 mol ∴ 1,6 . 107 mol b) CO2(g) → CO2(aq) ← → CO2(aq) + H2O(l) → H2CO3(aq) ← H+(aq) + HCO– (aq) ← 3 A dissolução do CO 2 na água do reservatório torna-a ácida (pH < 7), de acordo com as equações acima envolvidas. 2. Algumas substâncias, quando dissolvidas em água, reagem produzindo íons em solução. Dentre estas substâncias, algumas são muito comuns: cloreto de hidrogênio (HCl) e cloreto de sódio (NaCl). Considerando as interações destas substâncias com a água, individualmente, escreva as equações químicas para as reações que envolvem a) a dissociação dos íons existentes no composto originalmente iônico. b) a ionização da substância que originalmente é um composto covalente. RESOLUÇÃO: a) A equação química que representa a dissociação dos íons existentes no cloreto de sódio é: H2O Na+Cl –(s) ⎯⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) ou Na+Cl –(s) + (x + y) H2O → Na+(H2O)x + Cl –(H2O)y b) A equação química que representa a ionização do cloreto de hidrogênio é: HCl(g) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl –(aq) ← 4. Os exoesqueletos de muitos corais e moluscos são formados em grande parte por carbonato de cálcio. Uma maneira de determinar o teor de cálcio em amostras de conchas consiste em solubilizá-las e separar o cálcio das demais substâncias por precipitação. O precipitado formado é separado por filtração, determinando-se sua massa e encontrando-se seu teor através de cálculos estequiométricos. As equações que descrevem as reações desse processo são: a) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl b) CaCO3 → CaO + CO2 CO2 + H2O → H2CO3 c) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CO2 + H2O → H2CO3 d) Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + 2CO2 CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl e) Ca(HCO3)2 → CaO + 2CO2 + H2O CO2 + H2O → H2CO3 RESOLUÇÃO: As equações químicas que envolvem a determinação do teor de cálcio são: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) CaCl2(aq) + 2NaOH(aq) → Ca(OH)2(s) + 2NaCl(aq) Resposta: A QUÍMICA BE 28 – Uma equação química que representa essa reação é a) NH3 + H2SO4 → H2O + NH4SO4 b) 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 c) 2 NH3 + H2SO4 → H2O + (NH4)2SO3 d) NH3 + H2SO4 → H2O + NH3SO3 e) NH3 + H2SO4 → NH5SO4 RESOLUÇÃO: A equação química que representa a reação entre NH3 e H2SO4 é: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Resposta: B 6. o átomo de cloro no hipoclorito é reduzido a cloreto (Cl–). um composto de aspecto gelatinoso que arrasta impurezas para o fundo do tanque de tratamento. Quantos elétrons o átomo de cloro ganha nesse processo? RESOLUÇÃO: a) Al2 (SO4)3 + 3Ca (OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 b) A fórmula do hipoclorito de sódio é NaClO. que tem ação bactericida (mata bactérias) e fungicida (mata fungos). adiciona-se hipoclorito de sódio.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 29 5. NaClO ⎯⎯→ Cl– 1+ Δe– = 2 Cada átomo de cloro do hipoclorito recebe 2 elétrons. Nessas estações. A reação destes dois compostos leva à formação de hidróxido de alumínio. sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio são adicionados à água. A ação bactericida e fungicida deste composto se deve ao forte poder oxidante do ânion hipoclorito. 1– – 29 QUÍMICA BE . b) Escreva a fórmula química do hipoclorito de sódio. O fertilizante sulfato de amônio pode ser obtido pela reação química que ocorre pela passagem de amônia gasosa (NH3) em ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). primeiramente um “tratamento primário” remove partículas de sujeira e detritos por peneiramento e filtração. As estações municipais de tratamento de água transformam a água contaminada na água potável que chega a nossas casas. Em seguida. num “tratamento secundário”. a) Escreva a reação química balanceada entre sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Numa reação de oxidorredução. numa última etapa. Finalmente. levando à formação de hidróxido de alumínio e sulfato de cálcio. 1 mol de HCl ––––– 1 mol de NaOH nA ––––– nB Logo: nA = nB MAVA = MBVB mol MA · 10. RESOLUÇÃO: a) HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O ( ) + – ou H(aq) + OH(aq) → H2O ( ) Relacione os segmentos A e B com as energias correspondentes e a dependência dos mesmos com o catalisador.120 –––– · 14. o Fe2O3 catalisa a reação entre NH4ClO4 e Al.5 mL L MA = 0.0 mL de uma solução de ácido clorídrico. temos a sequência para determinar os coeficientes: 1NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1/3AlCl3 + NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O 3NH4ClO4 + Al → 1Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O 3NH4ClO4 + 3Al → 1Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O b) segmento A: energia de ativação da reação catalisada. segmento B: variação de entalpia (ΔH). O catalisador diminui a energia de ativação. resultando nos produtos sólidos Al2O3 e AlCl3 e gasosos NO e H2O. foi construído um gráfico que representa a concentração de fenolftaleína em função do tempo. (UFSCar) – O primeiro veículo lançador de satélites (VLS) desenvolvido no Brasil foi destruído por um incêndio. (UNIFESP) – Para neutralizar 10. QUÍMICA BE 30 – . perclorato de amônio (NH4ClO4) e o catalisador óxido de ferro (III). Durante a decolagem. Neste experimento. da solução de HCl. RESOLUÇÃO: a) Admitindo-se coeficiente 1 para a substância NH4ClO4. Nesta titulação ácido-base foi utilizada fenolftaleína como indicador do ponto final da reação. a velocidade da reação decresce. O incêndio ocorreu devido à combustão do combustível sólido da aeronave. Após o final da reação.174 mol/L ΔM b) vmédia = ––––– = Δt 3 × 10–3 mol/L – 5 × 10–3 mol/L = –––––––––––––––––––––––––––––– 50s – 0s vmédia = 4 · 10–5 mol/L · s A velocidade da reação é dada por uma fórmula do tipo: v = k [fenolftaleína]x À medida que a concentração do reagente (fenolftaleína) diminui. da reação que ocorre durante a decolagem deste ônibus espacial.000°C. No caso. causando a morte de 21 engenheiros e técnicos. em 22 de agosto de 2003. a) Escreva a equação química. b) Calcule a velocidade média de reação de decomposição da fenolftaleína durante o intervalo de tempo de 50 segundos iniciais de reação.5 mL de solução de hidróxido de sódio 0. mas torna-se rosa na presença de base em excesso.0 mL = 0. devidamente balanceada. atingindo temperaturas da ordem de 3. Suponha que um ônibus espacial utilize um combustível sólido constituído de alumínio em pó.120 mol/L. B representa a energia absorvida pela reação. b) O gráfico a seguir apresenta as curvas de uma reação que ocorre na presença e na ausência de um catalisador. não depende do catalisador. em mol/L. Explique por que a velocidade de reação não é a mesma durante os diferentes intervalos de tempo.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 30 MÓDULO 13 Cinética Química 2. 1. a) Escreva a equação da reação de neutralização e calcule a concentração. A fenolftaleína é incolor no meio ácido. percebe-se que a solução gradativamente fica incolor à medida que a fenolftaleína reage com excesso de NaOH. foram gastos 14. Catalisador acelera reações. (UNIFESP) – Estudos cinéticos da reação entre os gases NO2 e CO na formação dos gases NO e CO2 revelaram que o processo ocorre em duas etapas: I. a velocidade dobra. NO2(g) + NO2(g) → NO(g) + NO3(g) II. 0.30 mol/L e [ICl] = 0. RESOLUÇÃO: a) Mantendo-se a concentração de ICl constante (0. 10–7 = k .6 . aumenta a quantidade de gás carbônico.6 v = 5. o tempo é o mesmo para o consumo total da H2O2. 0. Partindo de uma concentração menor que a da curva A.6 mol/L.76 . – 31 QUÍMICA BE .2 . não podendo. [H2]1 b) Cálculo da constante de velocidade (k) nas condições da experiência.15 . 10–6 mol/L . 5. a) Apresente a equação global da reação e a equação da velocidade da reação que ocorre experimentalmente.15 mol/L. A expressão da equação da velocidade de uma reação deve ser determinada experimentalmente. RESOLUÇÃO: a) Curva B. temos v = 7. a) Qual das curvas representa a reação catalisada? Justifique. a adição de um catalisador. Quando [H2] = 0. resultando água e gás oxigênio. [H2] v = 1. b) Curva C. a velocidade também dobra. ser predita diretamente a partir dos coeficientes estequiométricos da reação. NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) O diagrama de energia da reação está esquematizado a seguir. sendo uma delas catalisada por óxido de ferro (III). em geral. 0. II. 10–7 mol/L.2 .15 mol/L). Mantendo-se a concentração de H2 constante (0. dobrando a concentração de ICl. portanto. na curva B. A figura abaixo representa a decomposição de três soluções de água oxigenada em função do tempo. decompõem-se.15 mol/L). errada: libera calor. dobrando a concentração de H2. Lei da velocidade v = k [ICl]1 . Soluções aquosas de água oxigenada. O gráfico a seguir apresenta dados experimentais que possibilitam a obtenção da expressão da velocidade da seguinte reação: 2ICl(g) + H2(g) → I2(g) + 2HCl(g) a) Escreva a expressão da equação da velocidade para essa reação. não altera a quantidade de CO2. Fe2O3. b) Verifique e justifique se cada afirmação a seguir é verdadeira: I. H2O2. errada: catalisador não desloca equilíbrio. RESOLUÇÃO: a) I) NO2(g) + NO2(g) → NO(g) + NO3(g) II) NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– equação NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g) global A equação de velocidade é tirada da etapa lenta (I): v = k [NO2]2 b) I. b) Calcule a constante de velocidade nas condições da experiência e determine a velocidade da reação se as concentrações de ICl e H 2 forem 0. verifica-se que. 0. quando o equilíbrio é atingido.30 k = 1. reação exotérmica II. [H2] 7. b) Qual das curvas representa a reação mais lenta? Justifique.6 . É uma reação de 1a ordem em relação a ICl.s v = k [ICl] . 10–5 L/mol .C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 31 3. 10–5 . s Cálculo da velocidade de reação v = k [ICl] . s 4. observa-se uma diminuição maior da [H2O2] num mesmo intervalo de tempo. verifica-se que.6 . a reação em estudo absorve calor. Trata-se de uma reação de 1a ordem em relação a H2. que desloca o equilíbrio no sentido de expansão de volume (para a direita). Calcule o valor da constante de equilíbrio (Kp) para a reação nessa temperatura. d) acrescentar CaCO3 ao sistema. e que o sistema está em equilíbrio. sentido no qual ocorre aumento de volume de gases. diminuindo o rendimento de CaO(s).25 atm. A adição de CO2 deslocará o equilíbrio para a esquerda. O principal constituinte do calcário é o carbonato de cálcio. devemos deslocar o equilíbrio para a direita. → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) 0V 1V 1. e) retirar parte do CaCO3 do sistema. no estado de equilíbrio. temos: (1.25 atm. uma vez que grafita natural de boa qualidade para uso industrial é escassa. e a reação de decomposição é representada pela equação: → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) Considerando-se que uma amostra de calcário foi decomposta a 900°C.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 32 MÓDULO 14 Equilíbrio Químico I 2.50 atm e 1. RESOLUÇÃO: → C(grafita) + CO2 (g) ← 2 CO (g) A expressão da constante de equilíbrio em termos de pressão parcial é: (pCO)2 Kp = –––––––– (pCO ) 2 Como no equilíbrio as pressões parciais de CO e CO2 são respectivamente 1. a grafita reage segundo a reação: C(grafita) + CO (g) ← 2 CO (g) → 2 A 1 000 ºC. mantendo a pressão e o volume constantes.50)2 Kp = –––––––– = 1. b) diminuir a pressão do sistema. respectivamente. mantendo o volume constante. a rocha calcária é moída e aquecida a uma temperatura de cerca de 900°C em diversos tipos de fornos. RESOLUÇÃO: Para aumentar a produção de óxido de cálcio. onde ocorre sua decomposição térmica. as pressões parciais de CO e CO2 são 1. é um dos materiais de construção utilizado há mais tempo.50 atm e 1. Em atmosferas ricas em dióxido de carbono. conhecido comercialmente como cal virgem. Para sua obtenção. O óxido de cálcio. a 1 000 ºC. Resposta: B QUÍMICA BE 32 – .80 1. em um recipiente fechado dotado de um êmbolo que permite ajustar o volume e a pressão do seu interior. um procedimento adequado para aumentar a produção de óxido de cálcio seria a) aumentar a pressão do sistema. aumentando a produção de óxido de cálcio. mantendo a pressão e o volume constantes.25 A adição de ou a retirada de CaCO3(s) não afeta o equilíbrio. c) acrescentar CO2 ao sistema. A produção de grafita artificial vem crescendo significativamente. A única alternativa correta é a diminuição da pressão do sistema. adquire cor amarela. Portanto. Sob condições experimentais adequadas.5 = –––––––––––– (3 – x) (2 – x) x2 – 7x + 6 = 0 +7± 49 – 4 . De acordo com o princípio de Le Chatelier. c) verde. RESOLUÇÃO: A(g) início reage e forma equilíbrio 3 mol/L x 3–x + B(g) 2 mol/L x 2–x → ← C(g) 0 x x a) A reação de conversão do gás metano para etano é uma reação endotérmica? No sistema em equilíbrio.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 33 3. e) preto. se for menor que 0. Num recipiente de volume 1 litro. A concentração de gás metano diminui com o aumento da temperatura. a concentração de gás metano pode ser aumentada se houver um aumento de temperatura? Justifique suas respostas. A constante de equilíbrio (KC) na temperatura da [C] experiência é igual a 0. b) No sistema em equilíbrio. o sistema adquire cor azul e. Como não há variação na quantidade de matéria (2 mols de reagentes e 2 mols de produtos). O equilíbrio foi deslocado para a direita. aumenta a concentração dos produtos. qual a cor desse sistema quando for atingido o equilíbrio? a) azul. b) A adição de um catalisador não desloca o equilíbrio. se adiciona um catalisador e quando há um aumento de pressão? Justifique suas respostas. o gás metano pode ser convertido nos gases etano e hidrogênio: ⎯→ 2 CH4 (g) ←⎯ C2H6 (g) + H2 (g) Para essa reação.7. [B] x 0. portanto a concentração do hidrogênio permanece constante. d) branco. um aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica. o volume diminui. 6 x = –––––––––––––––––– 2 x1 = 6 (não serve como resposta) x2 = 1 No equilíbrio. teremos: [A] = 3 – x = 2 mol/L [B] = 2 – x = 1 mol/L [C] = x = 1 mol/L [C] 1 –––– = –– = 0. a constante de equilíbrio aumenta. Temperatura (K) 298 400 600 constante de equilíbrio 9 x 10–13 8 x 10–10 6 x 10–7 4. pois o equilíbrio é deslocado no sentido de formação do etano. não há deslocamento do equilíbrio por aumento de pressão. qual deve ser o efeito na concentração do gás hidrogênio quando.5. b) amarelo.5 2 [A] ↓ cor amarela Resposta: B – 33 QUÍMICA BE . fazendo aumentar as concentrações de todos os participantes do equilíbrio. colocaram-se 3 mol de A para reagir com 2 mol de B. no equilíbrio.7. [C] KC = ––––––– [A] . se –––– [A] for maior que 0. Porém. a reação de formação dos produtos é endotérmica. RESOLUÇÃO: [C2H6] · [H2] Kc= –––––––––––– a) [CH4]2 Aumentando-se a temperatura. Logo. Sabendo-se que. a dependência da constante de equilíbrio com a temperatura é dada na tabela. segundo a equação da reação: → A(g) + B(g) ← C(g). separadamente. numa mesma temperatura. b) Pelo gráfico. um aumento da temperatura ← implica uma diminuição da constante de equilíbrio. e 0. podemos concluir que o sistema se encontra em equilíbrio. 23 H 2 Observando o gráfico. 4 x 10–5 atm. Isso significa que a reação I é mais espontânea. p3 H 2 Vamos determinar o quociente reacional (Qp ) a 460°C: pCH . Na produção de hidrogênio por via petroquímica. Essas reações ocorrem a temperaturas elevadas. portanto. RESOLUÇÃO: a) A reação de CO com H2 pode ser expressa por: CO(g) + 3H2(g) → CH4(g) + H2O(g) KI ← pCH . chegando a um equilíbrio de constante KI no caso do CO e a um equilíbrio de constante KII no caso do CO2. 2 atm. pH O 4 2 KI = –––––––––––––– pCO . Explique. em termos do módulo da quantidade de calor ( Q ) envolvida. CH4 e H2O. eram. b) As transformações de CO e CO2 em CH4 mais H2O são exotérmicas ou endotérmicas? Justifique sua resposta. o calor desprendido ou absorvido é maior? Explique. a) Num experimento de laboratório. c) Em qual das duas transformações. em que reagentes e produtos são gasosos. as pressões parciais de CO. Usando-se o próprio hidrogênio. 0.4 atm. Podemos concluir que ambas reações são exotérmicas. a reação I libera mais calor. c) A reação I libera mais calor. na de CO ou na de CO2. verificamos que tanto para a reação I: (CO(g) + 3H2(g) → CH4(g) + H2O(g) ) como para a reação II: ← (CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O(g) ). uma vez que CO é veneno de catalisador. sobram traços de CO e CO2 nesse gás. A reação I apresenta maior valor para a constante de equilíbrio que a reação II. 0. QUÍMICA BE 34 – . H2. sendo transformadas em CH4 e H2O. pH O 0. verificamos que o Qp é igual a KI e. Verifique se o equilíbrio químico foi alcançado. realizado a 460 °C.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 34 5. Levando em conta apenas a entalpia. o que impede sua aplicação em hidrogenações catalíticas. essas impurezas são removidas. O gráfico traz a variação dessas constantes com a temperatura.4 . respectivamente. 10–5 .4 atm. p3 4 .4 4 2 Qp = –––––––––––––– = –––––––––––– = 500 pCO . 0 a 3.0 . Após um período de descanso.0 . Apresente seus cálculos.0 . pois a concentração de H3O+ é elevada deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. II. no músculo. em função da acidez do meio.0 . são: O C O C O OH CH3 H 2O O C O C O OCH3 H3O+ 1. 1.O equilíbrio entre o ácido láctico e o lactato em meio aquoso encontra-se representado na equação química: — — H O + H2O OH H O + H 3O + O– CH3 — C — C — OH Ácido Láctico Lactato Ka = 1. o que resulta na diminuição do pH no músculo.0 . . Considere os fármacos aspirina e anfetamina. aproximadamente neutro. O C O C O OH CH3 H2O O C O C O OCH3 H3O+ A anfetamina é preferencialmente absorvida no intestino delgado. ––––––––––––– = ––––––––– [ácido láctico] 1. é uma etapa importante para a absorção de fármacos a partir do trato gastrintestinal (estômago e intestino). a concentração de H3O+ diminui (H3O+ + OH– ← 2H2O). 10–7 [lactato] –––––––––––– = 1.4.0 . envolvendo produção de ácido láctico. um dos mecanismos de absorção por meio das mucosas do estômago e do intestino baseia-se no fato de a molécula estar na sua forma neutra. A solubilização no meio biológico. A aspirina é preferencialmente absorvida no estômago.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 35 MÓDULO 15 Equilíbrio Químico II 2.0. 10–7 mol/L [lactato] . cujas fórmulas e equilíbrios em meio aquoso. o organismo humano utiliza a glicose como principal fonte de energia. [H3 Ka = ––––––––––––––––– [ácido láctico] O+] Lactato — CH3 — C — C CH3 — C — C OH Supondo-se que o único mecanismo de absorção por meio das mucosas seja a neutralidade do fármaco. 10–7 1. pois como → o meio é alcalino. 10–7 mol/L pH = – log [H3O+] 7 = – log [H3O+] [H3O+] = 1. quando o pH for igual a 7. e o organismo adotar rota alternativa menos eficiente. no intestino delgado. III. pois a sua concentração é constante: — — — — CH3 — C — C OH — — — Equilíbrio químico para a aspirina em meio aquoso CH3 CH2 CH NH3+ H2O CH2 CH NH2 CH3 H3O+ Equilíbrio químico para a anfetamina em meio aquoso — — H O + H2O OH H O + H3O+ O– — OH Ácido Láctico [lactato] . Sabe-se que I. RESOLUÇÃO: A concentração de H2O não entra na expressão do Ka. RESOLUÇÃO: A aspirina e a anfetamina serão absorvidas nas formas O C OH CH3 O C O e CH3 CH2 CH NH2 Quando o pH for igual a 7. o fornecimento de oxigênio pode se tornar insuficiente.0 . mas quando o esforço é muito intenso. que é essencialmente aquoso. o pH do músculo retorna ao seu valor normal. 10–4 = ––––––––––––––––––– [ácido láctico] [lactato] 1. Havendo suprimento adequado de oxigênio. identifique o órgão do trato gastrintestinal no qual cada um dos fármacos mencionados será preferencialmente absorvido. Na prática de exercícios físicos. a concentração dos íons H 3 O + é igual a 1. no estômago. o pH pode ter valores de até 8. obtém-se o rendimento energético máximo possível.0 x 10–4 Calcule a razão entre as concentrações do íon lactato e do ácido láctico nas condições de equilíbrio químico. Justifique sua resposta. o pH pode ter valores de 1. deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. 103 [ácido láctico] 10–4 absorvida CH3 CH2 CH NH3+ absorvida H2O CH2 CH3 CH NH2 H3O+ – 35 QUÍMICA BE — — — — — — pois elas são moléculas neutras. Dado: Constante do produto de solubilidade do BaSO4 = 1 x 10–10. o aluno dissolveu quantidades suficientes para obtenção de soluções aquosas 0. Após a dissolução. o pH fica constante. Calcule a quantidade de íons Ba2+ inicialmente dissolvida na suspensão e. e na garrafa 2 a concentração de gás aumenta e o pH diminui. CH3COONa. sendo uma com gás e outra sem.1 mol/L de cloreto de sódio. < 7 e < 7. pois a quantidade de íons Ba2+ é inferior a 10–2 mol. Após a conexão entre as duas garrafas. > 7 e > 7. Os íons Ba2+ são tóxicos e a absorção de 10–2 mol desse íon pode ser fatal para um ser humano adulto. No equilíbrio. Assim. a) = 7. > 7 e < 7. nos quais os pacientes ingerem uma dose constituída por 200 mL dessa suspensão. Em um laboratório químico. acetato de sódio. 10–6 mol de Ba2+ 1000 O paciente não corre risco de morrer. a concentração de gás na garrafa 1 diminui e o pH aumenta. tem-se: [CO2(aq)] aumenta. RESOLUÇÃO Determinação da concentração de íons Ba2+ na solução saturada de BaSO4. B e C. 4. NaCl. Utilizando água destilada (pH = 7). Um estudante conectou. < 7 e > 7. e) = 7. pode-se concluir que o gráfico que melhor representaria a variação de pH é: 5. respectivamente. RESOLUÇÃO: NaCl: não sofre hidrólise (pH = 7) – – → CH3COO + HOH ← CH3COOH + OH (pH > 7) + → NH + H O+ (pH < 7) NH4 + HOH ← 3 3 Resposta: A Com relação à garrafa não monitorada pelo peagâmetro. Suspensões de sulfato de bário. verifique se o paciente corre o risco de morrer devido à intoxicação por esse cátion. Os valores corretos obtidos foram. 10–5 y = –––––––––– mol = 2 . ocorre a passagem de gás da garrafa 1 para a garrafa 2 (difusão). 10–5mol/L 4 RESOLUÇÃO: Considere a garrafa 1 com gás (CO2 ) e a garrafa 2 sem gás. e cloreto de amônio. considerando que todo o material em solução seja absorvido pelo organismo. Resposta: D 36 – . Justifique sua resposta. podem ser utilizadas como contraste em exames radiológicos. – → CO2(aq) + H2O(l) ← H +(aq) + HCO 3(aq) pH = – log [H +] Para a garrafa 2. d) < 7. duas garrafas de água mineral. respectivamente. por meio de uma mangueira. B e C. nos recipientes A. o aluno mediu o pH das soluções dos recipientes A. pH diminui QUÍMICA BE H2O Cálculo da quantidade de íons Ba2+ em 200mL da solução saturada de BaSO4: 1 x 10–5 mol de Ba2+ ––––––– 1000 mL y ––––––– 200 mL 200 .C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 36 3. um aluno identificou três recipientes com as letras A. b) = 7. = 7 e < 7. [H +(aq)] aumenta. c) > 7. NH4Cl. ele acompanhou a variação de pH e pôde construir um gráfico registrando a variação de pH em função do tempo. devido à propriedade de serem opacas aos raios X. Por meio de um peagâmetro inserto na água com gás. B e C. Seja s a solubilidade em mol/L: BaSO4(s) ⎯⎯⎯→ Ba2+(aq) + SO2– (aq) 4 s s s Ks = [Ba2+] [SO2– ] → 1 . 10–10 = s2 → s = 1 . o período A variação da afinidade eletrônica na tabela periódica é: Cl < Cl – Podemos concluir que o raio atômico do cloro será menor que o raio do íon cloreto: rCl < 181 pm b) Decomposição do peróxido de hidrogênio: H2O2 ⎯→ H2O + 1/2O2 ↓ ↓ 1 mol –––––––––––– 0. em que 1 pm = 10–12 m. é um composto utilizado como fertilizante para plantas. e) o elemento Z pertence ao grupo 15 (V A) e está no quarto período da classificação periódica. a) Faça uma estimativa dos raios atômicos do K e do Cl. Os íons K+ e Cl – apresentam raios iônicos respectivamente iguais a 138 pm e 181 pm. decompondo-se quando exposto à luz. seu raio aumenta graças a uma maior repulsão entre os elétrons: Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5. Calcule a quantidade em mol de moléculas do gás produzido. o átomo do elemento Z tem a maior afinidade eletrônica. 3. O cloreto de potássio. Resposta: B – 37 QUÍMICA BE . grupo 17 (halogênio). RESOLUÇÃO: a) Quando um átomo perde elétrons (transformando-se em cátion). c) dentre os citados. b) Escreva a equação da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio. seu raio diminui devido a uma maior atração do núcleo sobre os elétrons que restaram: K > K+ Podemos concluir que o raio atômico do potássio será maior que o raio do íon potássio: rK > 138pm Quando um átomo ganha elétrons (transformando-se em ânion). Y e Z apresentam as seguintes configurações eletrônicas no seu estado fundamental: X → 1s2 2s2 2p5 Y → 1s2 2s2 2p6 3s1 Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 É correto afirmar que: a) dentre os citados. d) o potencial de ionização do elemento X é menor do que o do átomo do elemento Z. H2O2. papel e polpa de madeira. Os átomos dos elementos X. O peróxido de hidrogênio. RESOLUÇÃO: X → 1s2 2s2 2p5. A variação do potencial de ionização na tabela periódica é: X apresenta maior potencial de ionização. b) o elemento Y é um metal alcalino e o elemento Z é um halogênio. 4. é um produto químico de grande importância industrial. É usado em grande escala como alvejante para tecidos. período 1. grupo 17 (halogênio). o átomo do elemento X tem o maior raio atômico.o período o Y → 1s2 2s2 2p6 3s1.5 mol x = 5 mols de moléculas de oxigênio 10 mol ––––––––––– x X apresenta maior afinidade eletrônica. grupo 1 (metal alcalino). KCl. na decomposição de 10 mols de moléculas de peróxido de hidrogênio. 2. Justifique a sua resposta.C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 37 MÓDULO 16 Tabela Periódica e Radioatividade 2. C2 RGeral QUI BE Prof Lu 21/10/10 08:46 Página 38 3. O principal fornecedor desse isótopo é o Canadá. (UFSCar) – O uso de isótopos radioativos. O tálio-203 1 incorpora o próton acelerado e rapidamente se desintegra. calcule o período de tempo. o carbonato de cálcio pode ser apresentado em comprimidos que contêm 625 mg de CaCO3. e problemas técnicos recentes em seus reatores resultaram em falta desse material no Brasil. formando Tl-201. um isótopo com meia-vida de 73 horas. logo: P P 80 ⎯⎯→ 40 ⎯⎯→ 20 t = 2P (período de meia vida) 320 = 2P P = 160 dias Pela tabela periódica dada: 45 Ca 20 ⎯→ β + 0 –1 45 X 21 b) A OMS recomenda uma dose diária de 1000 mg de cálcio e o comprimido tem 625 mg de CaCO3: 1 CaCO3 ⎯⎯⎯→ 1 Ca 100g –––––––– 40g 625mg –––––––– x 625 . tem aumentado muito nos últimos anos. bombardeado por próton (1p) acelerado em acelerador de partículas. Posteriormente. e cuja curva de decaimento é representada na figura. O: 16 RESOLUÇÃO: a) Pelo gráfico. 201 1 1 82Pb = chumbo-201. Para isso. A suplementação desse nutriente é necessária para alguns indivíduos. O tálio-201 pode ser produzido a partir do tálio-203. o chumbo-201 sofre nova desintegração. durante o qual essa amostra pode ser utilizada para a realização de exames médicos. A OMS (Organização Mundial da Saúde) recomenda uma dose de 1000 mg/dia na fase adulta. formando chumbo-201 e emitindo nêutrons no processo. Uma proposta alternativa para solucionar o problema no país foi substituir o tecnécio-99 pelo tálio201. sendo o tecnécio-99 o mais usado em clínicas e hospitais brasileiros. Dados: 203 81Tl 4. 204 82Pb (sic) = chumbo-204. em Medicina. RESOLUÇÃO: a) 203 Tl 81 + 1 p 1 → 201 Pb 82 + 3 1n 0 b) t1/2 = 73h 73h A0 73h A0 A0 ⎯→ –––– ⎯→ –––– 2 4 Período de tempo = 146h A absorção deficiente de cálcio está associada a doenças crônicas como osteoporose. a) Determine a meia-vida do radioisótopo Ca-45 e escreva a equação do decaimento do Ca-45. 1p próton. 40 x = ––––––– 100 x = 250mg de cálcio em 1 comprimido 250mg ––––– 1 comprimido 1000mg ––––– y 1000 y = ––––– 250 y = 4 comprimidos QUÍMICA BE 38 – . pode ser utilizado o radioisótopo Ca-45. Pede-se: a) Escreva a equação balanceada. que decai emitindo uma partícula beta negativa. Dados: massas molares em g/mol: Ca: 40. expresso em horas. a atividade deste radioisótopo cai de 80kBq para 20 kBq em 320 dias. câncer de cólon e obesidade. = tálio-203. e que pode 0 ser utilizada em exames médicos até que sua atividade se reduza a A0/4. 0n nêutron. A necessidade de cálcio varia conforme a faixa etária. que representa a reação nuclear para a produção de 201Pb. (UNIFESP) – No estudo do metabolismo ósseo em pacientes. a partir do bombardeamento do 203Tl com prótons. C: 12. b) Determine o número de comprimidos do suplemento carbonato de cálcio que corresponde à quantidade de cálcio diária recomendada pela OMS para um indivíduo adulto. segundo o processo descrito no enunciado dessa questão. b) Considerando que na amostra inicial de radiofármaco contendo 201Tl tem uma atividade radioativa inicial igual a A . C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página I Química Curso Extensivo – D QUÍMICA D . C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página II QUÍMICA D . Ao retornarem a seus níveis de origem. o CuCl2 (cor verde esmeralda) e outros. que representam: – a decomposição do clorato de potássio. como o enxofre (S8) e o carbono (C). Ligações Químicas RESOLUÇÃO: a) 2 KClO3(s) ⎯⎯→ Δ 1 MODELOS Thomson Lembrete: Questão 1 Dalton Rutherford 2 KCl(s) + 3 O2(g) S8(s) + 8 O2(g) ⎯⎯→8 SO2(g) 2 Mg(s) + O2(g) ⎯⎯→2 MgO(s) b) A energia produzida nas reações de combustão excita os elétrons dos íons Cu2+. Para que esses dispositivos funcionem. como se explica a emissão de luz colorida pela detonação de fogos de artifício? –1 QUÍMICA D . agora em forma de luz.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 1 Revisão MÓDULO QUÍMICA Estrutura do Átomo. a) Escreva as equações químicas. – a combustão do magnésio. A cor da luz depende da diferença de energia entre os níveis percorridos pelos elétrons. precisam ter em sua composição uma fonte de oxigênio. como o clorato de potássio (KClO3). Mg2+ e Sr2+. Podem conter também metais pirofóricos como Mg que. promovendo-os para níveis energéticos mais distantes do núcleo. devolvem aquela energia. utilizando estruturas de Lewis (fórmulas eletrônicas em que os elétrons de valência são representados por • ou x). produzindo cloreto de potássio e oxigênio diatômico. Reescreva as seguintes equações químicas. + átomo = bolinha esfera positiva com elétrons incrustados Bohr os elétrons giram ao redor do núcleo positivo 2. combustíveis. durante a combustão. emite intensa luz branca. além de agentes de cor como o SrCl2 (cor vermelha). a) H2 + F2 → 2 HF b) HF + H2O d) HF + NH3 H número atômico número de elétrons de valência 1 1 N 7 5 O 8 6 → H3O+ + F– + → NH4 F– c) 2 Na0 + F2 → 2 Na+F– Dados: F 9 7 Na 11 1 órbita proibida órbita permitida RESOLUÇÃO: • As fórmulas eletrônicas (Lewis) dos compostos são: órbitas circulares com energia constante 1. ao meio ambiente. b) Considerando o modelo atômico de Rutherford-Bohr. Os fogos de artifício propiciam espetáculos em diferentes eventos. balanceadas. tanto para os reagentes quanto para os produtos. como a do flash de máquinas fotográficas. – a combustão do enxofre. Descreva essas características.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 2 3. pois estabelece ponte de hidrogênio. formando silicato de cálcio. O = 8. Dados: 7N. pois tem maior cadeia (maior massa molecular). os átomos se unem por ligação covalente. tanto a escória como o ferro retirados encontram-se no estado líquido (fundidos). Temos íons positivos rodeados por um mar de elétrons (elétrons livres). 1H. com as seguintes configurações: C(1s2 2s2 2p2) e O (1s2 2s2 2p4) No ferro. principalmente na construção civil. Os elementos carbono e oxigênio são não-metais. 2– . Quais são as duas propriedades intensivas do ferro e da escória que permitem aplicar a técnica de separação dos componentes da mistura bifásica? Quais os tipos de ligações químicas existentes no ferro e no dióxido de carbono? RESOLUÇÃO: Propriedades intensivas são aquelas que não dependem da quantidade de matéria. O ferro (Z = 26) é metal de transição e apresenta configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. Podemos citar como propriedade intensiva a densidade. os átomos se unem por ligação metálica (tanto no estado sólido como no estado líquido). 6C. Outra propriedade intensiva é a solubilidade de um líquido no outro. e o oxigênio do ar. RESOLUÇÃO: •• N amônia H H gás carbônico O = C = O geometria molecular: linear molécula apolar H geometria molecular: pirimidal molécula polar Reações no alto-forno (T = 1 600°C): 2C (s) + O2(g) → 2CO(g) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g) CaCO3 (s) + areia → escória (l) [CaSiO3 + CO2] Números atômicos: C = 6. As moléculas de amônia e de gás carbônico apresentam formas geométricas e polaridades bem distintas. Calcário (CaCO3) é adicionado para remover a areia. minério do qual se extrai o ferro metálico. O ferrogusa é produzido em alto-forno conforme esquema. No dióxido de carbono no estado gasoso. O Brasil possui a maior reserva do mundo de hematita (Fe2O3). Tratase de dois líquidos imiscíveis que formam um sistema heterogêneo. justificando: a) H3C — CH2 — CH2 — CH2 — OH e 1-butanol H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 éter dietílico b) C2H6 e C8H18 etano octano RESOLUÇÃO: a) O 1-butanol tem maior ponto de ebulição. O=C=O QUÍMICA D 5. Si =14. b) O octano tem maior ponto de ebulição. Fe = 26. uma vez que a escória (menor densidade) flutua na superfície do ferro fundido (maior densidade). 4. indicar a de maior ponto de ebulição. usando-se carvão como reagente e combustível. um importante material usado em diversos setores. No alto-forno. Nos pares de substâncias a seguir. 8O. e) 32°C.0 1. igual a a) 12°C. TEMPERATURA (°C) SOLUBILIDADE (g/100g H2O) 10 20 30 40 31.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 3 MÓDULO 2 Soluções 2. g/1000g H2O 500 400 300 200 100 0 10 20 Temperatura.0 34. ºC 30 40 Para a obtenção de solução saturada contendo 200 g de nitrato de potássio em 500 g de água. observamos que a temperatura do sistema deve ser da ordem de 27°C. A temperatura da solução foi diminuída para 20°C e observou-se a formação de um precipitado. 600 Solubilidade. Observe o esquema: Massa do precipitado: 6g b) A dissolução do cloreto de potássio em água é um processo endotérmico. aproximadamente. explique por que houve formação de precipitado e calcule a massa de precipitado formado. pois a solubilidade desse sal aumenta com o aumento da temperatura da água.0 37. b) A dissolução do cloreto de potássio em água é um processo endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta.0g do sal em 100g de água. O cloreto de potássio é solúvel em água e a tabela a seguir fornece os valores de solubilidade deste sal em g/100g de água. d) 27ºC. em função da temperatura. b) 17°C. 400g 27ºC T(ºC) Resposta: D –3 QUÍMICA D . RESOLUÇÃO: Cálculo da massa de nitrato de potássio em 1000g de H2O na solução saturada: 500g de H2O –––––––– 200g de KNO3 1000g de H2O –––––––– x x = 400g de KNO3 Pelo gráfico. a solução deve estar a uma temperatura. (g/1000gH2O) Preparou-se uma solução de cloreto de potássio a 40°C dissolvendo-se 40. a) Analisando a tabela de valores de solubilidade. pois a solubilidade do cloreto de potássio a 20°C é menor do que a 40°C. No gráfico. encontra-se representada a curva de solubilidade do nitrato de potássio (em gramas de soluto por 1000g de água). traçando as linhas de chamada. c) 22°C. RESOLUÇÃO: a) Houve formação de precipitado.0 40. devem ser soluções isotônicas com relação aos fluidos celulares.5g ––––––––– 1 mol de NaCl x = 0. 1 .0 mol/L. RESOLUÇÃO: a) Supondo que temos 1 L ou 1000 cm3 de soro: 1 g ––––– 1 cm3 x = 1000g → massa da solução x ––––– 1000 cm3 Cálculo da massa de NaCl na solução: 1000g –––––––––– 100% (solução) x –––––––––– 0. C = M . V. Medicamentos.154 mol/L RESOLUÇÃO ALTERNATIVA: C = 10 dp. Qual é a densidade desta solução nessa mesma temperatura? Apresente os cálculos efetuados.1538 mol de NaCl 9g ––––––––– x Cálculo da concentração em mol/L: M = 0. b) A 20°C. O ácido nítrico é um dos ácidos mais utilizados na indústria e em laboratórios químicos. mas adquire coloração castanha quando exposto à luz. do NaCl no soro fisiológico? Apresente seus cálculos. por exemplo. V(L) considerando que a solução final é o soro fisiológico. qual a concentração. V = C’ .1538 mol/L C = 10 . b) Quantos litros de soro fisiológico podem ser preparados a partir de 1L de solução que contém 27 g·L–1 de NaCl (concentração aproximada deste sal na água do mar)? Apresente seus cálculos. que contém 60% em massa de HNO3 (massa molar 63g/mol).9 ∴ C = 9g/L b) Concentração inicial = 27g/L: Cálculo da massa de HNO3 em 1L de solução 1 mol de HNO3 ––––––––– 63g 13. em mol·L–1.5.0 g·cm–3.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 4 3. RESOLUÇÃO: a) Fotodecomposição do ácido nítrico 2HNO3 → 2NO2 + 1/2 O2 + 1H2O Ionização do ácido nítrico em meio aquoso HNO3 + H2O → H3O+ + NO3 ou H2O – HNO3 ⎯⎯⎯→ H+ + NO3 b) – x=9g Cálculo da quantidade em mol de NaCl: 58.365g/mL V 1L QUÍMICA D 4– . a solução aquosa de ácido nítrico descrita apresenta concentração 13.9% em massa (massa do soluto por massa da solução). da reação de fotodecomposição do ácido nítrico e da ionização do ácido nítrico em meio aquoso. 0. devidamente balanceadas. a) Escreva as equações químicas. como frascos de 1 litro de solução aquosa.9 M = 0. 1 = 9 . V’ V’ = 3L de soro fisiológico m 1365g d = ––– = ––––– = 1365g/L = 1. M M . 58. 1. Por se tratar de ácido forte. devido à reação de fotodecomposição. encontra-se totalmente na forma ionizada quando em solução aquosa diluída. Nesta reação. apresenta concentração de cloreto de sódio (NaCl) de 0. o ácido nítrico decompõe-se em dióxido de nitrogênio.5 = 10 . com densidade igual a 1. É comercializado em diferentes concentrações e volumes.9% (só soluto) 4.0 mol de HNO3 ––––––––– x x = 819g de HNO3 Cálculo de massa da solução 819g ––––––– 60% y ––––––– 100% y = 1365g de solução Densidade da solução m(g) C = ––––– → logo: m = C . É um líquido incolor. em g·mol–1. M = 10 dp ∴ M . então. 58. 0. temos: C . V’ 27 . gás oxigênio e água. na forma de preparados injetáveis. O soro fisiológico. a) Dada a massa molar do NaCl.0 . 2 mol . L–1 [SO4 ] = 0.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 5 5.4 mol . Determine a concentração em mol .2 mol . 16) g . L–1 w = 0. S = 32. Uma solução foi preparada com 17.2 mol .2 mol ∴ M = 0. L–1 2– –5 QUÍMICA D .5g de sulfato de potássio (K2SO4) e água suficiente para obter 500mL de solução. L–1 z w z = 0. 32 + 4 . L–1 dos íons potássio e dos íons sulfato na solução. L–1 Cálculo das concentrações dos íons: 2– K2SO4 ⎯⎯⎯⎯→ 2K+ + SO4 1 mol 2 mol 1 mol 0.1 mol de K2SO4 –––––––– 0. RESOLUÇÃO: Cálculo da massa molar do K2SO4 : M = (2 . O = 16. Massas molares em g . L–1 [K+] = 0. L–1 do K2SO4 : 0.1 mol Cálculo da concentração em mol .4 mol . mol–1: K = 39.2 mol .mol–1 Cálculo da quantidade de matéria do K2SO4 : 1 mol –––––––––– 174g x –––––––––– 17. mol–1 = 174 g.5g x = 0.5L de solução y –––––––– 1L de solução y = 0. 39 + 1 . II. Esse fenômeno é denominado ebulioscopia. c) Solução 2. RESOLUÇÃO: I) Errada.1 mol/L 1. II) Correta. III) Errada. Quando os líquidos estão em suas respectivas temperaturas de ebulição. A maior intensidade das forças intermoleculares no líquido 3 é uma explicação possível para o comportamento observado. Maior número de partículas dispersas. 0.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 6 MÓDULO 3 Propriedades Coligativas 2. o líquido 3 é o mais volátil. Está correto apenas o que se afirma em a) I e II.1 mol H2O ⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) 0.1 mol/L total = 0. π = M R T i c) II e III. b) Solução 1.2 mol/L a) Solução 2. 0. Maior número de partículas dispersas. Na temperatura ambiente (25°C).1 mol/L 0. menor a pressão de vapor e maior o ponto de ebulição. Quanto maior a força intermolecular. a pressão de vapor é igual para os três líquidos. e) III e IV. NaCl(s) 0. observase um aumento no seu ponto de ebulição. 1. A figura a seguir apresenta as curvas de pressão de vapor de três líquidos puros. III.1 mol/L de glicose 2. Quando os líquidos estão em suas respectivas temperaturas de ebulição. 2 e 3. b) Qual a solução em que o solvente tem maior temperatura de congelação? Justifique. d) II e IV. Resposta: D QUÍMICA D 6– . c) Qual solução tem maior pressão osmótica? RESOLUÇÃO: glicose(s) ⎯→ glicose(aq) 0. IV) Correta. Considere que os líquidos estão submetidos à mesma pressão e analise as seguintes afirmações: I. Menor número de partículas dispersas. Na temperatura ambiente. Quando se adiciona um soluto não volátil ao líquido 2. b) I e IV.1 mol/L de cloreto de sódio a) Qual a solução em que o solvente tem maior temperatura de ebulição? Justifique. em função da temperatura. a pressão de vapor do líquido 1 é maior que a dos líquidos 2 e 3.1 mol 0. IV. o líquido 1 é o mais volátil. Dadas as soluções aquosas 1. será necessário igual número de partículas dispersas em 100mL de líquido corporal (0. Rana cancrivora. Depois de atingir seu desenvolvimento pleno neste ambiente.090mol = ––––––––– ⇒ M 60.63g de NaCl: n = 0. Dados: massas molares: NaCl = 58.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 7 3. aumentando a temperatura. ← ← ← Resposta: B 4. quando sob pressão igual a 67 atm. RESOLUÇÃO: a) Cálculo da quantidade. A primeira delas é ser dotado de uma pele com alta permeabilidade. sendo que neste caso a ureia não sofre hidrólise.1 -60 -40 -20 0 20 -56 Temperatura (ºC) 25 Com base nas informações fornecidas pelo diagrama de fases para o CO2. Se o controle fosse feito exclusivamente pela retenção de ureia pelo organismo deste sapo. tais como rios e lagos. contida em 2.045mol 0. o CO2 no estado sólido passa diretamente para o CO2 no estado gasoso (sublimação). o denominado gelo seco é utilizado na refrigeração de produtos perecíveis.1 atm e – 56°C é chamado de ponto triplo. para obter o mesmo efeito de proteção que o NaCl.045mol de NaCl 2. o sapo dispõe de recursos metabólicos.045mol 144424443 0.090mol): Quantidade. no estado sólido. (UFSCar) – Um tipo de sapo do Sudeste da Ásia.40g de ureia. quando a pressão for menor que 5. entre seus tecidos e o meio aquático externo. calcule a quantidade. por osmose haveria perda de água do sapo em virtude da maior concentração de partículas dispersas no meio externo que é hipertônico com relação aos seus tecidos. –7 QUÍMICA D . nasce e cresce em locais de água doce. As curvas representam o estado de equilíbrio entre duas fases (S → L. em gramas. b) Ao se mover da água doce para a salgada. L → V. b) Considerando outra espécie de sapo. que lhe permite trocar eficientemente O2 e CO2 gasosos. em mols. A figura apresenta um esboço do diagrama de fases para o CO2. água e íons. é correto afirmar que a) o CO2 estará no estado líquido para qualquer valor de temperatura. Logo. onde o teor salino é muito mais elevado que o do seu meio aquático original. em especial quando envolvem materiais elétricos. escreva o que ocorreria a este sapo ao se mover da água doce para a água salgada. quando sob temperatura igual a 25 ºC. A segunda característica é que na procura por alimentos ele se move para manguezais. é utilizado no combate a incêndios.40g Serão necessários 5. Pressão (atm) 67 70 60 50 líquido 40 30 20 10 sólido gás 5. entre outras aplicações.0g/mol m = 5.63g m em 100mL de n = ––– ⇒ n = ––––––––– ⇒ 58.4g/mol M líquido corporal H2O NaCl(s) ⎯⎯⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) 0. S → V).1 atm. de ureia: m m n = ––– ⇒ 0. seria necessária a retenção de 2. d) as curvas representam as condições de temperatura e pressão em que existe uma única fase do CO2. No estado gasoso.090mol de partículas A ureia não sofre hidrólise.4 g mol–1.63g de NaCl por 100 mililitros de líquido corporal. cuja pele fosse permeável apenas ao solvente água. em gramas. que podem envolver a diminuição da excreção de NaCl ou da ureia (H2N – CO – NH2) contidos em seu corpo. RESOLUÇÃO: Para pressão menor que 5. O ponto que corresponde a 5. onde coexistem em equilíbrio os três estados físicos (sólido → líquido → ga← ← soso). O dióxido de carbono tem diversas e importantes aplicações.045mol 0. a) Supondo que o controle dos efeitos da mudança de ambiente fosse feito exclusivamente pela retenção de NaCl pelo organismo deste sapo. b) o CO2 pode passar diretamente do estado sólido para o gasoso.0 g mol–1. de ureia por 100 mililitros de líquido corporal para obter o mesmo efeito de proteção que no caso do NaCl. ureia = 60. o sapo adulto possui duas características marcantes. Justifique sua resposta. c) haverá equilíbrio entre os estados líquido e gasoso para qualquer valor de pressão. Para evitar os danos que poderiam resultar da mudança de ambientes. e) há mais de um conjunto de condições de pressão e temperatura em que coexistem as três fases em equilíbrio.1 atm. Apresente seus cálculos.000cal. podendo ser utilizado para soldar as peças desejadas.1 mol será 20kcal ou 20. O gás cloro. sendo dadas as energias de ligação. RESOLUÇÃO 2 Al(s) + ΔH0 = zero f → ligações rompidas 1Cl — Cl : 1 . para a reação acima. reage com a água existente nos pulmões. calcule a entalpia dessa reação nessas condições.000 Δt = tfinal – tinicial 20 = tfinal – 10 Resposta: tfinal = 30°C Cl — Cl H—O H — Cl Cl — O RESOLUÇÃO: O / \ Cl — Cl + H H ⎯→ O / \ H — Cl + H Cl ligações formadas 1H — Cl : 1(– 431kJ) 1H — O : 1(– 464kJ) 1O — Cl : 1(– 205kJ) –––––––––––––––––––– Total: –1100kJ 2. A equação química para a reação entre alumínio pulverizado e óxido de ferro (III) é: 2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s) O calor liberado nessa reação é tão intenso que o ferro produzido é fundido. obtêm-se 200kcal. 1 . o calor liberado na queima de 0. 464kJ –––––––––––––––––––– Total: 1171kJ ΔH = + 1171kJ – 1100kJ ΔH = + 71kJ Fe2O3(s) kJ ΔH0 = – 824 –––– f mol Al2O3(s) kJ ΔH0 = – 1676 –––– f mol + 2Fe(s) ΔH0 = zero f kJ ∑ΔH0 = – 824 –––– f mol reagentes kJ ∑ΔH0 = – 1676 –––– f mol produtos kJ kJ ΔHreação = ∑ΔH0 – ∑ΔH0 = – 1676 –––– – (– 824 –––– ) f f mol mol produtos reagentes QUÍMICA D kJ ΔHreação = – 852 –––– mol 8– . qual seria a temperatura final da água? Dados: CH4(g) + 2O2(g) → 2H2O(l) + CO2(g) ΔH = – 200kcal/mol de CH4 Calor específico da água = 1. (UNESP) – Sob certas circunstâncias. Conhecendo-se os valores de entalpia de formação para o Al2O3(s) = –1676 kJ/mol e para o Fe2O3(s) = –824 kJ/mol. é altamente tóxico.0 x 103g de água inicialmente a 10°C. capaz de provocar graves lesões internas. Δt 20. Q = m c Δt 20.10 mol de metano fosse aproveitado no aquecimento de 1. nas condições padrão (25ºC e 1 atmosfera de pressão). formando HCl. ao ser inalado.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 8 MÓDULO 4 Termoquímica 3. Cl2. Ligação Energia de ligação (kJ/mol) a 25°C e 1 atm 243 464 431 205 1. pode-se utilizar a reação entre alumínio (Al) pulverizado e óxido de ferro (Fe2O3) para soldar trilhos de aço.000 Δt = ––––––– ∴ Δt = 20°C 1. ácido clorídrico. pois.000 = 1000 . Se todo o calor obtido pela combustão de 0. 243kJ 2H — O : 2 . conforme a seguinte reação: Cl2(g) + H2O(g) ⎯→ HCl(g) + HClO(g) Calcular a variação de entalpia.0 cal g–1 grau1– RESOLUÇÃO: Na queima de 1 mol de CH4. como em locais sem acesso a outras técnicas de soldagem. portanto. C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 9 4. a 298K e 1 bar. Esse Programa Nacional acabou sendo extinto no final da década de 1990. corresponde a uma variação de entalpia de – 286kJ/mol. produzindo o óxido de estanho (IV). pois o ΔH é negativo. temos: – 581kJ = – 286kJ – x x = – 295kJ ΔH2 = – 295kJ 5. –9 QUÍMICA D . O cultivo da cana-de-açúcar faz parte da nossa história. a) Escreva a equação de combustão do etanol. a) Calcule a variação de entalpia (ΔH1) correspondente à decomposição do SnO2(s) nos respectivos elementos. na década de 1970. As variações de entalpia (ΔH) do oxigênio. desde o Brasil Colônia. Sn(s) + O2 (g) -286 kJ/mol H SnO(s) + 0. RESOLUÇÃO: a) A equação de combustão completa do etanol pode ser expressa por: C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) Cálculo do ΔH de combustão a partir da Lei de Hess: Inverter a equação III: C2H5OH(l) → 2C(s) + 3H2(g) + 1/2O2(g) ΔH = + 278kJ Multiplicar a equação I por 2: 2C(s) + 2O2(g) → 2CO2(g) ΔH = – 788kJ Multiplicar a equação II por 3: 3 3H2(g) + –– O2(g) → 3H2O(l) ΔH = – 858kJ 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = – 1368kJ b) A reação é exotérmica. Calcule o calor de combustão de 1 mol de etanol. a 298K e 1 bar. devidamente balanceada. RESOLUÇÃO: a) SnO2(s) → Sn(s) + O2(g) Através do diagrama. o valor do ΔH1 é + 581kJ/mol b) SnO(s) + ½O2(g) → SnO2(s) Pelo diagrama.5 O2 (g) -581 kJ/mol SnO2 (s) Assim. b) Escreva a equação química e calcule a respectiva variação de entalpia (ΔH2) da reação entre o óxido de estanho (II) e o oxigênio. com o Proálcool. Com a crise mundial do petróleo. a formação do SnO(s). a partir dos elementos. O açúcar e o álcool são seus principais produtos. a 298K e 1 bar. o incentivo à fabricação de carros a álcool surgiu. Um dos pontos altos nas discussões em Joanesburgo sobre desenvolvimento sustentável foi o pacto entre Brasil e Alemanha para investimento na produção de carros a álcool. estão representadas no diagrama a seguir. do estanho e dos seus óxidos. a partir das seguintes equações: ΔH f (kJ/mol) C (s) + O2 (g) → CO2 (g) – 394 H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (l) – 286 2 C (s) + 3 H2 (g) +1/2 O2 (g) → C2H5OH (l) – 278 b) A reação de combustão do etanol é endotérmica ou exotémica? Justifique. C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 10 MÓDULO 5 Oxidorredução – Eletroquímica 2. Com a entrada em vigor, em 2008, da Lei Seca no Brasil, a quantidade de álcool ingerido passou a ser medida pela polícia por meio da determinação do teor de álcool presente no ar exalado pelo motorista investigado.A determinação do teor alcoólico é feita por meio do etilômetro, que consiste numa célula eletroquímica que gera corrente elétrica quando álcool etílico está presente no ar exalado, devido à ocorrência da reação global representada a seguir: 2CH3CH2OH(g) + O2(g) → 2CH3CHO(g) + 2H2O(l) Durante o teste, o motorista investigado sopra através de um tubo para o interior do aparelho, no qual há dois eletrodos de platina separados por eletrólito, que permite a passagem dos íons H+. Se houver álcool presente no ar exalado pelo motorista, no primeiro eletrodo de platina ocorre a semirreação na qual o etanol é convertido em etanal, com a liberação de íons H+ e elétrons. Os elétrons liberados passam pelo circuito elétrico externo, gerando uma corrente proporcional à quantidade de álcool contido no ar exalado. Os íons H+, por sua vez, atravessam o eletrólito e, no outro eletrodo de platina, reagem com o O2 e com os elétrons que passaram pelo circuito externo, formando água. Com base nessas informações sobre o etilômetro, escreva e identifique as equações químicas que correspondem às semirreações de oxidação e de redução que ocorrem nesse processo. RESOLUÇÃO: Semirreação de oxidação: etanol é convertido em etanal com liberação de H+ e elétrons: CH3CH2OH → CH3CHO + 2H+ + 2e– etanol etanal ou 1. Em leite adulterado, é comum encontrar peróxido de hidrogênio (H2O2), substância adicionada pelo fraudador com a finalidade de diminuir o desenvolvimento de micro-organismos provenientes de manipulação e estocagem inadequadas do produto. Um teste simples para a detecção dessa substância consiste em gotejar solução aquosa de iodeto de potássio em uma amostra acidificada do leite a ser analisado. Caso contenha H2O2, a amostra adquirirá coloração amarelada devido à formação de iodo, uma molécula diatômica.Escreva a equação química que representa a reação entre o peróxido de hidrogênio e o iodeto em meio ácido, com produção de iodo e água, apresentando os números de oxidação para o iodo no reagente (íon iodeto) e no produto (iodo molecular). RESOLUÇÃO: A equação química que representa a reação entre o peróxido de hidrogênio e o iodeto em meio ácido com produção de iodo e água é: 1– H2O2 + 1– I– + H+ → I2 + H2O 0 2– redução Δ = 1 oxidação Δ = 1 redução: H2O2: e– = 1 . 2 = 2 I2: e– = 1 . 2 = 2 1 oxidação: 1 1H2O2 + 2I– + 2H+ → 1I2 + 2H2O I–: Nox do I no íon iodeto = 1 – I2: Nox do I no iodo molecular = 0 2CH3CH2OH 2CH3CHO + 4H+ + 4e– O CH3 — C — H — CH3 — C — OH H oxidação — — 1– 1+ Semirreação de redução: íons H+ reagem com o O2 e com os elétrons, formando H2O. 2H+ + ½ O2 + 2e– → H2O ou 4H+ + O2 + 4e– → 2H2O — H O2 0 QUÍMICA D H2O redução –2 10 – C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 11 3. Dentre os elementos, há alguns com grande tendência à oxidação, como sódio, enquanto outros, como platina, são muito resistentes à oxidação. Um valor que indica a tendência à oxidação ou à redução é o potencial padrão de redução, E0, que pode ser obtido experimentalmente e é representado em semirreações, como exemplificado a seguir: Li+ + e– = Li E0 = –3,04V Ag+ + e– = Ag E0 = 0,80V. Em reações de oxidação e redução, há fluxo de elétrons e, quando isso gera energia, forma-se uma pilha, fonte de energia bastante comum nos dias de hoje. Considere uma pilha formada a partir de lítio e prata em seus estados de oxidação mais comuns. a) Escreva a equação global da reação dessa pilha. b) Calcule a diferença de potencial desta pilha, em condições padrão. RESOLUÇÃO: a) O cátion Ag+ vai sofrer redução, pois tem maior potencial de redução, enquanto o metal Li sofre oxidação, pois tem maior potencial de oxidação. anodo: Li ⎯⎯→ Li+ + e– E0 = 3,04V oxi catodo: Ag+ + e– ⎯⎯→ Ag E0 = 0,80V red equação + ⎯⎯→ Li+ + Ag ΔE0 = 3,84V : Li + Ag global b) ΔE0 = 3,84V a) Indique as substâncias formadas no anodo e no catodo. Justifique. b) Qual deve ser o mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise? Justifique. RESOLUÇÃO: a) As semirreações que ocorrem na eletrólise são: polo (catodo): Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) polo (anodo): 2Cl –(aq) → 2e – + Cl2(g) No catodo (onde ocorre a redução), temos a formação do metal níquel e no anodo (onde ocorre a oxidação), a formação do gás cloro. b) Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) –0,24V 2Cl –(aq) → 2e– + Cl2(g) –1,36V _______________________________________ Ni2+(aq) + 2Cl –(aq) → Ni(s) + Cl2(g) –1,60V O mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise é 1,60V. 5. A superfície de uma peça metálica foi cromada por meio da eletrólise de 500 mL de uma solução aquosa, contendo íons Cr3+ em concentração de 0,1 mol/L. a) Escreva a equação da semirreação em que íons de cromo são transformados em cromo metálico. b) Sendo 1 faraday a carga elétrica de 1 mol de elétrons, e considerando rendimento de 100%, que carga elétrica é necessária para eletrolisar todo o cromo presente na solução? RESOLUÇÃO a) Cr3+(aq) + 3e– ⎯⎯→Cr0(s) b) Cálculo da quantidade de íons Cr3+: 0,1 mol de Cr3+ –––––– 1000 mL x mol de Cr3+ –––––– 500 mL ⇒ x = 0,05 mol de Cr3+ 3 mol de e– –––––– 1 mol de Cr3+ y mol de e– –––––– 0,05 mol de Cr3+ y = 0,15 mol de e– 1 mol de e– –––––– 1 faraday 0,15 mol de e– –––––– z faraday z = 0,15 faraday Nota: Um faraday equivale a aproximadamente 96 500C. Em coulomb, a carga elétrica seria 0,15 x 96 500C = 14 475C 4. A figura apresenta a eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de níquel(II), NiCl2. São dados as semirreações de redução e seus respectivos potenciais: Cl2(g) + 2e– → 2Cl –(aq) E0 = + 1,36 V 2+(aq) + 2e– Ni → Ni(s) E0 = – 0,24 V – 11 QUÍMICA D C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 12 MÓDULO 6 Substância e Mistura, Leis das Combinações Químicas 2. (UFSCar) – Uma das fontes de poluição ambiental gerada pelas atividades de um posto de gasolina é o efluente resultante de lavagem de veículos. Este efluente é uma mistura que contém geralmente água, areia, óleo e sabão. Para minimizar a poluição ambiental, antes de ser lançado na rede de esgoto, esse efluente deve ser submetido a tratamento, cujo processo inicial consiste na passagem por uma “caixa de separação”, esquematizada na figura que se segue. 1. (UNIFESP) – Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. Experimento 1: Três frascos abertos contendo, separadamente, volumes iguais de três solventes, I, II e III, foram deixados em uma capela (câmara de exaustão). Após algum tempo, verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes. Experimento 2: Com os três solventes, foram preparadas três misturas binárias. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimicamente entre si. Sabe-se, ainda, que somente a mistura (I + III) é uma mistura azeotrópica. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. Indique um processo físico adequado para separação dos solventes na mistura (I + II). b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura x tempo) para a mistura (II + III), indicando a transição de fases. Qual é a diferença entre as misturas (II + III) e (I + III) durante a ebulição? RESOLUÇÃO: a) O solvente mais volátil apresenta maior pressão de vapor, assim a ordem crescente de volatilidade dos solventes é: I < III < II. Um método para separar os solventes da mistura (I + II) seria a destilação fracionada. b) Curva de aquecimento para a mistura (II + III): Sabendo-se que água e sabão formam uma única fase, e que os óleos empregados em veículos são menos densos e imiscíveis com esta fase (água + sabão), pede-se: a) Escreva os nomes dos componentes desse efluente que se acumulam nos espaços 1 e 2. b) Escreva o nome do processo responsável pela separação dos componentes do efluente nos espaços 1 e 2 RESOLUÇÃO: a) Espaço 1: O componente que se acumula é a areia, que, por ser o mais denso entre todos os outros componentes, sedimenta-se nesse recipiente. Espaço 2: O componente que se acumula é o óleo, que, por ser menos denso que a mistura água + sabão, fica retido no topo desse recipiente. b) Como a propriedade que determina a separação dessa mistura nos espaços 1 e 2 é a densidade, o nome desse processo é a decantação. Durante a ebulição, a temperatura da mistura (I + III) fica constante (azeótropo); no caso da mistura (II + III), a temperatura não fica constante. QUÍMICA D 12 – : 2. colocando-se 2. Evaporação / destilação.0g { 2.2g 19. Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre misturas. (UNICAMP) – Depois das 19 horas.2g de cloro. b) H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O RESOLUÇÃO: a) Com gelo: fusão: H2O(s) → H2O(l).4g 7.4g + 7. portanto.1g = 9. 4.4g de magnésio em presença de 9. b) O copo x na situação inicial continha gelo seco. Sabe-se que o sulfato de cobre não é solúvel em óleo e que está completamente dissolvido na água.8g + 14.5g ––––– = –––––– = –––––– = constante = 0.5g ª 2. areia e sulfato de cobre.0g – 13 QUÍMICA D { 1. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem?” b) “Dina.8g 14. ao sublimar. os convidados começaram a chegar. que é mais denso que a bebida e que. Verificar se os resultados estão de acordo com as Leis de Lavoisier e de Proust.1g 9. experiência ª 2.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 13 3. exp. absorvendo o calor das bebidas. o gelo não faz parte da solução. Passado um certo tempo. adicionando-se 5g de magnésio a 14. Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. uma com gelo e outra com gelo seco.2g = 19. resfriando-as.2g = 4. consequentemente. RESOLUÇÃO: a) I. formam-se 19g de cloreto de magnésio com 0. III.2g de magnésio em excesso.2g → cloreto de magnésio 9. sofrem transformações. indique: a) Os processos de separação de misturas que foram utilizados. II. No copo c. a dilui. Dina bradava aos quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química. Dina os recepcionava no bar. verifica-se a formação de 9. exp.ª experiência LAVOISIER: obedece PROUST: obedece 2. veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu.4g 5g – 0. a concentração de álcool diminuiu. quando colocados nas bebidas.8g + cloro 9. óleo.1g 14. e foi logo perguntando: a) “Esses sólidos. O fluxograma acima representa o processo de separação da mistura de água. Numa segunda experiência. Com gelo seco: sublimação: CO2(s) → CO2(g) Esses processos são endotérmicos. corresponde ao copo d da situação final? Em algum dos copos. copo d. da situação inicial.5g de cloreto de magnésio com um excesso de 2g de cloro. já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas!” Para cada bebida. um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a “sabichona” de antigamente. pois a fusão do gelo aumenta o volume da solução e.0g ª . mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Numa primeira experiência.: 4. a concentração final de álcool ficou diferente da concentração inicial? Por quê?” Obs. 5. Qual copo.5g 19.1g de cloro. Filtração. onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco.5 4. b) Equacione a reação de neutralização que leva à formação do sal presente na mistura.1 – 2g = 7. faz com que o nível de bebida no copo fique mais baixo. RESOLUÇÃO: A reação da experiência é: magnésio 1.: considerar a figura para responder ao item b. Decantação. Note que no copo y. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque. o composto responsável pelo sabor de hortelã.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 14 MÓDULO 7 Funções Orgânicas e Isomeria 2. Identifique todos os grupos funcionais presentes nos seguintes compostos: a) vanilina. Essa droga apresenta a seguinte fórmula estrutural: b) carvona. o composto responsável pelo sabor de baunilha. 1. Estudos pré-clínicos têm demonstrado que uma droga conhecida por aprepitante apresenta ação inibitória dos vômitos induzidos por agentes quimioterápicos citotóxicos. são: Resposta: C b) Os grupos funcionais presentes na carvona são: QUÍMICA D 14 – . tais como a cisplatina. cuja fórmula estrutural está representada abaixo. Duas das funções orgânicas encontradas na estrutura dessa droga são a) cetona e amina. c) amina e éter. e) amida e éster. apresenta as funções: RESOLUÇÃO: a) Os grupos funcionais presentes na vanilina. a seguir. b) cetona e éter. RESOLUÇÃO: A estrutura. d) amina e éster. 1. H3C — CH — CH3 e | OH H3C — CH2 — CH2 — OH CH2 3. b) Sabe-se que um dos compostos responsáveis pelo poder regulador que a abelha rainha exerce sobre as demais abelhas é o isômero trans deste feromônio. O || CH3 — C — (CH2)5 — CH = CH — COOH a) Forneça o nome de duas funções orgânicas presentes na molécula deste feromônio.: As condições para que uma substância apresente isomeria cis-trans é possuir dupla ligação entre átomos de carbono e ligantes diferentes entre si em cada carbono da dupla.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 15 3. 3 possui as funções cetona e ácido carboxílico. 4. 2. Associe de cima para baixo: — O OH H2C = C — H ( ) isômeros funcionais — — — 1. RESOLUÇÃO: a) O feromônio: ( ) metâmeros (isômeros de compensação) ( ) tautômeros ( ) isômeros de posição 5. H3C — C H 2. – 15 QUÍMICA D . CH3 e CH2 — OH ( ) isômeros de cadeia RESOLUÇÃO: 5. Forneça as fórmulas estruturais dos isômeros cis e trans e identifique-os. H3C — O— CH2 — CH2 — CH3 e H3C — CH2 —O — CH2 — CH3 OH 4. b) Os isômeros cis e trans são: Obs. H2C = CH—CH3 e H2C — CH2 4. As abelhas rainhas produzem um feromônio cuja fórmula é apresentada a seguir. Moléculas que apresentam carbono quiral são muito comuns na natureza. possui cadeia aromática e tem massa molar 206 g/mol. H = 1 e O = 16. Indique o carbono quiral e identifique as funções presentes nessa molécula. As funções presentes no naproxeno são: éter e ácido carboxílico. pois uma molécula que apresenta imagem especular pode provocar um efeito fisiológico benéfico. Resposta: A O carbono quiral ou assimétrico está indicado com asterisco. RESOLUÇÃO: O ibuprofen: 6. a quiralidade é particularmente importante. possui um átomo de carbono assimétrico. b) não tem carbono assimétrico. apenas uma delas poderá ser ativa. d) apresenta cadeia heterocíclica saturada. Para os organismos vivos. O naproxeno. Dados: Massas molares em g/mol: C = 12. pertence à função ácido carboxílico. Na síntese de medicamentos. é correto afirmar que a) sua fórmula molecular é C13H18O2. Seu enanciômero não apresenta efeito sobre a inflamação e ainda pode provocar problemas no fígado. enquanto a que representa sua imagem no espelho pode ser inerte ou provocar problemas de saúde. c) pertence à função amina. pois embora duas moléculas possam ter a mesma fórmula molecular. Sobre este composto. QUÍMICA D 16 – . a existência de carbono quiral é sempre uma preocupação. e) tem massa molar igual a 174 g/mol. cuja molécula é representada a seguir. O ibuprofen é um anti-inflamatório muito usado. é o princípio ativo de um antiinflamatório. RESOLUÇÃO: Considere a fórmula estrutural: tem fórmula molecular C13H18O2.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 16 5. Escreva as fórmulas estruturais dos compostos alcanoclorados obtidos pela reação entre o 2-metilbutano e o gás cloro. 2. CH3 — CH = CH — CH3 + HBr → CH3 — CH — CH2 — CH3 | Br 2-bromobutano – 17 QUÍMICA D . CH3 — CH — CH2 — CH2 | | CH3 CH3 Lembrete: Questão 2 Reação de Adição: A B A B | | + AB | | —C≡C— +AB → —C =C — ⎯⎯ — C — C — → | | A B Regra de Markovnikov: H entra no C da dupla ou tripla mais hidrogenado. o número de isômeros estruturais seria o mesmo? Justifique. Se a reação fosse com 2-buteno. a) Dê o nome e as fórmulas estruturais dos dois isômeros. RESOLUÇÃO: a) A reação de brometo de hidrogênio com 2-penteno produz dois isômeros estruturais (isomeria plana): 2CH3 — CH = CH — CH2 — CH3 + 2HBr → → CH3 — CH — CH2 — CH2 — CH3 + | Br 2-bromopentano + CH3 — CH2 — CH — CH2 — CH3 | Br 3-bromopentano b) É uma reação de adição. formar-se-ia apenas o 2-bromobutano (o 2-buteno é simétrico com relação à dupla ligação). Dois isômeros estruturais são produzidos quando brometo de hidrogênio reage com 2-penteno. RESOLUÇÃO: CH3 — CH — CH2 — CH3 + Cl2 ⎯→ | CH3 Cl Cl | | CH2 — CH — CH2 — CH3. b) Qual é o nome dado a este tipo de reação? Se fosse 2-buteno no lugar de 2-penteno. CH3 — C — CH2 — CH3. | | CH3 CH3 Cl Cl | | CH3 — CH — CH — CH3.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 17 MÓDULO 8 Reações Orgânicas I Lembrete: Questão 1 Reação de substituição: | | | | — C — C — H + AA → — C — C — A + HA | | | | ordem de substituição: C3ário > C2ário > C1ário 1. II e III. que explorada racionalmente pode produzir látex por décadas. Diferente da seringueira. fixador de perfumes cobiçado pela indústria de cosméticos. também conhecida como reação de hidratação. Para se obter 180 litros de essência de pau-rosa. O que ocorreu com a seringueira. quando o látex era retirado das árvores nativas sem preocupação com o seu cultivo. são necessárias de quinze a vinte toneladas dessa madeira. Represente a estrutura do produto da adição de 1 mol de água. classifique cada uma quanto à classe funcional a que pertencem. o que equivale à derrubada de cerca de mil árvores. RESOLUÇÃO: A reação de hidratação da substância alfa-terpineol é: QUÍMICA D 18 – . árvore típica da Amazônia. ocorre hoje com o pau-rosa. outras substâncias constituem o óleo essencial de pau-rosa. Além do linalol.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 18 3. à substância alfaterpineol. em meio ácido. de cuja casca se extrai um óleo rico em linalol. a árvore do pau-rosa precisa ser abatida para a extração do óleo da casca. entre elas: Considerando as fórmulas estruturais das substâncias I. no final do século XIX e início do XX. – Br. RESOLUÇÃO: (I) 1.ª Etapa – Nitração do benzeno na presença de catalisador (H2SO4) 2.ª Etapa – Cloração do nitrobenzeno na presença de AlCl3 como catalisador. Y e Z. – COOH. Alguns grupos tornam as posições orto e para mais reativas para reações de substituição e são chamados orto e para dirigentes. enquanto outros grupos tornam a posição meta mais reativa.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 19 4. Etapa – Dicloração ª (III) 1. Etapa – Nitração do tolueno ª Escreva as fórmulas estruturais dos produtos intermediários e de X. Grupos ligados ao anel benzênico interferem na sua reatividade. – CH3 Grupos meta dirigentes: – NO2. – SO3H As rotas sintéticas I. – OH. Etapa – Reação do benzeno com cloreto de metila (Friedel Crafts) ª na presença de catalisador (AlCl3) 2. 2. – 19 QUÍMICA D (II) 1. Y e Z. – NH2. • • Grupos orto e para dirigentes: – Cl. sendo chamados de meta dirigentes.ª Etapa – Monocloração do benzeno na presença de catalisador (AlCl3) . II e III foram realizadas com o objetivo de sintetizar as substâncias X. respectivamente. C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 20 5.4L de CH4 Para o gás liquefeito de petróleo. constituído principalmente por butano). devido a problemas políticos e econômicos que causam eventuais interrupções no fornecimento. Forneça as equações químicas para a combustão de cada um desses gases e calcule os volumes de cada um deles que produzem 22. RESOLUÇÃO: Combustão do gás natural (principalmente metano): CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) Combustão do GLP (principalmente butano): C4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g) Admitindo que os gases formados e os gases reagentes se encontrem na mesma temperatura e pressão.4L de CO2 y = 5. algumas empresas estão voltando a utilizar o GLP (gás liquefeito de petróleo. Para o gás natural. Uma das principais fontes de energia térmica utilizadas atualmente no Estado de São Paulo é o gás natural proveniente da Bolívia (constituído principalmente por metano). No entanto.6L de C4H10 QUÍMICA D 20 – .4L de CO2 x = 22. a proporção em mols é igual à proporção volumétrica. teremos: 1V de C4H10 ⎯⎯⎯⎯→ 4V de CO2 y ⎯⎯⎯⎯→ 22.4 litros de CO2. teremos: produz 1V de CH4 ⎯⎯⎯⎯→ 1V de CO2 x ⎯⎯⎯⎯→ 22. Os produtos da desidratação intramolecular e da intermolecular do etanol são. ocorre uma reação de desidratação. Nessa reação. Complete as equações a seguir: [O] a) H3C — C = C — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯→ | | H+ H CH3 b) H3C — C = C — CH3 + O3 + H2O ⎯⎯⎯→ | | H CH3 RESOLUÇÃO: O O || H3C — C — CH2 — CH3 O — CH2 — CH3 RESOLUÇÃO: O + H O — CH3 O + H2O H3C — CH2 — C — — — H3C — CH2 — C OH OH — — OH O b) H3C — C H e O || H3C — C — CH3 propanoato de metila — H3C — CH2 — C O — CH3 – 21 QUÍMICA D — a) H3C — C e . respectivamente. RESOLUÇÃO: A reação entre ácido carboxílico e álcool é chamada de esterificação. A desidratação intramolecular ocorre a 170°C e a desidratação intermolecular a 140°C. Quando o etanol é posto em contato com o ácido sulfúrico. RESOLUÇÃO: Desidratação intramolecular: H OH | | H2SO4 H2C — CH2 ⎯⎯⎯⎯→ H2C = CH2 + H2O 170°C Eteno Desidratação intermolecular: H2SO4 H3C — CH2 — OH + H O — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯⎯→ 140°C H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + H2O Etoxietano Resposta: B — — H3C — C ácido etanóico H2O + H3C — C 2. como indica o exemplo O + HO — CH2 — CH3 O + H2O — — I) Oxidação enérgica de alceno com KMnO4 ou K2Cr2O7 em meio ácido (H2SO4) [O] R — C = C — R ⎯→ R — C = O + O = C —R | | H+ | | H R OH R II) Ozonólise de alceno R — C = C —R + O3 + H2O ⎯→ R—C = O + O = C —R | | | | H R H R — OH O — — — O — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 etanoato de octila Lembrete: Questão 4 — H3C — C OH — — Complete a equação a seguir e dê o nome do composto orgânico formado. b) eteno e etoxietano. O éster etanoato de octila é a substância responsável pelo aroma característico das laranjas. O éster etanoato de octila é obtido a partir da reação: O + HO — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 1-octanol 1. devido à saída de um H do grupo OH do álcool e o grupo OH do ácido. O + HO — CH3 — — — H 3C — C 4. e os produtos formados estão relacionados à temperatura de reação. forma-se também água. podendo ser sintetizada em uma única etapa de síntese. Apresente a equação para a reação de produção do éster etanoato de octila. a quente. A reação química entre um ácido carboxílico e um álcool é chamada de esterificação. empregando como reagentes um álcool e um ácido carboxílico. a) etano e etoxieteno.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 21 MÓDULO 9 Reações Orgânicas II 3. d) etoxietano e eteno. c) etoxieteno e eteno. e) etoxieteno e etano. c) reduzido pelo H2SO4. Os primeiros equipamentos desse tipo eram constituídos por tubos em cujo interior havia dicromato de potássio e ácido sulfúrico. imobilizados em sílica. o chamado bafômetro é utilizado nas operações de policiamento nas cidades e rodovias do país. o etanol é a) hidrolisado.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 22 Lembrete: Questão 5 Oxidação de álcoois com KMnO4/H2SO4 [O] [O] álcool 1ário ⎯⎯→ aldeído ⎯⎯→ ácido carboxílico [O] álcool 2ário ⎯⎯→ cetona [O] álcool 3ário ⎯⎯→ não há reação 5. Ao soprar no tubo. A chamada “lei seca” foi criada para tentar diminuir o número de acidentes envolvendo veículos automotores. o etanol (redutor) é oxidado a ácido acético: C2H5OH C2H4O2 -2 Oxidação 0 e o dicromato de potássio (oxidante) é reduzido a sulfato de crômio (III): K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 +6 Redução +3 No bafômetro. e) oxidado pelo K2Cr2O7. caso tenha consumido álcool. d) reduzido pelo K2Cr2O7. É correto afirmar que. RESOLUÇÃO: 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O No processo. característica do Cr2(SO4)3 produzido. b) desidratado pelo H2SO4. [O] H3C — CH2 — OH ⎯⎯⎯→ etanol OH | [O] H3C — C — CH3 ⎯⎯→ | H 2-propanol RESOLUÇÃO: O [O] H3C — CH2 — OH ⎯⎯→ H3C — C – H2O O → H3C — C OH ácido etanoico OH O | || [O] H3C — C — CH3 ⎯⎯→ H3C — C — CH3 | – H2O H propanona etanal [O] ⎯⎯→ H [O] ⎯⎯⎯→ 6. na reação que ocorre no bafômetro. e. seus vapores reagem segundo a equação química: 3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O sendo detectado devido à coloração verde. Para uma fiscalização eficaz. Complete as equações a seguir. Resposta: E QUÍMICA D 22 – . procurando evitar que sejam conduzidos por motoristas alcoolizados. o ar exalado pela pessoa entra em contato com esses reagentes. o etanol é oxidado pelo K2Cr2O7. Um dos vinte α-aminoácidos encontrados em proteínas naturais é a alanina. é obtido a partir da reação do ácido tereftálico com etilenoglicol na presença de catalisador e em condições de temperatura e pressão adequadas ao processo. RESOLUÇÃO: a) A biodegradabilidade está relacionada ao tipo de cadeia. b) Etanol Etilenoglicol CH3 – CH2 – OH HO – CH2 – CH2 – OH Por estabelecer maior quantidade de ligações de hidrogênio entre suas moléculas. poli(tereftalato de etileno). pedem-se a) a fórmula estrutural da alanina. podemos concluir que o plástico biodegradável possui cadeia alifática e o PET. no caso um poliéster alifático. – 23 QUÍMICA D .C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 23 MÓDULO 10 Polímeros – Bioquímica 2. Dentre esses dois álcoois. Pesquisadores brasileiros estudam o desenvolvimento de um plástico obtido a partir das garrafas PET. portanto. O polímero PET. Em relação à estrutura química dos polímeros citados. Com base nessas informações. a) Dê a fórmula estrutural do PET. b) a equação química que representa a reação entre duas moléculas de alanina formando uma ligação peptídica. estes se ligam entre si por ligações peptídicas. Na formação de proteínas. A reciclagem tem sido uma solução válida. A ligação peptídica forma-se entre o grupo amino de uma molécula e o grupo carboxila de uma outra molécula de aminoácido. Pelo texto. que se degrada em apenas 45 dias. o que pode estar associado quanto à biodegradabilidade dos mesmos? b) O etanol é semelhante ao etilenoglicol. esse material leva cerca de 500 anos para se degradar. sejam depositadas em aterros sanitários ou até mesmo jogadas indiscriminadamente em terrenos baldios e cursos d’água. O segredo para o desenvolvimento do novo polímero foi utilizar em sua síntese um outro tipo de plástico. que são polímeros de aminoácidos. podemos concluir que o etilenoglicol possui força intermolecular mais intensa. que possui cadeia aromática. RESOLUÇÃO: a) H2N — CH — COOH | CH3 b) H2N — CH — CO OH + H N — CH — COOH → | | H CH3 CH3 O || → H2N — CH — C — N — CH — COOH + H2O | | | CH3 H CH3 1. qual deve apresentar menor pressão de vapor e qual deve apresentar menor temperatura de ebulição? Justifique. Os α-aminoácidos são moléculas que têm um grupo amino e um grupo carboxila ligados a um mesmo átomo de carbono. por possuir maior pressão de vapor. As garrafas PET são um dos problemas de poluição citados por ambientalistas. possui menor pressão de vapor. O etanol. com a eliminação de uma molécula de água. possui menor ponto de ebulição. Essa molécula possui também um átomo de hidrogênio e um grupo metila ligados ao carbono α. para acelerar o processo de degradação. não é biodegradável. embora ainda não atinja nem metade das garrafas PET produzidas no país. Nas tecnologias para substituição dos derivados do petróleo por outras fontes de energias renováveis. RESOLUÇÃO: A reação de transesterificação entre o etanol e o triglicerídeo LLL está representada a seguir: — — O CH — O — C — C17H31 + 3CH3 — CH2 — OH — — O CH2 — O — C — C17H31 — — O — — — — O H2C — OH + HC — OH H2C — OH Logo. hidrogênio e oxigênio. H2COH | HCOH | H2COH Glicerina C17H31COOH ácido linoleico (L) (R. b) A gordura animal pode ser transformada em sabão por meio da reação com hidróxido de sódio. os produtos orgânicos formados apresentam os grupos funcionais a) álcool e éster. o aroma agradável que desperta o apetite dos apreciadores de carne deve-se a uma substância muito volátil que se forma no processo de aquecimento da gordura animal. R’ e R’’: cadeias de hidrocarbonetos com mais de 10 átomos de carbono. 1 + 1 . na transesterificação. Resposta: A CH2 — O — C — C17H31 3C17H31 — C — O — CH2 — CH3 QUÍMICA D 24 – . 12 + 4 . e) ácido carboxílico e éter. do biodiesel. H = 1 e O = 16. tendo ainda como subproduto a glicerina.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 24 3. a) Calcule a massa molar desta substância. Na transesterificação. respectivamente. temos 3 átomos de C (x = 3) e mO mO mO = 16 –––– = 4 –––– = 4 mH 4 Como cada átomo de O tem massa atômica igual a 16u. Dadas massas molares (g/mol): C = 12. Na preparação de churrasco. CxHyOz 1/2CxHyOz + O2 → 1H2O + outros produtos Para esta reação estar balanceada em relação ao H. logo a fórmula é C3H4O M = (3 . temos 1 átomo de O (z = 1). c) álcool e ácido carboxílico. mais recentemente. os produtos da reação pertencem às funções álcool e éster. 9 e 4. o composto original terá 4 átomos de H (y = 4). Apresente a equação dessa reação e o seu respectivo nome. d) ácido carboxílico e éster. Como: mC mC –––– = 9 –––– = 9 mC = 36 mH 4 Como cada átomo de C tem massa atômica igual a 12u. 4. o Brasil destaca-se no cenário internacional pelo uso do etanol e.) Esta substância é composta apenas por carbono. Nesse composto. RESOLUÇÃO: a) A substância é formada apenas por CHO. as razões de massas entre C e H e entre O e H são. forma-se um mol de moléculas de água. b) álcool e éter. processo de obtenção do biodiesel. Quando 0. ocorre uma reação entre um óleo e um álcool na presença de catalisador.5 mol desta substância sofre combustão completa. 16)g/mol = 56g/mol b) A reação da gordura com NaOH é a reação de saponificação: Quando são utilizados o etanol e o triglicerídeo LLL. A estrutura pode ser descrita como sendo formadas por longas fibras poliméricas. o polímero é altamente resistente a impactos. – 25 QUÍMICA D . (UFSCar) – Uma porção representativa da estrutura do polímero conhecido como Kevlar. patente da DuPont. mantidas por ligações covalentes fortes. e cada fibra interagindo com suas vizinhas através de ligações hidrogênio. a) Escreva as fórmulas estruturais dos dois reagentes utilizados na síntese do Kevlar. Devido ao conjunto dessas interações. identificando as funções orgânicas presentes nas moléculas de cada um deles. representadas por linhas interrompidas na figura. é mostrada na figura a seguir. b) Transcreva a porção representativa da fórmula estrutural da fibra polimérica em destaque na figura (dentro dos colchetes) para seu caderno de respostas. RESOLUÇÃO: a) Os dois reagentes utilizados são: b) A função orgânica que se origina da reação de polimerização é amida. propriedade que é aproveitada na confecção de coletes à prova de bala. aproximadamente planares.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 25 5. Assinale e identifique a função orgânica que se origina da reação de polimerização. juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco.02. O gás oxigênio promove a combustão dos alimentos. se decompõe em água e carbono. b) Considerando que cerca de 20% em volume da atmosfera é constituída de oxigênio em sua forma alotrópica mais abundante.V=n.12)g/mol + (22.05 .. massa molar do gás oxigênio = 32g/mol RESOLUÇÃO: a) O elemento oxigênio (O) forma duas substâncias simples (formas alotrópicas) diferentes.6m 3 cheio de ar a 27 °C e 1 atm de pressão. H = 1. tem funções distintas e essenciais para a manutenção da vida no planeta. Especialmente para as crianças.082 atm L mol–1 K–1. Ao experimentar a pipoca doce. quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?” b) “Eu também sei que parte desse açúcar..T 1atm . 1023 moléculas b) Cálculo da massa de açúcar que sofreu decomposição: 60g –––––––– 100% x –––––––– 1% x = 0. O gás ozônio é poluente na troposfera. 300K n = 1000 mol de ar A porcentagem em volume coincide com a porcentagem em mol: 1000 mol ––––––– 100% x ––––––– 20% x = 200 mol Massa de gás oxigênio (O2): 1 mol –––––– 32g 200 mol –––––– y y = 6400g QUÍMICA D 26 – . O = O Gás ozônio: O3. R = 0. mol–1 . Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma. O oxigênio. havia uma sala reservada com muitos brinquedos. essencial na respiração. essa pipoca tá com pouco açúcar!” Aquela observação intrigou Rango. permitindo a manutenção da vida.082 atm .. a) “Coloquei duas xícaras de milho na panela e.6g Cálculo da massa formada de carbono: Δ C12H22O11 ⎯⎯⎯→ 12C + 11H2O 1 mol 12 mol ↓ ↓ 342g –––––––––––– 12. após caramelizar. guloseimas. depois que ele estourou.02 x 1023 mol–1 RESOLUÇÃO: a) Cálculo da massa de açúcar: 1 colher de açúcar –––––– 20g 3 colheres de açúcar –––––– x x = 60g Cálculo da massa molar da sacarose: M(C12H22O11) = (12. O O O 1. Gás oxigênio: O2.12g 0.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 26 MÓDULO 11 Mol e Estequiometria 2.6 . 103L = n . L .R. algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. em suas diferentes formas alotrópicas. 24. O = 16 Constante de Avogadro = 6.6g –––––––––––– y y = 0. 0.1)g/mol + (11. Diversos gases formam a atmosfera da Terra. mas na estratosfera forma uma camada que absorve a maior parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol. um palhaço e um mágico.25g O gás oxigênio (O2) é o gás vital. apontando a função de cada uma delas relacionada com a manutenção da vida na Terra. K–1. Como Rango também tinha problemas com açúcar.16)g/mol = 342g/mol Cálculo do número de moléculas de sacarose: 1 mol de C12H22O11 ––––––– 6. que ficou ali pensando. calcule a massa desse gás contido num reservatório de 24. uma das crianças logo berrou: “Tio Rango. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar. Dados: P x V = n x R x T.1023 moléculas ––––––– 342g y ––––––– 60g y = 1. liberando a energia necessária para a realização dos processos necessários para a manutenção da vida. a) Escreva a fórmula química das duas formas alotrópicas mais comuns do oxigênio. sendo que a quantidade de alguns deles vem aumentando por ação antropogênica. b) Cálculo da quantidade de matéria total: P. quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?” Dados: Massas molares em g/mol: C = 12. o que pode causar problemas. e sabendo-se que a massa molar do pirrol é de 67g/mol.5g z = 7.49 = 4 : 5 : 1 A fórmula mínima do composto será: C4H5N Cálculo da massa molar da fórmula mínima: M do C4H5N = (4 . por reação do SO2 com o oxigênio. para o C = 12. NH3 = 17 g/mol.9g de N 7. iniciou-se. nitrogênio = 20. obtém-se o dióxido de enxofre. Neste processo.5 : 1.6g x = 5. pois absorvem micro-ondas. RESOLUÇÃO: Para 100g do composto 71.5g = 1. para sua obtenção.5g –––––––– x reagente reagente limitante em excesso b) Massa em excesso de hidrogênio (H2) = 3g – 1. O pirrol é uma amina secundária que apresenta uma cadeia classificada como fechada. não ramificada e insaturada. um polímero condutor cujas fibras são usadas na produção de tecidos para camuflagem contra radares. H2 = 2 g/mol. e. em g/mol. insaturada e heterogênea. não ramificada. pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado. formando o trióxido de enxofre (SO3). a fórmula molecular será: C4H5N O pirrol é uma amina secundária (tem o grupo — N — ) | H e como a cadeia é fechada. o minério é submetido à ustulação – aquecimento sob atmosfera de ar ou de oxigênio.6g de C 20. 14)g/mol = 67g/mol Portanto. como o CuS. A polimerização do pirrol conduz à formação do polipirrol. a sua fórmula estrutural é: H—C H—C N | H C—H C—H 4.9% e hidrogênio = 7. qual a massa em excesso desse reagente? RESOLUÇÃO: a) N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ← 1 mol ––––– 3 mol –––––– 2 mol ↓ ↓ ↓ 28g ––––––– 6g –––––––– 34g 7g ––––––– 1. o N = 14 e o H = 1.97 : 7. b) Dadas as massas molares. Na indústria. 1 + 1 . Dadas as massas molares.5g . e deste com a água. calcule a massa de ácido sulfúrico que pode ser obtida a partir de 64kg de SO2. considerando um rendimento de 100% e sabendo que as massas molares desses compostos são: N2 = 28 g/mol. Em 2004. além do cobre metálico. existe reagente em excesso? Se existir.9g y = 1.97 mol de C Cálculo da quantidade em mol de N: 1 mol de N –––––– 14g y –––––– 20.6%. 12 + 5 . RESOLUÇÃO: a) A equação química do processo é: Δ CuS + O2 ⎯→ Cu + SO2 b) SO2 + 1/2O2 → SO3 H2O + SO3 → H2SO4 –––––––––––––––––––––––––– SO2 + 1/2O2 + H2O → H2SO4 1 mol 1 mol ↓ ↓ 64g –––––––––––––––– 98g 64kg –––––––––––––––– x x = 98kg 5. Nestes minérios. em g·mol–1: H = 1. a) Escreva a equação química para a ustulação do CuS. resultando no H2SO4.5g – 27 QUÍMICA D x = 8.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 27 3. Como subproduto. calcule a) a massa de amônia produzida reagindo-se 7g de nitrogênio com 3g de hidrogênio. b) Nas condições descritas no item a. o metal é normalmente encontrado na forma de sulfetos.49 mol de N Cálculo da quantidade em mol de H: 1 mol de H –––––– 1g z –––––– 7.5%. no Brasil. escreva as fórmulas molecular e estrutural do pirrol. a amônia é obtida pelo processo denominado HaberBosch. conforme mostra a reação não balanceada: ⎯⎯⎯⎯→ N2(g) + H2(g) ←⎯⎯⎯⎯ NH3(g) catalisador Com base nessas informações.5 mol de H Proporção entre números de átomos: 5. A análise elementar do pirrol resulta na seguinte composição percentual em massa: carbono = 71. S = 32 e O = 16.5g de H Cálculo da quantidade em mol de C: 1 mol de C –––––– 12g x –––––– 71. a exploração de uma importante jazida de minério de cobre. pode-se obter o ácido sulfúrico. Apresente seus cálculos. RESOLUÇÃO: a) CO2: M = 44g/mol 44g –––––– 1mol 704 . principalmente. Considerando as reações de decomposição I. reações nas quais uma única substância reagente origina como produto duas ou mais substâncias. envolve a fixação do gás por organismos microscópicos presentes em rios. (Dado: massa molar de CO2 = 44 g/mol. algumas são muito comuns: cloreto de hidrogênio (HCl) e cloreto de sódio (NaCl). 2. quando dissolvidas em água. Dentre estas substâncias. reagem produzindo íons em solução.6 . diminuindo assim sua contribuição para o “efeito estufa”. Algumas substâncias. Um dos possíveis meios de se remover CO2 gasoso da atmosfera. Considerando as interações destas substâncias com a água. discuta qualitativamente o efeito que o CO2 dissolvido terá sobre as características químicas da água do reservatório. As equações que descrevem as reações desse processo são: a) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl b) CaCO3 → CaO + CO2 CO2 + H2O → H2CO3 c) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 CO2 + H2O → H2CO3 d) Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + 2CO2 CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl e) Ca(HCO3)2 → CaO + 2CO2 + H2O CO2 + H2O → H2CO3 RESOLUÇÃO: As equações químicas que envolvem a determinação do teor de cálcio são: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) CaCl2(aq) + 2NaOH(aq) → Ca(OH)2(s) + 2NaCl(aq) Resposta: A b) A equação química que representa a ionização do cloreto de hidrogênio é: HCl(g) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl –(aq) ← 28 – . absorvida pelo reservatório. b) a ionização da substância que originalmente é um composto covalente. B.Decomposição da água: corrente H2O(l) ⎯⎯⎯⎯→ H2(g) + 1/2O2(g) elétrica E A: H2O D: CO2 B: O2 E: H2 B + CO2(g) D B x = 16 . escreva as equações químicas para as reações que envolvem a) a dissociação dos íons existentes no composto originalmente iônico.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 28 MÓDULO 12 Compostos Inorgânicos 3. individualmente. 107 mol b) CO2(g) → CO2(aq) ← → CO2(aq) + H2O(l) → H2CO3(aq) ← H+(aq) + HCO– (aq) ← 3 A dissolução do CO 2 na água do reservatório torna-a ácida (pH < 7). Decomposição do peróxido de hidrogênio: luz H2O2(l) ⎯⎯→ H2O(l) + 1/2 O2(g) A II. II e III. RESOLUÇÃO: a) A equação química que representa a dissociação dos íons existentes no cloreto de sódio é: H2O Na+Cl –(s) ⎯⎯⎯→ Na+(aq) + Cl –(aq) ou Na+Cl –(s) + (x + y) H2O → Na+(H2O)x + Cl –(H2O)y QUÍMICA D 4. de acordo com as equações acima envolvidas. expressa em mol/dia. 106 mol ∴ 1. 106g ––––––– x 1. Um tipo bastante importante de reação química são as de decomposição. Dados publicados em 2003 na revista Química Nova na Escola indicam que o reservatório da hidroelétrica de Promissão. determinando-se sua massa e encontrando-se seu teor através de cálculos estequiométricos. a) Calcule a quantidade de CO2. Decomposição do carbonato de cálcio: calor CaCO3(s) ⎯⎯→ CaO(s) C III. Empregando equações químicas. oceanos. identifique os produtos A. na forma CO2(aq).) b) Suponha que parte do CO2 permaneceu dissolvida na água do reservatório. luz I: H2O2 (l) ⎯⎯⎯→ A (l) + B (g) calor II: CaCO3 (s) ⎯⎯⎯→ C (s) + D (g) III: H2O (l) corrente ⎯⎯⎯→ E (g) + B (g) elétrica RESOLUÇÃO: I. Os exoesqueletos de muitos corais e moluscos são formados em grande parte por carbonato de cálcio. D e E. O precipitado formado é separado por filtração. lagos e. Uma maneira de determinar o teor de cálcio em amostras de conchas consiste em solubilizá-las e separar o cálcio das demais substâncias por precipitação. SP. absorve 704 toneladas de CO2 por dia. A ação bactericida e fungicida deste composto se deve ao forte poder oxidante do ânion hipoclorito. um composto de aspecto gelatinoso que arrasta impurezas para o fundo do tanque de tratamento. Uma equação química que representa essa reação é a) NH3 + H2SO4 → H2O + NH4SO4 b) 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 c) 2 NH3 + H2SO4 → H2O + (NH4)2SO3 d) NH3 + H2SO4 → H2O + NH3SO3 e) NH3 + H2SO4 → NH5SO4 RESOLUÇÃO: A equação química que representa a reação entre NH3 e H2SO4 é: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Resposta: B 6. adiciona-se hipoclorito de sódio. Quantos elétrons o átomo de cloro ganha nesse processo? RESOLUÇÃO: a) Al2 (SO4)3 + 3Ca (OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 b) A fórmula do hipoclorito de sódio é NaClO. Numa reação de oxidorredução. levando à formação de hidróxido de alumínio e sulfato de cálcio. o átomo de cloro no hipoclorito é reduzido a cloreto (Cl–). 1– – 29 QUÍMICA D . que tem ação bactericida (mata bactérias) e fungicida (mata fungos). As estações municipais de tratamento de água transformam a água contaminada na água potável que chega a nossas casas. NaClO ⎯⎯→ Cl– 1+ Δe– = 2 Cada átomo de cloro do hipoclorito recebe 2 elétrons. sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio são adicionados à água.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 29 5. O fertilizante sulfato de amônio pode ser obtido pela reação química que ocorre pela passagem de amônia gasosa (NH3) em ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). primeiramente um “tratamento primário” remove partículas de sujeira e detritos por peneiramento e filtração. numa última etapa. A reação destes dois compostos leva à formação de hidróxido de alumínio. Em seguida. a) Escreva a reação química balanceada entre sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Nessas estações. Finalmente. num “tratamento secundário”. b) Escreva a fórmula química do hipoclorito de sódio. a velocidade da reação decresce.174 mol/L ΔM b) vmédia = ––––– = Δt 3 × 10–3 mol/L – 5 × 10–3 mol/L = –––––––––––––––––––––––––––––– 50s – 0s vmédia = 4 · 10–5 mol/L · s A velocidade da reação é dada por uma fórmula do tipo: v = k [fenolftaleína]x À medida que a concentração do reagente (fenolftaleína) diminui. resultando nos produtos sólidos Al2O3 e AlCl3 e gasosos NO e H2O.000°C. a) Escreva a equação da reação de neutralização e calcule a concentração. RESOLUÇÃO: a) HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O ( ) + – ou H(aq) + OH(aq) → H2O ( ) Relacione os segmentos A e B com as energias correspondentes e a dependência dos mesmos com o catalisador. a) Escreva a equação química. percebe-se que a solução gradativamente fica incolor à medida que a fenolftaleína reage com excesso de NaOH. (UFSCar) – O primeiro veículo lançador de satélites (VLS) desenvolvido no Brasil foi destruído por um incêndio.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 30 MÓDULO 13 Cinética Química 2. No caso. em mol/L. atingindo temperaturas da ordem de 3. da reação que ocorre durante a decolagem deste ônibus espacial. temos a sequência para determinar os coeficientes: 1NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1/3AlCl3 + NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + H2O 3NH4ClO4 + Al → Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O 3NH4ClO4 + Al → 1Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O 3NH4ClO4 + 3Al → 1Al2O3 + 1AlCl3 + 3NO + 6H2O b) segmento A: energia de ativação da reação catalisada. mas torna-se rosa na presença de base em excesso.5 mL de solução de hidróxido de sódio 0. em 22 de agosto de 2003. QUÍMICA D 30 – . b) Calcule a velocidade média de reação de decomposição da fenolftaleína durante o intervalo de tempo de 50 segundos iniciais de reação.120 –––– · 14. perclorato de amônio (NH4ClO4) e o catalisador óxido de ferro (III). Neste experimento. Durante a decolagem. O catalisador diminui a energia de ativação. o Fe2O3 catalisa a reação entre NH4ClO4 e Al. 1 mol de HCl ––––– 1 mol de NaOH nA ––––– nB Logo: nA = nB MAVA = MBVB mol MA · 10. Nesta titulação ácido-base foi utilizada fenolftaleína como indicador do ponto final da reação.120 mol/L. segmento B: variação de entalpia (ΔH). Explique por que a velocidade de reação não é a mesma durante os diferentes intervalos de tempo. O incêndio ocorreu devido à combustão do combustível sólido da aeronave. b) O gráfico a seguir apresenta as curvas de uma reação que ocorre na presença e na ausência de um catalisador. não depende do catalisador. foi construído um gráfico que representa a concentração de fenolftaleína em função do tempo.0 mL de uma solução de ácido clorídrico. (UNIFESP) – Para neutralizar 10.5 mL L MA = 0. Suponha que um ônibus espacial utilize um combustível sólido constituído de alumínio em pó.0 mL = 0. 1. foram gastos 14. Após o final da reação. devidamente balanceada. RESOLUÇÃO: a) Admitindo-se coeficiente 1 para a substância NH4ClO4. A fenolftaleína é incolor no meio ácido. da solução de HCl. causando a morte de 21 engenheiros e técnicos. B representa a energia absorvida pela reação. 15 mol/L). errada: catalisador não desloca equilíbrio. a reação em estudo absorve calor. 10–7 mol/L. 0. dobrando a concentração de H2. Catalisador acelera reações. ser predita diretamente a partir dos coeficientes estequiométricos da reação. resultando água e gás oxigênio. não altera a quantidade de CO2. 5. reação exotérmica II. 0. É uma reação de 1a ordem em relação a ICl.6 . – 31 QUÍMICA D . em geral. a adição de um catalisador.2 . Lei da velocidade v = k [ICl]1 . 0.15 . RESOLUÇÃO: a) Curva B.30 mol/L e [ICl] = 0.6 . aumenta a quantidade de gás carbônico. (UNIFESP) – Estudos cinéticos da reação entre os gases NO2 e CO na formação dos gases NO e CO2 revelaram que o processo ocorre em duas etapas: I. sendo uma delas catalisada por óxido de ferro (III). quando o equilíbrio é atingido. RESOLUÇÃO: a) I) NO2(g) + NO2(g) → NO(g) + NO3(g) II) NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– equação NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g) global A equação de velocidade é tirada da etapa lenta (I): v = k [NO2]2 b) I. Partindo de uma concentração menor que a da curva A. 10–7 = k . b) Verifique e justifique se cada afirmação a seguir é verdadeira: I. verifica-se que. 10–5 L/mol .6 v = 5. A figura abaixo representa a decomposição de três soluções de água oxigenada em função do tempo. não podendo. NO2(g) + NO2(g) → NO(g) + NO3(g) II.76 . s 4. b) Curva C. 10–5 . a) Apresente a equação global da reação e a equação da velocidade da reação que ocorre experimentalmente. [H2] v = 1.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 31 3.6 . RESOLUÇÃO: a) Mantendo-se a concentração de ICl constante (0. s Cálculo da velocidade de reação v = k [ICl] . 0. a velocidade também dobra. dobrando a concentração de ICl. NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) O diagrama de energia da reação está esquematizado a seguir. errada: libera calor. o tempo é o mesmo para o consumo total da H2O2. 10–6 mol/L . a velocidade dobra. b) Calcule a constante de velocidade nas condições da experiência e determine a velocidade da reação se as concentrações de ICl e H 2 forem 0. observa-se uma diminuição maior da [H2O2] num mesmo intervalo de tempo. Soluções aquosas de água oxigenada. A expressão da equação da velocidade de uma reação deve ser determinada experimentalmente. O gráfico a seguir apresenta dados experimentais que possibilitam a obtenção da expressão da velocidade da seguinte reação: 2ICl(g) + H2(g) → I2(g) + 2HCl(g) a) Escreva a expressão da equação da velocidade para essa reação. a) Qual das curvas representa a reação catalisada? Justifique. Fe2O3.s v = k [ICl] .30 k = 1. decompõem-se. na curva B.15 mol/L).15 mol/L. [H2]1 b) Cálculo da constante de velocidade (k) nas condições da experiência.6 mol/L. b) Qual das curvas representa a reação mais lenta? Justifique. portanto. verifica-se que.2 . II. Trata-se de uma reação de 1a ordem em relação a H2. Mantendo-se a concentração de H2 constante (0. H2O2. [H2] 7. temos v = 7. Quando [H2] = 0. mantendo a pressão e o volume constantes. mantendo o volume constante. mantendo a pressão e o volume constantes. no estado de equilíbrio. temos: (1. diminuindo o rendimento de CaO(s). as pressões parciais de CO e CO2 são 1. a grafita reage segundo a reação: C(grafita) + CO (g) ← 2 CO (g) → 2 A 1 000 ºC. uma vez que grafita natural de boa qualidade para uso industrial é escassa. A produção de grafita artificial vem crescendo significativamente. Para sua obtenção. a 1 000 ºC. Resposta: B QUÍMICA D 32 – . A adição de CO2 deslocará o equilíbrio para a esquerda. e) retirar parte do CaCO3 do sistema. c) acrescentar CO2 ao sistema. RESOLUÇÃO: → C(grafita) + CO2 (g) ← 2 CO (g) A expressão da constante de equilíbrio em termos de pressão parcial é: (pCO)2 Kp = –––––––– (pCO ) 2 Como no equilíbrio as pressões parciais de CO e CO2 são respectivamente 1. sentido no qual ocorre aumento de volume de gases. respectivamente.50 atm e 1. RESOLUÇÃO: Para aumentar a produção de óxido de cálcio. → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) 0V 1V 1. b) diminuir a pressão do sistema. Em atmosferas ricas em dióxido de carbono. devemos deslocar o equilíbrio para a direita. onde ocorre sua decomposição térmica. em um recipiente fechado dotado de um êmbolo que permite ajustar o volume e a pressão do seu interior.25 A adição de ou a retirada de CaCO3(s) não afeta o equilíbrio. e a reação de decomposição é representada pela equação: → CaCO3(s) ← CaO(s) + CO2(g) Considerando-se que uma amostra de calcário foi decomposta a 900°C. um procedimento adequado para aumentar a produção de óxido de cálcio seria a) aumentar a pressão do sistema.25 atm. O óxido de cálcio. d) acrescentar CaCO3 ao sistema. conhecido comercialmente como cal virgem. O principal constituinte do calcário é o carbonato de cálcio. Calcule o valor da constante de equilíbrio (Kp) para a reação nessa temperatura.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 32 MÓDULO 14 Equilíbrio Químico I 2. que desloca o equilíbrio no sentido de expansão de volume (para a direita). A única alternativa correta é a diminuição da pressão do sistema. aumentando a produção de óxido de cálcio. a rocha calcária é moída e aquecida a uma temperatura de cerca de 900°C em diversos tipos de fornos. é um dos materiais de construção utilizado há mais tempo.50 atm e 1.80 1. e que o sistema está em equilíbrio.25 atm.50)2 Kp = –––––––– = 1. RESOLUÇÃO: A(g) início reage e forma equilíbrio 3 mol/L x 3–x + B(g) 2 mol/L x 2–x → ← C(g) 0 x x a) A reação de conversão do gás metano para etano é uma reação endotérmica? No sistema em equilíbrio. pois o equilíbrio é deslocado no sentido de formação do etano. a reação de formação dos produtos é endotérmica.5 2 [A] ↓ cor amarela Resposta: B – 33 QUÍMICA D . qual deve ser o efeito na concentração do gás hidrogênio quando. qual a cor desse sistema quando for atingido o equilíbrio? a) azul. Sob condições experimentais adequadas. fazendo aumentar as concentrações de todos os participantes do equilíbrio.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 33 3. b) No sistema em equilíbrio. a constante de equilíbrio aumenta. o sistema adquire cor azul e. adquire cor amarela.7. [C] KC = ––––––– [A] . A concentração de gás metano diminui com o aumento da temperatura. b) A adição de um catalisador não desloca o equilíbrio. aumenta a concentração dos produtos. b) amarelo. [B] x 0. o gás metano pode ser convertido nos gases etano e hidrogênio: ⎯→ 2 CH4 (g) ←⎯ C2H6 (g) + H2 (g) Para essa reação. e) preto. o volume diminui.7. portanto a concentração do hidrogênio permanece constante. Temperatura (K) 298 400 600 constante de equilíbrio 9 x 10–13 8 x 10–10 6 x 10–7 4. se for menor que 0. a concentração de gás metano pode ser aumentada se houver um aumento de temperatura? Justifique suas respostas. teremos: [A] = 3 – x = 2 mol/L [B] = 2 – x = 1 mol/L [C] = x = 1 mol/L [C] 1 –––– = –– = 0. se adiciona um catalisador e quando há um aumento de pressão? Justifique suas respostas. RESOLUÇÃO: [C2H6] · [H2] Kc= –––––––––––– a) [CH4]2 Aumentando-se a temperatura. Logo. não há deslocamento do equilíbrio por aumento de pressão. d) branco. no equilíbrio. Porém. se –––– [A] for maior que 0. De acordo com o princípio de Le Chatelier. Portanto. 6 x = –––––––––––––––––– 2 x1 = 6 (não serve como resposta) x2 = 1 No equilíbrio. um aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica. A constante de equilíbrio (KC) na temperatura da [C] experiência é igual a 0. Sabendo-se que. segundo a equação da reação: → A(g) + B(g) ← C(g). a dependência da constante de equilíbrio com a temperatura é dada na tabela. separadamente.5 = –––––––––––– (3 – x) (2 – x) x2 – 7x + 6 = 0 +7± 49 – 4 . c) verde. colocaram-se 3 mol de A para reagir com 2 mol de B. Num recipiente de volume 1 litro. O equilíbrio foi deslocado para a direita.5. Como não há variação na quantidade de matéria (2 mols de reagentes e 2 mols de produtos). p3 H 2 Observando o gráfico. eram. 4 x 10–5 atm. H2. b) As transformações de CO e CO2 em CH4 mais H2O são exotérmicas ou endotérmicas? Justifique sua resposta. 0. Levando em conta apenas a entalpia. uma vez que CO é veneno de catalisador. 0. Explique. essas impurezas são removidas. realizado a 460 °C. e 0. A reação I apresenta maior valor para a constante de equilíbrio que a reação II. CH4 e H2O. verificamos que tanto para a reação I: (CO(g) + 3H2(g) → CH4(g) + H2O(g) ) como para a reação II: ← (CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O(g) ).C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 34 5. podemos concluir que o sistema se encontra em equilíbrio. pH O 4 2 KI = –––––––––––––– pCO . 23 pCO . O gráfico traz a variação dessas constantes com a temperatura. Usando-se o próprio hidrogênio. p3 H 2 Vamos determinar o quociente reacional (Qp ) a 460°C: pCH . Essas reações ocorrem a temperaturas elevadas. pH O 0. Podemos concluir que ambas reações são exotérmicas. o calor desprendido ou absorvido é maior? Explique. c) A reação I libera mais calor. sobram traços de CO e CO2 nesse gás. 2 atm. b) Pelo gráfico. em que reagentes e produtos são gasosos. RESOLUÇÃO: a) A reação de CO com H2 pode ser expressa por: CO(g) + 3H2(g) → CH4(g) + H2O(g) KI ← pCH . o que impede sua aplicação em hidrogenações catalíticas. na de CO ou na de CO2.4 atm. um aumento da temperatura ← implica uma diminuição da constante de equilíbrio. Na produção de hidrogênio por via petroquímica. a reação I libera mais calor. Isso significa que a reação I é mais espontânea. verificamos que o Qp é igual a KI e. a) Num experimento de laboratório. QUÍMICA D 34 – . sendo transformadas em CH4 e H2O. c) Em qual das duas transformações.4 atm. em termos do módulo da quantidade de calor ( Q ) envolvida. as pressões parciais de CO.4 4 2 Qp = –––––––––––––– = –––––––––––– = 500 4 .4 . 10–5 . numa mesma temperatura. chegando a um equilíbrio de constante KI no caso do CO e a um equilíbrio de constante KII no caso do CO2. portanto. respectivamente. Verifique se o equilíbrio químico foi alcançado. 0 . são: O C O C O OH CH3 H 2O O C O C O OCH3 H3O+ 1. no intestino delgado. o pH pode ter valores de 1.0. o pH pode ter valores de até 8.0 . RESOLUÇÃO: A aspirina e a anfetamina serão absorvidas nas formas O C OH CH3 O C O e CH3 CH2 CH NH2 Quando o pH for igual a 7.0 .0 x 10–4 Calcule a razão entre as concentrações do íon lactato e do ácido láctico nas condições de equilíbrio químico. a concentração de H3O+ diminui (H3O+ + OH– ← 2H2O). obtém-se o rendimento energético máximo possível. pois como → o meio é alcalino.O equilíbrio entre o ácido láctico e o lactato em meio aquoso encontra-se representado na equação química: — — H O + H 2O OH H O + H 3O + O– CH3 — C — C — OH Ácido Láctico Lactato Ka = 1.4. identifique o órgão do trato gastrintestinal no qual cada um dos fármacos mencionados será preferencialmente absorvido.0 a 3. Após um período de descanso. um dos mecanismos de absorção por meio das mucosas do estômago e do intestino baseia-se no fato de a molécula estar na sua forma neutra. pois a concentração de H3O+ é elevada deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. RESOLUÇÃO: A concentração de H2O não entra na expressão do Ka. [H3 Ka = ––––––––––––––––– [ácido láctico] O+] Lactato — CH3 — C — C CH3 — C — C OH Supondo-se que o único mecanismo de absorção por meio das mucosas seja a neutralidade do fármaco. Na prática de exercícios físicos. em função da acidez do meio. o organismo humano utiliza a glicose como principal fonte de energia. 1. aproximadamente neutro. A aspirina é preferencialmente absorvida no estômago.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 35 MÓDULO 15 Equilíbrio Químico II 2. a concentração dos íons H 3 O + é igual a 1. III. 10–7 mol/L pH = – log [H3O+] 7 = – log [H3O+] [H3O+] = 1.0 . é uma etapa importante para a absorção de fármacos a partir do trato gastrintestinal (estômago e intestino). no estômago. 10–7 1. 10–7 [lactato] –––––––––––– = 1. quando o pH for igual a 7. no músculo. cujas fórmulas e equilíbrios em meio aquoso. envolvendo produção de ácido láctico. o pH do músculo retorna ao seu valor normal. pois a sua concentração é constante: — — — — CH3 — C — C OH — — — Equilíbrio químico para a aspirina em meio aquoso CH3 CH2 CH NH3+ H2O CH2 CH NH2 CH3 H3O+ Equilíbrio químico para a anfetamina em meio aquoso — — H O + H2O OH H O + H3O+ O– — OH Ácido Láctico [lactato] . O C O C O OH CH3 H2O O C O C O OCH3 H3O+ A anfetamina é preferencialmente absorvida no intestino delgado. mas quando o esforço é muito intenso.0 . que é essencialmente aquoso. 103 [ácido láctico] 10–4 absorvida CH3 CH2 CH NH3+ absorvida H2O CH2 CH3 CH NH2 H3O+ – 35 QUÍMICA D — — — — — — pois elas são moléculas neutras. o fornecimento de oxigênio pode se tornar insuficiente. Sabe-se que I. o que resulta na diminuição do pH no músculo.0 . 10–7 mol/L [lactato] . Apresente seus cálculos. II.0 . deslocando o equilíbrio no sentido da molécula neutra. Justifique sua resposta. Havendo suprimento adequado de oxigênio. ––––––––––––– = ––––––––– [ácido láctico] 1. 10–4 = ––––––––––––––––––– [ácido láctico] [lactato] 1. . Considere os fármacos aspirina e anfetamina. e o organismo adotar rota alternativa menos eficiente. A solubilização no meio biológico. Os valores corretos obtidos foram. Justifique sua resposta. Em um laboratório químico. 4. respectivamente. NaCl. ocorre a passagem de gás da garrafa 1 para a garrafa 2 (difusão). considerando que todo o material em solução seja absorvido pelo organismo. podem ser utilizadas como contraste em exames radiológicos. e na garrafa 2 a concentração de gás aumenta e o pH diminui. e cloreto de amônio. > 7 e > 7. Assim. Após a conexão entre as duas garrafas. o pH fica constante. d) < 7. o aluno dissolveu quantidades suficientes para obtenção de soluções aquosas 0. = 7 e < 7. respectivamente. verifique se o paciente corre o risco de morrer devido à intoxicação por esse cátion. tem-se: [CO2(aq)] aumenta. Por meio de um peagâmetro inserto na água com gás. 10–6 mol de Ba2+ 1000 O paciente não corre risco de morrer. – → CO2(aq) + H2O(l) ← H +(aq) + HCO 3(aq) pH = – log [H +] Para a garrafa 2. Utilizando água destilada (pH = 7). 10–5mol/L 4 RESOLUÇÃO: Considere a garrafa 1 com gás (CO2 ) e a garrafa 2 sem gás. [H +(aq)] aumenta. por meio de uma mangueira. devido à propriedade de serem opacas aos raios X. Resposta: D 36 – . 10–10 = s2 → s = 1 .C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 36 3. b) = 7. B e C. ele acompanhou a variação de pH e pôde construir um gráfico registrando a variação de pH em função do tempo. NH4Cl. pois a quantidade de íons Ba2+ é inferior a 10–2 mol. nos recipientes A. pode-se concluir que o gráfico que melhor representaria a variação de pH é: 5. nos quais os pacientes ingerem uma dose constituída por 200 mL dessa suspensão. B e C. Dado: Constante do produto de solubilidade do BaSO4 = 1 x 10–10. sendo uma com gás e outra sem. < 7 e < 7. Calcule a quantidade de íons Ba2+ inicialmente dissolvida na suspensão e. No equilíbrio. < 7 e > 7. B e C. a concentração de gás na garrafa 1 diminui e o pH aumenta. e) = 7. um aluno identificou três recipientes com as letras A. Seja s a solubilidade em mol/L: BaSO4(s) ⎯⎯⎯→ Ba2+(aq) + SO2– (aq) 4 s s s Ks = [Ba2+] [SO2– ] → 1 . a) = 7. RESOLUÇÃO Determinação da concentração de íons Ba2+ na solução saturada de BaSO4. duas garrafas de água mineral. 10–5 y = –––––––––– mol = 2 . > 7 e < 7.1 mol/L de cloreto de sódio. CH3COONa. c) > 7. pH diminui QUÍMICA D H2O Cálculo da quantidade de íons Ba2+ em 200mL da solução saturada de BaSO4: 1 x 10–5 mol de Ba2+ ––––––– 1000 mL y ––––––– 200 mL 200 . Os íons Ba2+ são tóxicos e a absorção de 10–2 mol desse íon pode ser fatal para um ser humano adulto. o aluno mediu o pH das soluções dos recipientes A. acetato de sódio. Após a dissolução. Suspensões de sulfato de bário. Um estudante conectou. RESOLUÇÃO: NaCl: não sofre hidrólise (pH = 7) – – → CH3COO + HOH ← CH3COOH + OH (pH > 7) + → NH + H O+ (pH < 7) NH4 + HOH ← 3 3 Resposta: A Com relação à garrafa não monitorada pelo peagâmetro. o átomo do elemento Z tem a maior afinidade eletrônica. Resposta: B – 37 QUÍMICA D . b) o elemento Y é um metal alcalino e o elemento Z é um halogênio. na decomposição de 10 mols de moléculas de peróxido de hidrogênio.o período o Y → 1s2 2s2 2p6 3s1. 3. e) o elemento Z pertence ao grupo 15 (V A) e está no quarto período da classificação periódica.5 mol x = 5 mols de moléculas de oxigênio 10 mol ––––––––––– x X apresenta maior afinidade eletrônica. RESOLUÇÃO: X → 1s2 2s2 2p5. O peróxido de hidrogênio. RESOLUÇÃO: a) Quando um átomo perde elétrons (transformando-se em cátion). Justifique a sua resposta. é um composto utilizado como fertilizante para plantas. É usado em grande escala como alvejante para tecidos. H2O2. decompondo-se quando exposto à luz. A variação do potencial de ionização na tabela periódica é: X apresenta maior potencial de ionização. grupo 17 (halogênio). 4. é um produto químico de grande importância industrial. grupo 17 (halogênio). em que 1 pm = 10–12 m. seu raio aumenta graças a uma maior repulsão entre os elétrons: Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5. d) o potencial de ionização do elemento X é menor do que o do átomo do elemento Z. seu raio diminui devido a uma maior atração do núcleo sobre os elétrons que restaram: K > K+ Podemos concluir que o raio atômico do potássio será maior que o raio do íon potássio: rK > 138pm Quando um átomo ganha elétrons (transformando-se em ânion). 2. período 1.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 37 MÓDULO 16 Tabela Periódica e Radioatividade 2. o átomo do elemento X tem o maior raio atômico. b) Escreva a equação da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio. Os íons K+ e Cl – apresentam raios iônicos respectivamente iguais a 138 pm e 181 pm. c) dentre os citados. O cloreto de potássio. KCl. papel e polpa de madeira. Y e Z apresentam as seguintes configurações eletrônicas no seu estado fundamental: X → 1s2 2s2 2p5 Y → 1s2 2s2 2p6 3s1 Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 É correto afirmar que: a) dentre os citados.o período A variação da afinidade eletrônica na tabela periódica é: Cl < Cl – Podemos concluir que o raio atômico do cloro será menor que o raio do íon cloreto: rCl < 181 pm b) Decomposição do peróxido de hidrogênio: H2O2 ⎯→ H2O + 1/2O2 ↓ ↓ 1 mol –––––––––––– 0. Os átomos dos elementos X. Calcule a quantidade em mol de moléculas do gás produzido. a) Faça uma estimativa dos raios atômicos do K e do Cl. grupo 1 (metal alcalino). pode ser utilizado o radioisótopo Ca-45. b) Determine o número de comprimidos do suplemento carbonato de cálcio que corresponde à quantidade de cálcio diária recomendada pela OMS para um indivíduo adulto. logo: P P 80 ⎯⎯→ 40 ⎯⎯→ 20 t = 2P (período de meia vida) 320 = 2P P = 160 dias Pela tabela periódica dada: 45 Ca 20 ⎯→ β + 0 –1 45 X 21 b) A OMS recomenda uma dose diária de 1000 mg de cálcio e o comprimido tem 625 mg de CaCO3: 1 CaCO3 ⎯⎯⎯→ 1 Ca 100g –––––––– 40g 625mg –––––––– x 625 . O tálio-203 1 incorpora o próton acelerado e rapidamente se desintegra. e cuja curva de decaimento é representada na figura. segundo o processo descrito no enunciado dessa questão. O principal fornecedor desse isótopo é o Canadá. Para isso. que representa a reação nuclear para a produção de 201Pb. formando chumbo-201 e emitindo nêutrons no processo. RESOLUÇÃO: a) 203 Tl 81 + 1 p 1 → 201 Pb 82 + 3 1n 0 b) t1/2 = 73h 73h A0 73h A0 A0 ⎯→ –––– ⎯→ –––– 2 4 Período de tempo = 146h A absorção deficiente de cálcio está associada a doenças crônicas como osteoporose. o carbonato de cálcio pode ser apresentado em comprimidos que contêm 625 mg de CaCO3. bombardeado por próton (1p) acelerado em acelerador de partículas. 201 1 1 82Pb = chumbo-201. Dados: 203 81Tl 4. A necessidade de cálcio varia conforme a faixa etária. e problemas técnicos recentes em seus reatores resultaram em falta desse material no Brasil. formando Tl-201. Uma proposta alternativa para solucionar o problema no país foi substituir o tecnécio-99 pelo tálio201. durante o qual essa amostra pode ser utilizada para a realização de exames médicos. Posteriormente. calcule o período de tempo. tem aumentado muito nos últimos anos. A OMS (Organização Mundial da Saúde) recomenda uma dose de 1000 mg/dia na fase adulta. = tálio-203.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 38 3. a partir do bombardeamento do 203Tl com prótons. O tálio-201 pode ser produzido a partir do tálio-203. O: 16 RESOLUÇÃO: a) Pelo gráfico. a atividade deste radioisótopo cai de 80kBq para 20 kBq em 320 dias. sendo o tecnécio-99 o mais usado em clínicas e hospitais brasileiros. 0n nêutron. e que pode 0 ser utilizada em exames médicos até que sua atividade se reduza a A0/4. a) Determine a meia-vida do radioisótopo Ca-45 e escreva a equação do decaimento do Ca-45. 40 x = ––––––– 100 x = 250mg de cálcio em 1 comprimido 250mg ––––– 1 comprimido 1000mg ––––– y 1000 y = ––––– 250 y = 4 comprimidos QUÍMICA D 38 – . 204 82Pb (sic) = chumbo-204. um isótopo com meia-vida de 73 horas. câncer de cólon e obesidade. em Medicina. Dados: massas molares em g/mol: Ca: 40. (UNIFESP) – No estudo do metabolismo ósseo em pacientes. A suplementação desse nutriente é necessária para alguns indivíduos. 1p próton. Pede-se: a) Escreva a equação balanceada. C: 12. expresso em horas. que decai emitindo uma partícula beta negativa. b) Considerando que na amostra inicial de radiofármaco contendo 201Tl tem uma atividade radioativa inicial igual a A . (UFSCar) – O uso de isótopos radioativos. o chumbo-201 sofre nova desintegração. F = 19.0 g·mol–1) e que sua densidade.3 g. 300K M = ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1 atm 1.082 atm.0 L.L. A análise de uma amostra de um gás proveniente de determinado aterro sanitário indicou que o mesmo é constituído apenas por átomos de carbono (massa molar = 12. Dadas a massa molar do magnésio = 24.92 atm M = 15. cujas moradias foram construídas clandestinamente sobre aterros sanitários desativados.5 g/mol O gás que se encontra no cilindro é CClF3 (fréon 12). Esses locais são propícios ao acúmulo de água durante os períodos de chuva e. sobretudo.0 g .486 gramas de magnésio metálico com solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) foi confinado em um recipiente de 100 mL à temperatura de 27°C.65 g·L–1. é 0.3 Cálculo da pressão do gás aprisionado no recipiente de 100mL a 27°C: V = 100mL = 0.K–1. mol–1 Fórmula de Lewis (estrutura): H •• • • H •C• H •• H O átomo de carbono possui 4 elétrons na camada de valência e o átomo de hidrogênio tem somente um elétron. ao acúmulo de gás no subsolo. a massa do gás era de 85 g e a pressão era de 2.082 atm. 300K M mol . 10–2mol 2 .5 g/mol.mol–1. Identifique qual é o gás. K M = 104. Cl = 35.486g de Mg –––––––– x 0. mol–1 Para que a massa molar seja 16g mol–1.0) g . M = (1 x 12. foi encontrado um cilindro supostamente contendo um destes gases.99g . 0.082L .082 L·atm·K–1·mol–1.65g .082 ––––––– . (UNESP) – O gás liberado na reação completa de 0. 10–2 mol de H2 24. Calcule a massa molar do gás analisado e faça a representação da estrutura de Lewis de sua molécula.5. atm K–1 . encontram-se em situação de risco. 10.L. As substâncias mais empregadas eram CClF3 (Fréon 12) e C2Cl3F3 (Fréon 113).1 P = 4. L 2. mol–1 = 16. mol–1 M = 16 g . RESOLUÇÃO: A equação química que representa a reação que ocorre é: Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) Cálculo da quantidade em mol de H2 liberado: 24. L–1 . o hidrocarboneto a que se refere o texto é o metano (CH4).486 ∴ x = ––––– mol = 2 .K–1. RESOLUÇÃO: Aplicando a equação dos gases ideais: PV = n R T m PV = –– RT M m P = ––––– RT MV dRT P = –––––– M dRT M = –––––– P 0. Num depósito abandonado. 300 PV = n R T ⇒ P = ––––––––––––––––––– 0.082 .00 atm . pois podem ocorrer desmoronamentos ou mesmo explosões. 2. 0.0 g·mol–1) e de hidrogênio (massa molar = 1.0L = –––– 0.1L T = 27°C = 300K n = 2 . Massas molares em g. RESOLUÇÃO: Massas molares em g/mol: CClF3: M = 104. mol–1 . (UNESP) – As populações de comunidades. Dado: R = 0.5 g/mol C2Cl3F3: M = 187. determine a pressão no recipiente.3g de Mg –––––––– 1 mol de H2 0. R = 0. (UNESP) – Nos frascos de spray.00 atm a 27 ºC.mol–1 e a constante universal dos gases R = 0. 10–2 .5 g/mol Cálculo da massa molar utilizando a equação PV = n RT: 85g atm . C = 12. – 39 QUÍMICA D . sabendose que o cilindro tinha um volume de 10.0 + 4 x 1.mol–1. usavam-se como propelentes compostos orgânicos conhecidos como clorofluorocarbonos.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 39 MÓDULO 17 Gases 3. pois o valor da massa molar determinada foi 104. a 300 K e 1 atmosfera de pressão.mol–1: H = 1. 3 kPa L mol–1 K–1 Massas molares em g/mol: O: 16. Como. possuem igual energia cinética média. He. 32 g/mol + 0. em cada extremidade de um tubo de vidro com 1m de comprimento. 4 g/mol + 0. no qual.9 g/mol 5. MNH < MHCl 3 QUÍMICA D 40 – . (UNICAMP) – Algumas misturas gasosas podem ser importantes em ambientes hospitalares. c) Qual é a massa molar média da mistura? Mostre os cálculos. observou-se a formação do cloreto de amônio na região do tubo mais próxima à extremidade que contém o ácido. quando submetidos à mesma pressão e temperatura. He: 4. a uma mesma temperatura.16 . N: 14 RESOLUÇÃO: a) O2. sua massa molar é menor. b) Qual é a pressão parcial do hélio no cilindro? Mostre os cálculos. discuta qual massa molar é maior (NH3 ou HCl). assim como na prática de esportes. Considere que os vapores formados no experimento se comportam como gases. no experimento. como mergulho autônomo a grandes profundidades. ambas com a mesma concentração. contém 16% de oxigênio. Para ilustrar esta teoria. a) Escreva as fórmulas dos gases da mistura. Utilizando os dados da questão.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 40 4. 24% de hélio e 60% de nitrogênio (porcentagem em volume). ––––– μ v1 ––– = v2 μ2 ––––– μ1 PM Como μ = –––– RT PM –––– RT 2 –––––––– PM –––– RT 1 v1 ––– = v2 v1 –––– = v2 M2 ––––– M1 Quanto maior a massa molar do gás. respectivamente. portanto. Dado: R = 8. RESOLUÇÃO: As velocidades de efusão dos gases são inversamente proporcionais às raízes quadradas de suas massas específicas. o anel de cloreto de amônio se formou mais próximo do ácido clorídrico do que da amônia. a velocidade de difusão da amônia foi maior e. foram colocados dois chumaços de algodão embebidos. 28 g/mol — M = 22. Uma dessas misturas. Suponha um cilindro de Trimix mantido à temperatura ambiente e a uma pressão de 9000 kPa. 1 v = k . em uma solução de amônia e em uma solução de ácido clorídrico. menor sua velocidade de efusão (Lei de Graham). Estudos mostram que as moléculas de dois gases. N2 b) 100% ––––– 9000 kPa 24% ––––– x x = 2160 kPa — c) M = XO MO + XHe MHe + XN MN 2 2 2 2 — M = 0. denominada Trimix. um professor montou o experimento abaixo esquematizado.60 . Após determinado período de tempo.24 . (UNESP) – Durante este ano. 10–4 mol Na = 23. contém 0.0 mol L–1. é muito pequena. RESOLUÇÃO: Cálculo da massa de mercúrio em um litro da vacina: 0.2g –––––– y y = 0.0 C = 12. utilizando solução padrão de hidróxido de sódio tendo fenolftaleína como indicador.5 mL. Apresente seus cálculos.0 – 41 QUÍMICA D . 10–3mol Resposta: 2 .8g de NaOH Cálculo da massa de NaOH gasta em 264 análises: 1 análise ––––––– 0.02 mg de Hg.2g de ácido etanoico Cálculo da massa de NaOH gasta em cada titulação: A equação da reação de neutralização que ocorre é: H3CCOOH + NaOH → H3CCOO–Na+ + H2O 1 mol 1 mol ↓ ↓ 60.0g 1. Dado: Massa molar do Hg = 200 g·mol–1. que a concentração do titulante é igual 1. de hidróxido de sódio consumida para a realização das 264 análises feitas por esse analista em um mês de trabalho.8g –––––––– 100 mL x –––––––– 25 mL x = 1. na forma do composto tiomersal. Sabendo-se que são utilizados 25 mL de vinagre em cada análise – vinagre é uma solução contendo 4.5 mL ________________ 0. que são realizadas três análises por lote e que são analisados quatro lotes por dia. calcule a quantidade de matéria (em mol) de mercúrio em um litro da vacina.2 . com volume igual a 0. Dados: Massas molares (g mol–1): H = 1. surgiram comentários infundados de que a vacina utilizada.8g de ácido eta noico em 100 mL de vinagre: 4.8% (m/v) de ácido etanoico –.02mg 1000 mL ________________ x x = 40mg Cálculo da quantidade de matéria de mercúrio em um litro da vacina: 200g ________________ 1 mol 40 .C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 41 MÓDULO 18 Miscelânia 2. Se uma dose dessa vacina.8g de NaOH 264 análises ––––––– z z = 211.8%(m/V) → existem 4. por conter mercúrio (metal pesado).0 O = 16. seria prejudicial à saúde.0g –––––– 40. no período de vacinação contra a gripe A (H1N1).0 RESOLUÇÃO: Cálculo da massa de áci do etanoico exis tente em 25 mL de vinagre: 4. (UNESP) – Um analista químico de uma indústria de condimentos analisa o vinagre produzido por meio de titulação volumétrica. em gramas. calcule a quantidade média.2g de NaOH 1. 10–3g ________________ y y = 0. As autoridades esclareceram que a quantidade de mercúrio. utilizado como conservante. (UNIFESP) – Em uma aula de laboratório de química. em mol. 10–3 mol de Zn ⎯⎯→ x x = 1. 10–2 mol de HCl Cálculo da quantidade. 10–2 mol de HCl a) Na estrutura do oseltamivir. de HCl adicionado ao zinco.327 g) de zinco e 4. b) Apresente a estrutura do composto orgânico produzido na reação do ácido siquímico com o etanol. em mol. b) Determine o volume da solução inicial de HCl que está em excesso no experimento III. (UNIFESP) – O medicamento utilizado para o tratamento da gripe A (gripe suína) durante a pandemia em 2009 foi o fármaco antiviral fosfato de oseltamivir. possui maior velocidade. Apresente os cálculos efetuados.0 . no experimento II há maior concentração de HCl que no experimento III e maior superfície de contato que no experimento I.0 . foram colocados em cada um 5. antes da adição do ácido no metal. de HCl necessária para reagir totalmente com o zinco: 1 mol de Zn ⎯⎯→ 2 mol de HCl 5. no experimento III: (MHCl = 4 mol/L) 4 mol de HCl ⎯⎯→ 1000 mL y ⎯⎯→ 4 mL y = 1. RESOLUÇÃO: a) O experimento II. nas concentrações indicadas na figura.0 x 10–3 mol (0. comercializado com o nome Tamiflu®. A figura mostra o esquema dos experimentos. RESOLUÇÃO: a) As funções orgânicas que contêm o grupo carbonila são: b) A reação do ácido siquímico com etanol é uma reação de esterificação: Cálculo da quantidade. Em três tubos de ensaio rotulados como I. Pelo mostrado.0 .6 . II e III. 10–2 mol – 1. b) Considere a equação da reação do zinco com o ácido clorídrico: Zn(s) + 2 HCl(aq) ⎯→ ZnCl2(aq) + H2(g) Cálculo da quantidade.6 . A figura representa a estrutura química do oseltamivir. A primeira etapa dessa síntese é representada na equação: a) Qual experimento deve ter ocorrido com menor tempo de reação? Justifique. Uma das rotas de síntese do oseltamivir utiliza como reagente de partida o ácido siquímico. 10–2 mol = 0. foram realizados três experimentos para o estudo da reação entre zinco e ácido clorídrico. em mL. adicionado em excesso: (MHCl = 4 mol/L) 4 mol ⎯⎯→ 1000 mL 0. Foi anotado o tempo de reação até ocorrer o desaparecimento completo do metal. no experimento III: 1. identifique as funções orgânicas que contêm o grupo carbonila. 10–2 mol de HCl (quantidade (quantidade (quantidade adicionada) necessária) em excesso) QUÍMICA D Cálculo do volume de HCl. 10–2 mol ⎯⎯→ z z = 1. de HCl adicionado.6 . em mol.6 . Portanto. em excesso.C2 RGeral QUI D Prof Lu 21/10/10 09:20 Página 42 3. se possuir maior concentração de HCl e maior superfície de contato.0 mL de solução de ácido clorídrico.5 mL de solução de HCl adicionada em excesso 42 – . 4.