SumárioPROÊMIO ................................................................................................. IX INTRODUÇÃO.............................................................................................. XI ESTUDAR MELHOR ..................................................................................... XIII INTRODUÇÃO .............................................................................. XIII DISTRIBUIÇÃO DE TEMPO............................................................. XIV ORGANIZAÇÃO DO ESTUDO .......................................................... XIV ANOTAÇÕES EM AULA ................................................................. XVI LEITURA .................................................................................... XVII ASSISTÊNCIA À AULA .................................................................. XVIII CONCLUSÃO ............................................................................... XIX 1 Soluções .......................................................................................... 1 2 Reações Envolvendo Soluções ....................................................... 13 3 Propriedades Coligativas das Soluções .......................................... 25 4 Termoquímica ................................................................................. 43 5 Termodinâmica Química ................................................................ 59 6 Cinética Química ............................................................................ 75 7 Equilíbrio Químico ......................................................................... 93 8 Equilíbrio Iônico ............................................................................. 113 ...................................................................... Tabelas ................................................................................... 426 3.................................................................................................... Outras Unidades...................................................2 Plural dos nomes de unidades .................................................... Outras Unidades ............. Tabelas .......................... 422 2......... 422 3.... 422 3................................................................................. 313 CAPÍTULO 9 • Eletroquímica .................................................................................................... 272 CAPÍTULO 7 • Equilíbrio Químico ............ 403 A PÊNDICE 1 – O Sistema Internacional de Unidades...........................................5 Espaçamento entre número e símbolo................................... 422 3.......................................3 Grafia dos símbolos de unidades.............. 436 TABELA VI – Unidades de Radioatividade .... 438 .................................... 179 11 Gabaritos e Resoluções .............................................................................................................................................. 428 TABELA III – Unidades Elétricas e Magnéticas ..... 425 3.............. 421 1....... 427 TABELA I – Prefixos SI .................................................................7 Grandezas expressas em valores relativos ............................................................................... 427 TABELA II – Unidades Geométricas e Mecânicas .........4 Grafia dos números ........... 432 TABELA IV – Unidades Térmicas ................ 143 10 Radioatividade ........ 426 3....... 251 CAPÍTULO 6 • Cinética Química ................. 426 4............................................... 424 3................ 205 CAPÍTULO 3 • Propriedades Coligativas das Soluções ..................... 289 CAPÍTULO 8 • Equilíbrio Iônico ..XXII P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA 9 Eletroquímica................................................... Normas Gerais......... Normas Gerais .................... O Sistema Internacional de Unidades ...........6 Pronúncia dos múltiplos e submúltiplos decimais das unidades ............................................. 193 CAPÍTULO 1 • Soluções ................. 367 CAPÍTULO 10 • Radioatividade ................. 193 CAPÍTULO 2 • Reações Envolvendo Soluções ......... 435 TABELA V – Unidades Ópticas .................................. 221 CAPÍTULO 4 • Termoquímica . 238 CAPÍTULO 5 • Termodinâmica Química .................. 423 3.1 Grafia dos nomes de unidades....................................................................................................... ......................... 443 Conversões ......................................... 444 Fórmulas .............................................................................................................................. 444 A PÊNDICE 3 – Referências Bibliográficas............. S UMÁRIO XXIII A PÊNDICE 2 – Dados Úteis .................................................................................................................. 445 ................................................................................... 443 Definições ...................... 443 Constantes......... . 1 Soluções 01 (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro 2007) Não conduz bem corrente elétrica: a) NaCl(aq) b) KBr(s) c) Cu d) C (grafite) e) Latão 02 (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro 2007) Uma solução aquosa de qual composto abaixo não irá conduzir corrente elétrica? a) Ca(CH3COO)2 b) Ba(OH)2 c) KOH d) H3COH e) todos os compostos anteriores irão conduzir corrente elétrica. Considerando que o dióxido de . verifica-se formação de um aerossol esbranqui- çado e também que a temperatura do gás ejetado é consideravelmente menor do que a temperatura ambiente. 03 (ITA 2006 / 2007) Durante a utilização de um extintor de incêndio de dióxido de carbono. Etilamina II. III e IV b) II. b) I e III. 04 (ENADE 2005) Dispõe-se de cada um dos líquidos listados a seguir: I. II e I e) IV. Dietilamina III. IV. e) III e V. a) I. Etanol V. assinale a opção que indica a(s) substância(s) que torna(m) o aerossol visível a olho nu. II e III . IV. qual é o par que forma uma solução cujo volume final mais se aproxima da soma dos volumes individuais dos líquidos misturados? a) I e II. a) Água no estado líquido. nos solventes relacionados abaixo: I. e) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado gasoso.2 P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA carbono seja puro. HCl(g). c) II e IV. Água II. III. 05 (ITA 2004 / 2005) A 15°C e 1 atm. d) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado líquido. b) Dióxido de carbono no estado líquido. d) III e IV. IV e I c) II. II. c) Dióxido de carbono no estado gasoso. n-Hexano IV. Ácido sulfúrico concentrado III. Água pura Assinale a alternativa que contém a ordem decrescente CORRETA de condutividade elétrica das soluções formadas. borbulham-se quantidades iguais de cloridreto de hidrogênio. Benzeno IV. I e III d) III. I. Tolueno Ao misturar volumes iguais de dois desses líquidos. Um feixe de luz visível incidindo sobre essas duas misturas é visualizado somente através da mistura de água e sabão. qual das duas misturas pode ser considerada uma solução? Por quê? 09 (ITA 2001 / 2002) Um béquer de 500 mL contém 400 mL de água pura a 25°C e 1 atm. 10 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2001) Explique por que : a) O íon Li+ é menor que o íon Rb+. Gasolina. 08 (ITA 2003 / 2004) São preparadas duas misturas: uma de água e sabão e a outra de etanol e sabão. Em um deles é adicionada uma porção de n-octano e no outro. IV. S OLUÇÕES 3 06 (ITA 2001 / 2002) Considere os sistemas apresentados a seguir: I. b) O ângulo HNH na amônia se aproxima mais de um ângulo tetraédri- co. Óleo de soja. a) O que deverá ser observado quando uma gota de detergente é adi- cionada na região central da superfície da água coberta de talco? b) Interprete o que deverá ser observado em termos das interações físico-químicas entre as espécies. b) apenas I. c) apenas II e V. Uma camada fina de talco é espalhada sobre a superfície da água. II e V. são classificados como sistemas coloidais a) apenas I e II. II e III. Destes. V. d) apenas I. 07 (ITA 2006 / 2007) Dois recipientes contêm soluções aquosas diluídas de estearato de sódio (CH3(CH2)16COONa). Maionese comercial. mas uma solução de RbCl apre- senta maior condutividade elétrica que outra de LiCl. Com base nestas informações. Faça um esquema mostrando as interações químicas entre as espécies presentes em cada um dos recipientes. . de modo a cobri-la totalmente. enquanto o ângulo HPH na fosfina está mais próximo de 90°. II. uma porção de glicose. III. Creme de leite. e) apenas III e IV. ambos sob agitação. Poliestireno expandido. b) Compressibilidade. no que se refere às seguintes propriedades: a) Densidade. e formar misturas homogêneas.4 P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA 11 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2001) Compare um gás e um líquido. c) Capacidade de se misturar com outras substâncias. H = 1 a) 42 kg d) 45 kg b) 300 kg e) 104. b) Compostos apolares são solúveis em água. é obtido atra- vés da absorção do trióxido de enxofre por ácido sulfúrico. Supondo que uma indústria tenha comprado 1. Dados: Massas atômicas (u.5 kg c) 100 kg 14 (Olimpíada Brasileira de Química 2006) A curva de solubilidade de um sal hipotético está representada a seguir. 13 (IME 2006 / 2007) Oleum. justificando cada caso. A quantidade de água necessária para dissolver 30 g do sal a 70°C é: a) 10 g b) 20 g c) 30 g d) 50 g e) 60 g . c) Caso não sofresse hibridização. 12 (IME 2000 / 2001) Analise as afirmativas abaixo e indique se as mes- mas são falsas ou verdadeiras. a) Sólidos iônicos são bons condutores de eletricidade.000 kg de oleum com concen- tração em peso de trióxido de enxofre de 20% e de ácido sulfúrico de 80%. d) A estrutura geométrica da molécula de hexafluoreto de enxofre é tetraédrica.m. Ao se mis- turar oleum com água obtém-se ácido sulfúrico concentrado. ou ácido sulfúrico fumegante. O = 16. na mesma fase. calcule a quantidade de água que deve ser adicionada para que seja obtido ácido sulfúrico com concentração de 95% em peso. o boro formaria a molécula BF.a): S = 32. em uma so- lução aquosa.será: a) 0.e SO42-. as concentrações dos íons Na+ e SO42.02 d) 0. nesta solução. A concentração de cloreto de sódio em ppm é: a) 28000 c) 28 × 106 b) 28 d) Nenhuma das anteriores 16 (Olimpíada Brasileira de Química 2005) Determinou-se.0 g de glicose há 3 × NA átomos de carbono.05 mol/L e 0. Qual das afirmações está incorreta? a) Uma solução aquosa de glicose 0. 28 g de cloreto de sódio por 1 kg de água. Se. a concentração. b) 1 mmol de glicose tem uma massa de 180 mg. .05 b) 0. d) Em 90. e) Em 100 mL de uma solução 0.04 17 (Olimpíada Portuguesa de Química 2004 Grécia 2003) A massa mo- lar da glicose (C6H12O6) é 180 g/mol e NA é a constante de Avogadro.01 c) 0.5 mol/L tem 90 g de glicose em 1 L de solução. Cl. de íons Cl. 0.10 mol/L há 18 g de glicose.01 mol/L.0100 mol de glicose tem 0. S OLUÇÕES 5 15 (Olimpíada Portuguesa de Química 2006) O Oceano Atlântico tem. em mol/L.0100 × 24 × NA átomos. respectivamente. c) 0.03 e) 0.são. em média. a presença dos seguintes íons: Na+. 30 mols de íons Na+.85% (m/v) de cloreto de sódio com 200 mL de uma solução de cloreto de cálcio que contém 22.250 M e) 0. Contudo.100 M de Ba(NO3)2 foram misturados com 30 mL de uma solução 0.0 mol/L 19 (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro 2007) 20 mL de uma so- lução de 0.28 mols de íons Cl-.0 mol/L b) 0. o cogumelo é tóxico.2 g do soluto e adiciona- se 200 mL de água. quando ingerido pelo homem ou animais domésticos.e x mols de íons Fe3+.03 d) 0.100 M d) 0. obtém-se uma nova solução cuja concentração de íons cloreto é de: a) 0.1 mol/L d) 2.0 mol/L c) 1.400 M de NH4NO3. bem como a avaliação das suas pro- priedades biológicas e estudos das suas relações estrutura/atividade.10 mols de íons SO42.06 e) 0.26 c) 0.08 21 (Olimpíada Portuguesa de Química 2007) Cogumelos: petisco ou veneno A Química Medicinal é um ramo das Ciências Químicas que também abrange conhecimentos das Ciências Biológicas.6 P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA 18 (Olimpíada Brasileira de Química 2002) Quando se mistura 200 mL de uma solução a 5. 0. 0.18 b) 0. Dependendo da quantidade ingerida são induzidas alterações no sistema nervoso: descoordenação moto- .2 mol/L e) 3. Esta disciplina envolve a identificação e preparação de compostos biologicamente ativos. A [NO3-] na solução resultante é: a) 0. Medicinais e Far- macêuticas. A Amanita muscaria (Fig.3) é um cogumelo de aparência inocente e aspecto apetitoso. A concentração de íons Fe3+ (em mol/L) presentes nesta solução é a) 0.400 M c) 0.280 M 20 (ITA 2000 / 2001) Um litro de uma solução aquosa contém 0.320 M b) 0. alucinações.008 Nota: MA(O) = 15. Composto 1 Composto 2 (C9H20O2NCl) (C17H23NO3) 1) Indique a quantidade de sulfato de atropina necessária.3 – composto II).007 MA(S) = 32. é administrada na forma de sal [solução de sulfato de atropina (C17H23NO3)2. normalmente.066 . é usado como antídoto e. num caso de intoxicação com muscarina (ver rótulo do frasco). para forne- cer 3 mg de atropina. A dose usual de atropina administrada deve ser de 0. MA(C) = 12. a muscarina (Fig. A atropina (Fig. Isto é devido à presença de um composto químico.3 – compos- to I).H2SO4)] (Fig. composto isolado da Atropa belladonna. crises de euforia ou depressão intensa.3).999 MA(N) = 14. 2) Indique o volume de solução que deve ser administrada.5 mg de cinco em cinco minutos até um máximo de 3 mg.011 MA(H) = 1. S OLUÇÕES 7 ra. apresentam altos teores de nitratos. Pergunta-se: a) Quantos miligramas de HCN por kg de ar correspondem a 10 ppm? b) A que fração da dose letal corresponde 10 ppm? c) Qual a massa de HCN que deve estar contida no ar. foi estabelecido que: I. Esse problema também pode ocorrer com pequenos animais do campo que chegam a morrer após o consumo de água com excesso de nitratos. A concentração letal de HCN no ar é de 300 mg/kg de ar (d = 0. Ao ser ingerido.2 m. em um peque- no laboratório que mede 5 m × 4 m × 2. Para evitar danos à saúde. muitas vezes acima dos li- mites de segurança para consumo humano. não se pode expor uma pessoa. que vai desde 10 ppm para bebês até 45 ppm para adultos. para atingir a concen- tração letal? 23 (Olimpíada Portuguesa de Química 2006) Quebra-cabeças Dois recipientes contêm volumes iguais de duas soluções distintas: o primeiro tem uma solução de sal (NaCl). depois de misturar bem. por mais que oito horas. ambas com a mesma concentração. encheu de novo a cane- ca no segundo recipiente e despejou-a no primeiro. enquanto o segundo tem uma solução de açúcar (sacarose). o excesso de nitrato presente na água se reduz a nitrito causando a meta-hemoglobinemia. ou a solução de sal que ficou com mais açúcar? 24 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2004) NITRATO UM PO- LUENTE DOS RECURSOS HÍDRICOS Em algumas áreas agrícolas as águas dos rios. Alguém encheu uma caneca com a primeira solução e despejou-a no segundo recipiente e. Os nitratos presentes na água podem ser provenientes do uso excessivo de fertilizantes agríco- . II.8 P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA 22 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2006) Em um laboratório dedi- cado ao estudo da toxicidade de produtos químicos. das represas e até dos poços. Ambas as soluções ficaram contaminadas.0012 g/cm3). a uma atmosfera que contenha 10 ppm de HCN. conhecida como síndrome do bebê azul. mas qual delas ficou mais contaminada? Foi a solução de açúcar que ficou com mais sal. em cada uma das soluções (A. portanto. através do uso racional de fertilizantes e do controle na eliminação de dejetos. c) Uma amostra de água que contém 2 mg de nitrito em 100 mL está apropriada para o consumo humano? Justifique sua resposta. deter- minando o teor em ppm de nitrato nesta amostra. Desta solução A foram decantados 300 cm3 e adicionados a 200 cm3 de uma so- lução de concentração 0. originando a solução C. A densidade da água é 1.96 g de NaCl(s). Além de apresentar-se nas formas de nitrato e nitrito. o nitrogênio se apre- senta em seu maior estado de oxidação? E no menor? 25 (Olimpíada Portuguesa de Química 2004) Segundo desafio: contas e + contas Uma solução aquosa A foi preparada dissolvendo 3.1.30 g de AlCl3(s) puro e água destilada até perfazer o volume de 200 cm3. obtendo-se a solução B. nitro- gênio molecular ou nitrogênio orgânico. no volume final de 600 cm3.00 g/cm3. neste caso. em recursos hídricos. bem como da decomposição de dejetos orgânicos jogados exces- sivamente nos mananciais. Ele encontrou que 110 gotas eram formadas quando 3. B e C)? [MA(Al) = 27. o nitrogênio pode ainda apresentar-se. A 180 cm3 desta solução B foram adicionados 1. MA(Ca) = 40. MA(Na) = 23. Estes sais são muito solúveis e.5.13 mol/dm3 em CaCl2. Qual a concentração do íon Cl-. a solução para este problema está no respeito ao meio ambiente. a não ser por tratamentos de elevado custo. b) Determine as geometrias dos íons nitrato e nitrito.02 × 1023 moléculas.0. con- tendo 2. . S OLUÇÕES 9 las. a) Escreva as estruturas de Lewis para os íons nitrato e nitrito. MA(Cl) = 35. como amônia. d) Em quais das formas citadas no texto acima.5% de impurezas insolúveis. a constante de Avogadro é igual a 6. difíceis de serem eliminados da água.50 Å (angstroms) e 1 Å = 10-10 m.0] 26 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2003) Um jovem químico decidiu medir o volume de uma gota de água. De acordo com os handbooks de Química o compri- mento aproximado de uma molécula de água é de 1.00 cm3 de água eram escoados através de uma bureta. Assim. 27 (Olimpíada Portuguesa de Química 2003) Jornalismo científico O líder de uma seita religiosa. da água. Da unidade de destilação saem duas correntes: uma con- tendo 80% (m/m) de água (B). III) o número de moléculas. com uma vazão de 270 kg/h. Depois fiz uma diluição de 1:10. a) Calcule a vazão e a composição da corrente C. em mol/L. O objetivo é obter água a partir de uma mistura de acetona : água com a proporção mássica de 40 : 60 (macetona : mágua). b) Use os dados determinados para uma gota de água (no item a) e calcule a concentração. c) Calcule o comprimento de uma cadeia formada por todas as molé- culas de água contidas em uma gota. b) Calcule a vazão molar de água na corrente B (em mol/hora).” Um jornalista de ciência presente na sala escreveu para o seu jornal: “Falso cientista diz 3 disparates em 3 frases”. con- vertendo-se totalmente em energia. juntando mais 10 litros de água. . A mistura entra na unidade de destilação (corrente A) com uma vazão de 700 kg/h. Quais os erros detecta- dos pelo jornalista? 28 (Olimpíada Portuguesa de Química 2003) Engenharia química Um engenheiro químico foi encarregado da unidade de destilação de água na barragem de Alqueva-III. Daqui resultou um combustível que queima no ar. convoca uma conferência de imprensa para anunciar que descobriu o combustível do futuro: “Comecei por preparar uma solução de 1 litro de hexano (C6H14) em 1 litro de água. altamente contaminada com acetona de efluentes industriais. II) a massa. querendo fazer-se passar por cientista. c) Sugira um processo para au- mentar a pureza da água obtida na corrente B. e outra enriquecida em acetona (C).10 P ROBLEMAS DE F ÍSICO -Q UÍMICA a) Calcule. sem resíduos e sem necessidade de chaminés ou tubos de escape. para uma gota de água: I) o volume. formando ácido nítrico e óxido nitroso. 13% e 35%.5 m × 4. Sem saberem como..3) na estratosfera o óxido nítrico sofre oxidação pelo ozônio. encher com uma solução contendo um composto de C. transformadas em laboratório de alquimia. respectivamente. cuja massa molar é inferior à de três mols de água e é muito solúvel nesse líquido”. . num aposento de 4. seja da or- dem de 0. quando a pressão atmosférica for de 0. em forma de funil.1) o dióxido de nitrogênio dissolve-se em água. com uma fechadura estranha. c.4 m? c) escreva as equações químicas correspondentes aos seguintes enun- ciados: c. numa amostra de ar. S OLUÇÕES 11 29 (Olimpíada Portuguesa de Química 2001) Primeira porta: a fecha- dura-funil A aventura de três amigos no mundo da Química. b) quantas moléculas de NO2 estarão presentes. nestas condições e na temperatura de 20°C. onde está gravada a mensagem: “Para abrir. c. em zonas industriais. [Massas atômicas relativas: MA(C) = 12.0] 30 (Olimpíada Norte / Nordeste de Química 2000) Estima-se que a con- centração de NO2 no ar atmosférico. MA(O) = 16.3 m × 2. Mis- turados com as garrafas de vinho vêem-se os mais diversos produtos próprios das práticas alquimistas. MA(H) = 1. onde muitas portas se podem abrir.0. H e O nas percentagens de 52%.021 ppm.2) a molécula de óxido nítrico sofre fotodissociação na atmosfera superior. Como proceder para abrir esta fechadura e sair da adega? Justifique a resposta. a) calcule a pressão parcial de NO2.98 atm.. Só há uma porta de saída. os nossos três amigos encontram-se nas adegas de um antigo castelo.0.
Report "Problemas de Físico - Quimica IME ITA - Autor Nelson Santos.pdf"