2ª Lista de Exercícios de Química

Questão 1(PAS – 2004) Para que um peixe oceânico seja mantido em um aquário com água potável, é necessário corrigir a concentração salina da água. Considere que a concentração de cloreto de sódio na água do mar seja de 29,25 g/L e que a água potável possua 0,026 mol/L de NaCl e que M(Na) = 23 g/mol e M(Cl) = 35,5 g/mol. Com base nessas informações, escolha apenas uma das opções a seguir e faça o que se pede desprezando a parte fracionária do resultado final obtido após efetuar todos os cálculos solicitados.

a) Determine, em mol/L, a concentração de cloreto de sódio na água do mar e multiplique o valor encontrado por 1.000.

b) Determine, em mol, a quantidade de matéria de cloreto de sódio que deve ser adicionada a 1 m3 de água potável para se obter salinidade igual à da água do mar, desprezando-se a variação de volume devida à adição de sal.

c) Calcule, em L, o volume de solução de NaCl a 6,0 mol/L necessário para obter, ao se misturar com água potável, 1 m3 de água com salinidade igual à da água do mar.

Questão 2(UnB – 1o/97) O processo de fabricação dos circuitos integrados impressos, usados na construção de microcomputadores, emprega o ácido sulfúrico de alta pureza. Sendo ele um ácido muito forte, o resíduo industrial do processo necessita ser tratado antes de ser lançado no meio ambiente.

Uma indústria resolveu alterar o procedimento normal e tratar seu resíduo com cal hidratada (hidróxido de cálcio). A partir dos dados apresentados na tabela periódica, calcule, em toneladas, a quantidade de sulfato de cálcio que será produzida ao se neutralizarem 49 toneladas de ácido sulfúrico. Desconsidere a parte fracionária do resultado, caso exista.

Questão 3(UnB – 1o/03)A gelatina, proteína coloidal de origem animal, é obtida a partir do colágeno, presente nas fibras brancas dos tecidos conectivos do corpo, particularmente da pele, dos ossos e dos tendões. Entre outros, o colágeno possui em sua estrutura os aminoácidos glicina (25% em massa), prolina e hidroxiprolina (totalizando juntos 25% em massa), cujas estruturas são mostradas abaixo.

O processo de produção da gelatina a partir dos ossos pode ser descrito pelas etapas seguintes.

I - Os ossos, matéria-prima, devem ser desengordurados, o que pode ser feito pela extração com uma nafta de petróleo de baixo ponto de ebulição.II - Em seguida, os ossos são quebrados e tratados com ácido clorídrico a frio, para dissolver o fosfato de cálcio, o carbonato de cálcio e outros minerais. O resíduo é matéria orgânica: colágeno com restos de ossos. Esse material é chamado osseína.III - A osseína é tratada com leite de cal (hidróxido de cálcio), com objetivo de intumescer o material e remover as proteínas solúveis (mucina e albumina). Quando a molhagem com cal está completa, a osseína é lavada com água pura.IV - Segue-se uma adição de HCl diluído para ajustar o pH para 3,0 que é o pH ótimo para a hidratação do colágeno. A solução ácida fica em contato com a osseína durante 8 h.V - Obtém-se uma solução de gelatina de 8% a 10%, que é filtrada a quente. Os licores filtrados são evaporados a vácuo e resfriado. VI - A gelatina resfriada, sólida, é cortada em fitas grosseiras e secadas por ar filtrado a 40oC. Na secagem, as fitas retraem-se, formando um “macarrão” fino, que pode ser moído até a forma de pó.

Considerando o processo de produção de gelatina descrito no texto e supondo que, na etapa III desse processo, a quantidade de leite de cal adicionada ainda resta 0,05 mol de hidróxido de cálcio em solução a ser neutralizada na etapa IV, escolha apenas uma das opções a seguir e faça o que se pede, desprezando, para a marcação na

folha de resposta, a parte fracionária do resultado final obtido, após efetuar todos os cálculos solicitados. Desconsidere qualquer efeito que não tenha sido explicitamente mencionado e supondo que, para a neutralização, será utilizada uma solução de HCl a 0,05 mol/L. Considere ainda M(HCl) = 36,5 g/mol.

(a) Determine a soma dos menores coeficientes inteiros da equação química balanceada representativa do processo de neutralização descrito na etapa IV. Multiplique a quantidade encontrada por 20.

(b) Calcule o volume, em litros, da solução de HCl necessário na etapa IV para neutralizar a base remanescente da etapa III. Multiplique a quantidade calcula por 100.

(c) Calcule o volume, em mL, de solução concentrada de HCl, com densidade de 1,25 g/mL de 36,5% em massa, que deve ser medido para preparar o volume da solução de HCl 0,05 mol/L utilizado na opção (b). Multiplique a quantidade calculada por 100.

Questão 4(UnB – 2o/03) A análise do teor de hidróxido de alumínio em um desodorante foi feita titulando-se (reagindo) uma massa de 3,9 g de desodorante com uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L, gastando-se para tanto 30,0 mL do ácido. Diante dessa situação e considerando M(ácido clorídrico) = 36,5 g/mol e M(hidróxido de alumínio) = 78,0 g/mol, escolha apenas uma das opções a seguir e faça o que se pede, desprezando, para a marcação na folha de respostas, a parte fracionária do resultado final obrido, após efetuar todos os cálculos necessários.

(a) Calcule, em milimols, a quantidade de matéria de hidróxido de alumínio presente nessa amostra de desodorante.

(b) Calcule, em miligramas, a massa de hidróxido de alumínio na amostra de desodorante. Multiplique o valor calculado por 10.

(c) Calcule o teor (porcentagem em massa) de hidróxido de alumínio no desodorante. Multiplique o valor calculado por 10.

Questão 5Alterações na temperatura afetam o funcionamento da bateria de chumbo-ácido. No Gráfico, que representa o efeito crioscópico para soluções de ácido sulfúrico de diferentes densidades, P é a pressão no interior da bateria, em mmHg, e T é a temperatura em ºC, sendo Tc, TC1 e TC2 temperaturas de congelamento. Julgue os itens subseqüentes a esse assunto, sabendo que, para uma bateria de chumbo-ácido funcione corretamente, a solução de H2SO4 nela contida não deve estar congelada.

(1) Considerando-se que a pressão interna da bateria de chumbo-ácido independa da pressão atmosférica, conclui-se que, no Alasca, deve-se utilizar uma bateria com concentração de ácido sulfúrico superior àquela de uma bateria adequada para ser utilizada na região Amazônica. (2) No gráfico, Tc, TC1 e TC2 representam, respectivamente, as temperaturas de fusão da água pura, da água na solução de ácido sulfúrico de baixa densidade e da água na solução de ácido sulfúrico de alta densidade. (3) A densidade da solução de H2SO4 (aq) pode ser corretamente calculada por meio da expressão = ms + Ms/V, em que ms representa a massa de soluto, Ms representa a massa do solvente e V, o volume de solução.

Questão 6O gráfico abaixo mostra o diagrama de fases para água.

Julgue os itens seguintes.

(1) No ponto triplo, as fases da água – sólida, líquida e gasosa – coexistem em equilíbrio. (2) Para pressões abaixo de 4,579 mmHg e para temperaturas superiores a 0,01 ºC, a água encontra-se na fase líquida.(3) Em madrugadas frias, o vapor d’água presente na atmosfera liquefaz-se, formando gotículas de água que constituem o orvalho. Na transformação de vapor d’água em orvalho, ocorre formação de ligações intermoleculares.

Questão 7(Fuvest) O gráfico a seguir traz as curvas de pressão de vapor em função da temperatura do éter dietílico, da água e do 1-butanol.

a) No topo do monte Everest a água entra em ebulição a 76 ºC. Consultando o gráfico, qual deve ser o ponto de ebulição do éter dietílico no mesmo local? Justifique.

b) Pelos dados do gráfico pode-se afirmar que, sob uma mesma pressão, o ponto de ebulição do 1-butanol é maior do que do éter dietílico. Explique esse comportamento com base na estrutura desses compostos.

Questão 8A partir de uma solução de hidróxido de sódio na concentração de 25 g/L, deseja–se obter 125 mL dessa solução na concentração de 10 g/L. Calcule, em mililitros, o volume da solução inicial necessário par esse processo. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

Questão 9Em laboratório, um aluno misturou 10 mL de uma solução de HCl 2 mol/L com 20 mL de uma solução x mol/L do mesmo ácido em um balão volumétrico de 50 mL de capacidade. Em seguida, completou o volume do balão volumétrico com água destilada. Na total neutralização de 10 mL da solução final obtida, foram consumidos 5 mL de solução de NaOH 2 mol/L. Assim, o valor de x é:

Questão 10Um auxiliar de laboratório encontrou, em uma bancada, um frasco com o rótulo “óleo de vitriol”. Esclarecido pelo químico responsável pelo laboratório, o auxiliar foi informado que se tratava de ácido sulfúrico (H 2SO4). Uma amostra de 50 mL do ácido foi então analisada por meio de um procedimento conhecido como titulação. O químico utilizou 800 mL de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,5 mol/L para neutralizar tida a amostra tomada. Calcule a concentração em quantidade de matéria relativa à solução de ácido contida no frasco. Dê a sua resposta em mol/L, desconsiderando a parte fracionária do resultado, caso exista.

a) 1,0 mol/Lb) 1,5 mol/Lc) 2,0 mol/Ld) 2,5 mol/Le) 3,0 mol/L

Questão 11Uma remessa de soda cáustica está sob suspeita de estar adulterada. Dispondo de uma amostra de 0,5 grama, foi preparada uma solução aquosa de 50 mL. Esta solução foi titulada, sendo consumidos 20 mL de uma solução 0,25 mol/L de ácido sulfúrico. Determine a porcentagem de impureza existente na soda cáustica, admitindo que não ocorra reação entre o ácido e as impurezas (massa molar do NaOH = 40g/mol)

Questão 12Um aluno, interessado em estudar as propriedades de soluções colocou em uma caixa dois copos contendo volumes iguais de soluções aquosas de um mesmo soluto não – volátil, fechando – a hermeticamente, conforme ilustra a figura a seguir.

A solução contida no copo I era mais concentrada que a contida no copo II. A temperatura externa à caixa permaneceu constante durante o experimento. Acerca das observações que poderiam ser feitas a respeito desse experimento, julgue os itens seguintes.

(1) Após alguns dias, o volume de solução contida no copo I diminuirá.(2) As concentrações das soluções nos dois copos não se alterarão com o tempo porque o soluto não é

volátil.(3) O ar dentro está saturado de vapor d’água.(4) Após alguns dias, as duas soluções ficarão com a mesma pressão de vapor.(5) Solutos diferentes produzem efeitos coligativos diferentes.

Questão 13(UnB – 2o/01)Uma vez trazido à superfície, o petróleo é transportado à refinaria para a separação de seus diversos produtos. A figura abaixo representa um esquema para a separação primária desses produtos, denominada destilação fracionada, largamente utilizada desde a segunda metade do século XIX. A partir dessas informações e com base na figura, julgue os itens a seguir.

(1) O processo mostrado na figura baseia – se na diferença das pressões de vapor dos componentes do petróleo.

(2) Se a nafta leve for constituída apenas de alcanos, estes apresentarão massa molar entre 180 e 250 g/mol.(3) Pelo craqueamento da nafta leve é possível obter hidrocarbonetos presentes no querosene.

(4) Sabendo-se que alcanos sólidos à temperatura ambiente, como os que compõem a parafina, possuem mais de 1,5 x 1025 átomos de carbono por mol, conclui-se que seus pontos de ebulição são inferiores a 350ºC.

Questão 14Em um acampamento à beira-mar, um campista conseguiu preparar arroz cozido utilizando-se de água, arroz e uma fonte de aquecimento. Quando este mesmo campista foi para uma montanha a 3000 m de altitude, observou, ao tentar cozinhar o arroz, que a água:

a) Fervia, mas o arroz ficava cru porque a água estava fervendo a uma temperatura inferior a 100ºC devido ao abaixamento de sua pressão de vapor.b) Fervia rapidamente porque a temperatura de ebulição estava acima de 100ºC devido à rarefação doa ar e ao conseqüente aumento de sua pressão de vapor.c) Fervia rapidamente porque a temperatura de ebulição estava acima de 100ºC devido à baixa pressão atmosférica.d) Não fervia porque a baixa umidade e temperatura aumentaram a pressão de vapor do líquido a ponto de impedir que entrasse em ebulição.e) Fervia tão rapidamente quanto ao nível do mar e apresentava ponto de ebulição idêntico, pois tratava-se do mesmo composto químico e, portanto, não poderia apresentar variações em seus “pontos cardeais”, ou seja, os pontos de fusão e ebulição e a sua densidade.

Questão 15Genericamente, os sólidos e os líquidos são chamados de fases condensadas. Esse nome procura

salientar a alta densidade dos líquidos ou sólidos a quando comparada com a baixa densidade dos gases... Nas CNTP, um gás ocupa 22400 cm3/mol, enquanto que a maioria dos líquidos e sólidos ocupam entre 10 e 100 cm3/mol.

Gilbert Castellan, Fundamentos de Físico – Química, 8ª edição

Com ajuda do texto e seus conhecimentos de propriedades coligativas, julgue os itens.

(1) Alguns sólidos são suficientemente voláteis pra produzir pressões de vapor mensuráveis, mesmo a temperaturas comuns; se acontecer que a pressão de vapor de um sólido atinja 1 atm, a uma temperatura abaixo do ponto de fusão do sólido, o sólido passa para o estado gasoso.

(2) Se analisarmos duas soluções, a primeira com um soluto não – volátil e iônico e a segunda com um soluto não volátil e não – iônico, as duas com a mesma molaridade, a pressão de vapor será a mesma em ambas soluções.

(3) Tendo um recipiente com uma parede porosa dividindo o mesmo em dois compartimentos, no primeiro colocamos gás carbônico gasoso e no segundo compartimento gás carbônico sólido, após alguns minutos a quantidade de gás carbônico no primeiro compartimento terá diminuído e o sólido de gás carbônico no segundo compartimento terá aumentado.

(4) Dentre as substâncias representadas no gráfico a que apresenta maior pressão de vapor à menor temperatura é a substância I.

P.V. (atm) I II III

1,0

T1 T2 T3 T (ºC)

Gabarito

1) 500 – 474 – 0792) 693) 120 – 200 – 8004) 001 – 780 – 020

5) C, C, C6) C, E, C7) a) Aproximadamente 10 ºC – b) As ligações intermoleculares do 1-butanol são mais intensas do que a do éter dietílico.8) 509) Letra B10) 00411) 80 %12) E, E, C, C, C13) C, E, C, E14) Letra A15) C, E, E, C