Apostila Completa Química Primeira Etapa
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Química Para Primeira Etapa
Autor: Prof. Aleksey Peixoto
Direitos reservados desta edição porCURSO EDUARDO CHAVES
Av. do Contorno, 6777 – loja 10CEP 30110 –110 – Belo Horizonte – MG
Tel. (31) 25553009URL: www.eduardochaves.com
email: [email protected]
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Sumário1.1 Questões.....................................................................................................................................3
CAPÍTULO 2 – ESTRUTURA ATÔMICA......................................................................................122.1 Questões...................................................................................................................................17
3 CAPÍTULO 3 – TABELA PERIÓDICA.........................................................................................243.1 Questões ..................................................................................................................................29
4 CAPÍTULO 4 – LIGAÇÕES QUÍMICAS......................................................................................374.1 Questões...................................................................................................................................41
5 CAPÍTULO 5 – FUNÇÕES INORGANICAS................................................................................475.1 Questões...................................................................................................................................58
6 CAPÍTULO 6 – CÁLCULOS QUÍMICOS.....................................................................................656.1 Questões...................................................................................................................................697.1 Questões...................................................................................................................................77
8 CAPÍTULO 8 – TERMOQUÍMICA...............................................................................................848.1 Questões...................................................................................................................................88
9 CAPÍTULO 9 – CINÉTICA QUÍMICA.........................................................................................949.1 Questões ..................................................................................................................................97
10 CAPÍTULO 10 – EQUILÍBRIO QUÍMICO................................................................................10510.1 Questões...............................................................................................................................109
11 CAPÍTULO 11 – ELETROQUÍMICA.........................................................................................11411.1 Questões................................................................................................................................114
12 CAPÍTULO 12 – QUÍMICA ORGÂNICA..................................................................................11512.1 Questões................................................................................................................................115
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1 CAPÍTULO I – CONCEITOS FUNDAMENTAIS
1.1 Questões
QUESTÃO 01 (UFMG – 98)
Considere as seguintes reações químicas, que ocorrem em recipientes abertos, colocados sobre uma balança:I Reação de bicarbonato de sódio com vinagre, em um copo.II Queima de álcool, em um vidro de relógio.III Enferrujamento de um prego de ferro, colocado sobre um vidro de relógio.IV Dissolução de um comprimido efervescente, em um copo com água.Em todos os exemplos, durante a reação química, a balança indicará uma diminuição da massa contida no recipiente, EXCETO emA) IIB) IC) IVD) III
QUESTÃO 02 (UFMG – 98)Uma mistura de hidrogênio, H2 (g), e oxigênio, O2 (g), reage, num recipiente hermeticamente fechado, em alta temperatura e em presença de um catalisador, produzindo vapor de água,H2O (g). O desenho representa a mistura, antes da reação.
Supondo que a reação seja completa, o desenho que representa o estado final do sistema dentro do recipiente, considerando a quantidade de moléculas representadas para o estado inicial, é:
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QUESTÃO 03 (UFMG – 99)Um limão foi espremido num copo contendo água e as sementes ficaram no fundo do recipiente. A seguir, foi adicionado ao sistema um pouco de açúcar, que se dissolveu completamente. Em conseqüência dessa dissolução do açúcar, as sementes subiram e passaram a flutuar.Assinale a alternativa em que se explica corretamente a flutuação das sementes após a adição do açúcar.A) A densidade do líquido aumentou.B) O pH do sistema foi alterado.C) A densidade das sementes diminuiu.D) O número de fases do sistema aumentou.
QUESTÃO 04 (UFMG – 2001)Na produção caseira de pães, usandose fermento, é comum colocarse uma bolinha de massa em um copo com água. Inicialmente, a bolinha afunda na água e, decorrido algum tempo, ela flutua, indicando o momento de assar os pães. Considerandose o fenômeno descrito, é CORRETO afirmar que a bolinha flutua porque ela:A) fica cheia de água.B) se dissolve parcialmente na água.C) se torna menos densa que a água.D) tem sua massa diminuída.
QUESTÃO 05 (UFMG – 2001)Alguns alimentos sofrem decomposição por ação do ar.Todas as alternativas apresentam procedimentos de conservação que evitam a reação de alimentos com o oxigênio do ar, EXCETO:A) Adicionar antioxidante à manteiga.B) Cobrir salaminho com uma camada de parafina.C) Guardar em óleo ou banha a carne cozida.D) Salgar carnes e deixálas ao sol para secar.
QUESTÃO 06 (UFMG – 2002)Certas misturas podem ser separadas, usandose uma destilação simples, realizável numa montagem, como a apresentada nesta figura:
Suponha que a mistura é constituída de água e cloreto de sódio dissolvido nela.Ao final da destilação simples dessa mistura, obtémse, no erlenmeyer,A) água.B) água + ácido clorídrico.C) água + cloreto de sódio.D) água + cloro.
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QUESTÃO 07 (UFMG – 2003)Uma certa quantidade de água é colocada em um congelador, cuja temperatura é de 20O C. Após estar formado e em equilíbrio térmico com o congelador, o gelo é transferido para outro congelador, cuja temperatura é de 5 0 C.Considerandose essa situação, é CORRETO afirmar que, do momento em que é transferido para o segundo congelador até atingir o equilíbrio térmico no novo ambiente, o geloA) se funde.B) transfere calor para o congelador.C) se aquece.D) permanece na mesma temperatura inicial.
QUESTÃO 08 (UFMG – 2003)Um balão de borracha, como os usados em festas de aniversário, foi conectado a um tubo de ensaio, que foi submetido a aquecimento. Observouse, então, que o balão aumentou de volume.Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que o aquecimento:A) diminui a densidade do gás presente no tubo.B) transfere todo o gás do tubo para o balão.C) aumenta o tamanho das moléculas de gás.D) aumenta a massa das moléculas de gás.
QUESTÃO 09 (UFMG – 2003)Dois tubos de ensaio contêm volumes iguais de líquidos. O tubo 1 contém água destilada e o tubo 2, água com sal de cozinha completamente dissolvido.Ao se aquecerem simultaneamente esses tubos, observase que a água do tubo 1 entra em ebulição antes da solução do tubo 2.Considerandose esse experimento, é CORRETO afirmar que a diferença de comportamento dos dois líquidos se explica porque:A) a temperatura de ebulição da solução é mais alta, para que o sal também se vaporize.B) a temperatura de ebulição da solução é mais alta, pois as ligações iônicas do sal, a serem quebradas, são fortes.C) a água destilada, sendo uma substância simples, entra em ebulição antes da mistura de água com sal.D) a água destilada, sendo uma substância pura, entra em ebulição a uma temperatura mais baixa.
QUESTÃO 10 (UFMG – 2005)O mercúrio, um metal líquido, é utilizado pelos garimpeiros para extrair ouro. Nesse caso, o mercúrio forma, com o ouro, uma mistura líquida homogênea, que pode ser separada, facilmente, da areia e da água.Para separar esses dois metais, minimizando os riscos ambientais, seria interessante que os garimpeiros utilizassem uma retorta, como representado, esquematicamente, nesta figura:
Para tanto, a mistura é aquecida na retorta e, então, o mercúrio evaporase e condensase no bico desse recipiente.Considerandose essas informações, é INCORRETO afirmar que
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A) o ouro é mais volátil que o mercúrio.B) o mercúrio é destilado na retorta.C) o mercúrio se funde a uma temperatura menor que o ouro.D) o ouro se dissolve no mercúrio.
QUESTÃO 11 (UFMG – 2006)Dois recipientes abertos contêm: um, água pura (I) e, o outro, água salgada (II).Esses dois líquidos são aquecidos até a ebulição e, a partir desse momento,Medese a temperatura do vapor desprendido.Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o comportamento da temperatura em função do tempo durante a ebulição.
QUESTÃO 12 (UFMG – 2007)Algumas propriedades físicas são características do conjunto das moléculas de uma substância, enquanto outras são atributos intrínsecos a moléculas individuais.Assim sendo, é CORRETO afirmar que uma propriedade intrínseca de uma molécula de água é a:A) densidade.B) polaridade.C) pressão de vapor.D) temperatura de ebulição.
QUESTÃO 13 (UFJF 2002) Algumas propagandas anunciam produtos naturais dizendo que, por serem naturais, não contêm química e, consequentemente, são saudáveis.Essa afirmação é:a) verdadeira, pois produtos naturais não contêm substâncias químicas. b) verdadeira, pois os produtos naturais só contêm água. c) verdadeira, pois substâncias químicas são sempre artificiais. d) falsa, pois substâncias químicas podem ser naturais e nocivas à saúde.
QUESTÃO 14 (UFJF 2003) Atualmente, é comum encontrar, nas prateleiras de supermercados, alimentos desidratados, isto é, isentos de água em sua composição. O processo utilizado na desidratação dos alimentos é a liofilização. A
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liofilização consiste em congelar o alimento a uma temperatura de –197 oC e depois submeter o alimento congelado a pressões muito baixas. Na temperatura de –197 oC, a água contida no alimento encontrase no estado sólido e, com o abaixamento de pressão, passa diretamente para o estado de vapor, sendo então eliminada. Assinale a afirmação correta:a) No processo de liofilização, a água passa por uma transformação química, produzindo H2 e O2, que são gases. b) No processo de liofilização, a água passa por um processo físico conhecido como evaporação. c) No processo de liofilização, o alimento sofre decomposição, perdendo água. d) No processo de liofilização, a água passa por uma transformação física denominada sublimação.
QUESTÃO 15 (UnivaliSC) O rótulo de uma garrafa de água mineral está reproduzido a seguir:
Com base nessas informações, podemos classificar a água mineral como:
a) substância pura; d) mistura homogênea;b) substância simples; e) suspensão coloidal.c) mistura heterogênea;
QUESTÃO 16 (UFRS) Analise os sistemas materiais abaixo, estando ambos na temperatura ambiente.
Sistema I – Mistura de 10g de sal de cozinha, 30g de areia fina, 20ml de óleo e 100ml deágua.Sistema II – Mistura de 2,0L de CO2, 3,0L de N2 e 1,5L de O2 .Sobre esses sistemas é correto afirmar que:a) ambos são heterogêneos, pois apresentam mais de uma fase;b) em I, o sistema é bifásico, após forte agitação, e, em II, o sistema é monofásico;c) em I, o sistema é trifásico, após forte agitação, e, em II, o sistema é monofásico;d) ambos apresentam uma única fase, formando sistemas homogêneos;e) em I, o sistema é trifásico, independentemente da ordem de adição dos componentes, e, em II, o sistema é bifásico.
QUESTÃO 17 (UFRRJ) Com a adição de uma solução aquosa de açúcar a uma mistura contendo querosene e areia, são vistas claramente três fases. Para separar cada componente da mistura final, a melhor seqüência é:a) destilação, filtração e decantação; d) filtração, decantação e destilação;b) cristalização, decantação e destilação; e) centrifugação, filtração e decantação.c) filtração, cristalização e destilação;
QUESTÃO 18 Durante uma aula prática de química o professor afirmou que dentro de um recipiente fechado estavam presentes as seguintes substâncias: O3, H2O, Na, P4, CH4, CO2 e CO. Em seguida perguntou a seus alunos quantas dessas substâncias são simples. Se você fosse um dos alunos, responderia que o número correto é:2 d) 5a) 3 e) 7b) 4
COMPOSIÇÃO QUÍMICA PROVÁVEL Sulfato de cálcio 0,0038 mg/L Bicarbonato de cálcio 0,0167 mg/L
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QUESTÃO 19 (UFV – 2003)A naftalina, nome comercial do hidrocarboneto naftaleno, é utilizada em gavetas e armários para proteger tecidos, papéis e livros do ataque de traças e outros insetos. Assim como outros compostos, a naftalina tem a propriedade de passar do estado sólido para o gasoso sem fundirse. Esse fenômeno é chamado de:a)liquefação.b)sublimação.c)combustão. d)ebulição.e)solidificação.
QUESTÃO 20 (U. Alfenas MG) Em relação aos sistemas:Sistema I – água e etanolSistema II – água e óleoSistema III – água e açúcar (C12H22O11)Sistema IV – água e cloreto de sódio fazse as seguintes afirmações:
I. o sistema I contém duas fases, porque água é um composto inorgânico enquanto que álcool é um composto orgânico;II. o sistema II contém apenas uma fase, porque o óleo faz ligação do tipo ponte de hidrogênio com a água;III. o sistema IV conterá uma única fase em qualquer proporção soluto/solvente;IV. nos sistemas III e IV observase o fenômeno de ionização e dissociação iônica, pois apresentam como soluto um composto orgânico e outro inorgânico, respectivamente;V. o sistema IV contém 3 fases, porque possui três elementos químicos diferentes.Sobre essas afirmações é correto dizer que:a) todas estão corretas;b) todas estão erradas;c) I e III estão corretas;d) apenas a IV está correta;e) as únicas erradas são a I e IV.
QUESTÃO 21 (U. Alfenas MG) Se em um copo contendo água for colocado uma bolinha de naftalina (naftaleno), observase que a mesma afunda. Acrescentandose a esse sistema sal de frutas, a naftalina passa a boiar. Esse fenômeno se deve ao fato de que:a) a naftalina tornase menos densa, pois começa a se dissolver na água;b) há formação de gás carbônico, o qual interage com a naftalina, deixandoa menos densa;c) com a adição do sal de frutas, gerase uma solução mais densa que a naftalina, fazendo com que esta bóie;d) a naftalina tem uma grande facilidade para sofrer o processo de sublimação.e) formase uma mistura heterogênea instável que tende a se tornar homogênea com a expulsão da naftalina do meio, facilitando sua sublimação.QUESTÃO 22 (UFJF) São dadas cinco substâncias químicas, com seus respectivos pontos de fusão (P.F.) e pontos de ebulição (P.E.), a pressão de 1 atm.
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À temperatura ambiente (25ºC) e com base nos dados apresentados podemos afirmar que:a) somente duas substâncias são líquidas;b) somente três substâncias são líquidas;c) somente duas substâncias são sólidas;d) somente uma substâncias é sólida.
QUESTÃO 23 (U. AlfenasMG) Nas alternativas a seguir aparecem alguns sistemas e os métodos de separação de seus componentes. Identifique a associação correta.a) solução aquosa de glicose – filtração; d) limalha de ferro e areia – catação;b) álcool hidratado – decantação; e) álcool e tinta corante – destilação.c) água e óleo – cristalização fracionada;
QUESTÃO 24 (UnivaliSC) O café solúvel é obtido a partir do café comum dissolvido em água. A solução é congelada e, a seguir, diminuise bruscamente a pressão. Com isso, a água em estado sólido passa direta e rapidamente para o estado gasoso, sendo eliminada do sistema por sucção. Com a remoção da água do sistema, por esse meio, resta o café em pó e seco. Neste processo foram envolvidas as seguintes mudanças de estado físico:a) Solidificação e condensação.b) Congelação e condensação.c) Solidificação e sublimação.d) Congelação e gaseificação.e) Solidificação e evaporação.
QUESTÃO 25 (PUCRS) Dentre as transformações a seguir, aquela que não representa um exemplo de fenômeno químico é:a) efervescência do sal de fruta em água;b) ação do fermento na massa do pão;c) eletrólise da água;d) escurecimento de um anel de prata;e) obtenção do nitrogênio a partir da destilação fracionada do ar.
QUESTÃO 26 ( UFRS) Um sistema heterogêneo bifásico é formado por três líquidos diferentes A, B, e C. Sabese que:A e B são miscíveis entre si;C é Imiscível com A e com B;A é mais volátil que B.Com base nessas informações, os métodos mais adequados para separar os três líquidos são:a) centrifugação e decantação; b) decantação e fusão fracionária;c) filtração e centrifugação; d) filtração e destilação fracionada;e) decantação e destilação fracionada.
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QUESTÃO 27 (PUC MINAS – 2007)Considere os fatos representados abaixo.
1. Um pedaço de isopor flutuando na água.2. O açúcar se tornando caramelo quando aquecido acima do seu ponto de fusão.3. O ferro dissolvendo em ácido clorídrico com liberação de gás.4. Um sal se dissolvendo quando colocado em um copo com água quente.5. Um prego sendo atraído por um ímã.
São fenômenos químicos:
a) 3 e 4b) 1, 3 e 5c) 2 e 3d) 2 e 4
QUESTÃO 28 (PUC MINAS – 2007)
Em um laboratório de química, foram encontrados cinco recipientes sem rótulo, cada um contendo uma substância pura líquida e incolor. Para cada uma dessas substâncias, um estudante determinou as seguintes propriedades:
1. ponto de ebulição2. massa3. volume4. densidade
Assinale as propriedades que podem permitir ao estudante a identificação desses líquidos.
a) 1 e 2b) 1 e 3c) 2 e 4d) 1 e 4
QUESTÃO 29 (PUC MINAS – 2004)NÃO representa um fenômeno químico:
a)destruição da camada de ozônio.b)precipitação da chuva.c)dissolução de um comprimido efervescente em água.d) fermentação da massa na fabricação de pães.
QUESTÃO 30 (PUC MINAS – 2005)Um pedaço de folha de papel alumínio, sal de cozinha e leite constituem, respectivamente,exemplos de:a) elemento, composto, mistura.b) composto, composto, mistura.c) mistura, elemento, mistura.d) elemento, mistura, composto.
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QUESTÃO 31 (PUC MINAS – 2004)Abaixo estão representadas algumas ações relacionadas com a maioria dos alimentos que consumimos cotidianamente em nossa alimentação:_ Cozinhar os alimentos;_ Cortar os alimentos;_ Morder os alimentos;_ Digerir os alimentos.Assinale as ações que correspondem a mudanças químicas.a) cozinhar e morder.b) cozinhar e digerir.c) cortar e morder.d) cortar e digerir.
QUESTÃO 32 (PUC MINAS – 2004)Uma amostra de um metal desconhecido é colocado em uma proveta contendo água. A massa da amostra é de 81 g, e o nível da água antes e depois da adição da amostra está indicado pelas setas na figura abaixo.
Após análise da figura, concluise que a amostra deve ser constituída do metal:a) Mg, d = 1,74 g/cm3
b) Ag, d = 10,5 g/cm3
c) Al, d = 2,70 g/cm3
d) Pb, d = 11,3 g/cm3
QUESTÃO 33A figura abaixo representa o processo de resfriamento de um componente analisado por estudantes durante uma aula de química. Das opções abaixo, a que apresenta etapas onde podemos encontrar a substância nos estados sólido, líquido e gasoso é:
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a) I a II, II a III, III a IV.b)V a VI, III a IV, I a II.c) III a IV, V a VI, II a III .d) II a III, III a IV, IV a V.e)I a II, II a III, V a VI.
GABARITO:
1 D 13 D 25 E2 C 14 D 26 E 3 A 15 D 27 C4 C 16 C 28 E5 B 17 D 29 B6 A 18 B 30 A7 B 19 B 31 B8 A 20 D 32 C9 B 21 C 33 A10 A 22 A11 D 23 E12B 24 C
CAPÍTULO 2 – ESTRUTURA ATÔMICA
A Evolução dos Modelos AtômicosLeucipo (450 a. C.)
(pensamento filosófico)Leucipo viveu por volta de 450 a. C. (à 2.450 de anos atrás) e dizia que a matéria podia ser dividida em partículas cada vez menores, até chegarse a um limite.
Demócrito (pensamento filosófico)
Demócrito, discípulo de Leucipo, viveu por volta de 470 a 380 a. C. e afirmava que a matéria era descontínua, isto é, a matéria era formada por minúsculas partículas indivisíveis, as quais foram denominadas de átomo (que em grego significa "indivisível"). Demócrito postulou que todos os tipos de matéria era formada a partir da combinação de átomos de 4 elementos: água, ar , terra e fogo. O modelo da matéria descontínua foi rejeitada por um dos grandes filósofos da época, Aristóteles, o qual afirmava que a matéria era contínua, isto é, a matéria vista como um "todo inteiro" (contrastando com a idéia de que a
0 4015 25 455 Tempo (min)
Temperatura ( 0C)
215
320
I
II III
IV V
VI
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matéria era constituída por minúsculas partículas indivisíveis).Dalton (1.808)
(métodos experimentais)O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a 1.825, afirmava que o átomo era a partícula elementar, a menor partícula que constituía a matéria. Em 1.808, Dalton apresentou seu modelo atômico: o átomo como uma minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e indestrutível. Para ele, todos os átomos de um mesmo elemento químico são iguais, até mesmo as suas massas. Hoje, notase um equívoco pelo fato da existência dos isótopos, os quais são átomos de um mesmo elemento químico que possuem entre si massas diferentes. Seu modelo atômico também é conhecido como "modelo da bola de bilhar".
Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar". O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e indivisível.
Thomson (1.897)(métodos experimentais)
Pesquisando os raios catódicos, o físico inglês J. J. Thomson demonstrou que os mesmos podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa, as quais foram chamadas de elétrons. Utilizando campos magnéticos e elétricos, Thomson conseguiu determinar a relação entre a carga e a massa do elétron. Ele conclui que os elétrons (raios catódicos) deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois observou que a relação carga/massa do elétron era a mesma para qualquer gás que fosse colocado na Ampola de Crookes (tubo de vidro rarefeito no qual se faz descargas elétricas em campos elétricos e magnéticos). Com base em suas conclusões, Thomson colocou por terra o modelo do átomo indivisível e apresentou seu modelo, conhecido também como o "modelo de pudim com passas":
Modelo de Thomsom: "pudim com passas".O pudim é toda a esfera positiva (em azul) e as passas são os elétrons (em amarelo), de carga negativa.
Rutherford (1911) (métodos experimentais)
O modelo atômico de Rutherford é baseado nos resultados da experiência que Rutherford e seus colaboradores realizaram: bombardeamento de uma lâmina muito fina (delgada) de ouro (Au) com partículas alfa (que eram positivas). Para ver e entender melhor a referida experiência, clique na figura abaixo:
Rutherford e seus colaboradores verificaram que, para aproximadamente cada 10.000 partículas alfa que incidiam na lâmina de ouro, apenas uma (1) era desviada ou refletida. Com isso, concluíram que o raio do átomo era 10.000 vezes maior que o raio do núcleo. Comparando, se o núcleo de um átomo tivesse o tamanho de uma azeitona, o átomo teria o tamanho do estádio do Morumbi. Surgiu então em 1.911, o modelo do átomo nucleado, conhecido como o modelo planetário do átomo: o átomo é constituído por um núcleo central positivo, muito pequeno em relação ao tamanho total do átomo porém com grande massa e ao seu redor, localizamse os elétrons com carga negativa (compondo a "enorme" eletrosfera) e com pequena massa, que neutraliza o átomo.
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Modelo atômico de Rutherford: modelo planetário do átomo. O átomo é formado por um núcleo muito pequeno em relação ao átomo, com carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Ao redor do núcleo localizamse os elétrons neutralizando a carga positiva.
Bohr (1.913) (métodos experimentais)
Notase no modelo de Rutherford dois equívocos:5. uma carga negativa, colocada em movimento ao redor de uma carga positiva estacionária, adquire
movimento espiralado em direção à carga positiva acabando por colidir com ela;6. uma carga negativa em movimento irradia (perde) energia constantemente, emitindo radiação. Porém,
sabese que o átomo em seu estado normal não emite radiação.O físico dinamarquês Niels Bohr conseguiu "solucionar" os equívocos cometidos por Rutherford baseandose na seguinte idéia:
∙ um elétron num átomo adquire apenas certas energias, e cada energia é representada por uma órbita definida, particular. Se o elétron recebe energia ele pula para uma outra órbita mais afastada do núcleo. Pode ocorrer no elétron a perda de energia por irradiação, e sendo assim, o elétron cai para uma órbita mais próxima do núcleo. Todavia o elétron não pode ficar entre duas órbitas definidas, específicas, pois essa não seria uma órbita estável ( órbita
não específica ).Concluise então que: quanto maior a energia do elétron, mais afastado ele está do núcleo.Em outras palavras: um elétron só pode estar em movimento ao redor do núcleo se estiver em órbitas específicas, definidas, e não se encontra em movimento ao redor do núcleo em quaisquer órbitas. As órbitas permitidas constituem os níveis de energia do átomo ( camadas K L M N... ).
Sommerfeld (1.916) (postulou)
Após o modelo de Bohr postular a existência de órbitas circulares específicas, definidas, em 1.916 Sommerfeld postulou a existência de órbitas não só circulares, mas elípticas também. Para Sommerfeld, num nível de energia n, havia uma órbita circular e (n1) órbitas elípticas de diferentes excentricidades. Por exemplo, no nivel de energia n = 4 (camada N), havia uma órbita circular e três órbitas elípticas. Cada uma das órbitas elípticas constitui um subnível, cada um com sua energia.Modelo OrbitalDentro da mesma camada de Böhr, elétrons deveriam tem a mesma energia, mas isso nem sempre é verdade. Daí, nos níveis (camadas) devem existir subníveis (subcamadas).Böhr imaginava que o elétron era apenas partícula, mas o elétron é partícula e onda (Natureza Dual) conforme De Broglie.Devido a estes fatos surgiu então, o modelo moderno, da mecânica quântica, o Modelo Orbital, cujos alicerces são:Quantização da energia (Max Planck)
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A Natureza Dual da Matéria (De Broglie) Princípio da incerteza (Heisenberg) Teoria da Quantização da EnergiaMax PlanckQualquer energia radiante (ondas eletromagnéticas) não poderiam ter um valor qualquer, porém deveria ser um multiplo inteiro de uma quantidade fundamental chamado Quantum (E). Planck relacionou a o comprimento de onda com sua frequência: C= l f sendo que C =velocidade da luz no vácuo (2,9979250 x 105 km/s) ~ 300000 Km/s l= comprimento de onda f= frequência da onda eletromagnéticaChegou a equação da energia E= hf sendo: h=constante de Max Planck f=freqüência
Princípio da Incerteza de HeisenbergÉ impossível determinar com precisão a posição e a velocidade do elétron ao mesmo tempo.Então podemos definir:ORBITALÉ a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o elétron no átomo é máxima. Em um orbital pode conter no máximo dois elétrons. A diferença de dois elétrons em um mesmo orbital devese a sua rotação.SPINÉ o movimento de rotação do elétron. Assim, em função dos dois sentidos de rotação para o elétron, são conhecidos dois valores para o spin: + ½ e ½.Princípio de exclusão de PauliEm um orbital poderão existir, no máximo, dois elétrons que devem possuir spins contrários.SUBNÍVEL DE ENERGIAO fator determinante na colocação do elétron em uma região da eletrosfera é a sua quantidade de energia.Definição É o conjunto de orbitais que possuem elétrons com a mesma energia. É o conjunto de orbitais de mesma energia.Os subníveis:Subnível s Possui apenas um orbital que é do tipo sPode conter no máximo 2 elétronsSubnível p Possui três orbitais do tipo pPode conter no máximo 6 elétrons
Subnível d Possui cinco orbitaisPode conter no máximo 10 elétronsSubnível f Possui sete orbitaisPode conter no máximo 14 elétrons
Regra de HundO preenchimento dos orbitais de um mesmo subnível deve ser feito de modo que tenhamos o maior número possível de elétrons isolados, ou seja, desemparelhados.Diagrama de Pauling
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O movimento do elétron ao redor do núcleo foi descrito por Schrödinger, em 1927, através de uma equação matemática que relaciona a natureza corpuscular (partícula), a energia, a carga e a massa do elétron.As soluções numéricas para essa equação, denominados números quânticos, permite que cada elétron seja caracterizado pela sua quantidade de energia.A caracterização de cada elétron é feita por quatro números quânticos: PRINCIPAL, SECUNDÁRIO, MAGNÉTICO e SPIN.
Número Quântico PrincipalÉ o número primordial na determinação da energia de um elétron. Representa o nível de energia do elétron. Como os elementos conhecidos atualmente contém elétrons até o sétimo nível de energia, utilizaremos apenas estes sete valores do número quântico principal. n=1,2,3,4,5,6,7Número Quântico Secundário ou Azimutal (l) Conforme demonstrado por Sommerfeld, cada nível de energia é constituído por um ou mais subnível, caracterizados pelos números quânticos secundário e designados pelas letras minúsculas s,p,d,f. O número máximo de elétrons em cada nível é determinado pela expressão 2(2l+ 1) s = 2, p = 6, d = 10, f = 14.Números Quânticos Magnéticos (m) O número quântico magnético informa o orbital em que se encontra o elétron. Ele assumirá valores tantos quantos orbitais possuir o subnível com qual ele se relaciona: Número Quântico Spin (s) Representa a rotação do elétron.
Conceitos sobre o átomoNúmero Atômico (Z): representa a quantidade de prótons em um átomo.Obs: em um átomo => Z = P = eNúmero de Massa: é a soma de prótons e nûtrons. A = Z + N ou A = P + N
Obs: Toda a massa de um átomo esta concentrada no núcleo.
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Representação de um átomo:
Semelanças AtômicasIsóPotos: átomos de um mesmo elemento que apresentam o mesmo numero de prótons.
IsóBaros: átomos com mesmo número de massa.
IsótoNos: átomos com igual quantidade de nêutrons.
Obs: Íons: são átomos que ganharam ou perderam elétrons.
IsoEletrônicos: são espécies com mesma quantidade de elétrons.
2.1 Questões
Questão 01 (UFMG – 2003)Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às suas potencialidades para explicar fenômenos e resultados experimentais.Em todas as alternativas, o modelo atômico está corretamente associado a um resultado experimental que ele pode explicar, EXCETO emA) O modelo de Rutherford explica por que algumas partículas alfa não conseguem atravessar uma lâmina metálica fina e sofrem fortes desvios.B) O modelo de Thomson explica por que a dissolução de cloreto de sódio em água produz uma solução que conduz eletricidade.C) O modelo de Dalton explica por que um gás, submetido a uma grande diferença de potencial elétrico, se torna condutor de eletricidade.D) O modelo de Dalton explica por que a proporção em massa dos elementos de um composto é definida
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Questão 02 (UFMG – 97)Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos do átomo de hidrogênio, um estudante elaborou o seguinte quadro:
O número de ERROS cometidos pelo estudante éA) 0B) 1C) 2D) 3
Questão 03 (UFMG – 2007)Analise este quadro, em que se apresenta o número de prótons, de nêutrons e de elétrons de quatro espécies químicas:Considerandose as quatro espécies apresentadas, é INCORRETO afirmar que:
A) I é o cátion H+.B) II é o ânion F –.
C) III tem massa molar de 23 g / mol.D) IV é um átomo neutro.
Questão 04 (UFMG – 2004)Considere estes dois sistemas:I: 1 kg de chumbo;II: 1 kg de algodão.É CORRETO afirmar que esses dois sistemas têm, aproximadamente, o mesmo número deA) átomos.B) elétrons.C) elétrons e nêutrons somados.D) prótons e nêutrons somados.
Questão 05 (UFMG – 98)Considerando as partículas constituintes do íon Mg2+ e a posição do elemento no quadro periódico, podese afirmar que esse íonA) apresenta dois níveis completamente preenchidos.B) apresenta números iguais de prótons e elétrons.C) tem um núcleo com 14 prótons.D) tem a mesma configuração eletrônica que o átomo de argônio.
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Questão 06 (UFMG – 2006)No fim do século XIX, Thomson realizou experimentos em tubos de vidro que continham gases a baixas pressões, em que aplicava uma grande diferença de potencial. Isso provocava a emissão de raios catódicos. Esses raios, produzidos num cátodo metálico, deslocavamse em direção à extremidade do tubo (E).(Na figura, essa trajetória é representada pela linha tracejada X.)
Nesses experimentos, Thomson observou queI) a razão entre a carga e a massa dos raios catódicos era independente da natureza do metal constituinte do cátodo ou do gás existente no tubo; eII) os raios catódicos, ao passarem entre duas placas carregadas, com cargas de sinal contrário, se desviavam na direção da placa positiva.(Na figura, esse desvio é representado pela linha tracejada Y.)Considerandose essas observações, é CORRETO afirmar que os raios catódicos são constituídos deA) elétrons.B) ânions.C) prótons.D) cátions.
Questão 07 (UFRS)Uma moda atual entre as crianças é colecionar figurinhas que brilham no escuro.Essas figuras apresentam em sua constituição a substância sulfeto de zinco. O fenômeno ocorre porque alguns elétrons que compõe os átomos dessa substância absorvem energia luminosa e saltam para níveis de energia mais externos. No escuro, esses elétrons retornam aos seus níveis de origem, liberando energia luminosa e fazendo a figurinha brilhar.Essa característica pode ser explicada considerando o modelo atômico proposto por:a) Daltonb) Thomsonc) Lavoisierd) Rutherforde) Bohr
Questão 08 (UEMG) Devido à sua estrutura, um átomo de sódio tem as características abaixo, exceto.a) Seu isótopo de massa 23 contém 12 nêutrons.b) Fica com 10 elétrons quando se torna cátion.c) Possui 2 elétrons no primeiro nível e 9 elétrons no segundo nível.d) Tem 11 prótons no núcleo.
Questão 09 (U. AlfenasMG) Sobre as partículas que constituem um átomo podese afirmar que:a) os elétrons têm grande contribuição tanto na massa do átomo, quanto na sua carga;b) a neutralidade das espécies ocorre devido à presença de prótons, elétrons e nêutrons;c) praticamente os prótons e os nêutrons é que são responsáveis pela massa do átomo;d) a massa atômica e o número de massa medem exatamente o mesmo;e) através do número de massa é possível se conhecer a estabilidade do átomo.
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Questão 10 (UFRN) A luz amarela das lâmpadas de vapor de sódio usadas na iluminação pública é emitida pelo decaimento da energia de elétrons excitados no átomo de sódio. No estado fundamental, um certo elétron deste elemento se encontra no segundo nível de energia, num orbital p.Os valores dos números quânticos que podem caracterizar esse elétron são:a) n = 2; 1 = 1; m = 2; s = –1/2b) n = 2; 1 = 2; m = –2; s = –1/2c) n = 2; 1 = 1; m = –1; s = +1/2d) n = 2; 1 = 0; m = 0; s = +1/2
Questão 11 (U. AlfenasMG) Abaixo estão relacionados alguns números atômicos. Assinale a alternativa que corresponde ao número atômico de um elemento que possui 3 elétrons na camada de valência:a) 31 b) 32 c) 33 d) 34 e) 35
Questão 12 (PUCRS) Considerandose o cátion de um átomo “X” que apresenta 11 prótons, 12 nêutrons e 10 elétrons, podese afirmar que tal cátion:a) pode ser representado por X2+;b) é maior que o átomo X;c) apresenta número atômico igual a 10;d) é isoeletrônico do ânion O2–;e) apresenta configuração eletrônica semelhante ao gás nobre argônio.
Questão 13.( PUCRS) Responder a esta questão com base nas seguintes afirmativas referentes ao modelo atômico atual.I. Orbital é a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o átomo é máxima.II. Quando o elétron passa de um nível de energia interno para outro mais externo, emite um quantum de energia.III. O elétron apresenta comportamento duplo, isto é, pode ser interpretado como partícula ou onda, conforme o fenômeno estudado.IV. É impossível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron em um átomo.
Pela análise das afirmativas, concluise que está correta a alternativa:a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV
Questão 14 (UFRS) Durante séculos observamos a evolução da química como uma ciência muito importante. Juntamente com essa evolução surgiram vários modelos para representarmos os átomos. Um deles é semelhante a um "pudim de passas" e foi proposto por:e) Dalton d) Bhorf) Goldstein e) Leucipo e Democritoc) Thomson
Questão 15 (UFRS) Ao compararse os íons K+ e Br – com os respectivos átomos neutros de que se originaram, podese verificar que:
Dados: Br => Z = 35 e A = 80 ; K => Z = 19 e A = 40
a) houve manutenção da carga nuclear de ambos os íons;b) o número de elétrons permanece inalterado;c) o número de prótons sofreu alteração em sua quantidade;d) ambos os íons são provenientes de átomos que perderam elétrons; e) o cátion originouse do átomo neutro a partir do recebimento de um elétron.
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Questão 16 (VUNESP) Em relação aos números de massa, prótons, nêutrons e elétrons, 14 Si 28 e 13 Al27 são classificados como:a) isóbaros.b) isótopos.c) isótonos.d) isoeletrônicos.e) isoestruturais.
Questão 17O elemento químico flúor (F) apresenta Z = 9 e A = 19 e o elemento químico neônio apresenta Z = 10 e A = 20. Os átomos de tais elementos oferecem um exemplo do fenômeno conhecido por isotonia. Essa afirmativa é verdadeira pois ambos apresentam:a)o mesmo número de massa e números atômicos diferentes.b)o mesmo número de prótons e números atômicos diferentes.c) o mesmo número de nêutrons e números atômicos diferentes.d) as mesmas propriedades e números atômicos diferentes.e)números atômicos diferentes.
Questão 18 (UEMS) O íon ( 24Mg12 ) 2+ possui:a)12 prótons,12 elétrons e 12 nêutrons.b)12 prótons,12 elétrons e carga zero.c)12 prótons,12 elétrons e 10 nêutrons.d)12 prótons,10 elétrons e 12 nêutrons.e)12 prótons,12 elétrons e carga +2.
Questão 19 (FEISP) Sendo o subnível 4s1 (com um elétron)o mais energético de um átomo, podemos afirmar que:I. o número total de elétrons deste átomo é igual a 19;II. este átomo apresenta 4 camadas eletrônicas;III. sua configuração eletrônica é: 1s2 ;2s2 ;2p6 ;3s2 ;3p6 ;3d10 ;4s1
a)apenas a afirmação I é correta b)apenas a afirmação II é correta c)apenas a afirmação III é corretad)as afirmações I e II são corretase)as afirmações I e III são corretas
Questão 20 (UFRRJ) O íon Fe ++ ,que faz parte da molécula de hemoglobina e integra o sistema de transporte de oxigênio no interior do corpo, possui 24 elétrons e número de massa igual a 56. O número atômico e o número de nêutrons desse íon correspondem, respectivamente, a:a) Z =26 e n =30.b) Z =24 e n =30.c) Z =24 e n =32.d) Z =30 e n =24.e) Z =26 e n =32.Questão 21
Quantos nêutrons há na estrutura química representada pela notação química a)113 d) 58b)83 e) 54c) 81
Ba13756
+2
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Questão 22
Os íons Possuem o mesmo número:a) atômico d) de nêutronsb) de elétrons e) de prótonsc) de massa
Questão 23 (UFV)
O césio 137 ( 55137 Cs ) é um elemento radioativo, responsável pela contaminação de pessoas em Goiânia
em setembro de 1987. Assinale a alternativa CORRETA em relação a este elemento:a) O césio possui dois elétrons na camada de valência.b) O césio forma substância covalente com o cloro.c) O número de nêutrons do césio 137 é 80.
d) O césio 137 ( 55137 Cs ) é isótopo do cério 140 ( 58
140 Ce ).
e) O césio 137 ( 55137 Cs ) é isótopo do césio 133 ( 55
133 Cs ).
Questão 24 (FCMMG)Com relação aos modelos atômicos de Rutherford e de Bohr, um estudante elaborou o resumo abaixo, fazendo as seguintes afirmativas:Modelo de Rutherford
A carga positiva do átomo está concentrada no núcleo. A maior parte da massa do átomo está concentrada no núcleo. Os elétrons só podem moverse em determinadas órbitas em torno do núcleo.
Modelo de Bohre) A cada órbita corresponde determinado nível de energia.f) Apenas certos valores dos raios das órbitas são permitidos.g) Quando um elétron muda de uma órbita para outra de maior raio, ele emite radiação eletromagnética.Analisando as seis afirmativas feitas pelo estudante nesse resumo, concluise que:A) Apenas uma é incorreta.B) Duas são incorretas.C) Três são incorretas.D) Nenhuma é incorreta.
Questão 25Levando em conta a existência dos três isótopos do hidrogênio: 1H1 , 2H1 , 3H1 e de apenas um isótopo do oxigênio ( 16O8 ), o número de nêutrons impossível de se encontrar numa molécula de água é:a) 9 b) 10 c) 11 d) 12 e) 13
Questão 26 (U. CatólicaDF)Os fogos de artifício utilizam sais de diferentes metais adicionados à pólvora e, quando explodem, produzem cores variadas. As diversas cores são produzidas quando os elétrons dos íons metálicos retornam para níveis de menor energia, emitindo radiações coloridas. Esse fenômeno pode ser explicado pela Teoria Atômica proposta por:a) Thomsom b) Dalton c) Bohr d) Lavoisier e) Rutherford
Questão 27 (UnBDF) Um importante cientista na evolução do conhecimento químico foi John Dalton(17661844). Com base nos trabalhos de Lavoisier, de Proust (17541826) e de outros cientistas da época,
F179
+11 23Nae
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Dalton resgatou os conceitos acerca da indivisibilidade do átomo introduzidos por Demócrito e Leucipo, filósofos gregos que tiveram suas idéias rejeitadas por Platão e Aristóteles, influentes filósofos na época (400 a.C.). A teoria atômica, como ficou conhecido o conjunto de proposições de Dalton para explicar as leis da Química na época aceitas, foi importante para o desenvolvimento dos conceitos químicos. A esse respeito, julgue os itens abaixo.( ) O modelo atômico de Dalton não é suficiente para explicar a estequiometria das reações químicas.( ) De acordo com o modelo proposto por Dalton, todos os átomos de um mesmo elemento apresentam as mesmas propriedades químicas.( ) A concepção de átomo indivisível, defendida por Dalton, é cientificamente válida até hoje.( ) De acordo com Dalton, átomos não podem ser criados ou destruídos no curso de reações químicas ordinárias.
Questão 28 (UnivaliSC) Há exatos 100 anos J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico:a) o átomo ser indivisível;b) a existência de partículas subatômicas;c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia;d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo.e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera.
Questão 29 (UFPE) A água contendo isótopos 2H é denominada “água pesada”, porque a molécula 2H2 , 16O quando comparada com a molécula 1H2, 16O possui:a) maior número de nêutrons; d) menor número de elétrons;b) maior número de prótons; e) menor número de prótonsc) maior número de elétrons;
Questão 30 (F.M. ItajubáMG) As afirmativas incompletas:1. Átomos de mesmo número atômico e número de nêutrons diferentes são denominados............... .2. Os átomos 20A40 e 20C42 são ............... .3. Átomos com diferentes números atômicos e mesmo número de nêutrons são denominados............... .4. Átomos com diferentes números atômicos e mesmo número de massa são denominados............... .5. Os átomos 20Y42 e 18X40 são ............... .6. Os átomos 20A40, 19B40 e 18E40 são ............... .Tornarseão completas se, na mesma ordem numérica, introduzirmos as palavras:a) Isótonos, isóbaros, isótonos, isóbaros, isótopos, isótonos.b) Isótopos, isótonos, isóbaros, isóbaros, isótopos, isótonos.c) Isóbaros, isótopos, isótopos, isótopos, isótopos, isótonos.d) Isótopos, isótopos, isótonos, isóbaros, isótonos, isóbaros.e) Isótopos, isótopos, isóbaros, isótonos, isóbaros, isótonos.Questão 31 (UECE) Com relação ao elétron, assinale a alternativa correta é:.a) orbital é a região do átomo onde a probabilidade de se encontrar um elétron é mínima;b) não é possível determinar ao mesmo tempo a posição e velocidade de um elétron;c) denominase spin ao movimento de translação do elétron em torno do núcleo do átomo;d) os elétrons de um mesmo dupleto pertencente a um mesmo átomo, caracterizamsepor possuírem quatro números quânticos iguais.
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3 CAPÍTULO 3 – TABELA PERIÓDICA
Histórico
Em 1829, Döbereiner reuniu os elementos semelhantes em grupos de três. Cada grupo recebeu o nome de tríade. A massa atômica de um elemento era aproximadamente a média aritmética das massas atômicas dos dois outros elementos.Vamos a alguns casos:
7Li
23Na
39K
média aritmética entre Lítio (massa atômica 7) e Potássio (massa atômica 39)
40Ca
88Sr
137Ba
média aritmética entre Cálcio (massa atômica 40) e Bário (massa atômica 137)
Essa foi a primeira tentativa de organizar os elementos então conhecidos, mas as tríades de Döbereiner não foram aceitas, pois abrangiam um número pequeno de elementos.
Em 1863, Chancourtois dispôs os elementos os elementos numa espiral traçada nas paredes de um cilindro, em ordem crescente de massas atômicas. Tal classificação recebeu o nome de parafuso telúrico.
A aceitação desse trabalho também foi pequena, devido a uma série de imperfeições, principalmente pelo
fato de que algumas massas atômicas, na época, apresentavam valores errados.Já, em 1864, Newlands dispôs os elementos em colunas verticais de sete elementos, em ordem crescente
de massas atômicas, observando que de sete em sete elementos havia repetição das propriedades, fato que recebeu o nome de Lei das Oitavas.
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Newlands associou a "lei das oitavas" com a seqüência das notas musicais de um piano. Essa classificação era cientificamente correta para todos os elementos até o cálcio, pois para outros, a teoria apresentava erros, novamente em razão de massas atômicas com valores equivocados. Dessa maneira muitos elementos foram classificados em locais errados e, além do mais, a teoria de Newlands deslocava outros para áreas impróprias e indevidas. Mesmo não sendo plenamente aceitas, as classificações de Chancourtois e Newlands abriram vários caminhos para novas pesquisas sobre os elementos químicos, daí sua importância para a história da ciência.
Finalmente, em 1869, Mendeleev apresentou uma classificação, que é a base da classificação periódica moderna, colocando os elementos em ordem crescente de suas massas atômicas, distribuídos em oito faixas horizontais (períodos) e doze colunas verticais (famílias). Verificou que as propriedades variavam periodicamente à medida que aumentava a massa atômica.
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Nessa tabela, havia imperfeições; Mendeleyev as atribuía, com muita firmeza, a erros no cálculo das massas atômicas.
O cientista russo deixou alguns espaços vagos na sua tabela, justificando que esses locais eram reservados para o eventual ordenamento de elementos, na época, ainda desconhecidos, denominandoos de:e)Ekaboro (abaixo do boro); f)Ekaaluminio (abaixo do aluminio); g) Ekasilício (abaixo do silício).
Demonstrando grande sagacidade científica, Mendeleyev definiu as propriedades desses elementos ainda desconhecidos.
Suas previsões se mostraram corretas: em 1874, o Ekaalumínio foi descoberto por L. Boisbaudran, recebendo o nome de Gálio; cinco anos depois, Lars F. Nilson descobriu o Ekaboro, cuja denominação passou a ser de Escândio; finalmente, em 1886, Clemens Alexander Winkler descobriu o Ekasilício, elemento hoje denominado de Germânio.Para melhor compreensão, observe os quadros colocados abaixo:
Algumas previsões de Mendeleyev para o Ekaalumínio
propriedades determinadas para o Gálio
Massas atômicas
68 69,7
Densidade 5,9 5,94Ponto de fusão
Baixo 30,15
Formação de Óxido
Ea2O3 Ga2O3
Devese ressaltar que foi o próprio Mendeleyev que demonstrou que o Gálio era o Ekaalumínio
Algumas previsões de Mendeleyev para o Ekasilicio
propriedades determinadas para o Germânio
Massas atômicas
72 72,59
Volume atômico
13cm3 13,22
Densidade 5,5 5,47Cor Cinza Cinzaclaro
Todas as tabelas citadas até agora levavam somente em conta as massas atômicas, pois ainda não eram conhecidos os conceitos de prótons, nêutrons e elétrons. Em 1913, Henry G. J. Moseley, físico inglês, levando a efeito experiências com raios X, demonstrou que a carga do núcleo do átomo é o que caracteriza um elemento. Isto implica que é o número de prótons que determina as reações dos elementos. Por essa razão, o número de prótons é denominado número atômico (ou número do átomo).Daí decorre a atual lei periódica.
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As propriedades dos elementos químicos são funções periódicas do número atômico.
De acordo com essa lei, os elementos químicos estão dispostos na tabela periódica em ordem crescente de número atômico, tabela essa organizada de modo a deixar clara a relação entre as propriedades dos elementos e suas distribuições eletrônicas.
Devese ressaltar também que a ordem crescente de número atômico, com raríssimas exceções, corresponde a ordem crescente de massa.
Construção da Tabela PeriódicaOs elementos são colocados em faixas horizontais (períodos) e faixas verticais (grupos ou famílias). Em
um grupo, os elementos têm propriedades semelhantes e, em um período, as propriedades são diferentes.Na tabela há sete períodos. Os grupos são numerados de 0 a 8. Com exceção dos grupos 0 e 8, cada
grupo está subdividido em dois subgrupos, A e B. O grupo 8 é chamado de 8B e é constituído por três faixas verticais.Modernamente, cada coluna é chamada de grupo. Há, portanto, 18 grupos numerados de 1 a 18.
Posição dos Elementos na Tabela Periódica
Elementos representativos ou típicos (o último elétron é colocado em subnível s ou p): grupos A. Estão nos extremos da tabela. Elementos de transição (o último elétron é colocado em subnível d; apresentam subnível d incompleto): grupos 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B e 8B. Estão localizados no centro da tabela periódica. Elementos de transição interna (o último elétron é colocado em subnível f; apresentam subnível f incompleto). Estão divididos em duas classes: Lantanídeos (metais terras raras): grupo 3B e 6º período. Elementos de Z = 57 a 71. Actinídeos: grupo 3B e 7º período. Elementos de Z = 89 a 103. Gases nobres: grupo zero ou 8A ou 18.
Os grupos mais conhecidos são:
1A: metais alcalinos2A: metais alcalinoterrosos6A: calcogênios7A: halogênios
Relação entre configuração eletrônica e a posição do elemento na tabela
Período:Um elemento com x camadas eletrônicas está no período x.Exemplo: P (Z = 15) K = 2 ; L = 8 ; M = 5P (fósforo) está no 3º período. Grupo:a) Elementos representativos (grupos A) e 1B e 2B. O número de elétrons na camada de valência é o número do grupo. Exemplo: P (Z =15) K = 2 ; L = 8 ; M = 5 →O fósforo está no grupo 5A.b) Elementos de transição: a soma do número de elétrons dos subníveis s e d mais externos é o número do grupo.Exemplo:1) V (Z = 23) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Soma s + d = 2 + 3 = 5 grupo 5B.→2) Br (Z = 35)
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Propriedades Periódicas
O raio atômico diminui longo do período e aumenta ao longo do grupo. Ao descer ao longo de um grupo o Raio Atômico aumenta com o aumento do número atômico, porque o número de camadas aumenta. Ao longo do período a carga nuclear efetiva aumenta, logo os elétrons são atraídos mais fortemente e o raio diminui.
A energia de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo gasoso no seu estado fundamental. Quanto maior for a energia de ionização mais fortemente o núcleo atrai o elétron. A energia de ionização aumenta ao longo do período e diminui ao longo do grupo.
A eletroafinidade é a energia mínima necessária liberada quando um átomo gasoso no seu estado fundamental recebe um elétron. Quanto maior for a eletroafinidade mais fortemente o núcleo atrai o elétron e maior energia será liberada. A variação da eletroafinidade aumenta ao longo do período e diminui ao longo do grupo.
Eletronegatividade é a capacidade que um átomo tem, de atrair elétrons de outro átomo quando os dois formam uma ligação química. Quanto menor é o átomo, maior é sua capacidade de atrair elétrons, já que a distância destes ao núcleo é menor. Para medir o quanto um átomo é mais ou menos eletronegativo que outro, foi proposta por Linus Pauling uma escala que atribui o valor 4,0 para o átomo de maior eletronegatividade, que é o de Flúor. Os valores para os outros átomos são então determinados por comparação. Por exemplo, e possível demonstrar, por experimentos, que o átomo de boro atrai os elétrons com a metade da força do flúor. Conseqüentemente, o valor da eletronegatividade do boro, nessa escala, é 4/2 = 2. Já o átomo de alumínio atrai os elétrons com três oitavos da força em relação ao flúor; isso significa que a eletronegatividade do Al na escala de Pauling é 4 . 3/8 = 1,5.
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Eletropositividade é a capacidade que um átomo tem, de perder elétrons para outro átomo quando os dois formam uma ligação química. Quanto menor é o átomo, menor é sua capacidade de perder elétrons, já que a distância destes ao núcleo é menor.
Densidade absoluta
Pontos de Fusão e Ebulição
3.1 Questões
Questão 1 (PUC Minas 2005)Considere as afirmações relativas à comparação entre os seguintes elementos químicos: Cl, Na e S.I. O Cl apresenta a maior energia de ionização.
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II. O S é o mais redutor.III. O Cl é o mais oxidante.IV. O Na apresenta o maior raio atômico.São afirmações CORRETAS:a) I e II apenasb) I e III apenasc) I, III e IV apenasd) I, II, III e IV
Questão 2 (PUC Minas 2007)A seqüência de energia de ionização está INCORRETA em:6. K > Na > Li7. K > Rb > Cs8. F > O > C9. V > Ca > K
Questão 3 (UFMG 2006)A maioria dos elementos químicos são metais.Comparandose as características de metais e de nãometais situados em um mesmo período da tabela periódica, é CORRETO afirmar que os átomos de metais têm:A) menores tamanhos.B) maior eletronegatividade.C) menor número de elétrons de valência.D) maiores energias de ionização.
Questão 4 (UFMG 98)O quadro abaixo apresenta alguns dos principais elementos constituintes do corpo humano e a sua participação na massa total.
Com relação aos dados apresentados no quadro, assinale a alternativa INCORRETA.A) O metal com a maior fração da massa é alcalinoterroso.B) O hidrogênio, em número de átomos, é mais abundante que o oxigênio.C) O quadro apresenta quatro metais.D) O quadro apresenta dois halogênios.
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Questão 5 (UFMG 97)Considere a abundância relativa dos elementos na crosta terrestre, representada no gráfico abaixo.
A análise do gráfico permite concluir que, em relação à crosta terrestre, é INCORRETO afirmar queA) apenas dois metais de transição estão entre os constituintes identificados por seus símbolos.B) entre os metais identificados por seus símbolos, os alcalinos são mais abundantes do que os alcalinos terrosos.C) menos da metade de sua massa é constituída por metais.D) os halogênios constituem menos de 1,1% de sua massa.
Questão 6 (UFMG 2005)Este gráfico apresenta as quatro primeiras energias de ionização de átomos de um metal pertencente ao terceiro período da tabela periódica:
Com base nessas informações, é INCORRETO afirmar que os átomos desse metal apresentamA) raio atômico maior que o de qualquer dos nãometais do mesmo período.B) afinidade eletrônica menor que a de qualquer dos nãometais do mesmo período.C) 2 e 8 elétrons nos dois primeiros níveis de energia.D) 4 elétrons no último nível de energia.
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Questão 7( PUCRS) Pesquisas de novos métodos para tratamento da preservação da madeira, na tentativa de combater o desmatamento, utilizam nesta produtos químicos à base de cromo, cobre e arsênio.Em relação a esses elementos, podese afirmar que:a) são todos metais;b) são isoeletrônicos;c) formam cátions monovalentes;d) pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica;e) apresentam o mesmo número de níveis de energia.
Questão 8 (UEMG) Verifique os elementos do segundo período da Classificação Periódica. À medida que cresce o número atômico desses elementos:a) Sua eletronegatividade diminui.b) Seu caráter metálico diminui.c) Seu raio atômico aumenta.d) Sua energia de ionização diminui.
Questão 9 (UFMG) Um dos fatores que favorecem a solubilidade de um metal em outro é a semelhança de suas redes cristalinas. No entanto é preciso, também, que os seus átomos não sejam muito diferentes quanto a:• raio atômico;• eletronegatividade; e• valência.Os metais alcalinos e o ferro, que apresentam redes cristalinas semelhantes, não formam ligas por causa das grandes diferenças quanto a essas propriedades.Considerandose as propriedades periódicas do ferro e dos metais alcalinos, é incorreto afirmar que:a) a eletronegatividade do átomo de ferro é maior que a do átomo de sódio;b) o número de oxidação mais comum dos metais alcalinos é +1;c) o raio atômico do ferro é maior que o do potássio;d) o raio atômico do ferro é menor que o do rubídio.
Questão 10 (UFJF) Os elementos X, Y, Z e W apresentam as configurações eletrônicas indicadas abaixo.X = 1s22s22p63s23p6 Y = 1s22s22p63s23p64s1 Z = 1s22s22p63s23p5
W = 1s22s22p63s2
Analisando as alternativas abaixo, marque a opção incorreta:a) X possui maior energia de ionização; b) Y é um metal nas CNTP;c) W é um alcalino terroso; d) Z possui a menor eletronegatividade.
Questão 11 (FUVESTSP) Em seu livro de contos, O Sistema Periódico, o escritor italiano Primo Levi descreve características de elementos químicos e as relaciona a fatos de sua vida.Dois trechos desse livro são destacados a seguir:I. “[Este metal] é mole como a cera…; reage com a água onde flutua (um metal que flutua!), dançando freneticamente e produzindo hidrogênio.”II. “[Este outro] é um elemento singular: é o único capaz de ligarse a si mesmo em longas cadeias estáveis, sem grande desperdício de energia, e para a vida sobre a Terra (a única que conhecemos até o momento) são necessárias exatamente as longas cadeias. Por isso, é o elementochave da substância viva.”
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O metal e o elemento referidos nos trechos I e II são, respectivamente,a) mercúrio e oxigênio.b) sódio e carbono.c) cobre e carbono. d) potássio e oxigênio.e) alumínio e silício.
Questão 12 (U. Católica de SalvadorBA) Com base nos conhecimentos sobre estrutura atômica e Tabela Periódica, identifique as afirmativas verdadeiras.I. Br e Sr2+ são espécies isoeletrônicas.II. D2O e H2O2 são variedades alotrópicas da água.III. Ir e Hg, dentre os metais, são os que apresentam baixa densidade.IV. Os gases nobres são os que, no período, apresentam energia de ionização mais elevada.A alternativa que indica todas as afirmativas verdadeiras é:a) I e IV d) I, II e IIIb) II e III e) I, III e IVc) II e IV
Questão 13 (UniforCE) Considere as afirmações:I. Quanto maior a tendência do átomo de perder elétrons, maior será sua eletronegatividade.II. Quanto maior a tendência do átomo de ganhar elétrons, maior será seu caráter metálico.III. Nos dois primeiros períodos da Tabela Periódica, a eletronegatividade (medida pela energia liberada quando elétron é adicionado a um átomo) cresce dos metais alcalinos para os halogênios.Dessas afirmações,a) somente I é correta; b) somente II é correta; c) somente III é correta;d) somente I e II são corretas;e) I, II e III são corretas.
Questão 14 (PUCRS) Com relação à classificação periódica dos elementos, podese afirmar que o:a) hidrogênio é um metal alcalino localizado na lª. coluna;b) nitrogênio é o elemento mais eletropositivo da 15ª. coluna;c) sódio é o elemento mais eletronegativo do 3º período;d) mercúrio é um ametal líquido à temperatura ambiente;e) potássio tem maior raio atômico que o Br.
Questão 15 (PUCRS) Responder à questão a partir da análise das seguintes afirmativas.I. Um átomo A e seu cátion A+ possuem o mesmo raio.II. Um ânion X– possui raio maior que o do seu átomo X.III. O átomo de oxigênio apresenta potencial de ionização maior que o do átomo de enxofre.IV. O íon Li+ apresenta raio menor que o íon O2–.Estão corretas as afirmativas apresentadas na alternativa:a) I e II d) II e IVb) I e III e) III e IVc) II e III
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Questão 16 (U.F. São CarlosSP) Dos grupos de elementos químicos que compõem a tabela periódica, são semimetais (ou metalóides):a) Ge, As e Sb.b) B, Al e Ga.c) P, Se e Sn.d) Be, Mg e Ca.e) Ar, Kr e Xe.
Questão 17 (U.F. Santa MariaRS) Analise as afirmativas:I. Os elementos de transição interna têm a distribuição eletrônica (n – 2)f ns e são chamados actinídios e lantanídios.II. Os elementos representativos têm distribuição eletrônica terminada em s ou p e são sempre bons condutores de eletricidade e calor.III. Os elementos de transição têm distribuição eletrônica (n – 1) d ns, sendo o ferro um exemplo deles.Está(ão) correta(s):a) apenas I; d) apenas II e III;b) apenas II; e) I, II, e III.c) apenas I e III;
Questão 18 O elemento de maior eletronegatividade é o que apresenta a seguinte configuração eletrônica:a) 1s2 2s1
b) 1s2 2s2 2p1
c) 1s2 2s2 2p2
d) 1s2 2s2 2p5
e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Questão 19 (UFJF Pism2003) Considere as afirmações abaixo sobre os elementos da família 1 da tabela periódica:I. São conhecidos como metais alcalinoterrosos.II. A afinidade eletrônica aumenta com o aumento do número atômico.III. O raio atômico cresce com o aumento do número atômico.IV. O potencial de ionização diminui com o aumento do número atômico.Dentre as afirmativas, são verdadeiras:a) I e III.b) II e IV. c) I e IV. d) III e IV.e) II e III.
Questão 20 Dados os elementos químicos:G: 1s2 J: 1s2 2s1
L: 1s2 2s2 M: 1s2 2s2 2p6 3s2 Apresentam propriedades químicas semelhantes:a) G e L, pois são gases nobresb) G e M, pois têm dois elétrons no subnível mais energéticoc) J e G, pois são metais alcalinosd) L e M, pois são metais alcalinos terrosos
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Questão 21 A energia de ionização dos elementos químicos é uma propriedade periódica, isto é, varia regularmente quando os mesmos estão dispostos num sistema em ordem crescente de seus números atômicos. O gráfico, a seguir, mostra a variação da energia de ionização do primeiro elétron, em eV, para diferentes átomos.
Com base na ilustração, assinale a(s) proposição(ões) FALSA(S) E VERDADEIRA(S).( ) A carga nuclear é o único fator determinante da energia de ionização.( ) Selecionandose três átomos com maior dificuldade para formarem cátions monovalentes,teríamos os átomos de He, Li e Na.( ) O potássio é o metal que apresenta o menor potencial de ionização, entre os elementosrepresentados.( ) No intervalo Z = 3 a Z = 10, observase que o aumento da carga nuclear tende a aumentar a forçade atração do elétron pelo núcleo.( ) Os elevados valores da energia de ionização para os gases He, Ne e Ar são evidências de que"camadas eletrônicas completas" são um arranjo estável. ( ) Considerando os elementos que formam um período da tabela periódica, a tendência da energiade ionização é diminuir com o aumento do número atômico.( ) As menores energias de ionização correspondem aos metais alcalinos.Questão 22 Localize os seguintes elementos na tabela periódica:
Dentre os elementos acima relacionados, aqueleque apresenta o menor raio atômico é(A) A(B) B(C) C(D) D(E) E
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Questão 23 Considerando a posição dos elementos na tabela periódica e as tendências apresentadas por suas propriedades periódicas, podese afirmar que:(A) um átomo de halogênio do 4o. período apresenta menor energia de ionização do que um átomo de calcogênio do mesmo período.(B) um metal alcalino terroso do 3o. Período apresenta menor raio atômico do que um metal do 5o. período e do mesmo grupo.(C) um átomo de gás nobre do 2o. período tem maior raio atômico do que um átomo de gás nobre do 6o. período.(D) um átomo de ametal do grupo 14 é mais eletronegativo do que um átomo de ametal do grupo 16, no mesmo período.(E) um átomo de metal do grupo 15 é mais eletropositivo do que um átomo de metal do grupo1 no mesmo período.
Questão 24 O duralumínio é uma liga metálica formada pela mistura de vários metais, principalmente o alumínio e o cobre. Por ser leve, mas resistente ao desgaste, é usado na fabricação de peças de bicicletas, carros e aviões. Analisando as afirmativas em relação aos elementos ALUMÍNIO e COBRE, assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma delas.( ) Os dois são classificados como metais de transição.( ) Os dois são elementos com eletronegatividade alta.( ) O alumínio se ioniza facilmente, formando íons positivos.( ) O cobre tem alta afinidade eletrônica.A seqüência correta é(A) V F F V.(B) F V F V.(C) V V F F.(D) V F V F.(E) F F V F.
Questão 25O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, através da incidência de luz de freqüência apropriada. Tal fenômeno é diretamente influenciado pelo potencial de ionização dos metais,os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas, etc. Com base na variação dos potenciais de ionização dos elementos da Tabela Periódica, assinale a alternativa que contém o metal mais susceptível a exibir o efeito fotoelétrico.(A) Fe(B) Hg(C) Cs(D) Mg(E) CaQuestão 26A denominação popular de "lixeiro", dada aos moluscos marítimos, tem base científica no conhecimento de que estas espécies apresentam grande concentração de uma classe particular de proteínas denominadas metatioeneinas. A elevada quantidade de átomos de enxofre, espécie rica em elétrons, nas metatioeneinas, justifica a afinidade destas por elementos metálicos, tais como Cr, Mn e Cu. Assinale a alternativa que relaciona corretamente propriedades comuns aos metais citados.(A) São classificados como elementos representativos que apresentam baixos valores de potencial de ionização e, por conseqüência, apresentam baixa densidade.(B) São elementos de transição interna que apresentam elevado caráter metálico tendo forte afinidade.(C) São elementos de transição que apresentam facilidade em experimentar reações de oxidação, originando íons que atuam como ácidos de Lewis.(D) São elementos que, por se encontrarem na porção intermediária da tabela periódica, apresentam elevados valores de afinidade eletrônica e grande facilidade em formar ânions.(E) São elementos que, por apresentarem elevado caráter metálico, são pobres condutores de eletricidade e encontram se no estado líquido a temperatura ambiente.
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Questão 27Qual das opções abaixo apresenta a comparação ERRADA relativa aos raios de átomos e de íons?(A) raio do Na+ < raio do Na.(B) raio do Na+ < raio do F.(C) raio do Mg2+ < raio do O2.(D) raio do F< raio do O2.(E) raio do F< raio do Mg2+.
Questão 28Os elementos carbono (C) e chumbo (Pb), embora pertencentes ao mesmo grupo da tabela periódica, apresentam característica, respectivamente, de ametal e metal. A propriedade periódica que justifica essa observação é(A) densidade.(B) dureza química.(C) energia de ionização.(D) polaridade.(E) energia reticular.
Questão 29A configuração de diferenciação de um elemento do 4o período e grupo 3A (13) da Tabela Periódica é :a) 3s2 3p1 b) 4s2 4p1 c) 3p3 d) 4p3 e) 4p4
Questão 30Dentre os átomos abaixo, qual apresenta a energia de ionização mais alta:a) Ca b) Mg c) Na d) Li e) He
Gabarito
1 1c 2 2a 3c 4d 5c
6d 7d 8b 9c 10a
11b 12a 13c 14d 15e
16a 17e 18d 19d 20d
21 22e 23e 24e 25c
26b 27e 28c 29b 30e
21 FFVVFV
4 CAPÍTULO 4 – LIGAÇÕES QUÍMICAS
10. Regra do Octeto: Os elementos químicos realizam ligações a fim de se tornarem estáveis e isso significa adquirir a configuração eletrônica do gás nobre mais próximo. Estes, por sua vez, são estáveis por apresentarem oito elétrons na última camada. Então, os demais elementos, buscam, através de ligações químicas, ficarem com oito elétrons na última camada.
2 Ligações Interatômicas:
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h)Ligação Iônica ou Eletrovalente: os átomos adquirem configuração estável por meio de transferência de elétrons de um átomo para o outro. Ocorre entre metal e ametal.
Ex.:11Na e 17Cl
c) Características dos Compostos iônicos: em condições ambientes, são sólidos, cristalinos,duros, com elevados pontos de fusão e ebulição. No estado sólido, não conduzem eletricidade, mas quando fundidos ou em solução aquosa, são bons condutores, pois os íons ficam livres para se moverem.
i)Ligação Covalente ou Molecular: os átomos adquirem configuração estável por meio de emparelhamento de elétrons que são compartilhados pelos dois átomos. Ocorre entre ametal e ametal, além de Hidrogênio e ametal.
Ex.: 8O e 1H
OBS:
Ligação Covalente dativa:
1. Características dos compostos covalentes:
nas condições ambientes, nos estados gasoso, líquido e sólido. Quando no estado sólido, geralmente possuem pontos de fusão e ebulição mais baixos se comparados com os das substâncias iônicas ou metálicas. Algumas são solúveis em água, outros são solúveis em solventes orgânicos e outros, ainda, são solúveis em ambos. Normalmente, não são condutoras de eletricidade, nem puros, nem quando dissolvidos em água. A exceção ocorre por conta dos ácidos, que quando em solução, conduzem corrente elétrica.
3 Polaridade das Ligações
3.1 Lig. Covalente Apolar: ocorre entre átomos de mesma eletronegatividade. O par de elétrons é atraído igualmente pelos dois núcleos atômicos, ou seja, ocorre entre átomos iguais.Ex.: O2
3.2 Lig. Covalente Polar: ocorre entre átomos de diferentes eletronegatividades. O par de elétrons fica mais próximo do átomo de maior eletronegatividade, ou seja, ocorre entre átomos diferentes.
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Ex.: HCl
OBS: Fila de eletronegatividade decrescente:
7. Geometria das moléculas:
5 Polaridade das Moléculas:
5.1 Moléculas Apolares: são aquelas formadas por ligações apolares, ou ainda, quando a soma vetorial resultante dos seus momentos dipolares ( ) de suas ligações é igual a zero.Ex.: CO2
O OC
( µ = 0 )
5.2 Moléculas Polares: são aquelas formadas por ligações polares, ou ainda, quando a soma vetorial resultante dos seus momentos dipolares ( ) de suas ligações for diferente de zero.Ex.: H2O
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H
O
H
( µ = 0 )
6 Ligação Metálica: Ocorre entre metal e metal. Se os metais forem iguais teremos uma peça metálica e se eles forem diferentes, teremos uma liga metálica. Este tipo de ligação se mantém estável devido à nuvem de elétrons que é formada pelos metais
Ligas metálicas:Alguns exemplos de ligas metálicas:
Ouro 18 quilates é uma liga de ouro e cobre; * Bronze é uma liga de cobre e estanho; * Latão é uma liga de cobre e zinco; * Aço é uma liga de ferro com pequena quantidade de carbono; * Aço inoxidável, além de ferro e carbono, contém também níquel e cromo.
Podemos então concluir que "Ligas Metálicas" são misturas sólidas de dois ou mais elementos, em que a totalidade, ou pelo menos a maior parte dos átomos presentes é de elementos metálicos.
Propriedades e características dos metais:
Para falar em ligações metálicas, precisamos conhecer também algumas propriedades e características dos metais. São elas:Brilho metálico;* Condutividade térmica , onde os elétrons livres permitem um fluxo rápido de calor e eletricidade através dos metais;
* Alto ponto de fusão e de ebulição;* Resistência à tração, onde às forças que tendem a alongar uma barra metálica;* Maleabilidade, que é nada mais que a propriedade de se deixar reduzir a chapas e lâminas bastante finas.* Ductibilidade, propriedade de se deixar reduzir a fios.
7 Ligações Intermoleculares:
1. Ligação por Ponte de Hidrogênio (Lig. de Hidrogênio): ocorre entre moléculas polares quando o Hidrogênio ligase a elementos muito eletronegativos (F,O,N).
Ex.: H2O
Pontes de Hidrogênio entre as moléculas de água
2. Dipolo Dipolo Permanente (DDP): ocorre entre moléculas polares que não formam ligação de Hidrogênio.
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Ex.: HCl
σ + σ −H Cl
σ + σ −H Cl
σ + σ −H Cl
3. Dipolo Dipolo Induzido (DDI) ou Força de Van der Walls: ocorre entre moléculas apolares e gases nobres quando liquefeitos ou solidificados.
Ex.: H2
σ −H
σ + σ −H
σ + σ −H
HH
H
OBS: Força das ligações intermoleculares => Ligações de Hidrogênio > DDP > DDI
4.1 Questões
1 (UFMG – 2007) O oxigênio e o enxofre formam, com o hidrogênio, respectivamente, as substâncias H2O e H2S. A 25 oC e 1 atm de pressão, a água é líquida e o sulfeto de hidrogênio é gasoso.Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a diferença de estado físico das duas substâncias está relacionada ao fato de:A) a ligação covalente S–H ser mais forte que a O–H.B) a massa molar de H2S ser menor que a de H2O.C) a pressão de vapor de H2O ser menor que a de H2S.D) a temperatura de ebulição de H2S ser maior que a de H2O.
2 (UFMG – 2006) Analise este quadro, em que está apresentada a temperatura de ebulição de quatro substâncias:
Considerandose os dados desse quadro, é CORRETO afirmar que, à medida que a cadeia carbônica aumenta, se tornam mais fortes as:
A) ligações covalentes.B) interações dipolo instantâneo dipolo induzido.C) ligações de hidrogênio.D) interações dipolo permanente dipolo permanente.
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3 (UFMG – 97) O etanol (álcool etílico, CH3CH2OH) é um líquido menos denso do que a água. Ele é usado na limpeza doméstica porque dissolve gorduras, é solúvel em água e é mais volátil do que ela.O quadro abaixo apresenta cada uma dessas propriedades relacionadas a uma explicação com base nos modelos de interações intermoleculares. Assinale a alternativa que contém uma explicação INADEQUADA para a propriedade relacionada.
4 (UFMG – 98) Um material sólido tem as seguintes características: não apresenta brilho metálico; é solúvel em água; não se funde quando aquecido a 500 ºC; não conduz corrente elétrica no estado sólido; conduz corrente elétrica em solução aquosa.Com base nos modelos de ligação química, podese concluir que, provavelmente, tratase de um sólidoA) iônico.B) covalente.C) molecular.D) metálico.
5 (UFMG – 99) A figura representa uma seção plana de um cristal iônico, como Na+Cl (s) ou Ca2+O2 (s).Os íons foram numerados para facilitar a sua identificação.
Considerandose o modelo de ligação para compostos iônicos e os íons representados, é CORRETO afirmar que:A) o ânion 6 apresenta ligações iônicas de mesma força com os cátions 2, 5, 7 e 10.B) o par de íons 26, no caso do cristal de Ca2+O2, está ligado por duas ligações iônicas.C) o ânion 1 não apresenta interação eletrostática com o cátion 7.D) o par de íons 15 está ligado ao par de íons 26 por uma interação entre dipolos permanentes.
6 (UFMG – 2005) Nas figuras I e II, estão representados dois sólidos cristalinos, sem defeitos, que exibem dois tipos diferentes de ligação química:
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Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que:A) a Figura II corresponde a um sólido condutor de eletricidade.B) a Figura I corresponde a um sólido condutor de eletricidade.C) a Figura I corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico.D) a Figura II corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico.7 (PUCMinas – 2008) O elemento bromo forma compostos iônicos e moleculares. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente,um composto iônico e um molecular formado pelo bromo.a) CaBr2 e HBrb) CBr4 e KBrc) NaBr e MgBr2
d) KBr e NH4Br
8 (PUCMinas – 2008) Analise a tabela, que mostra propriedades de três substâncias X, Y e Z, em condições ambiente.
Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que as substâncias X, Y e Z são respectivamente:a) iônica, metálica, molecular.b) molecular, iônica, metálica.c) molecular, metálica, iônica.d) iônica, molecular, metálica.
9 (PUCMinas – 2005) Assinale a correlação INCORRETA.a) KI – sólido iônicob) H2 S – sólido molecularc) Al – metald) grafite – sólido molecular
10 (PUCMinas 2004) Observe atentamente as afirmações abaixo:I. São encontrados na natureza no estado sólido.II. Apresentam alta condutividade elétrica em solução aquosa.III. Apresentam alto ponto de fusão.Essas propriedades são características das substâncias:a) NaCl e CCl4b) Ag e Fec) NH3 e KCld) KF e CaCl2
11 (UFBA) A 1a coluna apresenta algumas fórmulas químicas e a 2a coluna apresenta alguns conceitos básicos que podem ser facilmente relacionados com a 1a .I. H2O ( ) A. ligação covalente polarII. CaH2 ( ) B. ligação covalente apolarIII. NI3 ( ) C. ligação iônicaIV. CO2 ( ) D. ligação covalente polar molécula polarV. N2 ( ) E. pontes de hidrogênio
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A melhor seqüência para I,II,III,IV e V é:b) E, B, C, A, D.c) E, C, D, A, B.d) C, E, A, D, B.e) A, E, C, D, B.f) A, C, D, B, E.
12 UniforCE Considerando a natureza das ligações químicas intermoleculares existentesnas substâncias:Etanol – C2H5OHMetano – CH4
Água – H2O Éter dimetílico – CH3OCH3
Podese afirmar que as duas substâncias que têm maior temperatura de ebulição ao nível do mar são o :a) metano e a água;b) etanol e a água;c) éter dimetílico e o etanol;d) éter dimetílico e a água;e) metano e o etanol
13 Um elemento A, de número atômico 16 combina se com um elemento B, de número atômico 17. Em qual das opções abaixo a fórmula molecular e a geometria, estão corretamente dispostas:
a)AB ................................linearb)AB2 ...............................angularc)A2B ..............................angulard)AB2 ...............................lineare)A2B ...............................linear
14 UniforCE As moléculas H2, O2 e CH4
a) são todas polares;b) apresentam apenas ligações covalentes simples;c) são todas apolares;d) apresentam apenas ligações covalentes duplas;e) são todas lineares.
15 Uma ligação covalente comum é feita por:a) elétrons de apenas um átomob) um elétron de cada átomoc) pontes de hidrogêniod) partículas alfae) partículas beta
16 O enxofre pode ser encontrado sobre a forma de de moléculas S2. Nessas moléculas, cada átomo adquire a configuração eletrônica de gás nobre ao compartilhar quantos pares de elétrons?a) 1 c) 3 b) 2 d) 4
17 Qual das substancias a seguir tem molécula linear e apresenta ligações duplas:a) HCl d) CO2
b) H2O e) NH3
c) N2
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18 UFRS O gás metano (CH4) pode ser obtido no espaço sideral pelo choque entre os átomos de hidrogênio liberados pelas estrelas e o grafite presente na poeira cósmica.Sobre as moléculas do metano podese afirmar que o tipo de ligação intermolecular e sua geometria são, respectivamente:a) ligações de hidrogênio e tetraédrica; b) forças de van der Waals e trigonal plana;c) covalentes e trigonal plana; d) forças de van der Waals e tetraédrica;e) ligações de hidrogênio e trigonal plana;19 UEMS A molécula de trióxido de enxofre (SO3) apresenta:a) 1 ligação iônica e 2 ligações covalentes.b) 2 ligações iônicas e 1 ligação covalente.c) 2 ligações duplas covalentes e 1 ligação covalente coordenada.d) 1 ligação dupla covalente e 2 ligações covalentes coordenadas.e) 2 ligações iônicas e 1 ligação covalente coordenada.
20 (UFJF Pism2003) A 25oC e 1 atm, a água (H2O) é líquida e o dióxido de carbono (CO2) é um gás.Com base na afirmação acima, assinale a alternativa correta:a) As forças intermoleculares são mais intensas entre as moléculas de CO2 do que entre as moléculas de H2O. b) A água e o dióxido de carbono são apolares.c) Entre as moléculas de dióxido de carbono existem ligações de hidrogênio.d) O ponto de ebulição do dióxido de carbono é maior do que o ponto de ebulição da água.e) A água é líquida, devido, principalmente, às ligações de hidrogênio intermoleculares
21 Durante a sublimação do iodo sólido I2(s) , as ligações químicas rompidas são:o dipolo induzido dipolo induzidoo íon dipolo permanenteo dipolo permanente – dipolo induzidoo dipolo permanente dipolo permanenteo pontes de hidrogênio.
22 F.M. Triângulo MineiroMG A água é um poderoso solvente, capaz de dissolver um grande número de substâncias e que possui diversas propriedades. Isso é possível devido à sua geometria molecular, polaridade e força intermolecular. Essas características atribuídasà água são:a) linear, polar e forças de Van der Waals;b) tetraédrica, polar e forças de Van der Waals;c) piramidal, apolar e dipolodipolo;d) angular, polar e pontes de hidrogênio;e) linear, apolar e pontes de hidrogênio.
23 O composto formado pelos elementos bromo (Z = 35) e cálcio (Z = 20) apresenta:
a) ligação covalente e fórmula CaBr2
b) ligação iônica e fórmula Ca2Brc) ligação covalente e fórmula Ca2Brd) ligação iônica e fórmula CaBr2
e) ligação iônica e fórmula CaBr
24 U. AlfenasMG Analise as afirmativas abaixo:I. A fórmula do composto formado por dois elementos químicos A e B, cujos subníveis mais energéticos no estado fundamental são respectivamente 4p5 e 4s1, é A3B.II. Substâncias moleculares apolares de baixa massa molecular apresentam temperaturas de fusão
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elevadas.III. Moléculas diatômicas de átomos iguais apresentam sempre ligações químicas covalentes apolares.IV. No diamante, as ligações químicas existentes entre os átomos de carbono são covalentes apolares.Estão corretas:a) I, II, III e IV; b) Somente I, III e IV;c) Somente I, II e III; d) Somente III e IV;e) Somente II, III e IV;25 PUCRJ Abaixo encontramse afirmativas acerca das seguintes substâncias:a – HCl c – NH4Clb – CCl4 d – NaClI. As substâncias a, b, c e d dissolvemse em água produzindo o íon Cl–
II. As substâncias a, c e d dissolvemse em água produzindo o íon. Cl
III. A substância b dissolvese em C6H6 (benzeno).IV. As substâncias a, b, c e d dissolvemse em C6H6.Indique a opção que inclui as afirmativas corretas:a) I e II d) II e IVb) I e IV e) III e IVc) II e III
26 UFPB Os átomos dos elementos se ligam uns aos outros através de ligação simples, dupla ou tripla, procurando atingir uma situação de maior estabilidade, e o fazem de acordo com a sua valência (capacidade de um átomo ligarse a outros), conhecida através de sua configuração eletrônica. Assim, verificase que os átomos das moléculas H2, N2, O2, Cl2 estão ligados de acordo com a valência de cada um na alternativa:a) N N, O = O, Cl – Cl, H – H≡b) H – H, N N, O – O, Cl = Cl≡c) N N, O – O,H = H, Cl = Cl≡d) H – H, O = O, N – N, Cl = Cle) Cl – Cl, N = N, H = H, O = O
27. UECE Marque a alternativa verdadeira em relação à geometria molecular dos compostos.a) em moléculas formadas por três átomos, sua geometria será angular se o átomo central não possuir par de elétrons emparelhados disponíveis, Ex.: HCN;b) o ângulo entre as ligações na molécula do metano, CH4, de 105º, porque sua geometria é tetraédrica;c) no SOCl2 a geometria é piramidal (pirâmide trigonal porque o átomo de enxofre possui, além dos pares de elétrons ligantes, um par disponível de elétrons;d) em moléculas formadas por cinco átomos, sendo um deles central, a geometria é de uma bipirâmide trigonal.
28 UFRRJ O elemento “X”, do terceiro período, que tem maior afinidade eletrônica, combinase com o elemento “Z”, do quarto período, que possui menor energia de ionização.A fórmula do composto resultante será:a) ZX b) ZX2
c) Z3X d) ZX3
e) Z2X3
29 F.M. ItajubáMG Analise as afirmativas:1. Se a substância A apresenta forças de Vander Walls e B pontes de hidrogênio, concluímos que o ponto de ebulição de B é superior ao de A.2. No HF líquido ocorrem pontes de hidrogênio.3. Nos compostos: metano, éter etílico, benzeno e clorofórmio não ocorrem pontes de hidrogênio.
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4. O clorometano apresenta ligações intermoleculares mais fortes que o metano.5. O ponto de ebulição do benzeno é superior ao do metano devido às forças intermoleculares.Concluímos:a) Somente 1 e 2 são corretas. b) Todas são incorretas.c) 3 é incorreta. d) 3, 4 e 5 são incorretas.e) Todas são corretas.
30 UFPI Estudos recentes indicam que lagartixas podem andar pelo teto e em superfícies lisas utilizando forças intermoleculares entre essas superfícies e os filamentos microscópicos que têm nos pés (meio milhão em cada pé). Assinale o tipo de interação correspondente neste caso: a) iônica d) van der Waalsb) metálica e) nuclearc) covalente
GABARITO1c 2b 3c 4b 5a
6b 7a 8c 9b 10d
11b 12b 13b 14c 15b
16b 17d 18d 19c 20e
21a 22d 23d 24d 25c
26a 27d 28a 29e 30c
5 CAPÍTULO 5 – FUNÇÕES INORGANICAS
1Ácidos:• Conceito: Segundo Arrhenius, ácidos são compostos que ao serem colocados em meio aquoso
liberam como único íon positivo o H+ ou H3O+ .
Exemplos: HCl H2O
H+ + Cl
H2SO4 H2O
2H+ + SO42
• Ionização Parcial e Ionização total:
H2SO4 H2O
H+ + HSO4
HSO4
H2OH+ + SO4
2
H2SO4 H2O
2H+ + SO42
• Classificação dos ácidos: Quanto à presença de Oxigênio :
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Hidrácidos: não apresentam Oxigênio na estruturaExemplos: HCl, HBr, H2S ... Oxiácidos: apresentam Oxigênio na estruturaExemplos: HClO, H2SO4, H4SiO4 ...
e)Quanto à força: Para os Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF Fracos: demais (HCN, H2S ...)
f)Quanto ao número de Hidrogênios Ionizáveis (H+): Hidrogênios Ionizáveis: íons H+ ligados diretamente aos átomos de Oxigênio nos oxiácidos. Nos hidrácidos todos os íons H+ são todos considerados ionizáveis.
Monoácidos Diácidos Triácidos TetrácidosNo de H+ por molécula
1 H+
HCl2 H+
H2SO4
3 H+
H3PO4
4 H+
H4SiO4
g)Quanto à volatilidade:
Voláteis: a grande maioria dos ácidos: HF, HCl, HNO3 ... Fixos: H2SO4 e H3PO4
• Nomenclatura dos ácidos: Para os Hidrácidos:ácido ....................ídrico nome do elemento
Exemplos: HCl = ácido clorídrico HBr = ácido bromídrico HI = ácido iodídrico H2S = ácido súlfidrico HCN = ácido cianídrico Para os Oxiácidos:
ácido .................... nome do elemento
oso (menor nox)
ico (maior nox) Para o Cl, Br e I:+1 ácido hipo......oso+3 ácido ......oso+5 ácido ......ico+7 ácido per........ico
OBS: Número de Oxidação (NOx):O nox é a carga com a qual um átomo participa de uma ligação.
HCl
+1 1
Exemplo:
Regras para o cálculo do nox:
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1a – Toda substância simples tem nox igual a zero 2a – Todo íon derivado de uma substância simples tem nox igual à carga do próprio íon. 3a – Toda substância composta tem a soma algébrica das cargas (nox) de todos os átomos presentes na mesma igual a zero. 4a – Todo íon derivado de uma substância composta tem a soma algébrica das cargas (nox) de todos os átomos presentes na mesma igual à carga do próprio íon. 5a – Nox fixos ou pouco variáveis: H = +1 (exceto Hidretos = 1) O = 2 (Peróxidos = 1 e Superóxidos = 0,5)
Cálculo do nox:
H2SO4
+1 2X 2.(+1) + X + 4.(2) = 0
+2 + X 8 = 0 X = 2 + 8 X = +6
Ácidos mais comuns na química do cotidiano ∙ Ácido clorídrico (HCl) ∙ O ácido impuro (técnico) é vendido no comércio com o nome de ácido muriático; ∙ É encontrado no suco gástrico; ∙ É um reagente muito usado na indústria e no laboratório.; ∙ É usado na limpeza de edifícios após a sua caiação, para remover os respingos de cal; ∙ É usado na limpeza de superfícies metálicas antes da soldagem dos respectivos metais; ∙ Ácido sulfúrico (H2SO4) ∙ É o ácido mais importante na indústria e no laboratório. O poder econômico de um país pode ser avaliado pela quantidade de ácido sulfúrico que ele fabrica e consome; ∙ O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio; ∙ É o ácido dos acumuladores de chumbo (baterias) usados nos automóveis; ∙ É consumido em enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica, fabricação de papel, corantes, etc; ∙ O ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais; ∙ O ácido sulfúrico "destrói" o papel, o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua enérgica ação desidratante.; ∙ O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante. Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo
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cuidado ao manusear esse ácido; ∙ As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido de enxofre contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental.
Ácido nítrico (HNO3) ∙ Depois do sulfúrico, é o ácido mais fabricado e mais consumido na indústria. Seu maior consumo é na fabricação de explosivos, como nitroglicerina (dinamite), trinitrotolueno (TNT), trinitrocelulose (algodão pólvora) e ácido pícrico e picrato de amônio; ∙ É usado na fabricação do salitre (NaNO3, KNO3) e da pólvora negra (salitre + carvão + enxofre); ∙ As chuvas ácidas em ambientes poluídos com óxidos do nitrogênio contém HNO3 e causam sério impacto ambiental. Em ambientes não poluídos, mas na presença de raios e relâmpagos, a chuva também contém HNO3, mas em proporção mínima; ∙ O ácido nítrico concentrado é um líquido muito volátil; seus vapores são muito tóxicos. É um ácido muito corrosivo e, assim como o ácido sulfúrico, é necessário muito cuidado para manuseá lo. ∙ Ácido fosfórico (H3PO4) ∙ Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicação como fertilizantes na agricultura; ∙ É usado como aditivo em alguns refrigerantes. ∙ Ácido acético (CH3 COOH) ∙ É o ácido de vinagre, produto indispensável na cozinha (preparo de saladas e maioneses). ∙ Ácido fluorídrico (HF) ∙ Tem a particularidade de corroer o vidro, devendo ser guardado em frascos de polietileno. É usado para gravar sobre vidro. ∙ Ácido carbônico (H2CO3) ∙ É o ácido das águas minerais gaseificadas e dos refrigerantes. Formase na reação do gás carbônico com a água: CO2 + H2O H 2CO3
2 Bases ou Hidróxidos:• Conceito: segundo Arrhenius, bases ou hidróxidos são compostos que em solução aquosa,
sofrem dissociação iônica e liberam exclusivamente como ânion o íon hidroxila "OH".Exemplos:
NaOHH2O Na+ + OH
Mg(OH)2H2O Mg+2 + 2OH
• Classificação das bases:Ø [ quanto ao número de hidroxilas (OH): Monobases » Apresentam apenas uma hidroxila como ânion. Exemplos: KOH, LiOH, NH4OH. Dibases » Apresentam duas hidroxilas como ânion. Exemplos: Ca(OH)2, Zn(OH)2, Ba(OH)2. Tribases » Apresentam três hidroxilas como ânion. Exemplos: Al(OH)3, Ga(OH)3, Fe(OH)3. Tetrabases ou Polibases » Apresentam quatro hidroxilas como ânion. Exemplos: Sb(OH)4, Pb(OH)4.� ˆ quanto ao grau de dissociação:Quanto mais solúvel em água a base, mais forte ela será. (Excessão do NH4OH, que é uma base solúvel porém fraca). Bases Fortes » São as bases do grupo 1A e 2A, pois apresentam uma alta solubilidade. Exemplos: LiOH, Ba(OH)2. Bases Fracas » São as bases formadas pelos demais elementos. Exemplos: Zn(OH)2, Fe(OH)3, AgOH. quanto à solubilidade em água: Bases com Metais Alcalinos (1A) » São solúveis. Bases com Metais Alcalinos Terrosos (2A) » São pouco solúveis. Bases de outros metais » São praticamente insolúveis.
• Nomenclatura das bases: Para metais com 1 nox: ( 1A , 2A , 3A , Ag , Cd e Zn)
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Hidróxido de
nome do elementoExemplos: NaOH = Hidróxido de sódio Mg(OH)2 = Hidróxido de magnésio Ag(OH) = Hidróxido de prataOBS: NH4OH = Hidróxido de amônio (única base que não é formada por metal e é fraca porém solúvel em água) Para metais com 2 nox:
Hidróxidonome do elemento
oso (menor nox)
ico (maior nox) ou
Hidróxido de
nome do elemento(nox em algarismos romanos)
Exemplos: Fe(OH)2 = Hidróxido ferroso ou Hidróxido de ferro II Fe(OH)3 = Hidróxido férrico ou Hidróxido de ferro III Bases mais comuns na química do cotidiano h) Hidróxido de sódio ou soda cáustica (NaOH)
1. É a base mais importante da indústria e do laboratório. É fabricado e consumido em grandes quantidades.
2. É usado na fabricação do sabão e glicerina:(óleos e gorduras) + NaOH glicerina + sabão
3. É usado na fabricação de sais de sódio em geral. Exemplo: salitre.HNO3 + NaOH NaNO 3 + H2O
4. É usado em inúmeros processos industriais na petroquímica e na fabricação de papel, celulose, corantes, etc.
5. É usado na limpeza doméstica. É muito corrosivo e exige muito cuidado ao ser manuseado. 6. É fabricado por eletrólise de solução aquosa de sal de cozinha. Na eletrólise, além do NaOH,
obtêmse o H2 e o Cl2, que têm grandes aplicações industriais.i) Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
1. É a cal hidratada ou cal extinta ou cal apagada. 2. É obtida pela reação da cal viva ou cal virgem com a água. É o que fazem os pedreiros ao
preparar a argamassa: 3. É consumido em grandes quantidades nas pinturas a cal (caiação) e no preparo da argamassa
usada na alvenaria.j) Amônia (NH3) e hidróxido de amônio (NH4OH)
1. Hidróxido de amônio é a solução aquosa do gás amônia. Esta solução é também chamada de amoníaco.
2. A amônia é um gás incolor de cheiro forte e muito irritante. 3. A amônia é fabricada em enormes quantidades na indústria. Sua principal aplicação é a
fabricação de ácido nítrico. 4. É também usada na fabricação de sais de amônio, muito usados como fertilizantes na
agricultura. Exemplos: NH4NO3, (NH4)2SO4, (NH4)3PO4 5. A amônia é usada na fabricação de produtos de limpeza doméstica, como Ajax, Fúria, etc.
k) Hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) 1. É pouco solúvel na água. A suspensão aquosa de Mg(OH)2 é o leite de magnésia, usado como
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antiácido estomacal. O Mg(OH)2 neutraliza o excesso de HCl no suco gástrico.Mg(OH)2 + 2HCl ® MgCl2 + 2H2O
l) Hidróxido de alumínio (Al(OH)3) 1. É muito usado em medicamentos antiácidos estomacais, como Maalox, Pepsamar, etc.
m) Ação de ácidos e bases sobre indicadores
Indicador Ácido Base
tornassol róseo azul
fenolftaleína incolor avermelhado
alaranjado de metila avermelhado amarelo
3 Óxidos• Conceito: Óxidos são substâncias que possuem oxigênio ligado a outro elemento químico, eles são
compostos binários, isto é, são substâncias formadas pela combinação de dois elementos. Um desses elementos é sempre o oxigênio (O) e ele é o elemento mais eletronegativo do composto.
Exemplos: Na2O , N2O5 , CO2 , OF2 (não é óxido!!!!)• Classificação:
Óxidos Básicos: São óxidos em que o elemento ligado ao oxigênio é um metal com baixo número de oxidação (+1, +2 e +3). Os óxidos de caráter mais básico são os óxidos de metais alcalinos e alcalinoterrosos. Os óxidos básicos possuem estrutura iônica devido à diferença de eletronegatividade entre o metal (que é baixa) e o oxigênio (que é alta), por terem este caráter iônico apresentam estado físico sólido. Alguns exemplos:
a) Na2O óxido de sódio b) CaO óxido de cálcio (cal viva) c) BaO óxido de bário (barita) d) CuO óxido de cobre(II) (óxido cúprico) e) Cu2O óxido de cobre(I) (óxido cuproso/cuprita) f) FeO óxido de ferro(II) (óxido ferroso) g) Fe2O3 óxido de ferro(III) (óxido férrico)
ReaçõesReagem com a água formando uma base e com ácidos formando sal e água (neutralizando o ácido). Exemplos:Na2O + H2O 2NaOH K2O + H2O 2KOH CaO + H2O Ca(OH)2 FeO + H2O Fe(OH)2
Na2O + 2HNO3 2NaNO3 + H2O Cu2O + 2HCl 2CuCl + H2O CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O 3FeO + 2H3PO4 Fe3(PO4)2 + 3H2O Óxidos Ácidos ou Anidridos São óxidos em que o elemento ligado ao oxigênio é um ametal ou metal com alto número de oxidação (nox +5 +6 +7) . Possuem estrutura molecular, pois a diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e o outro elemento não é tão grande. Resultam da desidratação dos ácidos e, por isso, são chamados anidridos de ácidos. Alguns exemplos:
• CO2 óxido de carbono IV ou dióxido de (mono)carbono ou anidrido carbônico • SO2 óxido de enxofre IV ou dióxido de (mono)enxofre ou anidrido sulfuroso.
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• SO3 óxido de enxofre VI ou trióxido de (mono)enxofre ou anidrido sulfúrico. • Cl2O óxido de cloro I ou monóxido de dicloro ou anidrido hipocloroso. • Cl2O7 óxido de cloro VII ou heptóxido de dicloro ou anidrido perclórico. • SiO2 óxido de silício ou dióxido de (mono)silício ou anidrido silícico. • MnO3 óxido de manganês VI ou trióxido de (mono)manganês • Mn2O7 óxido de manganês VII ou heptóxido de dimanganês ou anidrido permangânico.
ReaçõesReagem com água formando um ácido oxigenado e com bases formando sal e água (neutralizando a base). Exemplos:SO2 + H2O H2SO3 P2O5 + 3H2O 2H3PO4 N2O3 + H2O 2HNO2 CO2 + H2O H2CO3
SO2 + 2KOH K2SO3 + H2O P2O5 + 6LiOH 2Li3PO4 + 3H2O N2O3 + Ba(OH)2 Ba(NO2)2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
Óxidos Anfóteros São óxidos de metais de transição e semimetais capazes de reagir tanto com ácidos quanto com bases, fornecendo sal e água. Por possuírem propriedades intermediárias entre os óxidos ácidos e os óxidos básicos, podem se comportar como óxidos ácidos e como básicos. Dependendo do metal ligado ao oxigênio pode haver predominância do caráter ácido ou básico. O caráter ácido do óxido aumenta à medida que seu elemento formador aproximase, na tabela periódica, dos nãometais. O caráter básico do óxido aumenta à medida que o elemento formador aproximase dos metais alcalinos e alcalinoterrosos. A estrutura dos óxidos anfóteros pode ser iônica ou molecular. Alguns exemplos:
1 SnO óxido de estanho II 2 SnO2 óxido de estanho IV 3 Fe2O3 óxido de ferro III 4 ZnO óxido de zinco 5 Al2O3 óxido de alumínio
ReaçõesReagem com ácidos formando sal e água (o metal do óxido tornase o cátion do sal), e com bases formando sal e água também (neste caso o metal formador do óxido tornase o ânion do sal). Exemplos:ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O ZnO + 2KOH K2ZnO2 + H2O Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Alguns dos ânions formados são:
a) ZnO22 zincato
b) AlO2 aluminato
c) SnO22 estanito
d) SnO32 estanato
e) PbO22 plumbito
f) PbO32 plumbato
g) AsO33 arsenito
h) AsO43 arseniato
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Óxidos NeutrosSão óxidos que não apresentam características ácidas nem básicas. Não reagem com água, nem com ácidos, nem com bases. O fato de não apresentarem caráter ácido ou básico não significa que sejam inertes. São formados por nãometais ligados ao oxigênio, e geralmente apresentamse no estado físico gasoso. Alguns exemplos:
1. CO óxido de carbono II 2. NO óxido de nitrogênio II 3. N2O óxido de nitrogênio I Óxido nitroso
Óxidos Duplos, Salinos ou MistosSão aqueles que originam dois óxidos ao serem aquecidos.Quando se reage um óxido duplo com um ácido, o produto formado é composto de dois sais de mesmo cátion, mas com nox diferentes, e mais água. Alguns exemplos: Fe3O4, Pb3O4, Mn3O4
Exemplo de reação: Fe3O4 +8 HCl > 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2OPeróxidosSão os óxidos formados por cátions das famílias dos metais alcalinos (1A) e metais alcalinos terrosos (2A) e pelo oxigênio com nox igual a 1.Um exemplo é o peróxido de hidrogênio (H2O2), componente da água oxigenada. Sua aplicação se dá em cortes e feridas que correm o risco de infecção bacteriana. A degradação do peróxido de hidrogênio pela enzima catalase libera oxigênio (O2) o que causa a morte de bactérias anaeróbicas. Exemplos:
Na2O2 = peróxido de sódio BaO2 = peróxido de bário
SuperóxidosSão associações de uma molécula de O2 (oxigênio atômico) com uma de O2
2 (peróxido), assim, o oxigênio tem nox igual a 1/2.Os ânions superóxido são altamente reativos e têm capacidade de cindir outras moléculas à medida que entram em contato. Normalmente as mitocôndrias têm esses ânions sob controle. Se algum sai para o citoplasma celular, há uma quantidade de reações químicas protetoras que podem ser ativadas para absorvêlos e prevenir algum dano celular.
• NomenclaturaÓxidos de MetaisÓxido de [Nome do Metal], caso o cátion apresente somente uma cargaNa2O Óxido de sódioZnO Óxido de zincoAl2O3 Óxido de alumínioCaso o elemento apresente mais de uma carga, poderemos utilizar Óxido de [nome do elemento] + carga do elemento em algarismos romanos.Fe2O3 Óxido de ferro IIISnO2 Óxido de estanho IVPodese também fazer uso dos sufixos ico (maior Nox) e oso (menor Nox), para o caso do elemento apresentar duas cargas.Fe2O3 Óxido férrico FeO Óxido ferrosoCu2O Óxido cuproso CuO Óxido cúpricoSnO Óxido estanoso SnO2 Óxido estânico Óxidos de Ametais[Mono, Di, Tri...] + Óxido de [(Mono), Di, Tri] + [Nome do Ametal]SO3 Trióxido de (Mono)EnxofreN2O5 Pentóxido de Dinitrogênio Óxidos Ácidos ou AnidridosAnidrido [Nome do Elemento] + se nox = (+1 e +2) prefixo HIPO + sulfixo OSOExemplo: Anidrido Hipoiodoso I2O NOX do Iodo = +1
Anidrido [Nome do Elemento] + se nox = (+3 e +4) + sulfixo OSO
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Exemplo: Anidrido Iodoso I2O3 NOX do Iodo = +3
Anidrido [Nome do Elemento] + se nox = (+5 e +6) + sulfixo ICOExemplo: Anidrido Iódico I2O5 NOX do Iodo = +5
Anidrido [Nome do Elemento] + se nox = (+7) prefixo HIPER/PER + sulfixo ICOExemplo: Anidrido Periódico I2O7 NOX do Iodo = +7
SO3 Anidrido Sulfúrico SO2 Anidrido SulfurosoExceção: CO2 dióxido de carbono ou Anidrido carbônicoÓxidos mais comuns na química do cotidiano g) Óxido de cálcio (CaO)
1. É um dos óxidos de maior aplicação e não é encontrado na natureza. É obtido industrialmente por pirólise de calcário.
2. Fabricação de cal hidratada ou Ca(OH)2. 3. Preparação da argamassa usada no assentamento de tijolos e revestimento das paredes. 4. Pintura a cal (caiação). 5. Na agricultura, para diminuir a acidez do solo.
h) Dióxido de carbono (CO2) 1. É um gás incolor, inodoro, mais denso que o ar. Não é combustível e nem comburente, por isso,
é usado como extintor de incêndio. 2. O CO2 não é tóxico, por isso não é poluente. O ar contendo maior teor em CO2 que o normal
(0,03%) é impróprio à respiração, porque contém menor teor em O2 que o normal. 3. O CO2 é o gás usado nos refrigerantes e nas águas minerais gaseificadas. Aqui ocorre a
reação:CO2 + H2O « H2CO3 (ácido carbônico)
4. O CO2 sólido, conhecido por gelo seco, é usado para produzir baixas temperaturas. 5. Atualmente, o teor em CO2 na atmosfera tem aumentado e esse fato é o principal responsável
pelo chamado efeito estufa. i) Monóxido de carbono (CO)
1. É um gás incolor extremamente tóxico. É um seríssimo poluente do ar atmosférico. 2. Formase na queima incompleta de combustíveis como álcool (etanol), gasolina, óleo, diesel,
etc. 3. A quantidade de CO lançada na atmosfera pelo escapamento dos automóveis, caminhões,
ônibus, etc. cresce na seguinte ordem em relação ao combustível usado:álcool < gasolina < óleo diesel.
4. A gasolina usada como combustível contém um certo teor de álcool (etanol), para reduzir a quantidade de CO lançada na atmosfera e, com isso, diminuir a poluição do ar, ou seja, diminuir o impacto ambiental.
j) Dióxido de enxofre (SO2) 1. É um gás incolor, tóxico, de cheiro forte e irritante. 2. Formase na queima do enxofre e dos compostos do enxofre:
S + O2 (ar) ® SO2 3. O SO2 é um sério poluente atmosférico. É o principal poluente do ar das regiões onde há
fábricas de H2SO4. Uma das fases da fabricação desse ácido consiste na queima do enxofre. 4. A gasolina, óleo diesel e outros combustíveis derivados do petróleo contêm compostos do
enxofre. Na queima desses combustíveis, formase o SO2 que é lançado na atmosfera. O óleo diesel contém maior teor de enxofre do que a gasolina e, por isso, o impacto ambiental causado pelo uso do óleo diesel, como combustível, é maior do que o da gasolina.
5. O álcool (etanol) não contém composto de enxofre e, por isso, na sua queima não é liberado o
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SO2. Esta é mais uma vantagem do álcool em relação à gasolina em termos de poluição atmosférica.
6. O SO2 lançado na atmosfera se transforma em SO3 que se dissolve na água de chuva constituindo a chuva ácida, causando um sério impacto ambiental e destruindo a vegetação:2SO2 + O2 (ar) ® 2SO3
SO3 + H2O ® H2SO4 k) Dióxido de nitrogênio (NO2)
1. É um gás de cor castanhoavermelhada, de cheiro forte e irritante, muito tóxico. 2. Nos motores de explosão dos automóveis, caminhões, etc., devido à temperatura muito
elevada, o nitrogênio e oxigênio do ar se combinam resultando em óxidos do nitrogênio, particularmente NO2, que poluem a atmosfera.
3. O NO2 liberado dos escapamentos reage com o O2 do ar produzindo O3, que é outro sério poluente atmosféricoNO2 + O2 ® NO + O3
4. Os automóveis modernos têm dispositivos especiais que transformam os óxidos do nitrogênio e o CO em N2 e CO2 (não poluentes).
5. Os óxidos do nitrogênio da atmosfera dissolvemse na água dando ácido nítrico, originando assim a chuva ácida, que também causa sério impacto ambiental.
4 Sais• Conceito: segundo Arrhenius, sal é um composto resultante da neutralização de um ácido por uma
base, com eliminação de água. É formado por um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um ácido.
Sais naturais CaCO3 NaCl NaNO3
Ca3(PO4)2 CaSO4 CaF2
silicatossulfetos metálicos(FeS2, PbS, ZnS,HgS) etc.
• Nomenclatura:A fórmula química de um sal é sempre representada usando em primeiro lugar o cátion e depois o ânion que o compõem.Um sal é designado juntando o nome do ânion e o nome do cátion que o constituem, por esta ordem. O ânion toma um nome de acordo com a terminação do nome do ácido que lhes dá origem:Terminação do ácido
Terminação do ânion
Exemplo de ânion Exemplo de sal
ídrico eto ácido clorídrico (HCl) → cloreto (Cl)
cloreto de sódio (NaCl)
ico ato ácido fosfórico (H3PO4) fosfato (PO→ 4
3)fosfato de magnésio (Mg3(PO4)2)
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oso ito ácido sulfuroso (H2SO3) sulfito (SO→ 3
2)sulfito de potássio (KSO3)
Sais mais comuns na química do cotidiano • Cloreto de sódio (NaCl)
o Alimentação É obrigatória por lei a adição de certa quantidade de iodeto (NaI, KI) ao sal de cozinha, como prevenção da doença do bócio.
o Conservação da carne, do pescado e de peles. o Obtenção de misturas refrigerantes; a mistura gelo + NaCl(s) pode atingir 22°C. o Obtenção de Na, Cl2, H2, e compostos tanto de sódio como de cloro, como
NaOH, Na2CO3, NaHCO3, HCl, etc. o Em medicina sob forma de soro fisiológico (solução aquosa contendo 0,92% de NaCl), no
combate à desidratação. • Nitrato de sódio (NaNO3)
o Fertilizante na agricultura. o Fabricação da pólvora (carvão, enxofre, salitre).
• Carbonato de sódio (Na2CO3) o O produto comercial (impuro) é vendido no comércio com o nome de barrilha ou soda. o Fabrição do vidro comum (maior aplicação):
Barrilha + calcáreo + areia ® vidro comum o Fabricação de sabões.
• Bicarbonato de sódio (NaHCO3) o Antiácido estomacal. Neutraliza o excesso de HCl do suco gástrico.
NaHCO3 + HCl ® NaCl + H2O + CO2
O CO2 liberado é o responsável pelo "arroto".
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o Fabricação de digestivo, como AlkaSeltzer, Sonrisal, sal de frutas, etc.O sal de frutas contém NaHCO3 (s) e ácidos orgânicos sólidos (tartárico, cítrico e outros). Na presença de água, o NaHCO3 reage com os ácidos liberando CO2 (g), o responsável pela efervecência:NaHCO3 + H+ ® Na+ + H2O + CO2
o Fabricação de fermento químico. O crescimento da massa (bolos, bolachas, etc) é devido à liberação do CO2 do NaHCO3.
o Fabricação de extintores de incêndio (extintores de espuma). No extintor há NaHCO3 (s) e H2SO4 em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, o NaHCO3 misturase com o H2SO4, com o qual reage produzindo uma espuma, com liberação de CO2. Estes extintores não podem ser usados para apagar o fogo em instalações elétricas porque a espuma é eletrolítica (conduz corrente elétrica).
• Fluoreto de sódio (NaF) o É usado na prevenção de cáries dentárias (anticárie), na fabricação de pastas de dentes e
na fluoretação da água potável. • Carbonato de cálcio (CaCO3)
o É encontrado na natureza constituindo o calcário e o mármore. o Fabricação de CO2 e cal viva (CaO), a partir da qual se obtém cal hidradatada (Ca(OH)2):
CaCO3 ® CaO + CO2
CaO + H2O ® Ca(OH)2 o Fabricação do vidro comum. o Fabricação do cimento Portland:
Calcáreo + argila + areia ® cimento Portland o Sob forma de mármore é usado em pias, pisos, escadarias, etc.
• Sulfato de cálcio (CaSO4) o Fabricação de giz escolar. o O gesso é uma variedade de CaSO4 hidratado, muito usado em Ortopedia, na obtenção de
estuque, etc
5.1 Questões
1 (PUC MINAS – 2005) A chuva ácida é um fenômeno químico resultante do contato entre o vapor d´água existente no ar e óxidos ácidos presentes na atmosfera. Entre os pares de óxidos ácidos relacionados, assinale o que é constituído por óxidos que provocam a chuva ácida.a) CO2 e N2Ob) NO2 e SO3
c) NO e COd) SO3 e N2O
2 (PUC MINAS – 2004) A tabela a seguir apresenta algumas características e aplicações de determinadas substâncias.
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As fórmulas das substâncias acima estão CORRETAMENTE indicadas em:a) I – HNO3 II – CaO III – BaSO4 IV – NaF V – Al(OH)3
b) I – HNO2 II – Ca2O III – BaSO3 IV – NaF V – Al(OH)2
c) I – HNO3 II – CaO III – BaSO4 IV – Na2F V – Al(OH)3
d) I – HNO2 II – Ca2O III – BaSO3 IV – Na2F V – Al(OH)2
3 (PUC MINAS – 2007) O quadro abaixo relaciona algumas substâncias químicas e aplicações muito comuns no nosso cotidiano.
SUBSTÂNCIAS APLICAÇÕES
Hidróxido de amônio Produtos de limpeza e explosivos.
Ácido fosfóricoAcidificantes e conservantes utilizados em balas, goma de mascar e refrigerantes do tipo cola.
Sulfato de alumínio Utilizado no tratamento da água na etapa de coagulação.
Óxido de cálcio Controle da acidez do solo e caiação.
Carbonato de sódioUtilizado na fabricação de vidros, tratamento da água de piscina e na fabricação de sabões.
Assinale as fórmulas que representam as substâncias citadas nesse quadro, respectivamente.
a) NH3OH, H3PO4, Al3(PO4)2, CaO, NaCO3
b) NH4OH, HPO3, Al2(SO4)3, CaO2, Na2CO3
c) NH4OH, H3PO4, Al2(SO4)3, CaO, Na2CO3
d) NH3OH, HPO3, Al3(PO4)2, CaO2, NaCO3
4 U.Católica de Salvador BA Mg(OH)2 e KOH são substâncias utilizadas na composição de antiácidos. Sobre essas substâncias, é correto afirmar:a) São bases fortes.b) São oxiácidos fracos .c) Classificamse como dibases.d) Não são solúveis em água.e) Apresentam ligações químicas predominantemente covalentes.
5 U.Católica de Salvador BA H2SO4 e HCl são substâncias utilizadas para neutralizar bases. Sobre essas substâncias, é correto afirmar:a) São ácidos fortes.b) São oxiácidos fortes .c) Classificamse como hidrácidos.d) Formam o íon hidroxila ao reagirem com a água.
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e) Apresentam ligações químicas predominantemente iônica.
6 Considere a equação:
S (G) + O2 (G) SO 2(G)
O produto dessa reação pertence à função:1. base2. óxido3. ácido4. sal 5. hidreto
7 (OSECSP) Considerando os oxiácidos H2SO3, HIO4 e HClO, podemos dizer que a ordem correta, quanto à força decrescente desses ácidos é:a) HIO4, H2SO3 e HClO b) HClO, HIO4 e H2SO3
c) HIO4, HClO e H2SO3
d) HClO, H2SO3 e HIO4
e) H2SO3, HClO e HIO4
8 U. AlfenasMG A seqüência de fórmulas que representa, respectivamente, um hidrácidofraco, um hidrácido forte, uma base fraca, um óxido ácido e um óxido básico é:a) H2S, HBr, NH4OH, K2O, CaO b) HF, HCl, Al(OH)3, SnO, MgO c) HCN, HI, NH4OH, SO3, BaOd) H3BO3, HCl, KOH, NO2, CaOe) HCN, HBr, NH3, BaO, SO3
9 U.F. Santa MariaRS X, Y e Z representam genericamente três ácidos que, quandodissolvidos em um mesmo volume de água, à temperatura constante, comportamse deacordo com a tabela.
Analise as afirmações, considerando os três ácidos:I. X representa o mais forte.II. Z representa o mais fraco.III. Y apresenta o maior grau de ionização.Está(ão) correta(s):a) apenas I; d) apenas I e II;b) apenas II; e) I, II e III;c) apenas III;
10. Só irá conduzir a corrente elétrica:a) o ácido sulfúrico anidrob) o ácido acético glacial (pureza 100%)c) o HCl seco e liquefeito
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d) o HBr em solução aquosae) o H3PO4 puro
11. Os nomes dos compostos que correspondem às fórmulas CuSO4, CaO, SO3, Mg(OH)2, H3PO4 e NaHCO3 são, respectivamente:
a) sulfato de cobre (II), óxido de cálcio, trióxido de enxofre, hidróxido de magnésio, ácido fosforoso e bicarbonato de sódio.
b) sulfato de cobre (II), óxido de cálcio, trióxido de enxofre, hidróxido de magnésio, ácido fosfórico e bicarbonato de sódio.
c) sulfeto de cobre (II), óxido de cálcio, trióxido de enxofre, hidróxido de magnésio, ácido fosfórico e bicarbonato de sódio.
d) sulfato de cobre (II), óxido de cálcio, trióxido de enxofre, hidróxido de magnésio, ácido fosfórico e carbonato de sódio.
e) sulfito de cobre (II), óxido de cálcio, trióxido de enxofre, hidróxido de magnésio, ácido fosfórico e carbonato de sódio.
12 U.F. Juiz de ForaMG Leia o texto abaixo publicado no Jornal da Ciência de 15 deagosto de 2000.“O gás que faz rir” – Há 200 anos o químico inglês Humphry Davy publicava os relatos das propriedades anestésicas do óxido nitroso (N2O), mais conhecido como gás hilariante. Foi a primeira vez que se registrou cientificamente tal propriedade apesar de outras substâncias já terem sido utilizadas para amenizar dores. O N2O foi usado como entorpecente, levando seus usuários, em alguns casos, à morte por hipoxia (falta de oxigênio). Atualmente o gás é empregado como agente formador de espumas que, quando liberado para a atmosfera, reage e ajuda a destruir a camada de ozônio. Passados 200 anos, o óxido nitroso continua a ser alvo da curiosidade dos cientistas que buscam entender melhor seus efeitos no organismo humano e as conseqüências de seu uso na indústria.Sobre o óxido nitroso podemos afirmar, exceto:a) é um poluente indesejável;b) não apresenta toxicidade a qualquer concentração;c) um processo de obtenção é a reação de pirólise do nitrato de amônio:. NH4NO3(S) N→ 2O(g) + 2 H2O(L)
d) os elementos químicos que constituem a sua molécula são nãometais.
13 MackenzieSP O Na2CO3, comercializado na forma impura com o nome de barrilha, é:a) um óxido. d) um sal.b) um ácido. e) uma mistura de sódio com carbono e ozone.c) uma base.
14 MackenzieSP Na reação entre os gases N2 e H2, obtémse unicamente gás amônia. A solução aquosa de amônia recebe o nome de amoníaco (hidróxido de amônio), que é o componente ativo de produtos de limpeza usados para remoção de gorduras.A partir dessas informações, considere as seguintes afirmações:I. O hidróxido de amônio tem fórmula NH3.II. Na formação do gás amônia, a reação ocorrida é de síntese.III. O amoníaco tem fórmula NH4OH.IV. A amônia tem fórmula NH4OH.V. O cheiro irritante e forte, que se sente quando se usa amoníaco, é proveniente do gás nitrogênio.Estão corretas, somente:a) I e IV. b) II e V. c) II e III. d) I e II. e) III e V.
15 UnivaliSC
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Ácido sulfúrico vaza de carreta na Anchieta.Cerca de 30 litros de ácido sulfúrico vazaram, ontem à tarde, de um caminhão que trafegava pela Via Anchieta, próxima a Cubatão (...)O Estado de São Paulo, 25/09/97.O ácido sulfúrico é um ácido tóxico e corrosivo, causando danos ao meio ambiente, principalmente quando derramado sobre o solo onde existem mananciais de água. O melhor modo de atenuar seu efeito e tentar, o mais possível, eliminálo é o de espalhar no local:a) Óleo diesel b) H2O c) Ca(OH)2 d) HNO3 e) NaCl
16 VUNESP Os compostos NO2, NaNO2, HNO2 e NH4OH, quanto às funções químicas, podem ser classificadas, respectivamente, comoa) óxido, ácido, sal e base. d) óxido, ácido, base e sal.b) óxido, sal, ácido e base. e) ácido, sal, base e óxido.c) ácido, óxido, sal e base.
17 PUCPR Analise as alternativas abaixo e assinale a única incorreta:a) Água oxigenada representa um peróxido. d) Gás carbônico caracteriza um óxido básico.b) Trióxido de enxofre é um anidrido.c) Cal virgem caracteriza um óxido básico. e) Pentóxido de dinitrogênio é chamado de anidrido nítrico.
18 UEGO Para responder a questão abaixo, utilize (V) verdadeiro ou (F) falso.Em ambientes específicos como túneis, garagens e indústrias a concentração de dióxido de carbono é muito elevada. O CO2 se difunde através dessas estruturas e reage com o hidróxido de cálcio contido no concreto da seguinte forma:CO2 + Ca(OH)2 CaCO→ 3 + H2O( ) O dióxido de carbono é um óxido ácido.( ) O hidróxido de cálcio é uma base fraca solúvel em água.( ) O carbonato de cálcio é um sal.( ) O CO2 na forma sólida é conhecido como gelo seco, e é considerado o principal responsável para efeito estufa.( ) Todas as espécies envolvidas na reação são compostos iônicos.
19 UFPB Em razão da produção de alimentos em escala cada vez maior, os nutrientes do solo que dão vida às plantas vão se esgotando. Para suprilos, produtos químicos conhecidos como fertilizantes são incorporados à terra em quantidades crescentes. A incorporação desses produtos químicos traz benefícios e também malefícios, pois, entre outros problemas, pode tornar o solo ácido e impróprio ao cultivo. Para correção da acidez do solo, o procedimento de rotina é a calagem através da incorporação de um óxido básico. É correto afirmar que esse óxido básico pode ser:a) MgO2 b) CaO c) SO2 d) NaO e) CO
20 PUCRS Instrução: Responder à questão 21 com base nas afirmativas abaixo, sobre o carbonato de lítio, que é utilizado na medicina como antidepressivo.I. Apresenta fómula Li2HCO3.II. Apresenta somente ligações iônicas.III. Conduz a eletricidade quando fundido ou em solução aquosa.IV. Pode ser obtido pela reação de um ácido e uma base.A alternativa que contém as afirmativas corretas é:a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV
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21 UFRS Um sensor químico desenvolvido por uma universidade norteamericana é utilizado para detectar compostos de enxofre, tais como o sulfito ferroso e o sulfito de hidrogênio, provenientes de vulcões marinhos. Tais compostos podem ser úteis para indicar a presença de tipos de bactérias utilizadas na fabricação de certos medicamentos. As fórmulas químicas do sulfito ferroso e do sulfito de hidrogênio são, respectivamente:a) FeSO3 e H2S d) FeSO4 e H2SO4
b) FeSO3 e H2SO3 e) Fe2(SO3)3 e H2SO3
c) Fe2S3 e H2SO3
22 PUCPR Assinale a alternativa que representa as bases segundo o grau crescente de solubilidade:a) Hidróxido de Ferro II, Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Cálcio.b) Hidróxido de Lítio, Hidróxido de Magnésio, Hidróxido de Cálcio.c) Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Cálcio, Hidróxido de Magnésio.d) Hidróxido de Ferro II, Hidróxido de Cálcio, Hidróxido de Sódio.e) Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Potássio, Hidróxido de Cálcio.
23 45.PUCPR O bicarbonato de sódio é um composto químico usado em fermento para bolos, como antiácido estomacal e em alguns extintores de incêndio. A sua fórmula molecular é:a) NaCO3 b) Na2CO3 c)NaHCO3 d) Na(HCO3)2 e) Na2HCO3
24 (ITA) Considere a seguinte seqüência de sais de sódio: sulfato; sulfito; tiosulfito e sulfeto. A opção que contém a seqüência de fórmulas corretas destes sais é:a) N2SO4; Na2S2O3; Na2SO3; Na2Sb) Na2SO4; Na2S; Na2S2O3; Na2SO3.c) Na2S2O3 Na2S; Na2SO4; Na2SO3.d) Na2SO4; Na2S2O3; Na2S2O3; Na2S.e) Na2SO3; Na2SO4; Na2SiO3; Na2S.
25 (ITA) A obtenção do magnésio a partir da água do mar envolve três reações principais:I Precipitação do óxido de magnésio com cal extinta.II Conversão do hidróxido em cloreto de magnésio.III Eletrólise ígnea do cloreto de magnésio.São dadas as seguintes equações químicas:a) MgCl2 + CaO MgOH + CaCl→ 2
b) Mg2+ + 2 OH Mg(OH)→ 2
c) MgO + Cl2 MgCl→ 2 + ½ O2
d) Mg(OH)2 + 2 HCl MgCl→ 2 + 2 H2Oe) MgCl2 Mg + Cl→ 2
f) MgCl2 Mg→ 2+ + 2 Cl
As equações que melhor representam as três reações principais, na ordem dada, são:a) a, c, e b) a, d, f c) b, c, e d) b, d, e e) b, d, f
26 As substâncias puras podem ser classificadas, por exemplo, de acordo com sua composição e sua estrutura. Essas características determinam as diversas funções químicas.As substâncias NaOH e HCl são classificadas, respectivamente, como:a) ácido, hidróxido; b) ácido; c) sal e hidróxido;d) hidróxido, ácido
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27 Os hidrácidos são ácidos que:a) apresentam oxigênio na estruturab) apresentam carbono na estruturac) não apresentam oxigênio na estruturad) apresentam metal e ametal na estrutura28 O ácido fosfórico é encontrado nos refrigerantes tipo “cola”. Sua formula é H3PO4. A ionização total desse ácido está representada na alternativa:a) H3PO4 H→ + + PO4
c) H3PO4 2H→ + + PO42
b) H3PO4 3H→ + + PO43 d) H3PO4 H→ + + HPO4
29 Sobre a bancada de um laboratório encontramos as seguintes substâncias: HNO3 , H2SO3 e H3BO3. A ordem crescente para a força destes ácidos é:a) HNO3 , H2SO3 e H3BO3
b) H2SO3 , HNO3 e H3BO3
c) H3BO3 , HNO3 e H2SO3 d) H3BO3 , H2SO3 e HNO3
30 O HCN e o H2S são compostos letais, provocando morte por asfixia. A nomenclatura correta desses compostos é:a) ácido carbônico e ácido sulfúricob) ácido cianídrico e ácido sulfídricoc) ácido cianeto e ácido sulfetod) ácido de carbono e ácido de enxofre
31 Assinale a opção relativa aos números de oxidação corretos dos átomos grifados nos compostos Na2SO4 , HClO , KNO3 e HIO4 respectivamente:a) –1,–1,–1 e –1 b) +6,+1,+5 e +7 c) +3,+2,+4 e +6 d) +6,+1,+3 e +5 32 Dados os compostos NO2, NaNO2, HNO2 e NH4OH, o ácido e a base são: a) NaNO2, HNO2.b) NO2, NaNO2
c) HNO2 , NH4OH d) NO2, NH4OH
33 Segundo Arrhenius, ácidos são compostos que ao serem colocados em meio aquoso:a) liberam como único íon positivo o H+
b) não reagemc) liberam somente íons negativosd) liberam como único íon negativo o OH
34 O Leite de Magnésia, muito utilizado como antiácido, tem fórmula Mg(OH)2. Ao ser colocado em meio aquoso, libera íons OH. A reação que representa corretamente essa dissociação é:a) Mg(OH)2 Mg→ + + OH
b) Mg(OH)2 Mg→ 2+ + OH
c) Mg(OH)2 Mg→ 2+ + 2OH
d) Mg(OH)2 Mg→ + + 2OH
35(UFMG2008)Os extintores à base de espuma química são fabricados, utilizandose bicarbonato de sódio, NaHCO3, e ácido sulfúrico, H2SO4. No interior do extintor, essas duas substâncias ficam separadas, uma da outra. Para ser usado, o extintor deve ser virado de cabeça para baixo, a fim de possibilitar a
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mistura dos compostos, que, então, reagem entre si. Um dos produtos dessa reação é um gás, que produz uma espuma nãoinflamável, que auxilia no combate ao fogo. Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que a substância gasosa presente na espuma nãoinflamável é
Gabarito1 a2a3c4a5a6b7d8a9c10d
11b12b13d14b15c16b17d18V F V V F19b
20e21a22d23c24b25b26d27c28b
29d30b31b32c33a34c35a
6 CAPÍTULO 6 – CÁLCULOS QUÍMICOS
1 Grandezas Químicas
a) Massa Atômica (MA): é a massa do átomo medida em unidades de massa atômica (u). Ex.: MA do Oxigênio = 16u
Unidade de Massa Atômica (u): é igual a 1/12 da massa de um átomo de isótopo de carbono12 (C12).
b) Massa Atômica dos elementos químicos:é a média ponderada das massas de seus isótopos e suas abundâncias relativas.
Ex.:
Isótopo Abundância na natureza Massa atômicaCl35 75,4% 34,969uCl37 24,6% 36,966u
MACl =
c) Massa Molecular (MM): é a massa da molécula medida em unidades de massa atômica(u). Ex.: H2SO4 (MA => H = 1u, O = 16u, S = 32u)
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d) Mol: é a quantidade de matéria que contém 6,02x1023 entidades, ou seja, átomos, moléculas, íons, elétrons... 1 Mol de... = 6,02x1023 de....
Constante de Avogrado:para uma amostra de qualquer elemento químico o número de átomos presentes é sempre o mesmo, ou seja, 6,02x1023 átomos. (Número de Avogrado).
e) Massa Molar(M): é a massa atômica ou a molecular de um mol da substância em questão e tem como unidade mais usada o g/mol ou g.mol1. Ex.: H2SO4 (MA => H = 1u, O = 16u, S = 32u)
f) Número de Mols ou Quantidade de matéria: representa a quantidade de matéria de uma determinada substância em mols. n = m onde: n = número de mols M m = massa dada em gramas M = massa molar Ex.: Quantos mols correspondem 88g de dióxido de carbono (CO2)? (Dados: MA => C = 12u e O = 16u)
2 Leis das combinações químicas
a) Lei de Lavoisier (ou lei da conservação da massa): “Em qualquer reação química, em um sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos”.
A + B C + D Massas mA mB mC mD
Lei de Lavoisier => mA + mB = mC + mD
b) Lei de Proust (ou lei das proporções constantes): “ Uma substância, independente do método de obtenção, apresenta os seus elementos combinados em uma proporção constante e definida ”.
Reação: HCl + NaOH NaCl + H2O
1a experiência: 7,3g 8g 11,7g 3,6g
2a experiência: 14,6g 16g 23,4g 7,2g
Proporção constante: HCl NaOH NaCl H2O
1a experiência: 7,3g = 8g = 11,7g = 3,6g = 1
2a experiência: 14,6g 16g 23,4g 7,2g 2
Relação constante
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A + B C + D1a experiência: mA mB mC mD
2a experiência: m’A m’B m’C m’D
Lei de Proust => mA = mB = mC = mD
m’A m’B m’C m’D
3 Cálculo de Fórmulas:
a) Fórmula centesimal (ou percentual): representa às porcentagens em massa dos elementos formadores de uma determinada substância.Ex.1: A análise de 0,40g de um certo óxido de ferro revelou que ele apresenta 0,28g de ferro e 0,12g de Oxigênio. Qual é a fórmula centesimal desse óxido?
Ex.2: Calcular a composição centesimal do ácido sulfúrico ( MA => H = 1u , O = 16u , S = 32u ).
b) Fórmula Mínima (ou empírica): indica os elementos formadores da substância, bem como a proporção em número de átomos desses elementos. Deve ser expressa em números inteiros e os menores possíveis.Exs:
Substância Fórmula Molecular Fórmula MínimaÁgua oxigenada H2O2 HO
Glicose C6H12O6 CH2OÁcido sulfúrico H2SO4 H2SO4
OBS: (fórmula molecular) = (fórmula mínima) . n
c) Fórmula Molecular: indica os elementos formadores da substância e o número exato de átomos de cada elemento na molécula da substância.Ex: Uma substância de massa molecular 180u apresenta 40,00% de carbono, 6,72% de hidrogênio e 53,28% de oxigênio. Pede –se a fórmula molecular dessa substância. (Dados: MA => H = 1u , O = 16u , C = 2u ).
4 Cálculo Estequiométrico ou Estequiometria: é o cálculo das quantidades de reagentes ou produtos nas reações químicas. REGRAS PRÁTICASg) Escrever a equação química descrita no exercícioh) Fazer o balanceamento químico da equaçãoi) Expressar os cálculos utilizando regra de três entre os dados e a pergunta do exercício, de acordo com
a seguinte relação: 1 mol____ M.M(g)____6,02x1023 moléculas_____ 22,4L (gases nas CNTP).
Ex.: 1) Encontre a massa de Alumínio necessária para o preparo de 300 gramas de Sulfeto de Alumínio (Al2S3). (M.A.: Al = 27; S = 32)
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2) Calcule o volume em litros de gás carbônico, nas CNTP, que se obtém a partir de 9,6 gramas de gás metano, segundo a equação: CH4 + O2 ® CO2 + H2O (M.A.: C = 12; H = 1; O = 16)
3) Calcular o número de moléculas de gás hidrogênio formadas a partir de 14,6 gramas de ácido clorídrico segundo a equação: Zn + HCl ® ZnCl2 + H2 (M.A.: Cl = 35,5; H = 1)
5 Casos particulares:
a) Reações consecutivasEx.: Duas das reações que ocorrem na produção de ferro são representadas por: 2C(S) + O2 (G) 2CO(G)
Fe2O3 (S) + 3CO(G) 2Fe(S) + 3CO2 (G)
O monóxido de carbono formado na 1a reação é consumido na 2a. Considerando apenas essas duas etapas do processo, calcule a massa, em quilogramas, de carvão consumido na produção de 1 tonelada de ferro. (Dados: MA => C = 12u, O = 16u, Fe = 56u).
b) Grau de Pureza:Ex.: Carbonato de Cálcio e Ácido sulfúrico reagem da seguinte maneira: CaCO3 + H2SO4 ® CaSO4 + CO2 + H2OPartindo se de 8 gramas de Carbonato de Cálcio com 80% de pureza, qual a massa de sulfato de cálcio formada? (M.A.: Ca = 40; S = 32; C = 12; O = 16)
c) Rendimento de uma reação:Ex.: Calcule a massa de água que é obtida a partir de 17,4 gramas de dióxido de manganês quando este reage com ácido clorídrico. O rendimento desta reação é de 90%. MnO2 + HCl ® MnCl2 + H2O + Cl2 (M.A.: H = 1; Mn = 55: Cl = 35,5)
d) Reagente em excesso:Ex.: Considere a reação em fase gasosa: N2 + 3H2 ® NH3 Fazendo se reagir 4L de N2 com 9L de H2 em condições de pressão e temperatura constantes, pede –se :
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a) o reagente em excesso.
b) a massa de NH3 produzida (M.A.: H = 1; N = 14u)
6.1 Questões
1. U. CatólicaDF Uma substância orgânica contém 72% de carbono, 12% de hidrogênioe 16% de oxigênio. A fórmula mínima dessa substância é:a) C6H12O d) C10H12O3
b) C7H3O2 e) C12H20O3
c) C7H12O16 Dados: C 12 u O 16 u H 1 u
2. UFSE Magnetita, um óxido de ferro, é utilizada para “extração” do metal (Fe). Sabendoque 23,2 g de uma amostra de magnetita pura contém 16,8 g de ferro, a fórmula (mínima)desse óxido de ferro é:Dados:Massas molares (g/mol)Fe ...................... 56O ....................... 16a) Fe4O3 b) Fe3O4 c) Fe2O3 d) Fe2O e) FeO
3. UFFRJ Alguns óxidos de nitrogênio, dentre os quais N2O, NO, NO2, N2O3 e N2O5, podem ser detectados na emissão de gases produzidos por veículos e, também, por alguns processos para fabricação de fertilizantes. Tais óxidos contribuem para tornar o ar muito mais poluído nos grandes centros, tornandoo nocivo à saúde.Dentre os óxidos citados, o que apresenta maior percentual de N é:a) NO d) N2O3
b) NO2 e) N2O5
c) N2O
4. U.F. Santa MariaRS Na decomposição de l5,01 g de um determinado composto, obtevese a seguinte proporção de massa (em gramas):C = 3,0 N = 7,0H = 1,01 O = 4,0A fórmula mínima desse composto é:
5. U.E. LondrinaPR A combustão completa de certo composto orgânico oxigenado, defórmula CxHyOz consumiu 3 mols de oxigênio para cada 2 mols de CO2 e 3 mols de H2Oformados.A fórmula mínima desse composto é, portanto:
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6. U. Caxias do SulRS A análise de 13,25 g de um composto cuja fórmula é X2CO3 mostrou que este contém 5,75 g de X.A massa atômica de X é: a) 23 b) 27 c) 40 d) 56 e) 60
7. UFMS O gás hilariante é um composto formado a partir do nitrogênio e oxigênio noqual há 17,5 g de nitrogênio para 10,0 g de oxigênio. Portanto, é correto afirmar que:01. o gás hilariante é o trióxido de dinitrogênio;02. um composto com a composição de 7,0 g de nitrogênio e 8,0 g de oxigênio representa também o gás hilariante;04. o gás hilariante é quimicamente conhecido como óxido nitroso ou óxido de dinitrogênio;08. um composto com a composição de 14,0 g de nitrogênio e 8,0 g de oxigênio é gás hilariante;16. o gás hilariante é resultado de uma ligação iônica entre um semimetal e um nãometal.Dê, como resposta, a soma das alternativas corretas.
8. UFPB O ácido ascórbico, a vitamina C, muito usado como remédio na prevenção e tratamento dos resfriados mais comuns, apresenta a seguinte composição percentual em massa: 40,92% de carbono, 4,58% de hidrogênio e 54,50% de oxigênio.Em relação ao ácido ascórbico, é incorreto afirmar que:a) sua fórmula molecular é C6H8O6;b) ele tem massa molar igual a 176 g/mol;c) sua massa molecular é 176 g/mol.d) sua fórmula mínima é C3H4O3.e) a massa de um mol de sua fórmula mínima é 88 g/mol.
9O papel sulfite recebe este nome, porque na sua clarificação emprega se o sulfito de sódio. Quando este sal reage com ácido clorídrico tem se a seguinte reação: Na2SO3 + HCl ® NaCl + SO2 + H2OJuntamente com 2,24 litros gás sulforoso, medidos nas CNTP, deve se formar quantas gramas de NaCl?
10. U. Católica DF Uma prática muito comum na agricultura é a utilização de cal virgem,na correção da acidez do solo a ser usado para o plantio. A cal virgem, jogada ao solo,entra em contato com a água, produzindo a cal hidratada, de acordo com a equaçãoabaixo: CaO + H2O Ca (OH)2
Se, na correção de um solo ácido, foram utilizados 15 gramas de cal virgem (CaO) , que apresenta grau de pureza igual a 60%, a massa de cal hidratada obtida será de aproximadamente:a)15,4 g d)0,1 gb)9,0 g e)30,0 gc)11,9 g
11. U.UberabaMG/Pias A barrilha é um importante insumo para a indústria química, tendo aplicações na fabricação de vidros, produtos de limpeza, entre outros. A barrilha é o carbonato de sódio (Na2CO3),o qual é obtido segundo um processo industrial (processo SOLVAY),a partir de salmoura (solução aquosa de NaCl) e carbonato de sódio (CaCO3), segundo a reação: 2NaCl + CaCO3 CaCl→ 2 + Na2CO3
Assinale a alternativa que representa o número de mols de NaCl necessários para produzir 1520g de
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Na2CO3 :a)18 c)45b)19 d)50e) 40
12. PUCPR Em 100 gramas de alumínio, quantos átomos deste elemento estão presentes?Dados: MA(Al) = 27 g/mol1 mol = 6,02 x 1023 átomosa)3,7 x l023 d)2,22 x 1024
b)27 x 1022 e)27,31 x 1023
c)3,7 x l022
13. U. Potiguar RN A amônia, usada na fabricação de fertilizantes para gramados e jardins,é fabricada pela reação de nitrogênio do ar com hidrogênio. A equação para a reação é: H2(g) + N2(g) NH 3(g)
A massa, em gramas, de amônia, formada pela reação de 1,34 mol de N2 é:a)22,8 c)45,6 e)38,2b)34,0 d)17,0
14 O volume de CO2, nas CNTP, liberado de 1,5 mol de CaCO3 ,conforme reação abaixo é : CaCO3 CaO + CO2
a) 14,9L b) 22,4L c) 29,3L d) 33,6L e) 44,0L
15. Em cada comprimido de determinado medicamento há 0,50g de aspirina. Ingerir um desses comprimidos equivale ingerir aproximadamente quantas moléculas de aspirina?(Dados: massa molecular da aspirina = 180 u , constante de Avogadro = 6,0 x 1023 )a) 1,2 x 1018
b) 1,7 x 1021
c) 1,9 x 1023
d) 2,2 x 1025
e) 2,5 x 1030
16.U.F. Juiz de ForaMG A nitroglicerina é uma substância explosiva, sendo a reaçãoquímica que representa sua explosão dada a seguir.C3H5(NO3)3(L) 3/2 N 2(g) + 3 CO2(g) + 5/2 H2O(g) + 1/4 O2(g)
Dados:• Volume molar: 22,4 L/mol• Massa molar: C3H5(NO3)3 = 227 g/mol; N2 = 28 g/molA explosão de 2 mols de nitroglicerina produz:a) 12 mols de gases.b) 42 g de gás nitrogênio.c) 67,2 L de dióxido de carbono, nas CNTP (P = 1 atm e t = 0ºC).d) 3 x1023 moléculas de O2(g).
17.UFRN O bicarbonato de sódio (NaHCO3) é utilizado na fabricação do extintor de incêndio que produz espuma. Nesse extintor, existe bicarbonato de sódio sólido e uma solução de ácido sulfúrico, em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, o bicarbonato de sódio e o ácido sulfúrico se misturam e reagem segundo a equação:2 NaHCO3 + H2SO4 Na 2SO4 + 2 CO2 + 2 H2OSe 196 g de H2SO4 reagem em solução, com suficiente NaHCO3, o volume de CO2 gasoso liberado (em
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litros), nas CNTP, é de:a) 4,48 L b) 8,96 L c) 44,8 L d) 89,6 L
18. PUC MINAS (2005) O gás bromo (Br2) pode ser obtido industrialmente através da eletrólise do NaBr(aq). No laboratório, porém, pequenas quantidades podem ser obtidas pela reação abaixo, representada pela seguinte equação nãobalanceada: MnO2(s) + HBr(g) Br→ 2(g) + MnBr2(aq) + H2O(l). Na situação em que 8 mols de HBr(g) são colocados para reagir com uma quantidade estequiométrica de MnO2(s), o volume de gás bromo obtido nas CNTP é igual a:a) 22,4 Lb) 44,8 Lc) 67,2 Ld) 89,6 L
19. PUC MINAS (2005) O inseticida BHC tem fórmula C6H6Cl6. Com relação a esse composto, é INCORRETO afirmar que:a) um mol de moléculas do inseticida é igual a 291 g.b) uma molécula do inseticida apresenta 18 átomos.c) em 582 g do inseticida, encontramos 1,2 x 1024 moléculas.d) o número de átomos de cloro em 2 mols do inseticida é igual a 12.20. PUC MINAS (2005) Na poluição atmosférica, um dos principais irritantes para os olhos é o formaldeído (CH2O) , que é formado pela reação do ozônio com o etileno: C2H4( g ) + O3( g ) → 2 CH2O( g ) + O( g )Num ambiente com excesso de O3( g ) , a massa, em gramas, de etileno que é necessária para formar 8 mols de formaldeído é igual a:a) 56b) 60c) 112d) 120
21. PUC MINAS (2004) Um bom método para a preparação controlada do oxigênio puro é a decomposição térmica do clorato de potássio sob vácuo. Essa reação pode ser representada pela equação:
KClO3(s) KCl (s) + 3/2 O2(g)
Com relação à decomposição de 2 mols de clorato de potássio, é INCORRETO afirmar que:
a) a massa de KClO3(s) decomposta é de 245,0 g .b) a quantidade de KCl produzida é de 149,0 g.c) o volume de gás oxigênio ( O2 ) produzido nas CNTP é de 67,2 L.d) o número de moléculas produzido de gás oxigênio ( O2 ) é de 1,8 x 1023.
22. PUC MINAS (2004) Uma das maneiras de se eliminar gás sulfuroso ( SO2 ) dos gases emitidos pelas chaminés é através do tratamento com água de cal. A reação que ocorre é indicada pela seguinte equação química: 2 Ca(OH)2(s) + 2 SO2(g) + O2(g) 2 CaSO 4(s) + 2 H2O(l)
Para se removerem 3,2 Kg de gás sulfuroso, a massa de hidróxido de cálcio necessária, em Kg, é:
a) 3,70b) 6,40c) 7,40d) 1,60
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23. PUC MINAS (2004) O inseticida Parathion tem a seguinte fórmula molecular: C10H14O5NSP. A massa de 1 molécula desse inseticida, em gramas, é aproximadamente, igual a:a) 2,91 x 10 2
b) 2,91 x 10 3
c) 4,85 x 10 – 22
d) 4,85 x 10 – 23
24. PUC MINAS (2004) A substância hidreto de lítio reage com água segundo a seguinte equação: LiH(s) + H2O(l) →LiOH(aq) + H2(g)
Essa reação é usada para inflar botes salvavidas. O naufrago pressiona um dispositivo do bote, que contém água e uma cápsula de vidro com LiH. Ao ser pressionada, a cápsula quebrase e o hidreto reage imediatamente com água, liberando o gás. A massa, em gramas, de hidreto de lítio necessária para inflar um bote de 448 litros, nas CNTP, é aproximadamente igual a:a) 160b) 120c) 80d) 40
25. PUC MINAS (2004) Uma molécula do adoçante de fórmula molecular C14H18N2O5 reage segundo as leis ponderais (Lavoisier e Proust) com duas moléculas de água (H2O), para formar uma molécula de ácido aspártico (C4H7NO4), uma molécula de metanol (CH3OH) e uma molécula de fenilalanina. C14H18N2O5 + 2 H2O → C4H7NO4 + CH3OH + fenilalanina
Com base nessas informações, concluise que a fórmula molecular da fenilalanina é igual a:a) C9H7NOb) C10H11NOc) C9H11NO2
d) C10H14N2O2
26. PUC MINAS (2004) Um medicamento à base de hidróxido de magnésio e em forma de pastilha é utilizado contra a acidez estomacal, provocada pelo ácido clorídrico, encontrado no nosso estômago. Sabendo que cada pastilha contém 1,16 gramas de hidróxido de magnésio, a massa de ácido clorídrico, em gramas, neutralizada por essa pastilha, é aproximadamente igual a:a) 0,73b) 1,46c) 2,19d) 2,92
27. PUC MINAS (2007) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico, Fe (MM = 56 g.mol–1), a partir da hematita, Fe2O3 (MM = 160 g.mol–1), envolve a seguinte equação, não balanceada:Fe2O3 s CO g Fe s CO2 g
Assinale a massa de ferro metálico, em gramas, obtida quando se faz reagir 200 kg de hematita, que apresenta 20% de impurezas.a) 5,60 x 10 5
b) 1,12 x 10 5
c) 5,60 x 10 3
d) 1,12 x 10 3
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28. PUC MINAS (2006) As máscaras de oxigênio utilizadas em aviões contêm superóxido de potássio KO2 sólido. Quando a máscara é usada, o superóxido reage com o gás carbônico CO 2 exalado
pela pessoa e libera gás oxigênio O2 , necessário à respiração, segundo a equação balanceada:
4 KO2 s 2 CO 2 g 2 K2 CO3 s 3 O2 gAssinale a massa de superóxido de potássio necessária, em gramas, para reagir totalmente com 0,2 mol de gás carbônico.
a) 6,10b) 12,20c) 28,40d) 56,80
29. PUC MINAS (2006) Na fabricação de pães, a glicose contida na massa se transforma em álcool etílico e gás carbônico com a ajuda da enzima zimase, de acordo com a seguinte reação, representada pela equação: C6 H12 O6 s
zimase 2 C2 H 5 OH l 2 CO 2 g
Assim, a massa do pão cresce devido à produção de gás carbônico. Supondose que a massa do pão contenha 3,6 g de glicose, o volume produzido, em litros de gás carbônico, será aproximadamente igual a:
a) 0,22b) 0,45c) 0,90d) 1,80
30. PUC MINAS (2006) Na metalurgia do zinco, uma das etapas é a reação do óxido de zinco com o monóxido de carbono, produzindo zinco elementar e dióxido de carbono, segundo a equação: ZnO s CO g Zn s CO2 g
Considere que a amostra de ZnO tenha 60% de pureza. Nessas condições, para cada mol de zinco produzido, a massa de ZnO(s) impuro utilizado, em gramas, é aproximadamente igual a:
a) 135,0b) 113,0c) 81,0 d) 49,0
31. UFMG (2007) Em um experimento, soluções aquosas de nitrato de prata, AgNO3, e de cloreto de sódio, NaCl, reagem entre si e formam cloreto de prata, AgCl, sólido branco insolúvel, e nitrato de sódio, NaNO3, sal solúvel em água. A massa desses reagentes e a de seus produtos estão apresentadas neste quadro:
Considere que a reação foi completa e que não há reagentes em excesso.Assim sendo, é CORRETO afirmar que X – ou seja, a massa de cloreto de prata produzida – é:A) 0,585 g .B) 1,434 g .C) 1,699 g .D) 2,284 g .
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32. UFMG (2003) Suponha que 1 mol de nitrato de chumbo (II), Pb(NO3)2, foi submetido a aquecimento e se decompôs totalmente. A reação produziu óxido de chumbo (II), PbO, e uma mistura gasosa, cujo volume, medido a 25 ºC e 1 atmosfera, foi de 61,25 L.Considere que 1 mol de um gás qualquer, a 25 ºC e 1 atmosfera, ocupa o volume de 24,5 L.Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta, CORRETAMENTE, a equação da reação de decomposição do nitrato de chumbo (II).A) Pb(NO3)2 (s) PbO (s) + 2 NO→ 2 (g) + 1/2 O2 (g)B) Pb(NO3)2 (s) PbO (s) + N→ 2O4 (g) + 1/2 O2 (g)C) Pb(NO3)2 (s) PbO (s) + NO (g) + NO→ 2 (g) + O2 (g)D) Pb(NO3)2 (s) PbO (s) + N→ 2 (g) + 5/2 O2 (g)
33. UFMG (97) Um bom método para a preparação controlada de oxigênio muito puro é a decomposição térmica de permanganato de potássio sob vácuo. Essa reação pode ser representada pela equação2 KMnO4(s) K→ 2MnO4 (s) + MnO2(s) + O2(g)Com relação à decomposição completa de 2 mol de permanganato de potássio, éINCORRETO afirmar queA) a massa de KMnO4(s) decomposta é 316,0 g.B) a massa total dos produtos sólidos é 300,0 g.C) a quantidade de O2 (g) produzida é 1 mol.D) as quantidades, em mol, de cada um dos produtos são iguais.
34(UFMG2008)Um frasco que contém 1 litro de água oxigenada, H2O2 (aq), na concentração de 1 mol/L, foi armazenado durante um ano. Após esse período, verificouse que 50% dessa água oxigenada se tinha decomposto, como mostrado nesta equação:
Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que a massa de oxigênioproduzida nesse processo éA) 8 g .B) 16 g .C) 17 g .D) 32 g .
GABARITO
1a 2c 3e 4CH4O2N2 5C2H6O 6a 704 + 08 = 12 8d 911,7g 10c
11e 12d 13c 14d 15b 16d 17d 18b 19c 20c
21b 22a 23c 24a 25c 26b 27 28 29 30
31 32 33 34a
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7 CAPÍTULO 7 – SOLUÇÕES
• Conceito: são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias.
OBS: SOLUÇÃO = SOLVENTE + SOLUTO
• Coeficiente de Solubilidade:a)O que é Coeficiente de Solubilidade?É a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvido em uma quantidade padrão de solvente. Esta quantidade padrão é: 1 litro de água ou 100 gramas de água.b)Solução Insaturada: a quantidade de soluto não atinge o Coeficiente de Solubilidade.Ex.: 70 g de soluto para 1 litro de águac)Solução Saturada: a quantidade de soluto atinge o Coeficiente de Solubilidade.Ex.: 80 g de soluto para 1 litro de águad)Solução Super saturada: a quantidade de soluto supera o Coeficiente de Solubilidade.Ex.: 100 g de soluto para 1 litro de água EXERCÍCIO: A partir das curvas de solubilidade apresentadas na figura abaixo, assinale a alternativa correta:
a) Na faixa de 0 a 100 oC, a solubilidade do NaCl varia significativamente com a temperatura.
b) A solubilidade do Ce2(SO4)3 aumenta com o aumento da temperatura.
c) O nitrato de potássio é mais solúvel que o nitrato de sódio a 20 oC.
d) O cloreto de amônia é mais solúvel que o cloreto de sódio a 40 oC.
e) Todos os sais apresentam uma mesma solubilidade a 25 oC.
• Concentração das soluções:
a) Conceito: é a relação entre a quantidade de soluto e a de solvente ( ou de solução).
b) Unidades de Concentração:c) Percentagem em Massa por Volume (%p/v; %m/v ou g%): indica a massa em gramas do soluto em 100mL de solução.Ex.: Solução de KNO3 a 15% = 15g de KNO3 em 1 litro de água
d) Percentagem em Massa (%p/p; %m/m): indica o número de gramas do soluto em 100mL de solução.Ex.: Solução de KNO3 a 15% p/p = 15g de KNO3 em 1 litro de água
OBS: m = m1 + m2 onde: m = massa da solução m1 = massa do soluto m2 = massa do solvente
e) Percentagem em volume (%v/v): indica o volume do soluto em 100mL de solução e é utilizada para soluções gasosas e líquido líquido.Ex.: HCl a 5%v/v = 5mL de HCl em 100mL de solução
f) Concentração Comum(C ® g/L): é a relação entre a massa do soluto (g) e o volume da solução (L).
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C = m onde: C = Concentração Comum V m = massa do soluto V = volume da solução
11. Molaridade ou Concentração Molar (M): é a relação entre o número de mols do soluto e o volume da solução (L).
M = n onde: M = Molaridade V n = n° de mols do soluto V = volume da solução
Mas: n = massa do soluto (m) Massa molecular do soluto(MM)
M = m MM x v
f) Título(T): T = massa do soluto massa do soluto + massa do solvente
ou
T = volume do soluto volume do soluto + volume do solvente
‘h Fração Molar (x):
X1 = n° de mols do soluto n° de mols do solução
e x1 + x2 = 1
X2 = n° de mols do solvente n° de mols do solução
• Diluição das soluções:l) Diluir uma solução significa aumentar a quantidade de soluto.
7.1 Questões
1 .Quantos gramas de glicose (C6H12O6) são necessários para preparar 400mL de uma solução de concentração 0,15mol/L ? Dados: MA => H = 1u; C = 12u; O = 16ua) 27,0b) 3,6c) 7,2d) 10,8e) 2,7
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2 UniforCE Uma bebida alcoólica contem 20,0% em massa de etanol e o resto é praticamente água. À temperatura de 20ºC sua densidade é de 0,970 g/mL. A concentração dessa solução em mol/L, é:a) 0,24 b) 0,42 c) 2,4 d) 4,2 e) 6,0
3. UFMA O dióxido de enxofre é considerado um dos maiores poluentes industriais, e é adicionado freqüentemente em sucos de frutas naturais, com a finalidade de eliminar microorganismos e prevenir oxidações. Assumindo que uma garrafa comum contém 500 mL de suco com um teor de 2,0 x 10–3 mol/L de SO2, qual a massa de dióxido de enxofre no suco?Dados: O = 16 u; S = 32 ua) 64 mg d) 4,0 gb) 1,0 g e) 4,0 mgc) 1,0 mg
4 UFPB O permanganato de potássio, KMnO4 ,é usado em banhos, para alívio da coceira e também como antisséptico no tratamento de doenças como catapora e impetigo. Esse medicamento encontrase à venda nas farmácias na forma de comprimido de 100 mg que deve ser dissolvido em 1 L de água fervida. Na preparação do banho, uma mãe inadvertidamente dissolveu 10 comprimidos numa banheira contendo 5 L de água. Sendo essa solução imprópria para o banho terapêutico, o procedimento correto para tornála adequada consiste em:
a) evaporar metade da água; d) diluir a solução;b) adicionar 10 L de água fervida; e) reduzir o volume a 1/3 do volume inicial.c) adicionar 5 L de água fervida.
5 PUC Minas 2006 Fenol C6 H 5OH , conhecido como ácido fênico, é usado como desinfetante e na manufatura de plásticos. Para prepararmos um desinfetante, dissolvemos 0,94 g desse composto em água suficiente para completar 500 mL de solução. Assinale a concentração, mol/L, de fenol nessa solução desinfetante.
a) 0,1b) 0,2c) 0,01d) 0,02
6 PUC – Minas 2007 O rótulo de um produto usado como detergente apresenta, entre outras, a seguinte informação:“Cada 200 mL de detergente contém 10 mL de solução amoniacal NH 3 aq a 28 V /V .”
A concentração de amônia NH 3 no detergente, em porcentagem, volume por volume, é:a) 1,4%b) 2,8%c) 4,6%d) 10,0%
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7 PUC Minas 2007 Considere o gráfico de solubilidade de vários sais em água, em função da temperatura.
Baseandose no gráfico e nos conhecimentos sobre soluções, é INCORRETO afirmar que:• a solubilidade do Ce2(SO4)3 diminui com o aumento da temperatura.• o sal nitrato de sódio é o mais solúvel a 20ºC.• a massa de 80 g de nitrato de potássio satura 200 g de água a 30ºC.• dissolvendose 60 g de NH4Cl em 100 g de água, a 60ºC, obtémse uma solução
insaturada.
8 PUC – Minas 2007 A hiperágua apresenta, em sua composição, 42,0 mg/L de bicarbonato de sódio (NaHCO3). A concentração dessa água mineral com relação ao bicarbonato de sódio é, em mol.L–1, igual a:m5,0 x 10 – 1
n5,0 x 10 – 4
o5,0 x 10 – 3
p5,0 x 10 – 2
9 PUC – Minas 2004 Uma garrafa de refrigerante de volume igual a 2 litros apresenta 171,0 g de sacarose (C12H22O11) em sua composição. A concentração de sacarose nessa garrafa de refrigerante é, em mol/L, igual a:a) 0,50b) 0,25c) 1,00d) 2,00
10 PUC – Minas 2005 O diagrama abaixo relaciona a solubilidade de dois sais A e B com a temperatura.
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Com relação ao diagrama, é INCORRETO afirmar que:a) a 100ºC, a solubilidade de B é maior do que A.b) a 40ºC, a solubilidade de A é igual a B.c) a 20ºC, a solubilidade de A é menor que a de B.d) a quantidade de B, que satura a solução, à temperatura de 60ºC, aproximadamente 80g.
11 PUC – Minas 2005 A concentração de ácido acético (CH3COOH )no vinagre é, em média, 6% p/V.A concentração em mol/L desse ácido, no vinagre, é igual a:a) 2,0b) 1,0c) 0,2d) 0,1
12 PUC – Minas 2005 Em 100 g de leite em pó infantil, existem 400 mg de cálcio. Quando 50 g desse leite em pó são dissolvidos completamente em água, formando 500mL de solução, a concentração mol/L de cálcio, nessa solução, é igual a:a) 0,01b) 0,02c) 0,10d) 0,20
13 PUC –Minas 2005 O gráfico abaixo representa as curvas de solubilidade de várias substâncias.
Assinale a substância que apresenta maior solubilidade na temperatura de 20ºC.a) CaCl2b) KClc) NaNO2
d) KClO3
14 PUC – Minas 2008 Uma solução de hidróxido de alumínio (MM = 78g × mol1) , utilizada no combate à acidez estomacal, apresenta uma concentração igual a 3,90 g . L1. A concentração, em mol × L1, dos íons hidroxila(OH ) , presentes nessa solução, é igual a:a) 5,0 x 10 –1
b) 1,5 x 10 –1
c) 1,5 x 10 –2
d) 5,0 x 10 –2
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15 PUC – Minas 2008 O ácido fosfórico (H3PO4) é um dos componentes presentes em determinado refrigerante, formando uma solução de concentração igual a 0,49 g/L. A concentração mol/L dessa solução é igual a:a) 1 x 10 –2
b) 5 x 10 –2
c) 1 x 10 –3
d) 5 x 10 –3
16 UFMG 2002 Uma criança precisa tomar 15 gotas de um antitérmico diluídas em água.Considere desprezível, na solução formada, o volume das gotas adicionadas à água.Todas as seguintes afirmativas referentes a essa solução estão corretas, EXCETO:A) A concentração de 15 gotas do medicamento diluído para 20 mL de solução equivale ao dobro da concentração das mesmas 15 gotas diluídas para 40 mL de solução.B) A concentração de 15 gotas do medicamento diluído para 20 mL de solução é três vezes maior que a concentração de 5 gotas diluídas para o mesmo volume de solução.C) A concentração do medicamento em uma gota antes da diluição em água é menor que a concentração em 15 gotas, também antes da diluição em água.D) A quantidade de medicamento ingerido independe do volume de água utilizado na diluição.
17 UFMG 2004 O Ministério da Saúde estabelece os valores máximos permitidos para as concentrações de diversos íons na água destinada ao consumo humano.Os valores para os íons Cu2+ (aq) e F– (aq) estão apresentados nesta tabela:
Um volume de 1 000 L de água contém 3,5 x 10–2 mol de CuF2 (aq).Considerandose a concentração desse sistema, é CORRETO afirmar queA) apenas a concentração de Cu2+ (aq) ultrapassa o valor máximo permitido.B) apenas a concentração de F–(aq) ultrapassa o valor máximo permitido.C) as concentrações de Cu2+ (aq) e F–(aq) estão abaixo dos valores máximos permitidos.D) as concentrações de Cu2+ (aq) e F–(aq) ultrapassam os valores máximos permitidos.
18 UFMG 2001 Uma mineradora de ouro, na Romênia, lançou 100.000 m3 de água e lama contaminadas com cianeto, CN (aq) , nas águas de um afluente do segundo maior rio da Hungria. A concentração de cianeto na água atingiu, então, o valor de 0,0012 mol/litro. Essa concentração é muito mais alta que a concentração máxima de cianeto que ainda permite o consumo doméstico da água, igual a 0,01 miligrama/litro.Considerandose essas informações, para que essa água pudesse servir ao consumo doméstico, ela deveria ser diluída, aproximadamente,A) 32.000 vezes.B) 3.200 vezes.C) 320 vezes.D) 32 vezes.
19 UFMG 2001 Seis soluções aquosas de nitrato de sódio, NaNO3 , numeradas de I a VI, foram preparadas, em diferentes temperaturas, dissolvendose diferentes massas de NaNO3 em 100 g de água. Em alguns casos, o NaNO3 não se dissolveu completamente.Este gráfico representa a curva de solubilidade de NaNO3 , em função da temperatura,e seis pontos, que correspondem aos sistemas preparados:
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A partir da análise desse gráfico, é CORRETO afirmar que os dois sistemas em que há precipitado são:A) I e II.B) I e III.C) IV e V.D) V e VI.
20 UEMS Considere as soluções aquosas das seguintes substâncias:I. sulfeto de cálcio a 0,3 mol/lII. hidróxido de cálcio a 0,2 mol/lSobre essas soluções, assinale a alternativa correta:a) A solução I apresenta concentração 0,3 mol/l, em íons sulfetos.b) A solução II tem maior concentração em cátios, em mol/l.c) A soluções I e II apresentam as mesmas concentrações em cátios, em mol/l.d) A solução I apresenta concentração 0,6 mol/l, em ânions.e) As duas soluções apresentam ânion em comum, em solução.
21 U. AlfenasMG O ácido acetilsalicílico é um analgésico que pode ser encontrado em comprimidos ou em solução. Um comprimido analgésico tem massa de 500 mg, sendo cerca de 90% constituído de ácido acetilsalicílico.Sendo assim, qual o volume de uma solução de ácido acetilsalicílico a 2,5 mol/L que apresenta a mesma massa de ácido que esta presente em dois comprimidos de analgésico?a) 4,0 mL b) 8,0 mL c) 2,0 mL d) 1,0 mL e) 6,0 mLFórmula molecular do ácido acetilsalicílico: C8O2H7COOHMassas molares (g/mol): C = 12; H = 1; O = 16.
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22 UniforCE O gráfico seguinte dá a solubilidade em água do açúcar de cana em função da temperatura.
Adicionouse açúcar a 100 g de água a 50ºC até não mais o açúcar se dissolver. Filtrouse a solução. O filtrado foi deixado esfriar até 20ºC. Qual a massa aproximada de açúcar que precipitou (restou insolúvel)?a) 100 g b) 80 g c) 50 gd) 30 g e) 20 g
23 MackenzieSP Das substâncias abaixo, assinale a única que não é exemplo de solução verdadeira.a) Ar atmosférico filtradob) Vinagrec) Água e óleod) Álcool etílico 94° G.L.e) Água mineral engarrafada
24. FEISP O gás sulfídrico (H2S), produto da fermentação do esgoto chegou a atingir o elevado índice de 0,4 mg/L, no rio Tietê. Tal índice expresso em molaridade, seria aproximadamente:Dados: H = 1 e S = 32a) 1,17 x 10–5
b) 1,2 x 10–4
c) 2,35 x 10–5
d) 3,4 x 10–4
e) 1,7 ∙ 10–4
25. FEISP No rótulo de uma garrafa de água mineral lêse, entre outras coisas:Conteúdo: 1,5LBicarbonato de cálcio: 20 ppmSabendo que ppm = mg soluto/L solução aquosa, qual é a massa de bicarbonato de cálcio,no conteúdo da garrafa:a) 0,03g d) 0,06gb) 0,02g e) 150mgc) 0,01g
26(UFMG2008)À temperatura de 25 oC e pressão de 1 atm, as substâncias amônia, NH3, dióxido de carbono, CO2, e hélio, He, são gases. Considerandose as características de cada uma dessas substâncias, assinale a alternativa em que a apresentação dos três gases, segundo a ordem crescente de sua solubilidade em água líquida, está CORRETA.
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GABARITO
1d 2d 3a 4c 5d 6a 7d 8b 9a 10b
11d 12a 13c 14b 15b 16a 17a 18b 19b 20a
21c 22b 23c 24a 25a 26c
8 CAPÍTULO 8 – TERMOQUÍMICA
1 Conceito: é a parte da Química que estuda as trocas de calor entre o sistema e meio ambiente durante uma reação química.
2 Reação Endotérmica: é aquela que ocorre com absorção de calor.
Ex.: 1/2N2(g) + 1/2O2(g) + 21,6 kcal ® NO(g)
3 Reação Exotérmica: é aquela que ocorre com liberação de calor.
Ex.: CO(g) + 1/2O2(g) ® CO2(g) + 67,6kcal
4 Entalpia: é o conteúdo energético armazenado por cada substância. Sua variação é o calor posto em jogo numa transformação em que o sistema é constituído no estado final pelos produtos e no inicial pelos reagentes, ambos nas mesmas condições de temperatura e pressão. Para a equação genérica, teremos:
A + B ® C + D H = (entalpia dos produtos) (entalpia dos reagentes)Δ
ΔH = (HC+ HD) (HA +HB)
ΔH = (Hp Hr)
OBSERVAÇÃO:* A variação de entalpia (ΔH) é medido nas condições padrões:
Pressão: 1atm = 760mmHg Temperatura: 25ºC
* Toda substância simples, no estado padrão tem sua entalpia(H) igual a zero. * A substância em sua forma alotrópica mais estável tem sua entalpia(H) igual a zero.
5 Variação do sinal de H:Δ
Para A + B ® C + D + calor:
Reação Exotérmica liberação de calor entalpia do sistema esta diminuindo Hp < Hr H < 0 H ()Δ Δ
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EX.: CO(g) + 1/2O2(g) ® CO2(g) ΔH = 67,6kcal
Para A + B + calor ® C + D :
Reação Endotérmica absorção de calor entalpia do sistema esta aumentando Hp > Hr H > 0 H (+)Δ Δ
Ex.: 1/2N2(g) + 1/2O2(g) ® NO(g) H = + 21,6 kcalΔ
Para as mudanças de estado físico:
Estado Sólido
EstadoLíquido
Estado Gasoso
H>0
H<0
H>0
H<0
H>0
H<0
Entalpia de Combustão: é a variação de entalpia na combustão de 1 mol de uma substância a 25 ºC e 1 atm. A entalpia de combustão é sempre negativa pois, a combustão é uma reação exotérmica.
C2H2 (g) + 5/2 O2 (g) → 2 CO2 (g) + H2O(l)
HΔ = – 310,6 Kcal/mol
6 Gráficos:
Reação Exotérmica diminuição da entalpia com conseqüente liberação de calor
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Reação Endotérmica aumento da entalpia ocasionado pela absorção de calor
7 Energia de ligação
É a energia envolvida para romper ou formar 1 mol de ligações entre dois átomos e um sistema gasoso, a 25ºC e 1 atm.A energia de ligação pode ser determinada experimentalmente. Na tabela tabela abaixo estão relacionadas as energias de algumas ligações.
Ligação Energia de ligação kcal/mol
H – H 104,2Cl – Cl 57,8H – Cl 103,0O = O 118,3Br – Br 46,1H – Br 87,5C – C 83,1C – H 99,5C – Cl 78,5
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O rompimento de ligações é um processo que consome energia , ou seja, é um processo endodérmico. A formação de ligações, ao contrário, é um processo que libera energia, processo exotérmico.
Para se determinar o de uma reação a partir dos valores devemos considerar: que todas as ligações dos reagentes são rompidas e determinar a quantidade de energia consumida
nesse processo; que as ligações existentes nos produtos foram todas formadas a partir de átomos isolados e determinar
a quantidade de energia liberada nesse processo. O será correspondente à soma algébrica das energias envolvidas (positiva para reagentes e
negativa para produtos) nos dois processos, o de ruptura e o de formação de ligações. É importante salientar que este método fornece valores aproximados de . Ele é muito útil na previsão da ordem de grandeza da variação de entalpia de uma reação.
8 Lei de Hess: a variação da entalpia ( quantidade de calor liberada ou absorvida) numa reação química, só depende dos estados final e inicial.
Em 1849, o químico Germain Henri Hess, efetuando inúmeras medidas dos calores de reação, verificou que: “O calor liberado ou absorvido numa reação química depende apenas dos estados intermediários pelos quais a reação passa. É a soma das entalpias das Etapas”.
Esta é a lei da atividade dos calores de reação ou lei de Hess.
De acordo com essa lei é possível calcular a variação de entalpia de uma reação através da soma algébrica de equações químicas que possuam H conhecidos. Por exemplo, a partir das equações:Δ
É possível determinar a variação de entalpia da reação de formação do metano, CH4, reação essa que não permite medidas calorimétricas precisas de seu calor de reação por ser lenta e apresentar reações secundárias.
A soma algébrica das reações dadas deve, portanto, resultar na reação de formação do metano, cujo queremos determinar:
referências I II III
No entanto, para obtermos essa equação devemos efetuar as seguintes operações:
Deixar a reação I como está, pois já temos 1 mol de C no reagente;
Multiplicar a reação II por 2, para que o número de mols de H2(g) seja igual a 2, conseqüentemente o H também será multiplicado por 2;
Inverter a reação III, para que CH4(g) passe para o segundo membro da equação. Em vista disso, o H também terá seu sinal invertido, isto é, se a reação é exotérmica, invertendose o seu sentido, passará a ser endotérmica e viceversa;somar algebricamente as equações e os .
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Assim temos:
ATENÇÃO!
Não confunda CALOR com TEMPERATURA. Calor é a energia em trânsito que flui de um sistema a outro. Temperatura é a medida da energia cinética média das partículas de um corpo ou sistema.Questões
8.1 Questões
1. UniforCE Considere as seguintes transformações:I. Degelo de um “freezer ”.II. Sublimação da naftalina.III. Formação de uma nuvem de chuva a partir do vapor d ’água do ar.IV. Combustão do álcool comum.Dessas transformações, são exotérmicas somente:
a)I e II b)II e III c)III e IV d)I,II e IV e)II,III e IV
2. F.M. Triângulo MineiroMG O metano (CH4 ),conhecido como gás natural, pode ser substituído pelos combustíveis gasolina e/ou álcool (etanol).Dadas as entalpias – padrão de formação das seguintes substâncias:
Calores de formação CO2(g) H2O(g) CH4(g) (KJ/mol;a 25 ºC,1 atm) –393,5 –241,8 –74,8
O calor, em KJ, envolvido na combustão completa de 0,5 mol de metano, ocorre com:a) liberação de 802,3; b) absorção de 802,3; c) absorção de 475,9;d) liberação de 401,1;e) liberação de 951,9.
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3. (PISM –03) O metano é um dos produtos finais da decomposição anaeróbica das plantas. Calcule o H do processo de formação do metano, a partir da seguinte reação:
a) 77 kJ c) + 77KJ e) – 210KJb)–996 kJ d) + 210KJc) +77 kJ
4. U.F. Santa MariaRS Muitos carros utilizam o álcool etílico como combustível. Sabendo que sua combustão total é representada pela equação química balanceada:C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO→ 2(g) + 3 H2O, ΔH = –327 kcal/mol,a quantidade de calor liberada na queima de 141 g de álcool etílico é, aproximadamente:a) –327 kcal d) –10.000 kcalb) –460 kcal e) –46.000 kcalc) –1.000 kcal
5. UEMS As reações de hidrólise de alquenos são muito usadas na indústria para a obtenção de álcoois. Por exemplo, sob condições adequadas, é possível obter etanol a partir da reação representada pela seguinte equação: C2H4(g) + H2O(1) C→ 2H5OH ΔH = – 42 kj/mol, sabendo que a entalpia de formação da H2O(1) = –286 kj/mol e que do C2H4(g) = + 52 kj/mol, a entalpia de formação por mol do C2H5OH(1) será:a) + 276 kj/mol d) + 42 kj/molb) – 42 kj/mol e) – 276 kj/molc) + 286 kj/mol
6. U.F. Juiz de ForaMG Considerando a reação química:NaCl + 3/2 02(g) NaClO→ 3(s)
Dados:Entalpias padrão (kJ/mol): NaClO→ 3(s) = –365 NaCl→ (s) = – 411Assinale a opção incorreta.a) a entalpia da reação é = 46 kJ/mol.b) se considerarmos a reação de decomposição do clorato de sódio, esta ocorre com liberação de energia.c) a energia liberada na síntese do NaClO3 deve ocorrer sob a forma de energia elétrica.d) a reação de síntese do clorato de sódio é endotérmica.
7. FUVESTSP Com base nos dados da tabela, podese estimar que o ΔH da reação representada por H2 (g)
+ Cl2 (g) 2HCl→ (g), dado em kJ por mol de HCl (g), é igual a:
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a)–92,5 b) –185 c) –247 d) +185 e) +92,5
8. PUCPR Determine o valor do ΔH para a reação de combustão do etanol, conhecendo as entalpias de formação em kJ/mol:C2H5OH(I) + O2(g) →a) –1.234, 3 kJ b) +1.234,3 kJ c) –1.366,2 kJd) –1.560,0 kJe) +1.366,2 kJ
Dados: CO2(g) = –393,3 kJ/molH2O(I) = –285,8 kJ/molC2H6O(I) = –277,8 kJ/mol
9. UFRN Considere as seguintes equações termoquímicas hipotéticas:A + B C → ΔH = –20,5 KcalD + B C → ΔH = –25,5 KcalA variação de entalpia da transformação de A em D será:a) – 5,0 Kcal c) + 46,0 Kcalb) + 5,0 Kcal d) – 46,0 Kcal
10. UFRN Nas salinas, observase a vaporização da água como uma etapa do processo de obtenção do sal. As reações de formação da água líquida e da água gasosa, a 25ºC e 1,0 atm de pressão, são representadas por:H2(g) + 1/2 O2(g) H→ 2O(l) ΔH0 = – 285,8 kJ/molH2(g) + 1/2 O2(g) H→ 2O(g) ΔH0 = – 241,8 kJ/molNessas condições de temperatura e pressão, a variação de entalpia, para a transformação de 1,0 mol de água líquida em 1,0 mol de água gasosa, é:a) – 44,0 kJ c) – 527,6 kJb) + 44,0 kJ d) + 527,6 kJ
11. UFRS O carbeto de tungstênio, WC, é uma substância muito dura e, por esta razão, é utilizada na fabricação de vários tipos de ferramentas. A variação de entalpia da reação de formação do carbeto de tungstênio a partir dos elementos Cgrafite e W(s) é difícil de ser medida diretamente, pois a reação ocorre a 1.400ºC. No entanto, podese medir com facilidade os calores de combustão dos elementos Cgrafite, W(s) e do carbeto de tungstênio,WC(s):2W(s) + 3O2(g) 2WO→ 3(s) ΔH = –1.680,6 kJCgrafite + O2(g) CO→ 2(g) ΔH = –393,5 kJ2WC(s)+5O2(g) 2CO→ 2(g)+2WO3(s) ΔH = –2.391,6 kJPodese, então, calcular o valor da entalpia da reação abaixo e concluir se a mesma é endotérmica ou exotérmica:W(s) + Cgrafite WC(s) → ΔH = ?A qual alternativa correspondem o valor de ΔH e o tipo de reação?
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12. PUCPR Dadas as equações termoquímicas:C(s) + O2(g) CO→ 2(g) ΔH = –94,0 kcal2H2(g) + O2(g) 2H→ 2O(1) ΔH = –136,8 kcalCH4(g)+2O2(g) CO→ 2(g)+2H2O(1) ΔH = – 219,9 kcal ,determine o calor de formação do metano.a) +17,9 kcal d) +177,10 kcalb) –17,9 kcal e) –177,10 kcalc) –10,9 kcal
13. FEISP De acordo com a lei de Hess, a quantidade de calor liberada ou absorvida em uma reação química depende:a) dos produtos intermediários formadosb) das mudanças de estado ocorridas em cada fase da reaçãoc) das variações de temperatura ocorridas em cada fase da reaçãod) das variações de pressão ocorridas em cada fase da reaçãoe) apenas do estado inicial e final da reação
14. UFRS Os valores de energia de ligação entre alguns átomos são fornecidos no quadro abaixo.
Considerando a reação representada por CH4(g) + 2 O2(g) CO→ 2(g) + 2 H2O(v), o valor aproximado de ΔH em kJ é de:a) – 820 d) +360b) – 360 e) + 820c) + l06
15. PUC – Minas 2007 O sulfeto de carbono (CS2) é um líquido incolor, muito volátil, tóxico e inflamável, empregado como solvente em laboratórios. Conhecendose as seguintes equações de formação a 25ºC e 1 atm:
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C grafite O2 g CO2 g HΔ 1 =−394,0 kJ mol−1
S rômbico O2 g SO2 g HΔ 2 =−297,0 kJ mol−1
CS2 l 3 O2 g CO2 g 2 SO 2 g HΔ 3 =−1072,0 kJ mol−1
O valor da variação de entalpia (H) para a reação de formação do sulfeto de carbono líquido é, em kJ mol–1, igual a:
a) – 84,0b) – 381,0c) + 84,0d) + 381,0
16. PUC – Minas 2007 A queima do gás de cozinha (propano) ocorre de acordo com a seguinte equação:
C3 H8 g 5 O2 g
3 CO2 g 4 H 2 O
l HΔ =− 2200 kJ .mol−1
Considerandose essa equação, é INCORRETO afirmar que:a) a reação da queima do propano é exotérmica.b) a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos.c) a queima de 1 mol do gás propano produz 1,8 x 1024 moléculas de gás carbônico.d) a variação de entalpia, neste caso, indica que a quantidade de calor absorvida é de 2200kJ/mol.
17. PUC – Minas 2004 Considere as equações termoquímicas apresentadas a seguir.I. CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) + 900 kJII. C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH = 1410 kJIII. HgO(s) + 90 KJ → Hg(l) + ½ O2(g)
IV. C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l) ΔH = 2813,0 kJV. C(s) → C(g) ΔH = + 684 kJTendo em vista essas transformações, assinale a afirmativa INCORRETA.a) As equações I, II e IV representam as reações exotérmicas.b) A reação IV requer uma quantidade três vezes maior de oxigênio, por molécula reagente, em comparação a reação II.c) Na reação V, o C(g) tem um conteúdo energético maior que o C(s).d) As equações III e V representam as reações endotérmicas.
18. PUC – Minas 2004 Considere a reação de formação das variedades alotrópicas do fósforo, representadas no gráfico abaixo.
)g(5PCl
)g(225
)vermelho( ClP +
)g(225
)branco( ClP +)kJ(H∆2,4+
0
4,95−
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Assinale a afirmativa INCORRETA:
As duas reações de formação do PCl5(g) são exotérmicas.A variação de energia (� H) para a reação
P(vermelho) + 5/2 Cl2(g) � PCl5(g) é igual a 95,4 kJ/mol.A transformação de fósforo branco em fósforo vermelho é um processo endotérmico.A variação de energia (H) para a reação P( branco) + 5/2 Cl2(g) PCl5(g) é igual a 99,6 kJ/mol.
19. PUC – Minas 2005 O benzeno (C6H6 ) utilizado na indústria química é um líquido incolor cujos vapores, se inalados, causam tontura, dores de cabeça e até mesmo inconsciência.Inalação em pequenas quantidades, por longos períodos, causa sérios problemas sanguíneos. Sejam dadas as equações termoquímicas e as respectivas entalpias de combustão a 25ºC:C( grafite ) + O2( g ) → CO2( g ) ΔH1 = 394,0 kJ / molC6 H6 ( l ) + 15/2 O2( g ) → 6 CO2( g )+ 3 H2O( l ) ΔH2 = 3268,0 kJ / molH2 ( g ) + 1/2 O2( g ) → H2O( l ) ΔH3 = 286,0 kJ / molUtilizando essas equações, o valor da entalpiapadrão de formação a 25ºC do benzeno, em kJ/mol, é:a) + 46,0b) – 904,0c) + 904,0d) – 46,0
20. PUC – Minas 2005 O nitrato de amônio (NH4NO3) é um explosivo forte e perigoso, explodindo com relativa facilidade com uma elevação de temperatura, de acordo com a equação a seguir:2 NH4NO3(s) 2 N→ 2(g) + O2(g) + 4 H2O(l)
Conhecendose as entalpiaspadrão de formação, a 25ºC e 1 atm:Hºf NHΔ 4NO3(s) = – 365,5 kJHºf HΔ 2O(l) = – 285,8 kJ
a variação de entalpia ( HΔ o) na decomposição do nitrato de amônio, em kJ/mol, de acordo com a reação, é igual a:a) – 206,1b) – 412,2c) – 566,4d) – 1871,8
21. UFMG O gás natural (metano) é um combustível utilizado, em usinas termelétricas, na geração de eletricidade, a partir da energia térmica liberada na combustão CH4 (g) + 2 O2 (g ) → CO2 (g) + 2 H2O (g) ΔH = –800 kJ/mol. Em Ibirité, região metropolitana de Belo Horizonte, está em fase de instalação uma termelétrica que deverá ter, aproximadamente, uma produção de 2,4 x 109 kJ/hora de energia elétrica.Considere que a energia térmica liberada na combustão do metano é completamente convertida em energia elétrica.Nesse caso, a massa de CO2 lançada na atmosfera será, aproximadamente, igual aA) 3 toneladas/hora.B) 18 toneladas/hora.C) 48 toneladas/hora.D) 132 toneladas/hora.
22(UFMG2008)Numa aula no Laboratório de Química, os alunos prepararam, sob supervisão do professor, duas soluções aquosas, uma de cloreto de potássio, KC , e uma de cloreto de cálcio, CaC 2. Apósℓ ℓ observarem a variação da temperatura em função do tempo, durante o preparo de cada uma dessas soluções, os alunos elaboraram este gráfico:
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Considerandose as informações fornecidas por esse gráfico e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar que A) a dissolução do CaC 2 diminui a energia cinética média das moléculas de água.ℓB) a dissolução do KC é um processo exotérmico.ℓC) a entalpia de dissolução do CaC 2 é maior que zero.ℓD) a solubilidade do KC aumenta com o aumento da temperatura.ℓ
Gabarito:1. a2. d3. a4. c5. e6. c7. a8. c9. c10. b11. c12. c
13. e14. a15. c16. d17. b18. a19. a20. b21. a22. d
9 CAPÍTULO 9 – CINÉTICA QUÍMICA
1 Conceito: é o estudo das velocidades das reações. A velocidade de uma reação é proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, sendo cada um elevado a um expoente idêntico a seu coeficiente na equação balanceada.
Equação geral: aA + bB cC + dD →
V = k. [A] ª .[B] b . [C]c
Durante uma reação genérica A + B →C + D os reagentes A e B irão ser consumidos enquanto que os produtos C e D serão produzidos (formados), para calcular a velocidade média é só fazer a relação entre a quantidade que será consumida ou produzida em um determinado intervalo de tempo.
Lei da velocidade
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Velocidade Média em função das substâncias:
A variação da quantidade deverá ser sempre um valor positivo, então ela deverá ser em módulo. Não existe uma obrigatoriedade com relação as unidades, usamos as que nos são fornecidas, e só efetuaremos alguma mudança quando pedido.Os valores de quantidade e do tempo podem ser fornecidos em tabelas ou em gráficos.Quando você estiver observando o gráfico é importante identificar as curvas dos reagentes e as dos produtos.
OBS: A etapa mais lenta é a etapa determinante da velocidade da reação.
2 Fatores que influenciam na velocidade das reações:
a)Superfície de contato: quanto maior a superfície de contato entre os reagentes, maior será a velocidade da reação.b)Concentração dos reagentes: se ocorrer um aumento de partículas num determinado volume, haverá um maior número de colisões que ocasionará um aumento da velocidade de reação.c)Temperatura: o aumento da temperatura provoca um aumento percentual de moléculas, as quais irão apresentar uma energia cinética maior ou igual a energia de ativação. A energia de ativação é a energia mínima que uma partícula deve possuir para que possa reagir com a outra.d)Pressão: o aumento da pressão em um gás aumenta a freqüência do número de choques. Porém nem todas as moléculas que se chocam vão reagir e para que as colisões sejam efetivas as moléculas devem ter energia igual ou maior que a energia de ativação e uma orientação favorável a um sentido que facilite a formação de complexos ativados.
Ex.: H2 + Cl2 2HCl→
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e)Catalisadores: são substâncias capazes de acelerar a velocidade de uma reação sem sofrem alterações em sua constituição. Diminuem a energia de ativação, oferecendo um caminho mais rápido e mais fácil para que a reação ocorra.f)Inibidores: são substâncias capazes de diminuir a velocidade de uma reação sem sofrem alterações em sua constituição.
3 Gráficos: (Análise gráfica da energia de ativação) Reação Endotérmica:
Reação Exotérmica:
Ação do catalisador:
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OBS: Catálise: reação na qual participa um catalisador. Pode ser: Homogênea: é aquela em que o catalisador e os reagentes formam uma mistura homogênea.
(Monofásica) Heterogênea: é aquela em que o catalisador e os reagentes formam uma mistura heterogênea.
(Polifásica)
9.1 Questões
1 PUC Minas 2008 Considere o gráfico a seguir, referente aos diagramas energéticos de uma reação química com e sem catalisador.
Assinale a afirmativa CORRETA.a) A reação é endotérmica.b) A energia de ativação em presença do catalisador é 150 kJ.c) A curva II representa o diagrama energético da reação catalisada.d) A reação acontece em duas etapas.
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2.UFRJ 2008
a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas.b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO‚ em metanol.
c) Indique a etapa lenta do processo. Justifique sua resposta.
3) (Puc Rio 2008) Considere a reação de decomposição da substância A na substância B e as espécies a cada momento segundo o tempo indicado.
Sobre a velocidade dessa reação, é correto afirmar que a velocidade de:a) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol /s.b) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 20 a 40 s, é 0,012 mol/ s.c) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,035 mol/ s.d) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol /s.e) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,70 mol/ s.
4) (Puc SP 2007) O dióxido de nitrogênio (NO2) reage com o monóxido de carbono (CO) formando o óxido nítrico (NO) e o dióxido de carbono (CO2). NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO→ 2(g)
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Analisando o diagrama de coordenadas de reação apresentado, um estudante fez as seguintes afirmações:I. A energia de ativação para a formação do óxido nítrico é de 132 kJ/ mol.II. A formação do óxido nítrico é um processo endotérmico.III. O aumento da temperatura do sistema reacional diminui a velocidade de formação do óxido nítrico, pois aumenta a energia de ativação da reação.Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmação(ões)a) I. d) I e II.b) II. e) I e III.c) III.
5) (Ufsm 2007) Um comprimido efervescente de vitamina C intacto, pesando 5 g, quando colocado em um copo contendo água a 25 °C, será dissolvido em dois minutos.Considerando essa informação, assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma das proposições.( ) Se o comprimido efervescente estiver em pequenos pedaços, o tempo de dissolução também será de dois minutos, pois a massa continua sendo 5 g.( ) O tempo de dissolução do comprimido efervescente intacto mantémse quando o comprimido for dissolvido em água a 40 °C, pois a área de contato é a mesma.( ) Quanto maior a superfície de contato do comprimido efervescente com a água, maior o número de colisões favoráveis, portanto maior a velocidade de dissolução.( ) O aumento da temperatura diminui a energia de ativação, diminuindo, portanto, o tempo de dissolução.A seqüência correta éa) V F V V.b) F V F V.c) V V F V.d) F F V F.e) V V F F.
6) (Ufrs) Observe o gráfico a seguir.
O perfil da reação genérica A ë B, nele representado, indica que a energia de ativação do processo, em kJ, é igual a
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a) 100.b) 150.c) 250.d) 300.e) 400.
7) Quando uma fita de magnésio é mergulhada em uma solução aquosa de ácido clorídrico, ocorre a reação: Mg(s) + 2HCl(aq) MgC→ 2(aq) + H2(g)
A temperatura da solução e a concentração do ácido afetam a velocidade da reação de oxidação do magnésio. Considere as condições experimentais durante a oxidação da fita de magnésio, de acordo com os registros a seguir.
O magnésio será oxidado, mais rapidamente, no experimentoa) 1.b) 2.c) 3.d) 4
8) Aumentandose a temperatura em um sistema químico reagente, o único fator que NÃO se altera é a (o)a) energia de ativação da reação.b) tempo para o equilíbrio ser alcançado.c) energia cinética das partículas reagentes.d) número de colisões efetivas entre as partículas.
9) (Ufij) Considere o diagrama de energia da reação de decomposição do H2O2 representado
.
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Assinale a alternativa INCORRETA:a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica.b) A curva "A" apresenta maior energia de ativação que a curva "B".c) A presença de um catalisador afeta o ∆H da reação.d) A curva "B" representa a reação com a presença de um catalisador.e) A letra "Z" representa o ∆H da reação de decomposição do H2O2.
10) Em aquários, utilizamse borbulhadores de ar para oxigenar a água. Para um mesmo volume de ar bombeado nesse processo, bolhas pequenas são mais eficientes, porque em bolhas pequenasa) a área superficial total é maior.b) a densidade é menor.c) a pressão é maior.d) a velocidade de ascensão é menor.e) o volume total é menor.
11) Considere as afirmações sobre velocidade das reações químicas, apresentadas a seguir.I. O aumento da superfície de contato entre os reagentes aumenta a velocidade da reação.II. O aumento da concentração dos reagentes aumenta a velocidade da reação.III. O aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação.A afirmação está CORRETA em:a) I apenas.b) I e II apenas.c) III apenas.d) I, II e III.
12) (Ufsm) Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões. Essa teoria baseiase em queI todas as colisões entre os reagentes são efetivas (ou favoráveis).II a velocidade da reação é diretamente proporcional ao número de colisões efetivas (ou favoráveis).III existem colisões que não são favoráveis à formação do produto.IV maior será a velocidade de reação, quanto maior for a energia de ativação.Estão corretasa) apenas I, II e III.b) apenas II e III.c) apenas I e IV.d) apenas I, II e IV.e) apenas III e IV.
13) Considere a reação elementar representada pela equação 3 O2(g) 2 O→ 3(g)Ao triplicarmos a concentração do oxigênio, a velocidade da reação, em relação à velocidade inicial, tornasea) duas vezes menor.b) três vezes maior.c) oito vezes menor.d) nove vezes maior.e) vinte e sete vezes maior.
14) Analise as afirmações seguintes, sobre CINÉTICA QUÍMICA.( ) A etapa determinante da rapidez de uma reação química é a mais lenta.( ) Catalisadores não participam das etapas de uma reação química.( ) Uma porção de maionese deteriorase mais rapidamente do que os seus componentes considerados separadamente, pois, entre outros fatores, a superfície de contato de cada um é maior.
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( ) A freqüência de colisões efetivas entre reagentes diminui com o aumento de temperatura.( ) Alumínio em pó pode ser "queimado" mais facilmente do que alumínio em raspas.
15) Observase que a velocidade de reação é maior quando um comprimido efervescente, usado no combate à azia, é colocado:a) inteiro, em água que está à temperatura de 6°C.b) pulverizado, em água que está à temperatura de 45°C.c) inteiro, em água que está à temperatura de 45°C.d) pulverizado, em água que está à temperatura de 6°C.e) inteiro, em água que está à temperatura de 25°C.
16) Para responder à questão, relacione os fenômenos descritos na coluna I com os fatores que influenciam na velocidade dos mesmos, mencionados na coluna II. COLUNA I1 Queimadas se alastrando rapidamente quando está ventando.2 Conservação dos alimentos no refrigerador.3 Efervescência da água oxigenada na higiene de ferimentos.4 Lascas de madeiras queimando mais rapidamente que uma tora de madeira. COLUNA IIA superfície de contatoB catalisadorC concentraçãoD temperatura A alternativa que contém a associação correta entre as duas colunas éa) 1 C; 2 D; 3 B; 4 Ab) 1 D; 2 C; 3 B; 4 Ac) 1 A; 2 B; 3 C; 4 Dd) 1 B; 2 C; 3 D; 4 Ae) 1 C; 2 D; 3 A; 4 – B
17) Considere os diagramas representativos de Energia (E) versus coordenada das reações (cr):
O diagrama da reação mais lenta e o da que tem a energia de ativação igual a zero são, respectivamente,a) I e II.b) I e III.c) II e III.d) I e IV.e) II e IV.
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18) Sobre catalisadores, são feitas as quatro afirmações seguintes.I São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação.II Reduzem a energia de ativação da reação.III As reações nas quais atuam não ocorreriam nas suas ausências.IV Enzimas são catalisadores biológicos.Dentre estas afirmações, estão corretas, apenas:a) I e II.b) II e III.c) I, II e III.d) I, II e IV.e) II, III e IV.
19) No laboratório, o hidrogênio pode ser preparado pela reação de zinco com solução de ácido clorídrico.Observe as condições especificadas nas experiências a seguir.
A velocidade da reação é maior ema) I b) IIc) III d) IVe) V20) A seguir estão representadas as etapas da reação:
H2 + Br2 2HBr→
A velocidade da reação é determinada pela etapa:a) Ib) IIc) IIId) IVe) V
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21) No estudo cinético de uma reação representada por
2A(g) + B2(g) 2AB(g)→
colocouse os seguintes dados:
A velocidade da reação pode ser expressa pela reaçãoa) v = k 2[A]b) v = k [B]2
c) v = k [A] [B]d) v = k [A]2 [B]e) V = K [A] [B]2
22(UFMG2008)A uma temperatura elevada, 10 mol de PC 5 (g) foram adicionados a um recipiente, que,ℓ imediatamente, foi fechado e mantido em temperatura constante. Observouse, então, que o PC 5 (g) seℓ decompôs, transformandose em PC 3 (g) e C 2 (g). A quantidade de matéria de PC 5 (g), em mol, variouℓ ℓ ℓ com o tempo, até o sistema alcançar o equilíbrio, como mostrado neste quadro:
Considerandose essas informações, é CORRETO afirmar que,A) em qualquer instante após t1 , a pressão do sistema é maior que em t1.B) em qualquer instante, as reações direta e inversa têm velocidades iguais.C) no equilíbrio, a velocidade da reação direta é igual a zero.D) no equilíbrio, a quantidade de matéria das três substâncias é igual.
Gabarito1 c2) a) Etapa endotérmica: II e III. Etapas exotérmicas: I , II e III , IV.
b) ∆H = 40 kJ.
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c) A etapa lenta é a etapa que vai de II a III, por apresentar a maior energia de ativação.
3b 4a 5d 6d 7d 8a 9c 10a 11d 12b
13e 14 V F F F V 15b 16a 17b 18d 19c 20b 21d 22a
10 CAPÍTULO 10 – EQUILÍBRIO QUÍMICO
1 Reação Reversível: é aquela que ocorre simultaneamente nos sentidos direto e inverso. 1Ex.: N2 + 3H2 2NH3 2Obs: 1 = sentido direto ou reação direta 2 = sentido inverso ou reação inversa
2 Equilíbrio Químico: é uma reação reversível na qual a velocidade da reação direta é igual a da inversa e as concentrações de todas as substâncias participantes permanecem constantes.
3 Constante de equilíbrio em função da concentração (Kc):
Ex.: N2 + 3H2 2NH3 Kc = [NH3]2
[N2] . [H2]3
4 Constante de equilíbrio em função das reações gasosas (Kp): nos equilíbrios em que os participantes são gases, a constante pode ser expressa em função das pressões parciais dos gases que compõem a reação.
Aa(g) + Bb(g) cC(g) + dD(g)
Kp = (pC)c. (pD)d onde: pA, pB, pC, pD = pressões parciais dos gases (pA)ª.(pB)b
Ex.: H2 + I2 2HI Kp = (pHI)2
(pH2).(pI2)
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5 Deslocamento do equilíbrio:a) Conceito: é toda e qualquer modificação na velocidade da reação direta ou inversa, provocando alterações
nas concentrações das substâncias, levando o sistema a novo equilíbrio.
b) Princípio de Le Chatelier: "Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, ele se desloca procurando anular a ação do fator que foi aplicado, atingindo um novo equilíbrio".
c) Fatores que afetam o deslocamento de equilíbrio: Concentração dos participantes da reação (Le Chatelier):
Concentração deslocamento lado oposto
ˉ Concentração deslocamento mesmo lado
Ex.: 2H2 + O2 2H2O + 58 kcal
Se aumentarmos as concentrações de H2 ou de O2, o equilíbrio deslocará no sentido de uma maior formação de H2O.Se diminuirmos as concentrações de H2 ou de O2, o equilíbrio deslocará no sentido da decomposição de H2O.
Pressão:
Pressão deslocamento para o lado da contração do volume
ˉ Pressão deslocamento para o lado da expansão do volume
Ex.: N2 + 3H2 2NH3 1volume 3volumes 2volumes
4 volumes
Temperatura:
ˉ Temperatura deslocamento no sentido exotérmico
Temperatura deslocamento no sentido endotérmico
Ex.: Considere o sistema em equilíbrio 2H2 + O2 2H2O + 58 kcal. O que acontecerá se aumentarmos a temperatura?
Catalisador:
Catalisadores não deslocam equilíbrio.
6 Equilíbrio iônico:
ExpansãoContração
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Equilíbrio iônico é um caso particular de equilíbrio químico em que aparecem íons.
Exemplo:
HCN (aq) H +(aq) + CN –
(aq)
Para equilíbrios iônicos, Kc é denominado Ki(constante de ionização ou constante de dissociação iônica). Valores altos de Ki indicam eletrólitos fortes, enquanto valores baixos de Ki indicam eletrólitos fortes.
Obs:
Em ionizações de várias etapas, existe uma constante de ionização para cada etapa. A dissociação de bases fortes e sais solúveis não é reversível, assim, não faz sentido falar em constante de ionização para essas substâncias.
Grau de ionização ( α): é a relação entre o número de mols que dissociam e o número inicial de mols.
Lei da Diluição de Ostwald: quanto menor a concentração de um eletrólito, maior será o seu grau de ionização. Ostwald relacionou Ki e a da seguinte maneira:
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Efeito do Íon Comum: é a aplicação do princípio de Le Chatelier para equilíbrios iônicos.
Exemplo: Considere o equilíbrio abaixo:
HCN (aq) H +(aq) + CN –
(aq)
Adicionando NaCN verificase que o equilíbrio deslocase no sentido da reação direta. Isso ocorre pois NaCN dissociase em Na+ e CN – , aumentando a concentração de CN –.
Há íons que apesar de não serem comuns ao equilíbrio iônico, também podem deslocálo. Como exemplo, temos a adição de um ácido a dissociação de NH4OH, o H+ do ácido reage com o OH – da base, diminuindo a concentração desse íon e, conseqüentemente, deslocando o equilíbrio.
Ka para ácidos e Kb para as bases
Ex.: HCN H+ + CN
Ka = [H+] . [CN] [HCN] Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH
Kb = [Mg2+] . [OH]2 [Mg(OH)2]
7 Equilíbrio iônico na água:a)Produto iônico da água (Kw): Kw = [H+] . [OH]
b)Concentrações de [H+] e [OH]: Em meio neutro: [H+] = [OH] = 107
Em meio ácido: [H+] >107 e [OH] < 107
Em meio básico: [H+] <107 e [OH] > 107
c)pH e pOH:a) pH = log 1 (potencial hidrogeniônico)
[H+] ou pH = log [H+]
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b) pOH = log 1 (potencial hidroxiliônico) [OH] ou pOH = log [OH]
OBS: pH + pOH = 14
8 Produto de solubilidade (Kps):
AgCl(s) Ag+ + Cl Kps = [Ag+] . [Cl]
Para o sistema geral: XxYy xX+ + yY [X+]x . [Y]y < Kps Þ solução insaturada mais sal pode ser dissolvido
[X+]x . [Y]y = Kps Þ solução saturada qualquer acréscimo ocasionará precipitação
OBS: Quanto maior o Kps, mais solúvel será o sal.
10.1 Questões
1. U. Católica de SalvadorBA A produção de carbeto de silício, importante material refratário, envolve o equilíbrio representado por:SiO2(l) + 3C(s) → SiC(s) + 2 CO (g)
A expressão da constante desse equilíbrio é dada pora) [SiC] / [SiO2]b) [CO]2 /[C]c) [CO]2 / [SiO2]d) [CO]e) [CO]2
2.U. AlfenasMG Na tabela abaixo estão mostrados os dados referentes à reação química.
Os valores de X, Y e Z são, respectivamente:a) 0,40; 0,40 e 0,60b) 0,80; 0,50 e 0,60c) 0,80; 0,40 e 0,50d) 0,40; 0,25 e 0,30e) 0,60; 0,30 e 0,60
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3. PUCRS Dada a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração de produtose reagentes
4. UEMS No equilíbrio 2CO(g) + O2(g) ↔ 2CO2(g), temos as seguintes concentrações molares: 4 mol . L–1 de CO(g) e 4 mol . L–1 de O2(g). Sabendose que nestas condições Kc vale 10–2, a concentração molar de CO2(g) é:a) 0,8 mol . L–1 d) 8,0 mol .L–1
b) 0,16 mol .L–1 e) 0,64 mol .L–1
c) 0,4 mol .L–1
5. U.CatólicaDF Os óculos fotocromáticos possuem lentes que contêm cristais de cloreto de prata (AgCl) incorporados diretamente ao vidro. Quando a radiação ultravioleta do sol atinge os cristais de AgCl, as lentes escurecem e, em ambientes escuros, elas clareiam, de acordo com a reação seguinte:
De acordo com o texto e seus conhecimentos, assinale a alternativa incorreta.a) O aumento de incidência de luz desloca o equilíbrio para a direita, fazendo a lente escurecer.b) Os átomos de prata se recombinam com átomos de cloro para formar AgCl, absorvendo energia.c) Os óculos fotocromáticos representam um exemplo do Princípio de Le Chatelier.d) Em ambientes escuros, há maior produção de cloreto de prata, clareando as lentes dosvóculos.e) O aumento da concentração de Ag desloca o equilíbrio, favorecendo a produção de cloreto de prata.
6. UFSE A produção da cianamida cálcica, hoje utilizada como matériaprima para a fabricação de certas resinas, envolve o equilíbrio químico representado por:
Esse equilíbrio será alterado no sentido de aumentar o rendimento em massa do produto se for:a) elevada a temperatura.b) elevada a pressão.c) utilizado um catalisador.d) diminuída a pressão.e) diminuída a quantidade de CaC2.
7. UFRRJ Para o sistema em equilíbrio, representado abaixo, sabese que o sentido direto (1) é o exotérmico e o sentido inverso (2) é o endotérmico.
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A diminuição da pressão e a diminuição da temperatura do sistema causariam, respectivamente, o deslocamento do equilíbrio para a:a) direita, nos dois casos.b) esquerda, no primeiro caso e para a direita, no segundo caso.c) esquerda, nos dois casos.d) direita, no primeiro caso e para a esquerda, no segundo caso.e) esquerda, no primeiro caso, não sofrendo alteração no segundo caso.
8. UFRS Para o seguinte equilíbrio hipotético:
São feitas as seguintes afirmações.I. A constante de equilíbrio aumenta com o aumento da temperatura.II. Um aumento de pressão por redução de volume aumenta a produção de XY.III. A adição de uma maior quantidade de X ao sistema aumenta a produção de XY.IV. A formação de XY e favorecida por uma diminuição de temperatura.Quais estão corretas?a) Apenas III.b) Apenas IV.c) Apenas I e III.d) Apenas II e III.e) Apenas II e IV.
9. U. Passo FundoRS Uma das principais fontes de fertilizantes é a amônia (NH3), obtida pelo processo Haber, através da reação:
Considerando que a reação esteja em equilíbrio, para se aumentar a concentração de NH3(g) devese:a) aumentar a temperatura do sistema.b) aumentar a pressão do sistema.c) reduzir a pressão do sistema.d) retirar N2(g).e) manter a pressão do sistema constante.
10. UESCBA
Em relação ao sistema em equilíbrio representado pela equação, podese afirmar:a) O aumento da temperatura do sistema diminui o valor numérico da constante de equilíbrio.b) A variação das concentrações do N2O4(g) e do NO2(g) implica manutenção do valor numérico da constante de equilíbrio.c) Diminuindose a pressão total sobre o sistema, o equilíbrio é deslocado para a esquerda.d) A adição de um catalisador ao sistema desloca o equilíbrio para a direita.e) A constante de equilíbrio, Kc, é representada pela expressão 2[NO2] [N2O4]
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11. UFFRJ O gás sulfídrico, H2S, é extremamente venenoso, incolor e seu odor lembra ovos estragados. Respirar este gás pode ser fatal e, em baixas concentrações, causa dores de cabeça e tonteira. É especialmente perigoso, pois, como inibe o sentido do olfato, o aumento de sua concentração deixa de ser percebido.Se uma solução de H2S, à temperatura ambiente e pressão de 1,0 atm, tem concentração aproximada de 0,1 M, então a [S2] em mols / L da solução é, aproximadamente:Dados: Ka1 = 1,0 x 107 e Ka2 = 3,0 x 1013
a) 3,0 x 1020 d) 1,0 x 108
b) 3,0 x 1013 e) 1,0 x 104
c) 3,0 x 106
12. (Fuvest1998) À temperatura ambiente, o pH de um certo refrigerante, saturado com gás carbônico, quando em garrafa fechada, vale 4. Ao abrirse a garrafa, ocorre escape de gás carbônico. Qual deve ser o valor do pH do refrigerante depois de a garrafa aberta?a) pH = 4b) 0 < pH < 4c) 4 < pH < 7d) pH = 7e) 7 < pH < 14
13. (Vunesp1999) A 25° C, o pOH de uma solução de ácido clorídrico, de concentração 0,10 mol/L, admitindo se dissociação total do ácido, é:Dados (a 25 ° C):[H+] . [OH] = 1,0 . 10 14
pOH = log [OH]a) 1013 d) 7b) 101 e) 13c) 1
14. (Fuvest1999) A criação de camarão em cativeiro exige, entre outros cuidados, que a água a ser utilizada apresente pH próximo de 6.Para tornar a água, com pH igual a 8,0, adequada à criação de camarão, um criador poderia:a) adicionar água de cal.b) adicionar carbonato de sódio sólido.c) adicionar solução aquosa de amônia.d) borbulhar, por certo tempo, gás carbônico.e) borbulhar, por certo tempo, oxigênio.
15. (Mack2002) A concentração de íons hidrogênio num suco de laranja que possui pH = 4,0 é:a) 4x10 14 mol/litro.b) 1x104 mol/litro.c) 1x10 4. mol/litro.d) 1x1010. mol/litro.e) 4x10 10. mol/litro.
16. (Mack2001) Assinale, das misturas citadas, aquela que apresenta maior caráter básico.a) Leite de magnésia, pH = 10b) Suco de laranja, pH = 3,0c) Água do mar, pH = 8,0d) Leite de vaca, pH = 6,3e) Cafezinho, pH = 5,0
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17. (UFMG1999) Considere duas soluções aquosas diluídas, I e II, ambas de pH = 5,0. A solução I é um tampão e a solução II não.Um béquer contém 100 mL da solução I e um segundo béquer contém 100 mL da solução II.A cada uma dessas soluções, adicionamse 10 mL de NaOH aquoso concentrado.Assinale a alternativa que apresenta corretamente as variações de pH das soluções I e II, após a adição de NaOH (aq).
A) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será menor do que o de II.B) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será maior do que o de II.C) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será igual ao de II.D) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será igual ao de II.
18. (Mack2003) A tabela de pH abaixo mostra o comportamento de um indicador ácidobase.
O valor do pH para uma amostra de vinagre e a cor do indicador em presença de leite de magnésia devem ser:A) maior que 7 e rosa.B) menor que 7 e verde.C) maior que 7 e verde.D) igual a 7 e azul.E) menor que 7 e azul.
19. (Fuvest2002) O vírus da febre aftosa não sobrevive em pH < 6 ou pH>9, condições essas que provocam a reação de hidrólise das ligações peptídicas de sua camada protéica.Para evitar a proliferação dessa febre, pessoas que deixam zonas infectadas mergulham, por instantes, as solas de seus sapatos em uma solução aquosa de desinfetante, que pode ser o carbonato de sódio. Neste caso, considere que a velocidade da reação de hidrólise aumenta com o aumento da concentração de íons hidroxila (OH). Em uma zona afetada, foi utilizada uma solução aquosa de carbonato de sódio, mantida à temperatura ambiente, mas que se mostrou pouco eficiente. Para tornar este procedimento mais eficaz, bastaria:a) utilizar a mesma solução, porém a uma temperatura mais baixa.b) preparar uma nova solução utilizando água dura (rica em íons Ca2+).c) preparar uma nova solução mais concentrada.d) adicionar água destilada à mesma solução.e) utilizar a mesma solução, porém com menor tempo de contacto.
20. (PUCRS2001) Responder à questão com base no quadro abaixo, que apresenta compostos, nomes comuns e valores de pH, que podem ou não estar corretamente associados.
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A alternativa que contém as associações corretas éA) I – II – IIIB) II – III – IVC) III – IVD) III – IV – VE) IV – V
21. (UFF1998) O valor da constante do produto de solubilidade (kps) do AgBr(s) a 25oC é 4,9 x 10–13.A solubilidade molar deste composto na presença da solução de KBr 0,20 M é:(A) 2,45 x 10–12 M(B) 4,90 x 10–13 M(C) 7,00 x 10–7 M(D) 9,80 x 10–14 M(E) 4,90 x 10–7 M
GABARITO:
1c 2b 3a 4a 5b 6b 7b 8b 9b 10b
11b 12c 13e 14d 15c 16a 17a 18b 19c 20c
21a
11 CAPÍTULO 11 – ELETROQUÍMICA
11.1 Questões
1(ufmg2008)Na extração do ouro, os garimpeiros costumam utilizar mercúrio. Nesse caso, boa parte desse metal é lançada no ambiente, o que se constitui em risco ambiental. Alguns dos processos físicos, químicos e bioquímicos que ocorrem com o mercúrio, após seu lançamento no ambiente, estão representados nesta figura:
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Considerandose as informações fornecidas por essa figura e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar queA) a maior parte do mercúrio metálico é lançado na atmosfera.B) a redução do mercúrio metálico leva à formação de Hg2+.C) o mercúrio metálico é menos denso que a água.D) o mercúrio metálico se acumula no organismo dos peixes.
2(UFMG2008)João e Maria estavam fazendo experiências no Laboratório de Química. Nestas figuras, estão representados, esquematicamente, os materiais então utilizados por eles:
Para facilitar a dissolução de nitrato de cobre em água, João usou uma haste de zinco. No final do experimento, a haste estava corroída e formouse uma solução incolor e um sólido, que, após algum tempo, se depositou no fundo do recipiente. Maria, por sua vez, utilizou uma haste de cobre para dissolver nitrato de zinco em água. No final do experimento, ela obteve uma solução incolor e a haste mantevese intacta. Sabese que as soluções aquosas de nitrato de cobre (II), Cu(NO3)2, são azuis e que as de nitrato de zinco (II), Zn(NO3)2, são incolores. Considerandose os dois experimentos descritos, é CORRETO afirmar queA) João obteve uma solução aquosa de nitrato de zinco.B) Maria obteve uma solução aquosa de nitrato de cobre.C) o cobre metálico é oxidado na dissolução do nitrato de zinco.D) o precipitado formado na dissolução do nitrato de cobre (II) é zinco metálico.
Gabarito1 – a2 a
12 CAPÍTULO 12 – QUÍMICA ORGÂNICA
12.1 Questões
1(UFMG2008)A brasileína e a brasilina dois pigmentos responsáveis pela cor vermelha característica do paubrasil têm, respectivamente, esta estrutura:
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Considerandose a fórmula estrutural de cada uma dessas duas substâncias, é CORRETO afirmar que a brasileínaA) apresenta massa molar maior que a da brasilina.B) é um isômero da brasilina.C) pode ser obtida por oxidação da brasilina.D) tem o mesmo número de hidroxilas que a brasilina.
Gabarito1 c