Resoluções das Atividades

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

Pré-Universitário | 1

Sumário

1Aula 9 – Métodos de balanceamento de equações químicas II .......................

Aula 10 – Água – A importância para os seres vivos ...................................... 5

01 b

Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

3 P4: oxidação ⇒ Dt = 5 · 4 = 20 × 3 = 60e–

20HNO3: redução ⇒ Dt = 3 · 1 = 3 × 20 = 60e–

índice do P

índice do N

a P4 + b HNO3 + cH2O d H3PO4 + eNO

0

+2+5

+5

agente oxidante

agente redutor

Nox ↑ (oxidação)

Nox ↓ (redução)

Aula 9 Métodos de balanceamento de equações químicas II

Atividades para Sala

Assim, a equação balanceada será: a = ? b = ? c = ? d = ? e = ? 3P4 + 20HNO3 + 8H2O 12H3PO4 + 20NO

Logo: a = 3, c = 8, e = 20

02 D

Essa formação será balanceada pelo método da variação do Nox.

K2Cr2O7 + C2H6O + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + C2H4O2 + H2O

2K2Cr2O7: redução →Dt = 6 – 3 = 3 · 2 = 6 ÷ 2 = 3 · 2 = 6e–

3C2H6O: oxidação →Dt = 0 – (–2) = 2 · 2 = 4 ÷ 2 = 2 · 3 = 6e–

2 K2Cr2O7 + 8C2H6O + 3H2SO4 →

→ 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 3C2H4O2 + 11H2O

Soma dos coeficientes: 2 + 8 + 3 + 2 + 2+ 3 +11 =31

O aquecimento do tubo de ensaio observado indica que a reação é exotérmica devida à liberação de calor da mesma.

+6 -2 +3 0

03 C

Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

Assim, a equação balanceada será: 5H2C2O4(aq) + 2 MnO aq4( )

− + 6H aq( )+ 10CO2(g)+2Mn aq( )

2+ + 8H2O(l)

Logo, a soma dos coeficientes dos produtos é: 10 + 2 + 8 = 20

5 H2C2O4(aq): oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 × 5 = 10e–

2 MnO aq4( )− : redução ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 × 2 = 10e–

índice do C

índice do Mn

H2C2O4(aq) + MnO aq4( )− + H aq( )

+ CO2(g) + Mn aq( )2+ + H2O(l)

+7 +2

+4+3

agente oxidante

agente redutor

Nox ↓ (redução)

Nox ↑ (oxidação)

2 | Pré-Universitário

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

04 A

Essas equações só podem ser balanceadas pelo método íon-elétron.

1. Dividir a equação dada em duas meias-equações e, fazer o balanceamento destas:

I. MnO aq4( )− + H2O2(l) Mn(aq) + O2(g) (meio ácido)

Meias-equações:

• Da semirreação de oxidação:

1H2O2(l) 1O2(g) + 2H aq( )+ + 2e–

• Da semirreação de redução:

MnO aq4( )− + 8H aq( )

+ + 5e– Mn aq( )2+ + 4H2O(l)

2. Para igualarmos o número de elétrons perdidos pelo redutor (H2O2) ao número de elétrons ganhos pelo

oxidante MnO4−( ), multiplicamos a meia-equação da

semirreação de oxidação por 5 e a meia-equação da semirreação de redução por 2, e somamos as meias--equações para obtenção da equação balanceada.

5 5 10 102 2 2H O O H eg aq( ) ( ) ( )

+ ++ −

2 16 10 2 84

22MnO H e Mn H Oaq aq aq( ) ( ) ( ) ( )

− + − ++ + +

2 5 6 2 5 84 2 22

2 2MnO H O H Mn O H Oaq aq aq g( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )− + ++ + + +

+7 –1 +2 0

oxi

red

–1

+7

0oxi

meio

coeficiente da água

ácido

presença de

red

+

A s ( ) + NO aq3( )− NH g3( ) + A O aq 2( )

−

(meio básico)

Meias-equações:

• Da semirreação de oxidação:

A s ( ) + 2H2O(l) A O aq 2( )−

+ 4H aq( )+ + 3H2O(l)

• Da semirreação de redução:

NO aq3( )−

+ 9H aq( )+ + 8e– NH3(g) + 3H2O(l)

0 +3

+5 –3

oxi

red

Para igualarmos o número de elétrons perdidos pelo redutor (Al) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (NO–

3), multiplicamos a meia-equação da semirreação de oxidação por 8 e a meia-equação da semirreação de redução por 3 e, somamos as meias--equações para obtenção da equação balanceada.

0 +5 –3 +3

8 16 8 32 242 2A H O A O H es aq aq

( ) ( ) ( ) ( )+ + +− + −

3 27 24 3 93 3 2NO H e NH H Oaq aq g( ) ( ) ( ) ( )

− + −+ + +

8 3 7 8 3 53 2 2 3A NO H O A O NH Hs aq aq g aq

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − +

oxi

red

+

oxi

red

01 C

Equação da reação:

MnO aq42

( )− MnO2(s)

+ MnO aq4( )− (meio ácido)

Meias-equações:

• Da semirreação de redução:

MnO aq42

( )−

+ 4H aq( )+ + 2e– MnO2(s) + 2H2O(l)

• Da semirreação de oxidação:

MnO aq42

( )− MnO aq4( )

− + 1e–

Para igualarmos o número de elétrons perdidos pelo

redutor MnO42−( ) ao número de elétrons ganhos pelo oxi-

dante MnO42−( ) , multiplicamos a meia-equação da semir-

reação de oxidação por 2 e somamos as meias equações para obtenção da equação balanceada.

Como o meio reacional solicitado é básico, acrescenta-mos 5HO– a cada membro da equação. Assim, teremos:

8 3 7 5 8 3 53 2 2 3A NO H O HO A O NH Hs aq aq aq g aq

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + + +− − − ++ −+ 5HO aq( )

Finalmente:

8 3 2 5 8 33 2 2 3A NO H O HO A O NHs aq aq aq g

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +− − −

14243

5H2O(l)

meiobásico

coeficiente da água

presença de

Atividades Propostas

oxi

red

meioácido

MnO aq42

( )− + 4H aq( )

+ + 2e– MnO2(s) + 2H2O(l)

2 4

2MnO aq( )−

2 4MnO aq( )− + 2e–

3 42MnO aq( )

− + 4H aq( )

+ 2 4MnO aq( )− + 1MnO2(s) + 2H2O(l)

+

presença de

Logo, os coeficientes do MnO42− , MnO4

− e do MnO2 são: 3, 2 e 1.

02 E

+2 +4

O -2

1NO(g) + 1O3(g)

Agenteredutor

Agenteoxidante

1NO2(g) + 1O2(g)

Nox (redução)

Nox ↑ (oxidação)

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

Pré-Universitário | 3

A soma dos coeficientes é: 1 + 1 + 1 + 1 = 4. Após análise

da equação, temos:

a) (F) O ozônio é uma forma alotrópica do oxigênio.

b) (F) O estado de oxidação do oxigênio no ozônio (O3) é

igual ao do gás oxigênio(O2), isto é, zero.

c) (F) A soma dos menores coeficientes estequiométricos

da equação é 4.

d) (F) A molécula do NO2 é o agente redutor.

e) (V) A equação representa uma reação de oxirredução,

na qual o nitrogênio se oxida equanto um dos áto-

mos de oxigênio se reduz.

03 A

Essa equação será balanceada pelo método da variação

do Nox.

C H O xCr O yH− +

− ++ +2

2 6

6

2 72 C H O Cr H O

−++ +

1

2 43

2

Logo, após a equação corretamente balanceada, x e y valem, respectivamente, 1 e 8.

3 C2H6O: oxidação ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 ÷ 2 = 1 · 3 = 3e–

1 Cr2O2–7 : redução ⇒ Dt = 3 · 2 = 6 ÷ 2 = 3 · 1 = 3e–

3C2H6O + 1Cr2O2–7 + 8H+ 2C2H4O + 2Cr3+ + 7H2O

↑x

↑y

04 E

Pelo método da variação do Nox, temos:

Br2(l) + HO aq( )− BrO aq3( )

− + Braq( )− + H2O(l)

meio

agente oxidante e redutor

0 +5

–1

Nox ↓ (redução)

Nox ↑ (oxidação)

1BrO aq3( )− : oxidação ⇒ Dt = 5 · 1 = 5 · 1 = 5e–

5Braq( )− : redução ⇒ Dt = 1 · 1 = 1 · 5 =5e–

índice do Br

índice do Br

Por tratar-se da equação de uma reação de autorredox (desproporcionamento), trabalhamos com as espécies químicas dos produtos, as quais contêm o átomo do ele-mento oxidado e reduzido:

Assim, a equação parcialmente balanceada será:

3Br2(l) + HO aq( )

− 1BrO aq3( )− + 5Braq( )

− + H2O(l)

Observe que não conseguiremos fazer o balanceamento do reagente HO– nem do produto H2O. Isso porque não temos como fixar as quantidades de H nem de O em nenhum dos membros da equação. Em casos como esse, usamos o “Princípio da Conservação da Carga”. Por esse princípio, a carga do 1º membro deve ser igual a carga do 2º membro da equação. Assim, chamamos de x o coefi-ciente de HO– e de y o coeficiente de H2O. Teremos:

123

1o membro

Igualando as cargas do 1o e do 2o membros:

0 – x = –1 – 5 + 0 ∴ –x = –6, logo, x = 6, que será o

o coeficiente de HO aq( )− .

14243

2o membro

Assim, a equação balanceada será:

3Br2(l) + 6HO aq( )− 1BrO aq3( )

− + 5Braq( )− + 3H2O(l)básico

meio

presença de

3Br2(l) + xHO aq( )− 1BrO aq3( )

− + 5Braq( )− + H2O(l)

3 · 0 + x · (–1) 1 · (–1) + 5 · (–1) + y · 0

0

1As2S5: oxidação ⇒ Dt = 8 · 5 = 40 ÷ 2 = 20 · 1 = 20e–

20 H2O2: redução ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 ÷ 2 = 1 · 20 = 20e–

índice do S

índice do O

As2S5 + NH4OH + H2O2 (NH4)3AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O

Nox ↑ (oxidação)

Nox ↓ (redução)agente redutor

–2 +6

–2–1

+5+5

05 A

Usando o método da variação do Nox, temos:

4 | Pré-Universitário

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

1As2S5 + 16NH4OH + 20H2O2

2(NH4)3AsO4 + 5(NH4)2SO4 + 28H2O

Após a equação balanceada, a soma dos coeficientes dos produtos é igual a: 2 + 5 + 28 = 35

06 E

Pelo método íon-elétron, temos:

C2H6O(g) + Cr O aq2 72

( )− + H aq( )

+ Craq( )3+ + C2H4O2(g) + H2O(l)

Meias-equações: • Da semirreação de oxidação:

C2H6O(g) + H2O C2H4O2(g) + 4H aq( )+ + 4eoxi–2 –1

agente redutor

• Da semirreação de redução:

Cr O aq2 72

( )− + 14H aq( )

+ + 6e– 2 Craq( )3+ + 7H2O(l)

red

agente oxidante

Para igualarmos o número de elétrons perdidos pelo redu-tor (C2H6O) ao número de elétrons ganhos pelo oxidante (C2H4O2), multiplicamos a meia-equação da semirreação de oxidação por 3 e a meia-equação da semirreação de redução por 2, e somamos as meias-equações para obten-ção da equação balanceada.

A soma dos coeficientes após a equação balanceada é: 3 + 2 + 16 + 4 + 3 + 11 = 39

oxi 3C2H6O(g) + 3H2O 3C2H4O2(g) + 12H aq( )+ + 12e–

2 Cr O aq2 72

( )− + 28H aq( )

+ + 12e– 4 Craq( )

3+ + 14H2O(l)

3CH3CH2OH(g) +2 Cr O aq2 72

( )− +16H aq( )

+ 4 Craq( )

3+ + 3CH3COOH(g) + 11H2O(l)

+

Nox = +3

álcool etílico

08 b

I. (F)

II. (V)

III. (V) Semirreação de oxidação: 2CH3CH2OH(g) 2CH3CHO(g) + 4H aq( )

+ + 4e–

IV. (V) Semirreação de redução: 4H aq( )

+ + 1O2(g) + 4e– 2H2O(l )

V. (V) A reação que ocorre no etilômetro é de redox e é

espontânea

09 C

Pelo método da variação do Nox, temos:

K2Cr2O7(aq) + C6H12O6(aq) Cr2(SO4)3(aq) + K2SO4(aq) + CO2(g) + H2O

+6 +3

+40Nox ↑ (oxidação)

Nox ↓ (redução)

Nox→ –3 –1 Nox → –3 +1

álcool etílico etanal

álcool etílico etanal

Nox → –3 Nox → –3

07 E

Pelo método da variação do Nox, temos:

Nox ↑ (oxidação)

Nox ↓ (redução)

KI(aq) + H2O2(aq)+ H aq( )+ I2(s)

+ K aq( )+ + H2O(l)

–1 0

–2–1

2 KI(aq): oxidação ⇒ Dt = 1 · 1 = 1 · 2 = 2e–

1 H2O2(aq): redução ⇒ Dt = 1 · 2 = 2 · 1 =2e–

índice do K

índice do O

Assim, a equação balanceada será:

2 KI(aq) + 1 H2O2(aq) + 4H aq( )+ 1I2(s)

+ 2K aq( )+ + 2H2O(l)

A soma dos coeficientes dos agentes oxidante e redutor: 1 + 2 = 3

agente redutor agente oxidante

4K2Cr2O7(aq): redução ⇒ Dt = 3 · 2 = 6 ÷ 6 = 1 · 4 = 4e–

1 C6H12O6(aq): oxidação ⇒ Dt = 4 · 6 = 24 ÷ 6 = 4 · 1 = 4e–

índice do Cr

índice do C

↑dividir por 6

↓

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

Pré-Universitário | 5

Assim, a equação balanceada será:

4K2Cr2O7(aq) + 1C6H12O6(aq) + 16H2SO4(aq)

4Cr2(SO4)3(aq) + 4K2SO4(aq) + 6CO2(g) + 22H2O(l)

A soma dos coeficientes dos reagentes: 4 + 1 + 16 = 21

10 b

Essa equação será balanceada pelo método da variação do Nox.

HgS + H+ + NO3– → NO + Hg2+ + H2O + S

–2 +5 +2 0

3 HgS: oxidação → Dt = 2 · 1 =2 · 3 = 6e–

2 No3–: redução → Dt = 3 · 1 = 3 · 2 = 6e–

3 HgS + 8H+ + 2 NO3– → 2 NO + 3Hg2+ + 4H2O + 3S

agenteredutor

agenteoxidante

Soma de todo os coeficientes: 3 + 8 + 2 + 2+ 3 + 4+ 3 = 25

Após a equação balanceada, temos:

I. (V) A soma dos coeficientes da equação é 25.II. (F) O número total de elétrons perdidos pelo redutor

(HgS) é 6.III. (V) O oxidante é o nitrato (NO3

–), e o coeficiente desse ânion é 2.

IV. (F) A variação do número de oxidação para cada átomo de mercúrio é 2.

V. (V) O redutor é o sulfeto, e o coeficiente desse sulfeto (HgS) é 3.

Aula 10 Água – A importância para os seres vivos

Atividades para Sala

01 E

I. (F) É necessária a purificação da água para o consumo.II. (V)III. (F) As moléculas de água são unidas por ligações de

hidrogênio.IV. (V)

02 D

Geometria da molécula: angular Polaridade da molécula: Mr

��= 0 → polar

Forças intermoleculares: ligações de hidrogênio

03 b As forças de atração intermoleculares encontradas nas

moléculas de água são denominadas de ligações de hidro-gênio.

04 b a) (F) O transporte de elétrons não se relaciona com as

propriedades térmicas. b) (V) Devido ao alto calor específico da água, ela serve

como regulador térmico para os seres vivos. Quando a temperatura do organismo aumenta, ele elimina água na forma de suor. Essa água, ao eva-porar, absorve calor desse organismo, regulando sua temperatura. Cada 1 grama que se transforma em vapor absorve 540cal.

c) (F) A água é considerada solvente universal não só em plantas e animais.

d) (F) O transporte de íons em vegetais independe do calor latente.

e) (F) O metabolismo de organismos vivos depende de outros fatores, como luz, calor etc.

Atividades Propostas

01 E

Decomposição da água:

2H2O 2H2 + O2

Combustão do hidrogênio: 2H2 + O2 2H2O

I. (F) Toda a água gasta na obtenção do hidrogênio é reposta na sua combustão.

II. (F) Todo o oxigênio produzido na decomposição da água é consumido na combustão do hidrogênio.

III. (V) O produto da combustão do hidrogênio é somente água, que não polui o ambiente.

02 b

Seguindo restritamente os dispositivos da lei, o uso prio-ritário da água se direciona ao consumo humano e à des-sendentação de animais. Assim, no caso de escassez, deve-se priorizar o consumo humano, interrompendo a irrigação da lavoura, mesmo levando-se em consideração que a nascente esteja em uma propriedade privada e que a água possua valor econômico.

O

H H

M�� � ��1

M ��� ���2

Mr

��= 0

6 | Pré-Universitário

VOLUME 2 | QUÍMICA 1

03 A

Os seguintes fatores levam o óleo a boiar na água: a pola-ridade das moléculas do óleo e da água e a densidade de uma substância em relação à outra. Nesse sentido, a combinação que justifica o fenômeno descrito é o fato de a molécula do óleo ser apolar, a da água ser polar e a densidade do óleo ser menor do que a da água.

04 A

A formação da camada de gelo deve-se ao fato do com-portamento irregular da água, em que a densidade desta à 4°C é maior do que a densidade do gelo, aliada a baixa condutividade térmica do gelo.

05 E

I. (F) A partir do 3o período, as moléculas dos hidretos se tornam maiores e os seus pontos de ebulição aumentam.

II. (V)III. (F) O HF e a H2O apresentam forças de atração inter-

moleculares, características de moléculas polares, contendo átomos de hidrogênio ligados a átomos muito eletronegativos.

IV. (V)V. (V)

06 C

Utilizando-se fertilizantes e aterros sanitários, há grande probabilidades de se contaminar, por infiltração, o lençol freático. O desmatamento leva ao desnudamento do solo, incrementando, portanto, a evaporação da água. A imper-meabilização do solo urbano, impedindo a infiltração da água de chuva, contribui para que ocorram enchentes e inundações.

07 D

Amostra intacta: 200mg

Amostra após a secagem: 80mg

Massa de água na amostra: 200 – 80 = 120mg

Logo, a porcentagem de água na amostra é:

200 100

120

120 1002 00

1202

60mg

mg xx x

→

→

= ⋅ = ∴ =

% % %%

Assim, a amostra é um tecido conjuntivo.

08 E

Entende-se como água potável aquela que é destinada ao consumo humano no tocante ao preparo de alimentos, abastecimento, higiene pessoal e produção de remédios.

Recomenda-se que a “água de reuso” não seja usada como potável. Seu uso deve restringir-se à lavagem de ruas e áreas públicas.

09 D

Esta questão coloca ao aluno situações cotidianas de con-sumo responsável e exige que ele reconheça tais situações para que possam fazer parte do seu dia a dia. Assim, é necessário que o aluno conheça alternativas, como a ins-talação em residências e edifícios de sistemas de coleta de água da chuva e a utilização de vasos sanitários mais econômicos. É também importante a consciência de uma utilização racional da água do chuveiro.

10 C

As duas medidas que devem ser tratadas como prioritárias para a preservação dos recursos hídricos são:

II. O controle da ocupação urbana, especialmente em torno dos mananciais evita a contaminação dos mes-mos por esgotos clandestinos sem tratamento.

III. A proibição do despejo de esgoto industrial e domés-tico nos rios e represas também evita a contaminação dos recursos hídricos.