SIMULADO FINAL DE QUÍMICA

SIMULADO FINAL DE QUÍMICA
PROVA DISCURSIVA
Questão 1
Com o passar do tempo, objetos de prata escurecem e perdem seu brilho em decorrência da oxidação desse
metal pelo seu contato com oxigênio e com compostos contendo enxofre, formando o sulfeto de prata. A equação
de reação química não balanceada que descreve o processo de escurecimento da prata é dada por
2-
Ag(s) + S (aq) + O2(g) + H
+
(aq)
Ag2S(s) + H2O(l)
Uma forma simples para limpar o objeto de prata escurecida é mergulhá-lo em solução aquosa de
aproximadamente 2,0 g de bicarbonato de sódio em 100,0 mL de água e contida em um recipiente de alumínio.
Com base no texto e também nas informações do quadro a seguir, faça o que se pede.
Indicador ácido-base
azul de bromotimol
Cor do meio aquoso função do pH
pH < 6,0
pH > 7,6
amarelo
azul
a) Faça o balanceamento da equação que descreve o processo de escurecimento da prata e identifique o agente
oxidante e o agente redutor da reação.
b) A solução aquosa de bicarbonato de sódio na presença do indicador azul de bromotimol é azul, portanto, tratase de uma solução ácida, básica ou neutra? Justifique sua resposta.
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2-
+
a) 2Ag(s) + 1S (aq) + ½ O2(g) + 2H (aq)
2+
ou 4Ag(s) + 2S (aq) + 1O2(g) + 4H (aq)
0
+
Espaço destinado à Resposta
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Ag2S(s) + 1H2O(l) 0,25 pontos
2Ag2S(s) + 2H2O(l)
-
Ag
Ag + 1e (oxidação) 0,25 pontos
0
2O + 2e
O (redução)
Ag: agente redutor.
O2: agente oxidante.
b) Trata-se de uma solução alcalina: (0,5 ponto)
+
NaHCO3 + H2O
-
Na + OH + H2O + CO2
-
Devido à presença de OH teremos o valor do pH maior do que 7, de acordo com a tabela a cor será azul.
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2
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PROVA DISCURSIVA
Questão 2
Ácido nítrico é produzido comercialmente através de um processo, constituído de três etapas, descrito a seguir.
°
Na primeira etapa, amônia e oxigênio secos, à pressão de 7,0atm, são passados sobre um catalisador a 900 C,
°
para produzir monóxido de nitrogênio e vapor d'água. Em seguida, esses produtos, resfriados a 25 C, são
misturados com mais oxigênio, à temperatura ambiente, o que provoca a oxidação do monóxido de nitrogênio a
dióxido de nitrogênio. Finalmente, esse último gás reage com a água, à temperatura ambiente e pressão
atmosférica, para produzir ácido nítrico e monóxido de nitrogênio.
A equação da reação da primeira etapa é
NH3(g) + 5/4O2(g)
NO(g) + 3/2H2O(g).
a) DETERMINE o calor da reação de produção de 1,0 mol de NO(g) na primeira etapa usando os valores de ∆H
°
dados a seguir, todos eles medidos a 900 C e 7atm.
1/2N2(g) + 3/2H2(g)
-1
NH3(g) ∆H = - 56 kJ.mol
-1
H2(g) + 1/2O2(g)
H2O(g) ∆H = - 248 kJ.mol
-1
1/2N2(g) + 1/2O2 (g)
NO(g) ∆H = + 93 kJ.mol
b) INDIQUE as melhores condições de temperatura e pressão (altas ou baixas) para a produção de monóxido de
nitrogênio na primeira etapa do processo descrito, de acordo exclusivamente com critérios de equilíbrio químico.
JUSTIFIQUE sua resposta.
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Espaço destinado à Resposta
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a)
NH3(g)
-1
1/2N2(g) + 3/2 H2(g) ∆H = + 56 kJ.mol
-1
3/2 H2(g) + 3/4 O2(g)
3/2 H2O(g) ∆H = 3/2.(- 248 kJ.mol )
1/2N2(g) + 1/2 O2 (g)
NO(g) ∆H = + 93 kJ.mol
NH3(g) + 5/4O2(g)
-1
NO(g) + 3/2H2O(g) ∆H = -223 kJ.mol
-1
b) As melhores condições para a produção de monóxido de nitrogênio são baixa temperatura e baixa pressão.
A diminuição de temperatura desloca o equilíbrio da reação favorecendo o sentido exotérmico, que seria o sentido
direto, aumentando com isso a produção de monóxido de carbono.
A diminuição de pressão desloca o equilíbrio da reação favorecendo o sentido onde se observa um aumento de
volume de gás, que seria o sentido direto ,aumentando com isso a produção de monóxido de carbono.
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PROVA DISCURSIVA
Questão 3
A decomposição de peróxido de hidrogênio na presença de iodeto ocorre por um mecanismo de duas etapas
mostrado a seguir:
-
H2O2(aq) + I-(aq) H2O(l) + IO (aq) (lenta)
IO-(aq) + H2O2(aq)
H2O(l) + O2(g) + I (aq) (rápida)
a) Determine a lei de velocidade para o processo como um todo.Justifique a sua resposta
b) Qual a função do íon iodeto na reação ? Justifique a sua resposta
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a)
1
Espaço destinado à Resposta
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- 1
V = k.[H2O2] . [I ] . (0,5 pontos)
Como a reação está acontecendo em duas etapas podemos defini – lá como uma reação não elementar. A
velocidade da reação depende exclusivamente da etapa lenta, considerando essa etapa elementar, ou seja,
coeficientes estequiométricos iguais as ordens de reação.
b) O íon iodeto participa da reação sendo consumido na primeira etapa e regenerado na segundo atuando então
como catalisador, diminuindo a energia de ativação da reação e conseqüentemente aumentando a sua
velocidade. (0,5 pontos)
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PROVA DISCURSIVA
Questão 4
A Agência Nacional do Petróleo (ANP) estabelece que o álcool combustível, utilizado no Brasil, deve conter entre
5,3 % e 7,4 % de água, em massa. Porcentagens maiores de água significam que o combustível foi adulterado.
Um método que está sendo desenvolvido para analisar o teor de água no álcool combustível consiste em saturá-lo
com cloreto de sódio, NaCℓ, e medir a condutividade elétrica da solução resultante. Como o NaCℓ é muito solúvel
em água e pouco solúvel em etanol, a quantidade de sal adicionada para saturação aumenta com o teor de água
no combustível. Observa-se que a condutividade elétrica varia linearmente com o teor de água no combustível, em
um intervalo de porcentagem de água que abrange os limites estabelecidos pela ANP.
a) Explique por que o etanol (CH3CH2OH) forma mistura homogênea com água em todas as proporções.
b) Esboce um gráfico que mostre a variação da condutividade elétrica da mistura combustível, saturada com NaCℓ,
em função do teor de água nesse combustível. Justifique por que o gráfico tem o aspecto esboçado.
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Espaço destinado à Resposta
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a) O etanol é um álcool que apresenta solubilidade infinita em água. É uma molécula predominantemente polar
que faz ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) com a água, por isso forma uma mistura homogênea em
todas as proporções. (0,5 pontos)
b) Quanto maior o teor de água no combustível, maior a quantidade de NaCl e conseqüentemente maior a
+
quantidade de íons Na e Cl e a condutividade elétrica. Podemos esboçar um gráfico com o seguinte aspecto: (0,5
pontos)
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