Gabarito - Lista 5

Centro Universitário Anchieta
Química Inorgânica II - Prof. Vanderlei I. Paula
Lista de Exercícios 5 – turma 2014
Gabarito: Grupo 17/VII-A e Grupo 18/VIII-A
1) Amostras dos gases nitrogênio, oxigênio e cloro foram recolhidas, não
necessariamente nessa ordem, em recipientes rotulados A, B e C. Cada recipiente
contém apenas um desses gases.
Afim de ilustrar algumas propriedades dessas substâncias, com cada recipiente, foram
feitas as seguintes experiências:
I. Introduziram-se raspas de ferro aquecidas ao rubro. Apenas nos recipientes A e B
observou-se transformações das raspas de ferro.
II. Cheiraram-se os conteúdos. O de A, assim como o de C, eram inodoros. O de B
provocou forte irritação na mucosa nasal.
a) Identifique os gases dos recipientes A, B e C. Justifique.
Resposta: O item I deixa claro a reatividade do ferro metálico com os gases do
recipiente A e B. Reações químicas possíveis:
2 Fe + 3 O2  1 Fe2O3
1 Fe + 1 Cl2  1 FeCl2
1 Fe + 1 N2  X (não reage N2 é inerte aos metais)
Logo o recipiente C que não houve reação deve conter o gás nitrogênio.
O item II se refere ao odor dos gases, somente gás cloro possui odor (asfixiante), O2 e
N2 está atmosfera sendo inodoros, logo o recipiente B possui gás cloro.
Por dedução o recipiente A deve conter gás oxigênio, o que pode ser evidenciado no
item fazendo um experimento de simples verificação como da queima de um palito de
fósforo, pois o mesmo é comburente.
b) Escreva a equação balanceada da reação do conteúdo do recipiente B com o ferro.
Resposta: 1 Fe + 1 Cl2  1 FeCl2
2) Descreva como o hidróxido de sódio é obtido em escala industrial. Sua descrição
deve incluir as matérias-primas utilizadas, as equações das reações químicas
envolvidas no processo, as condições de operação e o aproveitamento de eventuais
sub-produtos obtidos no processo.
2
Resposta:
A obtenção de hidróxido de sódio é obtida pela eletrólise da água salgada de cloreto
de sódio. Pela eletrólise (4-8V) ocorre a formação de gás hidrogênio, gás cloro e a
solução liquida remanescente na cuba eletrolítica é o hidróxido de sódio.
2 NaCl(aq) + H2O(l)  H2(g) + Cl2(g) + NaOH(aq)
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2 Cl-  Cl2 reação de oxidação (anodo)
2 H+  H2 reação de redução (cátodo)
As reações a seguir são referentes ao aproveitamento do gás cloro:
1 Cl2(g) + 1 H2O(aq)  1 HClO(aq) + 1 HCl(aq)
1 Cl2(g) + 1 H2(g)  1 HCl(g)
2 Br-(aq) + Cl2(g)  Br2(l) + 2 Cl-(aq)
2 Fe(s) + 3 Cl2(g)  2 FeCl3 (s)
Curiosidade: O cloreto de sódio (NaCl) corresponde a 2,6% da massa da biosfera,
contendo cerca de 4 x 1019 Kg do sal. O processo de extração é conhecido
3) Na tabela são dadas as energias de ligação (kJ/mol) a 25 °C para algumas ligações simples, para
moléculas diatômicas entre H e os halogênios (X).
Analise as afirmações seguintes e julgue com Verdadeira (V) ou
Falsa (F). Justifique a resposta na falsa.
( V ). Dentre os compostos HX, o HF é o ácido mais fraco e a
sua ligação H-X é a mais forte.
( V ). A distância de ligação entre os átomos nas moléculas X2 é
maior no I2, já que a sua energia de ligação é a mais fraca.
( F ). A molécula com maior momento dipolar é o HI.
Resposta: V V F
4) Uma característica dos halogênios é a formação de compostos com elementos do mesmo grupo, por
exemplo, o CℓF3 e o CℓF5. A geometria molecular e a hibridação do átomo central nessas duas espécies
são respectivamente:
a) trigonal plana, bipirâmide trigonal, sp2 e sp3d.
b) em forma de T, bipirâmide trigonal, sp3d e sp3d.
c) pirâmide trigonal, bipirâmide trigonal, sp3 e sp3d.
d) em forma de T, pirâmide de base quadrada, sp 3d e sp3d2.
e) pirâmide trigonal, pirâmide de base quadrada, sp3 e sp3d2.
Resposta: [D]
Ver Anexo
5) "Não se fazem mais nobres como antigamente - pelo menos na Química." ("Folha de S. Paulo",
17.08.2000.)
As descobertas de compostos como o XePtF6, em 1962, e o HArF, recentemente obtido, contrariam a
crença comum de que elementos do grupo dos gases nobres da Tabela Periódica não reagem para
formar moléculas.
a) Explique por que os gases nobres têm esta tendência à baixa reatividade.
Resposta: Por existir grande estabilidade da camada eletrônica de valência em gases nobres.
b) Sabe-se que os menores elementos deste grupo (He e Ne) permanecem sendo os únicos gases nobres
que não formam compostos, mesmo com o elemento mais eletronegativo, o flúor. Justifique este
comportamento.
Resposta: O He e o Ne, por serem átomos pequenos, apresentam elevada energia de ionização, o que
dificulta a promoção e o desemparelhamento de elétrons. Isso explica por que tais átomos não
formam ligações.
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6) A tabela adiante apresenta os valores das temperaturas de fusão (Tf) e
de ebulição (Te) de halogênios e haletos de hidrogênio.
a) Justifique a escala crescente das temperaturas Tf e Te do F2 ao I2.
b) Justifique a escala decrescente das temperaturas Tf e Te do HF ao HCℓ.
c) Justifique a escala crescente das temperaturas Tf e Te do HCℓ ao HI.
Resposta:
a) Quanto maior for a superfície da molécula (ou a massa), maior será a
atração intermolecular e consequentemente maior será a temperatura de
fusão e de ebulição, pois mais intensa será a força de van der Waals
entre dipolos temporários.
F2 : M = 38,00 g/mol
Cℓ2 : M = 70,90 g/mol
Br2 : M = 159,82 g/mol
I2 : M = 253,80 g/mol
b) O HF forma ligações de hidrogênio mais intensas (ou pontes de hidrogênio) entre as suas moléculas,
elevando seu ponto de fusão e de ebulição.
c) Quanto maior a superfície da molécula ou massa molar, maior será a temperatura de fusão e de
ebulição.
HCℓ : M = 36,46 g/mol
HBr : M = 80,92 g/mol
HI : M = 127,91 g/mol
7) No ano de 2012, completam-se 50 anos da perda da “nobreza” dos chamados gases nobres, a qual
ocorreu em 1962, quando o químico inglês Neil Bartlett conseguiu sintetizar o Xe[PtF 6] ao fazer reagir
o Xenônio com um poderoso agente oxidante, como o hexafluoreto de platina PtF6.
Esses gases eram chamados assim, pois, na época de sua descoberta, foram
julgados como sendo não reativos, ou inertes, permanecendo “imaculados”.
A explicação para a não reatividade dos gases nobres se fundamentava
a) na regra do dueto, segundo a qual a configuração de dois elétrons no
último nível confere estabilidade aos átomos.
b) na regra do octeto, segundo a qual a configuração de oito elétrons no
penúltimo nível confere estabilidade aos átomos.
c) na regra do octeto, segundo a qual a configuração de oito elétrons no
último nível confere estabilidade aos átomos.
d) na regra do dueto, segundo a qual a configuração de dois elétrons no
penúltimo nível confere estabilidade aos átomos.
Resposta: [C]
O modelo do octeto estabelece que a estabilidade química dos átomos está associada à configuração
eletrônica da camada de valência com oito elétrons. Dentro desse modelo há algumas exceções com
elementos cuja camada de valência apresenta 2 elétrons (caso do hidrogênio e hélio).
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8) Por muito tempo, acreditou-se que os gases nobres seriam incapazes de formar compostos químicos.
Entretanto, atualmente, sabe-se que, sob determinadas condições, é possível reagir um gás nobre, como
o xenônio, e formar, por exemplo, o composto cuja síntese e caracterização foi descrita em 2010 e cuja
estrutura está mostrada abaixo.
Considere as seguintes afirmações sobre o composto acima.
I. Nesse composto, o xenônio está ligado a um íon fluoreto e a um íon nitrato.
II. Nesse composto, o xenônio tem geometria linear; e o nitrogênio tem
geometria trigonal plana.
III. Nesse composto, o xenônio tem estado de oxidação zero.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II.
e) Apenas II e III.
Resposta: [D]
Teremos:
Nesse composto, o xenônio está ligado a um íon fluoreto e a um íon nitrato:
Nesse composto, o xenônio possui hibridização sp3 d (bipirâmide de base triangular), como utiliza
dois elétrons no compartilhamento, um com o oxigênio do nitrato e outro com o fluoreto, apresenta
geometria linear; e o nitrogênio apresenta geometria trigonal plana ou triangular (três nuvens
eletrônicas ao redor do átomo de nitrogênio).
Nesse composto, o xenônio (eletronegatividade de Pauling 2,6) tem estado de oxidação +2.
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Anexo - Geometria
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