química - 17/12/2010 - Cobertura Máxima GGE

GGE RESPONDE - VESTIBULAR – ITA 2011 (QUÍMICA)
QUÍMICA - 17/12/2010
CONSTANTES
23
-1
Constante de Avogadro = 6,02 x 10 mol
4
-1
4
-1
-1
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10 A s mol = 9,65 x 10 J V mol
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
-19
Carga elementar = 1,602 x 10 C
-2
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10 atm L K mol = 1,98 cal K mol = 62,4 mmHg L K mol
-2
Constante gravitacional (g) = 9,81 ms
DEFINIÇÕES
-2
Pressão de 1 atm = 760 mmHg = 101.325 N m = 760 Torr
2 -2
1 J = 1 N m = 1 kgm s
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 760 mmHg
Condições ambientais: 25 °C e 1 atm
-1
Condições-padrão: 25 °C e 1 atm; concentração das soluções = 1 mol L (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura
cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (l) = liquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (CM) = circuito metálico.
-1
(conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. [A] = concentração da espécie química A em mol L .
MASSAS MOLARES
Elemento
Químico
H
Li
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
S
Cl
Ca
-1
Número Atômico
Massa Molar (g mol )
1
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
17
20
1,01
6,94
12,01
14,01
16,00
19,00
20,18
22,99
24,30
26,98
28,08
32,07
35,45
40,08
01. A solução aquosa 6% em massa de água oxigenada (H2O2)
é geralmente empregada como agente branqueador para tecidos
e cabelos. Pode-se afirmar que a concentração aproximada dessa
solução aquosa, expressa em volumes, é
a) 24
b) 20
c) 12
d) 10
e) 6
Resolução:
Considerando 100mL de solução:
6%  6g(H2O2)  100mL (solução)
6g
nH 2O 2 
 0,176 mol
34 g / mol
Na decomposição total:
2H2O2  2H2O +O2
22,4L
 1,97L(O2 )
1mol
Assim:
100mL (água oxigenada)  1,97L(O2)
1L (1000mL)  19,7L(O2)
Massa Molar (g mol )
25
26
27
29
30
33
35
42
51
53
56
78
79
80
54,94
55,85
58,93
63,55
65,39
74,92
79,90
95,94
121,76
126,90
137,33
195,97
196,97
200,59
ALT ERNATIVA: E
03.
A 25 °C, três frascos (I, II e III) contêm, respectivamente,
-1
soluções aquosas 0,10 mol L em acetato de sódio, em cloreto de
sódio e em nitrito de sódio. Assinale a opção que apresenta a
ordem crescente CORRETA de valores de pH x (x = I, II e III)
dessas soluções, sabendo que as constantes de dissociação (K),
a 25°C, dos ácidos clorídrico (HC), nitroso (HNO2) e acético
(CH3COOH), apresentam a seguinte relação:
K CH  K HNO2  K CH3COOH
pHI < pHII < pHIII
pHI < pHIII < pHII
pHII < pHI < pHIII
pHII < pHIII < pHI
pHIII < pHII < pHI
Resolução:
Considerando o sal Na A, quanto menor a acidez do ácido, HA, ou
seja, menor sua constante de ionização, maior será o grau de
hidrolise do íon A do sal, deixando a solução mais básica (maior
pH):
-
Como cada litro de solução é capaz de gerar 19,7L de O 2, temos
uma água oxigenada 19,7 volumes
A + H2 O
 HA + OH
-
ALT ERNATIVA: B
Dessa forma:
 K ( ácido )  pH( sal )
02.
ALTERNATIVA: D
Assinale a opção que apresenta o ácido mais forte,
considerando que todos se encontram nas mesmas condições de
concentração, temperatura e pressão.
a) CH3COOH
b) CH3CH2COOH
c) (CH3)3CCOOH
d) CCH2COOH
e) C3CCOOH
-1
Número Atômico
Resolução:
O ácido C 3 C-COOH tem maior efeito –Is dos 03 átomos de cloro,
o que aumenta a ionização do ácido.
a)
b)
c)
d)
e)
2mols 1mol (22,4L )


0,176mol  x
x  0,088 mol 
Elemento
Químico
Mn
Fe
Co
Cu
Zn
As
Br
Mo
Sb
I
Ba
Pt
Au
Hg
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04. A 25 °C, as massas específicas do etanol e da água, ambos
-3
-3
puros, são 0,8 g cm e 1,0 g cm , respectivamente. Adicionando
72g de água pura a 928g de etanol puro, obteve-se uma solução
3
com 1208 cm de volume.
Assinale a opção que expressa a concentração desta solução em
graus Gay-Lussac (°GL).
a) 98
b) 96
c) 94
d) 93
e) 72
Resolução:
mágua
72g
Vágua 

 72cm3
dágua 1g cm  3
Ve tan ol 
Vtotal
me tan ol
928 g

 1160 cm3
de tan ol
0,8g cm 3
( teórico)
 1160  72  1232 cm3
No entanto ºGL corresponde ao volume de álcool puro existente
em 100mL da mistura formada:
Válcool
1160
º GL 
 100 
 100  96GL
( prático)
1208
Vtotal
ALT ERNATIVA: B
05. Considere a energia liberada em
I. combustão completa (estequimétrica) do octano e em
II. célula de combustível de hidrogênio e oxigênio
Assinale a opção que apresenta a razão CORRETA entre a
quantidade de energia liberada por átomo de hidrogênio na
combustão do octano e na célula de combustível.
-1
Dados: Energias de ligação, em kJ mol :
C – C 347
C – H 413
C = O 803
a)
b)
c)
d)
e)
H(oc tan o) 5112 KJ

 284 KJ / átomo
átomo de H
18
H(H2 )
486 KJ

 121 ,5KJ / átomo
átomo de H
4
Assim:
Razão 
284
 2,34
121,5
ALT ERNATIVA: C
06. Em um experimento eletrolítico, uma corrente elétrica circula
através de duas células durante 5 horas. Cada célula contém
condutores eletrônicos de platina. A primeira célula contém
3+
solução aquosa de íons Au enquanto que, na segunda célula,
2+
está presente uma solução aquosa de íons Cu .
Sabendo que 9,85g de ouro puro foram depositados na primeira
célula, assinale a opção que corresponde à massa de cobre, em
gramas, depositada na segunda célula eletrolítica.
a) 2,4
b) 3,6
c) 4,8
d) 6,0
e) 7,2
Resolução:
1ª Célula:
Au 3  3e   Au(s )
3 mols  197 g

x  9,85 g
x  0,15 mol (e  )
H – H 436
H – O 464
O = O 498
Como as células estão em série, a mesma carga passa pela 2ª:
Cu2  2e   Cu(s )
0,280
1,18
2,35
10,5
21,0
2 mols  63,5g

0,15 mol  y
y = 4,77 g
Resolução:
25
C8H18 
O 2  8CO 2  9H2O
2
Ligações quebradas:
18 C – H  18 X 413 = 7434 KJ
25
25
O=O
x 498 = 6225 KJ
2
2
7 C – C  7 x 347 = 2429 KJ
_____________________________
H1 = + 16088 KJ
Ligações formadas:
16 C = O  16 X 803 = 12848 KJ
18 O – H  18 X 464 = 8352 KJ
_____________________________
H2 = - 21200 KJ
ALT ERNATIVA: C
07.
A combustão de um composto X na presença de ar
atmosférico ocorre com a formação de fuligem.
Dos compostos abaixo, assinale a opção que contém o composto
X que apresenta a maior tendência de combustão fuliginosa.
a) C6H6
b) C2H5OH
c) CH4
d) CH3(CH2)6CH3
e) CH3OH
Resolução:
A fuligem é resultante de uma combustão incompleta do
composto. Assim, aquele que apresentar maior necessidade de O 2
para sua combustão completa, terá maior facilidade em formar
fuligem:
15
C 6 H6 
O 2  6CO 2  3H2 O
2
C 2H 5 OH  3O 2  2CO 2  3H 2 O
Hcombustão(octano) = - 21200 + 16088 = - 5112KJ
CH 4  2O 2  CO 2  2H2 O
Combustão do H2:
CH3 (CH2 ) 6 CH3 
2H2  O 2  2H2 O
Ligações quebradas:
2 H – H  2x 436 = 872 KJ
1 O = O  498 KJ
________________________
H1 = + 1370 KJ
CH3 OH 
25
O 2  8 C 2  9H2 O
2
3
O 2  CO 2 2H2 O
2
O composto CH3 (CH 2 )6 CH 3 precisa de mais O2.
ALT ERNATIVA: D
Ligações formadas:
4 H – O  4 x 464 = 1856 KJ
________________________
H2 = - 1856 KJ
Hcombustão(H2) = - 486 KJ
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Nas condições ambientais, assinale a opção que contém
apenas óxidos neutros.
a) NO2, CO e A2O3
b) N2O, NO e CO
c) N2O, NO e NO2
d) SiO2, CO2 e A 2O3
e) SiO2, CO2 e CO
Usando como referência o eletrodo de CuSO4/Cu:
E A 3 / A  E CuSO 4 / Cu
Resolução:
A única opção que apresenta apenas óxidos neutros é a (B), visto
que NO2 e CO2 são óxidos ácidos e aparecem nas outras
alternativas.
12.
08.
ALT ERNATIVA: B
09.
Assinale a opção que apresenta a fórmula molecular do
polímero que pode conduzir corrente elétrica.
a) [CH 2  CH 2 ]n
b) [CH  CH]n
c) [CF2  CF2 ]n
e) [CHOH  CH 2 ]n
d) [CHCH3  CH 2 ] n
Resolução:
Para que um polímero apresente a capacidade de condução de
eletricidade é necessário a existência de ligações simples e
duplas alternadas.
Das opções apresentadas apenas o poliacetileno possui ligações
conjugadas, sendo portanto capaz de conduzir corrente elétrica.
ALT ERNATIVA: B
 1,729 V  031V
 2,04 V
ALT ERNATIVA: E
Em um experimento de laboratório, cloreto de alumínio,
cloreto de zinco e carbonato de sódio são dissolvidos,
individualmente, em três recipientes separados contendo água
neutra aerada com pH = 7. Uma placa de ferro metálico PE imersa
em casa um dos recipientes, que são mantidos à temperatura de
25°C. admitindo-se as condições experimentais apresentadas
acima, são feitas as seguintes afirmações em relação à influencia
da hidrolise dos sais na velocidade de corrosão das placas
metálicas.
I. O cátion alumínio hidratado forma soluções aquosas que
aceleram a corrosão do ferro.
II. As soluções aquosas produzidas pela hidrolise do anion
carbonato inibem a corrosão do ferro.
III. A corrosão do ferro é inibida pela solução aquosa formada no
processo de hidrolise do cátion zinco hidratado.
Das afirmações acima, está(ão) correta(s) apenas:
a) I e II
b) I e III
c) II
d) II e III
e) III
10. São descritos abaixo dois experimentos, I e II, nos quais há
sublimação completa de uma mesma quantidade de dióxido de
carbono no estado sólido a 25°C:
I. O processo é realizado em um recipiente hermeticamente
fechado, de paredes rígidas e indeformáveis.
II. O processo é realizado em cilindro provido de um pistão, cuja
massa é desprezível e se desloca sem atrito.
A respeito da variação da energia interna do sistema (U), calor
(q) e trabalho (w), nos experimentos I e II, assinale a opção que
contém a afirmação ERRADA.
a) qI > 0
b) | wII | > | wI |
c) UI > UII
d) | wII |  0
e) UII = qII
Resolução:
No experimento II a pressão é mantida constante resultando em
W II = PV. Dessa forma |W II|  0.
Resolução:

I. A 3(aq)
 3H2O( )  A(OH)3  3H(aq)
A hidrólise do cátion alumínio deixa a solução com pH < 7,
acelerando a corrosão do ferro.

II. CO2(aq)
 H2O( )  H2CO2(aq)  2OH(aq)
A hidrólise do ânion carbonato deixa a solução com pH > 7,
inibindo a corrosão do ferro.
2
III. Zn(aq)
 2H2O( )  Zn(OH)2(aq)  2H(aq)
2+
A hidrólise do cátion Zn deixa a solução levemente ácida,
acelerando a corrosão do ferro.
ALT ERNATIVA: A
Assim temos que UII = qII + W II  UII  qII
13.
ALT ERNATIVA: E
11. Assinale a opção CORRETA que apresenta o potencial de
3+
equilíbrio do eletrodo A / A, em volt, na escala do eletrodo de
referência de cobre-sulfato de cobre, à temperatura de 25 °C,
-3
-1
calculando para uma concentração do íon alumínio de 10 mol L .
Dados: Potenciais de eletrodo padrão do cobre-sulfato de cobre
(ECuSO4 / Cu ) e do (E A 3 / A ) , na escala do eletrodo de
A reação catalisada do triacilglococerol com um álcool
(metanol ou etanol) produz glicerol (1-2-3-propanotriol) e uma
mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos de cadeia longa,
mais conhecido como biodiesel. Essa reação de transesterificação
envolve o equilíbrio representado pela seguinte equação química
balanceada:
hidrogênio, nas condições-padrão:
(ECuSO4 / Cu ) = 0,310v
(E A 3 / A ) = -1,67v
a) -1,23
b) -1,36
c) -1,42
d) -1,98
e) -2,04
Resolução:
A
3+
+ 3e  A
-
E° = -1,67V
Considerando que [A3+] = 10-3M, podemos usar a equação de Nernst
para obter seu potencial.
E  E 
0,059
1
log
n
[ A  3 ]
0,059
1
log
3
10 3
E  1,729 V esse valor se refere ao eletrodo de hidrogênio.
E  1,67 
em que: R’ , R” , R’” = cadeias carbônicas dos ácidos graxos e
R = grupo alquil do álcool reagente.
A respeito da produção do biodiesel pelo processo de
transesterificação, são feitas as seguintes afirmações:
I. O hidróxido de sódio é dissolvido completamente e reage com
o agente transesterificante para produzir água e o íon
alcóxido.
II. Na transesterificação catalisada por álcali, os reagente
empregados nesse processo devem ser substancialmente
anidros para prevenir a formação de sabões.
III. Na reação de produção do biodiesel pela rota etílica, com
catalisador alcalino, o alcóxido formado inibe a reação de
saponificação.
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Das afirmações acima, está(ao) correta(s) apenas
a) I e II
b) I e III
c) II
d) II e III
e) III
Resolução:
I. Verdadeira.
–
–
1ª OH + R – OH  R – O + H2O
O

O

16.
Assinale a opção que apresenta a ordem crescente
ERRADA de solubilidade em água das substâncias abaixo, nas
condições ambientes:
a) C5H12 < C5H11C < C5H11OH
b) C5H11OH < C4H9OH < C3H7OH
c) CH4 < C2H6 < C2H4O
d) CC2F2 < CCF3 < CF4
e) N2 < O2 < NO
Resolução:
Na alternativa D o CF4 é considerado mais solúvel. No entanto,
dentre as três moléculas apresentadas, o CF4 é a única totalmente
apolar, sendo assim, menos solúvel em água.
R  O  R'C  O  R' '  R  C  O  R' '



2ª
ALT ERNATIVA: D
ALCÓXIDO
R
17. Considere as seguintes afirmações:
I.
O
R'C  O  R

R' 'O 
II. Verdadeira. A água, em meio básico, hidrolisa os ésteres
formando sais de ácido graxos.
III. Falso. Tanto na saponificação como na transesterificação, é
formado o alcóxido.
ALT ERNATIVA: A
14.
Um sistema em equilíbrio é composto por n0 mol de um gás
ideal a pressão P0, volume V0, temperatura T 0 e energia interna
U0. Partindo sempre deste sistema em equilíbrio, são realizados
isoladamente os seguintes processos:
Um colóide é formado por uma fase dispersa e outra
dispersante, ambas no estado gasoso.
II. As ligações químicas em cerâmicas podem ser do tipo
covalente ou iônica.
III. Cristal líquido apresenta uma ou mais fases organizadas cima
do ponto de fusão do sólido correspondente.
Então, das afirmações acima, estão(ão) CORRETA(S)
a) apenas I
b) apenas I e II
c) apenas II
d) apenas II e III
e) apenas III
Resolução:
I. Falsa. Colóides existem em todos os estados físicos.
II. Verdadeiro. Na constituição de cerâmicas, tanto existem
cátions metálicos (ligação iônica) como também grandes
redes covalentes aluminossilicatos.
III. Verdadeiro. O cristal liquido está acima do ponto de fusão.
ALT ERNATIVA: D
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Processo isobárico de T 0 até T0/2
Processo isobárico de V0 até 2V0
Processo isocórico de P0 até P0/2
Processo isocórico de T 0 até 2T0
Processo isotérmico de P0 até P0/2
Processo isotérmico de V0 até V0/2
Admitindo que uma nova condição de equilibro para esse sistema
seja atingida em cada processo x (x = I, II, III, IV, V, VI), assinale a
opção que contém a informação ERRADA.
a) U V = U VI/2
b) U VI = U0
c) PIV = P VI
d) TII = 4TIII
e) VI = V V/4
Resolução:
Como os processos V e VI são isotérmicos, a energia interna não
sofre mudança.
ALT ERNATIVA: A
18.
Assinale a opção que apresenta a relação ERRADA a
respeito do comprimento de ligação (R) entre pares de moléculas
(neutras, cátions ou ânions), todas no estado gasoso.
a) RCO em CO < RCO em CO2
+
b) R NO em NO < R NO em NO
+
c) RNO em NO2 < R NO em NO2
d) R NN em N2F2 < R NN em N2F4
e) RSO em SO3 < RSO em SO3
Resolução:
A remoção de um elétron na molécula NO 2 permite uma maior
aproximação das nuvens eletrônicas das ligações, fazendo com
+
que R NO em NO2 < R NO em NO2 .
ALT ERNATIVA: C
19.
A figura mostra o perfil reacional da de composição de um
composto X por dois caminhos reacionais diferentes, I e II.
Baseado nas informações apresentadas nessa figura, assinale a
opção ERRADA.
15.
Quando aquecido ao ar 1,65g de um determinado elemento
X forma 2,29g de um óxido de fórmula X3O4. Das alternativas
abaixo, assinale a opção que identifica o elemento X.
a) Antimônio
b) Arsênio
c) Ouro
d) Manganês
e) Molibdênio
Resolução:
3 X  2O 2  X 3 O 4
1,65g  0,64g  2,29g

3M X  2  32g
64  1,65
MX 
 55g / mol
0,64  3
ALT ERNATIVA: D
a) O caminho reacional II envolve duas etapas.
b) A quantidade de energia liberada pelo caminho reacional I é
igual à do caminho reacional II.
c) O composto K é um intermediário no processo reacional pelo
caminho II.
d) O caminho reacional I mostra que a decomposição de X é de
primeira ordem.
e) O caminho reacional II refere-se à reação catalisada.
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Resolução:
Como o caminho I ocorre em uma única etapa, podemos escrever
diretamente a Lei de velocidade: v I  k  [ x]
ordem
2
 reação de 2ª
22.
Determine a constante de equilíbrio, a 25 °C e 1,0 atm, da
reação representada pela seguinte equação química:
2MnO4 (aq)  3Mn2 (aq)  2H2O( )
2MnO4 (aq)  8H  (aq)  6e 
20.
Considere dois cilindros idênticos (C1 e C2), de paredes
rígidas e indeformáveis, inicialmente evacuados. Os cilindros C1 e
C2 são preenchidos, respectivamente, com O2(g) e Ne(g) até
atingirem a pressão de 0,5 atm e temperatura de 50 °C. Supondo
comportamento ideal dos gases, são feitas as seguintes
afirmações:
I.
O cilindro C1 contém maior quantidade de matéria que o
cilindro C2.
II. A velocidade média das moléculas no cilindro C1 é maior que
no cilindro C2.
III. A densidade do gás no cilindro C1 é maior que a densidade
do gás no cilindro C2.
IV. A distribuição de velocidades das moléculas contidas no
cilindro C1 é maior que a das contidas no cilindro C2.
que
apresenta
a(s)
b) Apenas I e IV.
e) Apenas III.
II. FALSO. Como MO2  MNe ,
então
III. VERDADEIRO. Como NO2  nNe 

m O2
MNe

c) Apenas II.
m O2
M O2
MNe

m Ne

MNe
 m O2  m Ne
IV. FALSO. Como O2 é mais pesado, a diferença entre a
velocidade mínima e máxima encontradas na população é
menor, o que indica uma menor dispersão dos valores no
cilindro C1.
ALT ERNATIVA: E
A velocidade de uma reação química é dada pela seguinte
C
; em que  e  são constantes e C, a
1  C
concentração do reagente.
Calcule o valor do produto C quando a velocidade da reação
atinge 90% do seu limite, o que ocorre quando C >> 1.
equação: v 
Resolução:
O valor limite ocorre quando C >> 1. Assim:
C 
v máx 

C 
Quando v = 90% vmáx, temos:

C
v  0,9 
 1  C
0,9
C



1  C
 0,9  0,9C  C
 0,1 C  0,9
 C  9

 1,70 V
MnO4 / MnO2
2MnO2 (s)  12H (aq)  6e  
3Mn
2
( aq )  6H 2 O(  ); EMnO
2 / Mn
2
 1,23 V
Resolução:
A equação química dada pode ser obtida da seguinte forma:
2MnO(aq)  8H(aq)  6e 
 2MnO
2 ( s)
 4H2 O ( )
E1  1,70 V
+

3Mn(2aq
)  6H 2 O 
 3MnO
2 (s )
 12H(aq)  6e 

2MnO4 (aq)  3Mn(2aq
)  2H2 O(  )
 5MnO
2( s )
E 2  1,23 V
 4H(aq)
E  E1  E 2  1,70  1,23  0,47 V
v O2  v Ne .
MO 2
2MnO2 (s)  4H2 O; E
afirmação(ões)
Resolução:
I. FALSO. Como P, V e T são iguais, eles apresentam o mesmo
número de mols.
21.
5MnO2 (s )  4H (aq)
São dadas as semiequações químicas e seus respectivos
potenciais elétricos na escala do eletrodo de hidrogênio, nas
condições-padrão:
ALT ERNATIVA: D
Assinale a opção
CORRETA(S).
a) Apenas I e III.
d) Apenas II e IV

A constante de equilíbrio é dada por:
G
nK  
e G  nFE
RT
Logo
nK 
 (6  9,65  10 4  0,47 )
 nK  109,89 
8,31  298
k  5,30  10 47
23.
Para cada conjunto de substâncias, escolha aquela que
apresenta a propriedade indicada em cada caso. Justifique sua
resposta.
a) Entre acetona, ácido acético e ácido benzóico, qual deve
apresenta a maior entalpia de vaporização?
b) Entre hidrogênio, metano e monóxido de carbono, qual deve
apresenta o menor ponto de congelamento?
c) Entre flúor, cloro e bromo, qual deve apresentar maior ponto
de ebulição?
d) Entre acetona, água e etanol, qual deve apresentar menor
pressão de vapor nas condições ambientes?
e) Entre éter, etanol e etilenoglicol, qual deve apresenta maior
viscosidade nas condições ambientes?
Resolução:
a) Ácido benzóico. Além de formar pontes de hidrogênio, sua
maior cadeia, comparada a do ácido acético, permite formar
forças de Van der Waals mais intensas.
b) Hidrogênio. Dentre as três moléculas, o hidrogênio tem a
menor nuvem eletrônica o que torna as atrações por dispersão
de London mais fracas.
c) Bromo. Dentre as três moléculas apolares, o bromo tem maior
atração por dispersão de London, o que torna mais difícil a
ebulição.
d) Água. Comparada ao álcool, a água forma mais pontes de
hidrogênio, o que dificulta sua vaporização, tornado a pressão
de vapor menor.
e) Etilenoglicol. Por formar mais pontes de hidrogênio, suas
moléculas são mais presas, tornando mais difícil seu
escoamento, aumentando sua viscosidade.
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24.
A reação química hipotética representada pela seguinte
k
equação:
2 AB2C  2AB2  C2
foi
acompanhada
experimentalmente, medindo-se as concentrações das espécies
[AB2C], [AB2] e [C2]
função do tempo. A partir destas
informações experimentais, foram determinadas a constante de
velocidade (k) e a lei de velocidade da reação. Com base nessa
lei de velocidade, o mecanismo abaixo foi proposto e aceito:
Mecanismo:
k
1
AB 2C 
 AB2  C
lenta
k2
AB 2C  C 
 AB2  C2
rápida
Explique como foi possível determinar a constante de velocidade
(k).
Resolução:
De acordo com o mecanismo proposto a velocidade da reação
depende apenas de [AB2C]. Logo temos:
x
V = K[AB2C]
Aplicando o logaritmo a esta expressão, temos:
nV = nK + x  n[AB2C]
Esta expressão define uma reta, cuja intersecção com o eixo Y,
que ocorre quando [AB2C] = 1,é igual ao  nK.
Dessa forma determina-se o valor de K.
25.
Em um frasco de vidro, uma certa quantidade de
Ba(OH)2 . 8H2O(s) é adicionada a uma quantidade, em excesso,
de NH4NO3(s), ambos pulverizados. Quando os dois reagentes são
misturados, observa-se a ocorrência de uma reação química.
Imediatamente após a reação, o frasco é colocado sobre um bloco
de madeira umedecido, permanecendo aderido a ele por um certo
período de tempo. Escreva a equação química balanceada que
representa a reação observada. Explique por que o frasco ficou
aderido ao bloco de madeira, sabendo que o processo de
dissolução em água do NH4NO3(s) é endotérmico.
27.
O dióxido de carbono representa, em média, 0,037% da
composição volumétrica do ar seco atmosférico, nas condições
ambientes. Esse gás, dissolvido em água, sofre um processo de
hidratação para formar um ácido diprótico, que se ioniza
parcialmente no líquido. Admitindo-se que água pura seja exposta
a CO2(g) atmosférico, nas condições ambientes, e sabendo que o
equilíbrio entre as fases gasosa e líquida desse gás é descrito
pela lei de Henry, calcule:
-1
a) a solubilidade do CO2(aq), expressa em mg L , nas condições
especificadas acima, sabendo que a constante da lei de Henry
-2
para CO2 gasoso dissolvido em água a 25°C é 3,4 x 10 mol
-1
-1
L atm
b) a concentração molar do ânion bicarbonato, expressa em mol
-1
L , sabendo que a constante de dissociação ácida para o
primeiro equilíbrio de ionização do ácido diprótico a 25°C é 4,4
-7
x 10 .
Resolução:
a) De acordo com a Lei de Henry:
mCO 2  H  PCO 2
H  constante de Henry
Considerando pressão atmosférica de 1atm:
m CO2  3,4  10 2 mol L1atm 1  PCO2
m CO2  3,4  10 2 mol L1atm 1  Patm  X CO2
m CO2  3,4  10 2 mol L1atm 1  1atm 
m CO2  1,258  10 5 mol L1
C CO2  1,258  10 5 mol L1 
44g 1000 mg

1mol
1g
C CO2  0,55352mg L1
b) H2CO3 
H
+
+ HCO3
-
-7
K1 = 4,4  10

K1 
Resolução:
Reação:
0,037
100
[H ][HCO3 ]
X X
X2


 4,4  10  7
[H2 CO3 ]
[H2CO3 ] 1,258  10  5
X2  5,5352  10 12
Ba(OH)2 . 8H2O(S)  2NH4NO3(S)  Ba(NO3 )2( S )  NH3( g )  10H2 O(L )
X  2,35  10  6 mol L1
-
Como a dissolução do NH4NO3 é endotérmica, a absorção de
calor resfria a base do frasco ate congelar a umidade do bloco de
madeira. O gelo formado fica aderido mantendo o frasco preso.
26. Escreva as fórmulas estruturais das substâncias A, B, C, D, E
e F apresentadas nas seguintes equações químicas:
CH3CH2CH2Br + CN → A + B
H

H2O 
LiA H
4
 

CH MgBr
3


Resolução:
1) CH 3 CH 2CH 2Br  CN  
H
CH 3CH 2CH 2 CN  Br -


2) CH 3 CH 2 CH 2 CN  H2O 
CH 3 CH 2 CH 2 C
NH 4
-6
-1
[HCO3 ] = 2,35  10 mol L
28. Em um processo hidrometalúrgico, conduzido nas condições
ambientes, o mineral calcopirita (CuFeS2) é lixiviado em solução
aquosa de sulfato férrico. Durante o processo, o sulfato férrico é
regenerado a partir da adição de ácido sulfúrico e oxigênio gasoso
a essa solução aquosa. Sabendo que a calcopirita é um
semicondutor que sofre corrosão eletroquímica em meios aquosos
oxidantes e, admitindo-se que esse mineral, empregado no
processo de lixiviação, é quimicamente puro, escreva as
equações químicas balanceadas das reações que representam:
a) a etapa de lixiviação de CuFeS2 (s) com sulfato férrico
aquoso.
b) a etapa de regeneração da quantidade exata de matéria total
do sulfato férrico consumido no processo de lixiviação da
etapa “a”, com adição de solução aquosa diluída de ácido
sulfúrico e injeção de gás oxigênio.
c) a reação global do processo de lixiviação da calcopirita,
considerando-se as etapas “a” e “b” acima.
Resolução:
a) CuFeS2(s )  2Fe(SO 4 )3( eq)  CuSO4( aq)  5FeSO 4( aq)  S 2( g)


b) 4Fe(2aq
)  6H2 SO 4( aq)  1 O 2( g )  2Fe 2 (SO 4 ) 3  2H 2 O (  )  8H( aq )
c) CuFeS 2( s )  6H2 SO 4( aq)  O 2( g)  CuSO 4 (aq) FeSO 4( aq )  S 2( g)
LiA H
4
3) CH 3CH 2CH 2CN  
 CH 3 CH 2CH 2CH 2  NH 2
4H2SO 4( aq)  2H2 O( )
CH 3
CH 3MgBr
4) CH 3 CH 2CH 2CN 

CH 3 CH 2 CH 2C  NH 2
CH 3
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29. O produto de solubilidade em água, a 25°C, do sal hipotético
-9
M(IO3)2 é 7,2 x 10 . Calcule a solubilidade molar desse sal uma
-2
-1
solução aquosa 2,0 x 10 mol L de M(NO3)2.
Resolução:


M(IO3 )2( s )  M(2aq
)  2IO3(aq ) kPS = 7,2 X 10
-9


M(NO 3 )2(s )  M(2aq
)  2NO 3( aq )

 2  10 2 M
2  10 2 M
2+
2+
Como o M originado do M(NO3)2 é muito maior que o M
originado do M(IO3)2, concluímos que:
2+
-2
[M ]  2  10 M
Assim:


M(IO3 )2( s )  M(2aq
)  2IO3(aq )
  
K ps  M2  x IO3
2
 7,2x10 9 
 2x10 x2 (2x ) 2  7,2x10 9
 (2x ) 2  3,6x10 7 
-4
2x = 6 x 10 
2
-7
 (2x) = 3,6 x 10 
-4
 2x = 6 x 10 
-4
-1
 x = 3 x 10 mol L
30. Estima-se que a exposição a 16 mgm-3 de vapor de mercúrio
por um período de 10 min seja letal para um ser humano. Um
termômetro de mercúrio foi quebrado e todo o seu conteúdo foi
espalhado em uma sala fechada de 10 m de largura, 10 m de
profundidade e 3 m de altura, mantida a 25°C. Calcule a
concentração de vapor de mercúrio na sala após o
estabelecimento do equilíbrio Hg ( )  Hg(g), sabendo que a
-6
pressão de vapor do mercúrio a 25 °C é 3 x 10 atm, e verifique
se a concentração de vapor do mercúrio na sala será letal para
um ser humano que permaneça em seu interior por 10 min.
Resolução:
3
5
Volume total = 10m  10m  3m = 300m = 3  10 L
P  3  10 6 atm
Hg

T  25 C  298K
Aplicando a equação de Clapeyron
-6
-5
PV = nRT  3  10  3  10 = nHg  0,082  298
nHg = 0,0368mol
200 g
mHg  0,0368 mol
 7,36g  7360 mg
mol
Assim:
3
7360mg  300m
3
x  1m
3
x = 24,53 mg/m
(sala)
3
Como a concentração supera o limite de 16mg/m , ela será letal.
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