Caros estudantes, As Secretarias Estadual e Municipal de Saúde orientaram às escolas de Belo Horizonte que só voltassem às aulas a partir do dia 10 de agosto. Nós, do Colégio Marista Dom Silvério, confiantes na competência e seriedade desses órgãos públicos, seguiremos a orientação. Optamos então, por colocar à disposição dos nossos estudantes, um material com questões bastante exigentes, já que nosso objetivo, além de imprimir um ritmo de estudos, é estimular a pesquisa. Dediquem-se a esse material e registrem suas dúvidas. Na próxima semana, voltaremos à nossa rotina e daremos continuidade ao nosso processo de ensino-aprendizagem. Vamos manter o coração tranquilo e a serenidade. Mas com muita responsabilidade e dedicação. Recebam o abraço carinhoso da equipe de química. Prof: Claret, Géssy, Guilherme, Magno e Valéria . 01 - (UEG GO) Em um laboratório de química, um estudante separou em frascos semelhantes três solventes que utilizaria em seu experimento. Entretanto, esqueceu de rotular esses frascos no momento da coleta e, posteriormente, não tinha certeza a respeito do componente de cada um deles. Mas, conhecendo a densidade de cada um dos líquidos, para sanar sua dúvida, efetuou o seguinte experimento. Adicionou 3 mL de cada solvente em tubos de ensaios separados e posteriormente adicionou 1 mL de água. A análise dos resultados permitiu a identificação inequívoca dos componentes presentes em cada frasco. Os resultados observados para cada tubo de ensaio e a tabela com as respectivas densidades dos líquidos estão mostrados na figura e na tabela abaixo: Densidade a 25 º C (g.mL1 ) H 2O 1,0 CH 3CH 2 OH 0,8 Gasolina 0,7 HCCl3 1,5 Líquido A partir das informações acima, responda ao que se pede. a) Determine as substâncias presentes em cada um dos tubos, justificando em seguida o motivo de sua escolha. b) Comente a validade da seguinte afirmativa: “Todos os líquidos indicados na tabela acima são exemplos de substâncias puras”. 02 - (UEG GO) Isótopos são átomos do mesmo elemento químico que apresentam as mesmas propriedades químicas e diferentes propriedades físicas. Para a caracterização de um átomo é necessário conhecer o seu número atômico e o seu número de massa. Sobre esse assunto, considere os elementos químicos hipotéticos (a + 7)X(3a) e (2a + 2)Y(3a + 2). Sabendo-se que esses elementos são isótopos entre si, responda ao que se pede. a) Calcule a massa atômica e o número atômico para cada um dos elementos químicos X e Y. b) Obtenha, em subníveis de energia, a distribuição eletrônica do íon X2+. c) O íon X2+ deverá apresentar maior ou menor raio atômico do que o elemento X? Explique. 03 - (UEG GO) Leia as informações abaixo e em seguida responda ao que se pede. A acidez estomacal é causada por alguma disfunção na digestão, por estresse ou por excesso de alimentos. Para aliviar a popular “queimação” no estômago, deve-se ingerir um antiácido estomacal, geralmente o bicarbonato de sódio, o qual é capaz de neutralizar o excesso de ácido clorídrico presente no suco gástrico. a) Escreva a equação balanceada que representa a reação entre o acido clorídrico e o antiácido em questão. b) Explique o comportamento básico do bicarbonato de sódio na redução da acidez estomacal, uma vez que ele é classificado como um sal ácido. 04 - (UFTM MG) A vitamina C é indispensável para o perfeito funcionamento de todas as células do nosso corpo. Desempenha papel importante no metabolismo celular, participando dos processos de óxido-redução, no transporte de elétrons. Contribui ainda na proteção do organismo contra infecções, participando na formação de anticorpos. A vitamina C (massa molar 176 g/mol), constituída por átomos de C, H e O, apresenta grupos –OH em sua estrutura e é bastante solúvel na água, sendo comercializada nas farmácias, principalmente como comprimidos efervescentes. a) Na combustão completa de 880 mg de vitamina C, são produzidos 360 mg de água e 1 320 mg de gás carbônico. Deduza a sua fórmula molecular. b) Qual é o nome da principal força de interação que ocorre entre a vitamina C e a água? 05 - (UFTM MG) Um grupo de alunos desenvolveu um experimento no laboratório de química para o estudo das propriedades de dois compostos sólidos de coloração branca, consistindo de dois testes: Teste I: condutividade elétrica de suas soluções aquosas. Teste II: reação dos compostos em ácido sulfúrico H2SO4. O grupo de alunos anotou os seguintes resultados: Teste I: somente a solução aquosa do composto B apresentou condutividade. Teste II: Utilizando a capela, verificou-se que os dois compostos reagem com o ácido sulfúrico, liberando calor e produzindo gases. Na reação do composto A, a liberação de energia foi mais intensa, com formação de bolhas, expansão do volume e ainda um forte odor foi detectado. Após a discussão dos resultados com o grupo de alunos, o professor informou: • Os sólidos A e B eram, respectivamente, a sacarose (C12H22O11) e o carbonato de sódio Na2CO3. • O ácido sulfúrico é um poderoso agente desidratante. O composto testado é completamente desidratado, com formação de vapor d’água e um resíduo sólido escuro, constituído de carbono. a) Explique os resultados do teste I. b) Escreva as equações das reações, devidamente balanceadas, que ocorrem com os compostos A e B no teste II. 06 - (UNESP SP) Para determinar a massa molar de uma substância desconhecida, porém líquida, pura e com ponto de ebulição inferior a 100 ºC, pode-se utilizar uma técnica que consiste em introduzir a amostra em um bulbo de Dumas e submetê-lo a aquecimento em banho-maria. Um experimento nesse procedimento forneceu os seguintes resultados: massa de vapor = 1,0 g; volume do bulbo = 410 cm3; pressão = 1 atm e temperatura = 90 ºC. Considere R = 0,082 atm.L.mol–1.K–1. Calcule a massa molar da substância. 07 - (UFOP MG) Devido à necessidade de se dispor de pequenos sistemas eletroquímicos duráveis, confiáveis e de alta densidade de energia, no início dos anos 1980 foram lançadas no mercado as baterias de Li/MnO2, cujo eletrólito é o LiPF6. O processo de descarga dessas pilhas envolve a reação: 4Li MnO2 2Li 2O Mn (Equação 1) Uma vez que a tecnologia desse tipo de pilha é relativamente recente, existem lacunas na legislação quanto à sua destinação final. Sabe-se, no entanto, que o descarte inapropriado dessas pilhas pode causar diversos prejuízos ao meio ambiente. As equações 2, 3 e 4 abaixo ilustram uma série de reações que podem ocorrer com a abertura dessas pilhas no ambiente: LiPF6 H 2 O LiF F – PO34 H (Equação 2) Li H 2 O LiOH H 2 (Equação 3) LiOH F – PO34 H LiF Li 3PO 4 H 2 O (Equação 4) a) Indique o agente oxidante e o agente redutor na Equação 1. b) Excetuando o eletrólito, forneça o nome de todos os compostos de lítio envolvidos nas reações 1, 2, 3 e 4 acima. c) Faça o balanceamento da Equação 4. d) Faça o balanceamento da Equação 3 e calcule o volume de gás hidrogênio que pode ser obtido pela hidrólise de 1 mol de Li metálico nas CNTP. 08 - (UFOP MG) O amideto de sódio, conhecido comercialmente como sodamida, é um composto iônico de fórmula NaNH2, muito utilizado na preparação do índigo, um corante responsável pela cor do jeans azul. Sabendo-se que o ânion amideto, NH2 , é uma base forte, pede-se o seguinte: a) sua estrutura de Lewis. b) sua geometria. c) a fórmula e a geometria do seu ácido conjugado. 09 - (UFOP MG) Para cada um dos compostos a seguir indique: I. se se trata de um eletrólito ou um não eletrólito; II. se se trata de um ácido forte, um ácido fraco, uma base forte, uma base fraca, um sal, um composto orgânico (se não for ácido, nem base, nem sal); III. quais íons são formados quando ele se dissolve em água (escreva “nenhum” caso não se formem íons); IV. um nome aceitável. CH3NH2 I)_______________________ II)_______________________ III)_______________________ IV)_______________________ HClO4 I)_______________________ II)_______________________ III)_______________________ IV)_______________________ RbOH I)_______________________ II)_______________________ III)_______________________ IV)_______________________ Fe3(PO4)2 I)_______________________ II)_______________________ III)_______________________ IV)_______________________ HOOC–COOH I)_______________________ II)_______________________ III)_______________________ IV)_______________________ 10 - (UFOP MG) Produtos de limpeza devem ficar fora do alcance de crianças, pois algumas substâncias que eles contêm podem reagir formando compostos capazes de causar a morte. A amônia, por exemplo, está presente em diversos desinfetantes e pode reagir com o gás metano em presença de oxigênio para formar o ácido cianídrico, de acordo com a seguinte reação: NH3(l) O2(g) CH 4(g) HCN(g) H 2O(l) a) Faça o balanceamento da equação acima. b) Indique os números de oxidação de todos os elementos nos reagentes e nos produtos. c) Quando se misturam, nas CNTP, volumes iguais dos gases oxigênio e metano nessa reação, algum dos dois estará em excesso? Justifique. 11 - (UEM PR) A pólvora consiste em uma mistura de substâncias que, em condições adequadas, reagem, com rendimento de 100%, segundo a equação química abaixo: 4 KNO3 (s) 7 C (s) S (s) 3 CO 2 (g) 3 CO (g) 2 N 2(g) K 2 CO 3 (s) K 2S (s) Sob condições normais de temperatura e pressão, e admitindo comportamento ideal para todos os gases, considere a reação de uma amostra de pólvora contendo 1515 g de KNO3 com 80% de pureza. Calcule o volume total de gases produzidos na reação. Em seguida, nomeie os sais formados. 12 - (UEM PR) Observe, na tabela a seguir, alguns minerais e suas fórmulas químicas. mineral fórmula química barita BaSO 4 calcita CaCO 3 cuprita Cu 2 O galena PbS quartzo SiO 2 rutilo TiO 2 Esses minerais foram separados em dois grupos: grupo X - minerais cuja fórmula química contém um elemento do quarto período da tabela periódica; grupo Y - minerais que não apresentam essa característica. Escreva a equação química completa e balanceada da reação entre o ácido clorídrico e o mineral do grupo X cujo cátion corresponde ao elemento de menor eletronegatividade. Em seguida, relacione os minerais do grupo Y em ordem crescente de raio atômico dos elementos correspondentes a seus cátions. 13 - (UFC CE) Na análise de 5 (cinco) diferentes compostos (A, B, C, D e E) formados apenas por nitrogênio e oxigênio, observou-se que as relações de massas entre nitrogênio e oxigênio em cada um deles eram: Composto A B C D E Massa de Massa de Nitrogênio (g) Oxigênio (g) 2,8 1,6 2,8 3,2 2,8 4,8 2,8 6,4 2,8 8,0 a) Se a massa molar do composto C é 76 g.mol–1, determine as fórmulas químicas para os compostos A, B, C, D e E. b) Indique os estados de oxidação do nitrogênio nos compostos A, B, C, D e E. 14 - (UFC CE) O ácido fosfórico, H3PO4, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita, Ca5(PO4)3F, e o ácido sulfúrico, H2SO4, de acordo com a seguinte equação química: Ca 5 (PO4 ) 3 F (s) 5 H 2SO 4 (l) 3 H 3 PO4 (l) 5 CaSO 4 (s) HF (g) Considere a reação completa entre 50,45 g de fluoroapatita com 98,12 g de ácido sulfúrico. a) Qual é o reagente limitante da reação? b) Determine a quantidade máxima de ácido fosfórico produzida. 15 - (UFCG PB) O uso do fogo na agricultura é condenado há mais de um século pelos manuais de conservação do solo, pois provoca conseqüências negativas na produtividade da terra. No Brasil, desde o início da colonização, as queimadas foram utilizadas para a preparação de áreas para o plantio da cana de açúcar, do cacau e da monocultura como um todo, sendo o fogo ateado para a destruição de campos e florestas. O sociólogo Gilberto Freyre afirma que "o canavial desvirginou todo esse mato grosso de modo mais cru pela queimada. A cultura da cana valorizou o canavial e tornou desprezível a mata". Para plantar a cana, o ferro e o fogo tornaram-se “parceiros” do senhor de engenho, cerrando a floresta e desvirginando a Mata Atlântica. O inconseqüente uso do fogo para as práticas agropastoris e para a abertura de locais de habitação humana, sempre foi uma das identidades do Brasil que queima, que corta, que cerra e que destrói. Adaptado de FERREIRA, Manoel Eduardo. A queimada da cana e seu impacto socioambiental. Disponível em: http://www.adital.com.br. Acesso em 6 jul. 2007 Admitindo que a madeira é constituída de aproximadamente 50% em massa de celulose (polímero formado por unidades repetidas de glicose (C6H12O6)) e admitindo ainda que a queimada de um hectare (10.000 m2) da mata atlântica provoca a combustão de 30 toneladas de madeira, responda as questões abaixo considerando a combustão completa da glicose. a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão da glicose. b) Determine a massa de glicose proveniente de uma área de caatinga equivalente a um campo de futebol de 100m x 50m. c) Determine o volume, em metros cúbicos, de gás carbônico produzido, medido nas condições normais de temperatura e pressão, pela queimada de uma área de caatinga equivalente a um campo de futebol de 100m x 50m. 16 - (UFPE) A preocupação com o meio ambiente levou ao desenvolvimento de metodologias verdes (pouco poluentes), que procuram reduzir a produção de rejeitos e a utilização de reagentes tóxicos. Um exemplo de metodologia verde é a síntese descrita abaixo do ácido adípico, utilizado na preparação do náilon-66. Considere as massas molares do cicloexeno e do ácido adípico iguais a 82 e 146 g·mol–1, respectivamente. N a2W O4. 4H 2O [ CH 3( n-C8H 17)N ] H SO4 aqueci mento O HO OH + 4 H2O O áci do adípi co Calcule a massa de ácido adípico em kg que será formada a partir de 41 kg de cicloexeno, considerando que o rendimento da reação é 85%. Assinale o número inteiro mais próximo. 17 - (UNESP SP) Um procedimento muito utilizado para eliminação de bactérias da água é a adição de cloro com produção de hipoclorito. O cloro pode ser produzido pela eletrólise de uma solução aquosa de íons cloreto, segundo a equação I: I : 2C (aq ) 2H 2 O() 2OH (aq ) C 2 (g) H 2 (g) Posteriormente, o Cl2 pode reagir com as hidroxilas produzindo o hipoclorito. II : 2OH (aq ) C 2 (g) C (aq ) CO (aq ) H 2 O() Calcule o volume de H2 produzido nas CNTP quando ocorre o consumo de 117,0 gramas de NaCl (massa molar = 58,5 g.mol–1) de acordo com a Equação I, e forneça a equação global que expressa a formação de hipoclorito a partir da eletrólise da solução de cloreto. 18 - (UNESP SP) Estudos recentes indicam que as águas do aqüífero Guarani (um dos maiores reservatórios subterrâneos de água doce conhecidos no planeta) estão sendo contaminadas. O teor de nitrogênio já atinge, em determinados locais, valores acima do nível de tolerância do organismo humano. Em adultos, o nitrogênio, na forma de nitrito, atua na produção de nitrosaminas e nitrosamidas, com elevado poder cancerígeno. Considerando as equações químicas a seguir, NO 2 (aq ) H (aq ) HNO2 (aq ) (produção do ácido nitroso no estômago) HNO2 (aq) (CH 3 ) 2 NH (aq) (CH 3 ) 2 NNO (aq) H 2 O () (produção da nitrosamina) determine a massa da nitrosamina que pode ser produzida a partir de um litro de água cujo teor em nitrito seja igual a 9,2 mg. Apresente seus cálculos. Massas molares, em g.mol–1: NO 2 46 e (CH3 ) 2 NNO 74. 19 - (UNESP SP) Uma das principais fontes de energia térmica utilizadas atualmente no Estado de São Paulo é o gás natural proveniente da Bolívia (constituído principalmente por metano). No entanto, devido a problemas políticos e econômicos que causam eventuais interrupções no fornecimento, algumas empresas estão voltando a utilizar o GLP (gás liquefeito de petróleo, constituído principalmente por butano). Forneça as equações químicas para a combustão de cada um desses gases e calcule os volumes de cada um deles que produzem 22,4 litros de CO2. 20 - (UNIFESP SP) A figura apresenta um esquema de equipamento utilizado para determinação de carbono e hidrogênio em uma determinada amostra de um composto orgânico (constituído por C, H e O) com massa molar 90 g/mol. A amostra no forno sofre combustão completa com excesso de gás oxigênio. No equipamento, o interior das regiões A e B contém substâncias sólidas para reter por completo, respectivamente, a água e o gás carbônico produzidos na combustão. a) Determine a fórmula molecular do composto orgânico analisado, sabendo-se que as massas de água e gás carbônico produzidas foram respectivamente 36 mg e 176 mg. b) O compartimento B contém a substância hidróxido de sódio. Escreva a equação da reação que lá ocorre, sabendo-se que é classificada como reação de síntese. 21 - (UFMS) A figura abaixo apresenta a curva de perda de massa em função de uma variação controlada de temperatura, para o sulfato de cobre hidratado, também conhecida como curva termogravimétrica. A perda de massa, ocorrida no intervalo de temperatura, limitado pelas setas A e B, corresponde à eliminação das moléculas de água de hidratação desse sal. O patamar, indicado pela letra A, corresponde a 100% em massa de amostra analisada. O patamar que se inicia na seta, indicada pela letra B, corresponde a 63,9% em massa e à porcentagem de sulfato de cobre anidro formado durante o processo. Sabendo-se que o CuSO4 tem massa molar igual a 159,62 g/mol e a H2O igual a 18,02 g/mol, calcule o número de moléculas de água no sulfato de cobre hidratado. (Caso necessário, aproxime o resultado para o inteiro mais próximo). 22 - (UFRJ) O livro “A Tabela Periódica”, de Primo Levi, reúne relatos autobiográficos e contos que têm a química como denominador comum. Cada um de seus 21 capítulos recebeu o nome de um dos seguintes elementos da tabela periódica: Argônio, Hidrogênio, Zinco, Ferro, Potássio, Níquel, Chumbo, Mercúrio, Fósforo, Ouro, Cério, Cromo, Enxofre, Titânio, Arsênio, Nitrogênio, Estanho, Urânio, Prata, Vanádio, Carbono. Escreva o símbolo do elemento que dá nome a um capítulo e corresponde a cada uma das seis descrições a seguir. I – É metal alcalino. II – É líquido na temperatura ambiente. III – É o de menor potencial de ionização do grupo 15. IV – É radioativo, usado em usinas nucleares. V – Aparece na natureza na forma de gás monoatômico. VI – É lantanídeo. 23 - (UFRJ) O vidro pode ser usado como evidência científica em investigações criminais; isso é feito, usualmente, comparando-se a composição de diferentes amostras de vidro. Alguns métodos de análise empregam uma reação do vidro com ácido fluorídrico. A reação entre o ácido fluorídrico e o dióxido de silício presente nos vidros produz fluoreto de silício e água. Escreva a equação química balanceada dessa reação. 24 - (UFRJ) A análise da água de uma lagoa revelou a existência de duas camadas com composições químicas diferentes, como mostra o desenho a seguir. Indique o número de oxidação do nitrogênio em cada uma das camadas da lagoa e apresente a razão pela qual alguns elementos exibem diferença de NOx entre as camadas. 25 - (UFRJ) O cientista John Dalton foi um dos pioneiros na tentativa de ordenar e definir propriedades dos elementos e das moléculas. Segundo sua Teoria Atômica, apresentada em 1803, toda a matéria seria composta por pequenas partículas indivisíveis chamadas átomos. Átomos do mesmo elemento possuiriam as mesmas características, podendo se ligar entre si ou a outros elementos, formando moléculas. Como os símbolos dos antigos alquimistas não se ajustavam a sua teoria, Dalton propôs ainda a adoção de novos símbolos para representar os elementos e as moléculas. As figuras a seguir apresentam algumas moléculas representadas com os símbolos criados por Dalton. a) Escreva a estrutura do ácido nítrico usando a representação de Dalton. b) Apresente o NOX do elemento central da molécula X. 26 - (UFRJ) A queima do enxofre presente na gasolina e no óleo diesel gera dois anidridos que, combinados com a água da chuva, formam seus ácidos correspondentes. Escreva a fórmula desses ácidos e indique o ácido mais forte. Justifique sua indicação. 27 - (UFRN) Evitar o desmatamento e plantar árvores são formas de reduzir os níveis de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, pois as árvores têm o importante papel de transformar o CO 2 em açúcares, por intermédio da fotossíntese. Nessa reação, o dióxido de carbono reage com a água, em presença de luz, produzindo glicose (C6H12O6) e oxigênio (O2). a) Escreva a equação química balanceada da reação de fotossíntese. b) Calcule a massa de glicose formada a partir de 72 L de CO 2, à pressão de 1 atm e a 25ºC, sabendo que o volume molar, nessas condições de T e P, é de aproximadamente 24 litros por mol (L/mol). 28 - (UFRN) Atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial de etanol (CH 3CH2OH) obtido a partir da cana-de-açúcar. Usado como combustível, em automóveis, o etanol é menos poluente que os combustíveis fósseis. Os monossacarídeos, provenientes da sacarose (cana-deaçúcar), produzem, em presença de um microorganismo vivo específico, uma solução que apresenta em torno de 8% de etanol. O sistema abaixo é utilizado, no laboratório de análise de uma indústria, para a purificação do etanol. a) Nomeie o processo de transformação da sacarose em etanol e o de purificação do etanol (mostrado na figura). b) Qual a função da vidraria (V1) indicada nessa figura? Com base nas interações intermoleculares, explique por que, na mistura gasosa, a quantidade do etanol será maior que a da água. 29 - (UFSCAR SP) Atualmente, a humanidade depende fortemente do uso de combustíveis fósseis para atender suas necessidades energéticas. No processo de queima desses combustíveis, além dos produtos diretos da reação de combustão – dióxido de carbono e vapor de água –, vários outros poluentes gasosos são liberados para a atmosfera como, por exemplo, dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre. Embora nos últimos anos tenha sido dado destaque especial ao dióxido de carbono por seu papel no efeito estufa, ele, juntamente com os óxidos de nitrogênio e enxofre, tem um outro impacto negativo sobre o meio ambiente: a propriedade de se dissolverem e reagirem com a água, produzindo os ácidos correspondentes, que acarretam a acidificação das águas das chuvas, rios, lagos e mares. a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações de dióxido de carbono e dióxido de enxofre com a água, dando origem aos ácidos correspondentes. b) A chuva acidificada pela poluição reage com o carbonato de cálcio, principal componente de rochas calcárias, provocando a dissolução lenta dessas rochas. Escreva a equação química balanceada entre o carbonato de cálcio e os íons H presentes na chuva acidificada. 30 - (FUVEST SP) Devido à toxicidade do mercúrio, em caso de derramamento desse metal, costuma-se espalhar enxofre no local para removê-lo. Mercúrio e enxofre reagem, gradativamente, formando sulfeto de mercúrio. Para fins de estudo, a reação pode ocorrer mais rapidamente, se as duas substâncias forem misturadas num almofariz. Usando esse procedimento, foram feitos dois experimentos. No primeiro, 5,0 g de mercúrio e 1,0 g de enxofre reagiram, formando 5,8 g do produto, sobrando 0,2 g de enxofre. No segundo experimento, 12,0 g de mercúrio e 1,6 g de enxofre forneceram 11,6 g do produto, restando 2,0 g de mercúrio. a) Mostre que os dois experimentos estão de acordo com a lei da conservação da massa (Lavoisier) e a lei das proporções definidas (Proust). b) Existem compostos de Hg (I) e de Hg (II). Considerando os valores das massas molares e das massas envolvidas nos dois experimentos citados, verifique se a fórmula do composto formado, em ambos os casos, é HgS ou Hg2S. Mostre os cálculos. Dados: massas molares (g mol–1): mercúrio (Hg) ... 200 enxofre (S) ........ 32 31 - (FUVEST SP) Um dos métodos industriais de obtenção de zinco, a partir da blenda de zinco, ZnS, envolve quatro etapas em seqüência: I. Aquecimento do minério com oxigênio (do ar atmosférico), resultando na formação de óxido de zinco e dióxido de enxofre. II. Tratamento, com carvão, a alta temperatura, do óxido de zinco, resultando na formação de zinco e monóxido de carbono. III. Resfriamento do zinco formado, que é recolhido no estado líquido. IV. Purificação do zinco por destilação fracionada. Ao final da destilação, o zinco líquido é despejado em moldes, nos quais se solidifica. a) Represente, por meio de equação química balanceada, a primeira etapa do processo. b) Indique o elemento que sofreu oxidação e o elemento que sofreu redução, na segunda etapa do processo. Justifique. c) Indique, para cada mudança de estado físico que ocorre na etapa IV, se ela é exotérmica ou endotérmica. 32 - (FUVEST SP) Foram misturados 2,00 L de um alcano de m átomos de carbono por molécula e 2,00 L de outro alcano de n átomos de carbono por molécula, ambos gasosos. Esses alcanos podem ser quaisquer dois dentre os seguintes: metano, etano, propano ou butano. Na combustão completa dessa mistura gasosa, foram consumidos 23,00 L de oxigênio. Todos os volumes foram medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. a) Escreva a equação da combustão completa de um alcano de n átomos de carbono por molécula. Para identificar os dois alcanos que foram misturados, conforme indicado acima, é preciso considerar a lei de Avogadro, que relaciona o volume de um gás com seu número de moléculas. b) Escreva o enunciado dessa lei. c) Identifique os dois alcanos. Explique como chegou a essa conclusão. 33 - (UFG GO) A histidina, um aminoácido, é utilizada pelo organismo para síntese da histamina, por meio de uma reação de descarboxilação. O OH HN N NH2 Histidina HN N NH2 Histamina a) Explique qual das duas substâncias é mais solúvel. b) Explique, de acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, por que a histidina apresenta caráter anfótero em meio aquoso, enquanto seu derivado, a histamina, não. 34 - (UFG GO) A análise do enxofre contido numa amostra de sacarina C7 H5 NO3 S pode ser realizada segundo as seguintes etapas: 1. inicialmente, o enxofre é convertido em íons sulfato; 2. a seguir, a solução que contém os íons sulfato é tratada com uma solução de cloreto de bário, formando-se um precipitado; 3. o precipitado resultante é separado por decantação; 4. a massa desse precipitado é determinada. Considerando as etapas acima, a) escreva a equação química que representa a formação do precipitado na etapa 2; b) proponha um método alternativo para a etapa 3; c) se a massa do precipitado for de 1,675 g , quais serão a massa e o teor de enxofre na amostra? 35 - (UFG GO) Sabe-se que, em lagos, ocorre uma estratificação das camadas de água durante o verão, com as mais frias situando-se no fundo. Conseqüentemente, as camadas mais profundas são pobres em oxigênio dissolvido, enquanto na superfície os níveis de oxigênio estão próximos à saturação. As espécies químicas dissolvidas no lago refletem essa situação. Considere as seguintes espécies químicas presentes no lago: dióxido de carbono, íon sulfato, metano, amônia, íon nitrato e ácido sulfúrico. Considerando essas informações, a) explique como se distribuem as espécies químicas presentes nesse lago, na superfície e no fundo, durante o verão e o inverno; b) explique, tendo como referência o fragmento do texto “Como será a vida daqui mil annos?”, “posto que, de primeiro de Janeiro a 31 de Dezembro,a temperatura seja a mesma - 70 gráos Fharenheit.”, como se distribuem as espécies químicas nesse lago, na superfície e no fundo. 36 - (UNESP SP) O gás liberado na reação completa de 0,486 gramas de magnésio metálico com solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) foi confinado em um recipiente de 100 mL à temperatura de 27 ºC. Dadas a massa molar do magnésio = 24,3g.mol–1 e a constante universal dos gases R = 0,082 atm.L.mol–1.K–1, determine a pressão no recipiente. 37 - (UNESP SP) Quando o mineral fosforita (Ca3(PO4)2) é aquecido a 650 ºC na presença de areia (SiO 2) e carvão (C), os produtos obtidos são silicato de cálcio (CaSiO3), monóxido de carbono (CO) e fósforo (P4). Dadas as massas molares: Ca3(PO4)2 = 310 g.mol–1, SiO2 = 60 g.mol–1, C = 12 g.mol–1, CaSiO3 = 116 g . mol–1, CO = 28 g . mol-1 e P4 = 124 g.mol–1 , calcule a massa de fósforo (P4) que é produzida a partir da reação de 6,2 kg de fosforita, 4,0 kg de areia e 0,6 kg de carvão, sendo este último o reagente limitante. 38 - (UFG GO) Leia o texto. “ Tudo que você vê faz parte de um delicado equilíbrio;como rei, você precisa entender esse equilíbrio a respeitar todas as criaturas, desde a formiguinha até o maior dos antílopes. Mas, pais, nós não comemos os antílopes? Sim, Simba, mas deixe-me explicar: quando morremos nossos corpos tornam-se grama e o antílope come a grama. E, assim, estamos todos conectados pelo grande ciclo da vida.” O REI LEÃO. Walt Disney Productions, 1994. Considerando o texto a) explique como animais e vegetais incorporam e eliminam carbono; b) explique, à luz da lei de Lavoisier, por que “estamos todos conectados”. 39 - (UFG GO) O motor de Stirling é um sistema que regenera o ar quente em um ciclo fechado. As transformações que ocorrem nesse motor podem ser representadas, idealmente, pelas seguintes etapas: 1. o gás é aquecido a volume constante; 2. o gás se expande a uma temperatura constante; 3. o gás é resfriado a volume constante; 4. o gás se contrai a uma temperatura constante. Faça o diagrama pressão x volume para essas etapas do motor de Stirling. 40 - (UEG GO) O carbono é um elemento químico sólido à temperatura ambiente. Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas, entre as quais, grafite e diamante. Esse elemento é o pilar básico da química orgânica, fazendo parte de todos os seres vivos. As principais propriedades dos dois alótropos mencionados no texto estão organizadas na tabela abaixo. Use-a, juntamente com a figura, para responder aos itens subseqüentes. Grafite Diamante Bom condutorde eletricidade Isolante Lubrificante seco de alta eficiência Máximadureza na escala de Mohs Densidade igual a 2,2 g cm – 3 Densidade igual a 3,5 g cm – 3 Cristais opacos Cristais translúcidos Pontode fusão : 4600K Infusível,excetoem altaspressões a) Explique por que grafite e diamante se comportam de forma diferente em relação ao fenômeno de fusão. b) Dê a hibridização dos átomos de carbono no grafite e no diamante e explique o fato de um deles ser isolante e o outro, um bom condutor de eletricidade. 41 - (UEG GO) A 25 ºC, uma mistura de propano e butano ocupa um certo volume, sob uma pressão total de 1,25 atm. Quando é realizada a combustão completa dessa mistura e apenas dióxido de carbono é coletado, verifica-se que a pressão desse gás é de 0,5 atm, quando este ocupa um volume oito vezes superior ao volume inicial sob a mesma temperatura. Dado: R=0,082 atm L K–1 mol–1 a) Calcule a fração molar de butano na amostra original. b) Explique, do ponto de vista da teoria cinética dos gases, por que o aumento de temperatura a volume constante provoca um aumento na pressão. 42 - (UFU MG) O gráfico a seguir representa a curva de aquecimento de uma substância à pressão constante de 1 atm. Pede-se. a) Quais são os estados físicos dessa substância indicados pelas letras A, C e E? b) Explique o fenômeno que ocorre na região indicada pela letra D. c) Qual é o ponto de ebulição dessa substância em ºC? d) Qual é o intervalo de temperatura em ºC, no qual estará o ponto de fusão dessa substância? 43 - (UFU MG) O gás hidrogênio (H2) é usado na propulsão de foguetes e é considerado uma importante alternativa energética. Esse gás pode ser obtido conforme mostra a equação (não balanceada) a seguir: HCl(aq) Zn(s) ZnCl2(aq) H 2(g) Pede-se: a) Determine o número de oxidação (Nox) de todos os elementos das substâncias envolvidas. b) Qual é o elemento que sofreu oxidação e o elemento que sofreu redução? c) Qual é o agente oxidante e o agente redutor? d) Escreva as semi-reações de oxidação e redução. e) Equacione a reação de combustão do H2. TEXTO: 1 - Comum às questões: 44, 45 Cerca de 38% do consumo mundial de sódio metálico estão vinculados à produção do corante índigo usado no vestuário jeans. A produção de boridreto de sódio para o branqueamento de celulose responde por cerca de 20% do consumo desse metal alcalino. As demais aplicações se concentram na área da química fina. O fluxograma a seguir descreve algumas reações envolvidas nessas aplicações. metilatos índigo, jeans Na 1 + BH3 NaH NaNH2 2 + H2 NaBH4 + NH3 + N2O 3 NaN3 4 44 - (UFRJ) a) Dê o nome do óxido envolvido na reação 3. b) Na reação 4, indique o ácido e a base de Lewis nos reagentes. Justifique sua resposta. 45 - (UFRJ) a) Na reação 1, dê o nome do produto e indique o composto que sofreu oxidação. b) Identifique e classifique as ligações no produto da reação 2. TEXTO: 2 - Comum às questões: 46, 47, 48, 49, 50 Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios utilizando o conhecimento químico (vestibular UNICAMP 2002). Hoje estão se preparando para celebrar uma data muito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b em cada questão de 1 a 12 devem, necessariamente, ser respondidos. 46 - (UNICAMP SP) Também para mostrar suas habilidades químicas, Rango colocou sobre o balcão uma folha de papel que exalava um cheiro de ovo podre e que fazia recuar os “mais fracos de estômago”. Sobre essa folha via-se um pó branco misturado com limalhas de um metal de cor prateada. Após algumas palavras mágicas de Rango, ouviu-se uma pequena explosão acompanhada de uma fumaça branca pairando no ar. a) Sabendo-se que naquela mistura maluca e mal cheirosa, uma das reações ocorreu entre o clorato de potássio (KClO3) e raspas de magnésio metálico, e que o pó branco formado era cloreto de potássio misturado a óxido de magnésio, teria havido ali uma reação com transferência de elétrons? Justifique. b) A mistura mal cheirosa continha fósforo branco (P4) dissolvido em CS2, o que permitiu a ocorrência da reação entre o KClO3 e o magnésio. A molécula P4 é tetraédrica. A partir dessa informação, faça um desenho representando essa molécula, evidenciando os átomos e as ligações químicas. 47 - (UNICAMP SP) Após a limpeza do banheiro, Rango foi à sala e removeu todos os móveis e, de tão feliz e apaixonado, começou a cantarolar: “Beijando teus lindos cabelos, Que a neve do tempo marcou… Estavas vestida de noiva, Sorrindo e querendo chorar…” De repente, volta à realidade lembrando que tinha que limpar aquela sala de 50m2 e de 3 m de altura, antes que Dina voltasse. “Hoje a temperatura está em 32 ºC e a pressão atmosférica na sala deve ser, aproximadamente, 4 vezes o valor da minha pressão arterial sistólica (180 mmHg ou aproximadamente 21.000 Pa), sem medicação. Ah, se eu fosse tão leve quanto o ar dessa sala!”, pensava Rango... a) “Se o ar se comporta como um gás ideal, quantos mols dessa mistura gasosa devem estar presentes aqui na sala?” b) “Se minha massa corpórea é de 120 kg, e eu acho que estou fora do peso ideal, então, se eu tivesse a mesma massa que o ar dessa sala, eu estaria melhor? Por quê?”. Dados: constante dos gases = = 8,314 Pa m3 mol–1 K–1, T/K = 273 + t / ºC; o ar é composto de, aproximadamente, 78% em massa de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1 0, %de argônio. 48 - (UNICAMP SP) Depois das 19 horas, os convidados começaram a chegar. Dina os recepcionava no bar, onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco. Dina bradava aos quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química, já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas!” Para cada bebida, Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma com gelo e outra com gelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Passado um certo tempo, um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a “sabichona” de antigamente, e foi logo perguntando: a) “Esses sólidos, quando colocados nas bebidas, sofrem transformações. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem?” b) “Dina, veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde ao copo d da situação final? Em algum dos copos, a concentração final de álcool ficou diferente da concentração inicial? Por quê?” Obs: considerar a figura para responder ao tem b. 49 - (UNICAMP SP) Especialmente para as crianças, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhaço e um mágico. Como Rango também tinha problemas com açúcar, algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianças logo berrou: “Tio Rango, essa pipoca tá com pouco açúcar!” Aquela observação intrigou Rango, que ficou ali pensando... a) “Coloquei duas xícaras de milho na panela e, depois que ele estourou, juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar, quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?” b) “Eu também sei que parte desse açúcar, após caramelizar, se decompõe em água e carbono. Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?” Dado: Constante de Avogadro = 6,02×1023 mol–1 50 - (UNICAMP SP) Rango, logo depois de servir o bolo, levou os convidados de volta ao bar. Lá, para entreter os convidados, Dina acomodou um ovo sobre um suporte plástico. Esse ovo tinha fitas de vedação nas duas extremidades, tapando pequenos furos. Dina retirou as vedações, apoiou o ovo novamente no suporte plástico e levou um palito de fósforo aceso próximo a um dos furos: de imediato, ouviu- se um pequeno barulho, parecido a um fino assovio; surgiu, então, uma chama quase invisível e o ovo explodiu. Todos aplaudiam, enquanto Dina explicava que, no interior do ovo (na verdade era só a casca dele), ela havia colocado gás hidrogênio e que o que eles tinham acabado de ver era uma reação química. Aplausos novamente. a) Se o gás que ali estava presente era o hidrogênio, a que reação química Dina fez referência? Responda com a equação química correspondente. b) Se a quantidade (em mols) dos gases reagentes foi maior que a do produto gasoso, então o ovo deveria implodir, e não, explodir. Como se pode, então, explicar essa explosão? GABARITO: 1) Gab: a) Tubo 1: Está presente o CHCl3 (clorofórmio). Apresentando as moléculas dessa substância uma baixa polaridade, na presença de água tem-se um sistema heterogêneo (bifásico), no qual a água por apresentar uma menor densidade do que o solvente orgânico irá estar presente na fase superior do tubo de ensaio, conforme representado na figura. Tubo 2: Esta presente o CH3CH2OH (etanol). Sendo as moléculas dessa substância polares, e, portanto, podendo realizar ligações de hidrogênio com as moléculas de água, esses dois compostos são miscíveis entre si, levando à formação de um sistema homogêneo, conforme representado na figura. Tubo 3: Está presente a gasolina, substância composta por moléculas de natureza apolar, que formam com a água (moléculas polares) um sistema bifásico. Em virtude de sua baixa densidade, a gasolina irá ocupar a parte superior do tubo, conforme representado na figura. b) Nem todos os líquidos indicados acima são substâncias puras. A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos obtidos a partir da destilação do petróleo em determinado intervalo de temperatura. 2) Gab: a) massa atômica e número atômico de X. Z = 12 A = 15 massa atômica e número atômico de Y. Como X e Y são isótopos, então o número atômico de Y é igual a 12. A = 17 b) Distribuição eletrônica do íon X2+ 1s2 2s2 2p6 c) O íon apresentará menor raio atômico em relação ao elemento X. Isso porque, quando o átomo de determinado elemento perde elétrons, se transformando em um íon positivo, a carga nuclear efetiva aumenta, resultando na diminuição do raio atômico. Alia-se a isso, o fato do íon X2+ apresentar um menor número de camadas eletrônicas que o elemento X. 3) Gab: a) HCl NaHCO3 (aq) NaCl (aq) H 2O(l) CO 2(g) b) Na reação observa-se que o bicarbonato de sódio, mesmo sendo classificado como um sal ácido, em contato com ácidos fortes, no caso específico o HCl, apresenta um comportamento básico, capaz de neutralizar o excesso de ácido clorídrico presente no estômago. 4) Gab: a) C6H8O6 b) Ligação de hidrogênio 5) Gab: a) A solução do teste I (composto 8) é de carbonato de sódio (Na 2CO3). Esse composto em presença de água sofre dissociação liberando os íons Na + e CO32 que conduzem corrente elétrica. b) 1Na 2 CO3 (aq ) 1H 2SO 4 (aq ) 1Na 2SO 4 (aq ) 1H 2 O(l) 1CO 2 (g) 6) Gab: M = 72,6 g/mol 7) Gab: a) Agente oxidante: MnO2; Agente redutor: Li b) LiF fluoreto de lítio LiOH hidróxido de lítio Li3PO4 fosfato de lítio c) 4LiOH 1F 1PO34 4H 1LiF 1Li 3PO4 4H 2O d) 2Li 2H 2O 2LiOH 1H 2 v 11,2L 8) Gab: a) H N H b) Angular c) NH3 9) Gab: CH3NH2 I) Não eletrólito II) Composto orgânico (base fraca) III) Nenhum IV) Metilamina HClO4 I) Eletrólito II) Ácido forte III) H ClO 4 IV) Ácido perclórico RbOH I) Eletrólito II) Base forte III) Rb OH IV) Hidróxido de rubídio Fe3(PO4)2 I) Não eletrólito (sal insolúvel) II) Sal III) Fe3 PO34 IV) Fosfato férrico HOOC–COOH I) Não eletrólito (ácido fraco) II) Ácido fraco III) H HC2O4 IV) Ácido etanodióico ou oxálico 10) Gab: a) 2 NH3 (l) 3O 2 (g) 2CH 4 (g) 2HCN(g) 6H 2 O(l) b) O2 NH3 -3 +1 zero HCN CH4 4- 1+ 1+ 2+ H2O 3- 1+ 2- c) Sim, o gás metano (CH4), pois a proporção volumétrica é de 3V : 2V. 11) Gab: x = 537,6 L; Carbonato de potássio e sulfeto de potássio. 12) Gab: CaCO3 2 HC CaC 2 H 2O CO2 Quartzo, galena e barita 13) Gab: a) respectivamente: N2O, N2O2, N2O3, N2O4 e N2O5 b) Os estados de oxidação do nitrogênio, nos compostos N2O, N2O2, N2O3, N2O4 e N2O5, são respectivamente: +1, +2, +3, +4 e +5. 14) Gab: a) fluoroapatita (Ca 5 (PO4 )3 F) é o reagente limitante da reação. b) 29,41gH3PO4 15) Gab: a) C6 H12O6 6O2 6CO2 6H2O b) 7,5 toneladas c) 5.600 m3 de CO2 16) Gab: 62 17) Gab: Volume: 22,4 L H2 Equação global: C (aq) H 2 O() CO(aq) H 2(g) 18) Gab: 9,2 10 3 gNO 2 1molNO 2 1 mol nitrosamina 46gNO 2 1 mol NO 2 m. molar relação estequiométrica 74 g nitrosamina 0,0148 g nitrosamina 1 mol nitrosamin a m.molar 19) Gab: CH 4(g) 2 O 2(g) CO 2(g) 2 H 2 O (g) C 4 H10(g) 13 O 2(g) 4 CO 2(g) 5 H 2 O (g) 2 metano: 22,4 L CH4 butano: 5,6 L C4H10 20) Gab: a) fórmula molecular: C2H2O4 b) NaOH(s) CO 2(g) NaHCO3(s) 21) Gab: 005 22) Gab: I–K II – Hg III – As IV – U V – Ar 23) Gab: 4HF SiO 2 SiF4 2H2O 24) Gab: Camada superior: N+5 Camada profunda: N–3 Justificativa: por estar em contato com o ar, a camada superior contém mais oxigênio dissolvido, aumentando assim o grau de oxidação de alguns elementos ali dissolvidos. 25) Gab: a) b) Molécula X: H2SO4 Elemento central: S NOX: +6 26) Gab: H2SO3 e H2SO4 O ácido mais forte é o H2SO4, pois a diferença entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio ácido é igual a 2, enquanto no H 2SO3 essa diferença é igual a 1. 27) Gab: a) 6H 2O(l) 6CO2 (g) (luz ou hv ou ) C6 H12O6 (s) 6O2 (g) ou 6H 2O(l) 6CO2 (g) (luz ou hv ou ) C6 H12O6 (aq) 6O2 (g) ou luz ou hv ou 6H2O(l) 6CO2 (g) C6H12O6 (s) 6O2 (g) ou luz ou hv ou 12H 2O(l) 6CO 2 (g) luz ou hv ou C6 H12O6 (aq ) 6O 2 (g) 6H 2O(l) ou luz ou hv ou 3H 2O(l) 3CO 2 (g) luz ou hv ou 1 2 C6 H12O6 (s) 3O 2 (g) b) 90g de C6H12O6 28) Gab: a) Fermentação alcoólica ou fermentação. Destilação fracionada. b) A função da vidraria V1 (condensador) é condensar os vapores que estão sendo destilados. O etanol forma menos pontes de hidrogênio, comparado à água, fazendo com que o seu ponto de ebulição seja menor e/ou a pressão de vapor e/ou a sua volatilidade seja maior. 29) Gab: a) CO 2(aq ) H 2 O (l) SO 2(aq ) H 2 O (l) H 2 CO 3(aq ) H 2SO 3(aq ) b) CaCO3(s) 2H(aq ) Ca (2aq ) CO 2(g ) H 2O(l) 30) Gab: a) No primeiro experimento, temos uma massa inicial de 5,0 + 1,0 = 6,0 g e uma massa final de 5,8 + 0,2 = 6,0 g. No segundo experimento, temos uma massa inicial de 12,0 + 1,6 = 13,6 g e uma massa final de 11,6 + 2,0 = 13,6 g. Em ambos os casos, nota-se que a massa dos sistemas permanece constante. Portanto, os dois experimentos estão de acordo com a lei da conservação da massa (Lavoisier). Para verificar a lei das proporções definidas (Proust) devemos encontrar a proporção entre as massas dos reagentes: 1º experimento: 2º experimento: mHg mS m Hg mS 5,0 6,25 0,8 10,0 6,25 1,6 Portanto, como obteve-se a mesma proporção nos dois experimentos, estes estão de acordo com a lei de Proust. b) Cálculo da proporção entre mercúrio e enxofre nos dois compostos citados: HgS : HgS : m Hg mS m Hg mS 200 6,25 32 400 12,5 32 Como nos dois experimentos obteve-se a proporção 6,25 (vide item a) entre as massas de mercúrio e enxofre, o composto formado, em ambos os casos, foi o HgS. 31) Gab: a) ZnS 3 O2 ZnO SO2 2 b) O elemento zinco sofre redução, pois há diminuição do seu número de oxidação de +2 para 0. O elemento carbono sofre oxidação pois há aumento do seu número de oxidação de 0 para +2. c) Zn(l ) Zn( g ) : processo endotérmico (H 0) Zn( g ) Zn(l ) : processo exotérmico (H 0) Zn(l ) Zn( s ) : processo exotérmico (H 0) 32) Gab: a) 3n 1 C n H 2n 2 O 2 nCO 2 (n 1)H 2 O 2 b) Lei de Avogadro: "Volumes iguais de quaisquer gases medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura contêm o mesmo número de moléculas." c) As equações genéricas de combustão multiplicadas por 2 são: 3n 1 2C n H 2n 2 2 O 2 2nCO 2 2(n 1)H 2 O 2 3m 1 2C m H 2m 2 2 O 2 2mCO 2 2(m 1)H 2 O 2 Pela Lei de Avogadro, a relação entre os volumes dos gases, medidos a mesma T e P, é também a relação entre as moléculas gasosas presentes. Conseqüentemente, temos: C n H 2n 2 2 : C m H 2m 2 2 : O2 23 Então: 3n 1 3m 1 2 2 23 2 2 3n + 3m = 21 Para a equação ser verdadeira, m e n devem corresponder aos números 3 e 4. Portanto, os alcanos são o propano (C3H8) e o butano (C4H10). 33) Gab: a) A histidina é mais solúvel em água, pois apresenta o grupo funcional carboxila, que é polar. Assim, sua polaridade é maior que a da histamina; além disso, em meio aquoso ocorre a formação do íon zwitterion, conseqüentemente, haverá maior interação com o solvente em questão, a água, que é polar. b) A histidina pode reagir como ácido de Bronsted-Lowry (cedendo próton) ou como base de Bronsted-Lowry (recebendo próton), pois possui grupo carboxila e nitrogênios básicos, que podem doar ou aceitar prótons. Já a histamina só reagirá como base, pois possui nitrogênios que podem receber prótons, em meio aquoso. 34) Gab: a) SO 24 (aq) BaCl2 (aq) BaSO 4 (s) 2Cl (aq) b) Como se trata de um sistema heterogêneo, sólido-líquido, pode-se utilizar a filtração. c) Massa: x = 0,230 g de S em 1,675 g de BaSO4 teor: x = 17,53% 35) Gab: a) Verão Na superfície, haverá a predominância das seguintes espécies: CO2, NO3 , SO 24 , em decorrência do contato com o O2(g) do ar. No fundo, haverá a predominância das seguintes espécies: CH4, H2S, NH3, em decorrência do ambiente anaeróbico e do fato de a água ser mais densa (fria), permanecendo abaixo da camada de água quente (superfície). Inverno Na superfície, predominância de CO2, NO3 , SO 24 , em decorrência do contato com o O2(g) do ar. No fundo, haverá a predominância das seguintes espécies: CO2, NO3 , SO 24 ; com o resfriamento, a camada superior tornar-se-á mais densa, permitindo a mobilidade das espécies oxidadas. b) Como a temperatura será constante ao longo do ano, não haverá convecção com o conseqüente arraste das espécies da superfície para o fundo e vice-versa. Assim, as espécies reduzidas predominarão no fundo e as oxidadas, na superfície. 36) Gab: p = 4,92 atm 37) Gab: 620 g P4 ou 0,62 kg P4 38) Gab: a) A incorporação de carbono se dá através da fotossíntese para plantas e algas, e através da alimentação para os animais. A eliminação de carbono nos animais ocorre, principalmente, através da respiração, além da excreção e perda de tecidos (pêlos e pele). Nas plantas, a eliminação de carbono ocorre quando há queda de matéria orgânica, como folhas, frutos, flores, galhos, e através da respiração. b) De acordo com a lei de Lavoisier, durante os processos químicos, os átomos não são criados nem destruídos – são apenas rearranjados; logo, ao se alimentar, os animais estão ingerindo carbono proveniente das plantas e de outros animais. Assim, o que ocorre é a transformação, constante, da matéria, nas diversas formas de vida. 39) Gab: Diagrama pressão x volume para as etapas do motor de Stirling: 40) Gab: a) A fusão ocorre quando uma substância passa do estado sólido para o estado líquido. O estado sólido é caracterizado principalmente pelo arranjo espacial organizado de átomos ou moléculas, a uma distância relativamente pequena. Já o estado líquido se caracteriza por uma maior liberdade de movimento das moléculas ou átomos numa distância média um pouco superior àquela do estado sólido. Portanto para passar ao estado líquido, os átomos ou moléculas do sólido devem romper as forças de atração existentes. Quanto mais fortes as interações, mais alta será a temperatura de fusão. Como pode ser visto na tabela e nas figuras, o diamante é praticamente infusível, já que a separação entre seus átomos envolve a quebra de ligações químicas. Para a fusão do grafite, basta que as camadas planas de átomos de carbono se separem. Como entre as camadas há apenas interações de van der Waals e estas são mais fracas que ligações químicas propriamente ditas, o processo pode ocorrer a 4600K. b) No diamante a hibridização dos átomos de carbono é sp3 e no grafite, sp2. No caso do grafite, a hibridização sp2 permite a existência de ligações duplas alternadas com ligações simples, de forma semelhante ao que ocorre no benzeno. Dizemos que as duplas ligações se conjugam ao longo das camadas planas, permitindo o movimento praticamente livre dos elétrons nesses planos. Por isso observa-se corrente elétrica com a aplicação de uma diferença de potencial. O mesmo não se observa para o diamante, pois na estrutura do mesmo não existem elétrons pi capazes de se deslocarem por todas a estrutura, o que faz dessa substância um isolante. 41) Gab: a) XB = 0,2 ou 20% b) Ao aumentar a temperatura, aumenta-se a energia cinética média das moléculas. Como o volume é constante, a freqüência de colisões com a parede do recipiente aumenta, tendo como conseqüência um aumento no valor da pressão. 42) Gab: a) A: Sólido; C: Líquido; E: Gasoso b) A região indica mudança do estado líquido para o estado gasoso, onde o calor absorvido é utilizado para o rompimento da interação intermolecular das espécies no estado líquido. c) 30 ºC d) Entre 15 ºC e 20 ºC 43) Gab: a) Os números de oxidação são: b) O elemento que sofreu oxidação foi o Zinco. O elemento que sofreu redução foi o Hidrogênio. c) O agente oxidante é o HCl(aq) e o agente redutor é o Zn(s). d) Semi-reação de oxidação: Zn(s) Zn2 (aq) 2e Semi-reação de redução: 2H (aq) 2e H 2 (g) e) Combustão do H2(g) H 2 (g) 1 / 2 O 2 (g) H 2 O(l) 44) Gab: a) Óxido nitroso. b) O NaH é a base, pois é capaz de ceder um par de elétrons, e o BH3 é o ácido, pois é o receptor do par de elétrons. 45) Gab: a) Hidreto de sódio. O composto que sofre oxidação é o Na. b) A ligação do sódio com o nitrogênio é iônica; e as ligações do nitrogênio com os átomos de hidrogênio são covalentes. 46) Gab: a) A equação química da reação realizada é: Essa reação química é um exemplo de oxidorredução, ou seja, ela representa um processo de transferência de elétrons. b) A molécula de P4 pode ser representada por: 47) Gab: a) n 4969 mols b) mar 143,89kg , Portanto, Rango não estaria em melhores condições, pois a massa de ar na sala é maior que sua massa corpórea. 48) Gab: a) O gelo sofre fusão:H2O(s) H2O(l) O gelo seco sofre sublimação:CO2(s) CO2(g) Essas transformações físicas esfriam as bebidas porque são endotérmicas, isto é, absorvem calor dos líquidos, diminuindo suas temperaturas. b) O copo d, com redução do volume, corresponde ao copo x, que é constituído de CO2(s) (gelo seco) e uísque; o CO2 sublima e o nível de bebida diminui (menor volume). No copo contendo uísque e gelo ocorre uma diminuição da concentração alcoólica devido à fusão do gelo e conseqüente diluição da bebida. 49) Gab: a) 1,06 x 1023 moléculas de sacarose b) 0,25 g C 50) Gab: a) 2H2(g) O2(g) 2H2O(g) b) Na demonstração, a chama provoca um aumento da temperatura, fazendo com que ocorra a expansão dos gases, o que gera uma explosão e não uma implosão como o balanceamento da equação pode sugerir.