RESOLUÇÃO Obs.: a sequência das questões pode não ser a mesma da sua prova Química – Professor Sussumu Prova Objetiva – 10ano – 1o Bim – 13/04 01. Embora não seja mais usada hoje em dia, a concepção de elemento químico proposta por Robert Boyle no século XVII – tudo aquilo que não pode ser decomposto por nenhum método conhecido – foi muito importante, pois colaborou para dar grande impulso à Química no final do século XVIII. Para que possamos entender a moderna definição de elemento químico, estudamos os trabalhos de alguns cientistas que colaboraram para o desenvolvimento da atomística. Assinale a alternativa que corretamente associa a coluna A com a coluna B. Coluna A I - Experiência bombardeando uma finíssima lâmina de ouro com partículas positivas emitidas pelo polônio radioativo, concluindo que no centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso contendo cargas positivas, em torno do mesmo uma região denominada de eletrosfera contendo espaços vazios e partículas com cargas negativas. II - Os átomos de um mesmo elemento são iguais em massa e em todas as demais qualidades; os elementos são constituídos por átomos maciços e indestrutíveis. III - As diferentes cores produzidas por distintos elementos são resultado de transições eletrônicas. Ao mudar de camada, em torno do núcleo atômico, os elétrons emitem energia nos diferentes comprimentos de ondas, as cores (por exemplo: nos fogos de artifícios). IV - Determinação pela primeira vez da existência de partículas subatômicas. Coluna B A – John Dalton B – Joseph John Thomson C – Ernest Rutherford D – Niels Bohr a) I-C; II-A; III-D; IV-B b) I-A; II-C; III-B; IV-D c) I-C; II-A; III-B; IV-D d) I-B; II-A; III-C; IV-D e) I-C; IID; III-A; IV-B ● Modelo Atômico de Dalton átomo maciço, indivisível; modelo da bola de bilhar. ● Modelo Atômico de Thomson átomo constituído por uma “pasta” positiva “recheada” por cargas negativas; modelo do pudim de passas. ● Modelo Atômico de Rutherford átomo constituído por núcleo (pequeno, denso e positivo) e eletrosfera (região com espaços vazios e cargas negativas) ● Modelo Atômico de Bohr eletrosfera dividida em camadas circulares (órbitas circulares; níveis estacionários de energia) 02. Como decorrência da evolução constante da ciência, o modelo atômico proposto por Rutherford – Bohr foi sendo modificado durante o século XX. Os elétrons deverão ser identificados por meio de seus estados ou níveis de energia, razão pela qual o modelo atômico atual também é chamado modelo dos níveis de energia. Com relação ao modelo atômico vigente, assinale a alternativa que corretamente associa a coluna A com a coluna B: Coluna A I - Várias experiências levaram à conclusão de que o elétron se composta ora como partícula, ora como onda (de modo semelhante às ondas eletromagnéticas), em função do seu movimento de rotação. II - Outro problema relativo ao estudo dos elétrons pode ser entendido por meio de uma comparação grosseira: imagine que fosse colocado um pequeno chip eletrônico nas costas de uma mosca para estudar seu deslocamento e sua velocidade, por menor que fosse esse chip, ele sem dúvida iria atrapalhar a movimentação da mosca. Pois bem, o elétron é extremamente pequeno e qualquer aparelho de medida irá interferir profundamente em sua movimentação, conclui-se então que não é possível determinar a posição e a velocidade de um elétron, em um dado instante. III - Façamos uma comparação grosseira: quando um avião está com os motores parados, nós vemos as pás das hélices em posições fixas e bem definidas; quando os motores estão funcionando, vemos círculos dentro dos quais teremos, em qualquer posição, a probabilidade de “topar” com uma pá da hélice. Devido à dificuldade de calcular a posição exata de um elétron na eletrosfera, foi determinada através de cálculos quânticos a região onde haveria maior probabilidade de se encontrar o elétron, denominada de orbital (com relação a comparação feita inicialmente, os círculos podem ser chamados de “orbitais” das pás das hélices). IV - Cálculos matemáticos provaram que um orbital comporta no máximo dois elétrons. No entanto, surge uma dúvida: se os elétrons são negativos, por que não se repelem e se afastam? A explicação é a seguinte: os elétrons podem girar no mesmo sentido ou em sentidos opostos, criando campos magnéticos que os repelem ou os atraem. Essa rotação é conhecida como spin (do inglês to spin, girar). Coluna B A - Erwin Schrodinger (orbital) B - Louis de Broglie (princípio da dualidade) C - Wolfgang Pauli (princípio da exclusão) D - Werner Heisenberg (princípio da incerteza) a) I-D; II-B; III-A; IV-C b) I-B; II-D; III-C; IV-A c) I-B; II-D; III-A; IV-C d) I-B; II-A; III-D; IV-C e) I-A; II-B; III-C; IV-D ● Princípio da Dualidade de “De Broglie”: A cada elétron está associado uma onda eletromagnética característica. ● Princípio da Incerteza de “Heisenberg”: É impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron. ● Orbital “Schrodinger”: região do átomo onde a probabilidade de se encontrar um elétron é máxima. ● Princípio da Exclusão de “Pauli”: Cada orbital comporta no máximo dois elétrons com movimentos de rotação opostos (spins contrários) 03. O jornal Folha de São Paulo publicou, recentemente, matéria sobre empresas norte-americanas que estavam falsificando suco de laranja. O produto, vendido como puro, era diluído com água. A fraude foi descoberta por meio de medidas de teores de isótopos de oxigênio ( 16O e 18O). O isótopo mais pesado fica um pouco mais concentrado na água presente nas plantas em crescimento que nas águas oriundas de fontes não-biológicas. É correto afirmar que: a) Os números atômicos desses isótopos são diferentes. b) O número de massa de 16O é 16 e indica a soma do número de prótons e de elétrons existentes no átomo. c) O número de nêutrons nos isótopos anteriores é 16 e 18, respectivamente. d) A distribuição eletrônica de 16O é diferente à de 18O. e) O suco puro deve conter uma maior quantidade de 18O. ● isótopos são átomos que apresentam o mesmo número atômico. ● número de massa indica a soma do número de prótons e de neutros existentes no átomo. ● o número de nêutrons nos isótopos anteriores é 8 e 10, respectivamente. ● a distribuição eletrônica dos átomos isótopos é a mesma (mesmo número de elétrons). 04. As alternativas referem-se ao número de partículas constituintes de espécies atômicas. Assinale a alternativa falsa: a) Dois átomos neutros com o mesmo número atômico têm o mesmo número de elétrons. b) Um átomo com 52 elétrons e número de massa 116 tem 64 nêutrons. c) Um átomo neutro com 31 elétrons tem número atômico igual a 31. d) Um átomo neutro ao perder três elétrons, mantém inalterado seu número atômico. e) Um átomo neutro que apresenta 47 elétrons e 62 nêutrons tem número de massa igual a 112. No átomo neutro alternativa e número de elétrons = número de prótons = número atômico número de massa = número de prótons + número de nêutrons número de prótons = 47 número de nêutrons = 62 número de massa = 109 05. Considerando as espécies químicas com seus respectivos números de massa: 35 40 42 59 59 65 Cl1Ca Ca2+ Co2+ Ni2+ Zn Podemos afirmar que as espécies que apresentam o mesmo número de elétrons (isoeletrônicas) são: a) Ca e Ca2+ b) Ni2+ e Zn c) Cl1- e Ca2+ d) Ni2+ e Co2+ e) Co2+ e Zn 35 Cl17 1e = 18 40Ca 20 e = 20 isoeletrônicos 40 Ca20 2+ e = 18 59Co 2+ 27 59Ni 2+ 28 65Zn 30 e = 25 e = 26 e = 30 06. A vitamina D (ou calciferol) é uma vitamina que promove a absorção de cálcio (após a exposição à luz solar), essencial para o desenvolvimento normal dos ossos e dentes, atua também, como recentemente descoberto, no sistema imune, no coração, no cérebro e na secreção de insulina pelo pâncreas. Funcionalmente, a vitamina D atua como um hormônio que mantém as concentrações de cálcio e fósforo no sangue através do aumento ou diminuição da absorção desses minerais no intestino delgado. A vitamina D também regula o metabolismo ósseo e a deposição de cálcio nos ossos. A vitamina D também é muito importante para crianças, gestantes e mães que amamentam, por favorecer o crescimento e permitir a fixação de cálcio nos ossos e dentes. Além da importância na manutenção dos níveis do cálcio no sangue e na saúde dos ossos, a vitamina D tem um papel muito importante na maioria das funções metabólicas e também nas funções musculares, cardíacas e neurológicas. A deficiência da vitamina D pode precipitar e aumentar a osteoporose em adultos e causar raquitismo, uma avitaminose, em crianças. Assinale a alternativa que corretamente indica a distribuição eletrônica energética do átomo neutro de cálcio (Ca), seu subnível mais energético, seu subnível mais externo e o número de elétrons da camada de valência. a) K=2; L=8;M=8; N=2; 4s2; 4s2; 2 elétrons. b) 1s22s22p63s23p64s2 ; 4s2; 4s2; 2 elétrons. c) 1s22s22p63s23p64s2 ; 4s2; 3p6; 2 elétrons. d) 1s22s22p63s23p64s2 ; 4s2; 4s2; 1 elétron. e) K=2; L=8;M=8; N=2; 4s2; 3p6; 2 elétrons. K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d N 4s2 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s subnível mais energético e mais externo camada de valência 07. Segundo o “Postulado de Bohr” se um elétron move de um nível de energia de um átomo para outro nível de energia mais afastado do núcleo do mesmo átomo, pode-se afirmar que: a) há emissão de energia; b) não há variação de energia; c) há absorção de energia; d) há variação da carga elétrica do átomo; e) há emissão de luz num determinado comprimento de onda. Segundo o Postulado de Bohr: ● elétron girando na mesma camada, não perde nem recebe energia ● elétron “saltando” para camadas mais externas, recebe (absorve) energia ● elétron “saltando” para camadas mais internas, cede energia (fóton = energia luminosa) 08. A ferrugem é o resultado da oxidação do ferro. Este metal em contato com o oxigênio presente na água e no ar se oxida e desta reação surge a ferrugem que deteriora pouco a pouco o material original. Na formação da ferrugem, ocorre a oxidação do ferro (perda de elétrons) e redução do oxigênio (recebimento de elétrons). A soma das duas equações leva à equação geral da formação da ferrugem: Fe(s) Fe2+ + 2é (oxidação do ferro) O2 + 2H2O + 4é 4OH- (redução do oxigênio) 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2 Geralmente o Fe(OH)2 (hidróxido de ferro II) é oxidado a Fe(OH) 3 (hidróxido de ferro III), que é muitas vezes representado por Fe2O3 . 3H2O. A presença de ions em contato com o ferro facilita sua oxidação, por isso em regiões litorâneas (contêm maior concentração de sais) a ferrugem aparece com maior frequência. Com relação ao átomo neutro de ferro (Fe) e seu íon (Fe3+), assinale a alternativa falsa: a) 1s22s22p63s23p64s23d6 consiste na distribuição eletrônica energética do átomo de ferro. b) 1s22s22p63s23p63d64s2 consiste na distribuição eletrônica geométrica do átomo de ferro. c) 1s22s22p63s23p64s23d3 consiste na distribuição eletrônica energética do íon Fe3+. d) 1s22s22p63s23p63d5 consiste na distribuição eletrônica energética do íon Fe 3+. e) 3d6 e 4s2 são, respectivamente, os subníveis mais energético e mais externo do átomo de ferro. ● Distribuição eletrônica do átomo de ferro ( Fe ) K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d6 N 4s2 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s subnível mais energético subnível mais externo Distribuição eletrônica energética: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 Distribuição eletrônica geométrica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 ● Distribuição eletrônica do íon de ferro ( Fe3+ ) subnível mais energético e mais externo K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d5 N 4s 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s Distribuição eletrônica energética: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 Distribuição eletrônica geométrica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 09. Dados os átomos com seus respectivos números de massa: I. 80Br II. 80Kr III. 81Br IV. 81Kr Assinale a proposição verdadeira: a) I e II são isótopos b) II e IV possuem o mesmo número de massa c) I e IV são isótonos d) I e II possuem os mesmo número de nêutrons e) II e III são isótopos I. 80Br35 II. 80Kr36 III. 81Br35 IV. 81Kr36 Z=35 A=80 N=45 Z=36 A=80 N=44 Z=35 A=81 N=46 Z=36 A=81 N=45 isótonos 10. Considere três átomos A, B e C. Os átomos A e C são isótopos; os átomos B e C são isóbaros e os átomos A e B são isótonos. Sabendo que o átomo A tem 20 prótons e número de massa 41 e que o átomo C tem 22 nêutrons. Determine os números quânticos do elétron mais energético do átomo B. a) n = 3; l = 0; m = +2; s = -1/2 b) n = 3; l = 2; m = 0; s = -1/2 c) n = 3; l = 2; m = -2; s = -1/2 d) n = 3; l = 2; m = -1; s = -1/2 e) n = 3; l = 2; m = +1; s = -1/2 isótopos 41 42 A 21 42 B 21 C 22 Z= 21 20 isótonos 20 isóbaros ● Distribuição eletrônica do átomo B (21 elétrons) subnível mais energético K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d1 N 4s2 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s -2 -1 0 n = 3 l = 2 m = -2 s = +1/2 ou -1/2 +1 +2 11. O último elétron distribuido na configuração eletrônica de um átomo neutro, no estado fundamental, possui o seguinte conjunto de números quânticos: n = 4; l = 1; m = +1; s = +1/2. Sabendo-se que esse átomo possui número de massa igual a 84 e que, por convenção, o primeiro elétron a ocupar um orbital possui número quântico de spin igual a – ½, o número de nêutrons existentes no núcleo desse átomo é: a) 48 b) 84 c) 36 d) 45 e) 33 números quânticos n = 4 -2 0 +1 do último elétron l = 1 distribuido m = +1 (subnível mais s = +1/2 energético) K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d10 N 4s2 4p6 4d10 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s subnível mais energético Z = 36 A = 84 N=A–Z N = 84 – 36 N = 48 12. O número de prótons, de elétrons e de nêutrons do átomo de cloro 35Cl é, respectivamente: a) 17, 35 e 35 b) 17, 18 e 18 c) 17, 17 e 18 d) 52, 35 e 17 e) 35, 17 e 18 A=35 ClZ=17 número de prótons = 17 numero de elétrons = 17 número de nêutrons = 18 Obs.: No estado fundamental número de prótons é igual ao número de elétrons 13. Os modelos atômicos não retratam o átomo, retratam sim o conhecimento científico de uma época. Baseado em modelos atômicos os cientistas ilustram suas observações experimentais e fazem previsões de fenômenos ainda não experimentados. À medida que o conhecimento científico evolui, os modelos atômicos são aperfeiçoados. Associe os modelos atômicos contidos na coluna A com os fatos, leis ou descobertas científicas que os embasaram contidos na coluna B: coluna A (1) Modelo Atômico de Dalton (2) Modelos Atômico de Thomson (3) Modelo Atômico de Rutherford (4) Modelos Atômico de Bohr (5) Modelo Atômico Atual coluna B (I) Em pesquisas a respeito de substâncias radioativas, verificou-se a influência da radiação sobre vários materiais (partículas incidindo sobre lâminas finíssimas de ouro) (II) A química é uma ciência relativamente nova. A maioria dos conceitos que estudamos hoje foi estabelecida há pouco mais de 200 anos. Dentre os conceitos mais importantes encontram-se as Leis das Combinações Químicas que expressam regularidades que podem ser observadas experimentalmente. (Lei de Lavoisier, Lei de Proust e Lei de Dalton). (III) Em 1923 Louis de Broglie sugeriu que o elétron teria dualidade, ou seja, seria uma partículaonda. Assim, de acordo com o tipo de fenômeno apresentado, o elétron deveria se comportar mais tipicamente como um corpo com massa ou como uma onda, mas ambas as naturezas estaria sempre presentes no elétron. (IV) Em uma série de experiências, realizadas aproximadamente em 1880, o cientista inglês Willian Crookes constatou que, em voltagem elevadas e pressão muito baixa, a luminosidade geral do tubo desaparecia e a parede de vidro oposta ao cátodo tornava-se fluorescente. Pensou-se então, na existência de uma radiação invisível que partiria do pólo negativo (cátodo) e atingiria a parede de vidro oposta, tornando-a luminosa. Daí o surgimento do conceito de raios catódicos e anódicos, que possibilitou a descoberta de elétrons e prótons (natureza elétrica da matéria) . (V) Em 1900, o físico alemão Max Planck propôs que a energia da radiação eletromagnética não seria infinitamente divisível. De acordo com Planck, essa energia seria perdida ou recebida em um número inteiro de pacotes de energia, denominado quantum. O que justificaria o espectro descontínuo quando a luz emitida por substâncias no estado gasoso, como nas lâmpadas de neônio utilizadas em luminosos e nas lâmpadas de mercúrio, hidrogênio ou sódio, são decompostas (salto quântico). a) 1-I; 2-II; 3-III; 4-IV; 5-V b) 1-II; 2-IV; 3-I; 4-V; 5-III c) 1-II; 2-IV; 3-I; 4-III; 5-V d) 1-II; 2-IV; 3-V; 4-I; 5-III e) 1-V; 2-IV; 3-III; 4-II; 5-I 14. O íon K+ está presente nas extremidades dos cromossomos estabilizando a estrutura. O íon hexaidratado (igual ao correspondente íon magnésio) estabiliza a estrutura do ADN e do ARN compensando a carga negativa dos grupos fosfatos. A bomba de sódio é um mecanismo pelo qual se conseguem as concentrações requeridas de íons K+ e Na+ dentro e fora da célula - concentrações de íons K+ mais altas dentro da célula do que no exterior para possibilitar a transmissão do impulso nervoso. A diminuição do nível de potássio no sangue provoca hipopotassemia. Hortaliças como beterraba e couve-flor e frutas como a abacate, banana, damasco, cereja, ameixa, pêssego são alimentos ricos em potássio. É um elemento, também, essencial para o crescimento das plantas, sendo um dos três elementos consumidos em maior quantidade. O íon potássio, encontrado na maioria dos tipos de solo, intervém na respiração. Sua carência nos humanos pode causar: acne, prisão de ventre, depressão, cansaço, problemas de crescimento, insônia, fraqueza muscular, nervosismo, dificuldades respiratórias, retenção de sal e batimentos cardíacos fracos. O íon 39K 1+ possui: a) 19 prótons; b) 19 nêutrons; c) 39 elétrons; d) número de massa igual a 20; e) número atômico igual a 39. A=39 KZ=19 1+ número de prótons = 19 numero de elétrons = 18 número de nêutrons = 20 número de massa = 39 número atômico = 19 Obs.: No estado iônico positivo número de elétrons é menor que o número de prótons 15. No Antigo Egito, para produzir o vinho, as uvas eram amassadas com os pés, e a fermentação do suco ocorria em vasos de barro chamados ânforas. Sob ação dos fermentos naturais, a glicose era transformada em álcool. Terminado o processo, o vinho obtido era deixado em repouso e transferido para outra ânfora, a fim de separá-lo dos resíduos sólidos, conforme mostra a figura. Os egípcios, ao produzir vinho, executavam três processos físicos, que são, respectivamente: a) dissolução, decantação e destilação. b) sedimentação, levigação e flotação. c) decantação, catação e flotação. d) extração, decantação e sifonação. e) filtração, levigação e decantação. ● extração as uvas eram amassadas com os pés, e a fermentação do suco ocorria; sob a ação dos fermentos naturais, a glicose era transformada em álcool ● decantação terminado o processo, o vinho obtido era deixado em repouso ● sifonação o vinho é transferido para outra ânfora, a fim de separá-los dos resíduos sólidos (conforme mostra a figura) 16. Num livro texto do 2° grau foi encontrada a ficha adiante, considerada como "carteira de identidade" do cloreto de sódio: VÁLIDA EM TODO O PLANETA TERRA Massa molar: 58,5 g/mol Nome: Cloreto de sódio Filiação: Sódio metálico e Cloro gasoso Ocorrência: em jazidas de sal-gema e dissolvido nos mares Quantidade: 41.10 g/ton Aplicações: produto de partida de quase todos os compostos de sódio e cloro. CARTEIRA DE IDENTIDADE SECRETARIA DE IDENTIFICAÇÃO ELEMENTAR INSTITUTO DE IDENTIFICAÇÃO Cor: incolor Odor: inodoro Sabor: salgado Ponto de fusão: 801°C Ponto de ebulição: 1413°C Densidade: 2 175 g/cm3 (20°C) Solubilidade: 357 g/1,0 litro de H2O a 0°C Fórmula: NaCl Forma cristalina: cúbica Cloreto de sódio --------------------------------------Assinatura CRITÉRIOS DE PUREZA são testes pelos quais podemos saber se uma substância é pura. Como as substâncias puras apresentam composição fixa, também são constantes suas propriedades, como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, coeficiente de solubilidade, etc. Os valores das constantes físicas das substâncias puras vêm sendo determinados pelos químicos através dos tempos. Toda essa valiosa informação foi organizada em tabelas, que compõem livros conhecidos como HANDBOOKS. Para saber se uma amostra de substância é pura ou não, determina-se experimentalmente as suas constantes físicas. A substância será tanto mais pura quanto mais próximos estiverem os valores encontrados dos valores mencionados no HANDBOOK. Os critérios de pureza mais empregados na prática são: ponto de fusão constante, ponto de ebulição constante, densidade constante e solubilidade constante. Por um ERRO DE GRAFIA foi apresentado um valor incompatível para a constante: a) solubilidade b) ponto de ebulição c) densidade d) ponto de fusão e) fórmula ● a densidade é incompatível 2175g/cm3 significa que em cada cm3 ou mL existe 2175g (2,175Kg) de cloreto de sódio (sal de cozinha) 17. Determinada indústria trata, preliminarmente, seus efluentes com sulfato de alumínio e cal. A formação do hidróxido de alumínio permite que haja a eliminação de materiais. a) em solução, por meio de destilação simples. b) em suspensão, por meio de decantação e filtração. c) sólidos, utilizando cristalização fracionada. d) sólidos, por meio de fusão e filtração. e) líquidos, utilizando a sifonação e a evaporação. ● A formação do hidróxido de alumínio permite transformar impurezas em suspensão fina (coloidal) em partículas maiores (flocos), que serão removidos por decantação e posterior filtração. Obs.: No tratamento e limpeza das piscinas utiliza-se processo equivalente 18. I – H2O(líquida) e H2O(sólido). II - gás oxigênio. III - etanol e areia. IV - gás carbônico e gás hidrogênio. Relativamente aos sistemas acima, podemos afirmar que existe uma: a) mistura monofásica em III. b) substância composta em II. c) substância pura em I. d) mistura bifásica em IV. e) mistura que pode ser separada por decantação em IV. ●I - substância pura (composta, binária e triatômica) ● II - substância pura (simples e diatômica) ● III - mistura heterogênea (bifásica) ● IV - mistura homogênea (monofásica)