universidade federal de pelotas – dqai

QUÍMICA GERAL
Engenharia Civil
Profa. Daniela Bianchini
PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS
1) O que significa dizer que a energia é quantizada?
2) Quando as seguintes transições eletrônicas ocorrem no hidrogênio, a energia é emitida ou
absorvida?
a) de n = 4 para n = 2
b) de uma órbita de raio 2,12 Å para uma de raio 8,48 Å
3) Determine:
a) Para n = 4, quais são os valores possíveis de l
b) Para l = 2, quais são os valores possíveis de ml
4) Dê os valores numéricos de n e l correspondentes a cada uma das seguintes designações:
a) 3p
b) 2s
c) 4f
d) 5d
5) Dois elétrons em um átomo ocupam o orbital 1s. Qual número quântico deverá ser diferente
para os dois elétrons?
6) Qual o número máximo de elétrons que podem ocupar cada um dos seguintes subníveis?
a) 3d
b) 4s
c) 2p
d) 5f
7) Escreva a configuração eletrônica para os seguintes átomos e indique a camada de valência de
cada um:
a) Na
b) Cl
c) O
d) N
e) Al
8) Escreva as configurações eletrônicas para:
a) Ca2+
b) Co3+
c) S29) Faça a configuração de quadrículas para os elétrons de valência de cada um dos seguintes
elementos e indique quantos elétros desemparelhados cada um tem:
a) S
b) Sr
c) Fe
d) Zr
e) U
10) Identifique o elemento específico que corresponde a cada uma das seguintes configurações
eletrônicas:
a) 1s22s22p63s2
b) [Ne]3s23p3
c) [Ar]4s13d5
d) [Kr]5s24d105p4
11) Identifique o grupo de elementos que corresponde a cada uma das seguintes configurações
eletrônicas gerais:
a) [gás nobre] ns2np5
b) [gás nobre] ns2(n-1)d2
c) [gás nobre] ns2(n-1)d10np1
d) [gás nobre] ns2(n-2)f6
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12) Escreva a configuração eletrônica condensada para os seguintes átomos e indique os elétrons
mais externos de cada um:
a) Cs
b) Ni
c) Se
d) Cd
e) Pb
Diagrama de Linus Pauling
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INSTITUTO DE QUÍMICA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E INORGÂNICA
SEGUNDA LISTA DE EXERCÍCIOS
1) Identifique os seguintes elementos como metais, não metais ou metalóides:
a) Alumínio
g) Chumbo
b) Carbono
h) Zinco
c) Germânio
i) Antimônio
d) Arsênio
j) Cádmio
e) Selênio
k) Polônio
f) Telúrio
l) Berílio
2) De que forma os tamanhos dos átomos variam ao nos movermos:
a) da esquerda para a direita em um período da tabela periódica?
b) de cima para baixo em um grupo da tabela periódica?
3) Recorrendo à tabela periódica, organize (tanto quanto possível) os seguintes átomos em
ordem crescente de tamanho: 15P, 16S, 33As, 34Se. (Os números atômicos dos elementos
foram dados para ajudá-lo a localizá-los mais rapidamente na tabela periódica)
R: S< P < Se < As
4) Ordene os átomos e íons a seguir em ordem decrescente de tamanho: Mg2+, Ca2+ e Ca.
R: Ca > Ca2+ > Mg2+
5) Coloque os íons S2-, Cl-, K+ e Ca2+ em ordem decrescente de tamanho.
R: S2-> Cl- > K+ > Ca2+
6) Coloque os seguintes átomos em ordem crescente de raio atômico: F, P, S, As.
7) Qual dos íons de cada par tem o maior raio atômico:
a) Ca2+ e Ba2+
b) Sn2+ e Sn4+
c) O- ou O28) Organize os elementos dos seguintes conjuntos na ordem decrescente do raio atômico:
a) Enxofre, Cloro e Silício
b) Cobalto, Titânio e Cromo
c) Zinco, Mercúrio e Cádmio
d) Antimônio, Bismuto e Fósforo
9) Utilizando apenas a tabela periódica, coloque cada conjunto de átomos em ordem
crescente de raio:
a) Ca, Mg, Be
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b) Ga, Br, Ge
c) Al, Tl, Si
10) Observe na tabela abaixo os valores dos raios atômicos dos elementos principais do
quarto período. Explique as tendências observadas quando se vai da esquerda para a
direita ao longo do período.
Elemento
Raio atômico (pm)
K
Ca Ga
235 197 153
Ge
122
As Se
121 117
Br
114
11) Responda:
a) Qual a relação geral entre o tamanho de um átomo e sua primeira energia de
ionização?
b) Qual elemento na tabela periódica tem maior energia de ionização?
c) Qual elemento na tabela periódica tem menor energia de ionização?
12) Para cada um dos seguintes pares, qual elemento terá o maior caráter metálico:
a) Li ou Be
b) Li ou Na
c) Sn ou P
d) Al ou B
13) Escreva equações que mostrem os processos que descrevem a primeira, a segunda e a
terceira energias de ionização de um átomo de Te.
14) Recorrendo a uma tabela periódica, ordene os seguintes átomos em ordem crescente de
primeira energia de ionização: Ne, Na, P, Ar e K.
R: K < Na < P < Ar < Ne
15) Baseado nas tendências da tabela periódica, determine qual dos átomos, B, Al, C ou Si,
tem menor primeira energia de ionização e qual tem a maior.
R: Al tem a mais baixa e o C, a mais alta
16) Com base em suas posições na tabela periódica, determine qual átomo dos seguintes
pares terá a maior primeira energia de ionização:
a) O, Ne
b) Mg, Sr
c) K, Cr
d) Br, Sb
e) Ga, Ge
17) Use seu conhecimento de periodicidade e coloque cada um dos seguintes conjuntos de
elementos na ordem crescente de energia de ionização. Explique a sua escolha.
a) Selênio, Oxigênio e Telúrio
b) Ouro, Tântalo e Ósmio
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c) Chumbo, Bário e Césio
18) Explique por que a energia de ionização do potássio é menor do que a do sódio, ainda
que a carga nuclear efetiva do sódio seja menor.
19) Que elemento em cada um dos seguintes pares tem a maior afinidade eletrônica?
a) Oxigênio ou Flúor;
b) Nitrogênio ou Carbono;
c) Cloro ou Bromo;
d) Lítio ou Sódio
20) Coloque em ordem decrescente de eletronegatividade os seguintes elementos:
Astato, Flúor, Iodo, Cloro, Bromo
21) Porque a segunda afinidade eletrônica do oxigênio tem um valor positivo (+780 kJ/mol)
enquanto a primeira afinidade eletrônica (-141 kJ/mol) é negativa?
22) Compare os elementos Na e Mg com respeito as seguintes propriedades:
a) configuração eletrônica
b) carga iônica mais comum
c) primeira energia de ionização
d) raio atômico
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INSTITUTO DE QUÍMICA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E INORGÂNICA
TERCEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS
1) Escreva o nome dos ácidos:
a) HIO4, HIO3, HIO2, HIO
b) H3PO4, H3PO3, H3PO2
2) Escreva as equações de ionização parcial e total do ácido sulfúrico.
3) Considere que, ao dissolvermos 800 moléculas de um ácido HA em água, 80 moléculas desse
ácido sofrem ionização. Determine o seu grau de ionização e classifique-o quanto a sua
força.
4) Considere os seguintes cátions: Na+, Ag+, Sr2+, Al3+ e NH4+. Escreva as fórmulas de suas
bases (hidróxidos) e seus respectivos nomes.
5) A partir do nome de cada base, escreva as fórmulas, classifique-as de acordo com o número de
hidroxilas e com a sua força:
a) hidróxido ferroso
b) hidróxido cúprico
c) hidróxido de magnésio
d) hidróxido de potássio
e) hidróxido de chumbo (IV)
6) Escreva a reação de neutralização total entre:
a) ácido sulfúrico e hidróxido de potássio
b) ácido nítrico e hidróxido de alumínio
c) ácido sulfúrico e hidróxido férrico
d) ácido fosfórico e hidróxido de magnésio
e) ácido carbônico e hidróxido de amônio
7) Dê a nomenclatura dos sais formados no exercício anterior.
8) Equacione as reações de neutralização entre ácido sulfúrico e hidróxido de potássio:
a) na proporção de 2:1
b) na proporção de 1:1
9) Quatro íons importantes cujos nomes podem começar com bi são mostrados a seguir. Escreva
a fórmula do ácido do qual se originam. Escreva também o nome (começando por bi) de cada
um desses íons:
a) HSb) HSO3c) HSO4-
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d) HCO310) Escreva as fórmulas do peróxido de:
a) potássio
b) magnésio
c) lítio
d) cálcio
11) Classifique os óxidos abaixo:
a) CaO
b) SO3
c) Na2O
d) MgO
e) CO
f) Al2O3
g) N2O3
12) Escreva a reação entre:
a) ácido nítrico e óxido de sódio
b) ácido sulfúrico e óxido de cálcio
c) hidróxido de cálcio e dióxido de carbono
d) hidróxido de potássio e dióxido de enxofre
13) Escreva a reação entre:
a) óxido de sódio e água
b) óxido de cálcio e água
c) dióxido de carbono e água
d) óxido de magnésio e água
e) trióxido de enxofre e água
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INSTITUTO DE QUÍMICA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E INORGÂNICA
QUARTA LISTA DE EXERCÍCIOS
1) A massa atômica do cádmio é 112 g/mol.
a) Qual é a massa, em gramas, de um átomo de cádmio?
b) Quantos átomos há em 28 g de cádmio?
c) Quantos mols há em 28 g de cádmio?
2) A molécula de acetileno contém dois átomos de carbono e dois átomos de hidrogênio.
a) Qual é a massa molecular do acetileno?
b) Quantas moléculas estão contidas em 13 g de acetileno?
c) Quantos mols de acetileno há em 13 g?
d) Quantos átomos de carbono estão contidos em 13 g de acetileno
e) Qual a massa de carbono em 13 g de acetileno?
f) Quantos mols de carbono há em 13 g de acetileno?
3) O elemento boro consiste de dois isótopos de massa 10,02 e 11,01, cujas abundâncias relativas
são 18,83% e 81,17%, respectivamente. Calcule a massa atômica média do boro.
4) Qual a quantidade de álcool etílico produzida pela fermentação de 500 g de glicose, segundo a
equação:
C6H12O6  2 C2H5OH + 2 CO2
5) Quando a fosfina, um gás venenoso de fórmula molecular PH3, é queimada ao ar, os produtos
são água e um sólido de fórmula molecular P4O10.
4 PH3 + 8 O2  P4O10 + 6 H2O
a) Quantos mols de PH3 são necessários para formar 1,16 mol de P4O10?
b) Quantos gramas de água são formados a partir de 0,198 mol de O2?
c) Quantos gramas de O2 são necessários para reagir com 12,0 g de fosfina?
6) Suponha que 0,26 mol de Fe reagem com 0,40 mol de O2 para formar Fe2O3.
2 Fe + 3/2 O2  Fe2O3
a) Qual é o reagente em excesso?
b) Quanto sobrou?
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7) Titânio metálico bruto é preparado comercialmente de acordo com a reação:
TiCl4 + 2 Mg  2 MgCl2 + Ti
Se 40,0 kg de Mg reagem com 85,2 kg de tetracloreto de titânio:
a) Qual é o reagente limitante?
b) quantos gramas de titânio metálico serão formados?
8) O ácido acetilsalicílico (C9H8O4) é preparado pelo aquecimento do ácido salicílico (C7H6O3)
com o anidrido acético (C4H6O3). O ácido acético (C2H4O2) é gerado como um subproduto da
reação.
C7H6O3 + C4H6O3  C9H8O4 + C2H4O2
a) Qual a produção teórica (em gramas) da aspirina, C9H8O4, quando se aquecem 2,00 g
de ácido salicílico com 4,00 g de anidrido acético?
b) Se a produção real da aspirina for 2,10 g, qual é o rendimento percentual?
9) Considere a reação:
2 H3PO4 + 3 Sr(OH)2  Sr3(PO4)2 + 6 H2O
a) Que massa do hidróxido de estrôncio é necessária para reagir completamente com 0,82
g H3PO4?
b) Qual é o rendimento teórico de Sr3(PO4)2 na reação?
c) Qual é o rendimento percentual se forem produzidos apenas 1,80 g de Sr3(PO4)2?
RESPOSTAS:
1 - a) 1,86x10-22 g, b) 1,5x1023 átomos, c) 0,25 mol
2 - a) 26 g/mol, b) 3,01x1023 moléculas, c) 0,5 mol, d) 6,02x1023 átomos, e) 12 g, f) 1 mol
3 - 10,82 g/mol
4 - 2,56 x 102 g
5 - a) 4,64 mols, b) 2,67 g, c) 22,6 g
6 - Excesso de 0,20 mol de O2
7 - a) TiCl4, b) 21,5 kg
8 – a) 2,61 g, b) 80,5%
9 – a) 1,53 g, b) 1,90 g, c) 94,7%
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QUINTA LISTA DE EXERCÍCIOS
Ligação Iônica:
1) A partir dos seguintes dados experimentais, monte o ciclo de Born-Haber, diga o que ocorre
em cada etapa e calcule a energia de formação do fluoreto de lítio – LiF(s):
Li+(g) + F-(g)  LiF(s)
½F2(g)  F(g)
Li(g)  Li+(g) + 1eF(g) + 1e-  F-(g)
Li(s)  Li(g)
- 1016 kJ/mol
79 kJ/mol
520 kJ/mol
- 333 kJ/mol
155 kJ/mol
Resposta = - 1349 kJ/mol
2) A partir dos seguintes dados experimentais, monte o ciclo de Born-Haber, diga o que ocorre
em cada etapa e calcule a energia reticular do brometo de sódio – NaBr(s):
Na(s) + ½Br2(l)  NaBr(s)
Na(s)  Na(g)
Br2(l)  Br2(g)
Na(g)  Na+(g) + 1e½Br2(g)  Br(g)
Br(g) + 1 e-  Br-(g)
- 360 kJ/mol
109 kJ/mol
31 kJ/mol
496 kJ/mol
192 kJ/mol
- 342,5 kJ/mol
Resposta = - 734 kJ/mol
3) A partir dos seguintes dados experimentais, monte o ciclo de Born-Haber, diga o que ocorre
em cada etapa e calcule a energia reticular do cloreto de césio - CsCl(s):
Cs(s)  Cs(g)
½Cl2(g)  Cl(g)
Cs(g)  Cs+(g)
Cl(g)  Cl-(g)
Cs(s) + ½ Cl2(g)  CsCl(s)
79,9 kJ/mol
241,84 kJ/mol
374,05 kJ/mol
- 397,90 kJ/mol
- 623,00 kJ/mol
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4) Use o conhecimento adquirido de ligação iônica para prever se os seguintes pares de
elementos formarão esse tipo de ligação química. Explique sua escolha.
a) Li e Rb
b) Fr e Na
c) Ca e Cl
d) Cs e K
e) I e F
f) Br e Cl
g) K e Br
h) Sr e I
i) Mg e F
j) Be e Cl
k) Ba e Br
l) Be e F
m) O e F
n) O e I
5) Escreva as fórmulas para os compostos formados pelos seguintes pares de íons:
a) Fe+3 e HPO4-2
b) K+ e N-3
c) Ni+2 e NO3d) Cu+2 e C2H3O2e) Ba+2 e SO3-2
f) Na+ e CO3-2
g) Ca+2 e ClO3h) Sr+2 e S-2
i) Cr+3 e Clj) Ti+4 e ClO4-
6) Observe os pares de íons abaixo relacionados e identifique quem terá maior energia do par
iônico. Justifique sua resposta:
a) Na+/F- ou Mg+2/O-2
b) K+/Cl- ou Ca+2/S-2
c) BeO ou BaO
d) SrS ou MgS
e) CsCl ou LiCl
f) LiF ou FrF
g) MgO ou MgS
h) RbCl ou RbI
Ligação Covalente:
7) Em uma série de compostos, os comprimentos das ligações C-C encontrados foram os
seguintes: composto 1, 154 pm; composto 2, 137 pm; composto 3, 146 pm; composto 4, 140 pm.
Coloque-os na ordem crescente de ordem de ligação C-C. Qual é a variação esperada para a
energia da ligação C-C?
8) Os compostos a seguir são compostos covalentes e possuem os seguintes comprimentos de
ligação:
Composto H-A = 103 pm
Composto H-B = 97 pm
Composto H-C = 114 pm
Composto H-D = 124 pm
Composto H-E = 88 pm
a) Ordene os 5 compostos em ordem crescente de raio atômico.
b) Ordene os 5 compostos em ordem crescente de energia de ligação.
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9) Quais das seguintes substâncias têm ligações que são predominantemente covalentes?
a) NH3
b) MnF2
c) BCl3
d) MgCl2
e) BeI2
f) NaH
10) Com base nas estruturas de Lewis, coloque as seguintes moléculas na ordem decrescente de
comprimento de ligação:
a) C=C, CC, C-C
b) N-N, NN, N=N
Ligação Metálica:
11) Que características devem ter os átomos que fazem ligações metálicas?
12) Por que os metais são bons condutores de eletricidade?
12) Qual é a diferença entre condutores, isolantes e semicondutores?
13) Compare as propriedades mecânicas do metais e dos sólidos iônicos.
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SEXTA LISTA DE EXERCÍCIOS
1)
Diga qual é o tipo de ligação química nas moléculas abaixo:
a) CCl4
b) KI
c) Br2
d) MgBr2
2)
Diga qual é a ligação mais polar. Em cada caso, diga qual átomo tem a carga parcial
negativa.
a)
B-Cl ou C-Cl
b)
P-F ou P-C
3) Diga qual é o tipo de força atrativa intermolecular que atua:
a) Em todas as moléculas
b) Em moléculas polares
c) Entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e
eletronegativo
4) Diga qual é o tipo de forças intermoleculares presentes entre:
a) NH3 e HF
b) CH3OH e éter etílico
5) Diga quais são as forças intermoleculares que devem ser rompidas para converter cada uma
das seguintes substâncias no estado líquido para o estado gasoso:
a ) Br2
b) CH3OH
c) H2S
d) H2O
6) Explique:
a) O ponto de ebulição do metanol (CH3OH) é 65 °C e do metanotiol (CH3SH) é 6 °C.
b) Xe é líquido a pressão atmosférica e 120 K, enquanto Ar é um gás.
c) Acetona entra em ebulição a 56 °C, enquanto o 2-metilpropano entra em ebulição a -12 °C.
O
H3C
C
CH3
CH3
acetona
H3C
C
CH3
2-metilpropano
7) Diga qual dos seguintes átomos é mais polarizável: O, S, Se ou Te. Explique.
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8)
Diga qual é o membro dos seguintes pares que tem as forças de dispersão
intermoleculares mais fortes:
a) Br2 ou O2
b)
CH3CH2CH2Cl ou (CH3)2CHCl
9) Diga quais das seguintes moléculas podem formar ligações de hidrogênio com outras
moléculas do mesmo tipo:
CH3F
CH3NH2
CH3OH
CH3Br
HF
H2O
CaO
NH3
10) Explique a diferença dos pontos de ebulição entre os membros dos seguintes pares de
substâncias:
a)
HF (20 °C) e HCl (-85 °C)
b)
CHCl3 (61 °C) e CHBr3 (150 °C)
c)
Br2 (59 °C) e ICl (97 °C)
11)
Identifique o tipo de forças intermoleculares presentes em cada uma das seguintes
substâncias e selecione em cada par aquela que apresenta o maior ponto de ebulição:
a) C6H14 ou C8H18
b) C3H8 ou CH3OCH3
c) NH2NH2 ou CH3CH3.
12)
Cite duas propriedades da água que podem ser atribuídas à existência das ligações de
hidrogênio.
13) A água e o glicerol, CH2(OH)CH(OH)CH2OH, são miscíveis em todas as proporções. O que
significa isso? Como o grupo OH do álcool contribui para essa miscibilidade?
14) O óleo e a água são imiscíveis. O que isso significa? Explique em termos de características
estruturais de suas respectivas moléculas e as forças entre elas.
15) Qual das seguintes substâncias em cada par é provavelmente a mais solúvel em água? Qual
em cada par é mais solúvel em hexano? Explique sua resposta em cada caso.
a) CCl4 ou CaCl2
b) benzeno (C6H6) ou fenol (C6H5OH)
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SÉTIMA LISTA DE EXERCÍCIOS
1) A solubilidade do MnSO4.H2O em água a 20°C é 70 g por 100 mL de água.
a) Uma solução de 1,22 mol/L de MnSO4.H2O em água a 20°C é saturada,
supersaturada ou insaturada?
b) Dada uma solução de MnSO4.H2O de concentração desconhecida, que
experimento você poderia realizar para determinar se a nova solução é saturada,
supersaturada ou insaturada?
2) Calcule:
a) A percentagem em massa de Na2SO4 em uma solução contendo 11,7 g de
Na2SO4 em 443 g de água.
b) A concentração de prata em ppm de um mineral que contém 5,95 g de prata
por tonelada de mineral.
3) Uma solução é preparada contendo 7,5 g de CH3OH em 245 g de H2O. Calcule:
a) a fração molar de CH3OH
b) a porcentagem mássica de CH3OH
c) a molalidade de CH3OH
4) Calcule a concentração molar das seguintes soluções aquosas:
a) 10,5 g de Mg(NO3)2 em 250,0 mL de solução
b) 22,4 g de LiClO4.3H2O em 125 mL de solução
5) Calcule a molalidade das seguintes soluções:
a) 10,5 g de benzeno (C6H6) dissolvidos em 18,5 g de tetracloreto de carbono
(CCl4)
b) 4,15 g de NaCl dissolvido em 0,250 L de água
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6)
Uma solução de ácido sulfúrico contendo 571,6 g de H2SO4 por litro de solução tem
densidade de 1,329 g/cm3. Calcule:
a) a porcentagem em massa
b) a fração molar
c) a molalidade
d) a concentração molar de H2SO4
7)
A densidade da acetonitrila (CH3CN) é 0,786 g/mL, e a densidade do metanol (CH3OH)
é 0,791 g/mL. Uma solução é preparada dissolvendo-se 15,0 mL de CH3OH em 90,0
mL de CH3CN.
a) Qual é a fração molar de metanol na solução?
b) Qual é a concentração em molalidade?
c) Supondo que os volumes são aditivos, qual é a concentração molar de
CH3OH na solução?
8)
Calcule o número de mols de soluto presente em cada uma das seguintes soluções
aquosas:
a) 255 mL de 0,250 mol/L de brometo de cálcio
b) 50,0 g de 0,150 mol/kg de cloreto de potássio
c) 50,0 g de uma solução de 2,50% em massa de glicose (C6H12O6)
9) A amônia aquosa comercial é 28% em massa de NH3 e tem densidade de 0,90g/mL.
Qual é a concentração em quantidade de matéria desta solução?
Respostas:
2) a) 2,57%; b) 5,95 ppm
3) a) 0,017; b) 3,0%; c) 0,927 mol/kg
4) a) 0,276 mol/L; b) 1,12 mol/L
5) a) 4,65 mol/kg; b) 0,276 mol/kg
6) a) 43,01%; b) 0,122; c) 4,39 mol/kg; d) 5,827 mol/L
7) a) 0,176; b) 4,48 mol/kg; c) 3,53 mol/L
8) a) 6,38 x 10-2 mol; b) 7,50 X 10-3 mol; c) 6,94 x 10-3 mol
9) 14,82 mol/L
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