1. INTRODUÇÃO À QUÍMICA Substância – Possui P.F e P.E. constante na mudança do estado físico. 1.1 CONCEITO DE QUÍMICA Química é uma Ciência Natural que estuda a natureza da matéria, suas propriedades, suas transformações e a energia envolvida nesses processos. 1.2 MATÉRIA É tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço, ou seja, possui volume. Ex.: Água, Madeira, Ferro... a) Corpo – Porção limitada da matéria, sem utilidade. b) Objeto – Porção limitada da matéria, com utilidade. Por exemplo, a quebra de um copo de vidro pode ser descrita como um objeto (copo) que deixa de existir e surgem vários corpos (o copo fragmentado). Obs.2: As temperaturas de fusão e de solidificação têm o mesmo valor, assim como as de vaporização e liquefação. Mistura – Possui P.F e o P.E. variável na mudança do estado físico. 1.3 PROPRIEDADES a) Estados Físicos da Matéria - Sólido, apresenta forma e volume constante, onde os átomos estão compactados. - Líquido, apresenta forma variável e volume constante, onde os átomos estão mais livres. - Gasoso, apresenta forma e volume variável, onde os átomos estão totalmente livres. → Mudanças do Estado Físico da Matéria • Homogênea – Apresenta sempre as mesmas características em toda sua extensão, apresentando um único aspecto (Monofásico). Ex.: NaCl + H2O (2 componentes e 1 fase) - Eutética (S+S) – Possui temperatura constante apenas na Fusão. b) Densidade É a razão entre a massa de um corpo e o volume por ele ocupado. d = m / v (g/cm3) - Azeotrópica (L+L) – Possui temperatura constante apenas na ebulição. c) Ponto de Fusão (P.F.) e de Ebulição (P.E.) P.F. é a temperatura em que a temperatura do sólido está em equilíbrio com a temperatura do líquido. P.E. é a temperatura em que a temperatura do líquido está em equilíbrio com a temperatura do vapor. • S. Simples – Apresenta apenas 1 elemento. Ex.: H2, O3. • S. Composta – Apresenta 2 ou mais elementos. Ex.: H2O. Alotropia – Ocorre quando uma substância simples apresentase na natureza em diferentes espécies, como por exemplo: Substância Simples Estados Alotrópicos C Cdiamante e Cgrafite O O2 (gás oxigênio) e O3 (Gás Ozônio) S Srômbico e Smonoclínico P Pvermelho e Pbranco Obs.1: Os estados alotrópicos se diferenciam entre si por suas propriedades. • Heterogênea – Não apresenta as mesmas características em toda sua extensão, apresentando vários aspectos (Polifásico). Ex.: Areia + H2O + Óleo (3 componentes e 3 fases) 1.4 TRANFORMAÇÕES OU FENÔMENOS É qualquer acontecimento da natureza, ou seja, o sistema final e inicial estudado é diferente. a) Físico – A matéria é a mesma antes e após a transformação. Ex.: Amassar papel, quebrar objeto... b) Químico – A matéria não é a mesma após a transformação. Ex.: Ferrugem, Azedar do vinho... 1.5 ENERGIA É tudo aquilo que pode modificar a matéria, provocar ou anular movimentos e, ainda, causar sensações. 1.6 PROCESSOS BÁSICOS DE SEPARAÇÃO a) Filtração A separação se faz através de uma superfície porosa chamada filtro; o componente sólido ficará retido sobre a sua superfície, separando-se assim do líquido que atravessa. Quando os líquidos não se separam pelo simples repouso, ou o fazem muito lentamente, submete-se inicialmente a mistura à centrifugação. b) Filtração à Vácuo A filtração pode ser acelerada pela rarefação do ar, abaixo do filtro. Nas filtrações sob pressão reduzida, usa-se funil com fundo de porcelada porosa (funil de Büchner). d) Dissolução Fracionada Trata-se a mistura com um líquido que dissolva apenas um dos componentes. Por filtração, separa-se o componente nãodissolvido; por evaporação (ou destilação) da solução, separase o componente dissolvido no líquido. Veja o exemplo a seguir: d) Sublimação Só pode ser aplicada quando uma das fases sublima com facilidade. É empregada na purificação do iodo e do naftaleno. c) Decantação Deixa-se a mistura em repouso até que o componente sólido tenha-se depositado completamente. Remove-se em seguida, o líquido, entornando-se cuidadosamente o frasco, ou com auxílio de um sifão (sifonação). Para acelerar a sedimentação do sólido, pode-se recorrer à centrifugação, conforme o desenho: A decantação é muito utilizada para separar líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam. Para isso, coloca-se a mistura a ser separada em um funil de separação (ou funil de decantação ou funil ed bromo). Quando a superfície de separação das camadas líquidas estiver bem nítida, abre-se a torneira e deixa-se escoar o líquido da camada inferior, conforme o desenho: e) Flotação Trata-se a mistura com um líquido de densidade intermediária em relação às dos componentes. O componente menos denso que o líquido flutuará, separando-se assim do componente mais denso, que se depositará. O líquido empregado não deve, contudo, dissolver os componentes. Também é denominado de sedimentação fracionada. Veja o exemplo: f) Cristalização Fracionada A mistura de sólidos é dissolvida em água e a solução é submetida à evaporação. Quando a solução ficar saturada em relação à um componente, o prosseguimento da evaporação do solvente acarretará a cristalização gradativa do referido componente, que se separará da solução. A solução, contendo o componente cuja saturação ainda não foi atingida, fica sobre os cristais do outro e é chamada água-mãe de cristalização. g) Destilação Simples Para a separação dos componentes das misturas homogêneas sólido-líquido, recorre-se comumente a destilação simples. O princípio do processo consiste em aquecer a mistura até a ebulição; com isso o componente líquido separa-se do sistema sob a forma de vapor, que a seguir é resfriado, condensandose, e o líquido é recolhido em outro recipiente. Veja: h) Destilação Fracionada Para a separação dos componentes das misturas homogêneas líquido-líquido, recorre-se comumente à destilação fracionada. Aquecendo-se a mistura em um balão de destilação, os líquidos destilam-se na ordem crescente de seus pontos de ebulição e podem ser separados. O petróleo é separado em suas frações por destilação fracionada. Veja: 1.7 MATERIAIS BÁSICOS DE LABORATÓRIO Antes de iniciar qualquer experiência no laboratório, é importante familiarizar-se com os equipamentos disponíveis, conhecer seu funcionamento, indicação de uso e maneira correta de manuseá-los. Balão volumétrico: possui colo longo, com um traço de aferição situado no gargalo, sendo usado no preparo de soluções. Apresenta volumes que variam, em geral, de 50mL a 2.000mL. Balão de fundo chato: empregado no aquecimento de líquidos puros ou soluções. Pode ser usado também para efetuar reações que desprendem produtos gasosos. Balão de destilação: utilizado para efetuar destilações simples. O braço lateral é ligado ao condensador. Pipetas: utilizadas nas medições mais precisas de volumes de líquidos. Proveta: empregada nas medições aproximadas de volumes líquidos. Há provetas cujo volume varia de 5cm3 a 2.000 cm3. Bureta: empregada especificamente nas titulações. Consiste em um tubo cilíndrico graduado geralmente em centímetros cúbicos, apresentando na parte inferior uma torneira. Tubo de ensaio: usado para efetuar reações com pequenas quantidades de reagentes, Pode ser aquecido diretamente. Cápsula de porcelana: empregada na evaporação de líquidos em soluções. Almofariz e pistilo: utilizados para triturar e pulverizar sólidos. Pisseta: empregada na lavagem de recipientes através de jatos de água ou de outros solventes. Erlenmeyer: aplicado na dissolução de substâncias, nas reações químicas no aquecimento de liquidas e nas titulações. Béquer: usado em reações, dissolução de substâncias, aquecimento de líquidos etc. Condensador: utilizado nos processas de destilação. Sua finalidade é condensar os vapores do líquido a ser destilado. Dessecador: usado paro guardar substâncias em ambiente contendo pouco teor de umidade. Estante para tubos de ensaio: utilizada como suporte para tubos de ensaio. QUESTÕES DE VESTIBULARES 1.3 Propriedades 1. (Prof. Agamenon) Considere quantidades iguais de água nos três estados físicos: sólido; líquido e gasoso, relacionados no esquema a seguir e julgue os itens abaixo: (I) Água (sólida) Água ( vapor ) Água (líquida) ( II ) ( IV ) ( III ) (V) I. O processo (I) é denominado condensação. II. O processo (II) envolve absorção de energia. III. O processo (III) é acompanhado de uma diminuição de densidade. IV. O processo (IV) é denominado vaporização. V. O vapor d’água está em estado menos energético do que a água líquida e sólida. 2. (UFRRJ) Podemos classificar, como processo endotérmico e exotérmico, respectivamente, as mudanças de estado: a) Liquefação e solidificação. b) Condensação e sublimação. c) Solidificação e evaporação. d) Fusão e liquefação. e) Evaporação e fusão. O modelo abaixo representa processos de mudanças de estado físico para uma substância pura. 5. (UPE-2002) Um minério sólido de massa 200,0g, constituído pelas substâncias “A” e “B”, tem densidade 8,0 g/mL. A massa de “A", no referido minério, é, aproximadamente, Dados: Densidades de A e B são, respectivamente, 16,0g/mL e 4,0g/mL a) 133,3g b) 125,8g c) 7,5x10-3g d) 12,58g e) 118,3g 6. (UFPB – 2000) Considere a tabela abaixo: Temperatura de Temperatura de Substância ebulição normal o fusão normal ( C) (oC) A –78 4 B 80 235 C 10 110 A 50 oC e 1 atm , as substâncias A , B e C apresentam-se, respectivamente, nos estados físicos: a) gasoso, líquido e sólido. d) gasoso, sólido e líquido. b) gasoso, líquido e líquido. e) sólido, líquido e gasoso. c) líquido, gasoso e sólido. 7. Dada a tabela: Temperatura de Temperatura de fusão ebulição (1 atm) (1 atm) A - 180 ºC - 45 ºC B - 35 ºC 30 ºC C 10 ºC 120 ºC D - 60 º C 15 º C E 70 ºC 320 ºC Qual o estado físico de cada substância, nas condições abaixo: a) Nas condições ambientes? Substância b) Num dia frio cuja temperatura é de 5 ºC? c) 3. (UFRN-2006) Assinale a opção CORRETA. a)Os processos I e II denominam-se, respectivamente, condensação e fusão. b)Os processos II e III ocorrem a temperaturas diferentes. c)Os processos III e IV ocorrem com variação de temperatura. d)Os processos IV e V denominam-se, respectivamente, vaporização e sublimação. e)Os processos III e IV ocorrem com diminuição de temperatura. 4. (UFPB-2007) Numa proveta graduada contendo 500ml de água (d = 1g/cm3), colocou-se uma prótese metálica de massa igual a 112,5g. Observou-se que a prótese imergiu e que o nível da água na proveta passou a ser 525ml. De posse desses dados e considerando a tabela abaixo, é correto afirmar que a prótese em questão é feita de Metal Densidade (g/cm3) Al 2,7 Ag 10,5 Au 19,3 Pt 21,45 Ti 4,5 a) platina. d) ouro. b) titânio. e) prata. c) alumínio. Num dia quente cuja temperatura é de 35 ºC? 8. (UEPB-2006.2) Os estados de agregação das substâncias (sólido, líquido e gasoso) dependem das condições de temperatura (T) e pressão (P) as quais estão submetidas. Por exemplo, ao nível do mar (P = 1 atm), a água é um sólido em temperaturas abaixo de 0 C, líquido no intervalo de 0ºC a 100ºC e um gás em temperaturas superiores. A tabela mostra os valores de transições de fases de algumas substâncias para P=1 atm. Temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias: Substância T.F. T.E. Água 0,0 ºC 100,0 ºC Clorofórmio -63,0 ºC 62,7 ºC Naftaleno 80,6 ºC 218,0 ºC Pentano -131,0 ºC 36 ºC Com base nessas informações, analise as sentenças a seguir: I. O maior número dessas substâncias no estado líquido, é encontrado no intervalo 0 ºC < T < 36 ºC. II. Todas as substâncias acima estarão no estado sólido em qualquer temperatura abaixo de -63 ºC. III. Apenas o naftaleno está no estado líquido a 90 ºC. Está(ão) correta(s): a) Apenas a alternativa I d) As Alternativas I e III b) Apenas a alternativa III e) As alternativas II e III c) As alternativas I e II 9. (FEI-SP) Qual das alternativas abaixo contém somente substâncias simples? a) H2O, HCl, CaO b) H2O, Cl2, K c) H2O, Au, K d) Au, Fe, O2 e) H2, Cl2, NaCl 10. (UEL-PR) Fósforo branco e exemplificam o fenômeno denominado: a) Isotopia. b) Isomeria. c) Isobaria. d) Tautomeria. e) Alotropia fósforo a) temperatura (°C) b) temperatura (°C) tempo d) temperatura (°C) c) temperatura (°C) tempo e) tempo temperatura (°C) vermelho 11. (UFPB-2002) O grafite é um sólido escuro usado em lápis para escrever e pintar. O diamante é o sólido transparente mais duro que se conhece e, quando lapidado, tem alto valor comercial. O fósforo branco é uma substância que queima, espontaneamente, quando em contato com o ar, enquanto que o fósforo vermelho não apresenta, por sua vez, esta característica. Com relação a essas substâncias, é correto afirmar: a)Grafite/diamante e fósforo branco/fósforo vermelho são formas isotópicas dos elementos químicos C e F, respectivamente. b)Grafite/diamante e fósforo branco/fósforo vermelho são formas alotrópicas dos elementos O e P, respectivamente. c)Grafite/diamante e fósforo branco/fósforo vermelho representam diferentes substâncias simples dos elementos C e P, respectivamente. d)Grafite e diamante são formas isotópicas do elemento químico carbono, porque são constituídos pelo mesmo tipo de átomos. e)Fósforo branco e fósforo vermelho são isótonos, porque suas estruturas possuem número igual de átomos do mesmo elemento químico. 12. (FCM-PB-2006) O gráfico abaixo representa a variação de temperatura em função do tempo de aquecimento. Pela análise do gráfico, assinale a afirmação FALSA: a)No sistema existe uma fase sólida, no ponto A, à temperatura t1, enquanto no ponto B existe uma fase líquida à mesma temperatura. b)Para temperaturas inferiores a t1, podem coexistir duas fases. c)Existem duas fases entre as temperaturas t1 e t2. d)Existe uma única fase líquida no ponto B e no ponto C. e)Existe uma única fase vapor no ponto D. 13. (UFES) Uma mistura eutética é definida como aquela que funde à temperatura constante. O gráfico que melhor representa o comportamento dessa mistura até sua completa vaporização é: tempo tempo 14. (UFF) Considere os seguintes sistemas: Os sistemas I, II e III correspondem, respectivamente, a: a)substância simples, mistura homogênea e heterogênea. b)substância composta, mistura heterogênea e heterogênea. c)substância composta, mistura homogênea e heterogênea. d)substância simples, mistura homogênea e homogênea. e)substância composta, mistura heterogênea e homogênea. 15. (UFES) Observe a representação dos sistemas I, II e III e seus componentes. O número de fases em cada um é, respectivamente: a) 3, 2 e 4 b) 3, 3 e 4 c) 2, 2 e 4 d) 3, 2 e 5 e) 3, 3 e 6 16. (Univali-SC) Resfriando-se progressivamente água destilada, quando começar a passagem do estado líquido para o sólido, a temperatura: a) permanecerá constante, enquanto houver líquido presente. b) permanecerá constante, sendo igual ao ponto de condensação da substância. c) diminuirá gradativamente. d) permanecerá constante, mesmo depois de todo 1íquido desaparecer. e) aumentará gradativamente. 17. (UFPB-2005) Elementos, compostos e misturas constituem a essência da Química, uma vez que é com estes que se trabalha no laboratório. Face ao exposto, considere os sistemas abaixo: I. óleo-água II. sal dissolvido em água III. enxofre IV. cloreto de sódio É correto afirmar que o(s) sistema(s): a) I e II são monofásicos. b) II e IV são substâncias puras. c) III e IV mudam de estado físico à temperatura constante. d) I e II podem ter seus componentes separado apenas por destilação. e) IV é constituído por uma fase e dois componentes. 1.4 Transformações 18. (UFPB-2006) Quando a matéria sofre uma transformação qualquer, diz-se que ela sofreu um fenômeno, que pode ser físico ou químico. Nesse sentido, considere as seguintes transformações: 22. (São Camilo-SP) Nos laboratórios, um procedimento para se obter água destilada (água pura) a partir da água potável pode ser facilmente realizado através da aparelhagem ilustrada abaixo. Esse procedimento denomina-se: - derretimento das geleiras; - degradação dos alimentos no organismo; - ação de um medicamento no organismo; - produção de energia solar. Com relação a essas transformações, é correto afirmar: a) Todas são fenômenos químicos. b) Todas são fenômenos físicos. c) O derretimento das geleiras e a degradação dos alimentos no organismo são fenômenos químicos. d) A ação de um medicamento no organismo e a produção de energia solar são fenômenos físicos. e) O derretimento das geleiras e a produção de energia solar são fenômenos físicos. 19. (UFPE) Considere as seguintes tarefas realizadas no dia-adia de uma cozinha e indique aquelas que envolvem transformações químicas. I. Aquecer uma panela de alumínio. II. Acender um fósforo. III.Ferver água. IV.Queimar açúcar para fazer caramelo. V.Fazer gelo. a) I, III e IV d) III e V b) II e IV e) II e III c) I, III e V 20. (UEPB-2004) Na ciência, qualquer transformação que ocorre num determinado sistema é vista como um fenômeno, que para ser descrito, é necessário comparar os estados inicial e final do sistema em questão. Em alguns fenômenos ocorre alteração química da substância envolvida, em outros não. Com base nisso, analise as proposições abaixo, e escreva (F) para fenômeno físico e (Q) para Químico. ( ) A respiração animal ( ) O avermelhamento da lã de aço umedecida ( ) A extração do óleo de coco babaçu ( ) A destilação da água do mar ( ) A obtenção do O2 (líquido) a partir do ar atmosférico a) F F F Q Q b) Q F Q F F c) F Q F F Q d) F F Q F Q e) Q Q F F F 1.6 Processos Básicos de Separação 21. (F. Zona Leste-SP) Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, escolhendo, em seguida, a opção correspondente à numeração correta, de cima para baixo. MISTURAS PRINCIPAIS MÉTODOS DE SEPARAÇÃO 1. Oxigênio e nitrogênio ( ) Destilação 2. Óleo e água ( ) Filtração 3. Álcool e água ( ) Separação magnética 4. Perto e enxofre ( ) Decantação 5. Ar e poeira ( ) Liquefação a) 1—4—5—2—3 b) 3—2—4—5—1 c) 5—1—3—4—2 d) 1-5-4-3-2 e)3—5—4—2— 1 a) fusão. b) destilação simples. c) destilação fracionada. d)centrifugação. e)solidificação. 23. (Osec-SP) Uni dos estados brasileiros produtores de cloreto de sódio é o Rio Grande do Norte. Nas salinas o processo físico que separa a água do sal é: a) filtração b) destilação c) ebulição. d) sublimação. e) evaporação. 24. (UEBA) Analise as afirmações. I. Os processos de análise imediata não alteram as propriedades químicas das substãncias. II. Uma substãncia pura é caracterizada por suas constantes físicas como ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade. III. Cristalização é um processo íisico que serve para separar e purilicar sólidos. Assinale: a) I e II estão corretas. d) II e III estão corretas. b) todas estão corretas. e) nenhuma está correta. c) I e III estão corretas. 25. (Osec-SP) Uma boa opção para separar uma mistura de cloreto de sódio, areia e naftalina é: a) adicionar água, decantar, sifonar, destilar e sublimar. b) sublimar, adicionar água, filtrar e destilar. c) adicionar água, filtrar e destilar. d) não é possível separar tal mistura. e) basta filtrar com auxilio do funil de Buchner. 26. (UFRS) Para separar convenientemente uma mistura de areia, sal de cozinha, gasolina e água, a seqüênda de processos mais indicada é: a) decantação, catação e destilação. b) filtração, catação e destilação. c) floculação, filtração e decantação. d) filtração, decantação e destilação. e) catação, filtração e evaporação. 27. (Uespi-PI) Qual o processo de separação de misturas que é realizado para retirar a poeira com oaspirador de pó? a) Destilação simples b) Filtração c) Catação d) Centrifugação e) Levigação 28. (UEL-PR) De uma mistura heterogênea entre dois líquidos imiscíveis e de densidade diferentes é possível obter líquidos puros pelos processos de: I. sublimação. II. decantação. III. filtração. Dessas afirmativas, apenas: a) I é correta. b) I e II são corretas. c) II é correta. d) II e III são corretas. e) III é correta. 29. (U. Católica de Salvador-BA) Em relação às generalidades químicas, identifique a alternativa correta. a)O gás de cozinha, engarrafado, é uma mistura de gases que se apresenta no estado liquido. b) O ozónio é uma espécie química composta, pois apresenta PF e PE variáveis. c) O ar atmosférico é uma mistura com quantidades iguais de nitrogênio, de oxigênio e de outros gases. d) Os componentes da pólvora comum — enxofre, salitre e carvão — não podem ser separados por simples processos mecânicos. e) A pipeta é utilizada na separação de líquidos imisciveis. 30. (PUCCAMP-SP) O equipamento ilustrado pode ser usado na separação dos componentes do sistema: a) água + álcool etílico b) água + sal de cozinha (sem depósito no fundo) c) água + sacarose d) água + oxigênio e) água + carvão (pó) 31. (U. São Francisco-SP) Considerando-se as aparelhagens esquematizadas abaixo: A afirmação correta é: a) a aparelhagem I pode ser utilizada para separar água e gasolina. b) a aparelhagem I pode ser utilizada para separar solução de água e sal. c) a aparelhagem I pode ser utilizada para separar solução de água e carvão. d) a aparelhagem II pode ser utilizada para separar água e óleo. e) a aparelhagem II pode ser utilizada para separar solução de água e álcool. representa, na ordem dada; as opções(,I, II e III) de separação dos componentes dessa mistura é: 01) destilação, filtração e decantação. 02) filtração, decantação e destilação. 03) decantação, destilação e cristalização. 04) filtração, centrifugação e decantação. 05) destilação, cristalização e filtração. 33. (UFES) Na perfuração de uma jazida petrolífera, a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre para fora. Ao reduzir-se a pressão, o petróleo bruto pára de jorrar e tem de ser bombeado. Devido às impurezas que o petróleo bruto contém, ele é submetido a dois processos mecânicos de purificação, antes do refino: separá-lo da água salgada e separá-lo de impurezas sólidas, como areia e argila. Esses processos mecânicos de purificação são, respectivamente, a) decantação e filtração. b) decantação e destilação fracionada. c) filtração e destilação fracionada. d) filtração e decantação e) destilação fracionada e decantação. 34. (Fatec-SP) Um estudante recebeu uma amostra na forma de um pó branco constituída por mistura das substâncias sólidas A e B, que frente à água comportam-se como registra a tabela que segue. Comportamento em Água Sólido Água a 25ºC Água fervente A Insolúvel Insolúvel B Insolúvel Solúvel Assinale a opção que contém o procedimento experimental correto para separar os sólidos A e B. a)Utilizar um ímã, separando A e B. b)Adicionar o pó branco à água fervente e submeter a mistura à evaporação. c)Adicionar o pó branco à água a 25°C, filtrar mistura e submeter o filtrado à evaporação. d)Adicionar o pó branco à água fervente, filtrar mistura e submeter o filtrado à evaporação. e)Adicionar o pó branco à água a 25°C e submeter a mistura à evaporação. 35. (UFPI) A figura mostra esquematicamente uma coluna de fracionamento utilizada em refinarias de petroléo.. Os produtos recolhidos em I, II, III e IV são, respectivamente: (Dado: Ordem crescente dos pontos de ebulição — gás de cozinha, gasolina, querosers lubrificante, parafina e asfalto. 32. (ECMAL-AL) a) asfalto, óleo diesel, gasolina e gás de cozinha. b) álcool, asfalto, óleo diesel e gasolina. c) asfalto, gasolina, óleo diesel e álcool. d) gasolina, óleo diesel, gás de cozinha e asfalto. e) querosene, gasolina, óleo diesel e gãs de cozinha. O fluxograma acima representa o processo de separação da mistura de água, óleo, areia e sulfato de cobre. Sabe-se que o sulfato de cobre não é solúvel em óleo e está completamente dissolvido na água. Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre misturas, a alternativa que melhor 1.7 Materiais Básicos de Laboratório 36. (UFPB - 2001) Ao preparar um terreno para cultivo, seria ideal que o agricultor solicitasse os serviços de um profissional qualificado, a fim de fazer uma análise do solo para conhecer o conteúdo dos nutrientes presentes. O resultado da análise será válido se esse profissional retirar uma amostra representativa do solo e realizar, com cuidado, operações, tais como, limpeza da amostra, secagem, imersão da amostra em solução extratora adequada, etc. Considerando as operações a serem realizadas com a amostra, associe numericamente as mesmas aos equipamentos de laboratório adequados. ( 1 ) Separar a amostra de restos de folhas, cascalhos e outros materiais ( )estufa sólidos. ( 2 ) Aquecer a amostra para retirada ( )pipeta de água. ( 3 ) Medir uma determinada ( )funil e quantidade da amostra seca. papel de filtro ( 4 ) Separar a solução extratora da ( )peneira parte insolúvel da amostra. ( 5 ) Medir uma determinada ( )balança quantidade da solução extratora. ( 6 ) Destilar a solução aquosa para separar os componentes solúveis. A seqüência correta é: a) 1, 2, 6, 5, 3 c) 3, 1, 4, 5, 2 e) 4, 1, 5, 3, 2 b) 2, 5, 4, 1, 3 d) 1, 2, 5, 6, 3 37. (UFPB – 2004) Os processos de destilação são muito usados nas indústrias. Por exemplo, nos engenhos, a fabricação da cachaça é feita destilando-se o caldo fermentado num alambique. Relacione as partes de um alambique (Figura 1) com as peças que constituem um aparelho para destilação simples (Figura 2), representadas abaixo, numerando a segunda coluna de acordo com a primeira. (1) Fornalha ( ) Béquer (2) Tacho de aquecimento ( ) (3) Serpentina de resfriamento ( ) Bico de Bunsen (4) Recipiente coletor ( ) Condensador A seqüência numérica correta é: a) 4,1,3,2 c) 2,4,1,3 b) 3,1,2,4 d) 2,3,1,4 Balão de fundo redondo e) 4,2,1,3 2. ATOMÍSTICA 2.1 EVOLUÇÃO DO MODELO DO ÁTOMO Deve-se ao filósofo grego Leucipo a introdução da teoria da constituição da matéria, defendida por Demócrito. Para eles a matéria seria formada por partículas extremamente pequenas denominadas átomo (a = não, tomo = divisão). a) Dalton (Modelo da Bola de Bilhar) Baseado na descontinuidade da matéria, o átomo seria uma pequena partícula maciça, indivisível e indestrutível. b) Thomson (Modelo do Pudim de Passas) Baseado na descoberta dos elétrons e prótons, o átomo seria eletricamente neutro; e com a descoberta da radioatividade, o átomo seria divisível e não-maciço. Os elétrons negativos estariam encrustados na esfera positiva. c) Rutherford (Modelo Planetário) Baseado na sua experiência, o bombardeamento de lâminas de ouro com partículas α, o átomo seria constituído por uma região central denominada núcleo atômico (pequeno e denso) onde estariam as partículas positivas (os prótons), e uma região externa ao núcleo chamada eletrosfera, onde as partículas negativas (os elétrons) estariam. Rutherford elaborou então um modelo de átomo semelhante a um minúsculo sistema planetário, onde os elétrons se distribuíam ao redor do núcleo como os planetas ao redor do sol. d) Bohr Complementou o modelo de Rutherford, constatando que os elétrons descreviam, ao redor do núcleo, órbitas circulares com energia fixa (energia quantizada, ou seja, o elétron não emite nem absorve energia espontaneamente). 2.4 SEMELHANÇAS ATÔMICAS IsótoPos – Átomos com o mesmo nº de Prótons. IsóbAros – Átomos com o mesmo nº de mAssa. IsótoNos – Átomos com o mesmo nº de Nêutrons. IsoEletrônicos – Átomos com o mesmo nº de Elétrons. 2.5 CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA Ao se fazer a distribuição dos elétrons, por subníveis, temos de colocá-los em ordem crescente de energia. Para isso, usa-se o dispositivo denominado diagrama de Linus Pauling, que fornece a seqüência energética crescente dos subníveis. Camada s2 p6 d10 f14 Máx. de eK 2 L 8 M 18 N 32 O 32 P 18 Q 2 a) Distribuição nos Íons • Cátions (+) - Devemos distribuir os elétrons como se eles fossem neutros e, em seguida, da última camada retirar os elétrons perdidos. • Ânions (-) - Devemos adicionar os elétrons ganhos aos já existentes no átomo e, em seguida distribuir o total. 2.6 NÚMEROS QUÂNTICOS E ORBITAIS a) Orbital Atômico É a região de maior probabilidade de encontrar o elétron. Para encontrarmos essa região, precisamos dos quatro números quânticos do átomo. 2.2 PARTÍCULAS SUBATÔMICAS FUNDAMENTAIS Podemos identificar em qualquer átomo duas regiões: o núcleo, constituído de prótons e nêutrons e a eletrosfera, composta por elétrons. 2.3 IDENTIFICAÇÃO DO ÁTOMO a) Número Atômico(Z) – É o número de prótons (P) existentes no núcleo. Z=P b) Números de Massa(A) – É a soma do número de prótons(P) e de nêutrons (N) existentes no núcleo. A=P+N Quando o átomo perde ou ganha elétrons nas transformações químicas, ele fica carregado eletricamente, passado a se chamar íon. Cátion (+) – O átomo perde elétrons. Íon Ânion (-) – O átomo ganha elétrons. b) Números Quânticos • Número Quântico Principal – N Indica o nível de energia do elétron (ou a energia potencial). N= 1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q • Número Quântico Secundário ou Azimutal – L Indica o subnível de energia do elétron (ou a energia cinética). L= 0 1 2 3 S P D F • Número Quântico Magnético - M Indica o orbital do elétron e sua orientação no espaço. M = -L até +L • Número Quântico Spin – S Indica o sentido de rotação do elétron em torno de seu eixo. S = -1/2 ou +1/2 → Regras de preenchimento dos orbitais: • Princípio de exclusão de Pauli – “Em cada orbital podem existir, no máximo, 2 elétrons e com spins contrários.” ↑↓ • Regra de Hund – “Um orbital somente receberá o segundo elétron quando todos os orbitais já estiverem semipreenchidos.” QUESTÕES DE VESTIBULARES 5. (UEPB-2005) A representação gráfica abaixo mostra três níveis de energia de um determinado átomo: 2.1 Evolução do Modelo do Átomo 1. (UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas, modelos atômicos. Algumas características desses modelos são apresentadas no quadro que se segue: Modelo I Características Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares. II Átomos maciços e indivisíveis. III Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares de energia quantizada. A associação modelo/cientista correta é: a) I/Bohr; II/Dalton; III/Rutherford b) I/Dalton; II/Bohr; III/Rutherford c) I/Rutherford; II/Bohr; III/Dalton d) I/Rutherford; II/Dalton; III/Bohr e) I/Dalton; II/Rutherford; III/Bohr 2. (UFPE-2001) Comparando-se os modelos atômicos de Rutherford e de Bohr, pode-se afirmar que: 1. nos dois modelos, o núcleo é considerado pequeno em relação ao tamanho do átomo e possui quase toda a massa do átomo. 2. nos dois modelos, os elétrons descrevem trajetórias circulares em torno do núcleo. 4. no modelo de Bohr, os elétrons podem ter quaisquer valores de energia. 8. no modelo de Bohr, para o átomo de hidrogênio, o elétron, quando estiver na camada 2s, realizará espontaneamente uma transição para a camada 3s. 16. no modelo de Rutherford, a estrutura do seu modelo atômico proposto é comparada com os planetas girando ao redor do sol. I. Um elétron precisa receber energia (E) correspondente a E2 - E1 para saltar do nível 1 para o nível 2. II. O salto quântico referido acima (I) libera energia na forma de ondas eletromagnéticas. III. O salto quântico n1 para n3 é menos energético que o salto n1 para n2. Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmativa(s) a) III d) I e II b) II e) I e III c) I 6. (UEPB-2004) Analise as afirmativas abaixo: I. Em determinadas circunstâncias, um átomo neutro, ao ceder um elétron, adquire uma carga elétrica positiva: A0 →A+ + e-. II. Segundo Niels Bohr (1885-1962), o elétron passa de uma órbita mais externa para outra mais interna, quando recebe energia. III. Um elemento químico é constituído de átomos de mesma carga nuclear (mesmo “Z”). Considerando as afirmativas I, II e II, marque a alternativa correta. a) Apenas I e II estão corretas. b) Apenas I e III estão corretas. c) Apenas II está correta. d) Todas estão corretas. a) Apenas I está correta. 2.2 Partículas Subatômicas Fundamentais 3. (UEMG) O modelo de átomo conhecido como modelo de Rutherford foi idealizado a partir de experiências realizadas em 1909. Várias conclusões foram tiradas a partir dessas experiências, EXCETO: a) o átomo apresenta, predominantemente espaços vazios. b) o núcleo é a região mais densa do átomo. c) o núcleo atômico apresenta carga elétrica positiva. d) o núcleo é praticamente do tamanho do átomo todo. e) o átomo seria uma pequena partícula não-maciça. 4. (FAIR-UNIR-MS) Na inauguração do primeiro shoppingcenter de São Sebastião não faltou a encantadora queima de fogos para colorir o evento. A variedade das cores observadas se devem aos diversos tipos de elementos químicos que fazem parte da composição química das substâncias do material que foi queimado, sendo que cada cor depende de cada elemento participante do material. Contudo, todas as cores manifestadas são originadas da mesma forma, sendo a conseqüência da: a) energia absorvida pelo elemento químico. b) volta dos elétrons à órbita de origem, liberando a energia, anteriormente recebida em forma de luz característica. c) energia liberada quando os elétrons pulam para uma órbita mais externa do átomo. d) luz característica de cada elemento químico que ao absorver energia libera os seus elétrons em forma de luz. e) nenhuma das alternativas anteriores está correta. 7. (UFPA) Com relação às partículas subatômicas, próton, nêutron e elétron, podemos afirmar que: a) todas têm carga negativa. b) todas têm carga positiva. c) todas estão localizadas no núcleo atômico. d) todas estão localizadas na eletrosfera. e) prótons e nêutrons estão localizados no núcelo. 8. (UFU-MG) O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Este possui duas partes a saber: uma delas é o núcleo constituído por prótons e nêutrons e a outra é a região extrema – a eletrosfera – por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo. Em relação a essas características, assinale a alternativa correta. a) Prótons e elétrons possuem massa iguais e cargas elétricas de sinais opostos. b) Entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo. c) Entre as partículas atômicas, os prótons e nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo. d) Entre as partículas atômicas, os prótons e nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo. e) nenhuma das alternativas anteriores está correta. 9. (UEPB-2007) Com base nas concepções científicas mais atuais sobre a estrutura do átomo, é correto afirmar: a) O átomo apresenta duas regiões distintas: uma região central, muito pequena, onde se concentra praticamente toda a sua massa; e um espaço bem maior, no qual os elétrons se movimentam. Portanto, os elétrons, que ocupam a maior parte do volume do átomo, têm o papel mais relevante nas reações químicas. b) O átomo é uma pequena partícula indivisível e indestrutível. c) O átomo é formado por três pequenas partículas indivisíveis e indestrutíveis denominadas elétrons, prótons e nêutrons. d) Os elétrons estão em movimento circular uniforme a uma distância fixa do núcleo. e) Todos os átomos da tabela periódica apresentam, necessariamente, elétrons, prótons e nêutrons; sendo que estas três partículas possuem massas semelhantes. 2.3 Identificação do Átomo 10. (UVA-CE) A representação 26Fe56, indica que o átomo do elemento químico ferro apresenta a seguinte composição nuclear: a) 26 prótons, 20 elétrons e 30 nêutrons. b) 26 elétrons e 36 nêutrons. c) 26 prótons, 26 elétrons e 56 nêutrons. d) 26 prótons e 30 nêutrons. e) 26 nêutrons e 56 elétrons. 11. (UCS-RS) O conhecimento das partículas subatômicas, bem como do seu número, é útil para a compreensão das propriedades individuais dos átomos. Os átomos distinguem-se uns dos outros pelo número de prótons e de nêutrons que contêm. Com relação ao átomo de boro (5B11), é correto afirmar que ele distingue dos demais átomos por possuir... a) 5 prótons e 6 nêutrons. b) O número atômico e o número de nêutrons iguais a 6. c) O número atômico e o número de nêutrons iguais a 5. d) Número igual de prótons e nêutrons. e) 11 prótons e 5 nêutrons. 12. (FCM-PB-2006) Os íons A+2 e A+3 diferem quanto à quantidade de a) prótons e nêutrons. b) elétrons somente. c) prótons somente. d) prótons e elétrons. e) nêutrons e prótons. Dentre os diversos elementos da Tabela Periódica, existem aqueles que possuem átomos radioativos ( 131 53 59 32 99 I , 26 Fe , 15 P , 43 Tc e 24 11 Na ) muito utilizados na medicina, tanto para o diagnóstico quanto para o tratamento de doenças como o câncer. 13. (UFPB-2006) Em relação a INCORRETO: a) O número de massa do 43Tc99 é 99. b) O número atômico do 26Fe59 é 26. c) O número de prótons do 53I131 é 53. d) O número de elétrons do 11Na24 é 11. e) O número de nêutrons do 15P32 é 15. esses átomos, é 2.4 Semelhanças Atômicas 14. (ITA-SP) Dados os nuclídeos: 30 30 30 30 29 31 15I , 18II , 13III , 15IV , 18V , 14VI , podemos afirmar que: a) I e IV são isótopos; II e V são isóbaros; III e IV isoneutrônicos. b) IV e VI são isótopos; I, II e III são isóbaros; V e VI isoneutrônicos. c) I, II e III são isótopos; III e V são isóbaros; IV e VI isoneutrônicos. d) II e VI são isótopos; I e IV são isóbaros; III e VI isoneutrônicos. e) II e V são isótopos; III e IV são isóbaros; III e VI isoneutrônicos. são são são são são 15. (UFSM-RJ) A alternativa que reúne apenas espécies isoeletrônicas é: a) 7N3-, 9F-, 13Al3+ b) 16S0, 17Cl-, 19K+ c) 10Ne0, 11Na0, 12Mg0 d) 20Ca2+, 38Sr2+, 56Ba2+ e) 17Cl-, 35Br-, 53I16. (FAZU-SP) O átomo X é isóbaro do 20Ca40 e isótopo do 39 18Ar . O número de nêutrons do átomo X é: a) 4 b) 18 c) 40 d) 22 e) 36 17. (UFCG-2007) Na identificação de um átomo ou íon incluise o seu símbolo (X), o número de massa (A), o número atômico (Z) e o número de carga (n+ ou n-). Na tabela abaixo são dados exemplos de identificação de seis átomos/íons. Símbolo Número de Número Número de (X) Massa atômico carga (arbitrário) (A) (Z) (n+ ou n-) M 37 17 0 Q 40 20 0 R 138 56 2+ T 3 1 1+ Y 2 1 1G 40 19 0 Com base nestas informações, assinale dentre as alternativas abaixo a afirmação INCORRETA. a) R tem um número de nêutrons igual a 82 e um número de elétrons igual a 54. b) Y tem um elétron e G não tem elétrons. c) T tem um próton. d) M e Q são isótonos. e) Q e G são isóbaros. 18. (UFPB-2004) Examinando-se uma amostra natural de um elemento químico, através de um espectrômetro de massa, vê-se que, na maioria dos casos, os átomos do elemento têm massas diferentes. Por exemplo, o cobalto possui três isótopos radioativos que são usados em investigações médicas. Os átomos desses isótopos têm 30, 31 e 33 neutrons e são representados, respectivamente, por: a) 57Co; 59Co; 60Co b) 57Co; 58Co; 60Co c) 59Co; 58Co; 60Co d) 57Co; 58Co; 59Co e) 58Co; 59Co; 60Co 19. (UFF-RJ) Alguns estudantes de química, avaliando seus conhecimentos relativos a conceitos básicos para o estudo do átomo, analisam as seguintes afirmativas: I. Átomos isótopos são aqueles que possuem mesmo número atômico e números de massa diferentes. II. O número atômico de um elemento corresponde à soma do número de prótons com o de nêutrons. III. O número de massa de um átomo, em particular, é a soma do número de prótons com o de elétrons. IV. Átomos isóbaros são aqueles que possuem números atômicos diferentes e mesmo número de massa. V. Átomos isótonos são aqueles que apresentam números atômicos diferentes, números de massa diferentes e mesmo número de nêutrons. Esses estudantes concluem, corretamente, que as afirmativas verdadeiras são as indicadas por: a) I, III e V d) II, III e V e) II e V b) I, IV e V c) II e III 2.5 Configuração Eletrônica 20. (Vunesp-SP) Para o elemento de número atômico 18, a configuração eletrônica é: a) 1s2 2s2 2p6 3p6 3d10 b) 1s2 2s2 2p6 3p6 3d6 4s2 4p6 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 4p6 5s2 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d9 21. (CEFET-PB-2006) A passagem de ano está cada vez mais colorida devido ao uso de fogos de artifício. Sabemos que as cores desses fogos são devidas à presença de certos elementos químicos. Um dos mais usados para obter a cor vermelha é o estrôncio (Z = 38), que, na forma do íon Sr+2, tem a seguinte configuração eletrônica: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 5p2 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d2 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 5s2 22. (UFCG-2007) Se a ordem de preenchimento dos níveis energéticos dos orbitais não seguisse o diagrama de Linus Pauling e fosse como representado a seguir: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f, mas a série continuasse correspondendo ao número de camadas ocupadas, o número de elementos por série nesta classificação periódica seria: a) 2, 8, 18, 32, 32, 32. b) 2, 8, 8, 18, 18, 32. c) 2, 6, 10, 14, 14, 14. d) 1, 4, 4, 9, 9, 16. e) 1, 4, 9, 16, 16, 16. 2.6 Números Quânticos 23. (UDESC) Considere a configuração eletrônica do neônio a seguir 1s2 2s2 2p6. Os números quânticos principal, secundário, magnético e spin, do elétron mais energético são, respectivamente: a) 2, 1, –1, +½ b) 2, 1, +1, +½ c) 1, 0, 0, -½ d) 1, 1, +1, +½ e) 1, 0, 0, +½ 24. (CEFET-PB-2005) Os números quânticos têm o objetivo de caracterizar qualquer elétron de um átomo. Quais os números quânticos do último elétron “d” da espécie química de carga nuclear 29 ? Considerar Spin: + = ↑; - = ↓ a) 3, 0, +2, +1/2 b) 4, 0, 0, +1/2 c) 4, 0, 0, -1/2 d) 4, 2, -2, -1/2 e) 3, 2, +1, -1/2 25. (UECE) 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, os números quânticos do elétron mais energético do átomo B são: 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 26. (UFPB-2007) Dentre os conjuntos de números quânticos {n , l , m , s} apresentados nas alternativas abaixo, um deles representa números quânticos NÃO permitidos para os elétrons da subcamada mais energética do Fe(II), um íon indispensável para a sustentação da vida dos mamíferos, pois está diretamente relacionado com a respiração desses animais. Esse conjunto descrito corresponde a: a) {3, 2, 0, ½} b) {3, 2, – 2, – ½} c) {3, 2, 2, ½} d) {3, 2, – 3, ½} e) {3, 2,1, ½} 27. (UFCG-2005) Um estudante, estudando distribuição eletrônica, de acordo com as suas regras e convenções, como o princípio de exclusão de Pauling e a regra de Hund, montou a tabela abaixo, que mostra algumas alternativas de valores dos números quânticos para um elétron de um átomo que se encontra no estado fundamental. Dentre as alternativas apresentadas, quais indicam o conjunto de números quânticos corretos? Números Quânticos Elementos N L M S A 3 2 -2 +1/2 B 3 4 +3 +1/2 C 2 0 +1 +1/2 D 4 3 0 +1/2 E 3 2 -2 -1 a) A e D. b) B, C e D. c) C e E. d) C, D e E. e) A, D e E. 28. (UECE-2004.2) Quem se cuida para fortalecer ossos e dentes e evitar a osteoporose precisa de cálcio (Ca). A afirmativa correta em relação a este metal é: a) Os números quânticos: n, l e ml do 9º elétron do cálcio, são, respectivamente: 2, 1, 0 b) Pela regra de Hund a distribuição dos elétrons no subnível 3p do Ca2+ é . c) Devido a ter mais elétrons, o subnível 3p é mais energético que o subnível 4s; d) Pelo Princípio de Exclusão de Pauli, no máximo dois elétrons podem compartilhar em um mesmo orbital, com spins iguais. 3. TABELA PERIÓDICA Ex.1: Indique a família e o período dos seguintes elementos: 3.1 LEI PERIÓDICA As propiedades físicas e químicas dos elementos são funções periódicas (repetitivas) de seus números atômicos. a) 12A 3.2 ESTRUTURA Na tabela periódica atual os elementos estão organizados em ordem crescente de numero atômico originando linhas horizontais (PERIODOS) e linhas verticais (GRUPOS ou FAMILIAS). c) 19 C a) Grupos ou Famílias A tabela periódica possui 18 famílias, sendo que cada uma delas agrupa elementos com propriedades químicas semelhantes. Os elementos das famílias A e zero são denominados elementos representativos, sendo que seu elétron mais energético encontra-se nos subníveis s ou p. Os elementos das famílias B são denominados elementos ou metais de transição e apresentam seu elétron mais energético situados nos subníveis d (transição externa) ou f (transição interna). b) 15 B Ex.2: Indique o nome, o símbolo, a família e o período dos seguintes elementos: a) X – [Ar] 4s1 b) Y – [Ar] 4s2 3d10 4p5 3.3 CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Como conseqüência da distribuição dos elementos na tabela periódica segundo o número atômico, as propriedades químicas e as configuração eletrônica, podemos caracterizá-los sob um novo aspecto: Nomenclatura Essas famílias também recebem nomes característicos: Nº de Configuraçã Grupo ou elétrons no Nome o do Família ultimo nível Ultimo nível Metais 1 1 – 1A ns 1 Alcalinos Metais 2 – 2A alcalinos ns2 2 terrosos Família 13– 3A ns2np1 3 do boro Família 14– 4A ns2np2 4 do carbono Família do 15 – 5A ns2np3 5 Nitrogênio 2 4 16– 6A Calcogenios ns np 6 17–7A Halogênios ns2np5 7 18–8A Gases nobres ns2np6 8 Para os elementos representativos, a localização na família é feita utilizando o nº de elétrons da camada de valência. Já para os elementos de transição, a localização deve obedecer o esquema abaixo: 3 4 5 6 7 8 3B 4B 5B 6B 7B 1 2 3 4 5 d d d d d 9 10 8B d 6 d 7 d 8 11 12 1B 2B 9 d10 d Metais Semi-Metais Não-Metais Gases Nobres Características - Alta densidade - T.F. elevada - Bons condutores de calor - Bons condutores de eletricidade - Brilho Metálico - Sólidos, exceto o mercúrio, que é líquido. - Características intermediárias entre Metais e Não-Metais - Baixa densidade - T.F. baixa - Maus condutores de calor - Maus condutores de eletricidade - Aparência Fosca - Podem ser sólidos (C, P, S, Se I e At), líquido (Br) ou gasosos (N, O, F e Cl) - São todos gases nas condições ambientes e possuem grande estabilidade química, isto é, pouca capacidade de combinarem com outros elementos. Obs.1: A classificação atual da IUPAC não considera a existência de semimetais. Ge, Sb e Po são também classificados como metais e B, Si, As e Te são não-metais. Obs.2: O elemento Hidrogênio Possui propriedades atípicas, que não o enquadram em nenhum dos grupos estudados. Assim, o hidrogênio não pertence aos metais alcalinos. A sua localização nessa família deve-se ao fato de possuir um elétron na camada de valência. 3.4 PROPRIEDADES PERIÓDICAS a) Raio Atômico – “Tamanho do Átomo” O raio atômico dá apenas uma idéia da distância média do núcleo à região de máxima probabilidade de localização dos elétrons do nível de energia mais externo. O raio atômico depende de dois fatores: 1º) Número de níveis – Quanto maior o nº de níveis, maior o raio atômico. 2º) Número de prótons – Quando maior o número de prótons maior será o raio atômico. As medidas feitas experimentalmente nos levam a concluir as seguintes tendências periódicas: c) Eletroafinidade ou Afinidade Eletrônica É a energia liberada quando um átomo isolado, quando um átomo no estado gasoso “captura” um elétron. X0(g) + e- → X- + energia d) Eletronegatividade É a força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação. Não há eletronegatividade definida para os gases nobres. É de se esperar que a sua variação seja contrária ao raio porque quanto maior o raio, menor será o poder de atração do seu núcleo por elétrons e, portanto, menor será sua eletronegatividade. • Família: quanto maior for o número de camadas, maior é o raio. • Período: quanto maior é o número atômico, maior será a força de atração eletrostática entre o núcleo e os elétrons. Portanto, menor será o raio atômico. Obs.3: raio iônico do cátion A+ < raio atômico do átomo A raio iônico do ânion A- > raio atômico do átomo A e) Eletropositividade ou Caráter Metálico Capacidade de um átomo perder elétrons, originando cátions. f) Reatividade Maior ou menor facilidade em ganhar ou perder elétrons. b) Energia de Ionização É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso. X0(g)+ energia → X+(g) + e- g) Densidade Relação entre massa e volume de uma amostra. Obs.4: Quando falamos em energia de ionização de um elemento, estamos nos referindo à sua primeira energia de ionização. Essa é a energia necessária para remover um primeiro elétron do átomo no estado gasoso. E1 < E2 < E3 À medida que os elétrons vão sendo sucessivamente retirados, aumenta a força de atração do núcleo sobre os elétrons restantes; com isso, diminuem os respectivos raios e aumentam as respectivas energias de ionização. h) Temperatura de Fusão (TF) e de Ebulição (TE) QUESTÕES DE VESTIBULARES 3.3 Classificação dos Elementos 3.2 Estrutura 1. (UFC-CE) Com relação à classificação periódica moderna dos elementos, assinale a afirmação verdadeira: a) Na Tabela Periódica, os elementos químicos estão colocados em ordem decrescente de massas atômicas. b) Em uma família, os elementos apresentam propriedades químicas bem distintas. c) Em uma família, os elementos apresentam geralmente o mesmo número de elétrons na última camada. d) Em um período, os elementos apresentam propriedades químicas semelhantes. e) Todos os elementos representativos pertencem aos grupos B da Tabela Periódica. 2. (UA-AM) No que se refere aos elementos químicos dispostos na tabela periódica, é correto afirmar, exceto que: a) arrumando-se os elementos químicos em ordem crescente de números atômicos, observa-se uma repetição periódica das propriedades físicas e químicas. b) os elementos representativos têm o elétron mais externo em um subnível s ou p da última camada. c) todos os elementos de uma mesma família possuem a mesma configuração eletrônica na última camada. d) o elemento químico de Z=11 pertence ao terceiro período e ao grupo dos metais alcalinos. e) na tabela periódica atual os elementos se encontram dispostos em ordem crescente de suas massas atômicas. 3. (FMTM-MG) Sobre a tabela periódica, um estudante formulou as proposições abaixo: I. Átomos de um mesmo período possuem o mesmo número de camadas ocupadas. II. Átomos de um mesmo período possuem o mesmo número de elétrons na camada de valência. III. Um átomo, cujo número atômico é 18, está classificado na tabela periódica como gás nobre. IV. Na tabela periódica atual, os elementos estão ordenados em ordem crescente de massa atômica. São corretas apenas as afirmações: a) I e II b) II e III c) I e III d) II e IV e) III e IV 4. (UFA) O subnível mais energético do átomo de um elemento é 4p3. Portanto, o seu número atômico e a sua posição na Tabela Periódica será: a) 33, 5A, 5º período b) 33, 5A, 4º período c) 33, 4A, 5º período d) 28, 4A, 4º período e) 23, 4A, 4º período 5. (UVA-CE) Um elemento cujo átomo apresenta, no seu estado fundamental, 4s2 como subnível mais energético, ocupa a seguinte posição na classificação periódica: a) 6º Período, Família 2B. b) 5º Período, Família 2A. c) 4º Período, Família 1B. d) 4º Período, Família 2A. e) 4º Período, Família 1A. O texto a seguir serve de suporte a questão 6: Dentre os diversos elementos da Tabela Periódica, existem aqueles que possuem átomos radioativos ( 131 59 32 99 I , 26 Fe , 15 P , 43 Tc 53 e 24 11 Na ) muito utilizados na medicina, tanto para o diagnóstico quanto para o tratamento de doenças como o câncer. 6. (UFPB-2006) Ainda sobre esses átomos, é correto afirmar: a) O iodo é um calcogênio. b) O sódio é um metal alcalino terroso. c) O ferro e o fósforo são elementos de transição. d) O fósforo é um ametal. e) O tecnécio é um elemento representativo. O texto abaixo serve de suporte às questões 7 e 8: O conhecimento da configuração eletrônica do elemento é muito importante para o químico. Isto porque, a partir dessa configuração, além de saber a posição do elemento na Tabela Periódica, pode-se fazer uma previsão das propriedades químicas e físicas. Como exemplo, as configurações eletrônicas I, II, III e IV representam elementos contidos em maior proporção ou no diamante, ou no aço, ou no ar ou nos chips. I – 1s2, 2s2, 2p2 II -1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p2 III -1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 IV-1s2, 2s2, 2p3 7. (UFPB–2005) Com base no texto, é correto afirmar: a) Carbono e silício possuem propriedades químicas semelhantes, por apresentarem a mesma configuração eletrônica na sua camada de valência. b) Todas essas configurações correspondem a elementos representativos. c) As configurações I, II, III e IV representam respectivamente os elementos carbono, silício, ferro e oxigênio. d) Carbono e silício são ametais, porque ambos estão no grupo 4A da Tabela Periódica. e) Todos os elementos representados por essas configurações são ametais. 8. (UFPB-2005) Com relação às configurações eletrônicas apresentadas no texto, é INCORRETO afirmar: a) Os elétrons mais energéticos do nitrogênio têm número quântico principal, n = 2. b) Os elétrons mais energéticos do carbono têm número quântico secundário, l = 1. c) Os elétrons de valência do silício têm números quânticos secundário, l = 0 e l = 1. d) O elemento representado pela configuração eletrônica III está localizado no grupo 8B e no terceiro período da Tabela Periódica. e) Os elétrons mais energéticos dos elementos representados pelas configurações I e IV têm o mesmo número quântico principal (n) e secundário (l). 9. (UFPB -2003) O elemento químico X é um não-metal que está presente no hormônio regulador do crescimento, a tiroxina, produzido pela glândula tireóide. X é também muito usado como anti-séptico e germicida. O último elétron de X apresenta o seguinte conjunto de números quânticos: n = 5 , l = 1 , m = 0 e s = +1/2. Convencionando-se que, para l = 1 , o preenchimento eletrônico do número quântico m segue a ordem − 1 , 0 e + 1 e que o primeiro elétron a ocupar um orbital possui número quântico de spin igual a – 1/2, pode-se afirmar que o elemento X a) pertence ao grupo 17 da tabela periódica e tem número atômico igual a 53. b) pertence ao grupo 14 da tabela periódica e tem número atômico igual a 50. c) pertence ao 5 o período da tabela periódica e tem cinco elétrons na última camada. d) pertence ao 5 o período da tabela periódica e tem dois elétrons na última camada. e) é um halogênio do 5 o período e tem cinco elétrons na última camada. 10. (UFPB-2002) Os fogos de artifício coloridos são fabricados, adicionando-se à pólvora elementos químicos metálicos como o sódio (cor amarela), estrôncio (vermelho escuro), potássio (violeta), etc. Quando a pólvora queima, elétrons dos metais presentes sofrem excitação eletrônica e, posteriormente, liberação de energia sob a forma de luz, cuja cor é característica de cada metal. O fenômeno descrito: a) é característico dos elementos dos grupos 6A e 7A da tabela periódica. b) ocorre, independentemente, da quantidade de energia fornecida. c) está em concordância com a transição eletrônica, conforme o modelo de Bohr. d) mostra que a transição de elétrons de um nível mais interno para um mais externo é um processo que envolve emissão de energia. e) mostra que um elétron excitado volta ao seu estado fundamental, desde que absorva energia. 11. (UFPB -2000) Considere as seguintes informações sobre a configuração eletrônica de cátions e de ânions. ● A configuração eletrônica do último subnível da espécie X + é 4s2. ● O último subnível da espécie Y 2 + é 3d10. ● A espécie Z – tem configuração eletrônica do último subnível igual a 3p5. Com base nestas informações e de acordo com a classificação periódica, é correto afirmar que os elementos X, Y e Z pertencem, respectivamente, aos grupos: a ) 2 , 12 e 17 b) 13 , 15 e 14 c) 14 , 12 e 13 d) 16 , 13 e 12 e) 13 , 12 e 16 3.4 Propriedades Periódicas 12. No processo de ionização do magnésio (12Mg). Mg(g) → Mg+(g) → Mg2+(g) → Mg3+ Foram obtidos, experimentalmente, os seguintes valores: 7732kJ; 738kJ; 1451kJ A partir desses dados associe corretamente os valores das energias de ionização. Justifique. 13. (CEFET-PR) Complete os parênteses a seguir com elementos constantes da Tabela Periódica apresentada e indique a seqüência correta: ( ) Dentre os elementos A, Y, D e E, o de menor energia de ionização. ( ) O elemento que pertence ao 3º período do grupo 5A. ( ) O elemento mais eletronegativo. ( ) Entre os semi-metais, o de maior raio atômico. ( ) O elemento de maior densidade. a) A – L – T – D – J b) A – D – E – R – Q c) A – L – E – R – J d) E – L – T – R – Q e) E – R – T – L – J 14. (PUC–RJ) Considere as afirmações sobre elementos do grupo IA da tabela periódica: I – São chamados metais alcalinos II – Seus raios atômicos crescem com seu nº atômico. III – Potencial de ionização aumenta com seu nº atômico. IV – Seu caráter metálico aumenta com o nº atômico. Dentre as afirmações, são verdadeiras: a)I e II d) II,III e IV b)III e IV e) Todas c)I,II e IV 15. (UFPB-2004) O magnésio, um dos metais alcalinos terrosos mais abundantes na natureza, é encontrado principalmente na forma de sais. A versatilidade de aplicação desse elemento é imensa. Por exemplo, o magnésio é empregado na fabricação de silício usado em chips de computador, o sulfato de magnésio é empregado como laxante e o hidróxido de magnésio, como antiácido. Com relação ao magnésio, é correto afirmar que a) sua primeira energia de ionização é menor do que a energia de ionização do íon Mg 2+. b) seu raio atômico é menor do que o raio iônico do Mg 2+. c) seu número de prótons é menor do que o do íon Mg 2+. d) nas ligações com os halogêneos predomina o caráter covalente. e) a solução aquosa de cloreto de magnésio não conduz corrente elétrica 16. (UFPB-2003) Dentre os grupos da tabela periódica podem ser citados os metais alcalinos e os halogênios. Alguns de seus sais como NaCl e KCl ocorrem em abundância na natureza e são essenciais à vida. Na tabela abaixo, é fornecida a 1 a energia de ionização do sódio (Z=11), potássio (Z=19) e cloro (Z=17). Cada um desses elementos pode ser representado por X ou por Y ou por W, conforme a tabela a seguir: Elementos X Y W 1a Energia de Ionização 4,3 13,0 5,1 (elétron-volt) A correta correspondência entre Na, K e Cl e as letras X, Y e W encontra-se na alternativa: a) X=Cl , Y=Na , W=K b) X=K , Y=Na , W=Cl c) X=Na , Y=Cl , W=K d) X=Na , Y=K , W=Cl e) X=K , Y=Cl , W=Na 4. LIGAÇÃO QUÍMICA → Regra do Octeto “Os átomos de todos os elementos, para adquirirem estabilidade química, fazem ligações químicas visando ficarem com 8 elétrons na última camada, ou 2, quando ela for a primeira camada”. Para adquirirem estabilidade, os átomos perdem, ganham ou compartilham elétrons, participando dos mais diversos tipos de ligações químicas. 4.4 GEOMETRIA MOLECULAR A forma geométrica de uma molécula pode ser obtida a partir de vários meios, entre os quais destacamos as REGRAS DE HELFERICH, que podem ser resumidas da seguinte forma: Elétrons nãoMolécula Geometria Exemplo ligados X X BX F F AX3 Piramidal N H X sim X F H X H H X Tetraédrica AX5 - Bipirâmide Trigonal AX6 - Octaédrica H C H H X - X AX4 X O não Trigonal Plana H H X O S O Angular X a) Dativa (Coordenada) Se estabelece entre átomos de não-metais e implica no compartilhamento de um par eletrônico entre os átomos ligantes, formado pela contribuição de apenas um dos átomos. sim H XBe X H O 4.2 LIGAÇÃO COVALENTE (Molecular) Ocorre entre átomos de elementos de eletronegatividades altas. Nesse tipo de ligação não há a formação de íons, mas sim de moléculas, onde ocorre o compartilhamento de par eletrônico formado pela contribuição de átomos ligantes. H−O−H Linear AX2 4.1 LIGAÇÃO IÔNICA (Eletrovalente) Ocorre pela transferência de elétron(s) entre átomos de elementos que apresentam grande diferenças de eletronegatividade. Na → Cl Obs.1: A força de atração eletrostática entre íons é de grande intensidade, o que faz os compostos iônicos terem suas unidades elementares muito próximas. Isto justifica o fato de serem, em geral, sólidos, apresentando altos P.F. e P.E. não Obs.4: Toda molécula diatômica (A2 ou AX) é Linear. O S O Obs.2: A força de atração entre as moléculas (L. covalente)é, em geral, de pequena intensidade. Isto justifica o fato de serem, em geral, gasosos ou, no máximo, líquidos, apresentando baixos PF e PE. 4.3 POLARIDADE a) das Ligações Polar – Há diferença de eletronegatividade entre os átomos ligação, o que gera um deslocamento de carga elétrica molécula. Apolar – Não há diferença de eletronegatividade entre átomos da ligação e, portanto, não ocorre deslocamento carga na molécula. da na os de b) das Moléculas Polar – Quando o número de nuvens de elétrons ao redor do átomo central é diferente ao número de átomos iguais ao redor do átomo central. Ou seja, N.E. ≠ A.I. Apolar - Quando o número de nuvens de elétrons ao redor do átomo central é igual ao número de átomos iguais ao redor do átomo central. Ou seja, N.E. = A.I. Obs.3: Conhecendo a polaridade das moléculas de uma substância podemos prever a capacidade de solubilizar ou não outra substância. É válida a regra “semelhante dissolve semelhante”: substância polar dissolve substância polar; substância apolar dissolve substância apolar. 4.5 FORÇAS INTERMOLECULARES As forças intermoleculares são o que mantém a coesão das moléculas ou partículas que compõem uma substância. A intensidade das forças de atração entre moléculas depende da polaridade das mesmas. Força Intermolecular Forças de Van de Waals ou de London (Apolar) Dipolo Induzido ou Instantâneo Dipolo Permanente (Polar) Dipolo-Dipolo ou Permanente Ilustração + + + + + + + + ...... + + + ...... + Ponte de Hidrogênio −F H −O −N Obs.5: O aumento na intensidade das forças intermoleculares implica o aumento de energia para separá-las, ou seja, o aumento dos pontos de fusão e ebulição. Portanto: Apolar < Polar < Ponte de H P.F e P.E aumentam QUESTÕES DE VESTIBULARES 4.1 Ligação Iônica 1. (UFSC) Os compostos iônicos apresentam as seguintes propriedades: 01. elevado ponto de ebulição e baixo ponto de fusão. 02. geralmente são sólidos. 04. são geralmente solúveis em água; apresentam estrutura cristalina e altos pontos de fusão. 08. boa condutividade elétrica; solubilidade em água; são geralmente líquidos. 16. apresentam brilho metálico. 2. (UECE) Sabendo que o elemento X possui número atômico 20, e o elemento Y pertence à família dos halogênios, o tipo de ligação química e a fórmula molecular do composto formado entre esses elementos são, respectivamente: a) iônica, XY b) iônica, XY2 c) molecular, XY d) covalente, XY2 e) dativa, Y2X 3. (UES-RJ) O átomo A é isótopo do átomo B. O átomo B é isóbaro de C e este tem número de massa 40. O átomo B tem 21 nêutrons. Quando o átomo A se liga ao Cloro, a fórmula do composto obtido é: d) A3Cl a) ACl2 b) ACl e) ACl3 c) A2Cl 4.2 Ligação Covalente 4. (UFPB-2001) Os átomos dos elementos se ligam uns aos outros através de ligação simples, dupla ou tripla, procurando atingir uma situação de maior estabilidade, e o fazem de acordo com a sua valência (capacidade de um átomo ligar-se a outros), conhecida através de sua configuração eletrônica. Assim, verifica-se que os átomos das moléculas H2, N2, O2, Cl2 estão ligados de acordo com a valência de cada um na alternativa: a) N ≡ N, O = O, Cl − Cl, H − H b) H − H, O ≡ O, N − N, Cl = Cl c) H − H, N ≡ N, O − O, Cl = Cl d) Cl − Cl, N = N, H = H, O ≡ O e) N ≡ N, O − O, H = H, Cl = Cl 5. (FEI-SP) As moléculas do monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2) possuem diferenças nas suas estruturas moleculares. Assinale a alternativa correta: a) CO tem ligações iônicas e CO2 ligações covalentes. b) CO tem duas ligações covalentes simples e CO2 tem duas ligações covalentes simples e duas dativas. c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas. d) CO possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e CO2 possui quatro ligações covalentes simples. 6. (USF-SP) As substâncias CaCl2, CO2, PH3 e KBr possuem os seguintes tipos de ligações, respectivamente: a) covalente, covalente, covalente e iônica. b) iônica, covalente, covalente e iônica. c) covalente, iônica, iônica e covalente. d) covalente, iônica, covalente e iônica. e) iônica, covalente, iônica e covalente. 7. (UFPB-2004) A configuração eletrônica do elemento é importante na previsão de propriedades das substâncias formadas, como é o caso do tipo de ligação química envolvida. Considere, por exemplo, as configurações eletrônicas dos elementos simbolizados por A, B, C e D. A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 B: 1s2 2s2 2p3 C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 D: 1s1 Em relação às substâncias formadas, a partir de combinações desses elementos, é INCORRETO afirmar que a) CA é uma substância onde predomina o caráter iônico. b) DA é uma substância onde predomina o caráter covalente. c) A2 e D2 são substâncias onde predomina o caráter covalente. d) B2 é uma substância onde predomina o caráter iônico. e) CD é uma substância onde predomina o caráter iônico. 4.3 Polaridade 8. (UFPE-2001) As ligações químicas nas substâncias K(s), HCl(g), KCl(s) e Cl2(g), são respectivamente: a) metálica, covalente polar, iônica, covalente apolar. b) iônica, covalente polar, metálica, covalente apolar. c) covalente apolar, covalente polar, metálica, covalente apolar. d) metálica, covalente apolar, iônica, covalente polar. e) covalente apolar, covalente polar, iônica, metálica. 4.4 Geometria Molecular 9. (UFMA-2006) Assinale a alternativa que contém, respectivamente, moléculas angular-polar e linear-apolar. a) O3 e CO2 b) HCN e N2O c) NOCl e O3 d) N2O e CO2 e) BeH2 e N2O 10. (CEFET-PB-2005) Determine a geometria molecular e a polaridade das substâncias na ordem em que aparece: amônia (NH3), metanal (CH2O) e dióxido de carbono (CO2). a) trigonal piramidal, polar; trigonal plana, polar; linear, apolar. b) tetraédrica, apolar; trigonal plana, polar; linear, polar. c) linear, apolar; linear, polar; trigonal plana, apolar. d) bipirâmide trigonal, polar; linear, polar; tetraédrica, apolar. e) linear, polar; trigonal piramidal, polar; bipirâmide trigonal, polar. 11. (PUC-MG) Um elemento (Z=1) combina com Y(Z=7). O composto formado tem, respectivamente fórmula molecular e forma geométrica. a) XY3: trigonal. b) X3Y: angular. c) YX3: piramidal. d) YX: linear. e) XY2: linear. 12. (UFPB-2005) Numa amostra de ar atmosférico, além dos gases oxigênio, nitrogênio e argônio, encontramse também, dentre outros, CO2, H2O, SO2 e SO3. A geometria molecular desses compostos é, respectivamente, a) linear, angular, linear, trigonal plana. b) linear, angular, angular, trigonal plana. c) linear, tetraédrica, angular, piramidal. d) angular, linear, angular, trigonal plana. e) linear, tetraédrica, angular, trigonal plana. 13. (UFPB-2003) Considerando-se o dióxido de carbono, CO2, afirma-se que é a) linear, polar, apresentando duas ligações sigma e duas ligações pi. b) angular, polar, apresentando duas ligações sigma e duas ligações pi. c) linear, apolar, apresentando duas ligações sigma e duas ligações pi. d) linear, apolar, apresentando quatro ligações sigma. e) angular, apolar, apresentando duas ligações sigma e duas ligações pi. 18. (UFRN) O metano (CH4) é uma substância constituinte do gás natural, utilizado como combustível para a produção de energia. Nas condições do ambiente (a 25ºC e 1atm), o metano se apresenta no estado gasoso, pois suas moléculas e suas interações são, respectivamente. a) Apolares e Dipolo Instantâneo ou Induzido. b) Polares e Dipolo-Dipolo. c) Apolares e Dipolo-Dipolo. d) Polares e Dipolo Instantâneo ou Induzido. e) Apolares e Pontes de Hidrogênio. 14. (UFPB-2006) Os compostos O3, CO2, SO2, H2O e HCN são exemplos de moléculas triatômicas que possuem diferentes propriedades e aplicações. Por exemplo, o ozônio bloqueia a radiação ultra-violeta que é nociva à saúde humana; o dióxido de carbono é utilizado em processos de refrigeração; o dióxido de enxofre é utilizado na esterilização de frutas secas; a água é um líquido vital; e o ácido cianídrico é utilizado na fabricação de vários tipos de plásticos. Analisando as estruturas dessas substâncias, observa-se a mesma geometria e o fenômeno da ressonância apenas em: a) O3 e H2O b) O3 e SO2 c) O3 e CO2 d) H2O e SO2 e) H2O e HCN 19. (CEFET-RN) Considere as seguintes interações: I. CH4 ·······CH4 II. HBr ·······HBr III. CH3OH ·······H2O As forças intermoleculares predominantes que atuam nas interações I, II e III são, respectivamente, a) dipolo temporário, dipolo permanente, ligação de hidrogênio. b) ligação de hidrogênio, ligação de hidrogênio, dipolo temporário. c) ligação de hidrogênio, dipolo permanente, ligação de hidrogênio. d) dipolo temporário, ligação de hidrogênio, dipolo permanente. 15. (UFPB-2007) O fósforo é um elemento do grupo 15 da Tabela Periódica e um dos seus compostos é o H3PO4. Em relação a esse composto, é correto afirmar que a) todas as ligações P – O são iguais. b) apenas um átomo de hidrogênio é ionizável. c) o átomo de fósforo usa orbitais híbridos d sp 3. d) todas as ligações O– H são do tipo covalente polar. e) a molécula tem geometria octaédrica. 16. (UFPB-2004) As Teorias da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência e da Hibridização do átomo são importantes na previsão da geometria das moléculas. Neste sentido, considere as moléculas abaixo e as proposições a seguir: CHCl3 PCl3 H 2S A B C I. A hibridização do átomo central em A, B e C é, respectivamente, sp 3 , sp 2 e s p . II. O átomo central nas moléculas A, B e C tem hibridização sp 3 . III. A, B e C têm geometria tetraédrica. IV. A geometria das moléculas é, respectivamente, tetraédrica, piramidal e angular. Estão corretas a) apenas I e III d) apenas I e IV b) apenas II e III e) I, II, III e IV c) apenas II e IV 4.5 Forças Intermoleculares 17. (Med. Catanduva-SP) Compostos de HF, NH3 e H2O apresentam elevados pontos de fusão e ebulição quando comparados a H2S e HC, por exemplo, devido às: a) forças de van der Waals. b) forças de London. c) ligações de hidrogênio. d) interações eletrostáticas. e) ligações iônicas. 20. (UFCG-2005) Em um dia de chuva, um motorista parou seu carro num posto de gasolina para abastecê-lo com óleo diesel. O bombeiro distraído deixou cair no chão molhado um pequeno volume do óleo e o motorista observou que as duas substâncias (água e óleo) não se misturaram. A explicação para o fenômeno observado por ele é: a) na água as moléculas mantêm-se unidas pelas forças de Londom; As moléculas do óleo são apolares e mantêm-se unidas também pelas forças de Londom e, desta forma, as forças intermoleculares entre a água e o óleo são fortes. b) na água as moléculas mantêm-se unidas pelas ligações de hidrogênio; as moléculas do óleo são polares e mantêm-se unidas pelas forças de Londom e, desta forma, as forças intermoleculares da água e do óleo são fracas. c) na água as moléculas mantêm-se unidas pelas ligações de hidrogênio; as moléculas do óleo são polares e mantêm-se unidas também por ligações de hidrogênio e, desta forma, as forças intermoleculares da água e do óleo são fortes. d) na água as moléculas mantêm-se unidas pelas ligações de hidrogênio; as moléculas do óleo são apolares e mantêm-se unidas pelas forças de Londom e, desta forma, as forças intermoleculares da água e do óleo são fracas. e) na água as moléculas mantêm-se unidas pelas ligações de hidrogênio; as moléculas do óleo são polares e mantêm-se unidas pelas forças de Londom e, desta forma, as forças intermoleculares da água e do óleo são fortes. 21. (UFPB-2004) No preparo de uma feijoada, as carnes, antes de serem adicionadas ao feijão, são colocadas de molho em água, para remoção do excesso de sal (NaCl). Com relação ao sal e à água, é correto afirmar que a) a dissolução do sal, na água, resulta de interações do tipo íon-dipolo. b) os íons, no sal, são atraídos por forças de dispersão de London. c) as forças intermoleculares, na água, são do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido. d) o sal é um composto iônico e a água é um solvente apolar. e) a dissolução do sal, na água, resulta de interações do tipo dipolo-dipolo. 5. FUNÇÕES INORGÂNICAS 5 .1 NÚMERO DE OXIDAÇÃO a) Definição É a representação numérica de possíveis ligações que cada elemento químico apresenta na forma de carga elétrica. Obs.1: O NOX baseia–se na doação e recepção de elétrons e na eletronegatividade. Ex.: NaCl Nox = +1 Nox = ─1 b) Regras para determinação do nox. 1- Qualquer elemento isolado possui nox igual a zero. 2- Um íon possui nox igual á sua própria carga. 3- Os metais alcalinos possuem nox = +1. 4- Os metais alcalinos terrosos possuem nox = +2. 5- O hidrogênio geralmente possui nox +1, exceto quando estiver em hidretos metálicos (Compostos binários onde o hidrogênio é o ânion). 6- O oxigênio geralmente possui nox = ─2, exceto nos peróxidos que seu nox =─1 e superóxidos = ─ 0,5. 7- A soma dos nox de qualquer composto neutro será igual a zero. c) Calculando o nox Principais nox dos elementos do grupo A Família Nox positivos Nox negativos IA +1 ─ IIA +2 ─ IIIA +3,+1 ─ IVA +4,+2 -4 VA +5,+3,+1 -3 VIA +6,+4,+2 -2 VIIA +7,+5,+3,+1 -1 Principais nox do grupo B Principais elementos Nox Fé +3 e +2 Cu +2 e +1 Ag +1 Zn +2 Ex.1: Dê o nox dos elementos em destaque. a)HNO3 b)HNO2 c)H2SO4 d)NaClO4 e)HIO3 Ex.2: O nox do bromo nox composto: HBrO, HBrO2, HBrO3 e HBrO4 São respectivamente: a) +3, +1, +5, +7 b) +1, +3, +7, +1 c) +5, +7, +3, +1 d) +1, +3, +5, +7 e) N.D.A. 5.2 TEORIAS ÁCIDO-BASE a) Teoria de Arrhenius É a mais simples das teorias ácido – base, e também a mais usada. • Ácido: São substâncias que em solução aquosa liberam um único cátion H+ que associado a uma molécula de água geram o cátion H3O+ ( hidrônio). H2SO4(l) 2H+(aq) + SO42-(aq) ↓ ↓ ↓ ácido cátion ânion • Base: São substâncias que em solução aquosa liberam a hidroxila (OH- ). NaOH Na+ + OHb) Teoria de Brönsted-Lowry É a mais complexa das teorias. É mais completa que a de Arrhenius. • Ácido: É uma substância capaz de doar um próton. • Base: É uma substância capaz de receber um próton. HCl + H2O → H3O+ + ClÁcido1 + base2 → ácido2 + base2 Obs.2: A reação de uma base e um ácido forma um par conjugado. c) Teoria de Lewis É a mais completa das teorias ácido–base. • Ácido: É toda substância capaz de receber um par eletrônico. • Base: É toda substância capaz de doar um par eletrônico. HCl + H2O ⇔ H3O+ + Cl↓ ↓ Ácido Base 5.3 ÁCIDOS a) Classificação • Quanto à Presença de Oxigênio Hidracidos: Não possuem oxigênio na sua estrutura. Oxiacidos: Possuem oxigênio em sua estrutura. • Quanto o nº de Hidrogênios Ionizáveis Nº de Hidrogênio Classificação do ácido ionizados 1 Monoácido ou monoprotico 2 Diacido ou diprótico 3 Triácido ou triprotico 4 Tetracido ou tetraprótico • Quanto a Força dos Ácidos Para sabermos a força de um oxiácido usaremos a seguinte formula matemática: Nº de Oxigênio – Nº de Hidrogênios o resultado representará a força do ácido. Obs.3: Os ácidos não oxigenados fortes mais comuns são os ácidos dos halogênios. Como ácido clorídrico, ácido bromídrico. b) Nomenclatura Ácido + nome do ânion + terminação ídrico 5.4 BASES Nome Procedimento Nome do ácido HClO Ácido Hipo + Ânion + oso Nox:+1 HClO2 Ácido Ânion + oso Nox: +3 HClO3 Ácido Ânion + ico Nox: +5 HClO4 Ácido Per + ânion + íco Nox: +7 c) Desidratação de Oxiácidos Os oxiácidos derivados de P, Sb, B, As, e Si permitem a retiradas de água em sua estrutura. O ácido que sofre a desidratação recebe um prefixo orto. Ex.3: A desidratação de uma molécula de água fornece um ácido meta. H3PO4 – H2O = HPO3 ↓ ↓ orto meta fosfórico fosfórico Ex.4: Os ácidos com as fórmulas moleculares HPO3, H3PO4 e H4P2O7, São respectivamente. a) meta, orto, piro b)orto, meta, piro c)Orto, piro, meta d)piro,meta, orto e)Piro, orto, meta Ex5: Com base na tabela de graus de ionização apresenta a seguir: Ácido Grau de ionização 1- HF 8% 2-HCl 92% 3-HCN 0,008% 4-H2SO4 61% 5-H3PO4 27% O ácido mais forte é: a)Um b)Dois c)Três d)Quatro e)Cinco d) Propriedades Propriedades funcionais dos ácidos Quanto o sabor Têm sabor azedo Solubilidade em água A maior parte é solúvel Estrutura Moleculares Condutividade elétrica Só conduzem corrente elétrica em solução aquosa • A volatilidade Ácidos fixos - A evaporação é difícil por apresentarem altos pontos de fusão e ebulição. Em condição ambientes (25º C e 1atm), encontram–se no estado sólido ou no estado líquido. Ácidos voláteis - Ou são líquidos de fácil evaporação (baixos pontos de ebulição) ou gases. a) Classificação ● Quanto ao número de hidroxila Número de hidroxilas Classificação 1 Monobase 2 Dibase 3 Tribase 4 Tetrabase ● Quanto a Solubilidade As bases dos metais alcalinos e metais alcalinos terrosos e o hidróxido de amônia são solúveis em água. Os demais são insolúveis. ● Quanto a Força Quando mais solúveis mais fortes será, ou seja, as bases de metais alcalinos e alcalinos terrosos são as mais fortes. b) Nomenclatura Hidróxido + nome do cátion Nox fixo Nox variando Na(OH) Hidróxido de sódio CuOH (nox +1) Hidróxido de cobre I ou Hidróxido cuproso c) Propriedades Propriedades funcionais das bases Quanto a o sabor Sabor caústico São insolúveis, exceto Solubilidade em água os hidróxidos alcalinos e o NH4(OH)2 Conduzem corrente Condutividade elétrica elétrica em solução aquosa O hidróxido dos grupos IA e IIA, são iônicos os Estrutura demais moleculares 5.5 SAIS São compostos cuja dissolução em água, mesmo que em pequena quantidade, fornecem pelo menos um cátion e um ânion diferentes de H3O+ ou OH-. Por exemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O Obs.6: Um ácido reagindo com base produz um sal e água. a) Classificação • Quanto ao Nº de Elementos Constituintes Sal Binário - Constituído por dois elementos químicos. Sal Ternário - Constituído por três elementos químicos. Sal quaternário - Constituído por quatro elementos químicos. • Quanto à Presença de Oxigênio Sal oxigenado ou óxi–sal - Apresenta o elemento oxigênio. Sal não oxigenado - Não apresenta o elemento oxigênio. • Quanto à Presença de Água de Cristalização Sais hidratados ou hidratos - São sais que apresentam moléculas de água em sua estrutura, denominada água de hidratação ou então água de cristalização. Surgem quando determinados sais cristalizam- se com uma ou mais moléculas de água. Ex.: CaSO4.2H20 e CuSO4.5H20. Sais anidros - Não apresentam água de hidratação. Ex.: NaCl e KNO3. b) Nomenclatura Classificação Definição Apresentam um Sais cátion diferente neutros ou de H+ e um normais ânion diferente de OHAlém do cátion Sais e do ânion ácidos apresentam H+ em sua formula. Sais que além do cátion e do Sais ânion básicos apresentam uma hidroxila em sua fórmula. Nomenclatura Nome do ânion + nome do cátion Ex.:NaCl (Cloreto de sódio) Prefixo + hidrogeno + nome do ânion + nome do cátion Ex.: NaHCO3 Hidrogeno carbonato de sódio Prefixo + hidroxi + nome do ânion + nome do cátion Ex.: Al(OH)2Cl Dihidroxicloreto de alumínio Nome do ânion + de +nome Sais Sais que do cátion mais apresentam dois eletropositivo + nome do cátions cátion menos eletropositivo diferentes. Ex.: NaKSO4 Sulfato de sódio e potássio duplos Sais que apresentam dois ânions diferentes. • Dissociação dos Sais Os sais, por serem compostos iônicos, ao serem dissolvidos em água, sofrem dissociação iônica. Exemplos: Nome do ânion mais eletronegativo + nome do ânion menos c) Solubilidade dos Sais As regras a seguir permitem prever a solubilidade de alguns sais importantes na água. Regra geral: Sais contendo, como cátions, o íon amônia ( NH+4 ) ou metais alcalinos são solúveis em água. Regra Particular: Sais Solúveis Exceções Nitratos NO3Cloratos ClO3Acetatos CH3COOAg+ Cloretos Cl Brometos Br Ag+ , Pb2+ , Hg22+ Iodetos I Sulfatos SO42Ca2+ , Ba2+ ,Sr2+, Pb2+ Sais insolúveis Sulfetos S21A, 2A. NH4+ -3 Carbonatos CO2 Fosfatos PO3-4 1A , . NH4+ -3 Sulfitos SO2 d) Força dos Sais Os sais solúveis, quando em solução aquosa, encontram-se totalmente dissociados. Assim, pode-se dizer que os sais são eletrólitos fortes. Neutralização Total: Ocorre quando reagimos um ácido forte com uma base forte formando sal + água. Reações de neutralização total Base + Ácido → Sal + Água NaOH HCl NaCl H 2O 3 NaOH H3PO4 Na3PO4 H 2O Ca(OH)2 2HNO3 Ca(NO3)2 H 2O Obs.7: Nessas reações podemos observar que a união entre o H+ do ácido e a hidroxila(OH-) da base. Neutralização Parcial de Ácido-Base: Ocorre quando reagimos um ácido fraco com uma base forte formando sal básico + água, ou quando reagimos um ácido forte com uma base fraca formando sal ácido + água. 5.6 ÓXIDOS São compostos binários, eletronegativo é o oxigênio. cujo elemento mais a) Classificação • Quanto ao Elemento Ligado ao Oxigênio →Óxidos Iônicos: Oxigênio combinado com um metal. →Óxidos Moleculares: Oxigênio combinado com um ametal. →Óxidos Básicos: São óxidos formados pela junção de um metal com baixo nox, ligado ao oxigênio. Reagindo com água produz base e com ácido produz sal e água. Na2O + H2O → 2NaOH Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O Obs.8: Existem dois casos de nomenclatura: 1º caso: Quando temos apenas um nox: Óxido de + nome do elemento 2º caso: Quando existe mais de um nox: Maior nox: Óxido + nome do elemento + ICO Menor nox: Óxido + nome do elemento + OSO Obs.9: Quando existem dois nox, podemos seguir: Óxido de + nome do elemento + o nox em algarismo romano →Óxidos ácidos ou anidridos: Apresentam um ametal ou um metal com alto valor de nox ligado ao oxigênio. Reagindo com água produz ácido: SO3 + H2O → H2SO4 Nomenclatura: U Anidrido + nome do ânion: Maior nox → ico S Nox menor intermediário: OSO U Nox maior intermediário: PER... ICO A Nox menor: HIPO...OSO L I U Prefixo (mono, di,tri) óxido + de + P prefixo(mono,di,tri) nome do elemento A C →Óxidos neutros: São óxidos que não reagem nem ácido, nem com base, nem com água. Exemplos: CO, NO →Óxidos anfóteros: Reagem com ácido e base formando sal e água. Exemplos: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O →Peróxidos: São óxidos cujos nox do oxigênio é ─1. ● Reagem com ácido produzindo sal e peróxido de hidrogênio. Na2O2 + 2HCl → 2NaCl + H2O2 ↓ ↓ ↓ ↓ peróxido ácido sal peróxido ● Reagem com água, produzindo base e peróxido de hidrogênio. Na2O2 + 4H2O → 4NaOH + H2O2 ↓ ↓ ↓ ↓ peróxido água base peróxido Nomenclatura: Peróxido de + nome do cátion →Superóxidos: São óxidos cujo nox é –1/2. ● Reagem com ácido produzindo sais e peróxido de hidrogênio e gás oxigênios. BaO4 + ↓ superóxido H2SO4 → BaSO4 + H2O2 + O2 ↓ ↓ ↓ ácido sal peróxido ● Reagem com água produzindo base e oxigênio. 4 CaO4 + 4 H2O → 4 Ca(OH)2 + 6 O2 ↓ ↓ ↓ ↓ superóxido água base gás Nomenclatura: QUESTÕES DE VESTIBULARES 1. (UFPB-2003) Os ácidos e bases constituem duas classes muito importantes de compostos. Por exemplo, soluções de ácidos ou de bases podem mudar as cores de pigmentos vegetais de modos específicos. Quando se adiciona limão a alguns tipos de chá, o ácido cítrico do limão reage com os compostos existentes no chá mudando sua cor. A fenolftaleína, um composto incolor, às vezes usado em laxantes, torna-se rosa se o meio for básico. Sobre ácidos e bases são encontrados na literatura conceitos como os de Arrhenius, de Brönsted-Lowry e de Lewis. Em relação a esses conceitos de ácidos e bases, numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda: (1) É uma espécie química que pode aceitar, pelo menos, um par de elétrons. (2) É uma espécie química que, em solução aquosa, libera íons OH –. (3) É uma espécie química que pode doar, pelo menos, um par de elétrons. (4) É uma espécie química que, em solução aquosa, libera íons H +. (5) É uma espécie química capaz de receber, pelo menos, um próton. (6) É uma espécie química capaz de ceder, pelo menos, um próton. A seqüência correta é: a) 5, 4, 1, 3, 2 b) 6, 4, 1, 3, 2 d) 5, 6, 1, 3, 2 e) 1, 6, 5, 3, 2 ( )Base de Brönsted-Lowry ( )Ácido de Arrhenius ( )Ácido de Lewis ( )Base de Lewis ( )Base de Arrhenius c) 5, 4, 1, 2, 3 2. (UFPB-2007) Considere as equações representadas abaixo. H O 2 H3PO4 ( l ) → 3H3O+(aq) + PO4– 3(aq) H O 2 Mg O( s ) → Mg(OH)2(aq) H O Superóxido de + nome do cátion 2 Ca (OH)2 ( s ) → Ca+2(aq) + 2OH –(aq) H O 2 NH4HSO3 ( s ) → NH4+(aq) + HSO3–(aq) Com base nessas equações, é correto afirmar que os compostos H3P O4 ( l ) , Mg O(s) , Ca (OH)2(s) e NH4HSO3(s) pertencem, respectivamente, às funções: a) ácido, base, óxido, sal b) base, óxido, sal, ácido c) ácido, óxido, base, sal d) sal, ácido, base, óxido e) óxido, base, sal, ácido 3. (UFPB-2004) Os compostos de enxofre encontram ampla aplicação na indústria, medicina e agricultura. Em tais compostos, o enxofre pode ser encontrado em diversos estados de oxidação como ocorre, por exemplo, no ácido sulfúrico, no ácido sulfídrico e no sulfito de sódio. Em relação ao enxofre presente nestes compostos, é correto afirmar que seu estado de oxidação é a) +4 no ácido sulfúrico. b) +6 no sulfito de sódio. c) – 6 no ácido sulfúrico. d) – 2 no ácido sulfídrico. e) +6 em todos os compostos. 4. (UFPB-2006) Para prevenir danos à saúde, toda água encontrada nos mananciais deve ser tratada antes de ser disponibilizada para o consumo humano. O composto Al2 (SO4)3 é utilizado como matéria-prima para a produção de agente floculante empregado para a retirada de impurezas sólidas presentes na água. Sobre esse composto, é correto: a) O íon SO −2 4 é denominado sulfeto. b) O alumínio é um metal alcalino terroso de número de oxidação +3. c) Al2 (SO4)3 é um óxido metálico. d) O enxofre tem número de oxidação +6, no cátion SO e) Al2 (SO4)3 é um sal formado pelos íons A l +3 e SO −2 4 −2 4 . . 5. (UFPB-2003) Dentre os oxiácidos do cloro, HClO, HClO2, HClO3 e HClO4, é bastante utilizado o HClO devido à sua ação alvejante. A nomenclatura e o número de oxidação do elemento central desses ácidos são respectivamente: ácido ácido ácido ácido clórico a) hipocloroso cloroso perclórico e +3 e +1 e +5 e +7 ácido ácido ácido hipocloros ácido clórico b) cloroso perclórico e +5 o e +1 e +7 e +3 ácido ácido ácido Ácido perclórico cloroso c) hipocloroso clórico e +1 e +3 e +7 e +5 ácido ácido ácido Ácido d) hipocloroso cloroso perclórico clórico e +3 e +1 e +7 e +5 ácido ácido ácido ácido clórico e) hipocloroso cloroso perclórico e +5 e +1 e +3 e +7 6. (UFPB-2007) Os compostos H4P2O7, CaClBr, MgSO3, PbSO4 são designados, respectivamente, como: a) ácido pirofosfórico, cloreto-brometo de cálcio, sulfito de magnésio, sulfato de chumbo b) ácido ortofosfórico, brometo-cloreto de cálcio, sulfato de magnésio, sulfito de chumbo c) ácido metafosfórico, cloreto-brometo de cálcio, sulfito de magnésio, sulfato de chumbo d) ácido pirofosfórico, brometo-cloreto de cálcio, sulfito de magnésio, sulfato de chumbo e) ácido pirofosfórico, cloreto-brometo de cálcio, sulfato de magnésio, sulfito de chumbo 7. (UFPB-2005) A água do mar é uma solução formada pela dissolução dos seguintes compostos: NaCl, MgCl2, KCl, KBr, MgSO4, CaSO4, CaCO3, dentre outros. Em relação a esses compostos, é correto afirmar: a) Todos são covalentes e não conduzem eletricidade. b) Todos são iônicos, conduzem eletricidade e seus cations têm carga +1. c) Todos são sais, bons condutores de eletricidade e seus cátions têm carga +2. d) Os cátions, Na+, K+,Mg2+ e Ca2+, possuem raios iônicos iguais. e) Todos são sais, conduzem eletricidade, mas apenas os cátions de magnésio e cálcio têm carga +2. 8. (UFPB-2002) Os sais são compostos essencialmente iônicos, formados a partir da interação eletrostática de cátions e ânions. Os sais duplos ou mistos contêm mais de um cátion ou ânion diferentes entre si e, também, diferentes de H + e OH – em sua estrutura. É o caso, por exemplo, do alúmem comum (a pedra-ume) conhecido por sua ação coagulante em pequenos ferimentos, que é um sulfato de potássio e alumínio com vinte e quatro moléculas de água. Sobre este sal duplo, é correto afirmar que a) tem fórmula K2 Al3 (SO4 ) 4 . 24H2 O. b) tem cátions sulfatos com carga +2. c) contém ânions potássio e alumínio com carga – 1 e – 3, respectivamente. d) é um sal que contém mais cátions que ânions, logo apresenta uma carga positiva resultante. e) apresenta fórmula K2 Al2 (SO4 ) 4 . 24H2 O. 9. (UFPB-2001) A água do mar pode ser fonte de sais usados na fabricação de fermento em pó, de água sanitária e de soro fisiológico. Os principais constituintes ativos desses materiais são, respectivamente, a) Na2 CO3,HCl e NaCl b) NaHCO3,Cl2 e CaCl2 c) NaHCO3, NaOCl e NaCl d) Na2 CO3,NaCl e KCl e) NaOCl, NaHCO3 e NaCl 10. (UFPB–2000) Apresentam-se, em ordem crescente de força, os ácidos: a) HIO4 , H3PO4 , H3BO3 , H2SO4 b) H3BO3 , H3PO4 , H2SO4 , HClO4 c) H2SO3 , H2SO4 , H3PO4 , HIO4 d)HIO4 , HClO , H3PO4 , H2SO4 e) HClO , H2SO4 , H3PO4 , HIO4 10. (UFPB-2005) O sabor azedo do suco de limão, o sabor amargo da banana e do caju, quando verdes, e o sabor salgado da água do mar são característicos de três grandes grupos de substâncias químicas: os ácidos, as bases e os sais. Considerando essas informações, numere a segunda coluna de acordo com a primeira. (1) NH3 ( ) ácido forte (2) HNO3 ( ) sal (3) NaCl ( ) base fraca (4) NaOH ( ) ácido fraco (5) HF A seqüência numérica correta é: a) 2, 1, 3, 5 c) 2, 3, 1, 5 e) 2, 4, 1, 3 b) 2, 3, 1, 4 d) 5, 3, 4, 2 11. (UFPB-2002) Os ácidos são substâncias químicas sempre presentes no cotidiano do homem. Por exemplo, durante a amamentação, era comum usar-se água boricada (solução aquosa que contém ácido bórico) para fazer a assepsia do seio da mãe; para limpezas mais fortes da casa, emprega-se ácido muriático (solução aquosa de ácido clorídrico); nos refrigerantes, encontra-se o ácido carbônico; e, no ovo podre, o mau cheiro é devido à presença do ácido sulfídrico. Estes ácidos podem ser representados, respectivamente, pelas seguintes fórmulas moleculares a) H3 BO3 , HCl , H2 CO2 e H2 SO4 b) H2 BO3 , HCl , H2 CO3 e H2 S c) H3 BO3 , HClO3 , H2 SO3 e H2 CO2 d) H2 BO3 , HClO4 , H2 S e H2 CO3 e) H3 BO3 , HCl , H2 CO3 e H2 S 12. (UFPB-2001) Em razão da produção de alimentos em escala cada vez maior, os nutrientes do solo que dão vida às plantas vão se esgotando. Para supri-los, produtos químicos conhecidos como fertilizantes são incorporados à terra em quantidades crescentes. A incorporação desses produtos químicos traz benefícios e também malefícios, pois, entre outros problemas, pode tornar o solo ácido e impróprio ao cultivo. Para correção da acidez do solo, o procedimento de rotina é a calagem através da incorporação de um óxido básico. É correto afirmar que esse óxido básico pode ser a) MgO b) CaO c) SO2 d) NaO e) CO 15. Analise as afirmações abaixo e indique o somatório das corretas : 01 -Nos peróxidos, o número de oxidação do oxigênio é – 2. 02 – Os óxidos de metais alcalino são básicos e iônicos 04 – Os hidróxidos de metais alcalino – terrosos têm a fórmula M(OH)2 ,sendo M qualquer metal alcalino – terroso. 08 – O NaClO3 e o NaClO3 são, respectivamente, clorato de sódio e clorito de sódio. 16 – O CO2 e O Fe3O4 são óxidos ácidos. 32 – O Na2O2 e H2O2 São peróxidos 13. (UFPB-2001) “Vós sois o sal da terra; ora se o sal ficar insípido, como lhe restaurar o sabor? Para nada mais presta senão para ser jogado fora e pisado pelos homens.” (Mt 5,13) A utilização do NaCl é tão antiga que é citada no texto bíblico. Além desse, outros haletos de sódio têm aplicações importantes. Atualmente, a legislação exige que uma certa quantidade de iodo, por exemplo, na forma de NaI, seja adicionada ao sal de cozinha (sal iodado), a fim de prevenir doenças da tireóide, causadas por deficiência de iodo no organismo. Também o NaF é usado como preventivo da cárie, pois inibe o desgaste do esmalte dos dentes. Considerando estes sais, é correto afirmar que a ordem crescente de solubilidade em água é a) NaI < NaCl < NaF b) NaCl < NaF < NaI c) NaF < NaI < NaCl d) NaI < NaF < NaCl e) NaF < NaCl < NaI 16. Considere as seguntes afirmações : I – Óxidos como Na2O, MgO e ZnO são compostos iônicos. II - Óxidos como K2O, BaO e CuO são básicos. III – Óxidos de carbono, nitrogênio e enxofre são óxidos ácidos. IV – PbO2 e MnO2 São óxidos básicos fortes. Está(ão) correto(as): a) apenas I e II d) apenas I, II e III b) apenas I e III e) todas c) apenas III e IV 14. Os principais poluentes do ar nos grandes centros urbanos são o gás sulforoso e o monóxido de carbbono. O dióxido de enxofre é provinniente das indrústrias que queimam combustíveis fósseis ( carvão e petróleo). Já o monóxido de carbono provém da combustão imcompleta da gasolina em veículos automotivos desregulados. Sabendo – se que o dióxido de enxofre causador da chuva ácida e o monóxido de carbono causador da inibição respiratória, são óxidos, suas classificações são respectivamente : a) anfótero e neutro b) básico e ácido c) ácido e básico d) ácido e anfótero e) ácido e neutro 17. Os nomes das substâncias com fórmulas NaOH, KCl, CaCO3 são respectivamente : a) Hidróxido de sódia, cloreto de cálcio e carbonato de potássio b) Hidróxido de potássio, cloreto de potássio e carbonato de carbono c) Ácio de sódio, cloreto de fósforo e carbonato de cálcio d) Hidróxido de sódio, cloreto de potássio e carbonato de cálcio. 18. Determinados tipos de fermentos químicos, quando umedecidos, liberam gás carbônico pela reação : 2NaHCO3 + Ca(H2PO4)2 2NaHPO4 + CaHPO4 + 2CO2 a) Sais ácidos b) Sais básicos c) Oxiácidos d) Bases inorgânicas e) Hidrácidos 6. CÁLCULOS QUÍMICOS A Química é essa ciência que deseja compreender os mistérios da matéria, e nesse estudo serão abordados aspectos quantitativos e qualitativos. Nessa aula bastante importante iremos abordar os aspectos quantitativos da matéria a começar pela massa das partículas que a constituem, os átomos. Como o mol vai nos ajudar na química? Relacionando quantidade com massa, tornando uma determinada quantidade de matéria mensurável e nós saberemos o que estamos medindo, por exemplo para um elemento teremos: 6.1 MASSA ATÔMICA Para expressar a massa dos átomos devemos criar uma unidade própria para isso. Esse referencial de massa atualmente vem do isótopo de carbono-12. Se fosse possível fatiarmos o átomo de carbono-12 em 12 pedaços esse 1/12 do carbono-12 seria chamado de u (unidade de massa atômica). Portanto: 1U = 1 12 C 12 1u = 1,66.10-24g Obs.1: Na verdade a massa dos átomos é determinada experimentalmente em um aparelho chamado espectômetro de massa. Criado esse novo referencial de massa, podemos definir: Massa atômica é um número que indica quantas vezes a massa do átomo é maior que 1/12 da massa do isótopo-12 do carbono. Ou ainda, é a massa de um átomo, expressa em u. Exemplos: Átomo Ca O N Massa Atômica 40 u 16 u 14 u Significado Pesa 40 vezes 1/12 C12 Pesa 16 vezes 1/12 C12 Pesa 14 vezes 1/12 C12 Como quase todos os elementos são constituídos por isótopos, a massa atômica dos elementos são calculadas através da média ponderada que leva em consideração os números de massa dos isótopos e suas ocorrências naturais. MAE = Portanto, podemos fazer a seguinte relação: 1 mol de partículas = 6,02.1023partículas = MM(g/mol) =22,4L 6.4 FÓRMULAS QUÍMICAS Duas conseqüências diretas da Lei de Proust são o cálculo da composição centesimal e a determinação da fórmula mínima. a) Composição Centesimal (ou Percentual) Indica a porcentagem em massa de cada elemento na massa total da substância. Ex.1: Composição centesimal do CH4 (principal constituinte do gás natural). 16 g corresponde a massa total da substância, ou seja, corresponde a 100% da massa. A1 . % A1 + A2 . % A2 + ... + An . % An 100 6.2 MASSA MOLECULAR Como o próprio nome indica, corresponde à massa de uma molécula, ou seja, ao somatório das massas relativas de todos os átomos dos elementos que compõem esta espécie. Portanto: MM = ΣMA 6.3 QUANTIDADE DE MATÉRIA Não podemos ir ao laboratório e pesar na balança 18u de água por exemplo, pois não é uma quantidade mensurável, portanto, precisamos na química de uma quantidade mensurável para trabalharmos com a matéria. Como os átomos e as moléculas são partículas muito pequenas, a idéia é pegarmos um monte bem grande dessas partículas para torná-las mensuráveis. Esse monte bem grande na química é o MOL. A palavra mol vem do grego e significa um amontoado, os químicos pegaram essa idéia e na química um mol é um amontoado bem grande de partículas, é um monte com 6,02.1023 partículas. Portanto: A soma de todas porcentagens é igual a 100%, logo: % de H = 100% da massa. b) Fórmula Mínima (ou Empírica) Indica, em relação à fórmula molecular, a menor proporção em número de mols de átomos de cada elemento. Ex.2: 1 mol = 6,02.1023 partículas (Número de Avogrado) Obs.2: Também podemos obter a fórmula mínima a partir da composição centesimal. QUESTÕES DE VESTIBULARES 6.1 Massa Atômica 1. (UNICRUZ-RS) Na natureza encontramos, em qualquer amostra de cloro, os isótopos de massa 37 correspondendo a 25% da amostra e os isótopos de massa 35 a 75% da amostra. Qual a massa atômica do elemento cloro ? a) 30 u b) 32 u c) 34 u d) 35,5 u e) 36 u 2. (FARGS-RS) A massa atômica de um elemento indica: I. Quantas vezes o átomo do elemento é mais pesado do que 1/12 da massa do átomo do isótopo 12 do carbono. II. A massa do átomo do elemento. III. Quantas vezes o átomo é mais pesado do que o átomo do elemento carbono. IV. Quantas vezes o átomo do elemento é mais pesado do que a unidade de massa atômica. Estão corretas as afirmações: a) I, II e III b) II, III e IV c) I, II e IV d) I e IV e) I e III 6.2 Massa Molecular 3. (UEL-PR) Quantas vezes a massa da molécula de glicose (C6H12O6) é maior que a da molécula de água? a) 2 b) 6 c) 10 d) 8 e) 15 4. (UFAC) A massa molecular do composto Na2SO4.3H2O é: a) 142 u b) 196 u c) 426 u d) 100 u e) 190 u 5. (FECSL-SP) A fórmula molecular de um certo sal é X2(SO4)3 e sua massa molecular é 342. Sabendo-se que as massas atômicas do oxigênio e do enxofre são, respectivamente, 16 e 32, pode-se afirmar que a massa atômica de X é igual a: a) 15 b) 27 c) 30 d) 45 e) 54 6. (UFPB-2007) O zinco é um elemento químico considerado essencial para a vida, uma vez que faz parte da constituição de diversas enzimas e é requisitado na síntese de proteínas e do DNA. Um composto desse elemento, o sulfato de zinco, é encontrado comumente na sua forma hidratada (ZnSO4·xH2O) e, nessa forma, tem amplo uso veterinário. Esse sal, quando aquecido à temperatura aproximada de 120°C, perde 43,9% de sua massa. O número de moléculas de água de hidratação desse sal é: a) 2 c) 5 e) 7 b) 3 d) 6 6.3 Quantidade de Matéria 7. (MACK-SP) Em 600 g de água (H2O) existem: (Dados: MH = 1g/mol; MO = 16g/mol) a) 2,0 x 10²5 moléculas b) 18 moléculas c) 6,0 x 10²³ moléculas d) 3 moléculas e) 1 molécula 8. (UFF-RJ) Feromônios são compostos orgânicos secretados pelas fêmeas de muitos insetos para determinadas funções, dentre as quais das de acasalamento. Um determinado feromônio utilizado com esta finalidade, tem fórmula molecular C19H38O e, normalmente, a quantidade secretada é cerca de 1,0 x 10-12g. Pode-se afirmar que o número de moléculas existente nessa massa é: a) 6,0 x 10-23 b) 1,7 x 10-17 c) 2,1 x 109 d) 4,3 x 1015 e) 1,7 x 1020 9. (MACK-SP) Sabe-se que 0,5 mol de um elemento químico “pesa” 48g. A massa atômica desse elemento e sua massa molar são, respectivamente: a) 102u e 102g/mol b) 24u e 24g/mol c) 72u e 72g/mol d) 96u e 96g/mol e) 92u e 29g/mol 10. (UFRO) O número de átomos de oxigênio contido em 10g de SO3 é: a) 1,7525 x 1023 b) 0,2575 x 1023 c) 3,0752 x 1023 d) 2,2575 x 1023 e) 1,0015 x 1023 11. (PUC-PR) Em 2,5 mols de moléculas de ácido fosfórico (H3PO4), encontraremos um número total de átomos correspondente a: a) 15,00 x 1023 átomos b) 30,00 x 1023 átomos c) 45,00 x 1023 átomos d) 60,00 x 1023 átomos e) 120,00 x 1023 átomos 12. (UEPB-2004) O número de Avogrado corresponde ao número de “espécies” (6,02x10²³ átomos, moléculas, fórmulas, íons etc.) existentes quando a massa atômica, a massa molecular e a massa fórmula da espécie considerada são expressas em gramas. Baseado nisso, quantos átomos e quantas moléculas existem em 0,196Kg de ácido sulfúrico? a) 8,42x1024 e 12,04x1023 b) 12,04x1023 e 8,42x1024 c) 6,02x1023 e 12,04x1024 d) 6,02x1024 e 12,04x1023 e) 12,04x1023 e 6,02x1024 13. (UFPB-2000) A cafeína, um estimulante bastante comum encontrado no café, chá, guaraná, etc., tem fórmula molecular C8H10N4O2. Portanto, é correto afirmar que 582 g de cafeína contém a) 10 x 6,0 x 1023 átomos de hidrogênio. b) 32 g de oxigênio. c) 1,44 x 1025 átomos de carbono. d) 12 átomos de nitrogênio. e) 3 moléculas de cafeína. 19. (UFPB-2004) A cafeína, uma substância com efeitos estimulantes sobre o sistema nervoso central, está presente no café e em alguns chás. É uma base fraca e apresenta a seguinte fórmula estrutural: 6.4 Fórmulas Químicas 14. (UEPB-2003) Qual é o percentual de ferro e de oxigênio, respectivamente, de uma amostra de óxido de ferro que pesa 0,50g, sabendo-se que a sua análise determinou uma composição de 0,35g de ferro e 0,15g de oxigênio ? a) 25% e 75% b) 75% e 25% c) 70% e 30% d) 30% e 70% e) 85% e 15% 15. (UNIRIO-RJ) O etileno glicol, substância muito usada como agente anticongelante em motores automotivos, é um álcool e possui 38,7% de C, 9,7% de H e 51,6% de O. A fórmula mínima desse composto é: a) CHO3 b) CH3O c) CH3O2 d) C2H3O e) CH3O2 16. (FCM-PB-2006) A composição da fórmula mínima de um determinado composto é representada em 16,09% de potássio, 40,15% de platina e 43,76% de cloro. A massa molecular da fórmula mínima é: a) 481,2 b) 489,2 c) 486,2 d) 480,2 e) 485,2 17. (UFPB-2000) O principal responsável pelo sabor amargo da cerveja é o mirceno. Sabendo-se que a composição centesimal deste composto é 88,2% em carbono e 11,8% em hidrogênio, é correto afirmar que o mirceno tem como fómula empírica: a) C10H16 b) CH2 c) C3H5 d) C2H2 e) C5H8 18. (UFPB-2001) O ácido ascórbico, a vitamina C, muito usado como remédio na prevenção e tratamento dos resfriados mais comuns, apresenta a seguinte composição percentual em massa: 40,92% de carbono, 4,58% de hidrogênio e 54,50% de oxigênio. Em relação ao ácido ascórbico, é INCORRETO afirmar que a) sua fórmula molecular é C6H8O6. b) ele tem massa molar igual a 176 g/mol. c) sua massa molecular é 176 g/mol. d) sua fórmula mínima é C3H4O3. e) a massa de um mol de sua fórmula mínima é 88 g/mol. Com relação à cafeína, é INCORRETO afirmar que a) apresenta fórmula mínima C 4 H 5 N 2 O. b) tem massa molar igual a 1 9 4 g /mo l. c) sua fórmula percentual é C49,5% H5,1% N28,9% O16,5%. d) 1 mol de cafeína contém 8 mols de carbono, 10 mols de hidrogênio, 4 mols de nitrogênio e 2 mols de oxigênio. e) 1 mol de cafeína contém 48 g de carbono, 5 g de hidrogênio, 28 g de nitrogênio e 16 g de oxigênio. 20. (UFPB-2005) Quando se leva um susto o coração dispara. Neste momento, é liberada uma substância na corrente sanguínea, chamada adrenalina, cuja fórmula estrutural está representada abaixo: Em relação a essa substância, julgue as proposições: I. Uma molécula de adrenalina possui nove átomos de carbono e um de nitrogênio. II. Um mol de adrenalina contém treze mols de átomos de hidrogênio. III. A massa de 6,0 × 1023 moléculas de adrenalina é igual a 183 g/mol. IV. Em um mol de adrenalina existem três átomos de oxigênio. Estão corretas: a) apenas I e II c) apenas I e IV e) I, II, III e IV b) apenas I e III d) apenas I, II e III