Química Inorgânica Lista de exercícios I: Transformações físicas e químicas, substâncias puras e misturas, densidade de misturas. Monitora: Ana Clara Boechat 1. (PUC MINAS - 2007) Considere os experimentos equacionados: I. água → gás hidrogênio + gás oxigênio II. gelo → água líquida III. papel → gás carbônico + água IV. iodo (s)→ Iodo (g) V. vinagre → vinho VI. barra de ferro → ferrugem Assinale os experimentos que representam fenômenos químicos. a) I, II, III e IV b) I, III, V e VI c) II, III, V e VI d) I, IV, V e VI 2. (UFAL - 2010) A maioria dos materiais não é nem elementos puros nem compostos puros; são misturas de substâncias mais simples. Por exemplo, um medicamento, tal como xarope expectorante, é uma mistura de vários ingredientes formulados para conseguir um efeito biológico. Um sistema constituído por açúcar dissolvido em água, limalha de ferro, vapor d’água e nitrogênio gasoso pode ser classificado como: A) sistema heterogêneo com 4 fases e 3 componentes. B) sistema homogêneo com 4 fases e 4 componentes. C) sistema heterogêneo com 3 fases e 3 componentes. D) sistema homogêneo com 3 fases e 4 componentes. E) sistema heterogêneo com 3 fases e 4 componentes. 3. (UNESP – SP) A elevação da temperatura de um sistema produz, geralmente, alterações que podem ser interpretadas como sendo devidas a processos físicos ou químicos. Medicamentos, em especial na forma de soluções, devem ser mantidos em recipientes fechados e protegidos do calor para que se evite: I. a evaporação de um ou mais de seus componentes; II. a decomposição e consequente diminuição da quantidade de composto que constitui o princípio ativo; III. a formação de compostos indesejáveis ou potencialmente prejudiciais à saúde. Cada um desses processos – I, II, III – corresponde a um tipo de transformação classificada, respectivamente, como: a) física, física e química b) física, química e química d) química, física e química c) química, física e física e) química, química e física 4. (Fuvest - SP) Ácido acético e bromo, sob pressão de 1atm, estão em recipientes imersos em banhos, como mostrado na figura adiante. Nessas condições, qual é o estado físico preponderante de cada uma dessas substâncias? Dados: o ácido acético apresenta temperatura de fusão igual a 17°C e temperatura de ebulição a 1 atm igual a 118°C. O bromo apresenta temperatura de fusão igual a - 7°C e temperatura de ebulição a 1 atm igual a 59°C. Ácido acético Bromo a) sólido líquido b) líquido gasoso c) gasoso sólido d) gasoso líquido 5. (PUC MINAS) Quando se borrifa água numa chapa superaquecida, as gotículas do líquido ficam "dançando" na superfície da chapa. Nesse caso, observa-se o fenômeno de a) liquefação b) sublimação c) calefação d) fusão e) evaporação 6. Qual das seguintes afirmações é falsa no que diz respeito à evaporação do éter etílico? a) A evaporação é endotérmica. b) No gás as moléculas são maiores. c) Na mesma temperatura, a densidade do líquido é maior do que a do gás. d) Durante a evaporação, aumenta a distância entre as moléculas. e) A composição química das moléculas é igual tanto no líquido como no vapor. (Enem 1999) Texto para as questões 7 e 8 A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo. 7. A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve (A) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa. (B) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local. (C) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela. (D) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula. (E) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns. 8. Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento (A) será maior porque a panela “esfria”. (B) será menor, pois diminui a perda de água. (C) será maior, pois a pressão diminui. (D) será maior, pois a evaporação diminui. (E) não será alterado, pois a temperatura não varia. 9. (Enem 2000) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque: (A) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor. (B) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor. (C) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. (D) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro. (E) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água. 10. (Enem 2010) Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 ºC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea faz a seguinte experiência: Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para o seu interior, tapando-a em seguida. Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando esse procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento (A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. (B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. (C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. (D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. (E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição 11. (UFMG) Uma coroa contém 579g de ouro (densidade igual a 19,3g/cm3) 105g de prata (densidade igual a 10,5g/cm3), e 90g de cobre (densidade igual a 9,0g/cm3). Se o volume final desta coroa corresponder à soma dos volumes de seus três componentes, a densidade dela, em g/cm3, será: A) 10,5 B) 12,9 C) 15,5 D) 19,3 E) 38,8 12. (Enem 1999) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos: I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro. III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas considerações, somente (A) I é correta. (B) II é correta. (C) III é correta. (D) I e II são corretas. (E) II e III são corretas. 13. (UFMG-mod.) O gráfico e a tabela a seguir contêm informações sobre a densidade, d, de alguns metais, na temperatura t=20ºC. Lembrando que densidade é a relação entre a massa de um determinado material e seu respectivo volume. Considerando esse gráfico e essa tabela, é INCORRETO afirmar que A) B) C) D) E) 14.(UFMG) Observe as figuras. Essas figuras representam densímetros como os usados em postos de gasolina. O primeiro contém etanol puro (densidade igual 0,8 g/cm³). Dos dois restantes, um está cheio de etanol e água (densidade da água igual a 1,0 g/cm³) e o outro, de etanol e gasolina (densidade da gasolina igual a 0,7 g/cm³), não necessariamente nesta ordem. Com base nessas informações, pode-se afirmar CORRETAMENTE que 15. (Enem 2001) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela. Substância Densidade (g/l) Água 1000 Álcool 800 Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo: Posto Densidade do combustível (g/l) I 822 II 820 III 815 IV 808 V 805 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos (A) I e II. (B) I e III. (C) II e IV. (D) III e V. (E) IV e V. 16. (Unimontes/Adaptada) Geralmente, o álcool comercial, para uso doméstico, é uma mistura de 96% de etanol e 4% de água. Um aluno decidiu aquecer essa mistura até que todo o líquido passasse para a fase gasosa. Com os dados de temperatura x tempo que obteve, ele construiu o seguinte gráfico: A análise do gráfico permitiu ao estudante concluir que: a) Os componentes da mistura podem ser separados por uma destilação fracionada. b) O patamar observado corresponde à temperatura de ebulição do etanol. c) O vapor produzido durante o aquecimento é constituído de uma substância pura. d) A mistura de 96% de etanol de 4% de água é uma mistura azeotrópica. Questões abertas: 17. (Unicamp 2010) As questões dessa prova exploram matérias da Revista Pesquisa FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), uma publicação mensal disponível gratuitamente na rede mundial. Essa é uma importante fonte de informação para a sociedade em geral e particular mente útil para quem quer aprender e ensinar em todas as áreas do conhecimento. Numa entrevista à Revista n°163, um astrofísico brasileiro conta que propôs, em um artigo científico, que uma estrela bastante velha e fria (6.000 K), da constelação de Centauro, tem um núcleo quase totalmente cristalizado. Esse núcleo seria constituído principalmente de carbono e a estrela estaria a caminho de se transformar em uma estrela de diamante, com a cristalização do carbono. a) O pesquisador relata ter identificado mais 42 estrelas com as mesmas características e afirma: Enquanto não termina o processo de cristalização do núcleo, as estrelas de diamante permanecem com a temperatura constante. No que diz respeito à temperatura, independentemente de seu valor absoluto, ele complementa essa afirmação fazendo uma analogia entre o processo que ocorre na estrela e a solidificação da água na Terra. Com base no conhecimento científico, você concorda com a analogia feita pelo pesquisador? Justifique. 18. (UFMG - adaptada) Para determinar a densidade de um pequeno bloco de polietileno, um estudante colocou, em um pequeno béquer, 10,0 mL de etanol, em que mergulhou, em seguida, o bloco de polietileno, que afundou completamente. Com uma bureta, ele foi adicionando água, pouco a pouco, ao béquer. Quando haviam sido adicionados 18,4 mL de água, o bloco de polietileno passou a flutuar. Este gráfico representa as densidades de diversas misturas de etanol e água em função da porcentagem de água (em massa) a) Com base nesse gráfico, cite as densidades de etanol e água puros. b) Indique se a densidade do bloco de polietileno é menor, igual ou maior que a densidade da água. Justifique sua resposta. c) Considerando a mistura de 10,0 mL de etanol e 18,4 mL de água, calcule a concentração de água (em porcentagem em massa) em que o bloco de polietileno flutua. d) Com base no gráfico, determine qual é o maior valor possível para a densidade do bloco de polietileno. Gabarito: 1. B 2.E 3.B 4.E 5.C 6.B 7.B 8.E 9.C 10.D 11.C 12.E 13.C 14.B 15.E 16.D 17. A afirmação está certa. Quando a água se solidifica, a temperatura permanece constante, pois temos uma mudança de estado físico. H2O(l) → H2O(s) temperatura constante. Isso ocorre porque, na mudança de estado físico, não ocorre variação da energia cinética média das moléculas (que é a forma de energia associada à temperatura), mas apenas da energia potencial (associada às interações químicas, à organização das moléculas e distância entre elas). Da mesma forma, na cristalização do núcleo, há uma mudança na organização dos átomos de carbono, que apenas altera a energia potencial, e não a cinética. 18. a) Densidade do etanol: 0,79 g/mL. Densidade da água: 1,00 g/mL. b)Menor, porque ele flutua em uma mistura de etanol e água, que é sempre menos densa que a água (Lembre-se que a densidade de uma mistura é a média ponderada das densidades dos componentes, então uma mistura de água e etanol tem densidade entre as densidades de etanol e água, e o valor depende do teor de cada componente, como mostra o gráfico. Por exemplo, quanto mais água na mistura, mais próxima a densidade da mistura será da densidade da água). c) 80% d) 0,958 g/mL