prova de física 1o ano ensino médio

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Curso e Colégio Anchieta
Específicas
PROFESSOR: Rafael e Rodrigo
DISCIPLINA: Química
UFPR 2016/2017
QUESTÕES SEPARADAS POR ASSUNTO
LIGAÇÕES QUÍMICAS
01. Uma das mais importantes análises forenses é a identificação de resíduos de disparos de armas de fogo.
As fontes mais comuns de resíduo de disparo são os iniciadores, os quais promovem a ignição em cartuchos
e geralmente contêm sulfeto de antimônio.
Dado: O antimônio (Sb) pertence ao grupo XV, 5º período (Z = 51). Enxofre (S) pertence ao grupo XVI, 3º
período (Z = 16)
a) Escreva a configuração eletrônica da camada de valência do átomo de antimônio.
b) O sulfeto de antimônio é um sólido. Qual a fórmula mínima do sulfeto de antimônio de mais baixo NOX?
02. A andaluzita (AlxSiyOz) é um mineral que pertence à classe dos aluminossilicatos. Seu nome deriva de
Andaluzia, região da Espanha onde o mineral foi encontrado pela primeira vez. Em geologia, é comum
descrever um mineral como a soma de óxidos. A análise de uma rocha do mineral andaluzita, extraída da
região de Tirol, na Áustria, indicou que ele contém 40,7% de sílica (SiO2) e 58,6% de alumina (Al2O3), além
de pequenas porcentagens de outros óxidos. A partir dos dados reais fornecidos acima, determine qual é a
fórmula química do mineral andaluzita.
Dados: Massa molar (g.mol-1): Al = 26,98; Si = 28,08; O = 15,999.
03. O amianto é o nome genérico para minerais asbestiformes, que foram utilizados em vários produtos
comerciais, como isolamentos térmicos e acústicos, telhas, gessos, etc. É um material constituído por feixes
de fibras com grande flexibilidade e resistências química, térmica, elétrica e à tração. Os feixes de fibras
produzem um pó muito fino que flutua no ar, facilmente inalado. Por isso, o amianto causa problemas
respiratórios e doenças graves, como asbestose, que consiste em lesões do tecido pulmonar causadas pela
acidez na tentativa do organismo em dissolver as fibras, e diferentes tipos de câncer de pulmão. Apesar de
proibido desde a década de 90 do século XX, empresas que produziram amianto têm até os dias de hoje que
custear despesas médicas dos empregados devido à exposição ao amianto.
a) O silicato de fórmula FexSi8O22(OH)2 pertence à classe dos minerais asbestiformes. O silício (grupo do
carbono) possui NOX máximo (positivo) e o NOX do ferro é +2. Qual o valor de x?
b) Nesses minerais, Si ocupa sítios tetraédricos rodeados por centros de oxigênio (O2-) formando o íon
silicato. Desenhe a estrutura de Lewis do tetraedro de silicato, incluindo sua carga.
04. Um dos combustíveis fósseis mais utilizados pelo homem é o propano, presente no gás liquefeito de
petróleo (GLP). A queima completa do propano produz dióxido de carbono e água.
a) Escreva a fórmula estrutural do propano e calcule o número de oxidação médio do carbono no propano.
b) Apresente a geometria da molécula do dióxido de carbono. Justifique sua resposta.
05. O ácido fosfórico, também chamado de ácido ortofosfórico, é um ácido inorgânico de diversas aplicações
laboratoriais.
a) Desenhe a estrutura de Lewis para o ácido fosfórico.
b) Calcule o número de oxidação do fósforo e as cargas formais dos átomos de fósforo, oxigênio e
hidrogênio na estrutura.
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06. Um composto mineral foi analisado em laboratório, obtendo-se o seguinte resultado: o
composto é constituído por átomos de um ametal X e um metal Y, com as porcentagens em
massa de X e Y correspondendo, respectivamente, a 40 % e 60 % em massa. Sabe-se que as
massas atômicas de X e Y são, respectivamente, 32 e 96 g.mol-1.
a) Quais são as porcentagens em quantidade de matéria (em mols) dos átomos X e Y no
mineral?
b) Qual é a fórmula química desse composto?
PROPRIEDADES PERIÓDICAS
01. Com base nas propriedades periódicas, discuta, justificando, a veracidade ou falsidade das seguintes
afirmativas:
a) Os elementos dos grupos 1 e 2, quando se associam com elementos dos grupos 16 e 17, tendem a formar
compostos iônicos.
b) Dentro de um mesmo período, a energia de ionização tende a diminuir da esquerda para a direita da tabela
periódica.
02. A incidência de radiação eletromagnética sobre um átomo é capaz de ejetar o elétron mais
externo de sua camada de valência. A energia necessária para a retirada deste elétron pode ser
determinada pelo princípio da conservação de energia, desde que se conheça sua velocidade de
ejeção (Eradiação = Ecinética + Eionização). Para um dado elemento, verificou-se que a velocidade de
ejeção foi de 1,00.106 m/s, quando submetido a 1.070,9 kJ/mol de radiação eletromagnética.
Considerando a propriedade periódica apresentada no gráfico (energia de Ionização x número
atômico) e a massa do elétron igual a 9,00.10–31kg, determine:
a) o elemento em questão, sabendo que este pertence ao terceiro período da tabela periódica.
b) o número atômico do próximo elemento do grupo.
c) as hibridizações esperadas para o primeiro elemento deste grupo.
FORÇAS INTERMOLECULARES
01. A temperatura de ebulição de uma determinada substância está intimamente relacionada à sua massa
molar e às forças intermoleculares predominantes nessa substância. Por exemplo, a acetona (propanona) e o
isopropanol (propan-2-ol) são líquidos à temperatura ambiente e diferem em massa em apenas 2 unidades de
massa atômica. Porém, as temperaturas de ebulição dessas substâncias são bastante diferentes: da propanona
é 56oC e do isopropanol é 82 oC.
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a) Qual é a força intermolecular predominante que atua na acetona? E no isopropanol?
b) Baseando-se nas forças intermoleculares predominantes, explique por que a temperatura de ebulição do
isopropanol é maior do que o da acetona.
02. A volatilização de uma substância está relacionada com o seu ponto
de ebulição que, por sua vez, é influenciado pelas interações
moleculares. O gráfico abaixo mostra os pontos de ebulição de
compostos binários do hidrogênio com elementos do grupo 16, na
pressão de 1 atm.
a) Identifique a substância mais volátil entre as representadas no
gráfico. Justifique sua resposta.
b) Explique porque a água tem um ponto de ebulição tão alto, quando
comparada com as demais substâncias indicadas no gráfico.
REAÇÕES QUÍMICAS
01. Conhecido como Sal de Fruta, o medicamento para combater a acidez estomacal contém bicarbonato de
sódio. Porém alguns médicos não indicam o uso recorrente desse medicamento, por estimular o arroto e
poder gerar o refluxo. Esses efeitos indesejáveis são decorrentes do produto da reação entre o bicarbonato de
sódio e o ácido clorídrico presente no estômago. Outros antiácidos baseados em hidróxido de alumínio não
provocam tais efeitos.
a) Escreva a equação química balanceada da reação entre bicarbonato de sódio e ácido clorídrico.
b) Identifique qual é o produto responsável pelos efeitos indesejáveis citados. Por que os antiácidos baseados
em hidróxido de alumínio não provocam tais efeitos?
02. Ralos de pias de cozinhas e próximas a churrasqueiras entopem com frequência. Ao solicitar o serviço de
desentupimento, o profissional sugeriu uma prática que é bastante comum: dissolver meio quilograma de
soda cáustica num balde de água fervente e em seguida jogar a solução resultante ainda quente na pia ou ralo
entupido. Segundo o profissional, a solução quente é capaz de dissolver a gordura que causa o entupimento.
A gordura é composta por triacilgliceróis (triéster de glicerol e ácidos carboxílicos de cadeia alquílica longa).
a) Que reação química ocorreu, que foi capaz de dissolver a gordura que causou o entupimento?
b) Por que utilizar água quente do ponto de vista cinético?
03. O dióxido de enxofre (SO2) é um dos principais gases que contribuem para a chuva ácida. Ele é gerado
na queima de combustíveis fósseis. Uma alternativa para diminuir a quantidade de SO2 atmosférico é seu
sequestro por calcário triturado (CaCO3), segundo a reação a seguir:
CaCO3(s) + SO2(g) ⇌ CaSO3(s) + CO2(g)
Considere um processo industrial que produza diariamente 128 toneladas de SO2.
Dados Massa molar (g/mol): Ca: 40; C = 12; O = 16; S: 32. R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1.
a) Qual é a massa de CaCO3 necessária para consumir a produção diária de SO2?
b) Calcule o volume de CO2 gerado diariamente. Considere 1 atm e 298 K.
04. O presidente Barack Obama anunciou nesta quinta-feira (28) um novo acordo com fabricantes de carros
sobre padrões de uso de combustíveis nos Estados Unidos. A medida, queteve o acordo de líderes da Ford,
General Motors, Chrysler, Honda e Toyota, prevê dobrar a economia de combustível para 23,4 km por litro
até 2025.
(Disponível em: <http://g1.globo.com/carros/noticia/2011/07/obama-anuncia-novos-padroes-de-consumode-combustivel-para-carros.html> Acesso em 01/08/2011.)
Com relação a essa notícia, faça o que se pede:
a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão do octano.
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b) Considerando um automóvel que atinja a meta estabelecida para 2025, fazendo uma viagem a 100 km.h -1,
calcule o volume de dióxido de carbono (em litros) emitido por esse automóvel por hora. Admita que o
combustível (gasolina) seja 100% octano, cuja densidade é 0,70 kg.L-1, que o gás dióxido de carbono se
comporte como gás ideal e esteja à temperatura ambiente de 25 °C e à pressão atmosférica.
Dados: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; P(atm) = 1 atm; Massa molar (g.mol-1): C = 12,01; H = 1,008; O =
15,999.
05. Considere as seguintes características de um determinado metal:
-é um sólido que reage violentamente com água, produzindo hidróxido;
-seu cátion monovalente é isoeletrônico do hélio;
-é usado para o tratamento de distúrbios bipolares sob a forma de um sal de carbonato.
Nomeie esse metal. Em seguida, escreva a reação química de dupla-troca que produz o
carbonato desse metal e o sulfato de sódio.
06. O ácido sulfúrico, assim como o íon hidrogenossulfato, reage com bases fortes, como hidróxido de sódio,
liberando calor para as vizinhanças. Dados: M (g.mol-1) H = 1,008; O = 15,999; S = 32,06; Na = 22,99.
a) Escreva a equação química balanceada para a reação entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio.
b) Considere a reação entre 19,6 mg de ácido sulfúrico e 12,0 mg de hidróxido de sódio em 100 mL de
solução. Calcule o pH final da solução. Admita que a variação de volume da solução é desprezível.
07. Metais nobres têm como característica o fato de serem pouco reativos. A platina, por exemplo,
somente reage em presença de uma mistura de ácidos clorídrico e nítrico, conforme mostra a
equação química não balanceada a seguir.
HCl(aq)+ HNO3(aq)+ Pt(s) → H2O(l) + PtCl4(aq) + NO(g)
Em um experimento, 1,17 g de platina foram consumidos em conjunto com os reagentes ácidos,
totalmente ionizados, em uma solução de volume igual a 3,2 L.
Calcule o pH inicial da solução e escreva a semirreação que representa o processo de oxidação.
SOLUÇÕES
01. Antes de consumir frutas com casca e também verduras e hortaliças cruas, é recomendada a higienização
desses alimentos deixando-os de molho em soluções à base de cloro ativo, ou água sanitária. Para a solução
de molho, a proporção recomendada pelo Ministério da Saúde é de uma colher de sopa de água sanitária para
1 litro de água. O teor de cloro ativo presente na água sanitária especifica a porcentagem de hipoclorito de
sódio e o seu valor típico é 2,0 %. Dados: M (g mol-1) Cl: 35,5; Na: 23; O: 16; 1 colher de sopa equivale a 10
mL. Densidade da água sanitária = 1 g mL-1
a) Qual característica química do “cloro ativo” é responsável pela higienização?
b) Qual o valor da concentração (em mol L-1) de hipoclorito de sódio na solução recomendada pelo
Ministério da Saúde para higienização?
02. Em muitos experimentos químicos em solução, em que são necessárias condições controladas, torna-se
imprescindível o uso de soluções tampão. Na medicina e na biologia, o conceito de solução tampão também
é muito importante, pois os fluidos biológicos (animais ou vegetais) são, em geral, meios aquosos
tamponados. O sangue é um dos sistemas tampão mais importantes e é esse sistema que permite a
manutenção das trocas gasosas.
a) Explique o que é um sistema tampão.
b) Para simular condições próximas às do fisiológico, precisa-se preparar uma solução tamponada de pH 7,2.
Qual a condição necessária para se preparar esse sistema utilizando hidrogenofosfato de sódio e
diidrogenofosfato de sódio?
Dado: pKa: NaH2PO4: 7,2; Na2HPO4: 12,7.
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03. “Concentração de CO2 na atmosfera pode ultrapassar 400 ppm em maio. A concentração de dióxido de
carbono (CO2) na atmosfera poderá ficar acima das 400 partes por milhão (ppm) em boa parte do Hemisfério
Norte já em maio deste ano. Será a primeira vez em mais de três milhões de anos que a barreira dos 400 ppm
será ultrapassada.”
(Disponível em <http://www.institutocarbonobrasil.org.br/noticias2/noticia=733827>. Acesso em abr. 2013)
Dados: Pressão atmosférica = 1 atm. Massa molar (g/mol): C=12, O=16. Massa molar média do ar = 29.
Volume molar = 24 L.mol-1. O dado fornecido de concentração se refere a partes por milhão de volume seco
(ppmv)
a) A concentração considerada normal de CO2 é 380 ppmv. Calcule o acréscimo na pressão parcial de CO2
(em atm) ao atingir 400 ppmv.
b) Caso a concentração fornecida de 400 ppm fosse em parte por milhão em massa, calcule qual seria o valor
de concentração de CO2 em mol por litro.
04. A hemoglobina é uma proteína tetramérica responsável pelo transporte de oxigênio. O oxigênio
molecular se liga ao sítio de ferro do grupo heme, presente em cada uma das quatro unidades de globina. A
hemoglobina também é responsável por transportar parte do gás carbônico produzido na respiração, que, em
sua maioria, é transportado pelo sangue na forma de bicarbonato solúvel. Na hemoglobina, o gás carbônico
se liga a grupos amino terminais da cadeia proteica de globina. A afinidade da hemoglobina por oxigênio é
modulada diretamente pela ligação do gás carbônico à globina. Altas concentrações de gás carbônico
induzem a hemoglobina a liberar o oxigênio.
a) De acordo com o texto, a hemoglobina possui tanto sítio ácido quanto sítio básico de Lewis. Identifique o
sítio ácido e o sítio básico.
b) O monóxido de carbono é uma base de Lewis que possui alta afinidade pela hemoglobina e sua
concentração atmosférica de 670 ppm é fatal aos seres humanos, diferente do dióxido de carbono, que se
torna sufocante quando sua concentração atmosférica atinge níveis de 7 a 10%. A qual sítio da hemoglobina
o monóxido de carbono irá se ligar?
05. A solubilidade das substâncias é um parâmetro muito importante no preparo de soluções e permite
comparar a natureza de dissolução de diversos solutos. A solubilidade pode variar com a temperatura,
conforme mostra o gráfico a seguir.
Dados: Massa molar (g/mol): Na = 23; Rb = 86; Li = 7; K = 39; N = 14; O = 16; Cℓ = 35.
A partir das informações extraídas do gráfico, faça o que se pede:
a) Considere as soluções saturadas (em 100 g de água; densidade = 1 g/mL) dos sais NaNO3, RbCℓ, LiCℓ e
KCℓ a 60 °C.
Coloque as soluções desses sais em ordem crescente de concentração (em mol/L).
b) Suponha que você possui um recipiente contendo 100 g de solução saturada de LiCℓ a 70 °C. Se essa
solução for resfriada a 40 °C, qual a massa de precipitado que ficará depositada no fundo?
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06. O ácido fosfórico é um ácido inorgânico utilizado comumente como reagente e possui diversas
aplicações, como aditivo em refrigerantes, solução de limpeza de dentes etc. O ácido fosfórico possui até três
hidrogênios ionizáveis. Na tabela a seguir, estão relacionados os valores de Ka e pKa a 25 °C.
a) Considere que inicialmente se tenha um grande volume de solução 0,1 mol.L-1 de ácido fosfórico. O pH
dessa solução foi ajustado com um pequeno volume de solução de hidróxido de sódio até o valor de 2,12.
Admita que não houve variação significativa de massa e volume da solução (e a quantidade de hidróxido de
sódio pode ser desprezada nos cálculos). Calcule a concentração total de íons presentes nessa solução.
b) A respeito do efeito ebuliométrico da solução do item a, calcule qual seria o incremento esperado na
temperatura de ebulição. Admita que a solução é diluída e a concentração molar é igual à molal. A
quantidade de hidróxido de sódio adicionada pode ser desprezada nos cálculos.
Dados: ∆te = KeWi; i = 1 + α(q-1); Ke = 0,52 °C.kg.mol-1.
07. Em países do leste europeu e nórdicos, a adição de etilenoglicol (1,2-etanodiol) à água do radiador de
carros é crucial, principalmente no inverno, para que não ocorra o congelamento do líquido. Na maior parte
do Brasil, a preocupação é outra: a adição de etilenoglicol tem a função de aumentar a temperatura de
ebulição, evitando a fervura e perda do líquido de arrefecimento dos motores. Utilizando a Lei de Raoult,
calcule qual a temperatura de ebulição de uma solução 5% (m/m) de etilenoglicol. Considere uma cidade
onde a temperatura de ebulição da água pura é de 94,0 ºC. Dados: Constante ebuliométrica (Ke) = 0,52 ºC;
M (g.mol-1) H = 1,008, O = 15,999, C = 12,01.
08. Dois eletrodos conectados a uma lâmpada foram introduzidos em uma solução aquosa, a fim de que a
luminosidade da lâmpada utilizada avaliasse a condutividade da solução. Desta forma, foram feitos dois
experimentos, (A) e (B), conforme segue.
No experimento (A), uma solução de NH4OH 0,1 mol/L foi adicionada a uma solução aquosa de HCl 0,1
mol/L.
No experimento (B), uma solução de NaOH 0,1 mol/L foi adicionada a uma solução aquosa de HCl 0,1
mol/L.
Dados: Kb do NH4OH = 1,75 × 10−5
Ordem decrescente de condutividade iônica na solução: H+ > OH− > NH4+ > Na+
a) Com base no enunciado, associe os experimentos (A) e (B) com as Figuras I e II, a seguir, que
representam a variação contínua da luminosidade da lâmpada ao longo do volume adicionado de solução.
b) Explique o fenômeno observado nas Figuras I e II e descreva suas respectivas equações químicas.
ELETROQUÍMICA
01. Células a combustível são promissores dispositivos de conversão de energia. A célula de alimentação
direta a metanol (DMFC), esquematizada, possui vantagens em relação à célula a hidrogênio, principalmente
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pela facilidade de manipulação do combustível. A DMFC baseia-se na oxidação de metanol sobre
catalisador, de modo a formar dióxido de carbono. No processo, água é consumida no ânodo e produzida no
cátodo. Os prótons são transportados pela membrana de Nafion. Os elétrons são transportados através de um
circuito externo, fornecendo energia aos dispositivos conectados.
a) Escreva a semirreação que ocorre no ânodo.
b) Qual o valor da diferença de potencial padrão dessa célula? Esse valor é maior ou menor que da célula a
hidrogênio?
02. Alternativas promissoras às pilhas e baterias para armazenamento de energia são os supercapacitores e
ultracapacitores. Um supercapacitor é um dispositivo com capacidade de armazenamento de energia muito
superior a capacitores comuns. Enquanto capacitores comuns têm sua capacitância medida na ordem de µF
(F = Farad), um supercapacitor possui capacitâncias da ordem de até 5 kF. O desenvolvimento dos
supercapacitores está intimamente ligado à nanotecnologia e os materiais empregados nesses dispositivos são
nanotubos de carbono, polímeros condutores e hidrogéis inorgânicos. Basicamente, um material
supercapacitor deve ser capaz de absorver carga, que podem ser íons de um eletrólito em seu interior.
Considerando um hidrogel inorgânico capaz de atuar como supercapacitor, que apresenta capacidade de
carga da ordem de 100 F.g-1, a uma tensão de 2,5 V, calcule quanta carga, em termos de quantidade de
matéria de íons Li+, 1 g desse material pode absorver. Dados: 1 F = C.V-1; ℱ= 96500 C.mol-1.
03. A matéria “Holandeses inventam pavimento que absorve poluição”,
veiculada na BBC Brasil em julho de 2013, mostra uma proposta de
adicionar um catalisador na composição de pavimentos de modo a reduzir
quantidade de poluentes da atmosfera, os quais são liberados pelos carros
movidos a combustíveis fósseis. Na proposta, os pesquisadores
adicionaram óxido de titânio (TiO2) na formulação do pavimento e
monitoraram a redução de óxidos de nitrogênio (NOx) da atmosfera onde
os pavimentos foram instalados. O TiO2 é um semicondutor que absorve
radiação UV do espectro solar, conforme mecanismo mostrado ao lado. O
TiO2*(excitado pela radiação) adquire +3,2 V adicionais no potencial de
redução.
a) O TiO2 é capaz de oxidar o dióxido de nitrogênio na ausência de luz? Por quê?
b) Calcule a variação de potencial padrão para a reação de oxidação do dióxido de nitrogênio pelo TiO2*
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04. As baterias são indispensáveis para o funcionamento de vários dispositivos do dia a dia. A primeira
bateria foi construída por Alessandro Volta em 1800, cujo dispositivo consistia numa pilha de discos de
zinco e prata dispostos alternadamente, contento espaçadores de papelão embebidos em solução salina. Daí
vem o nome “pilha” comumente utilizado.
Dados:
1A = C.s-1; ℱ = 96500 C.mol-1; Massa molar (g.mol-1): Ag = 108; Zn = 65.
a) De posse dos valores de potencial padrão de redução (E°), calcule o potencial padrão da pilha de Zn/Ag.
b) Considere que, com uma pilha dessas, deseja-se manter uma lâmpada acesa durante uma noite (12 h).
Admita que não haverá queda de tensão e de corrente durante o período. Para mantê-la acesa, a corrente que
passa pela lâmpada é de 10 mA. Calcule a massa de zinco que será consumida durante esse período.
05. Polícia norueguesa encontra fertilizantes em fazenda de suspeito
A polícia norueguesa encontrou neste sábado a fazenda de Anders Behring Breivik, local em que ele teria
planejado os atentados em Oslo e Uoyta. Na fazenda em Rauland foram encontrados cinco sacos de adubos
de 600 kg, o que daria o equivalente a 3.000 kg de fertilizantes. De acordo com o jornal norueguês
Aftenposten, a fazenda era alugada por Anders.
(<http://noticias.terra.com.br/mundo/noticias>, acesso em 10/08/2011.)
O fertilizante a que o texto se refere é o nitrato de amônio, largamente empregado como fonte de nitrogênio
no adubamento de solos, mas que foi empregado por terroristas para a confecção de explosivos. Para a
confecção de explosivos, o nitrato de amônio é misturado com um combustível (óleo diesel, gasolina etc.),
mistura conhecida como ANFO (ammonium nitrate – fuel oil). Sobre essa mistura, responda:
a) O nitrato de amônio reage com a gasolina, formando diversos produtos, sendo os principais o nitrogênio, o
gás carbônico, a água e os óxidos de nitrogênio. Sabendo que a reação do nitrato com gasolina é bastante
rápida, responda: Por que essa mistura causa explosão?
b) O nitrato de amônio atua como oxidante ou redutor na reação entre ele e a gasolina?
06. Atualmente, parece ser impossível a vida cotidiana sem equipamentos eletrônicos, que nos tornam
dependentes de energia e especificamente de baterias e pilhas para o funcionamento dos equipamentos
portáteis. A seguir está esquematizado o corte de uma bateria de mercúrio, utilizada comumente em relógios
e calculadoras. No desenho está indicado também que um voltímetro foi conectado aos terminais da pilha,
com o conector comum na parte superior (onde se encontra o eletrodo de zinco) e o conector de entrada na
parte inferior (eletrodo que contém mercúrio).
a) Com base na figura, indique quem é
o ânodo, quem é o cátodo, quem sofre
oxidação e quem sofre redução.
b) Considerando que o potencial de
redução do par HgO/Hg, nas condições
da pilha, é 0,0972 V, qual o valor do
potencial de redução do par ZnO/Zn?
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07. A ação branqueadora da água sanitária deve-se ao íon hipoclorito, um forte agente oxidante. Uma
alternativa à água sanitária é a utilização de detergentes que contêm peróxido de hidrogênio, chamados
alvejantes seguros. O poder oxidante de uma espécie pode ser avaliado comparando-se valores de potencial
padrão de redução das reações envolvidas. A seguir são fornecidas semirreações de redução do íon
hipoclorito (CℓO-) e do peróxido de hidrogênio (H2O2) e respectivos valores de potencial padrão de redução.
a) Qual é o agente oxidante mais forte: hipoclorito ou peróxido?
b) Escreva a equação química balanceada da reação entre os íons hipoclorito e iodeto.
c) Calcule a variação de potencial padrão da reação entre os íons hipoclorito e iodeto.
08. Qual é a massa de cobre que é depositada no cátodo de uma célula eletrolítica quando por ela passa uma
corrente de 1A durante 420 segundos?
Dados: massa atômica Cu = 64 g.mol-1; constante de Faraday = 96485 C.mol-1; Cu2+(aq) + 2e- →
Cu(s) (reação no cátodo).
09. A pilha de Daniell é constituída basicamente de uma placa metálica de cobre mergulhada em uma
solução de sulfato de cobre, constituindo o cátodo, e por uma placa metálica de zinco mergulhada em
solução de sulfato de zinco, constituindo o ânodo. Ambos os metais são interligados por um circuito elétrico,
e uma ponte salina faz a união das duas células, permitindo a migração de íons entre elas. A reação global
que ocorre nessa pilha é representada por Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+, cuja diferença de potencial (∆E◦) da
pilha formada é de 1, 10 V .Um estudante resolveu testar uma nova configuração de pilha, substituindo o
cobre por uma placa metálica de alumínio mergulhada em uma solução de Al2(SO4)3 e o zinco por uma placa
metálica de ferro mergulhada em uma solução de FeSO4. As semirreações de redução envolvidas para a nova
pilha construída são dadas a seguir.
Fe2+ + 2e- → Fe
E◦ = −0, 44 V
3+
−
Al + 3e → Al
E◦ = −1, 67 V
Com base nessas informações,
a) escreva a equação química balanceada que representa esse processo e a diferença de potencial da nova
pilha construída;
b) indique o fluxo de elétrons, o agente oxidante e o agente redutor nessa nova pilha construída.
ORGÂNICA
01. O ácido esteárico, cuja fórmula é CH3(CH2)16COOH,
é uma molécula anfifílica, isto é, possui uma porção
hidrofóbica e uma porção hidrofílica. Ao dispersar
cuidadosamente uma solução (em solvente orgânico) de
ácido esteárico sobre água pura, uma mancha irá se
formar na superfície, que corresponde a um filme de
ácido esteárico sobre a superfície, como esquematizado.
Nesse filme, de composição de uma única camada
molecular, as moléculas anfifílicas irão se organizar se
dispondo perpendicularmente à superfície, onde a parte hidrofílica irá se voltar para o líquido e a porção
hidrofóbica para o ar. A espessura do filme (t) corresponde à dimensão de uma única molécula. No
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experimento, uma gota de volume 0,1 mL de uma solução 2 x 10-3 g mL-1 de ácido esteárico foi disperso
sobre água formando o filme esquematizado. A mancha circular (base do filme) possui raio (r) de 20 cm. A
densidade do filme é a mesma do ácido esteárico (D = 0,85 g mL-1). O volume do filme é calculado pela
expressão V = A x t; A = r2. Dado:  = 3,14; 1nm = 10-7 cm
a) Qual grupo do composto no filme irá se voltar para a água?
b) Calcule a dimensão de uma molécula desse composto em nanômetros (nm).
02. A benzocaína (para-aminobenzoato de etila) é um anestésico local com uma gama bastante ampla de
aplicações. No esquema, está apresentada uma sequência de transformações químicas para síntese da
benzocaína a partir do tolueno.
a) Identifique a reação envolvida em cada etapa reacional.
b) Indique qual é o reagente e o catalisador necessários para a reação referente à etapa 4.
03. Armadilhas contendo um adsorvente com pequenas quantidades de feromônio sintético são utilizadas
para controle de população de pragas. O inseto é atraído de grandes distâncias e fica preso no artefato por
meio de um adesivo. O verme invasor do milho europeu utiliza o acetato de cis-11-tetradecenila (Figura I)
como feromônio de atração sexual. Isômeros de posição e geométrico desse composto têm pouco ou nenhum
efeito de atração.
Responda:
a) A que função orgânica pertence o composto orgânico?
b) Forneça o nome oficial pela norma IUPAC do isômero geométrico do feromônio da Figura I.
04. A forma dos fios do cabelo (liso ou ondulado) se deve à forma das estruturas proteicas da queratina.
Promovendo reações químicas nas ligações dissulfeto (RSSR) presentes na proteína, é possível alterar sua
estrutura e com isso mudar a forma do cabelo. O método baseia-se na redução dos grupos RSSR a RSH, por
uma solução do ácido tioglicólico (também conhecido como ácido 2-mercaptoacético ou ácido 2mercaptoetanoico) em uma solução de amônia (pH 9). Feito isso, os fios de cabelo ficam “livres” para serem
moldados na forma desejada. Na sequência, uma solução de água oxigenada (solução de peróxido de
hidrogênio, H2O2) promove a oxidação dos grupos RSH novamente a RSSR, “congelando” a estrutura das
proteínas na forma moldada.
Acerca das informações fornecidas, pede-se:
a) Desenhe as estruturas (em grafia de bastão) parao ácido tioglicólico.
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b) Sabendo que o pKa do ácido tioglicólico é 3,73, calcule a razão de concentração entre as espécies
desprotonada e protonada do ácido tioglicólico em pH 9, condição da solução de amônia descrita no texto.
05. O cravo-da-índia e a noz-moscada são condimentos muito utilizados na culinária, e seus principais
constituintes são, respectivamente, o eugenol e o isoeugenol. Observe suas fórmulas estruturais:
Aponte o tipo de isomeria plana que ocorre entre essas duas moléculas e nomeie aquela que apresenta
isomeria espacial geométrica.
Em seguida, indique o número total de carbonos assimétricos formados na reação de adição de bromo
molecular ao grupo alifático das duas moléculas.
06. As hemácias do sangue têm função vital no transporte de gases no organismo, sendo essa função
desempenhada pela presença da proteína hemoglobina. Desde o século XIX, sabe-se que a hemoglobina
possui atividade catalítica típica de uma peroxidase. Com base nesse comportamento catalítico, foram
propostos alguns testes para constatação da presença de sangue, por exemplo, em locais onde ocorreram
crimes. Um dos testes, baseado nessa ação catalítica, utiliza um reagente denominado Kastle-Meyer, que
contém fenolftaleína na forma reduzida. O teste se baseia na oxidação da fenolftaleína na presença de sangue
e água oxigenada. Essa oxidação acontece em meio básico e, devido à alcalinidade do meio, o indicador
adquire cor rosada.
a) A seguir é mostrada a estrutura em grafia de bastão da fenolftaleína na forma oxidada. Quais as funções
químicas presentes em sua estrutura que podem agir como ácido de Brönsted-Lowry?
b) Assumindo que todas as funções ácidas reagem no meio alcalino, desenhe a estrutura da espécie formada
pela reação com NaOH, responsável pela coloração rosada.
07. No dia 31 de janeiro de 2012, quatro pessoas morreram e dezesseis foram hospitalizadas com intoxicação
após a liberação de uma massa de gás ácida em um acidente ocorrido num curtume em Bataguassu (MS). Em
nota, o Corpo de Bombeiros em Mato Grosso do Sul informou que o acidente aconteceu durante o
descarregamento de 10 mil litros de ácido dicloro-propiônico em um dos três tanques instalados no curtume.
O ácido dicloro-propiônico ou dicloro-propanoico tem ação desinfetante e é usado no tratamento do couro e
na retirada de excessos e gorduras. Esse ácido, em contato com ar ou água, pode formar o ácido clorídrico,
que causa irritação e intoxicação.
a) Escreva a fórmula estrutural do ácido propanoico (propiônico) e dos possíveis isômeros do seu derivado
dicloro-propanoico.
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b) Um desses isômeros pode apresentar atividade óptica. Desenhe sua estrutura e destaque o carbono
assimétrico.
08. Derivados de catecol contendo longas cadeias alquílicas (estrutura abaixo) são componentes responsáveis
pela ação irritante da hera venenosa. Quando em contato com a pele, essas substâncias causam erupções na
pele.
Sobre derivados de catecol, responda:
a) Qual é a teoria ácido-base que melhor descreve essa equação? O derivado de catecol é classificado nessa
teoria como um ácido ou uma base? Nesse caso ele é (um ácido ou base) forte ou fraco? Justifique todas as
suas respostas.
b) A absorção de substâncias pela pele é favorecida quando a substância é neutra e desfavorecida quando a
substância é iônica. No caso de contato com a hera venenosa, qual procedimento seria mais adequado: lavar
o local com solução de vinagre (pH ~4) ou lavar com água e sabão (pH ~9)? Por quê?
CINÉTICA
01. No gráfico ao lado, apresenta-se o perfil de concentração em
função do tempo das espécies “A” e “B” envolvidas na reação
global A  B. Esse tipo de gráfico é fundamental para prever o
mecanismo da reação, bem como permite obter parâmetros
cinéticos importantes.
Considere os possíveis mecanismos:
a) Qual desses três mecanismos – (1), (2) ou (3) – é descrito pelo
gráfico? Justifique.
b) Explique em quais situações os mecanismos (1), (2) e (3) podem apresentar a mesma lei de velocidade
experimental v=k [A].
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02. O ácido acetilsalicílico, analgésico largamente utilizado, submete-se a reações de hidrólise em meio
ácido ou básico. A fim de estudar a estabilidade do ácido acetilsalicílico em meio básico, acompanhou-se a
velocidade de sua hidrólise, que leva à produção de acetato e salicilato, em função do pH do meio e da sua
concentração inicial. Os dados coletados estão na tabela a seguir.
a) Qual é a lei de velocidade para a reação estudada?
b) Qual é o valor da constante (incluindo sua unidade) de velocidade para a reação?
03. (ITA-09) Considere a reação química representada pela seguinte equação:
4 NO2(g) + O2(g) → 2 N2O5(g)
Num determinado instante de tempo t da reação, verifica-se que o oxigênio está sendo consumido a uma
velocidade de 2, 4 x10 molL-1s-1. Nesse tempo t, a velocidade de consumo de NO2 será de?
04. O níquel de Raney é um material poroso constituído de níquel metálico que possui diversas aplicações
industriais. É produzido a partir de uma liga níquel-alumínio tratada com soda cáustica, que causa a
dissolução do alumínio e ativação do material poroso formado. Uma das aplicações desse material é na
hidrogenação de dextrose, um açúcar simples, em sorbitol, segundo equação química abaixo.
O sorbitol possui diversas aplicações, tais como adoçante, laxante e na indústria de cosméticos. A reação de
hidrogenação da dextrose é bastante lenta na ausência de níquel de Raney e se torna economicamente viável
na presença desse material.
a) Qual a função do níquel de Raney na reação de hidrogenação de dextrose?
b) Utilizando o modelo de estado de transição, como o níquel de Raney atua na velocidade de reação?
TERMOQUÍMICA
01. A reação de termita, esquematizada, é uma importante reação fortemente exotérmica, explorada nas mais
diversas aplicações, desde experimentos didáticos à utilização como solda em grandes peças metálicas.
a) Ao misturar os reagentes dessa reação, qual a massa necessária de alumínio para reagir 16 g de Fe2O3?
b) Calcule a variação de energia livre da reação de termita a 1600 °C.
Dados: M(g.mol-1): Al = 27; Fe = 56; O = 16
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02. Diagramas de energia fornecem informações importantes, tanto termodinâmicas quanto em relação ao
mecanismo de reação, pois permitem determinar o número de etapas reacionais, presença de intermediários e
ainda reconhecer qual etapa é mais lenta. A lei de velocidade é determinada pela etapa lenta de reação. A
seguir são fornecidos diagramas de energia para três reações hipotéticas.
a) Para cada diagrama de energia, indique se a reação libera (exergônica) ou absorve (endergônica) energia.
b) Para cada diagrama de energia, indique se a reação ocorre em uma ou mais etapas. Nesse último caso
indique quantas etapas e qual etapa determinará a lei de velocidades.
03. Óleos vegetais, constituídos por triacilgliceróis (triéster de glicerol e ácidos carboxílicos de cadeia
alquílica longa), são matérias primas em diversos setores. O óleo vegetal pode ser submetido à reação de
transesterificação com álcool etílico, na presença de catalisador ácido (R1 do esquema), formando glicerol e
ácidos graxos, que corresponde ao biodiesel, ou à reação de hidrogenação (R2), na presença de catalisador de
MoS2, levando à formação de uma mistura de alcanos, gás carbônico e água. No esquema simplificado a
seguir, estão ilustrados estes dois processos em reações não balanceadas. A fim de simplificação foi
considerado um triacilglicerol imaginário e que as reações R1 e R2 formam apenas os produtos indicados.
a) Do ponto de vista de poder calorífico, isto é, a quantidade de energia (por unidade de massa) liberada na
oxidação de um determinado combustível, qual dos processos (R1 ou R2) gera um melhor combustível?
Justifique.
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b) Por meio das entalpias de ligação, calcule a entalpia de combustão do propano.
04. Fullerenos são compostos de carbono que podem possuir forma
esférica, elipsoide ou cilíndrica. Fullerenos esféricos são também
chamados buckyballs, pois lembram a bola de futebol. A síntese de
fullerenos pode ser realizada a partir da combustão incompleta de
hidrocarbonetos em condições controladas.
a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão de
benzeno a C60.
b) Fornecidos os valores de entalpia de formação na tabela a seguir,
calcule a entalpia da reação padrão do item a.
05. O fluoreto de magnésio é um composto inorgânico que é
transparente numa larga faixa de comprimento de onda, desde 120 nm (região do ultravioleta) até 8 µm
(infravermelho próximo), sendo por isso empregado na fabricação de janelas óticas, lentes e prismas.
Dados:
a) Escreva as equações químicas associadas às entalpias de formação fornecidas na tabela e mostre como
calcular a entalpia da reação de formação do fluoreto de magnésio a partir de seus íons hidratados, utilizando
a Lei de Hess.
b) Calcule a entalpia para a reação de formação do fluoreto de magnésio a partir de seus íons hidratados
(equação a seguir), com base nos dados de entalpia de formação padrão fornecidos.
06. A dissolução de sais pode provocar variações perceptíveis na temperatura da solução. A entalpia da
dissolução de KBr(s) pode ser calculada a partir da Lei de Hess. A seguir são fornecidas equações auxiliares e
respectivos dados termoquímicos:
Utilizando os dados termoquímicos fornecidos, responda:
a) A dissolução do brometo de potássio em água é um processo endotérmico ou exotérmico?
b) Qual o valor da entalpia em kJ.mol-1 da dissolução do brometo de potássio?
c) Ao se dissolver 1 mol de brometo de potássio em 881 g de água a 20 °C, qual o valor da temperatura
final? Considere que não há troca de calor com as vizinhanças e a capacidade calorífica da solução salina é
4,18 J.g-1K-1. Dados: M (g.mol-1) K = 39,09; Br = 79,90.
07. A fermentação é um processo que emprega microorganismos para produção de várias substâncias de
grande importância econômica. Esses seres vivos realizam certas reações químicas para produzir energia
para sustentar seu metabolismo, como, por exemplo, a produção do ácido acético a partir da oxidação do
álcool etílico, que pode ser representada pela seguinte equação química:
CH3CH2OH(l) + O2(g) → CH3COOH(l) + H2O(l)
a) Calcule a variação da entalpia da reação acima, dados os valores das entalpias das seguintes reações de
combustão:
CH3CH2OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = -1370 kJ.mol-1
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CH3COOH(l) + 2O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -875 kJ.mol-1
b) Para elevar em 10 °C a temperatura de 1 litro de água, é necessário fornecer aproximadamente 42 kJ de
energia. Calcule o calor necessário para elevar em 10 °C a temperatura de 12 litros de água e a massa de
etanol necessária para produzir essa quantidade de energia por fermentação. (Dado: massa molar do etanol
M(CH3CH2OH) = 46 g.mol–1)
EQUILÍBRIO QUÍMICO
01. A titulação é uma importante técnica analítica na
caracterização de substâncias, que permite distinguir grupamentos
ácidos e básicos nas moléculas. Uma forma de analisar uma
titulação é por meio de gráficos de distribuição de espécies, onde
são representadas a quantidade percentual de todas as espécies
presentes, em função do pH. Um típico perfil obtido para ácido
carbônico está apresentado na figura ao lado, onde é possível
visualizar os dois valores de pKa, que correspondem ao ponto de
cruzamento das curvas.
Dadas as três espécies:
a) Associe cada espécie (Alanina, Tris e Ácido fumárico) aos gráficos de distribuição de espécies mostrados
a seguir:
b) Por que o pKa pode ser extraído do gráfico no ponto de cruzamento entre as curvas?
02. Pesquisadores de Harvard desenvolveram uma técnica para preparar nanoestruturas auto-organizadas na
forma que lembram flores. Para criar as estruturas de flores, o pesquisador dissolveu cloreto de bário e
silicato de sódio num béquer. O dióxido de carbono do ar se dissolve naturalmente na água, desencadeando
uma reação que precipita cristais de carbonato de bário. Como subproduto, ela também reduz o pH da
solução que rodeia imediatamente os cristais, que então desencadeia uma reação com o silicato de sódio
dissolvido. Esta segunda reação adiciona uma camada de sílica porosa que permite a formação de cristais de
carbonato de bário para continuar o crescimento da estrutura.
(“Beautiful "flowers" self-assemble in a beaker”. Acesso em 10 ago. 2013)
Na tabela ao lado são mostrados valores de produto de solubilidade de alguns carbonatos.
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a) Suponha que num béquer foram dissolvidos cloretos de bário, cálcio e estrôncio de modo que a
concentração de cada sal é igual a 1mol.L-1. Com a dissolução natural do gás carbônico do ar, qual
carbonato irá primeiramente cristalizar?
b) Num bequer há uma solução 1mol.L-1 de cloreto de bário. Calcule qual a concentração de íons
carbonato necessárias para que o cristal de carbonato de bário comece a se formar.
03. As antocianinas são substâncias responsáveis por uma variedade de cores atrativas presentes em diversas
frutas, flores e folhas. Essas substâncias apresentam cores diferentes em solução de acordo com sua forma,
protonada ou desprotonada, podendo assim ser empregadas como indicadores de pH. Um exemplo disso é o
extrato de repolho roxo, que apresenta o seguinte perfil de cores em função do pH:
Suponha que fossem misturados 10 mL de uma solução de HCℓ 0,10 mol.L-1 com 90 mL de solução de
NaOH 0,010 mol.L-1 e à solução resultante fossem adicionadas algumas gotas do extrato de repolho-roxo.
a) Qual é o valor do pH da solução resultante?
b) Qual é a cor observada para a solução resultante?
04. Muitas pessoas têm como hobby manter aquários plantados que retratam paisagens aquáticas de rios e
lagos. Existem equipamentos e suprimentos específicos para esses aquários, sendo os mais comuns:
lâmpadas que simulam o espectro solar, suprimento
(borbulhador) de gás carbônico e termostatos. O equilíbrio que
envolve o gás carbônico em água está descrito a seguir:
CO2(g) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + H+(aq) ⇌ CO32-(aq) + 2H+(aq)
a) Nos períodos noturnos, quando as lâmpadas são desligadas,
caso se mantenha o borbulhamento de gás carbônico, o que
ocorrerá com o pH do aquário? Explique.
b) Em condições adequadas de luz e suprimento de gás
carbônico, caso a temperatura se eleve em alguns °C, ocorrerá
variação do pH? Caso ocorra, qual será a alteração?
05. O bicarbonato de sódio é um produto químico de grande
importância. Ele possui diversas aplicações, sendo largamente
utilizado como antiácido, para neutralizar a acidez estomacal, e como fermento químico, na produção de
pães, bolos etc..(...) No Brasil e vários países da Europa, o bicarbonato de sódio é produzido industrialmente
pelo Processo Solvay, um dos poucos processos industriais não catalíticos. Esse processo consiste em duas
etapas. Na primeira, a salmoura é saturada com amônia. Na segunda, injeta-se gás carbônico na salmoura
saturada, o que provoca a precipitação do bicarbonato de sódio. As duas etapas podem ser descritas pelas
duas equações a seguir:
NH3(g) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq) ∆H = - 30,6 kJ.mol-1
CO2(g) + OH-(aq) + Na+(aq) ⇌ NaHCO3(s) ∆H = - 130 kJ.mol-1
Sobre essas etapas, responda:
a) Por que se adiciona amônia na primeira etapa do processo?
b) Utilizando as informações fornecidas e os conceitos do Princípio de Le Châtelier, que condições
experimentais de temperatura e pressão favorecerão maior eficiência do processo nas duas etapas?
06. As moléculas de triacilglicerol são diferenciadas em função das cadeias carbônicas oriundas dos ácidos
graxos que sofreram condensação por esterificação com os grupos álcool da molécula de glicerol (propano1,2,3-triol). Os principais ácidos graxos apresentam cadeias não ramificadas e número par de átomos de
carbono, podendo ser saturados ou insaturados. Em função da presença de uma insaturação entre átomos de
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carbono, tem-se a possibilidade de ocorrência dos dois isômeros geométricos: cis e trans. O isômero trans é
mais estável que o cis. A principal fonte de ácidos graxos trans é a hidrogenação parcial de óleos vegetais
(triacilglicerol) usados na produção de margarina e gordura hidrogenada, conforme a equação de equilíbrio
indicada abaixo. O mecanismo da reação envolve a adição da molécula de hidrogênio à dupla ligação,
mediada pelo catalisador, e formação de uma ligação saturada entre átomos de carbono.
a) A partir das informações fornecidas acima e utilizando o Princípio de Le Châtelier, que condição garante
um maior rendimento da reação de hidrogenação?
b) Considerando que no início de uma reação são empregados apenas ácidos graxos de origem vegetal nos
quais apenas a forma cis está presente, por que, ao final da reação, há a presença de gordura trans?
07. O dióxido de nitrogênio (NO2), em um sistema fechado, entra imediatamente em equilíbrio com a sua
forma dimérica, o tetróxido de dinitrogênio (N2O4), a uma temperatura T1, segundo a equação química a
seguir:
2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ΔrH<0
Sobre esse assunto, faça o que se pede:
a) Desenhe as estruturas de Lewis para o NO2 e N2O4.
b) Escreva a equação da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais (Kp) para esse equilíbrio.
c) Um aumento da temperatura até T2 favorecerá a formação do NO2 ou do N2O4?
d) O valor de Kp, em T2, será maior ou menor que em T1? Justifique sua resposta.
08. Considere as equações abaixo e os respectivos valores das constantes de equilíbrio, medidos a 823 K:
1. CoO(s) + H2(g) → Co(s) + H2O(g)
K1 = 67
2. CoO(s) + CO(g) → Co(s) + CO2(g)
K2 = 490
3. CO2(g) + H2(g) → CO(g) + H2O(g)
K3= ?
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para as três reações em função das pressões parciais.
b) Escreva a relação matemática entre K1, K2 e K3 e calcule o valor de K3 a 823 K.
RADIOATIVIDADE
01. A datação de objetos pode se basear em diversos métodos, sendo o método por
radioisótopos, em especial carbono-14, um dos mais conhecidos e empregados para artefatos
arqueológicos. Em estudos sobre o histórico de contaminação ambiental, que datam desde a
Revolução Industrial, o radionuclídeo natural 210Pb tem sido utilizado para se estimar a data de
deposição de sedimentos contaminados em lagos e estuários. O 210Pb possui tempo de meia-vida
(t1/2) de 22,5 anos e é mais adequado para datação de eventos recentes que o 14C, cujo t1/2 =
5.730 anos. Acerca desse assunto:
a) Explique o que é tempo de meia-vida (t1/2).
b) Considerando que o sedimento a ter sua data estimada apresenta atividade de 210Pb equivalente a 12,5% da
atividade no momento da deposição (t =0), qual a idade do sedimento?
02. Considere a tabela a seguir, na qual são apresentadas algumas propriedades de dois radioisótopos, um do
polônio e um do rádio.
Em um experimento, duas amostras de massas diferentes, uma de polônio-208 e outra de rádio-224, foram
mantidas em um recipiente por 12 anos. Ao final desse período, verificou-se que a massa de cada um desses
radioisótopos era igual a 50 mg.
Calcule a massa total, em miligramas, de radioisótopos presente no início do experimento.
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Escreva também os símbolos dos elementos químicos formados no decaimento de cada um desses
radioisótopos.
03 - A cintilografia é um procedimento clínico que permite assinalar a presença de um radiofármaco num
tecido ou órgão, graças à emissão de radiações que podem ser observadas numa tela na forma de pontos
brilhantes (cintilação). Os principais agentes usados nas clínicas de medicina nuclear para cintilografia são os
radiofármacos marcados com 99mTc, o qual é obtido através do decaimento do elemento X, conforme o
esquema a seguir.
a) Identifique o elemento X e a radiação A.
b) Calcule a concentração molar de 99mTcO4− em 100 mL de uma solução contendo 16,2 g de
99m
TcO4− após um período de 12 horas.
GASES
01. Na indústria, a polimerização do propeno por poliadição via radicais livres produz um polímero cuja
unidade química repetitiva tem fórmula molecular C3H6. Considere a polimerização de 2800 L de propeno
nas seguintes condições:
-temperatura: 77 oC
-pressão: 20 atm
Considere, ainda, que o propeno apresente comportamento de gás ideal e seja completamente consumido no
processo. Determine a massa, em gramas, de polímero produzido e escreva sua estrutura química em bastão.
02. Em um balão de paredes rígidas, foram colocados 0,200 g de gás hidrogênio, 6,400 g de gás oxigênio e
um material sólido que absorve água. O volume do balão é de 4,480 L e é mantido à temperatura de 0ºC. No
balão, passa-se uma faísca elétrica de modo que haja reação e a água formada seja retirada pelo material
absorvente, não exercendo pressão significativa. Com base nesse problema, responda aos itens a seguir.
a) Supondo um comportamento ideal, qual é a pressão no balão (em atmosferas) após inserção de oxigênio e
hidrogênio? Considere R = 0,082atm·L/mol·K; P·V=n·R·T
b) Após a reação, mantendo-se a temperatura inicial e o volume, qual a pressão no interior do balão?
03. A segurança dos automóveis pode ser aumentada com a instalação de um airbag. Esse acessório consiste
em uma almofada que, em caso de uma colisão, é inflada rapidamente com gás, para amortecer o impacto
para o motorista e para os passageiros. Para a produção do gás, empregam-se cerca de 100 a 250 g de azoteto
de sódio, cuja fórmula química é NaN3. Esse é um sólido incolor que, ao ser aquecido a cerca de 300 °C,
produz nitrogênio gasoso (N2) e sódio metálico. Também está presente nos airbags o nitrato de potássio, cujo
papel é reagir com o sódio metálico resultante da decomposição do azoteto de sódio, para produzir mais
nitrogênio. A capacidade de um airbag situa-se tipicamente em torno de 30 litros de gás.
Dados:
Massas molares: N = 14,0; Na = 23,0 g/mol.
Constante dos gases ideais: R = 0,082 L atm K-1 mol-1.
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Conversão entre as escalas de temperatura Celsius (t) para Kelvin (T): t + 273 = T.
a) Escreva a equação química balanceada, com coeficientes inteiros e simples, da reação de decomposição do
azoteto de sódio.
b) Calcule a quantidade de matéria (em mols) de gás nitrogênio que se pode produzir a partir de 130 g de
azoteto de sódio, considerando 100% de rendimento da reação.
c) Calcule a quantidade de matéria (em mols) de gás nitrogênio necessária para preencher um volume de 30
litros à pressão de 0,82 atm e temperatura de 27 ºC.