Química Solucionada (83).9999.0111 / 8750.0050 / 9400.5166 / 8126.0630 Título: Cronograma e Química Elementar (Estudo da Matéria) Data: / / 2015 QS.1 CRONOGRAMA A matéria Constituição da matéria; Classificação da matéria; Substâncias; Misturas; Sistemas; Estados físicos da matéria; Mudanças de estado físico; Diagramas de mudança de estado físico; Processos de separação de misturas; Análise imediata; Transformações da matéria; Fenômenos físicos e químicos. Funções inorgânicas Dissociação e ionização; Conceito de ácido, base e sal pela teoria de Arrhenius; Ácidos; Nomenclatura dos ácidos; Classificação dos ácidos; Bases ou hidróxidos; Nomenclatura das bases; Classificação das bases; Sais; Nomenclatura dos sais; Classificação dos sais; Óxidos; Nomenclatura dos óxidos; Classificação dos óxidos; Reações químicas; Classificação das reações; Condições para a ocorrência de reações químicas Compostos orgânicos Composição; Características gerais; Capacidade de formar cadeias; Classificação do carbono; Classificação das cadeias carbônicas. A estrutura do átomo A descoberta do átomo; A descoberta das partículas subatômicas; Principais características do átomo; Número atômico (Z); Número de massa (A); Elemento químico; Íons; Semelhanças atômicas; Os novos modelos atômicos O modelo atômico de Böhr; Os subníveis; Distribuição eletrônica por subnível. Tabela periódica Introdução: Bases da organização dos elementos; Organização da tabela periódica; Famílias ou grupos; Períodos Localização na tabela periódica; Classificação dos elementos; Ocorrência dos elementos; Propriedades periódicas. Ligações químicas Ligação iônica ou eletrovalente; Determinação das fórmulas dos compostos iônicos; Ligação covalente; Características; A ligação covalente e a tabela periódica; Fórmulas químicas; Ligação covalente dativa ou coordenada; Características; A ligação covalente e as propriedades de seus compostos; Geometria molecular; Polaridade; Polaridade das ligações; Polaridade de moléculas; As forças intermoleculares e os estados físicos; Tipos de forças intermoleculares; Forças intermoleculares e temperaturas de fusão e ebulição; Polaridades, forças intermoleculares e solubilidade; Ligação metálica; Formação de ligas metálicas. Hidrocarbonetos Alcanos ou parafinas; Alquenos, alcenos ou olefinas; Alquinos ou alcinos; Alcadienos ou dienos; Características e nomenclatura de hidrocarbonetos cíclicos; Cicloalcanos, ciclanos ou cicloparafinas; Cicloalquenos, cicloalcenos ou ciclenos; Aromáticos; Radicais ou grupos orgânicos; Nomenclatura de hidrocarbonetos ramificados; Alcanos; Alquenos, alquinos e dienos; Cicloalcanos e aromáticos. Funções orgânicas contendo oxigênio Álcoois; Fenóis; Aldeídos; Cetonas; Ácidos carboxílicos; Ésteres orgânicos; Éteres. Funções orgânicas contendo nitrogênio e haletos Aminas; Amidas; Haletos. Isomeria Isomeria plana; Isomeria espacial; Isomeria geométrica; Isomeria óptica. [email protected] Reações de hidrocarbonetos Tipos de reações orgânicas; Reações de substituição; Halogenação; Nitração; Sulfonação; Reações características de aromáticos; Reações de adição; Hidrogenação catalítica; Halogenação; Adição de HX; Reações de hidratação de alquenos e alquinos; Adição em aromáticos; Reações de oxidação de alquenos; Oxidação branda; Ozonólise; Oxidação enérgica. Reações orgânicas de outras funções Reações com álcoois; Alguns métodos de obtenção de álcoois; Reações de aldeídos e cetonas; Reações dos ácidos carboxílicos; Ésteres; Reações dos ésteres; Aminas. QUESTÕES DO ENEM 1. (ENEM – 10) Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana-deaçúcar, entre os quais se destacam: 1. A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos. 2. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina. 3. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol. Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana-de-açúcar? a) Separação mecânica, extração, decantação. b) Separação magnética, combustão, filtração. c) Separação magnética, extração, filtração. d) Imantação, combustão, peneiração. e) Imantação, destilação, filtração. 2. (ENEM – 11) Belém é cercada por 39 ilhas, e suas populações convivem com ameaças de doenças. O motivo, apontado por especialistas, é a poluição da água do rio, principal fonte de sobrevivência dos ribeirinhos. A diarreia é frequente nas crianças e ocorre como consequência da falta de saneamento básico, já que a população não tem acesso à água de boa qualidade. Como não há água potável, a alternativa é consumir a do rio. O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de atenuar os problemas de saúde causados por microrganismos a essas populações ribeirinhas é a a) filtração. b) cloração. c) coagulação. d) fluoretação. e) decantação. 3. (ENEM – 13) Entre as substâncias usadas para o tratamento de água está o sulfato de alumínio que, em meio alcalino, forma partículas em suspensão na água, às quais as impuzeras presentes no meio se aderem. O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas é a a) flotação. b) levigação. c) ventilação. d) peneiração. e) centrifugação. [email protected] 1 Química Solucionada Nenhum homem poderá revelar nada senão o que já está meio adormecido na aurora do vosso entendimento.”(Kalli Gilbran) 4. (ENEM – 14) Para impedir a contaminação microbiana do suprimento de água, deve-se eliminar as emissões de efluentes e, quando necessário, tratá-Io com desinfetante. O ácido hipocloroso (HCIO), produzido pela reação entre cloro e água, é um dos compostos mais empregados como desinfetante. Contudo, ele não atua somente como oxidante, mas também como um ativo agente de cloração. A presença de matéria orgânica dissolvida no suprimento de água clorada pode levar à formação de clorofórmio (CHCI3) e outras espécies orgânicas cloradas tóxicas. Visando eliminar da água o clorofórmio e outras moléculas orgânicas, o tratamento adequado é a a) No sistema existe uma fase sólida, no ponto A, à temperatura a) filtração, com o uso de filtros de carvão ativo. t1, enquanto no ponto B existe uma fase líquida à mesma b) fluoretação, pela adição de fluoreto de sódio. temperatura. c) coagulação, pela adição de sulfato de alumínio. b) Para temperaturas inferiores a t1, podem coexistir duas fases. d) correção do pH, pela adição de carbonato de sódio. c) Existem duas fases entre as temperaturas t1 e t2. e) floculação, em tanques de concreto com a água em d) Existe uma única fase líquida no ponto B e no ponto C. movimento. e) Existe uma única fase vapor no ponto D QUESTÕES DAS FACULDADES PARTICULARES 1. (FCM – 12.1) Todas as substâncias existentes são elementos ou compostos químicos. Combinações de duas ou mais substâncias químicas (elementos ou compostos) constituem as misturas. Os elementos ou compostos podem ainda reagir entre si para formar outras substâncias. Estas informações são parte dos princípios fundamentais da Química. Baseado nestes princípios é correto afirmar: a) a maioria dos materiais não é nem elemento puro nem composto puro, mas misturas. É o caso da água potável, do latão, do perfume. b) quando substâncias reagem como, por exemplo, quando misturamos etanol e água, a solução resultante contém duas outras substâncias chamadas produtos, diferentes das substâncias originais. c) as substâncias puras, quando simples, constituirão sistemas monofásicos, quando compostas, formarão sistemas com mais de uma fase. d) o SrCl2 é uma substância pura sólida, formada por dois elementos químicos diferentes, o estanho e o cloro. e) a destilação é um método de separação adequado para separar uma solução aquosa de KCl em suas substâncias químicas simples, KCl e H2O. 2. (FSM – 13.1) O número de elementos químicos que participam do composto CaH2(SO4)2 x H2O é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 3. (FSM – 13.1) O fenômeno químico é aquele que altera a natureza da matéria, isto é, aquele no qual ocorre uma transformação química. Baseado nessa informação, analise as proposições abaixo e escolha aquela que corresponde a um fenômeno químico. a) A precipitação de chuvas. b) A sublimação do gelo-seco. c) O derretimento de um picolé de abacaxi. d) A combustão de álcool ou de gasolina nos motores dos automóveis. e) Pedra de falco (mineral) pulverizada numa fábrica de cosmético. 4. (FCM – 06) O gráfico abaixo representa a variação de temperatura em função do tempo de aquecimento. Pela análise do gráfico, assinale a afirmação FALSA: www.quimicasolucionada.com.br 5. (FCM – 07) Observe a tabela abaixo que apresenta as temperaturas de fusão e de ebulição de algumas substâncias: Substância Temperatura Temperatura de de fusão (oC) ebulição (oC) I 590 1570 II - 54,3 56,98 III - 670 48 IV 1234 5790 V 234 389 Em relação aos estados físicos das substâncias, a alternativa correta é: a) II é líquido a 80 oC. b) I é líquido a 700 oC. c) III é sólido a 670 oC. d) IV é gasoso a 100 oC, pois é a ebulição da água. e) V é gasoso a 250 oC. 6. (FAMENE – 13) Considere as seguintes proposições: I. O bronze, formado pela mistura de cobre (Cu) e estanho (Sn), é uma mistura homogênea sólida. II. A pólvora mistura de salitre, carvão e enxofre, é uma mistura heterogênea que apresenta uma fase. III. A água (H2O) e o ozônio (O3) são substâncias compostas. IV. O gás oxigênio é uma substância simples. V. O granito, formado por três sólidos-quartzo, feldspato e mica, é uma mistura heterogênea que apresenta três fases. São verdadeiras apenas as proposições: a) I, II e III b) II e III c) II e IV d) I, IV e V e) II e V 7. (FCM – 12.1) Todas as substâncias existentes são elementos ou compostos químicos. Combinações de duas ou mais substâncias químicas (elementos ou compostos) constituem as misturas. Os elementos ou compostos podem ainda reagir entre si para formar outras substâncias. Estas informações são parte dos princípios fundamentais da Química. Baseado nestes princípios é correto afirmar: a) a maioria dos materiais não é nem elemento puro nem composto puro, mas misturas. É o caso da água potável, do latão, do perfume. b) quando substâncias reagem como, por exemplo, quando misturamos etanol e água, a solução resultante contém duas outras substâncias chamadas produtos, diferentes das substâncias originais. c) as substâncias puras, quando simples, constituirão sistemas monofásicos, quando compostas, formarão sistemas com mais de uma fase. d) o SrCl2 é uma substância pura sólida, formada por dois elementos químicos diferentes, o estanho e o cloro. [email protected] 2 Química Solucionada Nenhum homem poderá revelar nada senão o que já está meio adormecido na aurora do vosso entendimento.”(Kalli Gilbran) e) a destilação é um método de separação adequado para a) a água dissolve muito bem praticamente todas as separar uma solução aquosa de KCl em suas substâncias substâncias orgânicas conhecidas, sendo, por isso, químicas simples, KCl e H2O. intitulada como solvente universal. b) ao passar do estado líquido para o estado sólido, a EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES água libera energia na forma de entalpia, ocorrendo, assim, uma transformação física exotérmica. c) a água é uma sustância simples e pode ser 01 - (UPE PE) encontrada na natureza de forma pura, como a água Uma turma de estudantes de uma escola participou de uma potável, ou na forma de mistura, como a água do mar. atividade denominada “Tudo o que se vê não é igual ao que d) considerando as condições atmosféricas normais de a gente viu há um segundo” em um laboratório de uma temperatura e pressão, a água pode ser encontrada, universidade. Essa atividade envolvia a realização de na natureza, nos seus três estados físicos. quatro experimentos (I, II, III e IV). O relato dos e) ao passar do estado líquido para o gasoso, a água procedimentos dessa atividade experimental está descrito a absorve energia, sempre acompanhada do aumento seguir: da temperatura. I. Submergiu-se uma palha de aço em uma solução de sulfato de cobre, e, rapidamente, a superfície desse 04 - (UEFS BA) material ficou com uma tonalidade vermelhoamarronzada. II. Arrastou-se um bastão de vidro no fundo do béquer contendo uma solução saturada de CuSO4, e, instantaneamente, observou-se uma rápida deposição de muitos cristais. III. Adicionou-se, sob agitação, magnésio em pó a um balão de destilação contendo uma solução de brometo de etila em éter etílico. Inicialmente, a mistura ficou heterogênea, com um tom cinza, mas, muito rapidamente, tornou-se límpida, incolor e transparente. O gráfico mostra o processo de mudança dos estados IV. Transferiu-se um pequeno volume de ácido sulfúrico físicos da água pura por meio de resfriamento, em função concentrado para um béquer comprido contendo um do tempo. A transformação física é iniciada com vapor de pouco (uma colher) de sacarose (C12H22O11). água e finalizada com a formação completa de gelo, a Imediatamente, verificou-se a produção de fumaça e a 1atm. formação de um sólido preto que ocupou todo o Uma análise desse gráfico permite corretamente concluir: volume da vidraria. a) As etapas I e II, no gráfico, correspondem, Em quais desses experimentos ocorreu uma transformação respectivamente, à ebulição e à fusão da água. química? b) O processo de resfriamento da água é endotérmico. a) I e II, apenas. c) A temperatura, durante a solidificação e a fusão da b) I e IV, apenas. água, é constante porque os calores latentes de c) II e III, apenas. solidificação e de fusão da substância são iguais. d) III e IV, apenas. d) A 100°C, coexistem em equilíbrio físico água líquida e e) I, III e IV, apenas. vapor. e) O processo de resfriamento de vapor de água até 0°C 02 - (UFT TO) envolve o aumento crescente de energia cinética das No nosso dia-a-dia, convivemos com vários processos que moléculas da substância. são denominados de fenômenos físicos e fenômenos químicos. Fenômenos físicos são aqueles em que ocorrem 05 - (Fac. Anhembi Morumbi SP) mudanças de fase da matéria sem alterar sua composição A produção de queijos a partir de leite envolve as seguintes química. Já os fenômenos químicos são aqueles que etapas: ocorrem com alteração da composição química das substâncias. Qual das alternativas a seguir contém Pasteurização: tratamento térmico do leite à temperatura somente fenômenos químicos? de 75 ºC por 20 segundos. a) Formação da ferrugem, apodrecimento de uma fruta, Coagulação e corte: adição de fermentos lácticos – queima da palha de aço, fotossíntese pelas plantas. responsáveis pelo sabor, aroma e textura do queijo – e de b) Queima da pólvora, evaporação da água, combustão coalho, que promove a coagulação do leite. da gasolina, formação de gelo. Separação da massa coalhada do soro. c) Secagem da roupa no varal, metabolismo do alimento Moldagem: garante o formato desejado à massa. em nosso organismo, centrifugação de sangue. Prensagem: retirada do excesso de soro da massa. d) Combustão do etanol, destilação do petróleo, Salga: pode ser feita com salmouras ou por aplicação de explosão de fogos de artifício, fusão do sal de sal na superfície do queijo. cozinha. Maturação: armazenamento dos queijos em câmaras até e) Formação de geada, secagem de roupas, formação atingirem o ponto ideal de consumo. de nuvens, derretimento do gelo. (Veja, 10.07.2013. Adaptado.) Essa descrição permite afirmar que, na produção de 03 - (IFGO) queijos, ocorrem transformações químicas nas etapas de Observe a tirinha a seguir. a) prensagem e maturação. b) pasteurização, coagulação e maturação. c) moldagem, prensagem e salga. d) coagulação, corte e moldagem. e) pasteurização, coagulação e salga. É correto afirmar que: www.quimicasolucionada.com.br 06 - (MACK SP) Uma ferramenta originalmente desenvolvida para computadores quânticos agora é capaz de mapear mudanças de temperatura dentro de uma célula viva. A técnica explora efeitos quânticos em minúsculos cristais de [email protected] 3 Química Solucionada Nenhum homem poderá revelar nada senão o que já está meio adormecido na aurora do vosso entendimento.”(Kalli Gilbran) diamante, ou “nanodiamantes”, para detectar alterações de alguns milésimos de grau. Além disso, os pesquisadores conseguiram aquecer partes selecionadas da célula com um laser. O diamante revelou ser um material útil para lidar com informações quânticas, armazenando qubits (bit quântico) em sua estrutura de cristais de carbono como se fossem elétrons de impurezas. Tipicamente, as impurezas compreendem um átomo de nitrogênio que substituiu um dos átomos de carbono e uma lacuna, ou “vaga”, de um único átomo ao lado do nitrogênio. Os pesquisadores manipularam com sucesso esses “ocos” de nitrogênio — o que foi um passo para usá-los para De acordo com o texto e com os conhecimentos sobre realizar cálculos quânticos. Como os elétrons do nitrogênio matéria e sua constituição, é correto afirmar: são extremamente sensíveis a campos magnéticos, os a) O grafeno e o diamante são isótopos do carbono. cristais de diamante também se mostraram promissores b) A ligação entre os átomos de carbono no grafeno é do para o imageamento por ressonância magnética. tipo metálica. Como base nos seus conhecimentos, é INCORRETO c) O grafeno e a grafita são variedades alotrópicas do afirmar que o diamante carbono. a) é formado por átomos de carbono. d) O grafeno é uma substância composta. b) é uma variedade alotrópica do átomo de carbono. e) O carbono é um metal e, por isso, pode substituir o c) é um isótopo do átomo de carbono-12. silício na fabricação de microchips. d) tem sua disposição estrutural geométrica diferente da estrutura geométrica do grafite. 10 - (Unicastelo SP) e) apresenta propriedades físico-químicas diferentes das Considere os seguintes produtos: propriedades do grafite. 1 pedra de granito. 1 copo de água mineral. 07 - (IFSC) 1 barra de ouro. O diamante é usado para cortar facilmente muitos 1 balão cheio de ar. materiais. Na indústria, é utilizado na fabricação de vários 1 colher de cloreto de sódio. tipos de instrumentos, que aproveitam suas propriedades. São misturas homogêneas No entanto é mais fácil quebrar o diamante do que o ferro. a) a pedra de granito e o ar contido no balão. Mas o diamante pode riscar o ferro. É CORRETO afirmar b) a água mineral e o ar contido no balão. que isto acontece porque o diamante apresenta a c) a barra de ouro e a água mineral. propriedade da: d) a pedra de granito e cloreto de sódio. e) a barra de ouro e cloreto de sódio. 11 - (FGV SP) Em um experimento na aula de laboratório de química, um grupo de alunos misturou em um recipiente aberto, à temperatura ambiente, quatro substâncias diferentes: a) b) c) d) e) dureza. tenacidade. brilho. ductilidade. maleabilidade. 08 - (PUC MG) Observe os quatro recipientes numerados de I a IV. Nesses recipientes, os círculos representam átomos. Átomos de diferentes elementos são retratados por cores diferentes. Assinale a afirmativa INCORRETA. a) Os recipientes II e III têm os mesmos compostos. b) A passagem de I para II representa uma transformação química. c) O recipiente IV contém uma mistura de quatro compostos diferentes. d) A passagem de I para III representa uma mudança de estado físico. 09 - (UFPB) Novos materiais, como o grafeno, ameaçam a liderança do silício, que é o principal elemento utilizado na fabricação de microchips. O grafeno apresenta boa condutividade térmica e elétrica, além de possuir melhores propriedades semicondutoras em comparação ao silício. Também é transparente, tem elasticidade e poderá ser empregado em telas finas e flexíveis. A figura ao lado mostra a estrutura do grafeno, constituída por átomos de carbono, cujo arranjo forma uma folha com somente um átomo de espessura. www.quimicasolucionada.com.br Nas anotações dos alunos, consta a informação correta de que o número de fases formadas no recipiente e sua ordem crescente de densidade foram, respectivamente: a) 2; mistura de água e etanol; mistura de grafite e polietileno. b) 3; polietileno; mistura de água e etanol; grafite. c) 3; mistura de polietileno e etanol; água; grafite. d) 4; etanol; polietileno; água; grafite. e) 4; grafite; água; polietileno; etanol. 12 - (FGV SP) A química é responsável pela melhora em nossa qualidade de vida e está inserida em nosso cotidiano de muitas formas em substâncias e misturas que constituem diversos materiais. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, substância simples, substância composta, mistura homogênea e mistura heterogênea. a) Água, granito, alumínio, aço. b) Água, aço, alumínio, granito. c) Alumínio, aço, água, granito. d) Alumínio, água, aço, granito. e) Alumínio, água, granito, aço. 13 - (UEPG PR) Dados os sistemas abaixo e considerando que apenas o sistema 1 apresenta pontos de fusão e ebulição constantes durante a mudança de estado, assinale o que for correto. [email protected] 4 Química Solucionada 01. 02. 04. 08. 16. Nenhum homem poderá revelar nada senão o que já está meio adormecido na aurora do vosso entendimento.”(Kalli Gilbran) I. O sistema 1 representa água no estado sólido, e a temperatura é inferior a 0 ºC. II. O sistema 2 representa a água no estado líquido, e a temperatura é –10 ºC. III. O sistema 3 representa o início da ebulição da água, e a temperatura é maior que 100 ºC. IV. O sistema 3 representa a ebulição da água, que se inicia a 80 ºC e termina a 100 ºC. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s): a) I b) III e IV c) I e III d) I e II e) II e IV O sistema 1 é composto de substância pura. Os sistemas 2 e 4 são denominados sistemas heterogêneos. Os sistemas 2, 3 e 4 consistem de misturas, sendo que os sistemas 2 e 4 são misturas heterogêneas e o sistema 3 é uma mistura homogênea. Os sistemas 3 e 4 podem ser totalmente separados por filtração simples. O sistema 2 pode ser separado por decantação, utilizando-se, por exemplo, um funil de decantação. 14 - (UEFS BA) GABARITO: 1) Gab: E 2) Gab: A 3) Gab: B 4) Gab: D 5) Gab: B 6) Gab: C 7) Gab: A 8) Gab: A 9) Gab: C 10) Gab: B 11) Gab: B 12) Gab: D 13) Gab: 23 14) Gab: D 15) Gab: A As curvas de aquecimento I e II de duas amostras de líquidos incolores foram determinadas e analisadas em um laboratório de química. Uma delas é uma solução de fenol, a 10%(v/v), em hexano, e a outra é de hexano puro. Considerando-se as propriedades da matéria e a partir da analise das curvas de aquecimento I e II, é correto afirmar: a) A solução de fenol a 10% apresenta temperatura de ebulição menor que a do hexano. b) A temperatura de vaporização durante o aquecimento, mostrada na curva II, é constante. c) A curva I representa o processo de aquecimento de uma mistura azeotrópica. d) A curva de aquecimento I representa o comportamento da amostra de hexano puro. e) O resultado na determinação da temperatura de ebulição dos líquidos depende das quantidades de amostra utilizada na análise. 15 - (UFPB) Os materiais podem ser reconhecidos por suas propriedades. No intuito de estudar as propriedades da água, foi realizado um experimento, usando chapas de aquecimento, béqueres e água, em diversos estados de agregação, sob pressão normal, como mostrado na figura a seguir, através das representações macro e microscópicas. Observando o experimento e considerando os conhecimentos fundamentais da matéria, pode-se afirmar: www.quimicasolucionada.com.br [email protected] 5