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  • 1º Simulado Comentado –

    ITA Química

  • 1º Simulado Comentado – ITA Química

    1º Simulado ITA – Química www.estrategiamilitares.com.br

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    Questões Resolvidas

    Questão 31

    O pentacloreto de fósforo se dissocia em cloro e tricloreto de fósforo, em uma reação, cujo Kp = 0,015 nas condições do experimento. Um recipiente fechado inicialmente contém apenas PC5 (g) e PC3 (g), cada um com uma pressão parcial de 2,7 bar. Depois que o sistema alcança o equilíbrio, assumindo que a quantidade de cloro produzida seja muito pequena, qual é a pressão parcial de C2(g)?

    a) 0,015 bar b) 0,12 bar c) 0,20 bar d) 2,7 bar e) 3,6 bar

    Comentários:

    Façamos a tabela de equilíbrio para a reação:

    𝑷𝑪𝒍𝟓 + 𝑷𝑪𝒍𝟑 → 𝑷𝑪𝒍𝟐

    Início 2,7 𝑚𝑜𝑙

    2,7 𝑚𝑜𝑙

    0 𝑚𝑜𝑙

    Reage −𝑥

    +𝑥

    +𝑥

    Equilíbrio 2,7 − 𝑥

    2,7 + 𝑥

    𝑥 Podemos escrever a constante de equilíbrio de pressão.

    𝐾𝑃 = 𝑃𝑃𝐶𝑙3 . 𝑃𝑪𝒍𝟐

    𝑃𝑷𝑪𝒍𝟓

    Substituindo os valores fornecidos no enunciado.

    𝐾𝑃 = (2,7 + 𝑥). 𝑥

    2,7 − 𝑥 = 0,015

    Supondo que o valor de x seja muito pequeno, temos que (2,7 + 𝑥) ≅ 2,7 e que (2,7 − 𝑥) ≅ 2,7, podemos escrever que:

    𝐾𝑃 = (2,7 + 𝑥). 𝑥

    (2,7 − 𝑥) = 0,015

    𝑥 ≅ 0,015 Logo, a pressão parcial de cloro.

    𝑥 = 𝑃𝑪𝒍𝟐 = 0,015 𝑏𝑎𝑟.

    Gabarito: A

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    Questão 32

    Um núcleo de Tório (228Th), inicialmente em repouso, se desintegra com a emissão de uma

    partícula . Na desintegração, a partícula α é emitida com uma energia cinética de igual a 3 × 10– 13 J. Qual é a energia cinética aproximada do nuclídeo filho?

    a) 5,4 × 10–15 J. b) 8,4 × 10–15 J. c) 9,0 × 10–15 J. d) 6,0 × 10–14 J. e) 3,0 × 10–13 J. Comentários Na verdade, é uma questão de Física que foi cobrada na prova de Química. Na desintegração do nuclídeo, devemos considerar a Conservação da Quantidade de Movimento.

    𝑄𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = 𝑄𝑑𝑒𝑝𝑜𝑖𝑠

    Para facilitar o estudo da questão, vamos convencionar que a velocidade seja positiva para a direita e negativa para a esquerda. Na situação inicial, havia somente o núcleo de thório, que estava parado (v = 0). Na situação final, havia a partícula alfa com velocidade para a direita (positiva) e o núcleo de rádio com velocidade para a esquerda (negativa). Logo, temos:

    𝑚𝑇ℎ. 𝑣𝑇ℎ = −𝑚𝑅𝑎 . 𝑣𝑅𝑎 + 𝑚𝛼 . 𝑣𝛼 Vamos usar que as massas atômicas são aproximadamente iguais ao número de massa.

    0 = −224. 𝑣𝑅𝑎 + 4. 𝑣𝛼 ∴ 𝑣𝑅𝑎 = 4𝑣𝛼 224

    = 𝑣𝛼 56

    A velocidade da partícula alfa pode ser calculada pela sua energia cinética. Para isso, devemos utilizar que a massa de 1 mol de partículas alfa é igual a 4 gramas, mas a massa de uma única partícula é dada pela massa molar dividida pelo número de Avogadro.

    𝐸𝛼 = 𝑚𝛼 . 𝑣𝛼

    2

    2 =

    4

    6.1023 ⋅

    𝑣𝛼 2

    2 = 3.10−13

    ∴ 𝑣𝛼 2 =

    2.3.10−13. 6.1023

    4 = 9.1010 ∴ 𝑣𝛼 = √9.10

    10 = 3.105

    Com isso, podemos calcular a velocidade do rádio.

    𝑣𝑅𝑎 = 𝑣𝛼 56

    = 3.105

    56 = 0,054.105 = 5,4.103 𝑚/𝑠

    Portanto, a energia cinética do átomo de rádio é dada por:

    𝐸𝑅𝑎 = 1

    2 𝑚𝑅𝑎 . 𝑣𝑅𝑎

    2 = 1

    2 ⋅

    224

    6.1023 ⋅ (5,4.103)2

    Note que usamos que a massa do átomo de rádio é igual ao número de massa dividido pelo Número de Avogadro. A forma mais simples de fazer a conta é separando as potências de 10 dos demais termos. Temos o seguinte:

    𝐸𝑅𝑎 = 224. (5,4)2

    2.6 ⋅ 106−23

    𝐸𝑅𝑎 ≅ 544.10 −17 = 5,4.10−15

    Gabarito: A

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    Questão 33

    Um composto, quando colocado em meio ácido, sofre decomposição liberando um sólido amarelo:

    a) Na2S b) K2SO3 c) Na2S2O3 d) K2SO4 e) CaSO4 Comentários Os tiossulfatos se dissolvem em meio ácido,

    𝑵𝒂𝟐𝑺𝟐𝑶𝟑 + 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 → 𝑵𝒂𝟐𝑺𝑶𝟒 + 𝑯𝟐𝑶 + 𝑺(𝒔) + 𝑺𝑶𝟐(𝒈) Gabarito: C

    Questão 34

    No controle remoto, um feixe de luz ultravioleta é utilizado para induzir uma corrente elétrica em um filamento metálico. A respeito dessa situação, pode-se afirmar que:

    a) A energia cinética dos elétrons removidos será a mesma independentemente do comprimento de onda dos fótons emitidos pelo controle remoto.

    b) A corrente elétrica será a mesma independentemente da intensidade do fluxo de luz emitido pelo controle remoto.

    c) Se o metal for modificado, a energia cinética dos elétrons removidos permanecerá constante. d) A energia cinética dos elétrons removidos será a mesma independentemente da intensidade

    do fluxo de luz emitido pelo controle remoto. e) A energia mínima para retirar os elétrons da chapa metálica é denominada energia de

    ionização.

    Comentários O controle remoto funciona com base no efeito fotoelétrico. O metal só pode absorver um fóton de cada vez. Parte da energia do fóton é utilizada para prover a função trabalho, que é a energia mínima para arrancar o elétron, e o excedente é convertido em energia cinética para os elétrons. A equação do Efeito Fotoelétrico é a seguinte.

    𝐸 = ℎ𝑐

    𝜆 = Φ + 𝐸𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎

    Com base nisso, vamos responder aos itens. a) Como vimos, a energia cinética dos elétrons depende da energia do fóton, que é dada em função de seu comprimento de onda. Afirmação errada. b) Quanto maior a intensidade da luz, maior a quantidade de elétrons que podem ser removidos, portanto, maior será a corrente elétrica. Afirmação errada. c) Se o metal for modificado, a função trabalho também será, portanto, a energia cinética dos elétrons arrancados da chapa metálica varia. Afirmação errada.

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    d) Sim. A energia cinética dos elétrons depende apenas do comprimento de onda do fóton e da função trabalho do metal. De fato, não há qualquer relação com a intensidade da luz. Afirmação correta. e) A energia de ionização se refere à energia necessária para retirar elétrons do metal no estado gasoso. O efeito fotoelétrico acontece no estado sólido. Afirmação errada. Gabarito: D

    Questão 35

    A respeito da comparação entre o metanol (CH3OH) e o metanotiol (CH3SH), são feitas as seguintes afirmações: I – O ponto de ebulição do metanol é maior que o do metanotiol II – A solubilidade em água do metanol é maior que a do metanotiol III – O metanol é um ácido mais forte que o metanotiol Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S):

    a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas II. d) apenas II e III. e) I, II e III.

    Comentários Vamos analisar as afirmações. I – O metanol forma pontes de hidrogênio, portanto, apresenta realmente temperatura de ebulição mais elevada que o metanotiol. Afirmação correta. II – Por formar pontes de hidrogênio, a interação do metanol com a água é bem mais intensa do que a do metanotiol. Afirmação correta. III – Na verdade, a ligação S – H é mais fraca, portanto, é mais facilmente quebrada, liberando o hidrogênio (H+). Portanto, o metanotiol é um ácido mais forte. Afirmação errada. Gabarito: B

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    Questão 36

    Uma amostra de 1,47 g de cloreto de cálcio hidratado (CaCl2. n H2O) foi aquecida, de modo a provocar a perda da água de cristalização, liberando 1,11 g de cloreto de cálcio anidro. Assinale a alternativa que apresenta a fórmula mínima correta do cloreto de cálcio hidratado.

    a) CaC2. 1 H2O b) CaC2. 2 H2O c) CaC2. 3 H2O d) CaC2. 4 H2O e) CaC2. 6 H2O

    Comentários Vamos calcular as massas molares do sal de cálcio e da água.

    𝑀𝐶𝑎𝐶𝑙2 = 1.40 + 2.35,5 = 40 + 71 = 111 𝑔/𝑚𝑜𝑙

    𝑀𝐻2𝑂 = 2.1 + 1.16 = 2 + 16 = 18 𝑔/𝑚𝑜𝑙

    A massa de água extraída pode ser obtida como a diferença entre a massa de sal hidratado e

    a massa de sal anidro.

    𝑚𝐻2𝑂 = 𝑚ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑜 − 𝑚𝑎𝑛𝑖𝑑𝑟𝑜 = 1,47 − 1,11 = 0,36 𝑔

    Podemos calcular o número de mols de cloreto de cálcio (CaCl2) e da água de cristalização

    obtida dividindo-se a massa presente na amostra pela massa molar.

    𝑛𝐶𝑎𝐶𝑙2 = 𝑚𝐶𝑎𝐶𝑙2 𝑀𝐶𝑎𝐶𝑙2

    = 1,11

    111 = 0,01 𝑚𝑜𝑙

    𝑛𝐻2

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