concentração de soluções

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FÍSICO QUÍMICA MÓDULO 1

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Page 1: Concentração de soluções

 

FÍSICO QUÍMICA

MÓDULO 1

Page 2: Concentração de soluções

 

 

Nesta Ficha: • Concentração comum • Título em massa e volume • Densidade • Concentração molar • Fração Molar • Molalidade

 

CONCENTRAÇÕES DE SOLUÇÕES

A concentração de uma soluço é qualquer expressão da

proporção entre as quantidades de soluto e de solvente, ou então, entre as quantidades de soluto e de solução.

OBSERVAÇÃO: Convenção: • Índice 1 — soluto. Exemplo: m1 = massa do soluto; • Índice 2 — solvente. Exemplo: m2 = massa do solvente; • Sem índice — solução. Exemplo: m = massa da solução

(m = m1 + m2). Em qualquer parte da solução, a concentração é a mesma. 1. Concentração comum (C) É a razão estabelecida entre a massa do soluto (m1) e

volume da solução (V).

Geralmente, o soluto é medido em gramas (g), e o solvente,

em litros (L); logo, temos a unidade: g/L. A unidade g/cm3 é a menos usada.

01. Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na

versão “diet” e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão “diet” não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados:

Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em

g/L, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente:

a) 0,020 b) 0,050 c) 1,1 d) 20 e) 50

02. Um analgésico em gotas deve ser ministrado na

quantidade de 3 mg por quilograma de massa corporal, não podendo contudo exceder 200 mg por dose. Cada gota contém 5 mg de analgésico. Quantas gotas deverão ser ministradas a um paciente de 80 kg? Indique seu raciocínio.

2. Concentração massa/massa ou título em massa (δ) É a razão estabelecida entre a massa do soluto (m1) e a

massa da solução (m), ambas na mesma unidade (geralmente em gramas).

OBSERVAÇÃO:

0 < T < 1 • O título em massa comumente é expresso em

porcentagem de soluto; assim, temos o título percentual em massa (δ%). δ% = δ x 100

• O título em massa no possui unidade. • % massa/massa (%m/m): indica a massa de soluto (m1)

em gramas, contida em 100g de solução. Exemplo: 40% m/m indica 40g de soluto em 100g de

solução.

OSG.: 56744/11

tC – QuímiCa

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

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29 Calcule a massa de ácido nítrico necessária para a preparação de 150 mL de uma solução de concentração 50 g/L.

30 (UCB-DF) Um frasco de 1,0 L apresenta o seguinte rótulo:

Amostra Massa (g)

Lata com refrigerante comum 331,2 g

Lata com refrigerante “diet” 316,2 g

Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/L, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente:a) 0,020 b) 0,050 c) 1,1 d) 20 e) 50

Exercício resolvido

33 Qual é a massa dos íons Na1 existentes em 200 mL de solução de NaOH de concentração igual a 80 g/L?

Resolução

Na solução dada, temos:

E, por cálculo estequiométrico, chegamos a:

34 (Vunesp) A massa de cloreto de crômio (III) hexaidratado, necessária para se preparar 1 L de uma solução que contém20 mg de Cr31 por mililitro, é igual a:a) 0,02 g b) 20 g c) 52 g d) 102,5 g e) 266,5 g(Massas molares, em g/mol: Cr 5 52; cloreto de crômio hexaidratado 5 266,5)

40 g 23 g

16 g y

NaOH Na1 1 OH2

y 5 9,2 g de íons Na1

Exercício resolvido

35 (Fuvest-SP) Um analgésico em gotas deve ser ministrado na quantidade de 3 mg por quilograma de massa corporal,não podendo contudo exceder 200 mg por dose. Cada gota contém 5 mg de analgésico. Quantas gotas deverão serministradas a um paciente de 80 kg? Indique seu raciocínio.

Resolução

Se o paciente pesa 80 kg e deve receber 3 mg de analgésico por quilograma de massa corporal, concluímos que sua dosedeveria ser 80 kg z 3 mg/kg 5 240 mg de analgésico. No entanto, no enunciado se diz que a dose não deve exceder200 mg. Conseqüentemente, o máximo de analgésico a ser ministrado corresponde a 200 mg 9 5 mg, ou seja, 40 gotas.

Se a massa do hidróxido de sódio dissolvida for 8,0 g, o volume dessa solução será:a) 8,0 L b) 4,0 L c) 200 mL d) 400 mL e) 800 mL

31 (Mackenzie-SP) A massa dos quatro principais sais que se encontram dissolvidos em 1 litro de água do mar é igual a 30 g.Num aquário marinho, contendo 2 z 106 cm3 dessa água, a quantidade de sais nela dissolvidos é:a) 6,0 z 101 kg c) 1,8 z 102 kg e) 8,0 z 106 kgb) 6,0 z 104 kg d) 2,4 z 108 kg

32 (Fuvest-SP) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão “diet” e outra na versão comum. Ambas contêm omesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma emambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão “diet” nãocontém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foramobtidos os seguintes resultados:

36 (Fuvest-SP) O limite máximo de “ingestão diária aceitável” (IDA) de ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5 mg/kg demassa corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo ácido fosfórico na concentração de 0,6 g/L, que uma pessoade 60 kg deve ingerir para atingir o limite máximo de IDA.

NaOHC 5 20 g/L

M 5 40 g/mol

1 L 5 1.000 mL 80 g de NaOH

200 mL xx 5 16 g de NaOH

Capitulo 01A-QF2-PNLEM 14/7/05, 18:4220

Page 3: Concentração de soluções

 

 

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03. Uma solução contém 8 g de cloreto de sódio e 42 g de água. Qual é o título em massa da solução? E seu título percentual?

04. Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5,0% (solução

aquosa de 5,0% em massa de glicose). Para preparar 1,0 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água?

a) 5,0 x 10-2

b) 0,50 c) 5,0 d) 50 e) 5,0 x 102

3. Concentração volume/volume ou título em volume

(δv) É a razão estabelecida entre o volume do soluto (V1) e o

volume da soluço (V), ambos na mesma unidade:

De um modo geral, o volume da solução (V) não é

necessariamente a soma do volume do soluto (V1) com o volume do solvente (V2).

0 < δV < 1

O título em volume comumente é expresso em

porcentagem de soluto, assim temos o título percentual em volume (δV%) : δV% x 100.

O título em volume não possui unidade e só é usado para exprimir concentrações em que os componentes das soluções são todos gasosos ou todos líquidos.

OBSERVAÇÃO: • % volume/volume (%V/V): indica o volume de soluto

(V1), em mL, contido em 100mL de solução. Exemplo: 20% V/V indica 20mL de soluto em 100mL de

solução. • O grau Gay-Lussac (°G . L) indica a % V/V para

soluções alcoólicas. Exemplo: 10,6°G . L (significa 10,6 volumes de álcool para

cada 100 volumes da solução). • % massa/volume (%m/V): indica a massa do soluto

(m1), em gramas, contida em 100mL de solução.

Exemplo: 0,80% m/V indica 0,80g de soluto em 100mL de solução.

05. A análise de um vinho revelou que ele contém 18 mL de

álcool em cada copo de 120 mL. Qual é o título em volume desse vinho?

06. O rótulo de um produto usado como desinfetante apresenta, entre outras, a seguinte informação: “cada 100 mL de desinfetante contêm 10 mL de solução de formaldeído 37% V/V (volume de formaldeído por volume de solução)”. Qual é a concentração de formaldeído no desinfetante, em porcentagem volume por volume?

a) 1,0% b) 3,7% c) 10% d) 37%

4. Concentração em partes por milhão ou p.p.m. Para soluções muito diluídas, ou seja, soluções em que a

concentração é muito pequena, essa concentração costuma ser expressa em partes por milho ou p.p.m..

Ø Concentração em massa/massa expressa em p.p.m. Exemplo: 1 p.p.m. significa que para cada parte em massa

do soluto, temos um milhão de partes em massa de solução.

OBSERVAÇÃO:

p.p.m. = T x 106 ou p.p.m. = T% 104

Exemplo: T = 0,00005 ⇒T% = 0,005% ⇒ p.p.m. = 50 p.p.m. Ø Concentração em volume/volume expresso em p.p.m. Exemplo: 1 p.p.m. significa que para cada parte em volume

do soluto, temos um milhão de partes de solução.

µL= microlitros = 10-6 L

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tC – QuímiCa

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

Page 4: Concentração de soluções

 

 

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p.p.m. = Tv x 106 ou p.p.m. = T% x 104

Ø Concentração em massa/volume expressa em p.p.m. Os químicos costumam expressar a concentração de

sólidos em líquidos, utilizando p.p.m.. Concentração em:

07. A água potável não pode conter mais do que 5,0 x 10-4

mg de mercúrio (Hg) por grama de água. Para evitar o inconveniente de usar números tão peque- nos, o químico utiliza um recurso matemático, surgindo assim uma nova unidade de concentração: ppm (partes por milhão).

A quantidade máxima permitida de mercúrio na água

potável corresponde a: a) 0,005 ppm b) 0,05 ppm c) 0,5 ppm d) 5 ppm e) 50 ppm

08. Na cidade de São Paulo (SP), por exemplo, a

qualidade do ar é considerada inadequada se o teor de monóxido de carbono (CO) atingir 15 ppm (V/V). Nessa situação, qual é o volume de CO existente em cada metro cúbico de ar?

05. Densidade de uma solução (d) É a razão estabelecida entre a massa da solução (m) e o

volume dessa solução (V):

Unidades: g/mL = g/cm3 etc.

OBSERVAÇÃO:

O volume, ao ser relacionado com a densidade, deve estar na mesma unidade de volume da densidade.

Exemplo: V = 100cm3 e d = 1,2g/cm3. Coma a densidade da água é igual a 1g/mL, 1mL de água =

1g de água; 1L de água é igual a 1kg de água. Cuidado: essas relações são válidas somente para a água,

devido a sua densidade ser igual a 1g/mL.

OBSERVAÇÃO:

A concentração da água oxigenada A água oxigenada vendida nas farmácias e drogarias é uma

solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2(aq)). A água oxigenada é utilizada para diversos fins, por exemplo, o uso como antisséptico, pois o contata do peróxido de hidrogênio com a sangue provoca a sua decomposição H2O(l) e O2(g) e, por isso, impede a proliferação de bactérias anaeróbias como a causadora do tétano. Outro usa comum para a água oxigenada e seu emprego para clarear cabelos. A água oxigenada geralmente apresenta a sua concentração em volumes, como água oxigenada a 10 volumes, a 20 volumes, a 30 volumes etc.

Qual o significado dessa unidade de concentração nos frascos de água oxigenada?

Essa unidade de concentração representa o número de litros de oxigênio nas CNTP, que se obtém para a decomposição do peróxido de hidrogênio (H2O2) contido em 1,0L de solução. Observe as exemplos:

Água oxigenada 10 volumes: 1L de H2O2(aq) nas CNTP

libera 10,0L de O2(g). Água oxigenada 20 volumes: 1 L de H2O2(aq) nas CNTP

libera 20,0 L de O2(g)

Qual é a concentração de H2O2 (g/L) em uma água oxi- genada a 11,2 volumes? Uma solução de H2O2 é 0,1 molar. Qual é a concentração em volumes dessa água oxigenada?

06. Concentração em mol/L ou concentração em

quantidade de matéria ou concentração em quantidade de substância

É a razão estabelecida entre o número de mols de

moléculas do soluto (n1) e o volume da solução (V), em litros:

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tC – QuímiCa

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

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98.

33Capítulo 1 • SOLUÇÕES

90 (Univali-SC) A água potável não pode conter mais doque 5,0 z 1024 mg de mercúrio (Hg) por grama de água.Para evitar o inconveniente de usar números tão peque-nos, o químico utiliza um recurso matemático, surgin-do assim uma nova unidade de concentração: ppm (par-tes por milhão).

ppm massa do soluto em mgmassa do solvente em kg

5

A quantidade máxima permitida de mercúrio na águapotável corresponde a:a) 0,005 ppm c) 0,5 ppm e) 50 ppmb) 0,05 ppm d) 5 ppm

91 Na cidade de São Paulo (SP), por exemplo, a qualidadedo ar é considerada inadequada se o teor de monóxidode carbono (CO) atingir 15 ppm (V/V ). Nessa situação,qual é o volume de CO existente em cada metro cúbicode ar?

92 Na crosta terrestre existem, em média, 70 ppb (m/m)do metal prata. Qual será a massa de prata existente em1 tonelada da crosta terrestre?

93 (FGV-SP) A concentração média de magnésio em amos-tras de água de um lago é de, aproximadamente,

4 z 1024 mol/L. Considerando-se que o peso atômico domagnésio é 24 gramas por mol, isto é equivalente a:a) 1 mg z L21

b) 10 mg z L21

c) 1 ppm (ppm 5 partes por milhão)d) 100 ppme) 100 ppb (ppb 5 partes por bilhão)

94 (UEM-PR) A fluoretação de águas é utilizada para dimi-nuir a incidência de cáries na população. Um dos com-postos utilizados para esse fim é o fluoreto de sódio. Qualé a massa necessária, em gramas, de fluoreto de sódiopuro para se fluoretar 38.000 litros de água para consu-mo, de tal modo que a concentração de íons fluoretoseja de 1 ppm?

(Dados: Na 5 23, F 5 19 e 1 ppm 5 1 mg/L)

95 Qual é a concentração de H2O2 (g/L) em uma água oxi-genada a 11,2 volumes?

96 Uma solução de H2O2 é 0,1 molar. Qual é a concentraçãoem volumes dessa água oxigenada?

97 Qual é o título (m/m) de uma água oxigenada a 5,6 volu-mes, sabendo que sua densidade é 1,05 g/mL?

4 DILUIÇÃO DAS SOLUÇÕES

Comumente, em nosso dia-a-dia, realizamos a dilui-ção de soluções, isto é, acrescentamos a elas um poucode solvente:

• adicionamos água ao suco de fruta concentradopara obter uma bebida de sabor mais agradável;

• colocamos um pouco de água quente em um caféforte para torná-lo mais fraco (mais diluído);

• na cozinha, o detergente líquido dilui-se na água,durante a lavagem da louça;

• na agricultura, os inseticidas são diluídos em águaantes de sua aplicação nas plantações;

• na construção civil, adiciona-se solvente à tinta paratorná-la mais fluida, facilitando sua aplicação.

As soluções aquosas de produtos químicos são ven-didas, em geral, em concentrações elevadas. Ao chega-rem aos laboratórios ou às indústrias químicas, porém,essas soluções são (quase sempre) diluídas antes de serempregadas. Esse procedimento evita o grande custoacarretado pelo transporte da água, além de permitir queo próprio consumidor controle a concentração em que oproduto químico (soluto) será utilizado.

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EXERCÍCIOS Registre as respostas

em seu caderno

Capitulo 01B-QF2-PNLEM 29/6/05, 11:3833

Page 5: Concentração de soluções

 

 

4  

OBSERVAÇÃO:

Molaridade de íons Em certos casos, e necessário relacionar a molaridade da

substância a molaridade dos seus íons em solução, assim, temos:

Exemplo 1: Calcule a molaridade dos íons Ca+2(aq) e Cl-1(aq)

em uma solução 0,1 mol/L de CaCl2(aq) Exemplo 2: Calcule a molaridade dos íons H+

(aq) e SO4-2

(aq) em uma solução 0,2 mol/L de H2SO4(aq)

O cálculo da molaridade dos íons deve ser feito a partir da

equação de dissociação ou de ionização do soluto e seguir a proporção estequiométrica.

09. Qual é a molaridade de uma solução de iodeto de sódio que encerra 45 g do sal em 400 mL de solução? (Massas atômicas: Na = 23; I = 127)

10) O carbonato de cálcio é usado na fabricação de

vidros, adubos, cimentos e dentifrícios. Encontrado na natureza na forma de argonita, calcita, calcário, etc. A massa de carbonato de cálcio (CaCO3) que deve ser dissolvida em água (admitindo-se a solubilização total do sal) para obter 500 mL de solução 0,2 M é:

a) 1 g b) 5 g c) 10 g d) 25 g e) 27 g 07. Concentração em quantidade de matéria/quantidade

de matéria ou fração molar (X) Ø Fração molar do soluto (X1) — É a razão estabelecida

entre o número de mols de moléculas do soluto (n1) e o número de mols de molécula da solução (n).

Ø Fração molar do solvente (X2) — E a razão estabelecida

entre o número de mols de moléculas do solvente (n2) e o número de mols de molécula da solução (n).

OBSERVAÇÃO: • x1+x2 = 1 • A fração molar não possui unidade. • 0 < x < 1

11. Uma solução contém 230 g de álcool comum (C2H5OH) e 360 g de água. Calcule as frações mola- res do álcool e da água na solução (massas atômicas: H = 1; C = 12; O = 16).

08. Uma solução contém 18,0 g de glicose (C6H12O6),

24,0 g de ácido acético (C2H4O2) e 81,0 g de água (H2O). Qual a fração molar de ácido acético na solução?

a) 0,04 b) 0,08 c) 0,40 d) 0,80 e) 1,00

8. Concentração em quantidade de matéria por massa

ou molalidade ou concentração molal (W) É a razão estabelecida entre o número de mols de

moléculas do soluto (n1) e a massa, em quilogramas, do solvente (m2).

Unidade: mol/kg ou molal OBSERVAÇÃO: Em uma solução aquosa diluída, 1L de solução contém

aproximadamente 1L de água, ou seja, 1kg de água. Dessa forma, o número de mols de soluto por litro de solução (molaridade) e aproximadamente igual ao número de mols do soluto por quilograma de água (molalidade) (M ≈ W).

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

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Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

Page 6: Concentração de soluções

 

 

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13. Qual é a molalidade de uma solução que contém 40 g de brometo de cálcio em 200 g de água?

14. Uma solução contém 184 g de glicerina (C3H8O3) em

800 g de água e apresenta densidade igual a 1,044 g/cm3

(massas atômicas: H = 1; C = 12; O = 16). Calcule: a) a molalidade da solução; b) a molaridade da solução. OBSERVAÇÃO: Relações entre as principais unidades de concentração das

soluções Ø Relação entre a concentração comum (C) e o título em

massa (T)

Ø Relação entre a concentração comum (C) e a

molaridade (M)

15. No rótulo de um frasco de ácido clorídrico encontram-se as seguintes informações: título percentual em massa = 36,5%; densidade = 1,18 g/mL. Pergunta-se: qual é a molaridade desse ácido?

16. Uma solução encerra 15 g de carbonato de sódio em 135 g de água e tem densidade igual a 1,1 g/mL. Calcule:

a) o título em massa da solução; b) a concentração da solução em g/L.

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Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

OSG.: 56744/11

tC – QuímiCa

7

Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

Page 7: Concentração de soluções

 

 

6  

Questão 01) Uma amostra de 5 L de benzeno líquido,

armazenada em um galpão fechado de 1500 m3 contendo ar atmosférico, evaporou completamente. Todo o vapor permaneceu no interior do galpão.

Técnicos realizaram uma inspeção no local, obedecendo às normas de segurança que indicam o tempo máximo de contato com os vapores tóxicos do benzeno.

Observe a tabela:

18263442

)(mg.L

ATMOSFERANA BENZENO

DE ÃOCONCENTRAÇ

(h)APERMANÊNCI

DE MÁXIMO TEMPO

1-

Considerando as normas de segurança, e que a densidade

do benzeno líquido é igual a 0,9 g.mL-1, o tempo máximo, em horas, que os técnicos podem permanecer no interior do galpão, corresponde a:

a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 Questão 02) O rótulo da embalagem de uma marca de leite

integral comercializada na cidade de São Paulo apresenta a informação nutricional seguinte:

1 copo (200 mL) contém 248 mg de cálcio. A concentração de cálcio nesse leite integral, em mol/L, é a) 3,1 × 10–1. b) 3,1 × 10–2. c) 3,1 × 10–3. d) 8,2 × 10–2. e) 8,2 × 10–3. Questão 03) Depois de deliciar-se com a culinária típica

cearense: sarapatel, sarrabulho, panelada, buchada, paçoca, baião de dois, galinha à cabidela e a famosa carne de sol, sem esquecer do caranguejo, você começa a sentir uma sensação de acidez e uma leve dor no estômago; o estômago produziu mais suco gástrico ocasionando esta sensação de desconforto. Para aliviar esta sensação, pode-se tomar um antiácido, um comprimido contendo hidróxido de alumínio. Sabendo que cada comprimido neutraliza 10,9 x 10-

3 mols do suco gástrico, qual será o volume de suco gástrico neutralizado pela ingestão de um comprimido?

Considere que o suco gástrico é uma solução de ácido clorídrico a 0,4% (m/v).

Dados: Massas molares (em g mol-1): H = 1, Cl = 35,4

a) 0,1 mL b) 1,0 mL c) 10,0 mL d) 100,0 mL e) 1000,0 mL Questão 04) Uma solução contém 15,0 g de cloreto de

sódio dissolvidos em 145 g de água. A fração molar do cloreto de sódio é:

a) 0,20 b) 0,80 c) 0,048 d) 0,97 e) 0,031 Questão 05) O volume de solução de ácido sulfúrico a 20%

em massa e densidade relativa igual a 1,14, necessário para preparar 200mL de solução com concentração 0,2Molar, é:

a) 0,98mL b) 3,44mL c) 8,59mL d) 17,19mL e) 19,61mL Questão 06) Uma solução de ácido sulfúrico, com

densidade de 1,2g/mL, contém 28% em massa do ácido. O volume dessa solução que contém 16,8g de H2SO4, em mL, é:

a) 5 b) 16 c) 24 d) 36 e) 50 Questão 07) Uma amostra de água mineral da cidade de

Araxá (MG) apresentou a concentração de íons Ca2+ igual a 16 mg · L–1. Considerando-se que o teor de cálcio na água é devido à presença do mineral bicarbonato de cálcio e que o total de íons bicarbonato nessa água decorre apenas deste composto, afirma-se que a quantidade em mol de −

3HCO em um litro desta água mineral é igual a

a) 4,0 × 10–4. b) 8,0 × 10–4. c) 2,0 × 10–3. d) 4,0 × 10–3. e) 8,0 × 10–3. Questão 08) A figura abaixo mostra três soluções com as

respectivas quantidades de solutos, utilizados em sua preparação.

OSG.: 56744/11

tC – QuímiCa

7

Exercícios

Exercícios de Fixação

01. Dalton, em sua Teoria Atômica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservação da massa nas reações químicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possível.

02. No experimento de espalhamento das partículas D, o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partículas não atravessarem a lâmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razão do “espanto” de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Böhr para o átomo de hidrogênio, o raio das órbitas era proporcional a n2 e a energia a –1/n2. Faça considerações a respeito dos espaçamentos relativos entre as órbitas eletrônicas e a respeito dos espaçamentos entre os níveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinação da 1ª energia de ionização de um determinado elemento químico, forneceu-se uma radiação eletromagnética de 1152,0 eV ao seu átomo. O elétron foi então ejetado a uma velocidade de 2,0 u�107 m/s. A 1ª energia de ionização do elemento analisado é de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados três átomos, A, B e C, notamos que A e B são isótopos, A e C são isótonos e B e C são isóbaros. Sabe-se ainda que:x A soma dos números de prótons de A, B e C é 79;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88;x O número de massa de A é 55. Encontre seus números de nêutrons.

Encontre seus números de nêutrons.

Exercícios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atômico de Böhr, ainda aceito hoje, é o dos níveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um elétron na transição entre dois níveis é dada por: 'E = hQ, onde:h = contante de Planck (6,626 · 10–34 J · s)Q = frequência da reação absorvida ou emitida.�

Determine a frequência da radiação absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcançado pelo modelo de Thomson, em relação ao de Dalton?

03. O modelo de Böhr propunha um átomo com núcleo que concentrava a massa, elétrons girando em órbitas circulares em torno do núcleo e níveis energéticos permitidos aos elétrons, entre outras características. Quais das características citadas ainda hoje são aceitas?

04. A energia de um nível no átomo de hidrogênio é dada por: E = – 13,6/n2 eV, onde n = nº inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionização do átomo de hidrogênio.

05. Dalton, na sua Teoria Atômica, propôs entre outras hipóteses que:A) “Os átomos são indivisíveis”.B) “Os átomos de um determinado elemento são idênticos

em massa”. À luz dos conhecimentos atuais, quais as críticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipóteses?

06. Na célebre experiência da gota de óleo colocada em um recipiente contendo gás eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do elétron em “unidades eletrostáticas”, ues. Os dados coletados incluem a seguinte série de cargas encontradas nas gotas de óleo: 9,6 ��10–10ues, 1,92 ��10–9ues, 2,40 � 10–9ues, 2,88 ��10–9ues e 4,80 ��10–9 ues. Assinale a opção que indica o número de elétrons em uma gota de óleo com carga de 6,72 ��10–9ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atômico de Böhr considera que o elétron executa movimento circular uniforme em torno do núcleo, e que o momento angular do elétron é um múltiplo inteiro de h/2S. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expressão para o cálculo da velocidade do elétron de um átomo hidrogenoide em função, apenas, do número atômico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vácuo (H0) e do número do nível eletrônico (n).

08. O efeito fotoelétrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionização de um átomo. Essa energia corresponde ao mínimo necessário para ejetar o elétron do átomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o elétron solitário de um átomo monoeletrônico no estado fundamental seja incidido por um fóton com comprimento de onda O. Utilizando a teoria de Böhr, demonstre uma expressão para a velocidade de ejeção que o elétron terá nessas condições, em função do número atômico (Z), do comprimento de onda do fóton incidente (O), da constante de Planck (h), da massa do elétron (m), da velocidade da luz no vácuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por um fóton e atinge a camada Q. Após isso o elétron emite um fóton de energia igual a 3,122 eV. A série espectral à qual pertence o salto quântico de emissão, e o comprimento de onda do fóton emitido são, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 Å D) Balmer, 396 ÅE) Brackett, 3960 Å

10. Considere as seguintes informações sobre os átomos A, B e C:x Seus números atômicos são 3x + 4, 4x – 1 e 2x + 10,

respectivamente:x Os íons A+ e C2+ são isoeletrônicos;x A e C são isótonos;x B e C são isóbaros;x A soma dos números de nêutrons de A, B e C é 61.Encontre os números atômicos e de massa dos três átomos.

Page 8: Concentração de soluções

 

 

7  

A análise da figura permite concluir que os valores das

concentrações a, b e c são, respectivamente, a) 0,2; 2,0; 0,30 b) 0,4; 2,0; 0,01 c) 0,4; 4,0; 0,10 d) 0,6; 3,0; 0,02 Questão 09) Há livros da famosa escritora Agatha Christie

que fazem menção a crimes que foram cometidos com o uso de substâncias químicas. Em O misterioso caso de Styles, é citada a substância hidrocloreto de estricnina, extremamente venenosa, cuja solubilidade em água é cerca de 1 g / 40 mL. Sabendo-se que a massa molar dessa substância é aproximadamente 400 g / mol, calcula-se que a solubilidade em água do veneno em questão, expressa em mol / L, seja da ordem de

a) 2 x10–2. b) 4 x 10–2. c) 6 x 10–2. d) 4 x 10–1. e) 6 x 10–1. TEXTO: 1 - Comum à questão: 10 Uma das consequências do acidente nuclear ocorrido no

Japão em março de 2011 foi o vazamento de isótopos radioativos que podem aumentar a incidência de certos tumores glandulares. Para minimizar essa probabilidade, foram prescritas pastilhas de iodeto de potássio à população mais atingida pela radiação.

Questão 10) Suponha que, em alguns dos locais atingidos

pela radiação, as pastilhas disponíveis continham, cada uma, 5×10–4 mol de iodeto de potássio, sendo a dose prescrita por pessoa de 33,2 mg por dia. Em razão disso, cada pastilha teve de ser dissolvida em água, formando 1L de solução.

O volume da solução preparada que cada pessoa deve beber para ingerir a dose diária prescrita de iodeto de potássio corresponde, em mililitros, a:

a) 200 b) 400 c) 600 d) 800

GABARITO

01 02 03 04 05

B B D E D

06 07 08 09 10 E B B C B