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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 179
*MÓDULO 1*
Matéria – Noções e conceitos
Estados físicos
Tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e tem massa
é matéria, e as entidades que a formam estão em
movimento constante. O que as mantém unidas, seja em
maior ou menor agitação, é chamado de força de
atração. Essas partículas podem estar mais próximas
umas das outras ou mais distantes, e essa condição
determina os estados da matéria: sólido, líquido ou
gasoso.
A água, por exemplo, em temperatura ambiente se
apresenta em estado líquido, e suas partículas exercem
uma força de atração moderada entre elas. Não estão
completamente compactadas e apresentam vibração e
um determinado grau de movimento. O volume da água
líquida é constante, mas, como as moléculas estão
desorganizadas, elas podem deslizar umas sobre as
outras e ter formas variáveis, dependendo do recipiente
em que estão.
No estado sólido, a água tem suas partículas
harmoniosamente compactadas, sem se movimentar,
apenas vibrando. Isso ocorre porque a atração entre as
moléculas é forte. Nesse estado, a água tem volume e
forma constantes.
Já no estado gasoso existe uma atração muito fraca
entre as partículas que compõem a água, de forma que
elas se encontram em liberdade quase total, vibrando
com intensidade e movimentando-se muito. Em
desorganização, as moléculas da água se apresentam
em volume e formas variáveis, e elas tendem a ocupar
todo o espaço disponível do recipiente em que estão
contidas.
Toda matéria assume determinado estado físico,
dependendo das condições de pressão e temperatura. E,
quando há alguma alteração dessas condições,
modificando a agitação das moléculas e sua forma de
organização, ocorrem as mudanças de estado.
Ao ser aquecida, uma substância que está em estado
sólido, com uma força de atração moderada entre suas
partículas, sofre uma agitação maior em suas moléculas.
Dessa forma, ela passa para o estado líquido, no
processo chamado de fusão.
Quando um líquido continua exposto a uma fonte de
calor, suas moléculas ganham ainda mais movimento, a
ponto de elas conseguirem superar a força de atração e
escapar do conjunto, no processo de vaporização.
Quando a temperatura desse gás ou vapor é
reduzida, a substância tende a voltar a seu estado de
organização anterior, com as moléculas se reagrupando
de maneira mais harmoniosa no estado líquido, no
processo de condensação.
Ciclo de transformação
As mudanças dos estados físicos da água
ESTÚDIO PINGADO
Matéria é tudo o que ocupa um lugar no espaço e
possui massa. Ela é composta de entidades em
movimento contínuo, e o que mantém essas
partículas mais unidas ou separadas é a força de
atração. A proximidade dessas partículas e,
consequentemente, o movimento exercido por elas
determinam os estados da matéria.
No estado sólido, as moléculas estão
harmoniosamente compactadas, e a atração
existente entre elas é forte. Isso faz com que as
partículas não se movimentem, apenas vibrem. No
estado sólido, a forma e o volume são constantes em
razão da organização das moléculas.
Como as moléculas no estado líquido não estão
totalmente compactadas, elas têm algum grau de
movimento e apresentam vibração. As partículas de
um líquido têm uma atração moderada entre si. Por
estarem mais desorganizadas do que no sólido, as
moléculas deslizam umas sobre as outras, adotando
formas variáveis, mas mantendo um volume
constante.
O estado gasoso se caracteriza pela atração muito
fraca entre as moléculas, que ficam em liberdade
quase total. Dessa forma, as partículas movimentam-
-se e vibram de forma intensa. Por estarem
desorganizadas, as partículas têm volume e forma
variáveis.
Substância pura é aquela formada por partículas
(átomos ou moléculas) quimicamente iguais. Essas
substâncias se caracterizam pelas temperaturas de
fusão e ebulição constantes. Podem ser simples,
quando formadas por apenas um elemento químico,
ou compostas, quando formadas por mais de um
elemento.
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Densidade, temperatura de fusão (TF) e temperatura
de ebulição (TE) são algumas das principais
propriedades específicas da matéria.
As misturas são formadas pela associação de duas
ou mais substâncias, que podem ou não estar
disseminadas nos demais componentes.
Classificam-se em homogêneas e heterogêneas.
As misturas homogêneas, também chamadas de
soluções, têm aspecto uniforme e as mesmas
propriedades em toda a sua extensão.
As misturas heterogêneas contêm dois ou mais
componentes distinguíveis, chamados de fases.
*ATENÇÃO, ESTUDANTE!*
Para complementar o estudo deste Módulo, utilize seu LIVRO DIDÁTICO.
*********** ATIVIDADES ***********
Texto para as questões 1 e 2.
O vaivém da água
O estoque do planeta mudou pouco durante milhões de anos, mas esse líquido precioso está em contínua transformação
Acredita-se que a quantidade de água existente no
planeta hoje seja praticamente a mesma de 3 bilhões de
anos atrás. Isso por causa de um fenômeno que se
sucede infinitamente: o ciclo hidrológico, ou ciclo da
água.
Ele se inicia quando a água da superfície dos
continentes e dos lagos, rios e oceanos é aquecida pelo
Sol. Uma parte das moléculas de H2O evapora e sobe
para a atmosfera, formando as nuvens (além disso, a
transpiração e a expiração dos seres vivos contribuem
para aumentar a quantidade de vapor na atmosfera; a
maioria das pessoas transpira cerca de dois copos de
água por dia e perde pouco mais de um copo na
expiração). Cerca de dez dias depois (tempo médio que
uma molécula de H2O permanece na atmosfera), esse
vapor se condensa e pode cair nos continentes em forma
de neve ou em forma líquida, seguindo para rios e lagos
até desaguar de novo no mar. Dois terços da chuva
caem sobre os oceanos, onde, em virtude das correntes
marítimas, as moléculas de água se movimentam entre a
superfície e o fundo; o restante vai para os rios e lagos
ou infiltra-se na terra. No subterrâneo, o líquido atinge os
lençóis aquáticos até reaparecer em alguma nascente de
rio. Retornando à superfície, toda a viagem recomeça.
Logo, a mesma água é bombeada continuamente, num
ciclo interminável. Imagine só que a água que bebemos
hoje pode ter sido usada para o banho dos romanos nas
suas famosas termas!
A presença de água na forma líquida é condição
fundamental para a existência de vida no planeta. No
entanto, a estrutura da molécula de água, quando
congelada, apresenta um comportamento totalmente
diferente da grande maioria das substâncias. Quando um
líquido qualquer congela, suas moléculas ficam mais
próximas umas das outras. Consequentemente, seu
volume diminui e a densidade aumenta. Com a água
acontece o contrário: quando ela é resfriada a uma
temperatura inferior a 4 ºC, sua densidade diminui. Essa
característica praticamente exclusiva faz com que o gelo
flutue. Se o gelo fosse mais denso que a água, ele
afundaria, congelando totalmente um lago, por exemplo,
e extinguindo as formas de vida ali existentes.
Apesar de o volume de água no planeta praticamente
não mudar, sua forma física (líquida, sólida ou gasosa) e
distribuição variam com as mudanças climáticas. Além
disso, a abundância de água no planeta é relativa.
Comparando toda a água disponível a um galão de 20
litros, teríamos 19,45 litros de água salgada e apenas
550 ml de água doce. Desses, 400 ml estariam na forma
de gelo, havendo apenas 150 ml disponíveis para
consumo humano. Ao contrário do que muitos alardeiam,
a água do planeta não está acabando. A quantidade de
água limpa e potável é que vem diminuindo por causa da
poluição, enquanto a demanda por ela está aumentando
gradualmente, com o crescimento da população mundial.
ESTÚDIO PINGADO O ciclo hidrológico é contínuo, bombeando sempre a mesma água: o calor do Sol aquece a superfície dos continentes e dos oceanos, fazendo com que uma parte das moléculas de água evapore e suba ao céu
Mundo Estranho, fev. 2011 (adaptado).
.1. (AED-SP)
Qual característica física principal diferencia a água das
demais substâncias conhecidas pela ciência?
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.2. (AED-SP)
Por que não é correto afirmar que a água do planeta está
acabando?
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.3. (ENEM-MEC)
Na fabricação de qualquer objeto metálico, seja um
parafuso, uma panela, uma joia, um carro ou um foguete,
a metalurgia está presente na extração de metais a partir
dos minérios correspondentes, na sua transformação e
sua moldagem. Muitos dos processos metalúrgicos
atuais têm em sua base conhecimentos desenvolvidos há
milhares de anos, como mostra o quadro:
Milênio antes de Cristo
Métodos de extração e operação
Quinto milênio a.C. - Conhecimento do ouro e do cobre
nativos
Quarto milênio a.C.
- Conhecimento da prata e das ligas de
ouro e prata
- Obtenção de cobre e chumbo a partir
de seus minérios
- Técnicas de fundição
Terceiro milênio a.C.
- Obtenção do estanho a partir do
minério
- Uso do bronze
Segundo milênio a.C.
- Introdução do fole e aumento da
temperatura de queima
- Início do uso do ferro
Primeiro milênio a.C.
- Obtenção do mercúrio e dos
amálgamas
- Cunhagem de moedas
J. A. VANIN, Alquimistas e Químicos.
Podemos observar que a extração e o uso de diferentes
metais ocorreram a partir de diferentes épocas. Uma das
razões para que a extração e o uso do ferro tenham
ocorrido após a do cobre ou estanho é
(A) a inexistência do uso de fogo que permitisse sua
moldagem.
(B) a necessidade de temperaturas mais elevadas para
sua extração e moldagem.
(C) o desconhecimento de técnicas para a extração de
metais a partir de minérios.
(D) a necessidade do uso do cobre na fabricação do
ferro.
(E) seu emprego na cunhagem de moedas, em
substituição ao ouro.
.4. (ENEM-MEC)
Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de
alunos pôde observar a série de processos de
beneficiamento da cana-de-açúcar, 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.
.5. (ENEM-MEC)
O ciclo da água é fundamental para a preservação da
vida no planeta. As condições climáticas da Terra
permitem que a água sofra mudanças de fase e a
compreensão dessas transformações é fundamental para
se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças,
a água ou a umidade da terra absorve o calor do Sol e
dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente,
algumas das moléculas do líquido podem ter energia
necessária para começar a subir para a atmosfera.
Disponível em: http://www.keroagua.blogspot.com.
Acesso em: 30/3/2009 (adaptado).
A transformação mencionada no texto é a
(A) fusão.
(B) liquefação.
(C) evaporação.
(D) solidificação.
(E) condensação.
.6. (ENEM-MEC)
Na atual estrutura social, o abastecimento de água
tratada desempenha um papel fundamental para a
prevenção de doenças. Entretanto, a população mais
carente é a que mais sofre com a falta de água tratada,
em geral, pela falta de estações de tratamento capazes
de fornecer o volume de água necessário para o
abastecimento ou pela falta de distribuição dessa água.
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Disponível em: http://www.sanasa.com.br. Acesso em: 27/6/2008 (adaptado).
No sistema de tratamento de água apresentado na figura,
a remoção do odor e a desinfecção da água coletada
ocorrem, respectivamente, nas etapas
(A) 1 e 3.
(B) 1 e 5.
(C) 2 e 4.
(D) 2 e 5.
(E) 3 e 4.
.7. (ENEM-MEC)
O controle de qualidade é uma exigência da
sociedade moderna na qual os bens de consumo são
produzidos em escala industrial. Nesse controle de
qualidade, são determinados parâmetros que permitem
checar a qualidade de cada produto. O álcool
combustível é um produto de amplo consumo muito
adulterado, pois recebe adição de outros materiais para
aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De
acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o
álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm3
e 0,811 g/cm3. Em algumas bombas de combustível, a
densidade do álcool pode ser verificada por meio de um
densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste
em duas bolas com valores de densidade diferentes e
verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na
imagem, são apresentadas situações distintas para três
amostras de álcool combustível.
A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se
afirmar que
(A) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811
g/cm3.
(B) a amostra 1 possui densidade menor do que a
permitida.
(C) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola
escura.
(D) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é
a de número 2.
(E) o sistema poderia ser feito com uma única bola de
densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3.
.8. (ENEM-MEC)
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 Liberal, 8/7/2008. Disponível em: http://www.oliberal.com.br.
Acesso em: 13/4/2011.
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.
.9. (ENEM-MEC)
Com base em projeções realizadas por especialistas,
prevê-se, para o fim do século XXI, aumento de
temperatura média, no planeta, entre 1,4 ºC e 5,8 ºC.
Como consequência desse aquecimento, possivelmente
o clima será mais quente e mais úmido bem como
ocorrerão mais enchentes em algumas áreas e secas
crônicas em outras. O aquecimento também provocará o
desaparecimento de algumas geleiras, o que acarretará o
aumento do nível dos oceanos e a inundação de certas
áreas litorâneas.
As mudanças climáticas previstas para o fim do século
XXI
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(A) provocarão a redução das taxas de evaporação e de
condensação do ciclo da água.
(B) poderão interferir nos processos do ciclo da água
que envolvem mudanças de estado físico.
(C) promoverão o aumento da disponibilidade de
alimento das espécies marinhas.
(D) induzirão o aumento dos mananciais, o que
solucionará os problemas de falta de água no
planeta.
(E) causarão o aumento do volume de todos os cursos
de água, o que minimizará os efeitos da poluição
aquática.
.10. (FUVEST-SP)
Observe o sistema abaixo representado e determine o
estado físico do ácido acético e do bromo,
respectivamente.
Substância Temperatura
de fusão (0C)
Temperatura de
ebulição (0C)
Ácido acético 17 118
Bromo 7 59
Ácido acético e bromo, sob pressão de 1 atm, estão
em recipientes imersos em banhos, como mostrado:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.11. (INEP-MEC)
Leia o texto abaixo e responda à atividade a seguir.
A história da maioria dos municípios gaúchos coincide
com a chegada dos primeiros portugueses, alemães,
italianos e de outros povos. No entanto, por meio dos
vestígios materiais encontrados nas pesquisas
arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores
aos citados, protagonizaram a nossa história.
Os primeiros habitantes cozinhavam seus alimentos
sobre pedras aquecidas, dentro de recipientes de couro
cheios de água ou envolvidos em folhas vegetais e
cobertas por terra.
Classifique em físicos e químicos os fenômenos a seguir.
1. Físico a) Cozer alimentos
2. Químico b) Evaporar água
c) Queimar madeira
A sequência correta é:
(A) 1a – 1b – 1c. (D) 2a – 1b – 2c.
(B) 2a – 1b – 1c. (E) 2a – 2b – 1c.
(C) 1a – 2b – 2c.
.12. (UFES)
Considere os seguintes sistemas:
I. Nitrogênio e oxigênio
II. Etanol hidratado
III. Água e mercúrio
Assinale a alternativa correta.
(A) Os três sistemas são homogêneos.
(B) O sistema I é homogêneo e formado por substâncias
simples.
(C) O sistema II é homogêneo e formado por
substâncias simples e compostas.
(D) O sistema III é heterogêneo e formado por
substâncias compostas.
(E) O sistema III é uma solução formada por água e
mercúrio.
.13. (INEP-MEC)
Os gráficos A e B abaixo correspondem a duas
experiências de aquecimento controlado de uma
substância pura hipotética.
Considerando-se que o aquecimento foi feito sob as
mesmas condições em ambas as experiências, é correto
afirmar que:
(A) as temperaturas correspondentes à fusão da
substância são diferentes em A e B.
(B) a substância não pode ser fundida.
(C) a substância não sofre mudança de fase no intervalo
de temperatura de 0 ºC a 115 ºC.
(D) a massa da substância utilizada na experiência B é
maior que a massa da substância utilizada em A.
(E) a ebulição da substância na experiência A ocorre a
uma temperatura inferior à da experiência B.
Ácido acético Bromo
Líquido Líquido
Sólido Sólido
Gasoso Líquido
Líquido Gasoso
Gasoso Gasoso
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.14. (UFPE)
Associe as atividades diárias contidas na primeira
coluna com as operações básicas de laboratório e
fenômenos contidos na segunda coluna.
(1) preparar um refresco de cajá a partir do
suco concentrado
(1) sublimação
(2) adoçar o leite (2) diluição
(3) preparar chá de canela (3) filtração
(4) usar naftalina na gaveta (4) extração
(5) coar a nata do leite (5) dissolução
Os números da segunda coluna, lidos de cima para
baixo, são:
(A) 3, 2, 5, 4, 1. (D) 3, 2, 4, 5, 1.
(B) 1, 3, 4, 5, 2. (E) 4, 1, 5, 3, 2.
(C) 4, 3, 2, 1, 5.
.15. (INEP-MEC)
Arqueologistas usam diferença de densidade para
separar as misturas que obtêm por escavação. Indique a
opção correta para uma amostra que contém a seguinte
composição:
Composição Densidade (g/cm3)
Carvão 0,3 - 0,6
Ossos 1,7 - 2,0
Areia 2,2 - 2,4
Solo 2,6 - 2,8
Pedras 2,6 - 5,0
(A) Se a mistura acima é adicionada a uma solução que
tem densidade de 2,1 g/cm3, o material
correspondente a ossos e a carvão deverá flutuar.
(B) É possível separar ossos dos demais componentes
usando um líquido que tenha densidade no intervalo
de 0,6 g/cm3 a 1,7 g/cm3.
(C) A utilização da água não é recomendada, pois neste
solvente todos os componentes da mistura
afundarão.
(D) Em soluções de densidade 2,5 g/cm3, a fração da
mistura correspondente a pedra e solo flutuará, e os
demais componentes afundarão.
(E) Líquido de densidade 2,2 g/cm3 separará os
componentes pedra e solo dos demais.
.16. (INEP-MEC)
Uma amostra de gasolina comum apresentou vários
intervalos de destilação. Em relação à gasolina, é correto
afirmar que se trata de
(A) uma substância simples.
(B) um elemento químico.
(C) uma solução homogênea.
(D) uma solução heterogênea.
(E) um composto químico.
*Anotações*
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*MÓDULO 2*
Funções inorgânicas – Ácidos, bases, sais e óxidos
Os ácidos e as bases
Na natureza existem grupos de substâncias com
propriedades químicas semelhantes, também conhecidas
como funções. Os ácidos e as bases são algumas
dessas funções que estão mais presentes no nosso
cotidiano, como o ácido acético, encontrado no vinagre,
ou o hidróxido de magnésio, uma base popularmente
conhecida como leite de magnésia.
Um dos cientistas que se debruçaram sobre os
estudos dessas duas substâncias foi o sueco Svante
Arrhenius (1859-1927), que realizou experimentos no fim
do século XIX sobre a condutibilidade elétrica de
determinadas soluções aquosas. Ele concluiu que, ao
adicionar algumas substâncias, como sal de cozinha ou
vinagre, em um recipiente com água, a solução adquiria
a propriedade de transmitir corrente elétrica. Em
contrapartida, outros tipos de substância, como o açúcar,
não adquiriam essa propriedade de conduzir eletricidade.
As primeiras foram classificadas por Arrhenius como
soluções eletrolíticas, e as segundas, como não
eletrolíticas.
O pesquisador explicou esse comportamento pelo fato
de que, nas soluções eletrolíticas, estão presentes íons
(partículas carregadas eletricamente), que conduzem a
corrente elétrica. Nas soluções não eletrolíticas, existem
somente moléculas, que são neutras, e não ocorre a
formação de íons. Esse modelo ficou conhecido como
Teoria da Dissociação Eletrolítica.
As substâncias iônicas já possuem íons em sua
composição, mas esses se encontram presos no retículo
cristalino. Em contato com a solução aquosa, os íons são
desprendidos pelas moléculas de água, podendo
conduzir corrente elétrica, em um processo chamado de
dissociação iônica. Em outros casos, ocorre o que é
conhecido como ionização: as moléculas polares de
substâncias moleculares e da água se transformam por
meio de colisões, resultando no aparecimento de íons.
Eletrólito é o nome que se dá à substância que se ioniza
ou se dissocia em solução aquosa.
Dessa maneira, Arrhenius definiu ácidos como as
substâncias que, quando dissolvidas em água, liberam
na forma de cátions exclusivamente os íons H+ (ou
H3O+). Já as bases foram definidas como as substâncias
que, quando dissolvidas em água, sofrem dissociação
iônica e liberam na forma de ânions exclusivamente os
íons hidróxido (OH–).
Existem substâncias corantes que têm a propriedade
de mudar de cor em razão da acidez ou basicidade da
solução, que são os indicadores ácido-base. Eles são
muito úteis para distinguir esses dois tipos de substância.
Os indicadores mais comuns são o papel de tornassol e
a solução aquosa de fenolftaleína.
Reações próprias
Visualize como ácidos e bases se comportam quando diluídos
Ao ser dissolvido em água, o cloreto de hidrogênio (HCℓ) se
ioniza e se transforma em um ácido, o ácido clorídrico
Ao ser dissolvido em água, o hidróxido de sódio dissocia-se,
libera uma hidroxila OH–, e torna-se uma base
ESCALA DE POTENCIAL HIDROGENIÔNICO, OU PH
Para medir o grau de acidez de uma substância foi
criada a escala de pH, ou potencial hidrogeniônico. Ela
indica a concentração de íons H+ de um meio aquoso em
níveis que variam de 0 a 14, a 25 ºC. Entre 0 e 7 indica
um meio ácido, no 7 indica um meio neutro e entre 7 e 14
indica um meio básico.
Funções inorgânicas são grupos de substâncias que
possuem propriedades químicas semelhantes. As
principais são ácidos, bases, sais e óxidos.
Ácidos são substâncias que, quando dissolvidas em
água, liberam na forma de cátions exclusivamente os
íons H+ (ou H3O+).
Bases são substâncias que, quando dissolvidas em
água, sofrem dissociação iônica e liberam na forma
de ânions exclusivamente os íons hidróxido (OH–).
Soluções eletrolíticas são aquosas e têm a
capacidade de conduzir corrente elétrica.
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Soluções não eletrolíticas são as que não têm a
capacidade de conduzir corrente elétrica.
Teoria da Dissociação Eletrolítica: nas soluções
eletrolíticas, há a presença de íons que conduzem a
corrente elétrica. Como nas soluções não
eletrolíticas existem apenas moléculas, que são
neutras, não ocorre a formação de íons. Em contato
com uma solução aquosa, os íons das substâncias
iônicas são desprendidos pelas moléculas de água,
podendo conduzir corrente elétrica, em um processo
chamado dissociação iônica. Quando moléculas
polares de substâncias moleculares e da água se
transformam por meio de colisões, sob condições
específicas, resultando no aparecimento de íons,
ocorre um processo chamado ionização.
Indicadores são substâncias corantes que possuem
a propriedade de mudar de coloração em razão da
acidez ou basicidade da solução, como o papel de
tornassol e a solução aquosa de fenolftaleína.
A escala de pH mede o grau de acidez de uma
substância em uma escala que varia de 0 a 14, a
25 ºC.
Sais são compostos resultantes da neutralização de
um ácido por uma base com eliminação de água.
Sua formação se dá com um ânion de um ácido e um
cátion de uma base.
Óxidos são substâncias formadas por dois elementos
químicos, em que o mais eletronegativo é o oxigênio.
Chuva ácida é o fenômeno em que a água da chuva,
ao se precipitar, entra em contato com gases
poluentes, como óxidos de enxofre e óxidos de
nitrogênio, que ao reagir se transformam em ácidos
prejudiciais ao equilíbrio do meio ambiente.
*ATENÇÃO, ESTUDANTE!*
Para complementar o estudo deste Módulo, utilize seu LIVRO DIDÁTICO.
________________________________________________ *Anotações*
*********** ATIVIDADES ***********
Texto para as questões 1 e 2.
Ameaça aos oceanos
O aquecimento global coloca em risco ecossistemas marítimos muito importantes
MELVINLEE / DREAMSTIME
O aumento da acidez dos oceanos compromete a sobrevivência de algas calcárias e de animais como moluscos, corais e crustáceos
O mar é um dos ambientes que mais sofrem com o
impacto das mudanças climáticas globais. Além do
aumento do nível da água, consequência do derretimento
das calotas polares causado pelo aquecimento global, a
acidificação das águas e a elevação da temperatura dos
oceanos são questões preocupantes, que merecem a
atenção da comunidade científica. Tanto uma como outra
têm origem comum: o aumento da emissão de CO2 na
atmosfera.
Para compreender melhor como as mudanças
climáticas afetam a biodiversidade marinha, é preciso
levar em conta dois fatores: o aumento da concentração
de gases do efeito estufa na atmosfera (o CO2 é o
principal deles) e a elevação da temperatura global do
planeta.
Sabe-se que cerca de um quarto do dióxido de
carbono (CO2) liberado na atmosfera é absorvido pela
água do mar. Parte desse gás reage com a água,
formando ácido carbônico, que, por sua vez, libera íons
H+. Isso resulta em um aumento da acidez da água (o
oceano é naturalmente básico, com pH entre 7,5 e 8,5).
Desde o início da Revolução Industrial, e o consequente
aumento de CO2 emitido pela queima de combustíveis
fósseis, o pH dos oceanos já diminuiu em 30%, segundo
o relatório “Consequências ambientais da acidificação
dos oceanos”, do Pnuma (Programa das Nações Unidas
para o Meio Ambiente), publicado em 2010. O fenômeno
ameaça os organismos marinhos e compromete a
existência dos recifes de corais, que constituem o
ambiente físico ao qual uma vastíssima diversidade de
organismos marinhos está associada. Logo, se eles
diminuem no oceano, também são prejudicados peixes,
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moluscos, lulas, crustáceos e caranguejos, entre outros.
“Se continuarmos na mesma taxa, teremos um aumento
de 120% na acidez até o fim do século”, diz Carol Turley,
coordenadora no Programa de Pesquisas sobre
Acidificação dos Oceanos, do Reino Unido.
As implicações dessa acidificação para os cerca de 3
bilhões de pessoas que dependem da pesca podem ser
devastadoras, pois muitos países pobres contam
exclusivamente com essa atividade para alimentar sua
população.
O aquecimento dos oceanos é outra questão
preocupante. Apesar de o aumento da temperatura se
disseminar de forma mais lenta no meio líquido do que
no gasoso, os organismos marinhos são muito mais
sensíveis a essas alterações, que podem causar
mudanças significativas tanto na riqueza como na
quantidade de espécies.
Uma das maiores consequências do aumento da
temperatura média dos oceanos é a redução da
quantidade de fitoplâncton. Conjunto de espécies
vegetais e bacterianas, ele é a base da cadeia alimentar
marinha (isto é, milhares de espécies marinhas
dependem dele para sobreviver), mas não se reproduz
em abundância em águas mais quentes.
Com o objetivo de dimensionar a diversidade de
formas de vida nos oceanos e ampliar o conhecimento
sobre elas, a Royal Society de Londres apresentou, no
dia 4 de outubro de 2010, os resultados do “Censo da
vida marinha”, o mais abrangente inventário da
distribuição das espécies de vida marinha no planeta.
Durante 10 anos, 2.700 pesquisadores de 80 países
dedicaram-se à descoberta de novas espécies e à
unificação dos dados relacionados à biodiversidade no
mar. Eles encontraram pelo menos 1.200 espécies antes
desconhecidas e agora estimam seu número total em
230 mil, incluindo plantas, invertebrados, peixes e outros
vertebrados marinhos em todo o planeta (estima-se, no
entanto, que os oceanos contam com 1 milhão de
espécies).
Os mais ricos em diversidade biológica são a Austrália
e o Japão, cada um com 33 mil espécies em sua costa. A
variedade é menor no Ártico canadense e na Antártica.
No litoral brasileiro, o censo divulgou 9.101 espécies, o
equivalente a 4% do total mundial.
Unesp Ciência, mar. 2011 (adaptado).
.1. (AED-SP)
Como o aquecimento global pode interferir na
biodiversidade marinha?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (AED-SP)
De que maneira o dióxido de carbono influencia no
aumento da acidez dos oceanos?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (ENEM-MEC)
Diretores de uma grande indústria siderúrgica, para evitar
o desmatamento e adequar a empresa às normas de
proteção ambiental, resolveram mudar o combustível dos
fornos da indústria. O carvão vegetal foi então substituído
pelo carvão mineral. Entretanto, foram observadas
alterações ecológicas graves em um riacho das
imediações, tais como a morte dos peixes e dos vegetais
ribeirinhos. Tal fato pode ser justificado em decorrência
(A) da diminuição de resíduos orgânicos na água do
riacho, reduzindo a demanda de oxigênio na água.
(B) do aquecimento da água do riacho devido ao
monóxido de carbono liberado na queima do carvão.
(C) da formação de ácido clorídrico no riacho a partir de
produtos da combustão na água, diminuindo o pH.
(D) do acúmulo de elementos no riacho, tais como ferro,
derivados do novo combustível utilizado.
(E) da formação de ácido sulfúrico no riacho a partir dos
óxidos de enxofre liberados na combustão.
.4. (ENEM-MEC)
O processo de industrialização tem gerado sérios
problemas de ordem ambiental, econômica e social,
entre os quais se pode citar a chuva ácida. Os ácidos
usualmente presentes em maiores proporções na água
da chuva são o H2CO3, formado pela reação do CO2
atmosférico com a água, o HNO3, o HNO2, o H2SO4 e o
H2SO3. Esses quatro últimos são formados
principalmente a partir da reação da água com os óxidos
de nitrogênio e de enxofre gerados pela queima de
combustíveis fósseis.
A formação de chuva mais ou menos ácida depende não
só da concentração do ácido formado, como também do
tipo de ácido. Essa pode ser uma informação útil na
elaboração de estratégias para minimizar esse problema
ambiental. Se consideradas concentrações idênticas,
quais dos ácidos citados no texto conferem maior acidez
às águas das chuvas?
(A) HNO3 e HNO2.
(B) H2SO4 e H2SO3.
(C) H2SO3 e HNO2.
(D) H2SO4 e HNO3.
(E) H2CO3 e H2SO3.
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.5. (ENEM-MEC)
No ano de 2004, diversas mortes de animais por
envenenamento no zoológico de São Paulo foram
evidenciadas. Estudos técnicos apontam suspeita de
intoxicação por monofluoracetato de sódio, conhecido
como composto 1080 e ilegalmente comercializado como
raticida. O monofluoracetato de sódio é um derivado do
ácido monofluoracético e age no organismo dos
mamíferos bloqueando o ciclo de Krebs, que pode levar à
parada da respiração celular oxidativa e ao acúmulo de
amônia na circulação.
monofluoracetato de sódio
Disponível em: http://www1.folha.uol.com.br.
Acesso em: 5/8/2010 (adaptado).
O monofluoracetato de sódio pode ser obtido pela
(A) desidratação do ácido monofluoracético, com
liberação de água.
(B) hidrólise do ácido monofluoracético, sem formação
de água.
(C) perda de íons hidroxila do ácido monofluoracético,
com liberação de hidróxido de sódio.
(D) neutralização do ácido monofluoracético usando
hidróxido de sódio, com liberação de água.
(E) substituição dos íons hidrogênio por sódio na
estrutura do ácido monofluoracético, sem formação
de água.
.6. (ENEM-MEC)
Decisão de asfaltamento da rodovia MG-010,
acompanhada da introdução de espécies exóticas, e a
prática de incêndios criminosos, ameaçam o sofisticado
ecossistema do campo rupestre da reserva da Serra do
Espinhaço. As plantas nativas desta região, altamente
adaptadas a uma alta concentração de alumínio, que
inibe o crescimento das raízes e dificulta a absorção de
nutrientes e água, estão sendo substituídas por espécies
invasoras que não teriam naturalmente adaptação para
este ambiente, no entanto elas estão dominando as
margens da rodovia, equivocadamente chamada de
“estrada ecológica”. Possivelmente a entrada de
espécies de plantas exóticas neste ambiente foi
provocada pelo uso, neste empreendimento, de um tipo
de asfalto (cimento-solo), que possui uma mistura rica
em cálcio, que causou modificações químicas aos solos
adjacentes à rodovia MG-010.
Scientific American Brasil, ano 7, n.º 79, 2008 (adaptado).
Essa afirmação baseia-se no uso de cimento-solo,
mistura rica em cálcio que
(A) inibe a toxicidade do alumínio, elevando o pH dessas
áreas.
(B) inibe a toxicidade do alumínio, reduzindo o pH
dessas áreas.
(C) aumenta a toxicidade do alumínio, elevando o pH
dessas áreas.
(D) aumenta a toxicidade do alumínio, reduzindo o pH
dessas áreas.
(E) neutraliza a toxicidade do alumínio, reduzindo o pH
dessas áreas.
.7. (ENEM-MEC)
A cal (óxido de cálcio, CaO), cuja suspensão em água
é muito usada como uma tinta de baixo custo, dá uma
tonalidade branca aos troncos de árvores. Essa é uma
prática muito comum em praças públicas e locais
privados, geralmente usada para combater a proliferação
de parasitas. Essa aplicação, também chamada de
caiação, gera um problema: elimina microrganismos
benéficos para a árvore.
Disponível em: http://super.abril.com.br.
Acesso em: 1/4/2010 (adaptado).
A destruição do microambiente, no tronco de árvores
pintadas com cal, é devida ao processo de
(A) difusão, pois a cal se difunde nos corpos dos seres
do microambiente e os intoxica.
(B) osmose, pois a cal retira água do microambiente,
tornando-o inviável ao desenvolvimento de
microrganismos.
(C) oxidação, pois a luz solar que incide sobre o tronco
ativa fotoquimicamente a cal, que elimina os seres
vivos do microambiente.
(D) aquecimento, pois a luz do Sol incide sobre o tronco
e aquece a cal, que mata os seres vivos do
microambiente.
(E) vaporização, pois a cal facilita a volatilização da água
para a atmosfera, eliminando os seres vivos do
microambiente.
________________________________________________ *Anotações*
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.8. (ENEM-MEC)
Chuva ácida é o termo utilizado para designar
precipitações com valores de pH inferiores a 5,6. As
principais substâncias que contribuem para esse
processo são os óxidos de nitrogênio e de enxofre
provenientes da queima de combustíveis fósseis e,
também, de fontes naturais. Os problemas causados pela
chuva ácida ultrapassam fronteiras políticas regionais e
nacionais. A amplitude geográfica dos efeitos da chuva
ácida está relacionada principalmente com
(A) a circulação atmosférica e a quantidade de fontes
emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre.
(B) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de
nitrogênio e de enxofre e a rede hidrográfica.
(C) a topografia do local das fontes emissoras de óxidos
de nitrogênio e de enxofre e o nível dos lençóis
freáticos.
(D) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de
nitrogênio e de enxofre e o nível dos lençóis
freáticos.
(E) a rede hidrográfica e a circulação atmosférica.
.9. (ENEM-MEC)
As características dos vinhos dependem do grau de
maturação das uvas nas parreiras porque as
concentrações de diversas substâncias da composição
das uvas variam à medida que as uvas vão
amadurecendo. O gráfico a seguir mostra a variação da
concentração de três substâncias presentes em uvas, em
função do tempo.
O teor alcoólico do vinho deve-se à fermentação dos
açúcares do suco da uva. Por sua vez, a acidez do vinho
produzido é proporcional à concentração dos ácidos
tartárico e málico.
Considerando-se as diferentes características desejadas,
as uvas podem ser colhidas
(A) mais cedo, para a obtenção de vinhos menos ácidos
e menos alcoólicos.
(B) mais cedo, para a obtenção de vinhos mais ácidos e
mais alcoólicos.
(C) mais tarde, para a obtenção de vinhos mais
alcoólicos e menos ácidos.
(D) mais cedo e ser fermentadas por mais tempo, para a
obtenção de vinhos mais alcoólicos.
(E) mais tarde e ser fermentadas por menos tempo, para
a obtenção de vinhos menos alcoólicos.
Texto para as questões 10 e 11.
As informações abaixo foram extraídas do rótulo da água
mineral de determinada fonte.
ÁGUA MINERAL NATURAL
Composição química provável em mg/L
Sulfato de estrôncio 0,04
Sulfato de cálcio 2,29
Sulfato de potássio 2,16
Sulfato de sódio 65,71
Carbonato de sódio 143,68
Bicarbonato de sódio 42,20
Cloreto de sódio 4,07
Fluoreto de sódio 1,24
Vanádio 0,07
Características físico-químicas
pH a 25 ºC 10,00
Temperatura da água na fonte 24 ºC
Condutividade elétrica 4,40 x 10–4 ohms/cm
Resíduo de evaporação a 180 ºC 288,00 mg/L
CLASSIFICAÇÃO:
“ALCALINO-BICARBONATADA, FLUORETADA, VANÁDICA”
Indicadores ácido-base são substâncias que em
solução aquosa apresentam cores diferentes conforme o
pH da solução. O quadro abaixo fornece as cores que
alguns indicadores apresentam à temperatura de 25 ºC.
Indicador Cores conforme o pH
Azul de bromotimol amarelo em pH 6,0; azul em pH 7,6
Vermelho de metila vermelho em pH 4,8; amarelo em pH 6,0
Fenolftaleína incolor em pH 8,2; vermelho em pH 10,0
Alaranjado de metila vermelho em pH 3,2; amarelo em pH 4,4
.10. (ENEM-MEC)
Suponha que uma pessoa inescrupulosa guardou
garrafas vazias dessa água mineral, enchendo-as com
água de torneira (pH entre 6,5 e 7,5) para serem
vendidas como água mineral. Tal fraude pode ser
facilmente comprovada pingando-se na “água mineral
fraudada”, à temperatura de 25 ºC, gotas de
(A) azul de bromotimol ou fenolftaleína.
(B) alaranjado de metila ou fenolftaleína.
(C) alaranjado de metila ou azul de bromotimol.
(D) vermelho de metila ou azul de bromotimol.
(E) vermelho de metila ou alaranjado de metila.
________________________________________________ *Anotações*
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.11. (ENEM-MEC)
As seguintes explicações foram dadas para a
presença do elemento vanádio na água mineral em
questão:
I. No seu percurso até chegar à fonte, a água
passa por rochas contendo minerais de vanádio,
dissolvendo-os.
II. Na perfuração dos poços que levam aos
depósitos subterrâneos da água, utilizaram-se
brocas constituídas de ligas cromovanádio.
III. Foram adicionados compostos de vanádio à
água mineral.
Considerando todas as informações do rótulo, pode-se
concluir que apenas
(A) a explicação I é plausível.
(B) a explicação II é plausível.
(C) a explicação III é plausível.
(D) as explicações I e II são plausíveis.
(E) as explicações II e III são plausíveis.
.12. (ENEM-MEC)
Para que apresente condutividade elétrica adequada
a muitas aplicações, o cobre bruto obtido por métodos
térmicos é purificado eletroliticamente. Nesse processo, o
cobre bruto impuro constitui o ânodo da célula, que está
imerso em uma solução de CuSO4. À medida que o
cobre impuro é oxidado no ânodo, íons Cu2+ da solução
são depositados na forma pura no cátodo. Quanto às
impurezas metálicas, algumas são oxidadas, passando à
solução, enquanto outras simplesmente se desprendem
do ânodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas
sedimentadas são posteriormente processadas, e sua
comercialização gera receita que ajuda a cobrir os custos
do processo. A série eletroquímica a seguir lista o cobre
e alguns metais presentes como impurezas no cobre
bruto de acordo com suas forças redutoras relativas.
Entre as impurezas metálicas que constam na série
apresentada, as que se sedimentam abaixo do ânodo de
cobre são
(A) Au, Pt, Ag, Zn, Ni e Pb.
(B) Au, Pt e Ag.
(C) Zn, Ni e Pb.
(D) Au e Zn.
(E) Ag e Pb.
.13. (ENEM-MEC)
De acordo com a legislação brasileira, são tipos de
água engarrafada que podem ser vendidos no comércio
para o consumo humano:
água mineral: água que, proveniente de fontes
naturais ou captadas artificialmente, possui
composição química ou propriedades físicas ou
físico-químicas específicas, com características que
lhe conferem ação medicamentosa;
água potável de mesa: água que, proveniente de
fontes naturais ou captadas artificialmente, possui
características que a tornam adequada ao consumo
humano;
água purificada adicionada de sais: água produzida
artificialmente por meio da adição à água potável de
sais de uso permitido, podendo ser gaseificada.
Com base nessas informações, conclui-se que
(A) os três tipos de água descritos na legislação são
potáveis.
(B) toda água engarrafada vendida no comércio é água
mineral.
(C) água purificada adicionada de sais é um produto
natural encontrado em algumas fontes específicas.
(D) a água potável de mesa é adequada para o consumo
humano porque apresenta extensa flora bacteriana.
(E) a legislação brasileira reconhece que todos os tipos
de água têm ação medicamentosa.
.14. (INEP-MEC)
O índice de acidez da chuva (pH) pode ser medido
por substâncias denominadas indicadores ácido-base,
que em contato com a amostra de água da chuva podem
mudar a sua coloração, conforme tabela a seguir.
Indicador ácido-base
Cor e pH
Azul de bromotimol
Amarelo em pH 6,0
Verde em pH entre 6,0 e 7,6
Azul em pH 7,6
Alaranjado de metila
Vermelho em pH 3,1
Alaranjado em pH entre 3,1 e 4,4
Amarelo-laranja em pH 4,4
Fenolftaleína
Incolor em pH 8,3
Rosa-claro em pH entre 8,3 e 10,0
Vermelho em pH 10,0
As chuvas que caem atualmente sobre as cidades
têm sido ácidas, com pH em torno de 5,5, em
consequência da emissão de dióxido de enxofre
resultante da queima de combustíveis fósseis.
Uma amostra dessa chuva em contato com a solução de
(A) fenolftaleína ficará incolor.
(B) azul de bromotimol ficará azul.
(C) alaranjado de metila ficará vermelha.
(D) azul de bromotimol ficará verde.
(E) fenolftaleína ficará cor-de-rosa.
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*MÓDULO 3*
Soluções – Concentração de soluções
Concentração nos líquidos
As soluções são formadas pela união de duas ou mais
substâncias, sendo sempre necessárias duas estruturas
básicas: um solvente e um soluto. O conceito de
concentração das soluções dá um parâmetro de medição
e de referência que indique a proporção ou a quantidade
de soluto presente.
A concentração das soluções é indicada pela razão
entre a quantidade de uma substância e o volume da
solução em que tal soluto foi dissolvido. Temos diversas
formas de expressar concentração. Uma delas equivale à
razão entre a massa (m1) de um soluto e o volume da
solução (V): C = m1/V. Essa forma de concentração pode
ser representada pela razão entre a massa do sólido e o
volume da solução: g/L.
As unidades de representação de grandeza das
concentrações podem variar, dependendo da situação,
isto é, do interesse em expressar e identificar as
substâncias com suas quantidades presentes. Assim,
podem ser adotados alguns exemplos, como mg/L, g/m3,
kg/m3.
Também podemos representar a concentração das
substâncias na forma percentual (% m/m) ou (% V/V).
Isto é, a porcentagem de uma determinada substância
em uma solução demonstra a quantidade proporcional
dessa substância em relação ao equivalente a 100 partes
da solução (em massa ou em volume). Vale destacar que
é preciso utilizar sempre a mesma unidade de medida,
tanto para o soluto quanto para o solvente, para obter
uma relação percentual entre eles. Isso vale quando
utilizamos como referência a massa, o volume ou a
concentração em quantidade de matéria (quantidade de
mols de uma substância).
Por exemplo, em uma solução em que 20 g de sulfato
de potássio (K2SO4) estão dissolvidos em 140 g de água
(H2O), devemos somar as massas das duas substâncias
para obter a massa da solução:
20 g de K2SO4 + 140 g de H2O = 160 g de solução
Resolvendo uma regra de três simples, podemos
obter a porcentagem de soluto (K2SO4) na solução, ou
sua concentração percentual na mistura:
160 g de solução .......... 100%
20 g de soluto .................. x
x = 12,5% (m/m) de soluto na solução.
Assim, dos 160 g da solução, 12,5% da massa é
composta de K2SO4. Também podemos calcular de
forma simples a porcentagem de solvente (H2O): basta
subtrair os 100% da solução dos 12,5% de soluto: o
solvente equivale a 87,5% da massa da mistura. Sempre
que aumentamos a quantidade das substâncias
envolvidas em proporção idêntica, a concentração delas
na solução permanece constante. Dessa forma, se
dobrarmos a quantidade de K2SO4, para 40 g, e
multiplicarmos também por 2 o volume de H2O, para
280 g, a concentração de sulfato de potássio segue
sendo a mesma, de 12,5%.
Para avaliar a concentração em quantidade de
matéria de uma determinada substância em uma
solução, usa-se como padrão a quantidade em mols,
sempre tendo como referência 1 litro de solução. Para
indicar, por exemplo, a presença de 2 mols de cloreto de
sódio (NaCℓ) em 1 litro de água (H2O), vale a expressão
2 mol/L de NaCℓ. A expressão para a concentração em
quantidade de matéria leva em conta as seguintes
variáveis: Cn (concentração em quantidade de matéria);
n1, (quantidade de matéria do soluto); e V (volume da
solução em litros) — sendo que Cn = n1/V.
Finalmente, é importante ressaltar que o volume a ser
considerado no cálculo da concentração deve ser o da
solução, e não o volume do solvente.
Para calcular a concentração de uma substância em
uma solução, é necessário fixar o padrão de grandeza
das unidades de medida. O exemplo a seguir usa o
grama por mililitro (g/mL), para uma mistura aquosa de
200 mL que contém 5 g de NaCℓ. Resolvendo uma regra
de três simples:
200 mL — 5 g
1 mL — X
X = 5 g/200 mL
X = 0,025 g/mL
Portanto, a concentração de NaCℓ na solução é de
0,025 g/mL.
ESTÚDIO PINGADO
Beber água do mar pode matar, pois a concentração
de sais chega próximo de 4%, enquanto os sais
presentes no sangue equivalem a 0,9%. Em razão
da osmose, a solução mais concentrada em sais
tende a puxar a água da solução menos concentrada
para chegar a um equilíbrio. Então, em vez de
absorver água, o organismo perde ainda mais
líquido.
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A concentração das substâncias é um parâmetro de
medição e de referência para indicar a proporção ou
a quantidade de soluto em uma solução.
Equação: a concentração das soluções é indicada
pela razão entre a massa de uma substância e o
volume da solução. Em uma expressão, a
concentração comum (C) de uma substância é
equivalente à razão entre a massa (m1) de um soluto
e o volume da solução (V): C = m1/V.
Porcentagem de concentração: é possível
representar a concentração das substâncias na
forma percentual. Isto é, a porcentagem de
determinada substância em uma solução demonstra
a quantidade proporcional dessa substância em
relação ao equivalente a 100 partes da solução.
Exemplos de unidades de medida: grama por litro
(g/L), mol por litro (mol/L), quilograma por metro
cúbico (kg/m3), grama por mol (g/mol), ppm (partes
por milhão) e ppb (partes por bilhão).
Diluir uma solução significa reduzir a concentração
do soluto em uma mistura a partir do aumento do
volume do solvente. Como o volume da solução
aumenta, mas a quantidade de soluto permanece a
mesma, a concentração desse último é reduzida,
pois diminui sua proporção em relação ao volume
total da solução.
A titulação é o processo pelo qual é possível medir a
quantidade desconhecida de uma substância
(titulado) em uma solução, por meio da adição à
mistura de uma quantidade específica de uma
segunda substância (titulante). Isso é possível
porque conhecemos os efeitos dessa segunda
substância e as proporções de reação em relação ao
primeiro elemento da mistura.
*ATENÇÃO, ESTUDANTE!*
Para complementar o estudo deste Módulo, utilize seu LIVRO DIDÁTICO.
*********** ATIVIDADES ***********
Texto para as questões de 1 a 3.
Água que mata
A grande concentração de sais na água do mar faz com que ela seja inviável para o consumo humano
Grande parte da água do planeta está nos oceanos e
não serve para nosso consumo. O problema é a
quantidade exagerada de sais, principalmente o cloreto
de sódio. Apenas 0,9% do nosso sangue é composto de
sais, enquanto nos oceanos a concentração é de cerca
de 4%. Se uma pessoa ingere esse líquido, seu intestino
recebe uma quantidade de sal muito maior do que a que
existe no sangue que circula pelos vasos da parede do
tubo digestivo.
A solução mais concentrada em sais tende a puxar a
água da solução menos concentrada para tentar chegar
a um equilíbrio. Como a membrana que compõe os
vasos sanguíneos não permite a passagem de partículas
sólidas, o sal fica retido no plasma do sangue. Assim,
ocorre a desidratação. Para que a concentração do
sangue volte ao normal, é necessário água pura (ou o
soro fisiológico).
Para complicar ainda mais a situação, alguns sais,
principalmente o magnésio, irritam a mucosa do intestino.
É diarreia na certa! Esse processo é desencadeado por
qualquer quantidade ingerida de água do mar. Mas,
claro, quanto maior o volume, maior o efeito. Portanto, se
você beber um golinho de água enquanto nada no mar,
não se preocupe: você não vai morrer.
CONSUMO INDIRETO
Três formas de beber água do mar sem passar mal
Destilando água do mar: Coloque água salgada até a metade de um recipiente e cubra-o com um pedaço de plástico. Depois de algum tempo, você notará que o plástico estará cheio de gotinhas — essa água não tem sal. Aproveite as gotas e repita o processo, se possível com vários potes.
Absorvendo água de peixe: Peixes também podem fornecer um pouco de água. Segundo o instrutor de mergulho Vagner Marretti, especialista em sobrevivência no mar, alguns guias de sobrevivência garantem que ao espremer um peixe com um pano se consegue água não salgada. Você pode ainda mastigar a carne crua.
Aproveitando a água da chuva: A água da chuva costuma ser a salvação dos náufragos: no mar, as chuvas são mais abundantes que em terra firme e, longe dos centros urbanos, sua água é quase pura. Para captá-la, faça um reservatório usando uma lona ou qualquer tecido impermeável.
Mundo Estranho, nov. 2005 (adaptado).
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.1. (AED-SP)
Por que beber água do mar acaba sendo pior para o
organismo humano do que ficar sem água?
___________________________________________________
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.2. (AED-SP)
Explique como a osmose tende a compensar as
diferentes concentrações de sais entre a água do mar e o
sangue.
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___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (AED-SP)
Por que é possível consumir, sem problema, a água que
evapora de um recipiente com água salgada do mar e se
condensa em alguma superfície?
___________________________________________________
___________________________________________________
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___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.4. (ENEM-MEC)
Analise a figura.
Disponível em: http://www.alcoologia.net. Acesso em: 15/7/2009 (adaptado).
Supondo que seja necessário dar um título para essa
figura, a alternativa que melhor traduziria o processo
representado seria:
(A) Concentração média de álcool no sangue ao longo
do dia.
(B) Variação da frequência da ingestão de álcool ao
longo das horas.
(C) Concentração mínima de álcool no sangue a partir
de diferentes dosagens.
(D) Estimativa de tempo necessário para metabolizar
diferentes quantidades de álcool.
(E) Representação gráfica da distribuição de frequência
de álcool em determinada hora do dia.
.5. (ENEM-MEC)
O álcool hidratado utilizado como combustível veicular
é obtido por meio da destilação fracionada de soluções
aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa.
Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é
aumentado, até o limite de 96% em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol,
800 kg de uma mistura etanol/água com concentração
20% em massa de etanol foram destilados, sendo
obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de
etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a
destilação em questão gerou um resíduo com uma
concentração de etanol em massa
(A) de 0%.
(B) de 8,0%.
(C) entre 8,4% e 8,6%.
(D) entre 9,0% e 9,2%.
(E) entre 13% e 14%.
.6. (ENEM-MEC)
A lavoura arrozeira na planície costeira da Região Sul
do Brasil comumente sofre perdas elevadas devido à
salinização da água de irrigação, que ocasiona prejuízos
diretos, como a redução de produção da lavoura. Solos
com processo de salinização avançado não são
indicados, por exemplo, para o cultivo de arroz. As
plantas retiram a água do solo quando as forças de
embebição dos tecidos das raízes são superiores às
forças com que a água é retida no solo.
WINKEL. H. L.; TSCHIEDEL, M. Cultura do arroz: salinização
de solos em cultivos de arroz. Disponível em:
http://agropage.tripod.com/saliniza.hml.
Acesso em: 25/6/2010 (adaptado).
A presença de sais na solução do solo faz com que seja
dificultada a absorção de água pelas plantas, o que
provoca o fenômeno conhecido por seca fisiológica,
caracterizado pelo(a)
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 194
(A) aumento da salinidade, em que a água do solo
atinge uma concentração de sais maior que a das
células das raízes das plantas, impedindo, assim,
que a água seja absorvida.
(B) aumento da salinidade, em que o solo atinge um
nível muito baixo de água, e as plantas não têm força
de sucção para absorver a água.
(C) diminuição da salinidade, que atinge um nível em
que as plantas não têm força de sucção, fazendo
com que a água não seja absorvida.
(D) aumento da salinidade, que atinge um nível em que
as plantas têm muita sudação, não tendo força de
sucção para superá-la.
(E) diminuição da salinidade, que atinge um nível em
que as plantas ficam túrgidas e não têm força de
sudação para superá-la.
.7. (ENEM-MEC)
O despejo de dejetos de esgotos domésticos e
industriais vem causando sérios problemas aos rios
brasileiros. Esses poluentes são ricos em substâncias
que contribuem para a eutrofização de ecossistemas,
que é um enriquecimento da água por nutrientes, o que
provoca um grande crescimento bacteriano e, por fim,
pode promover escassez de oxigênio.
Uma maneira de evitar a diminuição da concentração de
oxigênio no ambiente é
(A) aquecer as águas dos rios para aumentar a
velocidade de decomposição dos dejetos.
(B) retirar do esgoto os materiais ricos em nutrientes
para diminuir a sua concentração nos rios.
(C) adicionar bactérias anaeróbicas às águas dos rios
para que elas sobrevivam mesmo sem o oxigênio.
(D) substituir produtos não degradáveis por
biodegradáveis para que as bactérias possam utilizar
os nutrientes.
(E) aumentar a solubilidade dos dejetos no esgoto para
que os nutrientes fiquem mais acessíveis às
bactérias.
.8. (ENEM-MEC)
Todos os organismos necessitam de água e grande
parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os processos
biológicos, como respiração e fotossíntese, exercem
profunda influência na química das águas naturais em
todo o planeta. O oxigênio é ator dominante na química e
na bioquímica da hidrosfera. Devido a sua baixa
solubilidade em água (9,0 mg/L a 20 ºC) a disponibilidade
de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o
limite entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse
contexto, um parâmetro chamado Demanda Bioquímica
de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a quantidade
de matéria orgânica presente em um sistema hídrico.
A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas
necessária para realizar a oxidação total do carbono
orgânico em um litro de água.
BAIRD, C. Química Ambiental. Ed. Bookmam, 2005 (adaptado).
Dados: Massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16.
Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2O e
massa molar igual a 30 g/mol) sejam dissolvidos em um
litro de água; em quanto a DBO será aumentada?
(A) 0,4 mg de O2/litro.
(B) 1,7 mg de O2/litro.
(C) 2,7 mg de O2/litro.
(D) 9,4 mg de O2/litro.
(E) 10,7 mg de O2/litro.
.9. (ENEM-MEC)
Ao colocar um pouco de açúcar na água e mexer até
a obtenção de uma só fase, prepara-se uma solução. O
mesmo acontece ao se adicionar um pouquinho de sal à
água e misturar bem. Uma substância capaz de dissolver
o soluto é denominada solvente; por exemplo, a água é
um solvente para o açúcar, para o sal e para várias
outras substâncias. A figura a seguir ilustra essa citação.
Disponível em: www.sobiologia.com.br.
Acesso em: 27/4/2010.
Suponha que uma pessoa, para adoçar seu cafezinho,
tenha utilizado 3,42 g de sacarose (massa molar igual a
342 g/mol) para uma xícara de 50 mL do líquido. Qual é a
concentração final, em mol/L, de sacarose nesse
cafezinho?
(A) 0,02.
(B) 0,2.
(C) 2.
(D) 200.
(E) 2.000.
________________________________________________ *Anotações*
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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.10. (ENEM-MEC)
Certas ligas estanho-chumbo com composição
específica formam um eutético simples, o que significa
que uma liga com essas características se comporta
como uma substância pura, com um ponto de fusão
definido, no caso 183 ºC. Essa é uma temperatura
inferior mesmo ao ponto de fusão dos metais que
compõem esta liga (o estanho puro funde a 232 ºC e o
chumbo puro a 320 ºC), o que justifica sua ampla
utilização na soldagem de componentes eletrônicos, em
que o excesso de aquecimento deve sempre ser evitado.
De acordo com as normas internacionais, os valores
mínimo e máximo das densidades para essas ligas são
de 8,74 g/mL e 8,82 g/mL, respectivamente. As
densidades do estanho e do chumbo são 7,3 g/mL e
11,3 g/mL, respectivamente.
Um lote contendo 5 amostras de solda estanho-
-chumbo foi analisado por um técnico, por meio da
determinação de sua composição percentual em massa,
cujos resultados estão mostrados no quadro a seguir.
Amostra Porcentagem de
Sn (%)
Porcentagem de
Pb (%)
I 60 40
II 62 38
III 65 35
IV 63 37
V 59 41
Disponível em: http://www.eletrica.ufpr.br.
Acesso em: 21/5/2011.
Com base no texto e na análise realizada pelo técnico, as
amostras que atendem às normas internacionais são
(A) I e II.
(B) I e III.
(C) II e IV.
(D) III e V.
(E) IV e V.
.11. (ENEM-MEC)
O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como
antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado
em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e
no clareamento de dentes. Na presença de soluções
ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio,
este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir:
5 H2O2 (aq) + 2 KMnO4 (aq) + 3 H2SO4 (aq)
5 O2 (g) + 2 MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq) + 8 H2O (I)
ROCHA-FILHO, R. C. R.; SILVA, R. R. Introdução aos
Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill, 1992.
De acordo com a estequiometria da reação descrita, a
quantidade de permanganato de potássio necessária
para reagir completamente com 20,0 mL de uma solução
0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a
(A) 2,0 100 mol.
(B) 2,0 10–3 mol.
(C) 8,0 10–1 mol.
(D) 8,0 10–4 mol.
(E) 5,0 10–3 mol.
.12. (ENEM-MEC)
No Brasil, mais de 66 milhões de pessoas beneficiam-
-se hoje do abastecimento de água fluoretada, medida
que vem reduzindo, em cerca de 50%, a incidência de
cáries. Ocorre, entretanto, que profissionais da saúde
muitas vezes prescrevem flúor oral ou complexos
vitamínicos com flúor para crianças ou gestantes,
levando à ingestão exagerada da substância. O mesmo
ocorre com o uso abusivo de algumas marcas de água
mineral que contêm flúor. O excesso de flúor — fluorose
— nos dentes pode ocasionar desde efeitos estéticos até
defeitos estruturais graves.
Foram registrados casos de fluorose tanto em cidades
com água fluoretada pelos poderes públicos como em
outras, abastecidas por lençóis freáticos que
naturalmente contêm flúor.
Revista da Associação Paulista de Cirurgiões-Dentistas – APCD,
vol. 53, n.º 1, jan./fev. 1999 (adaptado).
Determinada estação trata cerca de 30.000 litros de
água por segundo. Para evitar riscos de fluorose, a
concentração máxima de fluoretos nessa água não deve
exceder a cerca de 1,5 miligrama por litro de água.
A quantidade máxima dessa espécie química que pode
ser utilizada com segurança, no volume de água tratada
em uma hora, nessa estação, é
(A) 1,5 kg.
(B) 4,5 kg.
(C) 96 kg.
(D) 124 kg.
(E) 162 kg.
________________________________________________ *Anotações*
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.13. (INEP-MEC)
Recentemente, o governo canadense proibiu a
comercialização de mamadeiras e chupetas produzidas
com um tipo de plástico considerado tóxico, por conter
uma substância chamada “Bisfenol A” (BPA).
Toxicologistas alertam que o produto químico contamina
os alimentos quando esses forem armazenados ainda
quentes em um recipiente fabricado com BPA. O limite
de segurança aceito para ingestão do “Bisfenol A”,
segundo a Agência Ambiental Americana (EPA), é de 50
ppb/dia (partes por bilhão, por dia).
UOL Ciência e Saúde, 2008 (adaptado).
Admita que uma criança, que se alimente exclusivamente
com o conteúdo de cinco mamadeiras de 0,250 L de leite
quente, ingira 1/4 do limite diário aceitável de BPA.
Assim, a quantidade de BPA presente em cada mililitro
de leite ingerido será de
(A) 1,0 10–2 ppb.
(B) 1,0 10–3 ppb.
(C) 12,5 10–3 ppb.
(D) 1,0 101 ppb.
(E) 4,0 10–2 ppb.
.14. (ENEM-MEC)
Os acidentes de trânsito, no Brasil, em sua maior
parte são causados por erro do motorista. Em boa parte
deles, o motivo é o fato de dirigir após o consumo de
bebida alcoólica. A ingestão de uma lata de cerveja
provoca uma concentração de aproximadamente 0,3 g/L
de álcool no sangue.
A tabela a seguir mostra os efeitos sobre o corpo
humano provocados por bebidas alcoólicas em função de
níveis de concentração de álcool no sangue:
Concentração de
álcool no sangue (g/L)
Efeitos
0,1 – 0,5 Sem influência aparente, ainda
que com alterações clínicas
0,3 – 1,2 Euforia suave, sociabilidade
acentuada e queda de atenção
0,9 – 2,5
Excitação, perda de julgamento
crítico, queda da sensibilidade e
das reações motoras
1,8 – 3,0 Confusão mental e perda da
coordenação motora
2,7 – 4,0 Estupor, apatia, vômitos e
desequilíbrio ao andar
3,5 – 5,0 Coma e morte possível
Revista Pesquisa FAPESP, n.° 57, set. 2000.
Uma pessoa que tenha tomado três latas de cerveja
provavelmente apresenta
(A) queda de atenção, de sensibilidade e das reações
motoras.
(B) aparente normalidade, mas com alterações clínicas.
(C) confusão mental e falta de coordenação motora.
(D) disfunção digestiva e desequilíbrio ao andar.
(E) estupor e risco de parada respiratória.
.15. (ENEM-MEC)
Após a ingestão de bebidas alcoólicas, o metabolismo
do álcool e sua presença no sangue dependem de
fatores como peso corporal, condições e tempo após a
ingestão.
O gráfico mostra a variação da concentração de álcool
no sangue de indivíduos de mesmo peso que beberam
três latas de cerveja cada um, em diferentes condições:
em jejum e após o jantar.
Revista Pesquisa FAPESP, n.º 57, set. 2000.
Tendo em vista que a concentração máxima de álcool no
sangue permitida pela legislação brasileira para
motoristas é 0,6 g/L, o indivíduo que bebeu após o jantar
e o que bebeu em jejum só poderão dirigir após,
aproximadamente,
(A) uma hora e uma hora e meia, respectivamente.
(B) três horas e meia hora, respectivamente.
(C) três horas e quatro horas e meia, respectivamente.
(D) seis horas e três horas, respectivamente.
(E) seis horas, igualmente.
________________________________________________
*Anotações*
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*MÓDULO 4*
Gases – Variáveis de estado
Alta vibração
Tudo o que ocupa a superfície do planeta Terra, seres
vivos ou objetos inanimados, está sob a ação das
moléculas do ar. Essa força exercida pelo ar é chamada
de pressão atmosférica. Ao nível do mar, essa pressão é
de 760 mmHg, ou 76 centímetros de mercúrio. O
primeiro que mediu com sucesso essa pressão foi o
italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), por meio de
um invento de sua autoria: a câmara barométrica de
Torricelli. Ele despejou mercúrio em uma cuba e em um
tubo de vidro de 1 metro de comprimento. Ao obstruir a
extremidade do tubo, ele o virou de boca para baixo e o
colocou dentro da cuba previamente cheia, destampando
o tubo. Ao observar que o mercúrio escoou somente até
certo ponto, Torricelli concluiu que o ar que pressionava
o mercúrio da cuba impedia que o líquido do tubo
continuasse a descer. Na parte superior do tubo, de onde
o mercúrio desceu, ficou somente vácuo. Dessa maneira,
ele determinou que a altura da coluna de mercúrio no
tubo seria equivalente à pressão atmosférica daquele
local em que a experiência foi realizada.
Dependendo da altitude em que se faz a medição, a
pressão atmosférica tem valores diferentes. Isso ocorre
porque a quantidade de ar sobre as áreas mais baixas do
continente é maior do que sobre as áreas mais altas,
onde o ar é mais rarefeito. A massa média do ar é de
29 g/mol. Por exemplo, em uma cidade situada no nível
do mar, a pressão atmosférica é de 760 mmHg. Em uma
cidade que fique a 3.000 metros de altitude, a pressão
atmosférica é de apenas 530 mmHg.
Como as moléculas de um gás estão em alta
vibração, apresentando movimento constante e livre, o
volume de um gás só pode ser medido pela capacidade
do recipiente que o contém, já que ele ocupa todo o
espaço disponível. Se elevarmos a temperatura desse
gás, aumenta a agitação entre as moléculas e,
consequentemente, também aumenta a pressão dentro
desse recipiente. Da mesma forma, se diminuirmos a
temperatura, diminui também a pressão interna do
recipiente. O que define um gás é a relação entre
volume, pressão e temperatura.
Em ciência, a escala de temperatura utilizada é a
Kelvin, também chamada de escala absoluta. Para
converter a temperatura de graus Celsius para Kelvin,
deve-se empregar a seguinte fórmula: t(K) = t(ºC) + 273.
________________________________________________ *Anotações*
VOLUME DE UM GÁS
Ao pressionarmos o êmbolo de uma seringa com ar,
estamos diminuindo o volume dos gases presentes no ar,
fazendo com que a pressão interna aumente. Sob maior
pressão, as moléculas do ar ficam mais próximas e se
movimentam menos.
EDITORA MOL
Pressão atmosférica é a força exercida pelo ar sobre
tudo o que ocupa a superfície terrestre e varia
conforme a altitude. Ao nível do mar, ela mede
760 mmHg, ou 76 centímetros de mercúrio. A massa
média do ar é de 29 g/mol.
O que define um gás é a relação existente entre três
grandezas: volume, pressão e temperatura.
Também chamada de escala absoluta, a escala
Kelvin é a mais empregada na ciência. Para
transformar a temperatura de graus Celsius para
Kelvin, deve-se empregar a seguinte fórmula:
t(K) = t(ºC) + 273.
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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Transformação isotérmica: a uma temperatura
constante, o aumento de pressão de um gás implica
a diminuição de seu volume. Pressão e volume são
grandezas inversamente proporcionais.
Lei de Boyle-Mariotte: o produto da pressão pelo
volume de uma massa gasosa é sempre o mesmo,
sob temperatura constante.
Transformação isobárica: a uma pressão constante,
o aumento da temperatura de um gás implica o
aumento de seu volume. Temperatura e volume são
grandezas diretamente proporcionais.
Transformação isocórica: a um volume constante, o
aumento da temperatura de um gás implica o
aumento da sua pressão. Temperatura e pressão
são grandezas diretamente proporcionais.
Hipótese de Avogadro: sob as mesmas condições de
pressão e temperatura, volumes iguais de quaisquer
gases contêm o mesmo número de moléculas.
Volume molar é aquele ocupado por um mol
(6,02 x 1023 moléculas) de um gás qualquer a uma
determinada pressão e temperatura.
Equação geral dos gases: dentro da escala absoluta
de temperatura, em uma massa fixa de um gás, a
pressão vezes o volume, divididos pela temperatura,
é sempre constante (P1 x V1/T1 = P2 x V2/T2).
A fração de um mol é a razão entre a quantidade de
matéria de um gás e a soma das quantidades de
matéria de todos os componentes da mistura.
Lei de Dalton: a pressão total da mistura é a soma
das pressões parciais de cada um dos gases da
mistura.
Smog industrial é a mistura de poluentes gasosos,
material particulado (como fuligem e cinzas) e
dióxido de enxofre (SO2), originados principalmente
da queima de produtos nas indústrias. O nome smog
vem das palavras inglesas smoke (fumaça) e fog
(neblina).
O smog fotoquímico ocorre principalmente em razão
da emissão dos veículos automotores, que produzem
óxidos de nitrogênio. Esses óxidos reagem com
compostos orgânicos voláteis na presença de luz,
originando o ozônio troposférico. Isso ocorre
normalmente em dias quentes e secos – favorecido
pela ausência de chuvas ou ventos – e está
relacionado ao fenômeno da inversão térmica.
Efeito estufa é o fenômeno em que as radiações
infravermelhas do Sol são parcialmente retidas pela
atmosfera da Terra, mantendo-a aquecida. O
processo envolve moléculas de gases como gás
carbônico (CO2), hidrocarbonetos (CH4), óxido
nitroso (N2O), vapor de água e clorofluorcarbonetos
(CFCs), entre outros, que absorvem parte das
radiações e as devolvem para todas as direções,
fazendo com que uma parte volte para a superfície
terrestre.
Aquecimento global é o desequilíbrio na natureza
causado pelas intervenções humanas,
principalmente a emissão excessiva de gás
carbônico. Esse desequilíbrio tem potencializado a
força do efeito estufa, provocando a elevação da
temperatura do planeta.
*ATENÇÃO, ESTUDANTE!*
Para complementar o estudo deste Módulo, utilize seu LIVRO DIDÁTICO.
*********** ATIVIDADES ***********
Texto para as questões de 1 a 3.
Os perigosos zepelins do passado
Na Alemanha nazista, o gás hidrogênio, altamente inflamável, foi empregado em dirigíveis
CREATIVE COMMUNS Sem fontes de hélio, um gás muito caro, os nazistas tinham de usar hidrogênio para fazer flutuar o zepelim. Altamente inflamável, o gás provocou a explosão do Hindenburg, em 6 de maio de 1937. Morreram 36 pessoas
O período de glória dos grandes dirigíveis, como o
Graf Zeppelin e o Hindenburg, praticamente se confunde
com os delírios grandiloquentes da Alemanha do
princípio do século XX, sobretudo do regime nazista.
Durante pelo menos trinta anos, os alemães trataram de
aperfeiçoar a invenção do conde Ferdinand von Zeppelin
– e com isso criaram o primeiro meio de transporte aéreo
transcontinental. Eram aeronaves que davam a volta ao
mundo e atraíam multidões nas cidades pelas quais
passavam. Durante a Primeira Guerra Mundial (1914-
-1918), os dirigíveis alemães também foram empregados
para bombardeios e operações de reconhecimento,
principalmente na Grã-Bretanha. O maior de todos os
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 199
zepelins tinha quase o mesmo comprimento do Titanic.
Era o Hindenburg, com 245 metros de comprimento por
41 metros de diâmetro. Levava 100 pessoas a bordo,
setenta delas passageiros endinheirados que não
queriam perder tempo nas longas viagens dos
transatlânticos. Apesar de representarem uma façanha
tecnológica para a época, os imensos artefatos aéreos
tiveram uma trajetória fugaz e trágica. Sem fontes
próprias de hélio, um gás muito caro, os nazistas tinham
de usar hidrogênio para fazer flutuar o zepelim.
Altamente inflamável, o gás provocou a explosão do
Hindenburg, durante um pouso em Nova Jersey, nos
Estados Unidos, em 6 de maio de 1937. Morreram 36
pessoas, entre tripulantes e passageiros. Depois da
tragédia, os dirigíveis foram banidos da aviação
comercial e cederam espaço aos aviões.
Veja, 6/12/2000.
.1. (AED-SP)
Por que os nazistas optaram por usar o hidrogênio para
fazer flutuar os zepelins?
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___________________________________________________
___________________________________________________
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.2. (AED-SP)
Qual foi a principal vantagem do dirigível criado na
Alemanha como meio de transporte?
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.3. (AED-SP)
Que episódio marcou a aposentadoria do zepelim na
década de 1930?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.4. (ENEM-MEC)
Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra
em ebulição à temperatura de 100 ºC. Tendo por base
essa informação, um garoto residente em uma cidade
litorânea fez a seguinte experiência:
Colocou uma caneca metálica contendo água no
fogareiro do fogão de sua casa.
Quando a água começou a ferver, encostou
cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma
seringa de injeção, desprovida de agulha, na
superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da
seringa, aspirou certa quantidade de água para seu
interior, tapando-a em seguida.
Verificando após alguns instantes que a água da
seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo
da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou
a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a
ferver porque esse deslocamento
(A) permite a entrada de calor do ambiente externo para
o interior da seringa.
(B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida
na seringa.
(C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto
de ebulição da água.
(D) proporciona uma queda de pressão no interior da
seringa que diminui o ponto de ebulição da água.
(E) possibilita uma diminuição da densidade da água
que facilita sua ebulição.
.5. (ENEM-MEC)
A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63
anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta
gigante HD 189733b, 15% maior que Júpiter, concentra
vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor
atinge 900 graus Celsius. “A água sempre está lá, de
alguma forma, mas às vezes é possível que seja
escondida por outros tipos de nuvens”, afirmaram os
astrônomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede
em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A
água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um
aparelho do telescópio espacial Spitzer.
Correio Braziliense, 11/12/2008 (adaptado).
De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de
água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a
vaporização infere-se que
(A) se há vapor de água no planeta, é certo que existe
água no estado líquido também.
(B) a temperatura de ebulição da água independe da
pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela
ferve sempre a 100 graus Celsius.
(C) o calor de vaporização da água é o calor necessário
para fazer 1 kg de água líquida se transformar em
1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius.
(D) um líquido pode ser superaquecido acima de sua
temperatura de ebulição normal, mas de forma
nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas.
(E) a água em uma panela pode atingir a temperatura de
ebulição em alguns minutos, e é necessário muito
menos tempo para fazer a água vaporizar
completamente.
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 200
.6. (ENEM-MEC)
ESTAÇÕES DA RMSP
QUALIDADE
ÍNDICE
POLUENTE
Parque D. Pedro II BOA 6 MP10 São Caetano do Sul REGULAR 60 NO2 Congonhas BOA 15 MP10 Osasco INADEQUADA 175 CO Pinheiros MÁ 283 SO2
MP10 – partículas inaláveis: aquelas cujo diâmetro aerodinâmico é
menor que 10 m.
CO – monóxido de carbono: gás incolor e inodoro que resulta da
queima incompleta de combustíveis de origem orgânica
(combustíveis fósseis, biomassa etc.). Emitido principalmente por
veículos automotores.
NO2 – dióxido de nitrogênio: formado principalmente nos processos
de combustão de veículos automotores. Dependendo das
concentrações, o NO2 pode causar prejuízos à saúde.
SO2 – dióxido de enxofre: resulta principalmente da queima de
combustíveis que contêm enxofre, como óleo diesel. Pode reagir
com outras substâncias presentes no ar, formando partículas à base
de sulfato responsáveis pela redução da visibilidade na atmosfera.
0-50 51-100 101-199 200-299 > 299 BOA REGULAR INADEQUADA MÁ PÉSSIMA
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – CETESB.
Padrões, índices. http://www.cetesb.sp.gov.br.
Acesso em: 22/6/2008.
A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
do Estado de São Paulo (CETESB) divulga
continuamente dados referentes à qualidade do ar na
região metropolitana de São Paulo (RMSP). A tabela
apresentada corresponde a dados hipotéticos que
poderiam ter sido obtidos pela CETESB em determinado
dia. Se esses dados fossem verídicos, então, seria mais
provável encontrar problemas de visibilidade
(A) no Parque Dom Pedro II.
(B) em São Caetano do Sul.
(C) em Congonhas.
(D) em Osasco.
(E) em Pinheiros.
.7. (ENEM-MEC)
A tabela a seguir registra a pressão atmosférica em
diferentes altitudes, e o gráfico relaciona a pressão de
vapor da água em função da temperatura.
Altitude (km) Pressão atmosférica
(mmHg)
0 760
1 600
2 480
4 300
6 170
8 120
10 100
Um líquido, num frasco aberto, entra em ebulição a
partir do momento em que a sua pressão de vapor se
iguala à pressão atmosférica. Assinale a opção correta,
considerando a tabela, o gráfico e os dados
apresentados, sobre as seguintes cidades:
Natal (RN) nível do mar
Campos do Jordão (SP) altitude 1.628 m
Pico da Neblina (RR) altitude 3.014 m
A temperatura de ebulição será:
(A) maior em Campos do Jordão.
(B) menor em Natal.
(C) menor no Pico da Neblina.
(D) igual em Campos do Jordão e Natal.
(E) não dependerá da altitude.
.8. (ENEM-MEC)
O uso mais popular
de energia solar está
associado ao
fornecimento de água
quente para fins
domésticos. Na figura
ao lado, é ilustrado um
aquecedor de água
constituído de dois
tanques pretos dentro de
uma caixa termicamente
isolada e com cobertura de vidro,
os quais absorvem energia solar.
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. 3.ª ed.
São Paulo: Thompson, 2004, p. 529 (com adaptações).
Nesse sistema de aquecimento,
(A) os tanques, por serem de cor preta, são maus
absorvedores de calor e reduzem as perdas de
energia.
(B) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa
e reduz a perda de energia térmica utilizada para o
aquecimento.
(C) a água circula devido à variação de energia luminosa
existente entre os pontos X e Y.
(D) a camada refletiva tem como função armazenar
energia luminosa.
(E) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que
se mantenha constante a temperatura no interior da
caixa.
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.9. (ENEM-MEC)
Nas discussões sobre a existência de vida fora da
Terra, Marte tem sido um forte candidato a hospedar
vida. No entanto, há ainda uma enorme variação de
critérios e considerações sobre a habitabilidade de Marte,
especialmente no que diz respeito à existência ou não de
água líquida. Alguns dados comparativos entre a Terra e
Marte estão apresentados na tabela.
PLANETA TERRA MARTE
Distância ao Sol
(km)
149 milhões
228 milhões
Massa (em relação
à terrestre)
1,00
0,18
Aceleração da
gravidade (m/s2)
9,8
3,7
Composição da
atmosfera
Gases
predominantes: nitrogênio (N) e
oxigênio (O2)
gás predominante: dióxido de carbono
(CO2)
Temperatura
média
288 K (+ 15 ºC)
218 K (– 55 ºC)
Com base nesses dados, é possível afirmar que, dentre
os fatores abaixo, aquele mais adverso à existência de
água líquida em Marte é sua
(A) grande distância ao Sol.
(B) massa pequena.
(C) aceleração da gravidade pequena.
(D) atmosfera rica em CO2.
(E) temperatura média muito baixa.
.10. (ENEM-MEC)
A atmosfera terrestre é composta pelos gases
nitrogênio (N2) e oxigênio (O2), que somam cerca de
99%, e por gases traços, entre eles o gás carbônico
(CO2), vapor de água (H2O), metano (CH4), ozônio (O3) e
o óxido nitroso (N2O), que compõem o restante 1% do ar
que respiramos. Os gases traços, por serem constituídos
por pelo menos três átomos, conseguem absorver o calor
irradiado pela Terra, aquecendo o planeta. Esse
fenômeno, que acontece há bilhões de anos, é chamado
de efeito estufa. A partir da Revolução Industrial (século
XIX), a concentração de gases traços na atmosfera, em
particular o CO2, tem aumentado significativamente, o
que resultou no aumento da temperatura em escala
global. Mais recentemente, outro fator tornou-se
diretamente envolvido no aumento da concentração de
CO2 na atmosfera: o desmatamento.
BROWN, I. F.; ALECHANDRE, A. S. Conceitos básicos sobre clima,
carbono, florestas e comunidades. A. G. Moreira & S. Schwartzman.
As mudanças climáticas globais e os ecossistemas brasileiros.
Brasília: Instituto de Pesquisa Ambiental
da Amazônia, 2000 (adaptado).
Considerando o texto, uma alternativa viável para
combater o efeito estufa é
(A) reduzir o calor irradiado pela Terra mediante a
substituição da produção primária pela
industrialização refrigerada.
(B) promover a queima da biomassa vegetal,
responsável pelo aumento do efeito estufa devido à
produção de CH4.
(C) reduzir o desmatamento, mantendo-se, assim, o
potencial da vegetação em absorver o CO2 da
atmosfera.
(D) aumentar a concentração atmosférica de H2O,
molécula capaz de absorver grande quantidade de
calor.
(E) remover moléculas orgânicas polares da atmosfera,
diminuindo a capacidade delas de reter calor.
.11. (ENEM-MEC)
O ciclo biogeoquímico do carbono compreende
diversos compartimentos, entre os quais a Terra, a
atmosfera e os oceanos, e diversos processos que
permitem a transferência de compostos entre esses
reservatórios. Os estoques de carbono armazenados na
forma de recursos não renováveis, por exemplo, o
petróleo, são limitados, sendo de grande relevância que
se perceba a importância da substituição de
combustíveis fósseis por combustíveis de fontes
renováveis.
A utilização de combustíveis fósseis interfere no ciclo do
carbono, pois provoca
(A) aumento da porcentagem de carbono contido na
Terra.
(B) redução na taxa de fotossíntese dos vegetais
superiores.
(C) aumento da produção de carboidratos de origem
vegetal.
(D) aumento na quantidade de carbono presente na
atmosfera.
(E) redução da quantidade global de carbono
armazenado nos oceanos.
.12. (ENEM-MEC)
“Umidade relativa do ar” é o termo usado para
descrever a quantidade de vapor de água contido na
atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo
real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de
umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na
mesma temperatura e pressão quando está saturada de
vapor, isto é, com 100% de umidade relativa. O gráfico
representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua
temperatura ao longo de um período de 24 horas em um
determinado local.
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Considerando-se as informações do texto e do gráfico,
conclui-se que
(A) a insolação é um fator que provoca variação da
umidade relativa do ar.
(B) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de
água à medida que se aquece.
(C) a presença de umidade relativa do ar é diretamente
proporcional à temperatura do ar.
(D) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos,
a quantidade de vapor de água existente na
atmosfera.
(E) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e
não no inverno, quando as temperaturas
permanecem baixas.
.13. (ENEM-MEC)
As cidades industrializadas produzem grandes
proporções de gases como o CO2, o principal gás
causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da
quantidade de combustíveis fósseis queimados,
principalmente no transporte, mas também em caldeiras
industriais. Além disso, nessas cidades concentram-se as
maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que
aumenta a retenção de calor, formando o que se
conhece por “ilhas de calor”. Tal fenômeno ocorre porque
esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar
sob a forma de radiação térmica.
Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito
estufa e das “ilhas de calor”, espera-se que o consumo
de energia elétrica
(A) diminua devido à utilização de caldeiras por
indústrias metalúrgicas.
(B) aumente devido ao bloqueio da luz do Sol pelos
gases do efeito estufa.
(C) diminua devido à não necessidade de aquecer a
água utilizada em indústrias.
(D) aumente devido à necessidade de maior refrigeração
de indústrias e residências.
(E) diminua devido à grande quantidade de radiação
térmica reutilizada.
.14. (ENEM-MEC)
Segundo dados do Balanço Energético Nacional de
2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz
energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%),
termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas,
esse percentual é dividido conforme o combustível
usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%),
derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e
carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da
biomassa, pode-se considerar que ocorre uma
compensação do carbono liberado na queima do material
vegetal pela absorção desse elemento no crescimento
das plantas. Entretanto, estudos indicam que as
emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser
comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.
MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira
e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil.
Revista Ciência Hoje, v. 45, n.º 265, 2009 (adaptado).
No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia
no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de
gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma
fonte
(A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os
efeitos deste fenômeno.
(B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta
e os benefícios verificados.
(C) limpa de energia, não afetando ou alterando os
níveis dos gases do efeito estufa.
(D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de
efeito estufa em função de seu potencial de oferta.
(E) alternativa, tomando-se por referência a grande
emissão de gases de efeito estufa das demais fontes
geradoras.
.15. (ENEM-MEC)
De acordo com o relatório “A grande sombra da
pecuária” (Livestock’s Long Shadow), feito pela
Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a
Alimentação, o gado é responsável por cerca de 18% do
aquecimento global, uma contribuição maior que a do
setor de transportes.
Disponível em: www.conpet.gov.br. Acesso em: 22/6/2010.
A criação de gado em larga escala contribui para o
aquecimento global por meio da emissão de
(A) metano durante o processo de digestão.
(B) óxido nitroso durante o processo de ruminação.
(C) clorofluorcarbono durante o transporte de carne.
(D) óxido nitroso durante o processo respiratório.
(E) dióxido de enxofre durante o consumo de pastagens.
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*MÓDULO 1*
Massa – Atômica, molecular, molar
Três tipos de massa
Para medir a massa de um átomo, algo fundamental
para a realização de cálculos químicos, foi criada uma
unidade de medida chamada unidade de massa atômica
(u). Ela foi definida tendo como parâmetro o átomo do
isótopo carbono-12 (12C), que tem massa atômica igual a
12. Dessa maneira, 1 u é igual a 1/12 da massa do
átomo de carbono-12. A massa atômica (MA) indica
quantas vezes a massa do átomo é maior que 1/12 da
massa do 12C.
Na tabela periódica pode-se encontrar facilmente a
massa atômica dos elementos, mas ela é apenas uma
média ponderada da massa dos isótopos que o
constituem, isto é, quando o elemento é formado por
vários isótopos diferentes. Por exemplo, o gás oxigênio
(O2) é formado pelos isótopos oxigênio-16 (16O),
oxigênio-17 (17O) e oxigênio-18 (18O). Esse elemento é
formado pelos isótopos na seguinte proporção: 16O
(99,76%), 17O (0,04%) e 18O (0,20%). A massa atômica
do elemento oxigênio, então, é de 15,999 u, que é uma
média aritmética ponderada, ou seja, que atribui um peso
diferenciado e proporcional à ocorrência de cada isótopo
na natureza. Já a massa atômica de um isótopo é
praticamente igual ao seu número de massa.
Para determinar a massa de uma molécula ou massa
molecular (MM), é necessário somar as massas atômicas
(MA) de todos os átomos que formam a molécula. Se
uma molécula de água (H2O) é constituída por dois
átomos de hidrogênio (MAH = 1 u) e um átomo de
oxigênio (MAO = 16 u), temos que MMH2O = 1 u + 1 u +
16 u = 18 u.
No caso de um íon simples, como a massa do elétron
é praticamente desprezível, a massa do íon é igual à
massa do átomo correspondente. Em um íon com mais
de um átomo (poliatômico), sua massa é a soma das
massas dos átomos que o formam. No caso de um íon-
-fórmula, a forma de cálculo é a mesma, mas se utiliza a
expressão massa-fórmula (MF).
Mesmo tendo métodos para calcular a massa
atômica, os cientistas definiram uma nova grandeza. Ela
se chama quantidade de matéria e sua unidade é o mol.
Ela permite trabalhar com um número grande de
entidades expressas em gramas (g) ou quilogramas (kg).
Mol é a quantidade de matéria de um sistema que
contém tantas entidades elementares quanto são os
átomos contidos em 0,012 kg de carbono-12. Essas
entidades elementares podem ser átomos, moléculas,
íons, prótons, elétrons ou quaisquer outras. Sabendo-se
que 1 g equivale à massa de 6,02 x 1023 unidades de
massa atômica, podemos definir que 1 mol é a
quantidade de matéria de um sistema que contém 6,02 x
1023 entidades elementares. A unidade mol sempre faz
referência à quantidade de matéria, e não à massa,
assim como a dúzia representa uma quantidade
determinada de elementos, e não a sua massa.
Dessa forma, sabendo-se que o aumento de massa
implica sempre o aumento proporcional da quantidade de
matéria, chegou-se a uma constante chamada massa
molar (M), que indica a massa por unidade de quantidade
de matéria, ou grama por mol (g/mol). Por exemplo, a
massa molar (M) da água está associada à sua massa
molecular: MMH2O = 18 u, MH2O = 18 g/mol.
EXEMPLO:
A maior parte dos elementos químicos conhecidos tem
isótopos. Um deles é o cloro (Cℓ), que possui o cloro-35
e o cloro-37. O elemento é formado pela proporção de
75% do cloro-35 e 25% do cloro-37, portanto:
ELEMENTO CLORO
Genericamente, pode-se dizer que a massa atômica
(MA) de um elemento é a média ponderada das massas
de seus isótopos. No caso de um elemento hipotético A e
seus isótopos A1, A2, etc., teremos a seguinte fórmula:
Massa atômica é a unidade de medida que indica
quantas vezes a massa do átomo é maior que 1/12
da massa do carbono-12 (12C). Ela é representada
pela unidade de massa atômica (u). A massa
atômica (MA) de um elemento é uma média
ponderada da massa dos isótopos que o constituem.
A MA de um isótopo é praticamente igual ao seu
número de massa.
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A massa de uma molécula é a soma das massas
atômicas de todos os átomos que constituem uma
molécula. Nos íons simples, como a massa do
elétron é desprezível, a massa do íon é igual à do
átomo correspondente. Em um íon poliatômico, a
massa do íon é a soma das massas dos átomos que
o constituem. Nos íons-fórmula, a forma de cálculo é
a mesma, mas se emprega a expressão massa-
-fórmula (MF).
Mol é a quantidade de matéria de um sistema que
contém tantas entidades elementares quanto são os
átomos contidos em 0,012 kg de carbono-12. A
unidade mol sempre faz referência à quantidade de
matéria, e não à massa.
Massa molar é a constante que indica a massa por
unidade de quantidade de matéria, ou grama por mol
(g/mol).
Constante de Avogadro é a constante química
definida com base nos estudos do cientista italiano
Amedeo Avogadro (1776-1856) sobre o número de
moléculas de uma amostra gasosa e que só foi
determinada experimentalmente no início do século
XX. O valor da constante é 6,02 x 1023 mol–1.
********** ATIVIDADES 1 **********
Texto para a questão 1.
Quem mexeu na minha cerveja?
Atrás de fraudes no setor de bebidas, cientistas de Botucatu vão até o nível atômico dos produtos para desmascarar os que vendem milho por cevada
É de esperar que a cervejinha da happy hour venha
da cevada, assim como o vinho tenha como matéria-
-prima exclusiva a uva. Mas nem todo produtor leva essa
regra muito a sério, e toca a tomar cerveja de milho e
arroz ou vinho de cana-de-açúcar pelo Brasil afora. Difícil
de detectar pelos métodos químicos mais tradicionais, a
fraude só começou a ser desmascarada recentemente,
com o trabalho dos cientistas do Centro de Isótopos
Estáveis Ambientais, do Instituto de Biociências da
Unesp em Botucatu.
As análises feitas no laboratório chefiado por Carlos
Ducatti, a serviço do Ministério da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento (Mapa), são uma pedra no sapato para os
que têm planos de lucro fácil. O grupo desenvolveu
métodos pioneiros no Brasil para identificar a origem do
álcool em uma bebida. Em uma garrafa de vinho, por
exemplo, é considerada fraude se a adição de açúcar à
matéria-prima for superior a 30% – o que pode ser
detectado pela proporção entre etanol de cana e de uva
no conteúdo alcoólico total do produto. A mesma lógica
se aplica ao ácido acético do vinagre.
Na cerveja, a adulteração acontece quando o
fabricante exagera na quantidade de milho ou arroz,
substituindo o malte de cevada, que deve compor pelo
menos 50% da matéria-prima, segundo a norma.
O Centro de Isótopos Estáveis Ambientais é o único
laboratório brasileiro credenciado para realizar esse tipo
de análise. “Foi o que permitiu, nos últimos anos, colocar
ordem no mercado brasileiro de vinhos e de vinagre”,
afirma Waldemar Venturini, da Faculdade de Ciências
Agronômicas da Unesp, também em Botucatu, que é
parceiro do grupo nas pesquisas sobre bebidas.
Depois do vinho e do vinagre, foi a vez de as cervejas
produzidas no país entrarem na berlinda. O levantamento
revelou uma situação menos problemática. Em apenas
6% dos produtos analisados se encontraram mais de
50% de etanol originário de cereais não maltados, como
milho e arroz. Ainda assim, pondera o pesquisador, esse
percentual representava, na época, mais de 60 milhões
de litros por ano.
Quimicamente falando, o etanol produzido na
fermentação da cana é idêntico ao etanol originário da
fermentação da uva ou de qualquer outra matéria-prima.
Para saber quem é quem, os cientistas baseiam-se em
propriedades físicas da matéria que remontam às origens
do Universo. Aí entram os isótopos estáveis.
Todos os átomos de carbono foram criados a partir do
Big Bang. Mas, por uma pequena “falha de fabricação”,
por assim dizer, nem todos têm a mesma massa.
Precisamente 98,892% têm em seu núcleo seis prótons e
seis nêutrons. É o chamado carbono-12, que por sua
predominância na natureza representa o elemento na
tabela periódica. A maioria dos átomos restantes,
conhecidos como carbono-13, recebeu um nêutron a
mais e ficou mais pesada.
Diferentemente do carbono-14 (dois nêutrons a mais)
– que é radioativo e não entra nessa conta –, os
carbonos 12 e 13 são estáveis, de modo que a proporção
deles não se altera com o tempo. Essa mesma “falha”
ocorreu com os átomos de nitrogênio, oxigênio e
hidrogênio, que também têm isótopos estáveis.
Para entender as análises feitas em Botucatu, é
preciso ter uma noção geral de como as proporções
desses isótopos se modificam depois de passar pela
maquinaria fotossintética das plantas. Os carboidratos
produzidos pela cana, por exemplo, têm bem menos
carbono-13 que sua matéria-prima, o gás carbônico
captado pelo vegetal na atmosfera. Já no caso da uva,
esse conteúdo é ainda menor. Isso ocorre porque as
duas plantas têm ciclos fotossintéticos diferentes: no
jargão da área, a cana é C4 e a uva é C3 (o código se
refere ao número de átomos de carbono formados dentro
do vegetal a partir do primeiro composto).
Em outras palavras, são vias bioquímicas bem
distintas. “Se o álcool tem origem numa planta C3
(cevada, uva e arroz, por exemplo), ele vai ter uma
assinatura isotópica característica, diferente do álcool
que veio de uma planta C4 (como a cana e o milho)”, diz
Ducatti.
Unesp Ciência, maio/2010.
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.1. (AED-SP)
De que forma os isótopos do carbono auxiliam na
descoberta de adulterações em bebidas alcoólicas?
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___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (UFRGS)
A “água pesada” é uma espécie de fórmula D2O, formada
pela combinação entre deutério e oxigênio. O deutério é
um isótopo do hidrogênio que apresenta um próton e um
nêutron no núcleo. A partir dessas informações,
considere as afirmações abaixo.
I. A massa molecular da água pesada é
aproximadamente igual a 20 unidades de massa
atômica.
II. Volumes iguais de água pesada e água comum
apresentam massas diferentes.
III. A água pesada não apresenta interações
moleculares do tipo dipolo-dipolo.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):
(A) apenas l.
(B) apenas lI.
(C) apenas III.
(D) apenas I e II.
(E) I, ll e llI.
.3. (FGV-SP)
Na figura, é representado o espectro de massa dos
isótopos naturais do elemento gálio.
A abundância isotópica, em percentual inteiro, do isótopo
do Ga-69, é:
(A) 50%.
(B) 55%.
(C) 60%.
(D) 65%.
(E) 70%.
.4. (FATEC-SP)
Eugenol, o componente ativo do óleo do cravo-da-índia,
tem massa molar 164 g/mol e fórmula empírica C5H6O.
(Dadas as massas molares: C = 12 g/mol; H = 1 g/mol;
O = 16 g/mol). A porcentagem em massa de carbono no
eugenol é de aproximadamente:
(A) 10,0%. (D) 73,0%.
(B) 36,5%. (E) 86,0%.
(C) 60,0%.
.5. (ENEM-MEC)
A figura a seguir mostra um fragmento da tabela
periódica no qual estão indicados alguns elementos, suas
respectivas massas atômicas e a fórmula do óxido
comumente formado pelo elemento:
Com base nesses dados, assinale a alternativa que
contém, respectivamente, um valor plausível para a
massa atômica e a provável fórmula do óxido do
elemento identificado como X:
(A) 37,9; XO. (D) 55,9; X2O.
(B) 41,0; XO. (E) 72,6; X2O3.
(C) 54,4; X2O.
.6. (UNESP)
Os dados da tabela apresentam a composição elementar
média de um humano adulto com 70 kg, considerando
apenas os cinco elementos que estão presentes com
mais de 1 kg.
Elemento Massa Molar
(g mol–1)
g/70 kg de massa corpórea
O 16 43.500
C 12 12.600
H 1 7.000
N 14 2.100
Ca 40 1.050
Com base nos dados apresentados, pode-se concluir:
(A) O número de átomos de N no corpo de um adulto
corresponde a 30% do número de átomos de H.
(B) H é o elemento que, isoladamente, contribui com o
maior número de átomos.
(C) Por ter maior massa molar, o elemento cálcio é o
mais abundante no corpo humano.
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(D) Não é possível saber qual elemento é o mais
abundante no corpo humano, pois todos formam
moléculas.
(E) Os átomos do elemento C, presentes no corpo
humano, são diferentes daqueles átomos do
elemento C que formam o CO2.
.7. (ENEM-MEC)
Utilize a tabela seguinte e responda à questão.
Minerais na polpa de açaí em mg/100g de polpa desidratada
Sódio 56,4
Potássio 932,0
Cálcio 286,0
Magnésio 174,0
Ferro 1,5
Cobre 1,7
Zinco 7,0
Fósforo 124,0
Um estudante tomou um suco preparado com 100 g de
polpa desidratada de açaí. Considere que 90% do cálcio
contido na bebida são armazenados no organismo, na
forma de fosfato de cálcio, Ca3(PO4)2. Dadas as massas
molares (g/mol): Ca = 40, O = 16, P = 31, a massa de
fosfato de cálcio que poderá ser formada é,
aproximadamente:
(A) 0,29 g. (D) 0,96 g.
(B) 0,52 g. (E) 1,90 g.
(C) 0,67 g.
********** ATIVIDADES 2 **********
C1
Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.
H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.
.8. (ENEM-MEC)
Quatro novos empregados de uma empresa que constrói
estradas de ferro souberam que ela iria construir uma
nova ferrovia. Conversando sobre a finalidade das juntas
de dilatação (espaço deixado entre os trilhos), surgiram
opiniões diferentes entre eles:
Adão: acha desnecessária a existência das juntas de
dilatação porque não acredita que, com o calor, os trilhos
aumentem de tamanho.
Bento: acha que o trilho aumenta de tamanho porque
ele sente calor quando está quente e se encolhe quando
está frio.
Carlos: acha que o trilho aumenta de tamanho porque
as partículas do ferro crescem quando está quente e que
diminuem quando está frio.
Diogo: acha que o trilho aumenta de tamanho, com o
calor, porque as partículas de ferro vibram mais, e
diminuem com o frio, porque vibram menos.
A interpretação cientificamente correta é a de
(A) Adão. (D) Carlos.
(B) Bento. (E) Diogo.
(C) Carlos e Bento.
.9. (ENEM-MEC)
Durante uma tempestade, quando ocorrem descargas
elétricas atmosféricas (raios), é aconselhável, como uma
das medidas de segurança, que se entre em um
automóvel. Essa recomendação deve ser levada em
consideração porque
(A) o automóvel é uma “gaiola” metálica e impede a
circulação de corrente elétrica em seu interior.
(B) uma descarga elétrica não pode atingir o automóvel,
que está completamente isolado do solo pelos
pneus.
(C) a antena do rádio do automóvel funciona como um
para-raios.
(D) o metal do automóvel atrai as cargas elétricas do
raio, que são anuladas pelos elétrons livres
presentes no ferro.
(E) todos os automóveis apresentam fio-terra para
descarga elétrica.
H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
.10. (ENEM-MEC)
Os seres humanos têm enfrentado o problema da
preservação de alimentos por séculos. Confira algumas
soluções encontradas:
I. os egípcios e os romanos envolviam pedaços de
carne em uma quantidade de sal extraído da
água do mar;
II. os índios americanos amarravam fatias de bisão
e de veado no alto de uma tenda fechada, sobre
uma fogueira colocada no centro da tenda;
III. os colonos americanos armazenavam alimentos
perecíveis em cavernas e fontes.
Comparando essas soluções com os métodos modernos
de preservação dos alimentos, pode-se considerar que
(A) os métodos modernos não incorporaram nenhuma
das soluções apontadas em I, II ou III.
(B) embora com mais tecnologia e apesar de usarmos
outros métodos, ainda hoje recorremos à
refrigeração, conforme já faziam os colonos
americanos.
(C) até hoje, nenhum método é totalmente eficaz para a
conservação de alimentos, apesar de toda a
tecnologia aplicada.
(D) apesar de usarmos outros métodos, ainda hoje
fazemos o mesmo que os índios americanos, mas
abandonamos o princípio de conservação usado
pelos egípcios.
(E) a despeito do nosso avanço tecnológico, não foram
introduzidos métodos de conservação baseados em
princípios diferentes dos utilizados nos exemplos
apresentados.
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*MÓDULO 2*
Termoquímica – Estudo do calor
Fogo transformador
A base da maior parte das atividades humanas foi
construída por meio da evolução de nossa capacidade de
lidar com os elementos da natureza e, principalmente, de
manipulá-los e transformá-los de acordo com as nossas
necessidades. Dessa forma, dominar o fogo foi um dos
primeiros grandes feitos da humanidade.
Ao manipular o fogo, o homem percebeu ser possível
transformar as matérias e substâncias. A partir daí,
evoluiu no decorrer dos séculos e hoje sabemos que as
transformações envolvem energia. O Sol é a maior fonte
de energia primária disponível em nosso planeta. Seu
potencial está presente e fica armazenado em diversos
elementos naturais. Porém, a forma de armazenagem
mais importante e que permite a perpetuação da vida no
planeta é realizada pelas plantas que fazem fotossíntese.
Ao nos alimentarmos, permitimos que o organismo
promova a quebra das substâncias ingeridas com uma
série de reações químicas, que permitem a liberação e
absorção da energia contida nos alimentos. A principal
fonte dessa energia provém das moléculas de glicose
(C6H12O6) produzidas pelas plantas na fotossíntese. A
energia do Sol é preservada nas ligações químicas entre
os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio da glicose.
Ao quebrar essas moléculas, nosso organismo absorve
parte dessa energia, que serve de combustível à
manutenção da vida.
Essa mesma relação está presente na utilização dos
combustíveis usados na obtenção da energia necessária
para o funcionamento de máquinas, veículos e todos os
utensílios que contribuem para a existência humana.
Assim, quando empregamos os derivados de petróleo ou
o etanol extraído da cana-de-açúcar para movimentar os
veículos, estamos promovendo reações químicas que
permitem a quebra das moléculas que compõem esses
combustíveis, liberando sua energia para ser
transformada em capacidade de movimento e de
trabalho.
Mas nem só da quebra de moléculas nos valemos
para obter energia. Também temos a capacidade de
transformar energia cinética em energia elétrica, como no
exemplo das usinas hidrelétricas, nas quais o potencial
de energia gerado pelo movimento das águas represadas
é convertido em eletricidade pela aplicação da física. O
homem possui ainda a capacidade de aproveitar a
energia contida nos átomos. É o caso da produção de
eletricidade nas usinas nucleares.
É importante saber que a maioria das transformações
químicas é acompanhada de variações energéticas
relacionadas à energia contida nas ligações químicas
que permitem a formação das substâncias. Assim, é
possível utilizar-se das transformações com o intuito de
obter calor. Para dar um exemplo do dia a dia, a queima
do gás butano (C4H10), presente no GLP (gás liquefeito
de petróleo) em fogões de nossa cozinha, permite utilizar
a energia liberada na combustão para cozinharmos
(transformarmos) os alimentos.
O ramo da Química que estuda a energia associada
às reações químicas é a Termoquímica. Ela se ocupa da
avaliação quantitativa das variações térmicas que
ocorrem nas reações químicas. Existem dois tipos de
reação termoquímica: as exotérmicas, que liberam calor;
e as endotérmicas, que absorvem calor.
Para exemplificar uma reação química exotérmica,
que libera energia em forma de calor, veja a seguir a
equação que representa a combustão do etanol:
C2H6O(I) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(I) + 1369 kJ
(quilojoules, sendo que o joule é a unidade de
representação de energia).
Absorvendo energia: quando nos alimentamos,
permitimos que nosso organismo promova a quebra
das substâncias ingeridas por meio de uma série de
reações químicas que provocam a liberação e
absorção da energia contida nos alimentos.
Termoquímica é o ramo da Química que estuda a
energia associada às reações químicas. Ela se
ocupa da avaliação quantitativa das variações
térmicas que ocorrem nas reações.
Existem dois tipos de reação termoquímica: as
exotérmicas, que liberam calor; e as endotérmicas,
que absorvem calor.
O valor energético dos alimentos é simbolizado pelas
calorias contidas. Por definição, uma caloria (1 cal)
equivale à quantidade de calor necessária para
aquecer 1 grama de água de 14,5 ºC para 15,5 ºC
(portanto, 1 ºC).
Entalpia é o conteúdo global de energia (em forma
de calor) existente em um sistema termodinâmico.
Representada pela letra H, a unidade de expressão
da entalpia é o joule (J).
Primeira lei da termodinâmica: a energia do Universo
é constante.
A variação de entalpia ( H) equivale à quantidade de
calor medida nas reações químicas em um sistema:
H (variação de entalpia) = Hp (entalpia dos
produtos) – Hr (entalpia dos reagentes).
A entalpia-padrão de formação corresponde ao calor
liberado ou absorvido na formação de 1 mol de
determinada substância a partir da forma mais
estável dos componentes que lhe deram origem,
dentro de condições ambientais padronizadas: a 25
ºC de temperatura e a 1 atm de pressão.
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Lei de Hess: a variação de entalpia em uma reação
depende somente do estado inicial dos reagentes e
do estado final dos produtos, independentemente
dos estados intermediários.
A entalpia-padrão de combustão (ou H0c) equivale à
variação de energia (calor) liberada na combustão de
1 mol de moléculas da substância combustível em
sua forma mais estável, a 25 ºC e sob a pressão de
1 atm.
O uso de aditivos nos combustíveis e lubrificantes
dos veículos com motor a explosão é uma forma
eficiente de prolongar a vida útil das peças, que
sofrem os efeitos danosos da oxidação.
Velocidade das reações: cada transformação
ocorrida a partir das reações químicas possui uma
velocidade. Algumas são muito rápidas, outras são
lentas e quase imperceptíveis.
Para medirmos a velocidade média (Vm) de uma
reação química, devemos calcular a razão entre a
variação da quantidade ( Q) da substância
participante na transformação e o tempo ( t) gasto
no processo. Dessa forma: Vm = Q/ t, sendo: Q =
Qfinal – Qinicial; e t = tfinal – tinicial.
Colisões: para que qualquer reação química ocorra,
é preciso que as substâncias envolvidas estejam em
contato e sofram colisões.
Energia de ativação (Ea) é aquela utilizada para
ativar (dar início) a uma reação química.
O aumento da temperatura provoca a elevação da
energia cinética (velocidade de movimentação) das
moléculas. Assim, quanto maior o movimento, mais
possíveis se tornam as colisões entre partículas, o
que amplia a capacidade de reação entre as
substâncias e, portanto, aumenta a velocidade das
transformações químicas.
Concentração dos reagentes: quanto maior ela for,
maior a possibilidade de haver reação entre
substâncias, ampliando a velocidade da
transformação química.
Pressão sobre os gases: ao aumentarmos a pressão
de um sistema em que há reação química
envolvendo pelo menos um reagente gasoso, o
número de colisões das moléculas do gás é
ampliado.
Superfície de contato: entre as substâncias sólidas,
quanto maior a sua superfície de contato com um
reagente, maior a velocidade de transformação
química.
Catalisadores são substâncias que contribuem e
aumentam a velocidade das reações químicas. A
transformação química auxiliada por um catalisador é
chamada de catálise.
********** ATIVIDADES 1 **********
Texto para as questões de 1 a 3.
A ciência dos fogos de artifício
Os desenhos multicoloridos no céu são uma maravilhosa questão de Química
AGÊNCIA DE NOTÍCIAS DO ACRE
Toda reação química é acompanhada de variações energéticas. A produção de luz e calor é um desses efeitos, que são facilmente exemplificados pelo espetáculo da queima de fogos de artifício
Ouve-se um assovio distante, até ocorrer a explosão
em cores. O céu escuro fica estampado com riscos azuis,
faíscas vermelhas, estrelinhas de ouro e chuva de prata.
Surpreendem, então, luzes brancas como as de um raio
e sons que imitam trovões. Esse espetáculo se repete
nos aniversários de cidades, em finais de Copa do
Mundo ou nas entradas do Ano-Novo. Os fogos de
artifício são velhos convidados nas grandes celebrações,
desde que os chineses, inventores da pólvora,
começaram a utilizar tiros coloridos de morteiros, há
cerca de mil anos, para anunciar a vitória nas guerras.
Mas só recentemente os cientistas começaram a
desvendar o esplendor dessa antiga forma de
comemorar.
O interesse dos pesquisadores não é gratuito. Os
princípios dos fogos de artifício valem para desenvolver
desde sinalizadores de emergência mais eficientes até
propulsores para os modernos ônibus espaciais. Tudo,
em suma, é uma questão de controlar o processo da
combustão, porque há maneiras e maneiras de uma
substância queimar. Para que os fogos produzam
determinado efeito visual, é necessário obter certa
temperatura da chama e calcular a dosagem exata de
gás liberado durante a combustão. Para isso, os
fogueteiros não devem errar na proporção dos
componentes químicos. Quando um ingrediente entra na
quantidade errada, o que se queria como um leque de
faíscas esverdeadas, por exemplo, pode se transformar
em um borrão cor de laranja.
As receitas de fogos de artifício são cheias de
truques, e as fórmulas são mantidas em segredo e
passadas de geração em geração. O que facilita o sigilo,
comum no mundo inteiro, é o fato de a indústria
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pirotécnica ser artesanal. Ao que consta, em 1242, o
monge inglês Roger Bacon (1220-1292) desvendou a
fórmula do explosivo oriental, mas preferiu escrevê-la em
código, por considerá-lo perigoso.
Na época, um destino idêntico foi dado às receitas de
fogos, encarados como obra de feiticeiros. De qualquer
modo, Bacon deve ter anotado, com símbolos estranhos,
que para obter 100 gramas de pólvora são necessários
75 gramas de salitre, 15 gramas de carvão e 10 gramas
de enxofre. Os fabricantes de fogos ainda acrescentam
na mistura goma-laca ou breu, que servem como um
ligante. Se isso não for feito, ao rasparem entre si, os
grãos de pólvora podem disparar a combustão. A ignição
ocorre quando a energia de alguma fonte – combustível,
fricção, impacto ou até raios laser – quebra as ligações
químicas de uma mistura pirotécnica como a pólvora.
Assim, formam-se novas ligações entre os átomos,
criando substâncias mais estáveis, isto é, com menos
energia. Nessa transformação, a energia liberada ativará
a camada seguinte do grão de pólvora, e assim por
diante.
A pólvora é ideal para a pirotecnia porque incendeia
dispensando o oxigênio do ar. Esse gás essencial à
combustão já está contido no salitre de sua composição.
Portanto, é natural que, quanto mais pólvora contenha,
mais tempo dure e mais forte seja a combustão dos
fogos de artifício.
Superinteressante, São Paulo, jan. 2010.
.1. (AED-SP)
Quais são as formas de controle empregadas para que a
reação em fogos de artifício produza o efeito desejado?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (AED-SP)
Qual é a fórmula básica empregada para a produção de
100 gramas de pólvora?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (AED-SP)
Quais as reações que ocorrem com a pólvora dos fogos
de artifício assim que é iniciada sua ignição?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
.4. (UFSC, adaptada)
Um dos principais componentes dos fogos de artifício é a
pólvora, composta de aproximadamente 75% de nitrato
de potássio, 13,5% de enxofre e 11,5% de carvão
vegetal. Uma reação para a combustão da pólvora é
representada por:
2KNO3 + S + 3C K2S + N2 + 3CO2
Marque a resposta com a(s) frase(s) correta(s).
I. Na combustão da pólvora, o enxofre sofre
oxidação e o potássio não tem seu estado de
oxidação alterado.
II. O nitrato de potássio é solúvel em água,
enquanto o enxofre e o carvão não o são. Sendo
assim, é possível remover o nitrato de potássio
da pólvora por adição de água, seguida de
filtração e evaporação do solvente.
III. Quando se dissolve o nitrato de potássio em
água, ocorre um abaixamento de temperatura
indicando uma dissolução exotérmica.
IV. Segundo a reação descrita, 202 g de nitrato de
potássio reagindo com 32 g de enxofre e 36 g de
carvão geram um volume de aproximadamente
89,6 L nas CNTP.
(A) Somente II.
(B) Il e lV.
(C) III e IV.
(D) I e II.
(E) I, II e IV.
.5. (ENEM-MEC)
A energia geotérmica tem sua origem no núcleo
derretido da Terra, onde as temperaturas atingem
4.000 ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela
decomposição de materiais radiativos dentro do planeta.
Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um
reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao
redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir
temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao
ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se
vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O
vapor de poços geotérmicos é separado da água e é
utilizado no funcionamento de turbinas para gerar
eletricidade. A água quente pode ser utilizada para
aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.
Roger A. Hinrichs e Merlin Kleinbach. Energia e meio
ambiente. Ed. ABDR (com adaptações).
Depreende-se das informações acima que as usinas
geotérmicas
(A) utilizam a mesma fonte primária de energia que as
usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os
riscos decorrentes de ambas.
(B) funcionam com base na conversão de energia
potencial gravitacional em energia térmica.
(C) podem aproveitar a energia química transformada
em térmica no processo de dessalinização.
(D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz
respeito à conversão de energia térmica em cinética
e, depois, em elétrica.
(E) transformam inicialmente a energia solar em energia
cinética e, depois, em energia térmica.
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.6. (FATEC-SP, adaptada)
Os carboidratos são uma importante fonte de energia.
Nas células, as moléculas de monossacarídeos são
metabolizadas:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energia
Cada grama de açúcar metabolizado libera 4 kcal de
energia. A massa de oxigênio consumida, em gramas,
quando a “queima” desse açúcar metabolizado liberar
1.200 kcal é:
(A) 300.
(B) 320.
(C) 400.
(D) 800.
(E) 1.800.
(massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; O = 16)
.7. (INEP-MEC)
Numa cozinha, ocorrem:
I. gás queimando em uma das “bocas” do fogão e
II. água fervendo em uma panela.
Com relação a esses processos, pode-se afirmar que:
(A) I e II são exotérmicos.
(B) I é exotérmico e II é endotérmico.
(C) I é endotérmico e II é exotérmico.
(D) I é isotérmico e II é exotérmico.
(E) I é endotérmico e II é isotérmico.
.8. (ENEM-MEC)
Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado
de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes
atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de
combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro
traz as entalpias-padrão de combustão a 25 ºC ( ) do
metano, do butano e do octano.
À medida que aumenta a consciência sobre os impactos
ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a
importância de se criar políticas de incentivo ao uso de
combustíveis mais eficientes. Nesse sentido,
considerando-se que o metano, o butano e o octano
sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de
petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a
partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do
ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de
CO2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis
é
(A) gasolina, GLP e gás natural.
(B) gás natural, gasolina e GLP.
(C) gasolina, gás natural e GLP.
(D) gás natural, GLP e gasolina.
(E) GLP, gás natural e gasolina.
.9. (FUVEST-SP)
Pode-se calcular a entalpia molar de vaporização do
etanol a partir das entalpias das reações de combustão
representadas por
C2H5OH(I) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(I) H1
C2H5OH(g) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(g) H2
Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia
molar de
(A) vaporização da água.
(B) sublimação do dióxido de carbono.
(C) formação da água líquida.
(D) formação do etanol líquido.
(E) formação do dióxido de carbono gasoso.
.10. (ENEM-MEC)
A duração do
efeito de alguns
fármacos está
relacionada à sua
meia-vida, tempo
necessário para
que a quantidade
original do fármaco
no organismo se
reduza à metade.
A cada intervalo
de tempo
correspondente a
uma meia-vida, a
quantidade de fármaco existente no organismo no final
do intervalo é igual a 50% da quantidade no início desse
intervalo.
O gráfico acima representa, de forma genérica, o que
acontece com a quantidade de fármaco no organismo
humano ao longo do tempo.
F. D. Fuchs e Cher l. Wannma. Farmacologia Clínica.
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,1992, p. 40.
A meia-vida do antibiótico amoxicilina é de 1 hora. Assim,
se uma dose desse antibiótico for injetada às 12 h em um
paciente, o percentual dessa dose que restará em seu
organismo às 13 h 30 min será aproximadamente de
(A) 10%.
(B) 15%.
(C) 25%.
(D) 35%.
(E) 50%.
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.11. (UEL-PR)
Uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2),
de concentração 0,1 mol/L, decompõe-se quando em
solução alcalina, a 20 ºC, segundo a equação:
O acompanhamento da velocidade de decomposição do
peróxido de hidrogênio nessas condições é representado
pelo gráfico abaixo à esquerda:
Em um segundo experimento, o acompanhamento
cinético da decomposição do H2O2, nas mesmas
condições de pH, resultou no gráfico acima à direita.
Analisando os dois gráficos, pode-se afirmar, a respeito
da concentração inicial de H2O2 e da temperatura no
segundo experimento, que
(A) [H2O2] inicial = 0,1 mol/L e T = 20 ºC.
(B) [H2O2] inicial = 0,2 mol/L e T > 20 ºC.
(C) [H2O2] inicial = 0,2 mol/L e T = 20 ºC.
(D) [H2O2] inicial = 0,2 mol/L e T < 20 ºC.
(E) [H2O2] inicial = 0,3 mol/L e T > 20 ºC.
.12. (UERJ, adaptada)
A sabedoria popular indica que, para acender uma
lareira, devemos utilizar inicialmente lascas de lenha e só
depois colocarmos as toras. Em condições reacionais
idênticas e utilizando massas iguais de madeira em
lascas e em toras, verifica-se que a madeira em lascas
queima com mais velocidade. O fator determinante para
essa maior velocidade da reação é o aumento da:
(A) pressão.
(B) temperatura.
(C) concentração.
(D) superfície de contato.
(E) catalisador.
________________________________________________
*Anotações*
********** ATIVIDADES 2 **********
C7 Apropriar-se de conhecimentos da Química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H24 Utilizar códigos e nomenclatura da Química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas.
.13. (ENEM-MEC)
O ácido tartárico (DI-HIDROXIBUTANODIOICO), com a
fórmula estrutural,
é encontrado nas uvas e é de grande utilização na
fabricação de vinhos, por ser um acidulante orgânico
natural.
Baseando-se nas informações, indique a fórmula
molecular do ácido tartárico.
(A) C4H2O (C) C4H5O (E) C4H2O6
(B) C4H6O6 (D) C4HO
H25
Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.
.14. (ENEM-MEC)
Muitas pessoas associam a palavra ácido a substâncias
químicas que corroem materiais e que são prejudiciais à
saúde. Para mostrar que tal associação é equivocada,
basta lembrar que são classificados como ácidos
(A) vinagre e suco de laranja.
(B) leite e sabão em pó.
(C) bicarbonato de sódio e vaselina.
(D) sal de cozinha e açúcar.
(E) sabão e detergente.
H26
Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos.
.15. (ENEM-MEC)
Em determinadas regiões do Brasil, é comum, no
inverno, queimar certa quantidade de álcool no banheiro
para mantê-lo aquecido durante o banho. Esse
procedimento é perigoso, pois
(A) a combustão do álcool produz o monóxido de
carbono, que é um gás venenoso.
(B) o álcool, em contato com o vapor d’água, produz um
gás inflamável.
(C) o álcool é um combustível inorgânico e, por este
motivo, libera substâncias tóxicas.
(D) a combustão do álcool é lenta e, por isso, produz
muita fuligem.
(E) o álcool sofre ação do gás carbônico produzido,
aumentando o risco.
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H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios.
.16. (ENEM-MEC)
“Dê-me um navio cheio de ferro e eu lhe darei uma
era glacial”, disse o cientista John Martin (1935-1993),
dos Estados Unidos, a respeito de uma proposta de
intervenção ambiental para resolver a elevação da
temperatura global; o americano foi recebido com muito
ceticismo. O pesquisador notou que mares com grande
concentração de ferro apresentavam mais fitoplâncton e
que essas algas eram capazes de absorver elevadas
concentrações de dióxido de carbono da atmosfera. Esta
incorporação de gás carbônico e de água (H2O) pelas
algas ocorre por meio do processo de fotossíntese, que
resulta na produção de matéria orgânica empregada na
constituição da biomassa e na liberação de gás oxigênio
(O2). Para essa proposta funcionar, o carbono absorvido
deveria ser mantido no fundo do mar, mas como a
maioria do fitoplâncton faz parte da cadeia alimentar de
organismos marinhos, ao ser decomposto devolve CO2 à
atmosfera.
Os sete planos para salvar o mundo. Galileu,
n.º 214, maio/2009 (com adaptações).
Considerando que a ideia do cientista John Martin é
viável e eficiente e que todo o gás carbônico absorvido
(CO2, de massa molar igual a 44 g/mol) transforma-se
em biomassa fitoplanctônica (cuja densidade
populacional de 100 g/m2 é representada por C6H12O6, de
massa molar igual a 180 g/mol), um aumento de 10 km2
na área de distribuição das algas resultaria na
(A) emissão de 4,09 x 106 kg de gás carbônico para a
atmosfera, bem como no consumo de toneladas de
gás oxigênio da atmosfera.
(B) retirada de 1,47 x 106 kg de gás carbônico da
atmosfera, além da emissão direta de toneladas de
gás oxigênio para a atmosfera.
(C) retirada de 1,00 x 106 kg de gás carbônico da
atmosfera, bem como na emissão direta de
toneladas de gás oxigênio das algas para a
atmosfera.
(D) retirada de 6,82 x 105 kg de gás carbônico da
atmosfera, além do consumo de toneladas de gás
oxigênio da atmosfera para a biomassa
fitoplanctônica.
(E) emissão de 2,44 x 105 kg de gás carbônico para a
atmosfera, bem como na emissão direta de milhares
de toneladas de gás oxigênio para a atmosfera a
partir das algas.
________________________________________________ *Anotações*
.17. (ENEM-MEC)
A combustão da gasolina nos motores de automóveis
produz uma série de gases como dióxido de carbono,
monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e
hidrocarbonetos. Na camada mais baixa da atmosfera,
ou seja, na troposfera, tais gases participam de inversas
reações químicas que geram outras substâncias
poluentes, como o ozônio, que é gerado a partir de
hidrocarbonetos e de óxidos de nitrogênio.
Com o uso de conversores catalíticos (catalisadores) nos
escapamentos, todos esses gases são convertidos em
dióxido de carbono, vapor de água e nitrogênio. Sendo
assim, o emprego desses conversores
(A) diminui a formação de ozônio na troposfera.
(B) elimina a emissão de gases estufa para a atmosfera.
(C) diminui os buracos da camada de ozônio da
estratosfera.
(D) elimina a poluição do ar causada por veículos
automotores.
(E) aumenta a interferência ambiental dos gases
poluentes.
.18. (ENEM-MEC)
A queima de combustíveis em usinas termelétricas
produz gás carbônico (CO2), um dos agentes do efeito
estufa. A tabela mostra a relação de emissão de CO2
gerado na queima de alguns combustíveis para produzir
uma mesma quantidade de energia.
Combustível CO2 gerado* Carvão mineral 2 Lenha 10 Gás natural 1
*quantidades relativas, considerando-se o valor unitário para o gás natural
A substituição do carvão mineral pelo gás natural nas
usinas termelétricas reduziria a taxa de emissão de CO2
em
(A) 1%.
(B) 5%.
(C) 10%.
(D) 50%.
(E) 100%.
________________________________________________ *Anotações*
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 125
*MÓDULO 3*
Ligações químicas
Uma ligação química ocorre quando há atração entre
os átomos. Em cada ligação as partículas positivas são
atraídas pelas partículas negativas. Se um dos átomos
perde elétrons, o outro deve ganhar elétrons para que os
átomos possam adquirir cargas elétricas opostas e se
atrair, estabelecendo uma ligação entre eles.
Ligação metálica
Os metais são formados por redes gigantes de
átomos que se unem por meio da ligação metálica.
Esse tipo de ligação explica as principais
propriedades dos metais:
Conduzem corrente elétrica.
São brilhantes e maleáveis (podem ser
transformados em lâminas).
Apresentam alta condutibilidade térmica e
temperatura de fusão elevada.
Exemplos: ferro (Fe), cobre (Cu), alumínio (Aℓ).
Figura 1 Representação da ligação metálica da prata.
Ligação iônica
É a ligação que ocorre entre átomos de metais e não
metais. Átomos de elementos metálicos se unem a
átomos de elementos não metálicos por meio da
transferência de elétrons.
Os metais doam elétrons transformando-se em
cátions (íons metálicos carregados positivamente), e
os não metais ganham elétrons transformando-se em
ânions (íons de não metais carregados
negativamente).
Em um composto iônico no estado sólido, os cátions
e os ânions estão ordenados regularmente,
originando um agregado chamado retículo cristalino
ou cristal iônico.
Esse tipo de ligação explica as principais
propriedades dos compostos iônicos:
São sólidos.
Conduzem corrente elétrica apenas em solução
aquosa ou no estado líquido (quando fundidos).
Apresentam elevados pontos de fusão e de
ebulição.
Exemplos: cloreto de sódio (NaCℓ), iodeto de
potássio [KI], cloreto de magnésio (MgCℓ2).
Figura 2 As cargas elétricas opostas mantêm os íons do Na+ e do Cℓ unidos.
Ligação covalente
É a ligação que ocorre entre átomos de não metais.
Átomos de elementos não metálicos unem-se pelo
compartilhamento de um, dois ou três pares de
elétrons. Esse tipo de ligação é chamado covalente,
e as substâncias formadas são denominadas
moléculas.
As ligações covalentes podem ser polares ou
apolares. Se a ligação ocorrer entre átomos iguais, é
chamada de ligação covalente apolar, e se a ligação
ocorrer entre átomos diferentes, é chamada de
ligação covalente polar.
Esse tipo de ligação explica as principais
propriedades dos compostos moleculares:
Podem ser sólidos, líquidos ou gasosos.
Não conduzem corrente elétrica nos estados
sólido e líquido.
Apresentam baixos pontos de fusão e de
ebulição.
Exemplos: hidrogênio (H2), água (H2O), dióxido de
carbono (C02), cloro (Cℓ2).
Forças intermoleculares
Do mesmo modo que existem forças de atração
entre átomos de cargas opostas, existe também
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 126
atração entre as moléculas. Essas interações só são
possíveis devido à atração entre a extremidade com
caráter positivo de uma molécula e a extremidade
com caráter negativo de outra molécula.
Existem três tipos de forças de atração entre as
moléculas:
Moléculas
Interações intermoleculares
Polares
Dipolo-dipolo ou
dipolo permanente-dipolo permanente
Ligações (pontes) de hidrogênio
Apolares
Dipolo instantâneo-dipolo induzido
O conjunto das forças intermoleculares é chamado
de forças de van der Waals.
Intensidade das forças intermoleculares
Comparando moléculas com tamanhos e massas
parecidos, pode-se dizer que:
as interações dipolo instantâneo-dipolo induzido
representam as menores forças
intermoleculares.
as interações dipolo permanente-dipolo
permanente representam forças intermoleculares
intermediárias.
as interações por ligações de hidrogênio
representam as forças intermoleculares mais
intensas.
Moléculas polares
São moléculas que apresentam dipolos elétricos. O
átomo mais eletronegativo da molécula atrai os
elétrons para si, fazendo com que surja uma carga
elétrica parcial negativa e, ao redor do átomo menos
eletronegativo, surja uma carga elétrica parcial
positiva.
Exemplo disso é a atração entre as moléculas do
cloreto de hidrogênio (HCℓ). O cloro é mais
eletronegativo que o hidrogênio. Logo, sobre o cloro
surge a carga parcial negativa e, sobre o hidrogênio,
a carga parcial positiva.
As ligações de hidrogênio ocorrem entre moléculas
polares quando um átomo muito eletronegativo
(flúor, oxigênio ou nitrogênio) de uma molécula atrai
o átomo de hidrogênio (pouco eletronegativo) de
outra molécula. São as interações mais intensas
entre os diferentes tipos de forças intermoleculares.
São exemplos a atração que existe entre as
moléculas de água (H20), a atração entre moléculas
de fluoreto de hidrogênio (HF) e a atração entre
moléculas de amônia (NH3).
Figura 3 Ligações de hidrogênio na água.
Moléculas apolares
São moléculas que não apresentam dipolos e cujas
cargas elétricas se encontram distribuídas
homogeneamente por toda a sua extensão.
Em uma molécula, os elétrons dos átomos estão em
contínuo movimento. Num determinado instante,
pode haver mais elétrons em um lado da molécula
do que no outro, fazendo com que surjam nesse
momento um polo elétrico parcial negativo e um polo
elétrico parcial positivo.
Como exemplo, podemos destacar a atração entre
as moléculas de gás hidrogênio (H2). Os dois átomos
da molécula apresentam a mesma
eletronegatividade, mas com o movimento dos
elétrons surgem os dipolos instantâneos.
Forças intermoleculares e ponto de ebulição
Comparando substâncias com o mesmo tipo de
interação intermolecular, quanto maior o tamanho da
molécula (maior massa molecular), maior o ponto de
ebulição.
Comparando substâncias com massas moleculares
próximas, quanto mais intensas as forças
intermoleculares, maior o ponto de ebulição.
Figura 4 Ponto de ebulição dos hidretos das famílias 14, 15, 16 e 17.
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*********** ATIVIDADES ***********
.1.*(UFRJ)
Um professor decidiu decorar
seu laboratório com um “relógio
de Química” no qual, no lugar
das horas, estivessem alguns
elementos, dispostos de acordo
com seus respectivos números
atômicos, como mostra a
figura.
Indique a fórmula mínima e o tipo de ligação do
composto eletricamente neutro que é formado quando o
relógio do professor marca:
a) nove horas.
_______________________________________________
b) sete horas e cinco minutos.
_______________________________________________
.2.*(UNESP)
Linus Pauling, falecido em 1994, recebeu o Prêmio Nobel
de Química em 1954, por seu trabalho sobre a natureza
das ligações químicas. Através dos valores das
eletronegatividades dos elementos químicos, calculados
por Pauling, é possível prever se uma ligação terá caráter
covalente ou iônico.
Com base nos conceitos de eletronegatividade e de
ligação química, pede-se:
a) Identificar dois grupos de elementos da tabela
periódica que apresentam, respectivamente, as
maiores e as menores eletronegatividades.
_______________________________________________
b) Que tipo de ligação apresentará uma substância
binária, formada por um elemento de cada um dos
dois grupos identificados?
_______________________________________________
.3. (UNICAMP-SP)
Observe as seguintes fórmulas eletrônicas (fórmulas de
Lewis):
Consulte a classificação periódica dos elementos e
escreva as fórmulas eletrônicas das moléculas formadas
pelos seguintes elementos:
a) fósforo e hidrogênio.
b) enxofre e hidrogênio.
c) flúor e carbono.
.4. (UFC-CE)
As forças intermoleculares são responsáveis por várias
propriedades físicas e químicas das moléculas, como,
por exemplo, a temperatura de fusão. Considere as
moléculas de F2Cl2 e Br2.
a) Quais as principais forças intermoleculares presentes
nessas espécies?
_______________________________________________
b) Ordene essas espécies em ordem crescente de
temperatura de fusão.
_______________________________________________
.5. (PUC-RJ)
Observe a Tabela 1. Dessa tabela faça um gráfico
relacionando os pontos de ebulição dos compostos
listados com suas respectivas massas molares. Do
gráfico, deduza o valor esperado para o ponto de
ebulição da água (massa molar igual a 18) e complete a
Tabela 2 com o valor encontrado. Explique, então, a
diferença observada entre o valor deduzido do gráfico e o
assinalado como valor real (100 0C).
Tabela 1
Fórmula
Massa molar
Ponto de ebulição (0C)
H2S 34 60
H2Se 81 41
H2Te 130 2
Tabela 2
Fórmula
Massa molar
Ponto de ebulição (0C)
Valor
esperado
H2O
18
Valor
real
H2O
18
100
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
________________________
.6. (UNICAMP-SP)
Considere três substâncias: CH4, NH4 e H20 e três
temperaturas de ebulição: 373 K, 112 K e 240 K.
Levando-se em conta a estrutura e a polaridade das
moléculas dessas substâncias, pede-se:
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 128
a) Correlacionar as temperaturas de ebulição às
substâncias.
_______________________________________________
b) Justificar a correlação que você estabeleceu.
_______________________________________________
.7. (PUC-SP)
Analise as propriedades físicas na tabela abaixo:
Condução de
corrente elétrica
Amostra
Ponto de
fusão (0C)
Ponto de
ebulição (0C)
A 25 0C
A 100 0C
A
801
1.413
Isolante
Condutor
B
43
182
Isolante
—
C
1.535
2.760
Condutor
Condutor
Segundo a tabela, as substâncias A, B e C podem
apresentar estados físicos diferentes devido ao tipo de
ligação. Conclui-se então que o composto iônico, o
molecular e o metálico são respectivamente:
(A) A, B, C. (C) C, A, B. (E) A, C, B.
(B) B, C, A. (D) C, B, A.
.8. (INEP-MEC)
O conhecimento das estruturas das moléculas é um
assunto bastante relevante, já que as formas das
moléculas determinam propriedades das substâncias,
como odor, sabor, coloração e solubilidade.
As figuras apresentam as estruturas das moléculas CO2,
H2O, NH3, CH4, H2S e PH3.
Quanto às forças intermoleculares, a molécula que forma
ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) com a
água é:
(A) H2S. (C) NH3. (E) CO2.
(B) CH4. (D) PH3.
.9. (INEP-MEC)
Cada átomo de F (Z = 9) possui 7 elétrons na camada de
valência. Átomos de F não são estáveis nas condições
ambiente de P e T. Unem-se facilmente formando a
molécula F2, com ligação por 1 par de elétrons entre os
átomos. Sendo assim, o número total de elétrons que
circundam cada átomo de F, na molécula F, é:
(A) 18. (C) 12. (E) 2.
(B) 14. (D) 10.
.10. (UFPE)
Considerando os seguintes haletos de hidrogênio HF,
HCℓ, e HBr, pode-se afirmar que:
(A) a molécula mais polar é HF.
(B) a molécula mais polar é HCℓ.
(C) todos os três são compostos iônicos.
(D) somente HF é iônico, pois o flúor é muito
eletronegativo.
(E) somente HBr é covalente, pois o bromo é um átomo
muito grande para formar ligações iônicas.
.11. (INEP-MEC)
O alumínio e o cobre são largamente empregados na
produção de fios e cabos elétricos. A condutividade
elétrica é uma propriedade comum dos metais. Este
fenômeno deve-se:
(A) à presença de impurezas de ametais que fazem a
transferência de elétrons.
(B) ao fato de os elétrons nos metais estarem
fracamente atraídos pelo núcleo.
(C) à alta afinidade eletrônica desses elementos.
(D) à alta energia de ionização dos metais.
(E) ao tamanho reduzido dos núcleos dos metais.
.12. (PUC-MG)
Analise o gráfico, que apresenta as temperaturas de
ebulição de compostos binários do hidrogênio com
elementos do grupo 16 (coluna 6A), à pressão de 1 atm.
A partir das informações apresentadas, é incorreto
afirmar que:
(A) a substância mais volátil é o H2S, pois apresenta a
menor temperatura de ebulição.
(B) a água apresenta maior temperatura de ebulição,
pois apresenta ligações de hidrogênio.
(C) todos os hidretos são gases à temperatura ambiente,
exceto a água, que é líquida.
(D) a 100 0C, a água ferve, rompendo as ligações
covalentes antes das intermoleculares.
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.13. (CFT-CE)
Considerando os seguintes elementos: hidrogênio
(Z = 1), sódio (Z = 11), carbono (Z = 6) e enxofre
(Z = 16), é correto afirmar que:
(A) a ligação formada entre átomos de carbono e
enxofre é iônica.
(B) a ligação formada entre hidrogênio e sódio é
covalente.
(C) o composto formado por hidrogênio e enxofre tem
fórmula molecular S2H.
(D) o composto formado por sódio e enxofre é sólido em
condição ambiente.
(E) o composto CH4, formado entre carbono e
hidrogênio, é polar.
.14. (UFRS, adaptada)
Nas substâncias CO2, CaO, C e CsF, os tipos de
ligações químicas predominantes são, respectivamente:
(A) covalente, iônica, covalente e iônica.
(B) covalente, covalente, metálica e iônica.
(C) iônica, covalente, covalente e covalente.
(D) iônica, iônica, metálica e covalente.
(E) covalente, covalente, covalente e iônica.
.15. (UFU-MG)
A molécula apolar que possui ligações polares é:
(A) CH3Cℓ. (B) CHCℓ3. (C) Cℓ2. (D) CCℓ4.
.16. (UNESP)
Qual a fórmula do composto formado entre os elementos
20Ca40 e 17Cℓ35 e qual a ligação envolvida?
(A) CaCℓ, iônica. (D) CaCℓ2, covalente.
(B) CaCℓ, covalente. (E) Ca2Cℓ, iônica.
(C) CaCℓ2, iônica.
.17. (UNESP, adaptada)
Considere os seguintes compostos, todos contendo
cloro:
Sabendo que o sódio pertence ao grupo 1, o bário ao
grupo 2, o carbono ao grupo 14, o cloro ao grupo 17 da
tabela periódica e que o hidrogênio tem número atômico
igual a 1:
a) transcreva a fórmula química dos compostos iônicos
e identifique-os, fornecendo seus nomes.
_______________________________________________
b) apresente a fórmula estrutural para os compostos
covalentes e identifique a molécula que apresenta o
momento dipolar resultante diferente de zero
(molécula polar).
_______________________________________________
*Anotações*
BaCℓ2 ; CH3Cℓ ; CCℓ4 e NaCℓ.
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*MÓDULO 4*
Reações inorgânicas
Em uma reação química ocorre a transformação de
substâncias com determinadas propriedades iniciais
(reagentes) em outras com propriedades diferentes
(produtos). As principais reações envolvendo as funções
inorgânicas são classificadas em reações de adição
(síntese), de decomposição (análise), de deslocamento
(simples troca), de dupla troca e reações em solução
aquosa.
Reações de adição (ou síntese)
Ocorrem quando duas ou mais substâncias reagem,
formando uma substância mais complexa.
Exemplos:
Figura 1 Reação entre o magnésio metálico e o oxigênio do ar.
Reações de decomposição (ou análise)
Ocorrem quando uma substância é decomposta em
duas ou mais substâncias de estruturas mais
simples.
Exemplos:
Figura 2
Reações de deslocamento (ou simples troca)
Ocorrem quando uma substância simples reage com
uma substância composta e consegue deslocar um
dos elementos da substância composta. Esse tipo de
reação só acontece se a substância simples for
formada por elementos mais reativos que os da
composta.
Reatividade dos metais:
metal alcalino > alcalino-terroso > Aℓ > Zn > Fe > H
> Cu > Ag > Pt > Au
Reatividade dos não metais:
F > O > Cℓ > Br > I > S > P > H
Exemplos:
Fe (s) + CuSO4 (aq) FeSO4 (aq) + Cu (s)
Cℓ2 (g) + MgBr2 (s) MgCℓ2 (s) + Br2 (g)
Zn (s) + HCℓ (aq) ZnCℓ2 (aq) + H2 (g)
Figura 3 O zinco é corroído pelo ácido clorídrico porque ele é mais reativo que o hidrogênio: Zn (s) + 2 HCℓ (aq) ZnCℓ2 (aq) + H2 (g)
Reações de dupla troca
Ocorrem quando duas substâncias compostas
reagem e trocam elementos entre si, produzindo
duas novas substâncias.
Nesse tipo de reação pode ocorrer liberação de gás,
formação de precipitado (composto insolúvel) ou
formação de uma substância mais estável em
relação aos reagentes (H2O, por exemplo).
Exemplos:
NaCℓ (aq) + AgNO3 (aq) AgCℓ (s) + NaNO3 (aq)
HCℓ (aq) + NaOH (aq) NaCℓ (aq) + H2O (ℓ)
Também chamada de reação de neutralização.
Figura 4 Reação entre o nitrato de chumbo e o iodeto de potássio.
Reações em solução aquosa
As reações em solução aquosa ocorrem devido à
presença de íons livres. Esses íons podem se
associar formando substâncias insolúveis
(precipitado) ou pouco ionizadas. Podemos
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SEE-AC Coordenação de Ensino Médio CNQ Química 131
representar essas reações por meio de uma equação
iônica (equação em que são representados os íons
que participam da reação).
Exemplos:
Equação completa:
NaCℓ (aq) + AgNO3 (aq) AgCℓ (s) + NaNO3 (aq)
Equação iônica:
Na+ (aq) + Cℓ (aq) + Ag+ (aq) + NO3 (aq)
AgCℓ (s) + Na+ (aq) + NO3 (aq)
Equação iônica simplificada:
Ag+ (aq) + Cℓ (aq) AgCℓ (s)
Reação de neutralização do ácido clorídrico com
hidróxido de sódio
Equação completa:
HCℓ (aq) + NaOH (aq) NaCℓ (aq) + H2O (ℓ)
Equação iônica:
H+ (aq) + Cℓ (aq) + Na+ (aq) + OH (aq)
Na+ (aq) + Cℓ (aq) + H2O (ℓ)
Equação iônica simplificada:
H+ (aq) + OH (aq) H2O (ℓ)
Reações importantes
Adição de cal (óxido de cálcio) no solo para diminuir
a acidez
CaO (s) + 2 H+ (aq) Ca2+ (aq) + H2O (ℓ)
Neutralização da acidez (presença de HCℓ) do
estômago com bicarbonato de sódio
HCℓ (aq) + NaHCO3 (s) NaCℓ (aq) + H2O (ℓ) + CO2 (g)
Redução dos efeitos da chuva ácida em centro
urbano
Formação da chuva ácida:
S (s) + O2 (g) SO2 (g)
2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)
2 SO3 (g) + H2O (ℓ) H2SO4 (aq)
Neutralização da acidez da chuva pela adição de
hidróxido de cálcio:
H2SO4 (aq) + Ca(OH)2 (aq) CaSO4 (s) + 2 H2O (ℓ)
Reações com oxigênio
O oxigênio é um não metal bastante reativo que
reage com quase todos os elementos químicos.
Essas reações produzem vários tipos de óxidos.
Exemplos:
2 Cu + O2 2 CuO (óxido básico que, em presença
da água, forma a base correspondente)
2 CuO + H2O 2 Cu(OH)2 (hidróxido de cobre II)
S + O2 SO2 (óxido ácido que, em presença da
água, forma o ácido correspondente)
SO2 + H2O H2SO3 (ácido sulfuroso)
Reações com hidrogênio
O hidrogênio reage com metais e não metais
formando os hidretos.
Em reações com não metais formam-se hidretos
gasosos, que são moleculares e de caráter
ácido.
H2 + Br2 2 HBr
H2 + S H2S
Obs.: O hidrogênio reage com o oxigênio,
formando água, que não tem caráter ácido:
2 H2 + O2 2 H2O
Em reações com metais formam-se hidretos
sólidos, iônicos e de caráter básico.
2 K + H2 2 KH (hidreto de potássio)
Ba + H2 BaH2 (hidreto de bário)
Reações com a água
Metais alcalinos e alcalino-terrosos reagem com
água formando os respectivos hidróxidos e
liberando gás hidrogênio.
2 K + 2 H2O 2 KOH + H2
Ba + 2 H2O Ba(OH)2 + H2
Indicadores ácido-base
Algumas substâncias apresentam a propriedade
de mudar de cor na presença de uma solução
ácida ou básica. A acidez ou basicidade da
solução é dada pelo pH (escala que varia de 0 a
14).
Solução ácida: pH igual a 0 a pH próximo de 7
(quanto mais próximo de 0, maior o caráter
ácido).
Solução básica: pH entre 7,1 e 14 (quanto mais
próximo de 14, maior o caráter básico).
Indicador
Coloração em
meio ácido
Coloração em
meio básico
Ponto de viragem
intervalo de pH
Alaranjado
de metila
Vermelho
Amarelo
3,1-4,4
Tornassol
Vermelho
Azul
4,5-8,3
Fenolftaleína
Incolor
Vermelho
8,3-10,0
Amarelo
de alizarina
Amarelo
Violeta
10,1-12,0
*********** ATIVIDADES ***********
.1. (UFMG)
Você sabe como são pressurizadas as bolas de tênis?
Antes que as duas partes da bola sejam seladas,
pequenas quantidades de NH4Cℓ e NaNO2 são
colocadas dentro de cada uma das metades. O calor
utilizado para selar essas duas partes provoca as
seguintes reações:
I. NH4Cℓ + NaNO2 NH4NO2 + NaCℓ
II. NH4NO2 N2 (g) + 2 H2O (ℓ)
a) Que gás é responsável pela pressurização da bola?
_______________________________________________
b) Que classificação cada reação poderia receber?
_______________________________________________
CNQ Química _________________________________________________________________________________________________________________________
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.2. (UFBA)
Quando se corta cebola, às vezes se sente um ardor nos
olhos. Sabe-se que a cebola ao ser cortada libera o gás
dióxido de enxofre. Esse gás reage com o gás oxigênio
presente no ar formando o trióxido de enxofre que, em
contato com a água (no olho), produz o ácido sulfúrico,
que é o responsável pela sensação de ardor nos olhos.
No texto acima foram descritas duas reações químicas.
Escreva as equações balanceadas citadas.
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (UNICAMP-SP)
Acidente espalha carga tóxica em Paulínia
Capotamento de caminhão com 14 toneladas de
nitrato de amônio próximo ao Rio Jaguari mobiliza defesa
civil de três cidades.
Correio Popular, Campinas, 19 abr. 1997.
a) Escreva a fórmula do composto em questão.
_______________________________________________
b) Equacione e balanceie a reação entre um ácido e
uma base que produza esse composto.
_______________________________________________
.4. (UFRS)
Observe a sequência de reações:
I. CaCO3 X + CO2
II. BaCℓ2 + Y BaCrO4 + 2 KCℓ
III. Zn + 2 HCℓ ZnCℓ2 + W
Para que as reações acima fiquem corretamente
equacionadas, X, Y e W devem ser, respectivamente:
(A) CaC2, H2CrO4 e H2S. (D) CaO2, K2CrO4 e Cℓ2.
(B) CO, H2CrO4 e Cℓ2. (E) CaO2, H2CrO4 e H2.
(C) CaO, K2CrO4 e H2.
.5. (UFMG)
Considere as equações:
I. Zn + 2 HCℓ ZnCℓ2 + H2
II. P2O5 + 3 H2O 2 H3PO4
III. AgNO3 + NaCℓ AgCℓ + NaNO3
IV. CaO + CO2 CaCO3
V. 2 H2O 2 H2 + O2
É considerada reação de decomposição e deslocamento,
respectivamente:
(A) I e II. (C) III e IV. (E) V e I.
(B) Il e V. (D) IV e II.
.6. (UFRJ)
A sequência que representa, respectivamente, reações
de síntese, análise, simples troca e dupla troca é:
I. Zn + Pb(NO3)2 Zn(NO3)2 + Pb
II. FeS + 2HCℓ FeCℓ2 + H2S
III. 2 NaNO3 2 NaNO2 + O2
IV. N2 + 3 H2 2 NH3
(A) I, II, III e IV. (D) I, III, II e IV.
(B) III, IV, I e II. (E) II, I, IV e III.
(C) IV, III, I e II.
.7. (UECE)
Além de obedecer às leis ponderais, as reações químicas
ainda necessitam atender a determinadas condições. A
partir dessas considerações, assinale o correto.
(A) Os ácidos sempre reagem com metais produzindo
sal e liberando hidrogênio gasoso.
(B) Ao reagir com o carbonato de cálcio, o ácido
clorídrico produz, ao final, gás carbônico e água.
(C) Só ocorrerá reação de síntese se juntarmos
substâncias simples.
(D) Em todas as reações de análise ocorre oxirredução.
.8. (UFRN)
Nas cinco equações químicas enumeradas abaixo, estão
representadas reações de simples troca, também
chamadas reações de deslocamento:
1) Fe (s) + 2 AgNO3 (aq) Fe(NO3)2 (aq) + 2 Ag (s)
2) 3 Ni (s) + 2 AℓCℓ3 (aq) 3 NiCℓ2 (aq) + 2 Aℓ (s)
3) Zn (s) + 2 HCℓ (aq) ZnCℓ2 (aq) + H2 (g)
4) Sn (s) + 2 Cu (NO3)2 (aq) Sn (NO3)4 (aq) + 2 Cu (s)
5) 2 Au (s) + MgCℓ2 (aq) 2 AuCℓ (aq) + Mg (s)
Analisando essas equações, com base na ordem
decrescente de reatividades mostrada a seguir: Mg > Aℓ
> Zn > Fe > Ni > H > Sn > Cu > Ag > Au, pode-se prever
que devem ocorrer espontaneamente apenas as reações
de número:
(A) 3, 4 e 5. (C) 1, 2 e 3.
(B) 2, 3 e 5. (D) 1, 3 e 4.
.9. (UFRN)
No texto abaixo, adaptado do romance Grande sertão:
veredas, de Guimarães Rosa, o jagunço Riobaldo
Tatarana descreve, em linguagem literária, a ocorrência
de um curioso fenômeno que ele observou.
A pois, um dia, num curtume, a faquinha minha, que
eu tinha, caiu dentro de um tanque; era só caldo de
casca-de-curtir, barbatimão, angico, lá sei que taninos. —
Amanhã eu tiro... — falei comigo. Porque era de noite,
luz nenhuma eu não tinha. Ah, então saiba: no outro dia,
cedo, a faca, o ferro dela, estava roída, quase por
metade, carcomido por aquela aguinha escura e azeda,
toda quieta, pouco borbulhando. Deixei, mais pra ver...
Sabe o que foi? Pois, nessa mesma tarde, da faquinha,
só se achava o cabo... O cabo — por não ser de frio
metal, mas de chifre de veado galheiro.
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Considerando que o líquido citado (caldo de casca-de-
curtir) continha bastante tanino (ácido tânico) dissolvido,
a reação química (corrosão do ferro pelo ácido) descrita
acima foi do tipo:
(A) síntese. (C) deslocamento.
(B) dupla troca. (D) decomposição.
.10. (UFES)
Quando o mineral magnesita, composto principalmente
de carbonato de magnésio, é tratado com ácido
clorídrico, observa-se uma efervescência e
desprendimento de um gás inodoro. Qual a alternativa
que indica corretamente o gás que é liberado nessa
reação?
(A) H2CO3 (C) H2 (E) O2
(B) Cℓ2 (D) CO2
.11. (ENEM-MEC)
O aumento do pH de uma solução pode ser feito pela
adição de cal viva, isto é, óxido de cálcio. A reação da cal
viva com água, seguida da reação com ácido clorídrico,
pode ser representada pelas seguintes equações
químicas:
CaO (s) + H2O (ℓ) (1)
(1) + 2 HCℓ (aq) (2) + 2 H2O (ℓ)
As substâncias 1 e 2 são, respectivamente:
(A) carbonato de cálcio e perclorato de cálcio.
(B) hidróxido de cálcio e perclorato de cálcio.
(C) hidróxido de cálcio e cloreto de cálcio.
(D) peróxido de cálcio e cloreto de cálcio.
(E) hidróxido de cálcio e hipoclorito de cálcio.
.12. (UNICAMP-SP)
Para se manter a vela acesa, na aparelhagem a seguir
esquematizada, bombeia-se ar, continuadamente,
através do sistema.
a) O que se observará no frasco III, após um certo
tempo?
_______________________________________________
b) Escreva a equação química que representa a reação
verificada no frasco III.
_______________________________________________
.13. (UFES)
Considerando o esquema a seguir, indique as espécies
formadas em A, B, C, D, E e F, e a forma – solvatada
(aq), líquida (ℓ), sólida (s) ou gasosa (g) – em que elas se
apresentam.
___________________________________________________
___________________________________________________
.14. (FUVEST-SP)
Em um experimento introduz-se ar atmosférico, não
poluído, no sistema esquematizado a seguir:
Depois de o ar passar por algum tempo, o que se
observa:
a1) na solução de Ba (OH)2?
___________________________________________________
a2) no cobre aquecido?
___________________________________________________
b1) Escreva as equações químicas correspondentes às
observações.
___________________________________________________
b2) Que gases são recolhidos no final?
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.15. (ENEM-MEC)
Ferramentas de aço podem sofrer corrosão e enferrujar.
As etapas químicas que correspondem a esses
processos podem ser representadas pelas equações:
Fe + H2O + 1/2 O2 Fe(OH)2
Fe(OH)2 + 1/2 H2O + 1/4 O2 Fe(OH)3
Fe(OH)3 + n H2O Fe(OH)3 + n H2O (ferrugem)
Uma forma de tornar mais lento esse processo de
corrosão e formação de ferrugem é engraxar as
ferramentas. Isso se justifica porque a graxa proporciona:
(A) lubrificação, evitando o contato entre as ferramentas.
(B) impermeabilização, diminuindo seu contato com o ar
úmido.
(C) isolamento térmico, protegendo-as do calor
ambiente.
(D) galvanização, criando superfícies metálicas imunes.
(E) polimento, evitando ranhuras nas superfícies.
.16. (FUVEST-SP)
Hidrogênio reage com nitrogênio formando amônia. A
equação não balanceada que representa essa
transformação é:
H2 (g) + N2 (g) NH3 (g)
Outra maneira de escrever essa equação química, mas
agora balanceando-a e representando as moléculas dos
três gases, é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.17. (ENEM-MEC)
Em uma bancada de laboratório encontram-se 4 frascos,
numerados de 1 a 4. Cada um deles contém apenas uma
das quatro soluções aquosas das seguintes substâncias:
nitrato de prata (AgNO3), cloreto férrico (FeCℓ3),
carbonato de sódio (Na2CO3) e ácido clorídrico (HCℓ),
não necessariamente na ordem apresentada. Um
estudante, com o objetivo de descobrir o conteúdo de
cada frasco, realizou alguns experimentos no laboratório
de química, à temperatura ambiente, e verificou que:
I. a substância contida no frasco 1 reagiu com a
substância contida no frasco 4, produzindo
efervescência.
II. a substância contida no frasco 1 não reagiu com
a substância contida no frasco 3.
Com base nos dois experimentos realizados, é correto
afirmar que os frascos 1, 2, 3 e 4 contêm,
respectivamente, soluções aquosas de:
(A) ácido clorídrico, nitrato de prata, cloreto férrico e
carbonato de sódio.
(B) cloreto férrico, ácido clorídrico, nitrato de prata e
carbonato de sódio.
(C) ácido clorídrico, cloreto férrico, nitrato de prata e
carbonato de sódio.
(D) ácido clorídrico, nitrato de prata, carbonato de sódio
e cloreto férrico.
(E) carbonato de sódio, cloreto férrico, nitrato de prata e
ácido clorídrico.
.18. (UFG-GO)
Como fonte de energia, termelétricas utilizam carvão
mineral, o qual, no Brasil, contém quantidades
apreciáveis do mineral pirita, FeS2.
Qual poluente é gerado na queima desse carvão?
(A) CO2 (C) H2S (E) SO2
(B) Fe2O3 (D) S2
.19. (UFPE)
Considere as reações químicas abaixo:
1) 2 K (s) + Cℓ2 (g) KCℓ (s)
2) 2 Mg (s) + O2 (g) 2 MgO (s)
3) PbSO4 (aq) + Na2S (aq) PbS (s) + NaSO4 (s)
4) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (ℓ)
5) SO2 (g) + H2O (ℓ) H2SO4 (aq)
Podemos afirmar que:
(A) todas estão balanceadas.
(B) 2, 3 e 4 estão balanceadas.
(C) somente 2 e 4 estão balanceadas.
(D) somente 1 não está balanceada.
(E) nenhuma está corretamente balanceada, porque os
estados físicos dos reagentes e produtos são
diferentes.
.20. (UFPI)
A reação de X com Y é representada abaixo. Indique
qual das equações melhor representa a equação química
balanceada.
(A) 2X + Y2 2XY
(B) 6X + 8Y 6XY + 2Y
(C) 3X + Y2 3XY + Y
(D) X + Y XY
(E) 3X + 2Y2 3XY + Y2