exercícios de química
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QUIMICAEducação sem FronteirasReações orgânicas 1) (UFRJ 2002 – ESPECÍFICA) A obtenção do salicilato de metila em laboratório pode ser feita conforme a seguinte equação:No intuito de se obter uma alta conversão do ácido salicílico ao salicilato de metila, realiza-se a reação utilizandose o metanol como solvente. Baseado na equação de equilíbrio da reação apresentada, justifique este procedimento.2) (FUVEST 2000 – ESPECÍFICA) Considere o equilíbrio, em fase gasosa, CO(g) + H2O(g) cuja conTRANSCRIPT
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1) (UFRJ 2002 – ESPECÍFICA) A obtenção do salicilato de metila em laboratório pode ser feita conforme aseguinte equação:
No intuito de se obter uma alta conversão do ácido salicílico ao salicilato de metila, realiza-se a reação utilizando-se o metanol como solvente. Baseado na equação de equilíbrio da reação apresentada, justifique este procedimento.
2) (FUVEST 2000 – ESPECÍFICA) Considere o equilíbrio, em fase gasosa,
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
cuja constante K, à temperatura de 430°C, é igual a 4.
Em um frasco de 1,0 L, mantido a 430°C, foram misturados 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H2O 3,0 mol de CO2 e 3,0 molde H2. Esperou-se até o equilíbrio ser atingido.
a) Em qual sentido, no de formar mais CO ou de consumi-lo, a rapidez da reação é maior, até se igualar noequilíbrio? Justifique.b) Calcule as concentrações de equilíbrio de cada uma das espécies envolvidas (Lembrete:4 = 2²).
Obs.: Considerou-se que todos os gases envolvidos têm comportamento de gás ideal.
3) (FUVEST 2003 – ESPECÍFICA) Cobalto pode ser obtido a partir de seu óxido, por redução com hidrogênio oucom monóxido de carbono. São dadas as equações representativas dos equilíbrios e suas respectivasconstantes a 550°C.
I. CoO(s) + H2(g) Co(s) + H2O(g) K1 = 67
II. CoO(s) + CO(g) Co(s) + CO2(g) K2 = 490
a) Mostre como se pode obter a constante (K3) do equilíbrio representado por CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
a 550°C, a partir das constantes dos equilíbrios I e II.b) Um dos processos industriais de obtenção de hidrogênio está representado no item a. A 550°C, a reação, nosentido da formação de hidrogênio, é exotérmica. Para este processo, discuta a influência de cada um dos seguintesfatores:
- aumento de temperatura.- uso de catalisador.- variação da pressão.
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4) (FUVEST 2005 – ESPECÍFICA) A L-isoleucina é um aminoácido que, em milhares de anos, se transforma noseu isômero, a D-isoleucina. Assim, quando um animal morre e aminoácidos deixam de ser incorporados, oquociente entre as quantidades, em mol, de D-isoleucina e de L-isoleucina, que é igual a zero no momento damorte, aumenta gradativamente até atingir o valor da constante de equilíbrio. A determinação desses aminoácidos,num fóssil, permite datá-lo.O gráfico traz a fração molar de L-isoleucina, em uma mistura dos isômeros D e L, em função do tempo.
a) Leia no gráfico as frações molares de L-isoleucina indicadas com uma cruz e construa uma tabela comesses valores e com os tempos correspondentes.b) Complete sua tabela com os valores da fração molar de D-isoleucina formada nos tempos indicados.Explique.c) Calcule a constante do equilíbrio da isomerização L-isoleucina D-isoleucina.d) Qual é a idade de um osso fóssil em que o quociente entre as quantidades de D-isoleucina e L-isoleucinaé igual a 1?
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5) (ITA 2002) Em um balão fechado e sob temperatura de 27°C, N2O4 (g) está em equilíbrio com NO2 (g). Apressão total exercida pelos gases dentro do balão é igual a 1,0 atm e, nestas condições, N2O4 (g) encontra-se20% dissociado.
a) Determine o valor da constante de equilíbrio para areação de dissociação do N2O4 (g). Mostre os cálculosrealizados.b) Para a temperatura de 27°C e pressão total dos gases dentro do balão igual a 0,10 atm, determine o graude dissociação do N2O4 (g). Mostre os cálculos realizados.
6) (UFF – ESPECÍFICA) A reação N2O4(g) 2NO2(g) é endotérmica, com ΔH° = +56,9 kJ.a) Explique de que modo, no equilíbrio estabelecido, a quantidade de NO2 pode ser afetada pelas seguintes variações:
I) adição de N2O4
II) abaixamento da pressão por aumento do volume do recipiente
III) aumento da temperatura
IV) adição de um catalisador ao sistema
b) Indique, dentre as variações apresentadas no item anterior, a que altera o valor de KC. Justifique a resposta.
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7) (UFRJ – ESPECÍFICA) Uma das reações para produção industrial do metanol é dada por:
a) No gráfico a seguir, a reta representa a variação do número de mols de metanol, para diversas condições dareação.
O ponto P representa uma situação de equilíbrio a uma dada temperatura.Calcule a constante de equilíbrio (Kc), neste ponto, quando no início da reação estão presentes 2 mols de H2 e2 mols de CO num volume de 1 litro.
b) Considere os seguintes valores para as entalpias de formação CH3OH(g) e do CO(g) nas condições padrão:
ΔHf CO(g) = -110 kJ/molΔHf CH3OH(g) = -201 kJ/molIndique o sentido do deslocamento do equilíbrio quando se aumenta a temperatura do sistema. Justifique suaresposta.
8) (UFRJ – ESPECÍFICA) O monóxido de carbono e o dióxido de carbono coexistem em equilíbrio quando sãocolocados em um recipiente fechado, a temperatura constante.O gráfico a seguir representa a variação do número de mols com o tempo quando a reação apresentada érealizada em um recipiente de 1 litro.
Sabendo-se que, até atingir o equilíbrio, 1,5 mols de monóxido de carbono foram consumidos, calcule a razãoentre as velocidades das reações I e II (v1/v2) no instante t indicado no gráfico.
CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g)
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9) (UFRJ – ESPECÍFICA) Observe a reação química:
2NO2(g) N2O4(g)[reagente] [produto]
O gráfico concentração versus tempo a seguir apresenta alterações na concentração das substâncias NO2 eN2O4 a pressão constante.O diagrama auxiliar de temperatura versus tempo permite analisar a dinâmica da reação apresentada; observeque a reação se dá a uma temperatura de 80°C no intervalo de tempo de tO, a t4 e de 120°C entre t3 e t6.
a) Calcule a constante de equilíbrio (Kc) da reação a 80°C.
b) Analisando o comportamento do sistema entre t4 e t5, explique por que a reação química representada é exotérmica.
10) (UFRJ – ESPECÍFICA) Um método de produção de cianeto de hidrogênio é a nitrogenação do acetileno emfase gasosa, de acordo com a equação:
N2(g) + C2H2(g) 2 HCN(g)
O diagrama a seguir indica os valores das concentrações (em mol/L) dos compostos N2, C2H2 e HCN em equilíbrio,a várias temperaturas diferentes e mostra que a temperaturas distintas correspondem diferentes condições deequilíbrio.
a) Determine a constante de reação Kc da equação de formação de HCN, à temperatura de 300°C.b) Explique por que a reação de produção de HCN é endotérmica.
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11) (UFRJ 2000 – ESPECÍFICA) A reação entre um ácido carboxílico e um álcool é chamada de esterificação epode ser genericamente representada pela equação a seguir:
RCOOH(l) + R’OH(l) RCOOR’(L) + H2O(l)
a) Explique porque a adição de um agente desidratante aumenta a formação de éster.b) Em um recipiente de 1 litro, foram adicionados 1mol de ácido e 1mol de álcool.Sabendo que nestas condiçõesKc = 4, calcule a concentração de éster no equilíbrio.c) Se R é o radical propil e R’ é o radical isopropil, dê o nome do éster formado.
12)(UFRJ 2004 – ESPECÍFICA) A reação de síntese do metanol a partir de monóxido de carbono e hidrogênioé:
Admita que a entalpia padrão dessa reação seja constante e igual a –90 kJ/mol de metanol formado e que amistura reacional tenha comportamento de gás ideal.A partir de um sistema inicialmente em equilíbrio, explique como aumentos independentes de temperatura epressão afetam o equilíbrio dessa reação.
13)(UFRRJ 2004 – ESPECÍFICA) Nos sistemas em equilíbrio, é comum afirmar-se que determinado equilíbrio“tende para a direita” ou que “tende para a esquerda”. Para tal, temos que estudar a constante de equilíbrio paraaquele sistema.Observando os valores fornecidos a seguir e as reações não balanceadas, indique três maneiras para deslocaros sistemas descritos para obtermos maior rendimento dos produtos,
a) N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) ΔH= -22 kcalb) I2 (g) + H2 (g) HI (g) ΔH= +12,4 kcal
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14)(UNICAMP – ESPECÍFICA) A figura a seguir representa, sob o ponto de vista cinético, a evolução de umareação química hipotética na qual o reagente A se transforma no produto B. Das curvas I, lI, III e IV, duas dizemrespeito à reação catalisada e duas, à reação não catalisada.a) Quais das curvas representam as concentrações de A e de B, em função do tempo, para a reação não catalisada?Indique a curva que se refere à concentração de A e a curva que se refere à concentração de B.b) Calcule o valor da constante de equilíbrio para a reação de transformação de A em B.
15) (UNICAMP 2000 – ESPECÍFICA) A “revolução verde”, que compreende a grande utilização de fertilizantesinorgânicos na agricultura fez surgir a esperança de vida para uma população mundial cada vez mais crescente e,portanto, mais necessitada de alimentos.
O nitrogênio é um dos principais constituintes de fertilizantes sintéticos de origem não orgânica. Pode aparecer naforma de uréia, sulfato de amônio, fosfato de amônio etc., produtos cuja produção industrial depende da amôniacomo reagente inicial. A produção de amônia, por sua vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio.A figura a seguir mostra, aproximadamente, as porcentagens de amônia em equilíbrio com os gases nitrogênio ehidrogênio, na mistura da reação de síntese.
a) A reação de síntese da amônia é um processo endotérmico? Justifique.
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b) Imagine que uma síntese feita à temperatura de 450°C e pressão de 120atm tenha produzido 50 toneladas deamônia até o equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à temperatura de 300°C e à pressão 100atm, quantas toneladasa mais de amônia seriam obtidas? Mostre os cálculos.
c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor de temperatura pode corresponder aos dados de equilíbrio parauma reação realizada a 400°C na presença de um catalisador? Justifique.
16)(UNIRIO – ESPECÍFICA) A produção de NO através da reação de N2 e O2 em motores automotivos é umadas principais fontes de poluição ambiental.
N2(g) + O2(g) 2NO(g)
Partindo de 112g de N2 e 128g de O2, contidos em frasco fechado de 2 litros, numa temperatura T°C:a) determine a constante de equilíbrio (Kc), à temperatura T, sabendo que a massa de NO equilíbrio é de 120g;b) considerando a formação de NO uma reação exotérmica, explique como irá variar a constante de equilíbrio(Kc) ao aumentarmos a temperatura.
Dados: N = 14 u; O = 16 u.
17)(FUVEST – 1ª FASE) No sistema em equilíbrio
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH = –27 kcal
NO‚ aumenta com a:a) adição de um catalisador.b) diminuição da concentração de O‚.c) diminuição da temperatura.d) diminuição da pressão.e) introdução de um gás inerte.
18)(FUVEST – 1ª FASE) N2O4 e NO2 gases poluentes do ar, encontram-se em equilíbrio, como indicado:
N2O4 2NO2
Em uma experiência, nas condições ambientes, introduziu-se 1,50mol de N2O4 em um reator de 2,0 litros.Estabelecido o equilíbrio, a concentração de NO2 foi de 0,060mol/L. Qual o valor da constante Kc, em termosde concentração, desse equilíbrio?
a) 2,4 . 10–³ d) 5,2 . 10–³b) 4,8 . 10–³ e) 8,3 . 10–²c) 5,0 . 10–³
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Educação sem Fronteiras19)(FUVEST 2000 – 1ª FASE) No gráfico, estão os valores das pressões parciais de NO2 e de N2O4, para diferentesmisturas desses dois gases, quando, a determinada temperatura, é atingida o equilíbrio:
NO2(g) N2O4 (g)
Com os dados desse gráfico, pode-se calcular o valor da constante (Kp) do equilíbrio atingido, naquela temperatura.Seu valor numérico é próximo de:a) 1 d) 8b) 2 e) 12c) 4
20)(FUVEST 2001 – 1ª FASE) No equilíbrio A B, a transformação de A em B é endotérmica. Esse equilíbrio foiestudado, realizando-se três experimentos. O gráfico ao lado da tabela mostra corretamente as concentrações deA e de B, em função do tempo, para o experimento X. Examine os gráficos I, II e III.
Aqueles que mostram corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, nos experimentos Y e Zsão, respectivamente,a) I e II.b) I e III.c) II e I.d) II e III.e) III e I.
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21)(FUVEST 2002 – 1ª FASE) Considere os equilíbrios a seguir (tabela 1) e o efeito térmico da reação da esquerdapara a direita, bem como a espécie predominante nos equilíbrios A e B, à temperatura de 175°C. O equilíbrio A foiestabelecido misturando-se, inicialmente, quantidades estequiométricas de N2(g) e H2(g). Os equilíbrios B e Cforam estabelecidos a partir de, respectivamente, N2O4 e MgCO3 puros. A tabela 2 traz os valores numéricos dasconstantes desses três equilíbrios, em função da temperatura, não necessariamente na mesma ordem em que osequilíbrios foram apresentados. As constantes referem-se a pressões parciais em atm.
Logo, as constantes K1, K2 e K3 devem corresponder, respectivamente, a:a) K1 - B; K2 - C; K3 - A.b) K1 - A; K2 - C; K3 - B.c) K1 - C; K2 - B; K3 - A.d) K1 - B; K2 - A; K3 - C.e) K1 - C; K2 - A; K3 - B.
22)(FUVEST 2002 – 1ª FASE) Em uma experiência, aqueceu-se, a uma determinada temperatura, uma misturade 0,40 mol de dióxido de enxofre e 0,20 mol de oxigênio, contidos em um recipiente de 1L e na presença deum catalisador. A equação química, representando a reação reversível que ocorre entre esses dois reagentesgasosos, é 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). As concentrações dos reagentes e do produto foram determinadasem vários tempos, após o início da reação, obtendo-se o gráfico:
Em uma nova experiência, 0,40 mol de trióxido de enxofre, contido em um recipiente de 1L, foi aquecido à mesmatemperatura da experiência anterior e na presença do mesmo catalisador. Acompanhando-se a reação ao longodo tempo, deve-se ter, ao atingir o equilíbrio, uma concentração de SO3 de aproximadamente:a) 0,05 mol/Lb) 0,18 mol/Lc) 0,20 mol/Ld) 0,35 mol/Le) 0,40 mol/L
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23)(FUVEST 2004 – 1ª FASE) A transformação de um composto A em um composto B, até se atingir o equilíbrio(A B), foi estudada em três experimentos. De um experimento para o outro, variou-se a concentração inicial doreagente A ou a temperatura ou ambas. Registraram-se as concentrações de reagente e produto em função dotempo.
Com esses dados, afirma-se:I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à mesma temperatura, pois as constantes de equilíbrio c orrespondentessão iguais.II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 oequilíbrio foi atingido em um tempo menor.III. A reação é endotérmica no sentido da formação do produto B.
Dessas afirmações:a) todas são corretas.b) apenas I e III são corretas.c) apenas II e III são corretas.d) apenas I é correta.e) apenas II é correta.
24)(FUVEST 2004 – 1a FASE) A reação de esterificação do ácido etanóico com etanol apresenta constante deequilíbrio igual a 4, à temperatura ambiente. Adiante estão indicadas cinco situações, dentre as quais apenasuma é compatível com a reação, considerando-se que a composição final é a de equilíbrio. Qual alternativarepresenta, nessa temperatura, a reação de esterificação citada?
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25)(UERJ 2002 – 1ª FASE) Durante uma aula prática de química, para demonstrar o deslocamento do estadode equilíbrio, um professor utilizou um sistema fechado em equilíbrio, conforme a equação:
2 NO2(g) incolor N2O4(g) castanho + calor
As duas variáveis que provocaram a progressiva diminuição na intensidade da coloração castanha estão indicadasem:a) adição de catalisador - aumento da pressãob) aumento do volume - aumento da temperaturac) adição de catalisador - aumento da temperaturad) imersão em banho de gelo - aumento da pressão
26)(FUVEST 2001 – ESPECÍFICA) Em uma experiência, realizada a 25°C, misturaram-se VOLUMES IGUAISde soluções aquosas de hidróxido de sódio e de acetato de metila, ambas de concentração 0,020 mol/L.Observou-se que, durante a hidrólise alcalina do acetato de metila, ocorreu variação de pH.
a) Escreva a equação da hidrólise alcalina do acetato de metila.
b) Calcule o pH da mistura de acetato de metila e hidróxido de sódio no instante em que as soluções sãomisturadas (antes de a reação começar).
c) Calcule a concentração de OH– na mistura, ao final da reação. A equação que representa o equilíbrio dehidrólise do íon acetato é
CH3COO–(aq)+H2O(l) CH3COOH(aq)+OH–(aq)
A constante desse equilíbrio, em termos de concentrações em mol/L, a 25°C, é igual a 5,6 . 10–10.
Dados:produto iônico da água, Kω=10–14 (a 25°C)
(5,6)
= 2,37
27)(UFRJ 2001 – ESPECÍFICA) Existem indícios geológicos de que há, aproximadamente, 2 bilhões de anos, aatmosfera primitiva da Terra era constituída de cerca de 35% (em volume) de dióxido de carbono (gás carbônico),o que tornava improvável o surgimento de vida na superfície do planeta. Todavia, o aparecimento dos moluscoscom conchas nos oceanos veio a colaborar significativamente para diminuir esta concentração.
a) Sabendo que as conchas dos moluscos são constituídas de carbonato de cálcio, escreva a equação globalque representa as etapas reacionais de 1 a 4, relacionadas ao fenômeno acima.
CO2 (g) CO2 (aq) etapa 1CO2 (aq) + H2O (l) H+ (aq) + HCO3
– (aq) etapa 2HCO3
– (aq) H+(aq) + CO3–2(aq) etapa 3
CaCO3(s) Ca+2(aq) + CO3–2(aq) etapa 4
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b) Explique como os moluscos com conchas participaram da diminuição da concentração do dióxido de carbonona atmosfera.
28)(UFF 2000 – ESPECÍFICA) Uma solução de ácido acético 0,050 M apresenta um grau de dissociação (α) 0,4%à temperatura de 25°C.Para esta solução, à temperatura mencionada, calcule:
a) o valor da constante de equilíbrio;b) a concentração do íon acetato;c) o pH da solução;d) a concentração de todas as espécies em solução.
Dado: log 2 = 0,301
29) (UFF 2005 – ESPECÍFICA) Dissolveu-se 0,61 g do ácido orgânico (HA) de massa molar 122,0 g em quantidadesuficiente de água para completar 0,5 L de solução.Sabendo-se que sua constante de ionização vale 4.0 . 10–6, determine:
a) a molaridade da soluçãob) o pH da soluçãoc) as concentrações de todas as espécies em soluçãod) o grau de ionização do ácido na solução preparada
Dados:log 2 = 0,3010log 3 = 0,4771
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30)(UFRJ 2001 – NÃO-ESPECÍFICA) O vinhoto é um resíduo aquoso subproduto do processo de produção deálcool a partir do licor de fermentação da cana-de-açúcar. Rico em potássio e fósforo, mas pobre em nitrogênio,o vinhoto vem sendo utilizado como fertilizante em plantações de cana-de-açúcar. Para tornar o vinhoto umfertilizante melhor, propõe-se diminuir a sua acidez e acrescentar nitrogênio.
a) Das seguintes substâncias (NaOH, NH4OH, NH4NO3 e NaCl), escolha aquela a ser adicionada à solução devinhoto para torná-la um melhor fertilizante. Justifique.
b) Sabendo-se que o vinhoto é ácido, explique por que a solubilidade da amônia em vinhoto é maior do que emágua pura.
31) (UERJ 2002 – ESPECÍFICA) A amônia anidra é um gás incolor de odor intenso. Quando dissolvida em água,recebe o nome de hidróxido de amônio.
Calcule o pH da solução de hidróxido de amônio 0,05 mol . L–1, nas condições ambientes.Considere, em seu cálculo, o valor da constante de ionização da amônia igual a 2,0 . 10–5 e despreze a auto-ionização da água.
32) (FUVEST – 1ª FASE) O esmalte dos dentes é principalmente hidroxiapatita que, sob certas condições, sofredissolução (desmineralização), o que provoca a cárie.
Provoca desmineralização bochechar com:I. uma solução aquosa de hipoclorito de sódio (pH = 9);II. uma solução aquosa de cloreto de sódio (soro fisiológico);III. vinagre diluído em água.
Dessas afirmações, apenas:
a) a I é correta.b) a II é correta.c) a III é correta.d) a I e a II são corretas.e) a II e a III são corretas.
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33) (UFF – 1ª FASE) Na bancada de um laboratório, um frasco exibe o seguinte rótulo:
Isto significa que para o reagente em questão, cujo Ka é 1,75 . 10–5, no equilíbrio, existem no frasco, aproximadamente:
a) x2 mols . L–1 de CH3COOHb) (0,5 – x) mols . L–1 de CH3COOHc) (x – 0,5) mols . L–1 de CH3COO–
d) (0,5 – x) mols . L–1 de H3O+
e) x mols . L–1 de CH3COOH
34) (UFRRJ 2001 – 1ª FASE) Para deslocar o equilíbrio:
2 CrO4–2 + 2 H+ Cr2O7
–2 + H2O,
a fim de se produzir dicromato,
a) acrescenta-se base, ficando com [H3O+] > 10–7.
b) acrescenta-se ácido, ficando com [H3O+] > 10–7.
c) retira-se ácido, ficando com [H3O+] < 10–7.
d) adiciona-se base, ficando com [H3O+] < 10–7.
e) adiciona-se ácido, ficando com [H3O+] = 10–7.
35) (UERJ 2001 – ESPECÍFICA) O controle do pH do sangue humano é um processo complexo que envolve océrebro, os pulmões e os rins.Neste processo, o íon hidrogenocarbonato desempenha uma importante função tamponante.
Considerando as condições ambientes e a concentração hidroxiliônica equivalente a 2,5 . 10–7 mol . L–1, calcule opH do sangue humano.Utilize log105 igual a 0,70.
36) (UERJ 2001 – ESPECÍFICA) O etanóico é uma substância de largo emprego na indústria de alimentos, sejacomo conservante, seja para consumo na forma de vinagre. Uma solução de etanóico 0,1 mol . L–1 apresenta umpH de, aproximadamente, 3. Considerando as condições ambientes, calcule o valor do grau de ionização do etanóicoe a concentração de íons etanoato no estado de equilíbrio, em g . L–1.
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37) (UFF 2002 – ESPECÍFICA) O principio ativo da ASPIRINA é o ácido acetilsalicílico (AAS, C9H8O4), que é umácido fraco monocarboxílico, de Ka igual a 2,0 . 10–5 a 27°C.Considere uma solução aquosa de aspirina que apresenta concentração de 0,05 mol . L–1 e determine:a) A concentração de cada espécie presente;
b) O pH;
c) O grau de ionização (α).
38) (UERJ 2000 – ESPECÍFICA) A tabela abaixo apresenta as informações contidas nos rótulos de oito frascosde diferentes soluções aquosas:
Todas as soluções encontram-se nas condições ambientais e os ácidos e as bases fortes estão completamenteionizados.a) Escreva as fórmulas dos 2 solutos cujas soluções, ao serem misturadas, podem formar uma solução tampãoe o nome do único soluto cuja solução apresenta caráter neutro.
b) Calcule o pH da solução resultante da mistura de 700 mL da solução de ácido clorídrico com 300 mL dasolução de hidróxido de sódio.
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39) (UFF 2001 – ESPECÍFICA) A uma dada temperatura, os valores aproximados da constante de ionização doácido fórmico e da constante do produto iônico da água são, respectivamente, 1,0 . 10–4 e 1,0 . 10–14.Nessas condições, tem-se 0,68 g de formiato de sódio dissolvido em quantidade suficiente de água para completar1 L de solução. Para essa solução:
a) calcule o valor do pH;
b) classifique-a em ácida, básica ou neutra, justificando sua resposta.
40) (UFRJ – ESPECÍFICA) Dois frascos contêm, respectivamente, 550 mL de solução de ácido nítrico (frasco 1) e1000 mL de solução de hidróxido de potássio (frasco 2). Adiciona-se 450 mL da solução básica à solução ácida.O gráfico a seguir representa a variação de pH da solução ácida contida no frasco 1 (pH1), durante o período emque é adicionada a solução básica contida no frasco 2 (pH2).
a) Qual o pH final (X) da solução contida no frasco 1?
b) Escreva a equação que representa a reação de neutralização entre o ácido nítrico e o hidróxido de potássio.
41) (UFRJ 2001 – ESPECÍFICA) As concentrações de [H+] e de [OH–] típicas de algumas soluções encontradas emsua casa são apresentadas na tabela a seguir. Utilizando esses dados, responda aos dois itens abaixo.
a) Determine o pH da Coca-Cola.
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b) Deseja-se neutralizar 100 litros de água de rejeito da lavanderia, contida em um tanque, pela adição de umasolução 0,5 mol/L de ácido sulfúrico. Determine a quantidade (em litros) de solução ácida a ser utilizada.
42) (UFRJ 2002 – ESPECÍFICA) Os ácidos fracos são utilizados como conservantes na indústria de alimentos. Atabela a seguir relaciona valores de Ka e a proporção (%) do total de ácido não dissociado para diferentes valoresde pH.
Sabe-se que: quanto maior a concentração da forma não dissociada, maior a eficiência de um conservante.A partir da equação de equilíbrio para um ácido fraco, explique por que a eficiência de um conservante é favorecidaquanto menor o valor de Ka e menor o pH do meio.
43) Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formam um casal de namorados. Elesestão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passaram pela primeira fase e agora se preparam para a etapaseguinte. Hoje resolveram rever a matéria de Química. Arrumaram o material sobre a mesa da sala e iniciaram oestudo:
− Será que estamos preparados para esta prova? - pergunta Naná.− Acho que sim! - responde Chuá. - O fato de já sabermos que Química não se resume à regra de três e àdecoração de fórmulas nos dá uma certa tranqüilidade.− Em grande parte graças à nossa professora - observa Naná.− Bem, vamos ao estudo!− Será então que poderia cair alguma questão ligada a Ecologia na prova de Química? - sugere Chuá.− É uma boa! - responde Naná. - Veja aqui nesta notícia de jornal: Uma indústria foi autuada pelas autoridadespor poluir um rio com efluentes contendo íons Pb2+. O chumbo provoca no ser humano graves efeitos toxicológicos.Acho que uma boa pergunta estaria relacionada ao possível tratamento desses efluentes para retirar o chumbo.Ele poderia ser precipitado na forma de um sal muito pouco solúvel e, a seguir, separado por filtração ou decantação.
a) Considerando apenas a constante de solubilidade dos compostos a seguir, escreva a fórmula do ânion maisindicado para a precipitação do Pb2+. Justifique.
Dados: Sulfato de chumbo, Ks = 2 . 10–8; carbonato de chumbo, Ks = 2 . 10–13; sulfeto de chumbo, Ks = 4 . 10–28.
b) Se num certo efluente aquoso há 1 . 10–3 mol/L de Pb2+ e se a ele for adicionada a quantidade estequiométricado ânion que você escolheu no item a, qual é a concentração final de íons Pb2+ que sobra neste efluente? Admitaque não ocorra diluição significativa do efluente.
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44) O magnésio e o alumínio, metais de baixa densidade, muito empregados em ligas metálicas de aplicaçãoindustrial, apresentam algumas propriedades químicas semelhantes, como a formação de hidróxidos pouco solúveis.
a) Escreva a equação química completa e balanceada da reação de oxirredução entre o magnésio metálico e ocátion alumínio em solução aquosa.
b) A solubilidade do hidróxido de magnésio em água, à temperatura ambiente, é igual a 5,0 . 10–4 mol x L–1.Calcule o produto de solubilidade deste composto.
45) Para fazer exames de estômago usando a técnica de raios-X, os pacientes devem ingerir, em jejum, umasuspensão aquosa de sulfato de bário, BaSO4, que é pouco solúvel em água. Essa suspensão é preparada em umasolução de sulfato de potássio, K2SO4, que está totalmente dissolvido e dissociado na água. Os íons bário, Ba2+,são prejudiciais à saúde humana. A constante do produto de solubilidade do sulfato de bário em água a 25°C é iguala 1,6 . 10–9.
a) Calcule a concentração de íons bário dissolvidos numa suspensão de BaSO4 em água.
b) Por que, para a saúde humana, é melhor fazer a suspensão de sulfato de bário em uma solução de sulfato depotássio, do que em água apenas? Considere que o K2SO4 não é prejudicial à saúde.
46) A presença do íon de mercúrio II, Hg2+, em águas de rios, lagos e oceanos, é bastante prejudicial aos seresvivos. Uma das maneiras de se diminuir a quantidade de Hg2+ dissolvido é provocar a sua reação com o íon sulfetojá que a constante do produto de solubilidade do HgS é 9 . 10–52 a 25°C. Trata-se, portanto de um sal pouquíssimosolúvel. Baseando-se somente neste dado responda:a) Que volume de água, em dm3, seria necessário para que se pudesse encontrar um único íon Hg2+ em umasolução saturada de HgS?
b) O volume de água existente na Terra é de, aproximadamente, 1,4 . 1021 dm3. Esse volume é suficiente parasolubilizar um mol de HgS? Justifique.
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47) Sabe-se que o processo de dissolução do PbI2(s) em água é endotérmico. Sobre o filtrado de uma soluçãoaquosa de PbI2 que estava originalmente em contato com seu corpo fundo (PbI2(s)), na temperatura de 25°C, sãofeitas as afirmações:
I - O filtrado é uma solução aquosa de PbI2 onde concentração do íon Pb2+(aq) é igual à do íon I– (aq).
II - Espera-se que ocorra precipitação de PbI2 onde se a temperatura do filtrado diminui para um valor menor doque 25°C.
III - Se ao filtrado for adicionado um excesso de PbI2 (s), aumentará tanto a concentração dos íons I– (aq) como dosíons Pb2+
(aq).
IV - Se ao filtrado for adicionada uma solução saturada a 25°C de iodeto de potássio, a concentração de íons I– (aq)aumentará, enquanto a concentração de íons Pb2+
(aq) diminuirá. Estão CORRETAS:
Todas.
a) Apenas I e III.b) Apenas I e IV.c) Apenas II e III.d) Apenas I e IV.
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Reações Orgânicas
48) Estão representados a seguir quatro esteróides:
Considerando que o colesterol é um composto insaturado, que reação poderia ocorrer, em condições apropriadas,se este fosse tratado com bromo (Br‚)?
49) (FUVEST – ESPECÍFICA) Hidrocarbonetos que apresentam dupla ligação podem sofrer reação de adição.Quando a reação é feita com um haleto de hidrogênio, o átomo de halogênio se adiciona ao carbono insaturado quetiver menor número de hidrogênios, conforme observou Markovnikoff. Usando esta regra, dê a fórmula e o nome doproduto que se forma na adição de:
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50) O composto A, B e C são alcenos em que os átomos ou grupos de átomos estão ligados aos carbonos 1 e 2,conforme indicado na tabela a seguir.
Compostos Átomos ou grupos de átomos ligados aos carbonosA H–H CH3–CH3B CH3–H CH3–HC Br–Br H–Br
A reação do composto B com HBr leva à formação de isômeros? Justifique.
51) A adição de HBr a um alceno pode conduzir a produtos diferentes caso, nessa reação, seja empregado o alceno puroou o alceno misturado a uma pequena quantidade de peróxido.
O 1-metilciclopenteno reage com HBr de forma análoga. Escreva, empregando fórmulas estruturais as equaçõesque representam a adição de HBr a esse composto na presença e na ausência de peróxido.
Dê as fórmulas estruturais dos metilciclopentenos isoméricos (isômeros de posição).
Indique o metilciclopenteno do item b que forma, ao reagir com HBr, quer na presença, quer na ausência deperóxido, uma mistura de metilciclopentanos monobromados que são isômeros de posição. Justifique.
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52) A partir de um álcool X, proveniente da cana-de-açúcar, tem-se a seguinte seqüência de reações:
a)Dê o nome (IUPAC) dos compostos X, Y, Z e W.
b) Dê as estruturas dos isômeros funcionais do composto W.
53) Observe o esquema a seguir:
A partir da análise deste esquema:
a) Especifique o reagente X.
b) Dê a fórmula estrutural de Y.
c)Informe o nome oficial (IUPAC) dos compostos I, II e III.
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54) Os efeitos nocivos do colesterol provêm da sua indesejável deposição nas paredes dos vasos sangüíneos, obstruindoa passagem do sangue, aumentando o risco de enfarte do miocárdio e de parada cardíaca.A fórmula estrutural do colesterol é:
Considere as três reações:
1. colesterol e Br2;
2. colesterol e H2 na presença de Pt;
3. colesterol e CH3COOH catalisado por H2SO4.
a) Informe, por meio de fórmula estrutural, o produto orgânico formado em cada uma das reações acima.
b) Classifique a reação indicada por III.
55) Indique a fórmula do principal produto que se obtém tratando 2-metil-2-buteno com:
a) H2 em presença de platina.
b) água em meio ácido.
c) bromo (Br2).
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56) Dê o nome dos produtos que são obtidos quando se trata 3-metil-1-penteno com os elementos a seguir e demonstreatravés de equações.
a) H2O / H2SO4b) H2 / Nic) Br2 / CCl4d) O3 / H2O2
57) Fontes vegetais de lipídios contêm moléculas de ácidos graxos (ácidos carboxílicos poli-insaturados) que apresentamestrutura cis. O processo de hidrogenação parcial destas gorduras, como por exemplo na fabricação de margarinas,pode conduzir à formação de isômeros trans, que não são desejáveis, visto que estes são suspeitos de elevarem o teorde colesterol no sangue.Escreva a equação química que representa, genericamente, a hidrogenação de uma dupla ligação carbono-carbono
a) O ácido linoléico pode ser representado pela fórmula C18H32O2.
b) Quantas duplas ligações contêm uma molécula deste ácido? Justifique.
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Funções Inorgânicas 1) Vivemos em uma época notável. Os avanços da ciência e da tecnologia nos possibilitam entender melhor o planeta em que vivemos. Contudo, apesar dos volumosos investimentos e do enorme esforço em pesquisa, a Terra ainda permanece misteriosa. O entendimento desse sistema multifacetado, físico–químico–biológico, que se modifica ao longo do tempo, pode ser comparado a um enorme quebra–cabeças. Para entendê–lo, é necessário conhecer suas partes e associá–las. Desde fenômenos inorgânicos até os intrincados e sutis processos biológicos, o nosso desconhecimento ainda é enorme. Há muito o que aprender. Há muito trabalho a fazer. Nesta prova, vamos fazer um pequeno ensaio na direção do entendimento do nosso planeta, a Terra, da qual depende a nossa vida.
O nitrogênio é importantíssimo para a vida na Terra. No entanto, para que entre nos ciclos biológicos é fundamental que ele seja transformado, a partir da atmosfera, em substâncias aproveitáveis pelos organismos vivos. O diagrama a seguir mostra, de modo simples, o seu ciclo na Terra. Os retângulos representam os reservatórios naturais contendo quantidades de compostos de nitrogênio. No diagrama estão representados os processos envolvidos, as quantidades totais de nitrogênio e, em cada retângulo, as espécies predominantes.
Quais dos processos representam oxidação de uma espécie química em outra? Em qual espécie química desse ciclo o nitrogênio apresenta o maior número de oxidação? Qual é o seu número de oxidação nesse caso? Mostre como chegou ao resultado. 2) O material cerâmico YBa2Cu3O7, supercondutor a baixas temperaturas, é preparado por tratamento adequado na mistura Y2O3, BaCO3 e CuO. Nesse supercondutor, parte dos átomos de cobre tem número de oxidação igual ao do cobre no CuO; a outra parte tem número de oxidação incomum. a) Dê o número de oxidação do ítrio, do bário e do cobre nos compostos usados na preparação do material cerâmico. b) Calcule os números de oxidação do cobre no composto YBa2Cu3O7.
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3)O arseneto de gálio (GaAs) é uma substância com excepcionais propriedades semi–condutoras, sendo muito utilizado em células fotoelétricas e transistores. Muitos cientistas acreditam que o arseneto de gálio deverá substituir o silício na fabricação da próxima geração de “chips” de computadores ultra–velozes. Sua obtenção industrial se dá através da reação a seguir realizada a 600°C:
As + H2 + Ga2 O3 → GaAs + H2O Sabendo–se que o número de oxidação do gálio permanece inalterado, determine a variação do número de oxidação do arsênio na reação de produção do arseneto de gálio. 4)O peróxido de sódio pode ser usado como agente alvejante de artigos de lã, de seda e de algodão e em sínteses químicas. Ele reage com o monóxido de carbono, para formar o carbonato de sódio, e reage com o dióxido de carbono, para formar o carbonato de sódio e o oxigênio, conforme equações a seguir. 1) Na2O2 + CO → Na2CO3
2) Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + 12
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a) Qual o número de oxidação do oxigênio no peróxido de sódio e do carbono no gás carbônico? b) Indique o agente redutor e o agente oxidante na primeira equação. 5) O formol ou formalina é uma solução aquosa de metanal, utilizada na conservação dos tecidos de animais e cadáveres humanos para estudos em Biologia e Medicina. Ele é oxidado a ácido fórmico, segundo a equação a seguir, para evitar que os tecidos animais sofram deterioração ou oxidação. Nessa transformação, o número de oxidação do carbono sofreu uma variação de:
a) – 4 para + 4 b) – 2 para – 1 c) – 3 para – 2 d) 0 para + 2 6) Dado o grupo de compostos clorados apresentados a seguir, descubra os números de oxidação do Cloro em cada caso.
KClO4 Mg(ClO3) NaClO AlCl3 Cl2 7)Os números de oxidação dos halogênios nos compostos NaCl, NaClO3, KI, I2, NH4IO3 são, respectivamente, iguais a quanto?
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8)O nitrogênio possui número de oxidação –3 no composto a) HNO2 b) HNO3 c) NH3 d) NCl3 e) N2O3 9)Na obtenção do ferro, a partir da hematita, uma das reações que ocorrem é: Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 3 CO2(g) + 2 Fe(s) Nesta reação: a. os íons Fe+3 presentes no Fe2O3 são reduzidos a íons Fe+. b. os íons Fe+1 presentes no Fe2O3 são reduzidos a átomos de Fe. c. cada íon Fe+3 presente no Fe2O3 ganha 1 elétron. d. cada íon Fe+3 presente no Fe2O3 perde 1 elétron. e. os íons Fe+3 presentes no Fe2O3 são oxidados. 10)Descobertas recentes da Medicina indicam a eficiência do óxido nítrico, NO, no tratamento de determinado tipo de pneumonia. Sendo facilmente oxidado pelo oxigênio a NO2, quando preparado em laboratório, o ácido nítrico deve ser recolhido em meio que não contenha O2. Os números de oxidação do nitrogênio no NO e NO2 valem quanto: 11)O número de oxidação do átomo de carbono nas estruturas CH4, HCHO e 2
3CO− é, respectivamente,igual a quanto: 12)Assinale a alternativa, cujo óxido encontrado na natureza tem metal com número de oxidação +4.
a. Fe3O4 b. FeO c. Al2O3 d. SnO2 e. Fe2O3
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13) Para a fabricação de chips utilizados em computadores e calculadoras eletrônicas, é necessária uma forma altamente pura de silício, que pode ser obtida por meio da reação redox representada pela equação:
SiCl4(s) + 2H2 → Si + 4HCl Considerando essa reação, pode–se dizer que: a. O SiCl4 é o agente redutor, pois seu nox varia de +4 para zero. b. O SiCl4 é o agente oxidante, pois seu nox varia de +4 para zero. c. O H2(g) é o agente redutor, pois seu nox varia de +1 para zero. d. O SiCl4 é o agente oxidante, pois seu nox varia de – 4 para zero. e. O H2(g) é o agente oxidante, pois seu nox varia de +1 para zero. 14)Uma das principais impurezas que existem nos derivados de petróleo e no carvão mineral é o enxofre. Quando esses combustíveis são utilizados, a queima do enxofre produz SO2 de cheiro irritável e esse, por sua vez, naatmosfera, reage com o oxigênio e se transforma lentamente no SO3. Essa reação é acelerada pela presença de poeira na atmosfera. O SO3 reage com a água da chuva produzindo o H2SO4 que é um ácido forte. Durante esse processo o enxofre passa por diferentes estados de oxidação. Em relação às substâncias SO2 SO3 e H2SO4 o número de oxidação do enxofre é, respectivamente:
a. + 4, + 6, + 6 b. – 4, + 4, + 6 c. + 2, – 3, 0 d. – 2, + 3, + 6 e. – 4, + 6, 0
15)Um anti–séptico bucal contendo peróxido de zinco – ZnO2, suspenso em água é efetivo no tratamento de infecções orais causadas por microorganismos. Indique o número de oxidação do zinco nesta substância. 16)Nas substâncias CO2, KMnO4, H2SO4, os números de oxidação do carbono, manganês e enxofre são, respectivamente, iguais a quanto: 17)O gás nitrogênio, devido à sua baixa reatividade química, é usado dentro de lâmpadas incandescentes e em embalagens de certos alimentos. Em certas condições, é capaz de reagir, sendo utilizado na síntese de amônia, representada na reação não balanceada a seguir
N2 + H2 NH3 Observando a reação, pode–se afirmar que o a. nitrogênio atua como oxidante, com aumento de seu número de oxidação. b. hidrogênio atua como redutor, com diminuição de seu número de oxidação. c. nitrogênio age como redutor, com diminuição de seu número de oxidação. d. hidrogênio age como oxidante, com diminuição de seu número de oxidação. e. nitrogênio atua como oxidante, com diminuição de seu número de oxidação.
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18)No processo da glicólise, o ácido pirúvico, em reação com o NADH2, origina o ácido láctico. A reação pode ser representada, esquematicamente, por: Neste caso, a) o carbono 1 diminuiu o valor de seu número de oxidação. b) o carbono 2 diminuiu o valor de seu número de oxidação. c) o carbono 3 aumentou o valor de seu número de oxidação. d) o carbono 2 aumentou o valor de seu número de oxidação. e) os carbonos 1, 2 e 3 não tiveram seus valores de número de oxidação alterados. 19)Na natureza, o elemento nitrogênio aparece sob diversas formas. Assinale no quadro a seguir a alternativa que associa corretamente a espécie química com o estado de oxidação do elemento nitrogênio.
NH3 4NH+ 2NO− 3NO− N2 N2O NO NO2 a) –3 –2 +4 +5 0 +1 +2 +4 b) +3 +3 +5 +6 0 +1/2 +1 +2 c) –3 –4 +3 +5 0 –1 –2 –4 d) +3 –3 –3 +5 0 +1 +2 +4 e) –3 –3 +3 +5 0 +1 +2 +4
20)O carbono pertence ao grupo 4A da classificação periódica e pode ligar–se tanto a elementos de alta eletronegatividade, como flúor (4,0) ou oxigênio (3,5), quanto a elementos mais eletropositivos, como hidrogênio (2,1) ou magnésio (1,2). Assim, apesar de o carbono, na grande maioria dos casos, unir–se através de ligações covalentes, ele tem o número de oxidação bastante variável. Observe as substâncias representadas a seguir.
Marque a alternativa que apresenta, em ordem, o número de oxidação do carbono em cada uma delas.
a) 0; –2; 0; +4; +4 b) –2; +3; 0; –4; +4 c) 0; +2; –2; +4; –4 d) +2; –3; +2; –4; –4 e) –2; –3; 0; +4; –4
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21)O dióxido de cloro vem substituindo o cloro (Cl2) em muitas estações de tratamento de água para abastecimento público de países desenvolvidos, pois investigações em laboratório têm mostrado que o Cl2, na presença de matéria orgânica, pode produzir compostos organoclorados, altamente tóxicos. O dióxido de cloro pode ser obtido pela reação entre clorito de sódio e Cl2, de acordo com: 2NaClO2(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) + 2ClO2(g) 22)O estado de oxidação do cloro nos compostos NaClO2, Cl2, NaCl e ClO2 é, respectivamente,
a) –1, 0, –1 e +2. b) +3, 0, –1 e +4. c) +1, –1, 0 e –4. d) –3, 0, –1 e –4.
23)Na reação iônica:
S-2 + 24CrO− + H+ → S + H2O + Cr+3
cada átomo de cromo: a) perde 1 elétron. b) ganha 3 elétrons. c) ganha 1 elétron. d) perde 6 elétrons. e) perde 3 elétrons. 23)Uma base tem a fórmula Mg(OH)3. Podemos afirmar que M pode estar representando o elemento:
a) Sódio b) Chumbo c) flúor d) cálcio e) alumínio
24)Montar a fórmula molecular dos seguintes compostos abaixo:
a) hidróxido de bário b) hidróxido niquélico c) hidróxido cobaltoso d) hidróxido de chumbo II. e) hidróxido áurico
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25)Apresente a nomenclatura dos compostos abaixo:
a) Sn(OH)2 b) LiOH c) Pb(OH)4 d) AuOH
26)Escreva o nome dos compostos a seguir:
e) H3PO4 a) H3PO3 b) H3PO2 c) HCN d) HF
27)O rubi é constituído por Al2O3 predominantemente. A coloração vermelha deve-se a pequenas quantidades de Cr2O3. Escreva os nomes dos compostos citados. 28)Os ácidos podem ser classificados quanto ao número de hidrogênios ionizáveis. O ácido H3PO2 utilizado na fabricação de medicamentos, apresenta fórmula estrutural: Qual é o nome desse ácido: Quantos hidrogênios ionizáveis ele apresenta: Justifique sua resposta. 29)O consumidor brasileiro já está informado de que os alimentos industrializados que ingere contêm substâncias cuja função básica é a de preservá-los da deterioração. Alguns exemplos dessas substâncias são: conservantes -ácido bórico (P.ll) e anidrido sulfuroso (P.V); antioxidante - ácido fosfórico (A.III); antiumectantes - carbonato de cálcio (Au.l) e dióxido de silício (Au.Vlll). Marque a opção que indica a fórmula de cada substância na ordem apresentada no texto. a) H2BO4; SO3; H3PO3; K2CO3; Si2O b) H3BO3; SO2; H3PO3; K2CO3; SiO2 c) H3BO3; SO2; H3PO4; CaCO3; SiO2 d) H3BO3; SO3; H3PO4; CaCO3; Si2O e) H3BO4; SO2; H3PO3; CaCO3; SiO2
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Propriedades coligativas 30) Certas propriedades físicas de um solvente, tais como temperatura de ebulição e de solidificação, são alteradas quando nele dissolvemos um soluto não volátil. Para verificar esse fato, quatro sais distintos foram dissolvidos em frascos contendo a mesma quantidade de água, como indica o esquema a seguir:
a) Coloque as soluções I, II, III e IV em ordem crescente de abaixamento da temperatura de solidificação que ocorre devido à adição do soluto. b) Sabendo que o volume final da solução do frasco II é de 3 litros, calcule a concentração de K2SO4, em g/L. 31) Em um laboratório foram preparadas uma solução 1M de ZnCl2 e uma outra 1M de NaCl, para serem utilizadas em diferentes experimentos. No primeiro experimento foram obtidos valores das pressões de vapor dessas soluções em diferentes temperaturas.
Identifique, dentre as curvas A, B e C apresentadas no gráfico, aquela que corresponde à solução de ZnCl2(1M) e aquela que corresponde à solução de NaCl(1M). Justifique sua resposta.
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32)Na figura a seguir, o balão A contém 1 litro de solução aquosa 0,2mol/L em KBr, enquanto o balão B contém 1 litro de solução aquosa 0,1mol/L de FeBr3. Os dois balões são mantidos na temperatura de 25°C. Após a introdução das soluções aquosas de KBr e de FeBr3 as torneiras TA e TB são fechadas, sendo aberta a seguir a torneira TC. As seguintes afirmações são feitas a respeito do que será observado APÓS O ESTABELECIMENTO DO EQUILÍBRIO.
I. A pressão osmótica das duas soluções será a mesma. II. A pressão de vapor da água será igual nos dois balões. III. O nível do líquido no balão A será maior do que o inicial. IV. A concentração da solução aquosa de FeBr3 no balão B será maior do que a inicial. V. A molaridade do KBr na solução do balão A será igual à molaridade do FeBr3 no balão B. Qual das opções a seguir contém apenas as afirmações CORRETAS?: a) I e II. b) I, III e IV. c) I, IV e V. d) II e III. e) II, III, IV e V. 33)Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos a seguir, sob pressão de 1atm: I. A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0,1mol/L é menor do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0,1mol/L a 25°C. II. A pressão de vapor do n-pentano é maior do que a pressão de vapor do n-hexano a 25°C. III. A pressão de vapor de substâncias puras como: acetona, éter etílico, etanol e água, todas em ebulição, tem o mesmo valor. IV. Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de uma substância. V. Quanto maior for o volume de um líquido, maior será a sua pressão de vapor. Destas afirmações, estão CORRETAS apenas I, II, III e IV. d) apenas II, III e IV. apenas I, II e V. e) apenas III, IV e V. apenas I, IV e V.
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34)Leia as afirmações referentes ao gráfico que representa a variação da pressão de vapor em equilíbrio com a temperatura.
I. As forças de atração intermoleculares das substâncias apresentadas, no estado líquido, aumentam na seguinte ordem: dietiléter < 2-butanol < 1-butanol. II. O ponto de ebulição normal é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão de uma atmosfera. III. A pressão de vapor de um líquido depende da temperatura; quanto maior a temperatura, maior a sua pressão de vapor. IV. À medida que a pressão atmosférica sobre o líquido é diminuída, é necessário elevar-se a sua temperatura, para que a pressão de vapor se iguale às novas condições do ambiente. Dentre as afirmativas, estão corretas:
a) I, II e IV. b) II, III e IV. c) I, III, e IV d) I, II, III e IV. e) I, II e III.
35)Considere três recipientes abertos, contendo líquido em ebulição contínua. Em (1), tem-se água pura; em (2), uma solução aquosa de glicose 10–1 M; em (3), uma outra solução aquosa de glicose 10–1 M, conforme ilustrado a seguir. Assinale a opção cujo gráfico representa a variação das temperaturas dos líquidos anteriores em função do tempo.
Um aluno, interessado em estudar as propriedades de soluções colocou em uma caixa dois copos contendo volumes iguais de soluções aquosas de um mesmo soluto não-volátil, fechando-a hermeticamente, conforme ilustra a figura a seguir:
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A solução contida no copo I era mais concentrada que a contida no copo II. A temperatura externa à caixa permaneceu constante durante o experimento. Acerca das observações que poderiam ser feitas a respeito desse experimento, marque a opção correta: a) Após alguns dias, o volume da solução contida no copo I diminuirá. b) As concentrações das soluções nos dois copos não se alterarão com o tempo porque o soluto não é volátil. c) O ar dentro da caixa ficará saturado de vapor d'água. d) Após alguns dias, a solução do frasco II terá uma maior pressão de vapor.
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Eletroquímica
36)Um elemento galvânico, chamado de I, é constituído pelos dois eletrodos seguintes, separados por uma membrana porosa: I A. Chapa de prata metálica, praticamente pura, mergulhada em uma solução 1 mol L–1 de nitrato de prata. I B. Chapa de zinco metálico, praticamente puro mergulhada em uma solução 1 mol L–1 de sulfato de zinco. Um outro elemento galvânico, chamado de II, é constituído pelos dois seguintes, eletrodos, também separados por uma membrana porosa: II A. Chapa de cobre metálico, praticamente puro, mergulhada em uma solução 1 mol L–1 de sulfato de cobre. II B. Chapa de zinco metálico, praticamente puro, mergulhada em uma solução 1 mol L–1 de sulfato de zinco.
Os elementos galvânicos I e II são ligados em série de tal forma que o eletrodo IA é conectado ao IIA, enquanto o eletrodo IB é conectado ao IIB. As conexões são feitas através de fios de cobre. A respeito desta montagem I) faça um desenho esquemático dos elementos galvânicos I e II ligados em série. Neste desenho indique: II) quem é o elemento ativo (aquele que fornece energia elétrica) e quem é o elemento passivo (aquele que recebe energia elétrica), III) o sentido do fluxo de elétrons, IV) a polaridade de cada um dos eletrodos: IA, IB, IIA e IIB e V) as meia-reações eletroquímicas balanceadas para cada um dos eletrodos. 37)Em geral, soluções aquosas ácidas de sais do cátion Fe+2 são azul-esverdeadas quando recém-preparadas. Se expostas ao ar atmosférico, tornam-se amareladas. As soluções de cátion Co+2, em condições semelhantes às do cátion Fe+2, não sofrem alteração da cor rósea original. Essas mudanças de coloração em metais de transição devem-se, dentre outros fatores, a mudanças em seus estados de oxidação e, no caso dos íons Fe+2, a alteração é provocada pela ação do oxigênio do ar atmosférico.
São fornecidas a seguir as semi-reações de redução, com os respectivos potenciais-padrão:
Escreva a equação química completa e equilibrada que representa a oxidação dos íons ferrosos a íons férricos pela ação do oxigênio. Justifique o fato de as soluções de cobalto serem estáveis frente à ação do oxigênio.
38)Considere as seguintes semi-reações:
Al3+(aq) + 3e– → Al(s) E° = –1,66 V Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) E° = 0,34 V
Qual deverá ser a reação representativa da célula? Qual o potencial da célula galvânica que se utiliza das semi-reações acima? Qual das semi-reações deverá ser representativa do ânodo?
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39)Para verificar a autenticidade de um lote de moedas, cunhadas em uma liga de Zn/Cu contendo 60 % em massa de cobre, foi realizada, inicialmente, uma análise qualitativa que confirmou a presença apenas desses dois metais na liga. Em seguida, realizou-se a seqüência de procedimentos experimentais descrita a seguir:
- uma moeda de peso igual a 5 g foi colocada em um recipiente contendo excesso de uma solução
aquosa de HCl de concentração igual a 1 mol/L; - a reação iniciou-se imediatamente, com a evolução de gás; - ao término da reação, restou uma mistura de um líquido e um resíduo sólido metálico, que foi filtrada; - a solução aquosa obtida foi recolhida em um recipiente e submetida a um método de separação; - ao final da separação, restou um sólido branco cristalino no recipiente.
(Dados: Zn = 65,4; Cl = 35,5; H = 1). O diagrama a seguir ilustra o processo:
O potencial de redução do cobre é igual a +0,34 V e o do zinco é igual a –0,76 V. Sabendo que foram obtidos 2 g de sólido metálico após a reação, escreva a semi-reação de oxidação que ocorre e verifique se a moeda examinada é falsa. Justifique sua resposta.
40)Plataformas de petróleo, navios e outras estruturas metálicas que ficam em contato permanente com a água do mar estão sempre sujeitas à corrosão. Uma das formas utilizadas para proteger estruturas de aço submersas consiste em prender uma placa de metal na estrutura, conforme ilustra a figura a seguir.
Utilizando o conceito de pilha e os potenciais de redução dados, identifique o metal que pode ser usado na placa, representando a pilha formada. Considere que a estrutura do aço não sofre corrosão.
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41)O contato com certos metais (como o cobre e o estanho) pode acelerar a corrosão do ferro e torná-la mais intensa, enquanto o contato com metais (como o zinco e o magnésio) pode impedir ou retardar a formação de ferrugem.
Levando-se em conta os valores dos potenciais (E0) das semi-reações abaixo, Mg++(aq) + 2e– → Mg(s) – 2,37V Zn++(aq) + 2e– → Zn(s) – 0,76V Fe++(aq) + 2e– → Fe(s) – 0,44V Sn++(aq) + 2e– → Sn(s) – 0,14V Cu++(aq) + 2e– → Cu(s) – 0,36V 1/2 O2(g) + 2e– + H2O(l) → 2OH–(aq) + 0,41V
Calcule o ? E0 da pilha formada por ferro e oxigênio em meio aquoso e o ? E0 da pilha formada por ferro e zinco em meio aquoso. Explique o fato de o oxigênio ser o oxidante mais forte da série apresentada.
42)Observe o quadro a seguir.
Para estocar uma solução contendo cloreto de níquel, um técnico realizou experiências até encontrar um recipiente apropriado. Os recipientes utilizados nos testes foram de ferro, chumbo, zinco e de manganês. Que testes o técnico realizou? Justifique sua resposta. Sabendo-se que o potencial de redução do níquel [E0red(Ni++/Ni) = –0,25 Volts], a que conclusões o técnico chegou, quanto aos recipientes? Justifique sua resposta.
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44)No ano de 2000 foram comemorados os 200 anos de existência da pilha elétrica, invento de Alessandro Volta. Um dos dispositivos de Volta era formado por uma pilha de discos de prata e de zinco, sendo que cada par metálico era separado por um material poroso embebido com uma solução ácida. É daí que veio o nome "pilha", utilizado até hoje.
Considerando que:
Na pilha de Volta, a espécie redutora deve ser, I. Zn II. Zn2+ III. H+ IV. Ag V. H2
É correto o que se afirma apenas em a) I. c) I, II e IV. e) I, III e IV. b) II e IV. d) II e III.
45) Considere três metais A, B e C, dos quais apenas A reage com ácido clorídrico diluído, liberando hidrogênio. Varetas de A, B e C foram espetadas em uma laranja, cujo suco é uma solução aquosa de pH = 4. A e B foram ligados externamente por um resistor (formação da pilha 1). Após alguns instantes, removeu-se o resistor, que foi então utilizado para ligar A e C (formação da pilha 2). Nesse experimento, o pólo positivo e o metal corroído na pilha 1 e o pólo positivo e o metal corroído na pilha 2 são, respectivamente,
Pilha 1 Pilha 2 Pólo
positivo Metal corroído
Pólo positivo
Metal corroído
a) B A A C b) B A C A c) B B C C d) A A C A e) A B A C
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46)Três metais foram acrescentados a soluções aquosas de nitratos metálicos, de mesma concentração, conforme indicado na tabela. O cruzamento de uma linha com uma coluna representa um experimento. Um retângulo escurecido indica que o experimento não foi realizado; o sinal (-) indica que não ocorreu reação e o sinal (+) indica que houve dissolução do metal acrescentado e precipitação do metal que estava na forma de nitrato. Cada um dos metais citados, mergulhado na solução aquosa de concentração 0,1 mol/L de seu nitrato, é um eletrodo, representado por Me | Me2+, onde Me indica o metal e Me2+, o cátion de seu nitrato. A associação de dois desses eletrodos constitui uma pilha. A pilha com MAIOR diferença de potencial elétrico e polaridade correta de seus eletrodos, determinada com um voltímetro, é a representada por
47)Um elemento galvânico é constituído pelos eletrodos a seguir especificados e separados por uma ponte salina. ELETRODO I: placa de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa 1mol/L de nitrato de chumbo. ELETRODO II: sulfato de chumbo sólido prensado contra uma "peneira" de chumbo metálico mergulhada em uma solução aquosa 1mol/L de ácido sulfúrico. Nas condições-padrão, o potencial de cada um destes eletrodos, em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, é E0 (Pb/Pb2+) = –0,1264 V (ELETRODO I). E0 (Pb/PbSO4, SO4
2–) = –0,3546 V (ELETRODO II). Assinale a opção que contém a afirmação CORRETA sobre as alterações ocorridas neste elemento galvânico quando os dois eletrodos são conectados por um fio de baixa resistência elétrica e circular corrente elétrica no elemento. a) A massa de sulfato de chumbo sólido na superfície do ELETRODO II aumenta. b) A concentração de íons sulfato na solução aquosa do ELETRODO II aumenta. c) O ELETRODO I é o pólo negativo. d) O ELETRODO I é o ânodo. e) A concentração de íons chumbo na solução aquosa do ELETRODO I aumenta.
48)Considere os dois eletrodos (I e II) seguintes e seus respectivos potenciais na escala do eletrodo de hidrogênio (E0) e nas condições-padrão: I. 2F–(aq) 2e–(CM) + F2(g); E0I = 2,87 V. II. Mn2+(aq) + 4H2O(l) 5e–(CM) + 8H+(aq) + MnO4
–(aq); E0II = 1,51V. III. A força eletromotriz de um elemento galvânico construído com os dois eletrodos acima é de a) –1,81 V. b) –1,13 V. c) 0,68 V. d) 1,36 V. e) 4,38 V.
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49)Considere os eletrodos representados pelas semiequações químicas seguintes e seus respectivos potenciais na escala do eletrodo de hidrogênio (E0) e nas condições-padrão: I. ln+(aq) + e–(CM) ln(s); E0I = –0,14 V. II. In2+(aq) + e–(CM) ln+(aq); E0II = –0,40 V. III. In3+(aq) + 2e–(CM) ln+(aq); E0III = –0,44 V. IV. In3+(aq) + e–(CM) In2+(aq); E0IV = –0,49 V. Assinale a opção que contém o valor correto do potencial-padrão do eletrodo representado pela semi-equação In3+(aq) + 3e–(CM) ln(s). a) –0,30 V. b) –0,58 V. c) –1,47 V. d) –0,34 V. e) –1,03 V. 50) Dois copos (A e B) contêm solução aquosa 1 mol L–1 em nitrato de prata e estão conectados entre si por uma ponte salina. Mergulha-se parcialmente um fio de prata na solução contida no copo A, conectando-o a um fio de cobre mergulhado parcialmente na solução contida no copo B. Após certo período de tempo, os dois fios são desconectados. A seguir, o condutor metálico do copo A é conectado a um dos terminais de um multímetro, e o condutor metálico do copo B, ao outro terminal. Admitindo que a corrente elétrica não circula pelo elemento galvânico e que a temperatura permanece constante, assinale a opção que contém o gráfico que melhor representa a forma como a diferença de potencial entre os dois eletrodos (? E=EA – EB) varia com o tempo.
51)Em ambientes redutores, como o existente em sedimentos de lagos eutrofizados (baixa concentração de oxigênio), há a formação de diferentes compostos químicos, inclusive alguns danosos à vida aquática, como nitritos (NO2
- ) e gás sulfídrico (H2S). Abaixo estão listadas algumas das transformações possíveis. i. SO4
2– + 10H+ + 2e– → H2S + H2O2 E = –0,20 V ii. MnO2 + 4H+ + 2e– → Mn2+ + 2H2O2 E = +0,50 V iii. Fe(OH)3 + 3H+ + 2e– → Fe2+ + 3H2O2 E = +0,25 V iv. NO3
– + 4H+ + 2e– → NO2– + 2H2O2 E = +0,58 V.
Com base nos seus potenciais de redução, pode-se afirmar que nesses ambientes redutores: a) nitritos se formam mais facilmente do que gás sulfídrico. b) a presença de Mn2+ indica que o ferro está, necessariamente, na forma 2+. c) gás sulfídrico se forma mais facilmente que os nitritos. d) o ferro está na forma 2+, e o manganês aparece como MnO2. e) antes que o MnO‚ passe a Mn2+, o SO4
2– é reduzido a H2S.
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52) Dados os seguintes potenciais: K+ + e– → K0 E0= – 2,92 V Ag+ + e– → Ag0 E0= – 0,80 V determine o valor da carga de uma pilha envolvendo estes dois elementos. a) ΔE0 = + 3,72 V b) ΔE0 = – 3,72 V c) ΔE0 = – 2,12 V d) ΔE0 = + 1,72 V e) ΔE0 = + 2,12 V 53)O potencial padrão de redução de uma célula galvânica constituída por um eletrodo de Ag e outro de Cu é 0,46 V. Nesta célula ocorre a seguinte reação: 2 Ag+ (aq) + Cu (s) → 2 Ag (s) + Cu2+ (aq). Sabendo-se que o potencial de redução do par Cu2+ / Cu0 é 0,34 V, pode-se afirmar que o potencial de redução do par Ag+ / Ag0 é: a) 0,12 V b) 0,68 V c) 0,92 V d) 0,24 V e) 0,80 V