manual do professor · 2019. 3. 18. · marketing gerente de marketing: maria cristina bello...

EM 2ª série | Volume 2 | Química

Manual do Professor

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2 Coleção EM2Coleção EM2

C689 Coleção Ensino Médio 2ª série: - Belo Horizonte: Bernoulli Sistema de Ensino, 2018. 196 p.: il.

Ensino para ingresso ao Nível Superior. Bernoulli Grupo Educacional.

1. Química I - Título II - Bernoulli Sistema de Ensino III - V. 2

CDU - 37CDD - 370

Centro de Distribuição:

Rua José Maria de Lacerda, 1 900 Cidade Industrial Galpão 01 - Armazém 05 Contagem - MGCEP: 32.210-120

Endereço para correspondência:

Rua Diorita, 43, PradoBelo Horizonte - MGCEP: 30.411-084www.bernoulli.com.br/sistema 31.3029.4949

Fotografias, gráficos, mapas e outros tipos de ilustrações presentes em exercícios de vestibulares e Enem podem ter sido adaptados por questões estéticas ou para melhor visualização.

Coleção Ensino Médio 2ª série – Volume 2 é uma publicação da Editora DRP Ltda. Todos os direitos reservados. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

SAC: [email protected] 31.99301.1441 - Dúvidas e sugestões a respeito das soluções didáticas.

ConSElho DirEtorDiretor Administrativo-Financeiro: Rodrigo Fernandes DomingosDiretor de Ensino: Rommel Fernandes DomingosDiretor Pedagógico: Paulo RibeiroDiretor Pedagógico Executivo: Marcos Raggazzi

DirEçãoDiretor Executivo: Tiago Bossi

AutoriAQuímica: Marcos Raggazzi

ProDuçãoGerente de Produção: Luciene FernandesAnalista de Processos Editoriais: Letícia OliveiraAssistente de Produção Editorial: Thais Melgaço

núcleo PedagógicoGestores Pedagógicos: Amanda Zanetti, Vicente Omar TorresCoordenadora Geral de Produção: Juliana RibasCoordenadoras de Produção Pedagógica: Drielen dos Santos, Isabela Lélis, Lílian Sabino, Marilene Fernanda Guerra, Thaísa Lagoeiro, Vanessa Santos, Wanelza TeixeiraAnalistas Pedagógicos: Amanda Birindiba, Átila Camargos, Bruno Amorim, Bruno Constâncio, Daniel Menezes, Daniel Pragana, Daniel Pretti, Dário Mendes, Deborah Carvalho, Joyce Martins, Juliana Fonseca, Júnia Teles, Luana Vieira, Lucas Maranhão, Mariana Campos, Mariana Cruz, Marina Rodrigues, Paulo Caminha, Paulo Vaz, Raquel Raad, Sabrina Carmo, Stênio Vinícios de Medeiros, Taciana Macêdo, Tatiana Bacelar, Thalassa Kalil, Thamires Rodrigues, Vladimir AvelarAssistente técnica em Estatística: Numiá GomesAssistentes de Produção Editorial: Carolina Silva, Suzelainne de Souza

Produção EditorialGestora de Produção Editorial: Thalita NigriCoordenadores de núcleo: Étore Moreira, Gabriela Garzon, Isabela DutraCoordenadora de iconografia: Viviane FonsecaPesquisadores iconográficos: Camila Gonçalves, Débora Nigri, Eloine Reis, Fabíola Paiva, Guilherme Rodrigues, Núbia Santiagorevisores: Ana Maria Oliveira, Gabrielle Ruas, Lucas Santiago, Luciana Lopes, Natália Lima, Tathiana OliveiraArte-Finalistas: Cleber Monteiro, Gabriel Alves, Kátia SilvaDiagramadores: Camila Meireles, Isabela Diniz, Kênia Sandy Ferreira, Lorrane Amorim, Naianne Rabelo, Webster Pereirailustradores: Reinaldo Rocha, Rodrigo Almeida, Rubens Lima

Produção GráficaGestor de Produção Gráfica: Wellington SeabraCoordenador de Produção Gráfica: Marcelo CorreaAnalista de Produção Gráfica: Patrícia ÁureaAnalistas de Editoração: Gleiton Bastos, Karla Cunha, Pablo Assunção, Taiana Amorimrevisora de Produção Gráfica: Lorena Coelho

Coordenador do PSM: Wilson BittencourtAnalistas de Processos Editoriais: Augusto Figueiredo, Izabela Lopes, Lucas Roquerevisoras: Bruna Emanuele Fernandes, Danielle Cardoso, Luísa GuerraArte-Finalista: Larissa AssisDiagramadores: Anna Carolina Moreira, Maycon Portugal, Rafael Guisoli, Raquel Lopes, Wallace Weberilustrador: Hector Ivo Oliveira

rElACionAMEnto E MErCADoGerente Geral de relacionamento e Mercado: Renata Gazzinelli

SuPortE PEDAGóGiCoGerente de Suporte Pedagógico: Heloísa BaldoAssessoras Pedagógicas Estratégicas: Madresilva Magalhães, Priscila BoyGestores de Conteúdo: Luciano Carielo, Marinette FreitasConsultores Pedagógicos: Adriene Domingues, Camila Ramos, Claudete Marcellino, Daniella Lopes, Denise Almeida, Eugênia Alves, Francisco Foureaux, Leonardo Ferreira, Lucilene Antunes, Paulo Rogedo, Soraya OliveiraAnalista de Conteúdo Pedagógico: Paula VilelaAnalista de Suporte Pedagógico: Caio PontesAnalista técnico-Pedagógica: Graziene de AraújoAssistente técnico-Pedagógica: Werlayne BastosAssistentes técnico-Administrativas: Aline Freitas, Lívia Espírito Santo

CoMErCiAlCoordenador Comercial: Rafael CurySupervisora Administrativo-Comercial: Mariana GonçalvesConsultores Comerciais: Adalberto de Oliveira, Carlos Eduardo Oliveira, Cláudia Amoedo, Eduardo Medeiros, Guilherme Ferreira, Ricardo Ricato, Robson Correia, Rossano Rodrigues, Simone CostaAnalistas Comerciais: Alan Charles Gonçalves, Cecília Paranhos, Rafaela RibeiroAssistentes Comerciais: Laura Caroline Tomé, Melissa Turci

ADMiniStrAtivoGerente Administrativo: Vítor LealCoordenadora técnico-Administrativa: Thamirys Alcântara Coordenadora de Projetos: Juliene SouzaAnalistas técnico-Administrativas: Ana Clara Pereira, Bárbara Câmara, Lorena KnuppAssistentes técnico-Administrativos: Danielle Nunes, David Duarte, Fernanda de Souza, Mariana Girardi, Priscila Cabral, Raphaella HamziAuxiliares de Escritório: Jéssica Figueiredo, Sandra Maria MoreiraEncarregado de Serviços Gerais e Manutenção: Rogério Brito

oPErAçõESGerente de operações: Bárbara AndradeCoordenadora de operações: Karine ArcanjoSupervisora de Atendimento: Adriana MartinsAnalista de Controle e Planejamento: Vinícius AmaralAnalistas de operações: Ludymilla Barroso, Luiza RibeiroAssistentes de relacionamento: Amanda Aurélio, Amanda Ragonezi, Ana da Silva, Ana Maciel, Ariane Simim, Débora Teresani, Elizabeth Lima, Eysla Marques, Flora Freitas, Iara Ferreira, Renata Gualberto, Renata Magalhães, Viviane RosaCoordenadora de Expedição: Janaína CostaSupervisor de Expedição: Bruno Oliveiralíder de Expedição: Ângelo Everton PereiraAnalista de Expedição: Luís XavierAnalista de Estoque: Felipe LagesAssistentes de Expedição: Eliseu Silveira, Helen Leon, João Ricardo dos Santos, Pedro Henrique Braga, Sandro Luiz QueirogaAuxiliares de Expedição: Admilson Ferreira, Marcos Dionísio, Ricardo Pereira, Samuel Pena

tECnoloGiA EDuCACionAlGerente de tecnologia Educacional: Alex RosaCoordenadora Pedagógica de tecnologia Educacional: Luiza WinterCoordenador de tecnologia Educacional: Eric LongoCoordenadora de Atendimento de tecnologia Educacional: Rebeca MayrinkAnalista de Suporte de tecnologia Educacional: Alexandre PaivaAnalista de tecnologia Educacional: Vanessa VianaAssistentes de tecnologia Educacional: Augusto Alvarenga, Naiara Monteiro, Sarah CostaDesigner de interação: Marcelo CostaDesigners instrucionais: Alisson Guedes, David Luiz Prado, Diego Dias, Fernando Paim, Mariana Oliveira, Marianna DrumondDesigner de vídeo: Thais MeloEditora Audiovisual: Marina Ansalonirevisor: Josélio VerteloDiagramadores: Izabela Brant, Raony Abade

MArkEtinGGerente de Marketing: Maria Cristina BelloCoordenadora de Marketing: Jaqueline Camargos

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3Bernoulli Sistema de Ensino

Planejamento do volume*Disciplina: QUÍMICA

sÉRiE: 2ª

sEGMEnTO: EM

vOluME: 2

FRENTE CAPÍTulo TÍTulo SugESTõES DE ESTRATégiAS

A

3 •Diluição e mistura de soluções

•Aulas expositivas, contextualizando o conteúdo a partir da leitura do texto de abertura e do infográfico;

•Resoluções dos Exercícios de aprendizagem em sala de aula, verificando o grau de assimilação dos alunos com o conteúdo trabalhado;

•Aplicação dos Exercícios propostos, para serem feitos em casa pelos alunos de forma autônoma, resgatando o conteúdo estudado ao longo do capítulo;

•Aplicação dos exercícios da Seção Enem para os alunos se familiarizarem com a forma com que os conteúdos são avaliados no Exame Nacional do Ensino Médio;

•Realização de experimentos da seção Experimentando, com a finalidade de introduzir e construir modelos científicos com os alunos;

•Debates e discussões em grupo a partir das leituras das seções Cotidiano e Para refletir;

•Aulas multimídia utilizando os recursos indicados na seção Tá na mídia.

4 •Propriedades coligativas

B

3 • Introdução à Cinética Química

4• Teoria das colisões e do

complexo ativado

* Conteúdo programático sujeito a alteração.

Orientações e sugestõesCapítulo A3: Diluição e mistura de soluções

Sequência sugerida para apresentação dos conteúdos:

1. Introduza o assunto a partir da leitura do infográfico e apresente a importância da diluição das soluções. Tome cuidado, pois o assunto homeopatia é polêmico e, dependendo de sua condução, algumas pessoas podem ficar insatisfeitas com o seu posicionamento. O ideal é ser imparcial.

2. Apresente o significado de diluição.

3. Esclareça para os alunos que, geralmente, a diluição é feita pela adição de solvente, e não pela retirada de soluto.

4. Deduza as equações que permitem o cálculo da concentração da solução após uma diluição.

5. Mostre o raciocínio de uma diluição utilizando regra de três.

6. Resolva os exercícios de aprendizagem de 01 a 04.

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4 Coleção EM2

7. Para colaborar com a compreensão dos alunos, sugerimos que, neste momento, você proponha a interação com o simulador “Diluição das soluções” presente no material Bernoulli Digital. O objeto de aprendizagem permitirá ao estudante vivenciar a experiência de laboratório, identificando os equipamentos necessários para a realização de uma diluição, bem como os procedimentos para tal

prática, além de ajudá-lo a entender como acontece o processo de preparação de uma solução. Antes de iniciar a simulação, estimule os alunos a tocar sobre a imagem das vidrarias e a ler as informações sobre cada uma. Posteriormente, oriente-os a clicar sobre os botões “Problema” e “Anotações” e auxilie-os a realizar os cálculos necessários para se obter a concentração da solução diluída que será preparada antes de iniciarem os procedimentos da prática de diluição.

8. Se possível, realize o experimento “Diluindo até desaparecer”, interpretando o fenômeno.

9. Apresente o fenômeno de mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente.

10. Esclareça aos alunos que, nesse fenômeno, se houver variação de volume, as quantidades de soluto são somadas, assim como os volumes das soluções. No caso de misturas de soluções em que não há variação de volume, devem ser somadas apenas as quantidades dos solutos.

11. Deduza as equações que permitem o cálculo da concentração da solução após a mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente.

12. Mostre o raciocínio da mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente utilizando regra de três.


14. Apresente o fenômeno de mistura de soluções de solutos diferentes e mesmo solvente sem a ocorrência de reação química.

15. Discuta com os alunos a seção Cotidiano.


17. Dê um tempo para os alunos responderem à seção Para refletir. Depois, apresente sua reflexão sobre o assunto.

18. Apresente o fenômeno de mistura de soluções de solutos diferentes e mesmo solvente, com reação química. Nesse caso, destaque as titulações.

19. Explique o princípio da equivalência e a ação dos indicadores químicos.

20. Apresente uma titulação ácido-base em sala de aula.

21. Outro objeto de aprendizagem disponível no material Bernoulli Digital que pode ser utilizado neste momento é o vídeo “Titulação”, o qual permite uma melhor compreensão de como ocorre o processo de titulação ácido-base por meio da visualização microscópica da reação de neutralização. Utilize o recurso audiovisual como apoio à sua explanação e explore os exercícios que acompanham o material.


Observação: Na tentativa de se desenvolver o raciocínio dos alunos em detrimento da memorização, recomenda-se que os fenômenos apresentados nesse módulo sejam estudados a partir de cálculos proporcionais, utilizando-se regra de três. Contudo, se você, professor, preferir as resoluções dos exercícios utilizando as equações, deduza-as antes de aplicá-las.

Capítulo A4: Propriedades coligativasProfessor, este capítulo é muito extenso e bastante importante, uma vez que seu conteúdo é muito

abordado em questões de vestibulares e do Enem. Sendo assim, se necessário, agilize sua programação antes ou após o cumprimento desse módulo com o objetivo de destinar mais tempo para ele.

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Sequência sugerida para apresentação dos conteúdos:

1. Apresente o conceito de propriedades coligativas. Enfatize que essas propriedades dependem, exclusivamente, da quantidade de soluto dissolvido, e não da sua natureza química.

2. Discuta o processo de vaporização (evaporação) de um líquido. Enfatize que apenas as partículas do líquido que se encontram na superfície e que possuem alta energia cinética escapam da atração de suas vizinhas e passam para a fase de vapor. Para facilitar a discussão, utilize o gráfico da distribuição de energia cinética para uma população de partículas.

3. Apresente o conceito de pressão de vapor.

4. Deixe claro aos alunos a relação que existe entre pressão de vapor e temperatura.

5. Esclareça aos alunos a relação que existe entre pressão de vapor e interações intermoleculares.

6. Aborde o fenômeno apresentado na seção Cotidiano. Se possível, leve para a sala de aula o Ebulidor de Franklin.

7. Construa e analise o gráfico em que estão representadas as curvas de pressão de vapor em função da temperatura para duas substâncias, por exemplo, água e álcool.

8. Discuta o processo de ebulição. Esclareça que um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor no interior das bolhas formadas no líquido é igual à pressão atmosférica.

9. Deixe claro aos alunos a relação que existe entre temperatura de ebulição e pressão atmosférica (altitude local).


11. Apresente o efeito tonoscópico. Não se esqueça de destacar que, ao se dissolver um soluto não volátil, ocorre uma diminuição da pressão de vapor devido a um aumento da estabilidade do sistema em função do aumento da entropia. Muitos alunos associam, erroneamente, a diminuição da pressão de vapor às partículas do soluto que se encontram na superfície da solução, as quais impediriam, mecanicamente, o escape das partículas do solvente. Outro erro comum é associar essa diminuição ao aumento de interações atrativas entre as partículas do soluto e as partículas do solvente, o que não ocorre, pois estamos trabalhando com soluções ideais (soluções em que as interações soluto-solvente são de mesma intensidade que as interações solvente-solvente e que as soluto-soluto).

12. Discuta o fenômeno de movimentação do solvente em um sistema hermeticamente fechado, composto por uma solução e o solvente puro, ou duas soluções de concentrações diferentes.

13. Resolva os exercícios de aprendizagem 04 e 05.

14. Apresente o efeito ebulioscópico. Não se esqueça de destacar que, ao se dissolver um soluto não volátil, ocorre um aumento da temperatura de ebulição devido a um aumento da estabilidade do sistema em função do aumento da entropia, requerendo, assim, maior quantidade de energia térmica para promover a igualdade entre a pressão de vapor e a pressão atmosférica.

15. Realize o experimento sobre temperatura de ebulição, interpretando o fenômeno.


17. Apresente o efeito crioscópico. Não se esqueça de destacar que, ao se dissolver um soluto não volátil, ocorre uma diminuição da temperatura de congelamento devido a um aumento da estabilidade do sistema em função do aumento da entropia, requerendo, assim, maior retirada de energia térmica para promover o congelamento do sistema.

18. Discuta com os alunos as seções Cotidiano.


20. Conceitue membrana semipermeável.

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21. Apresente os conceitos de meio hipotônico e meio hipertônico.

22. Conceitue osmose.

23. Enfatize que, durante a osmose, ocorre deslocamento do solvente do meio hipertônico para o meio hipotônico, e vice-versa. Contudo, ocorrerá maior deslocamento de solvente do meio hipotônico para o meio hipertônico, ou seja, o deslocamento resultante do solvente, através da membrana semipermeável, se dá no sentido do meio menos concentrado para o mais concentrado.

24. Está disponível no material Bernoulli Digital o vídeo “Osmose”, que pode contribuir para a compreensão do conteúdo pelos alunos. O objeto de aprendizagem apresenta como se dá o fenômeno da osmose em nível molecular e a dinâmica do fluxo de solvente através da membrana semipermeável. Ao exibir o vídeo, chame a atenção dos alunos para que percebam como a variação de concentração

das soluções influencia no fluxo resultante do solvente. Após a exibição, esclareça as dúvidas, caso surjam, e solicite aos alunos que resolvam os exercícios que acompanham o material.

25. Resolva o exercício de aprendizagem 14.

26. Apresente o conceito de pressão osmótica.

27. Mostre para os alunos os vídeos da seção Tá na mídia.


29. Discuta os efeitos coligativos em soluções iônicas. Em turmas avançadas, deduzam a equação do fator de Van’t Hoff.


31. Os alunos têm muita dificuldade em identificar os solutos que se dissolvem, mas não se dissociam ou ionizam-se. Faça uma revisão apresentando alguns exemplos desse tipo de soluto.


33. Resolva o exercício de aprendizagem 22, como síntese do conteúdo estudado.

Capítulo B3: Introdução à Cinética QuímicaSequência sugerida para apresentação dos conteúdos:

1. Introduza o assunto a partir da leitura do infográfico e apresente a importância prática de algumas reações serem rápidas e outras serem lentas.

2. Retome a definição de reação química.

3. Apresente as principais evidências da ocorrência de uma reação química. Esclareça para os alunos que alguns fenômenos físicos apresentam algumas dessas evidências, e que eles devem analisar as transformações de estado de um sistema de forma cautelosa, para não classificarem essas transformações de forma equivocada.

4. Apresente a taxa de evolução de um processo ou, simplesmente, a velocidade de um processo. Utilize exemplos cotidianos, como o consumo de um chocolate ou o número de letras digitadas por minuto.

5. Apresente a definição de velocidade média.

6. Diferencie velocidade média de consumo e velocidade média de formação.

7. Não se esqueça de explicitar para seus alunos, professor, que a velocidade média de consumo apresenta valor negativo, e a velocidade média de formação, valor positivo. Contudo, deixe claro que a maioria dos vestibulares utiliza o módulo dessas velocidades.


9. Apresente a definição de velocidade média do processo.

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10. Esclareça para os alunos que, se a velocidade média de um processo for igual a zero, o sistema completou a reação (reação irreversível) ou o sistema atingiu o estado de equilíbrio químico (reação reversível).


12. Apresente a proporção entre as velocidades médias de consumo de cada reagente e as de formação de cada produto.


14. Apresente a definição algébrica e gráfica de velocidade instantânea. Os alunos apresentam grande dificuldade de entender a diferença entre velocidade média e velocidade instantânea, gaste uma pouco mais de tempo até que essa diferença seja estabelecida.


16. Faça a análise gráfica da variação da velocidade instantânea durante a evolução de uma reação. Para que essa análise esteja completa, defina estado de equilíbrio químico e interprete-o microscopicamente.

17. Apresente a evolução de uma reação por meio de uma tabela que mostre as quantidades iniciais consumidas e formadas de cada reagente e de cada produto da reação. É interessante, neste momento, professor, fazer uma tabela para uma reação irreversível sem excesso de reagente, outra com excesso, e uma terceira para uma reação reversível.

18. Construa gráficos que demonstrem a evolução das três reações representadas nas tabelas anteriores.


20. Apresente a lei da ação das massas.

21. Defina a ordem da reação e esclareça para os alunos que a maioria das reações é de ordem zero, um ou dois. São raras as reações de ordem três e são estatisticamente improváveis as reações de ordem superior a três. Por exemplo:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Se essa reação fosse de ordem 4, isso significaria que quatro partículas dos reagentes, três de H2(g) e uma de N2(g), deveriam se movimentar em direção ao mesmo ponto e colidirem simultaneamente, todas com orientação favorável e com energia maior ou igual ao valor da energia de ativação. Como o número de condicionantes é muito grande, esse fato é improvável.

22. Mostre como pode ser obtida, experimentalmente, a ordem de um reagente.


24. Esclareça para os alunos que, em um processo não elementar, a etapa determinante da velocidade é a etapa lenta. A animação “Introdução à Cinética Química”, disponível no material Bernoulli Digital, pode ser usada neste momento para auxiliar na compreensão de como as etapas lentas possuem maior contribuição no tempo de processos de produção e reações químicas no dia a dia. Após a exibição, promova uma discussão dos aspectos abordados no vídeo e proponha a resolução dos exercícios apresentados.


26. Apresente a definição de molecularidade de uma etapa da reação. Esse conteúdo só deve ser abordado se for relevante para os vestibulares de interesse de seus alunos.


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28. Construa a lei de velocidade de sistemas gasosos utilizando as pressões parciais dos reagentes.


30. Defina meia-vida e dê exemplos de várias aplicações cotidianas desse conceito.


32. Solicite que os alunos façam em casa o experimento sobre velocidade de uma reação química e interpretem o fenômeno como tarefa escolar.

Capítulo B4: Teoria das colisões e do complexo ativadoSequência sugerida para apresentação dos conteúdos:

1. Introduza o assunto a partir da leitura do infográfico e apresente a importância prática de controlarmos as velocidades das reações químicas.

2. Mostre as etapas de uma reação.

3. Apresente a teoria das colisões.

4. Conceitue colisões efetivas.


6. Deixe claro para os alunos que todos os fatores que aumentam as velocidades das reações aumentam a frequência de colisões efetivas.

7. Apresente os gráficos termocinéticos de reações endotérmicas e exotérmicas, elementares e não elementares.

8. Defina complexo ativado.

9. Discuta com os alunos a variação da energia potencial e, consequentemente, da entalpia desde a separação infinita dos reagentes, passando pela aproximação, formação do complexo ativado e posterior separação dos produtos formados.

10. Apresente, em sala, o vídeo e utilize o simulador que são apresentados na seção Tá na Mídia. Aproveite para utilizar também o objeto de aprendizagem “Reações reversíveis” do material Bernoulli Digital em sua abordagem. Esse simulador permite que os alunos possam compreender como a temperatura e a variação da concentração dos reagentes influenciam na velocidade de uma reação reversível, além

de poderem alterar a energia de ativação. Eles ajudarão a sedimentar as informações apresentadas até o momento.


12. Apresente os fatores que influenciam a velocidade de uma reação química:

A) Temperatura: é importante deixar claro para os alunos que a regra de Van’t Hoff é válida apenas para algumas reações.

B) Pressão: é importante ficar claro para os alunos que a pressão só influenciará, significativamente, as velocidades das reações em fase gasosa.

C) Concentração molar dos reagentes: é importante esclarecer para os alunos que

I. o aumento da concentração molar dos reagentes elevará a velocidade de uma reação não elementar, se, e somente se, esse reagente participar da etapa lenta da reação;

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II. a concentração molar dos reagentes sólidos e líquidos, em um sistema heterogêneo, é constante. Os alunos costumam ter muita dificuldade em entender esse fato. Uma estratégia possível é utilizar um pedaço de giz e perguntar a eles se, ao dividi-lo ao meio e jogar uma parte fora, altera-se a densidade. Esperamos que eles respondam que não. Nesse momento, deve-se dizer que, durante uma reação química, parte do sólido será consumido, mas a densidade e, consequentemente, sua concentração molar permanecerão constantes. Portanto, se houver uma alteração da velocidade da reação, ela ocorrerá pela diminuição da superfície de contato.

D) Superfície de contato.

E) Estado físico dos reagentes.

F) Presença de um catalisador no meio reacional. Professor, não entre em detalhes sobre a ação de um catalisador, pois isso será discutido posteriormente. Apenas esclareça para os alunos que o catalisador diminui a energia de ativação, aumentando a velocidade da reação.


14. Apresente os tipos de catálises.

15. Mostre os mecanismos de catálises.

16. Destaque a ação de um catalisador em um gráfico termocinético. Como todo catalisador tem de ser consumido e, posteriormente, regenerado, um processo catalisado é não elementar. Por esse motivo, alguns vestibulares representam a ação de um catalisador em um gráfico termocinético construindo dois “morrinhos” menores que o “morrinho” da reação não catalisada. Enfatize essa situação.

17. Ensine os alunos a calcularem a energia de ativação de um processo elementar:

Eativação = Ecomplexo ativado−Epotencial dos reagentes

18. Ensine os alunos a calcularem a energia de ativação de um processo não elementar:

Eativação = Ecomplexo ativado mais energético−Epotencial dos reagentes


20. Caracterize um catalisador. Dê destaque às duas características que são pouco conhecidas:

A) O catalisador participa da reação, porém a sua massa, ao fim do processo, não é alterada, pois ele é consumido e, posteriormente, regenerado.

B) A concentração do catalisador interfere diretamente na velocidade da reação, quando essa concentração não é constante.

21. Defina inibidores.

22. Apresente a definição de ativadores.

23. Conceitue venenos.


25. Deixe claro aos alunos que, se o catalisador estiver em um meio homogêneo, o aumento de sua concentração molar aumentará as velocidades das reações. Se o catalisador formar, com os reagentes, um meio heterogêneo, o aumento de sua superfície de contato aumentará as velocidades das reações.


27. Discuta a leitura do texto “Enzimas”. Uma boa estratégia é realizar uma atividade interdisciplinar entre as disciplinas de Química e Biologia.

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10 Coleção EM2

Comentário e resolução de questõesCAPÍTULO – A3Diluição e mistura de soluções

Exercícios de aprendizagem

Questão 01 – Letra BComentário:

• Cálculodaconcentração,emmg.L–1, de CN– presente na água do rio:

M(CN–) = 26 g.mol–1

1 mol de CN– 26 gramas

0,0012 mol de CN– x

x = 0,0312 gramas de CN– = 31,2 mg de CN–

Logo,C=31,2mg.L–1

Para determinar quantas vezes deve-se diluir essa água para que ela possa servir ao consumo doméstico, basta dividir a concentração de cianeto pela concentração máxima permitida:

=−

−

31,2mg.L0,01mg.L

3 120 vezes1

1

A diluição que mais se aproxima da diluição calculada é a da alternativa B (lembrando que, nesse caso, devemos fazer a aproximação considerando uma diluição sempre maior que a calculada).

Questão 02 – Letra EComentário: Inicialmente, o ácido muriático apresentava uma concentraçãode2,0mol.L–1 de ácido clorídrico (HC). Ao se diluir 100 vezes, essa solução passou a ter uma concentração de 2,0 . 10–2mol.L–1 de ácido clorídrico.

Cálculodaconcentraçãodeácidoclorídricoemg.L–1:

M(HC) = 36,5 g.mol–1

1 mol de HC 36,5 g

2,0 . 10–2 mol de HC x

x = 0,73 g de HC

Cg.L–1=0,73g.L–1

Questão 03 – Letra DComentário:

• Cálculodaquantidadedematériade íonsNa+ antes da diluição:

1 mol de Na+ 23 g

x 3,68 g

x = 0,16 mol de Na+

Após a adição de 3 litros de água ao sistema inicial, a solução é diluída, e, portanto, a concentração de íons Na+ na solução diminui.

• CálculodaconcentraçãodeíonsNa+ após a diluição:

0,16 mol de Na+ 4L y 1L

y=0,04mol.L–1 de íons Na+

Logo,aconcentraçãodeíonsNa+ após o processo de diluição éiguala0,04mol.L–1,oqueequivalea40milimol.L–1.

Questão 04 – Letra BComentário: Considerando que a densidade do alvejante é 1,0g.mL–1, pode-se afirmar que:

100gdesolução=100mLdesolução

Como o teor de cloro ativo no alvejante comercial é 2% m/m, temos que:

2 g de C2 100mLdesolução(alvejante)

x 200mLdesolução

x = 4 g de C2

Adicionando200mLdoalvejanteaos20Ldeágua,ovolumedasoluçãofinaléde20,2L.Assim,

4 g de C2 20,2L

y 1,0L

y = 0,198 g ≅ 200 mg

Desse modo, o teor de cloro ativo após a diluição será de 200mg.L–1.

Questão 05 – Letra EComentário:

• CálculodamassadesolutopresentenassoluçõesdeKOH:

I.

5gdeKOH1000mL x 200mL

x=1gdeKOH

II.4gdeKOH1000mL

y 300mL

y=1,2gdeKOH

• SomadasmassasdeKOHpresentesnasduassoluções:

1 g + 1,2 g = 2,2 g

• Cálculodovolumedasoluçãoapósamistura:

200mL+300mL=500mL

ParadeterminaraconcentraçãodeKOHpresentenasoluçãofinal, basta realizar o cálculo seguindo a proporção para 1000mL.

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• CálculodaconcentraçãodeKOHpresentenasoluçãofinal

2,2gdeKOH500mL z 1000mL

z=4,4g.L–1deKOH

Logo,aconcentraçãodeKOHpresentenasoluçãofinaléiguala4,4g.L–1.

Questão 06 – Letra DComentário: As duas soluções contêm o mesmo soluto e o mesmo solvente; logo, podemos somar a quantidade de matéria de soluto e o volume de cada uma das soluções de modo a obter a concentração de HC presente na solução final.

• CálculodaquantidadedematériadeHC presente nas duas soluções:

I. 2 mol de HC 1000mL

x 60mL

x = 0,12 mol de HC

II. 4,5 mol de HC 1000mL

y 40mL

y = 0,18 mol de HC

• Cálculo da quantidade dematéria de HC presente na solução final:

0,12 mol + 0,18 mol = 0,30 mol de HC

• Cálculodovolumedasoluçãofinal:

60mL+40mL=100mL

• CálculodaconcentraçãodeHCemmol.L–1 na solução final:

0,30 mol de HC 100mL

z 1000mL

z=3mol.L–1 de HC

• CálculodaconcentraçãodeHCemg.L–1 na solução final:

1 mol de HC 36,5 g

3 mol de HC w

w=109,5g.L–1

Logo, a concentração de HC na solução final é igual a109,5g.L–1.

Questão 07 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. As soluções C e D apresentam a mesma quantidade de soluto, já que foram obtidas a partir de uma mistura entre as soluções A e B. Porém, a solução D tem maior volume de solvente que a solução C, o que a torna uma solução mais diluída.

B) Incorreta. A solução C é resultado da mistura entre as soluções A (1 mol.L–1) e B (2 mol.L–1) e sua concentração pode ser calculada da seguinte maneira: ( ) . , .1 2

21 5

11+

=−

−mol L mol L , já que A e B têm o mesmo

volume. Já a concentração da solução D é obtida a partir da diluição de C o que nos permite concluir que a sua concentração é menor que a de B.

C) Incorreta.AsoluçãoCtemconcentraçãoiguala1,5mol.L–1,

e como a solução D é obtida a partir da diluição de C,

a sua concentração tem que ser menor que esse valor.

D) Correta. Vide comentário da alternativa C.

E) Incorreta. As soluções A e B possuem concentrações

diferentes e mesmo volume, logo, não podem apresentar

a mesma quantidade de soluto, já que a concentração é

obtida por meio da relação entre a quantidade de soluto

dividido pelo volume de solução.

Questão 08Comentário: Ao se misturar duas soluções que contêm

o mesmo soluto e o mesmo solvente, na solução final,

a quantidade do soluto será igual à soma das quantidades

do soluto das soluções misturadas, enquanto o volume final

será o resultado da soma dos volumes dessas soluções.

A concentração da solução resultante é, então, uma média

ponderada das concentrações iniciais, tendo os volumes

como peso.

CC V C V

V Vmol Lmol L mol L

.. .

. .−

− −

=+

+1

1 1

31 1 2 2

1 2

=+−

− −

0,5mol.L0,4mol.L . V 2,0mol.L . V

200mL1

11

12

Em que V2éovolumedesolução2,0mol.L–1 utilizado.

Comoovolumefinaldasoluçãoéiguala200mL,temos:

V1 + V2=200mL

V1 = 200 – V2

Logo:

0 50 4 200 2 0

2001

12

12, .

, . .( ) , . .mol L

mol L mL V mol L VmL

−− −

=− +

V2=12,5mL

Questão 09Comentário: Considerando que o volume do copo é igual a 200mLeamassadeleiteempópresenteemduascolheresde sopa é igual a 30 g, podemos calcular a massa de leite empóqueseránecessáriaparapreparar1,0L.

30 g de leite em pó 200mL

x 1000mL

x = 150 g de leite

Em 100 g de leite em pó, a porcentagem correspondente à proteínaequivalea30%emmassa.Logo,em150g,teremos:

30 g de proteínas 100 g de leite

y 150 g de leite

y = 45 g de proteínas

Logo,aconcentraçãodeproteínasnoleiteéiguala45g.L–1.

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12 Coleção EM2

Questão 10 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das proposições.

I. Incorreta.

Cálculo da concentração molar da solução 01:

M(H3PO4) = 98 g.mol–1:

n H POm H POM H PO

( )( )( )3 43 4

3 4

=

n H PO gg mol

mol( ).3 4 1

9898

1= =−

Cn(H PO )

Vmol.L3 4

solução

1 =−

C molL

mol Lmol L. ,

.− = = −1

10 5

2 1

II. Correta.


M(H3PO4) = 98 g.mol–1

n H PO

m H POM H PO

( )( )( )3 43 4

3 4

=

n H PO g

g molmol( )

.3 4 1

29498

3= =−

=−Cn(H PO )

Vmol.L3 4

solução

1

C mol

mLmol L

mol L. ,.− = = −

1

30 5

6 1

III. Incorreta.


C

C V C V

V Vmol Lmol L mol L

.. .. .

−

− −

=+

+1

1 11 1 2 2

1 2

C mol L mL mol L mL

mLmol L.

. . . .− =

+− −

1

2 500 6 5001000

1 1

Cmol.L–1 = 4 mol.L–1

IV. Correta. Cálculo do número de moléculas de ácido fosfórico da

solução 03:

1 mol de H3PO4 6,02 . 1023 moléculas

4 mol.L–1 de H3PO4 x

x = 2,408 . 1024 moléculas.L–1

Questão 11Comentário: O volume da solução resultante é obtido a partir da mistura entre as soluções A e B e pode ser calculado da seguinte maneira:

CF.VF = (CA.VA) + (CB.VB), em que:

CF = concentração final

VF = volume final

CA = concentração de A

VA = volume de A

CB = concentração de B

VB = volume de B

Substituindo-se os valores na equação, temos:

6,5 g.L–1. VF = (10 g.L–1. 0,1 L) + (2 g.L–1.0,1 L)

VF = 0,1846 L = 184,6 mL

• Cálculodavariaçãodovolumeocorridoapósamistura:

∆V = (VA + VB) – 184,6

∆V = 200 – 184,6 = 15,4 mL

Logo, a variação de volume ocorrida na mistura das duas soluções é igual a 15,4 mL.

Questão 12 – Letra EComentário:

• CálculodaquantidadedematériadeNaC:

1moldeNaC 58,5 g

x 3,5 g

x=0,06moldeNaC

• CálculodaquantidadedematériadeC12H22O11:

1 mol de C12H22O11 342 g

y 11 g

y = 0,03 mol de C12H22O11

A concentração de solutos dissolvidos no soro em mol.L–1 é obtida pela soma entre as quantidades de matéria relativa a cada uma das espécies envolvidas dividido pelo volume de 1,0 L.

0,06 mol + 0,03 mol = 0,09 mol

Logo, a concentração de solutos dissolvidos no soro caseiro é

igual a 0,09 mol.L–1.

Questão 13 – Letra CComentário:

• Cálculo da quantidade de íons K+ presente na solução de

KC 4 mol.L–1:

4 mol de KC 1 000 mL x 150 mL

x = 0,6 mol de KC

O cloreto de potássio se dissocia de acordo com a seguinte equação:

KC → K+ + C–

A proporção entre a quantidade de matéria de KC dissolvida e a quantidade de cátions K+ gerada é de 1 : 1. Logo, a quantidade de cátions K+ na solução é de 0,6 mol.

• CálculodaquantidadedeíonsK+ e SO42– presente na solução

de K2SO4 3 mol.L–1:

3 mol de K2SO4 1 000 mL

y 350 mL

y = 1,05 mol de K2SO4

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Manual do Professor


O sulfato de potássio se dissocia de acordo com a seguinte equação:

K2SO4 →2K+ + SO42–

AproporçãoentreaquantidadedeK2SO4 dissolvida e os íonsK+ e o íons SO4

2– é 1 : 2 : 1, então, há 2,10 mol de cátionsK+ e 1,05 mol de ânions SO4

2–.

• Cálculo da concentração emquantidade dematéria dosíonsK+ e SO4

2– na solução final:

O volume final da solução corresponde à soma dos volumes dasduassoluçõesmisturadas,ouseja,500mL.

QuantidadedematériadecátionsK+:

0,6 mol + 2,10 mol = 2,7 mol

C K mol

Lmol L

mol L.( ) ,

,, .−

+ −= =1

2 70 5

5 4 1

Quantidade de matéria de ânions SO42–:

C SO mol

Lmol L

mol L.( ) ,

,, .−

− −= =1 42 11 05

0 52 1


• CálculodaquantidadedematériadeKC:

1moldeKC 1000mL x 10mL

x=0,01moldeKC

AquantidadedematériadeíonsK+ e C– dissociados em meio aquoso também será igual a 0,01 mol, como pode ser vistopormeiodaestequiometriadareação(1moldeKC : 1moldeK+ : 1 mol de C–) representada pela seguinte equação:

KC →K+ + C–

• CálculodaquantidadedematériadeMgC2:

0,5 mol de MgC2 1000mL y 10mLy = 0,005 mol

A quantidade de matéria de cátions Mg2+ também será igual a 0,005 mol, porém, a quantidade de matéria de ânions C– provenientes da dissociação de MgC2 será igual a 0,01 mol, como pode ser visto por meio da estequiometria da reação (1 mol de MgC2 : 1 mol de Mg2+ : 2 mol de C–) representada pela seguinte equação:

MgC2 → Mg2+ + 2C–

• CálculodaconcentraçãodeK+emmol.L–1 após a diluição:

0,01 mol 100mL y 1000mLy=0,1mol.L–1

• CálculodaconcentraçãodeMg2+emmol.L–1 após a diluição:

0,005 mol de MgC2 100mL z 1000mLz=0,05mol.L–1

Para calcular a concentração de ânions C– após a diluição da mistura, basta somar a contribuição relativa à dissociação de cada um dos sais presentes em solução.

• CálculodaquantidadedematériadeânionsC– provenientes da dissociação dos sais:

0,01 mol + 0,01 mol = 0,02 mol

• Cálculodaconcentraçãoemmol.L–1 de ânions C– em solução:

0,02 mol 100mL w 1000mLw=0,2mol.L–1

Logo, a concentração de cátions K+ é igual a 0,1mol.L–1. A concentração de cátions Mg2+ é igual a 0,05mol.L–1, e a concentração de ânions C–éiguala0,2mol.L–1.


• CálculodaquantidadedematériadeHC:

1 . 10–1 mol de HC 1000mL

x 100mL

x = 1 . 10–2 mol

• CálculodaquantidadedematériadePb(NO3)2:

2 . 10–2 mol de Pb(NO3)2 1000mL

y 150mL

y = 3 . 10–3 mol

Como a proporção estequiométrica entre o HCe o Pb(NO3)2 é 2 : 1, o HC está em excesso. Portanto, consideraremos que o Pb(NO3)2 será totalmente consumido na reação. Assim, temos:

1 mol de Pb(NO3)2 1 mol de PbC2

3 . 10–3 mol de Pb(NO3)2 z

z = 3 . 10–3 mol de PbC2 produzidos

M(PbC2) = 278,2 g.mol–1

278,2 g de PbC2 1 mol

w 3 . 10–3 mol

w = 0,834 g de PbC2

Questão 16 – Letra CComentário: De acordo com a estequiometria da reação representada pela seguinte equação:

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 →

5Fe2(SO4)3+K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

2moldeKMnO4 reagem com 10 mol de FeSO4. Portanto, a partir de1litrodeumasoluçãodeKMnO4 contendo uma massa de 158 g (equivalente a 1 mol), é possível determinar o volume desconhecido de uma solução de FeSO4 contendo uma massa de 152 g (equivalente a 1 mol). Sendo assim, podemos calcular o volume da solução da seguinte maneira:

2moldeKMnO4 10 mol de FeSO4

1,0L x

x=5,0L

Logo,ovolumedesoluçãodeFeSO4 necessário para que a reação ocorra completamente é igual a 5,0 litros.

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14 Coleção EM2

Questão 17Comentário:

• CálculodaquantidadedematériaHC:

1Lsolução 0,01 mol HC

0,1Lsolução x

x = 0,001 mol de HC

Pela equação que representa a reação de neutralização entre HC e NaOH, mostrada a seguir, concluímos que a estequiometria entre os reagentes é de 1 : 1. Assim, para neutralizar 0,001 mol de HC, é necessário 0,001 mol de NaOH.

1HC + 1NaOH → 1NaC + 1H2O

• Cálculo do volume de solução de NaOH 0,2 mol.L–1 necessário para neutralizar o ácido:

0,2 mol NaOH 1Lsolução

0,001 mol NaOH y

y = 5 . 10–3Ldesolução

Assim,quandoseutilizaNaOH0,2mol.L–1 como titulante, ovolumegastodabaseé5mL,quecorresponderáaopontode equivalência.

5 Volume, em mL, de NaOH0,2 mol.L–1 adicionado

Inte

nsid

ade

de c

olor

ação


• Cálculo da quantidade de matéria de ácido acético presente no vinagre:

100mLdevinagrecontêm3gdeácidoacético.

M(CH3COOH) = 60 g.mol–1

60 g 1 mol de CH3COOH

3 g x

x = 0,05 mol de CH3COOH

• CálculodaquantidadedematériadeNaOHnecessáriaparaneutralizar o ácido acético presente no vinagre:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

A relação estequiométrica entre o ácido acético e o hidróxidodesódioé1:1.Logo,paraneutralizar0,05molde CH3COOH são necessários 0,05 mol de NaOH.

• CálculodovolumedesoluçãodeNaOH:

0,5 mol 1Ldesolução

0,05 mol y

y=0,1Ldesolução

Questão 19 Comentário: Considerando que toda a massa presente na amostra fosse de NaOH, o cálculo teórico referente à quantidade de matéria desse composto é feito da seguinte maneira:

• CálculoteóricodaquantidadedematériadeNaOH: 1 mol de NaOH 40 g

x 0,5 gx = 0,0125 mol de NaOH

Por meio da titulação, é possível calcular a quantidade de matéria de íons H+ que foi consumida na reação.

• Cálculo da quantidade dematéria de H2SO4 consumida na titulação:

n(H+) = C(H+) . V(H+)n(H+)=0,25mol.L–1 . 20 . 10–3L=0,005mol

Calculamos a quantidade de matéria de OH– que reagiu levando em conta a estequiometria da reação representada pela seguinte equação:

H2SO4 + 2NaOH → H2O + Na2SO4

• CálculodaquantidadedematériadeOH– que reagiu n(OH–) = 2 . n(H+)

n(OH–) = 0,005 mol . 2 = 0,01 mol

O cálculo de impurezas presentes na amostra é feito diminuindo-se, da quantidade de matéria encontrada no cálculo teórico, a quantidade de matéria de NaOH que de fato reagiu.

• Cálculodaquantidadedematériadeimpurezaspresentesna amostra:

0,0125 – 0,01 = 0,0025 mol

• Cálculodaporcentagemdeimpurezaspresentesnaamostra: 0,0125 mol 100%

0,0025 mol yY= 20%

Logo,opercentualdeimpurezaspresentenaamostraéde20%.

Questão 20 – Letra AComentário:

• CálculodaquantidadedematériadeNaOHnecessáriaparaneutralizar o ácido acético presente no vinagre:

0,100 mol 1000mL

x 33,5mL

x = 3,35 . 10–3 mol

Reação de neutralização do ácido acético:CH3COOH + NaOH → CH3COO–Na+ + H2O

A relação estequiométrica entre o ácido acético e o hidróxido de sódio é 1 : 1. Logo, a quantidade de ácido acéticoneutralizada é 3,35 . 10–3 mol.

• Cálculodaquantidadedeácidoacéticopresentenasoluçãoinicial: 3,35 . 10–3 mol 25mL

y 100mL

y = 0,0134 mol• Cálculodaconcentraçãoemmassadoácidoacéticonovinagre: M(CH3COOH) = 60 g.mol–1

60 g 1 mol z 0,0134 mol

z = 0,804 g 20 g de vinagre 100%

0,804 g de ácido acético w

w = 4,02%

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Manual do Professor


Exercícios propostos

Questão 01 – Letra BComentário: O volume do refresco é calculado a partir da diluição do suco concentrado cuja concentração é igual a 4 mol.L–1 e pode ser obtido da seguinte maneira:

CF .VF = Ci.Vi, em que:CF = concentração de suco diluído

VF = volume de suco diluídoCi = concentração de suco concentrado

Vi = volume de suco concentrado

• Cálculodovolumefinaldosucodiluído: 0,04 mol.L–1 . VF = 0,4 mol.L–1 . 100 mL VF = 1 000 mL

Ovolumedeáguaquedeveseracrescentadoaosucoéobtido pela diferença entre o volume de suco diluído e o volume de suco concentrado.

∆V = VF – Vi ∆V = 1 000 – 100 = 900 mL

Logo, o volume que deve ser acrescentado para preparar o refresco é de 900 mL.

Questão 02 – Letra CComentário: O volume da solução de H2SO4 utilizado nas baterias automotivas é obtido a partir da diluição da solução de concentração igual a 4 mol.L–1 e pode ser obtido da seguinte maneira:

CF .VF = Ci .Vi, em que:CF = concentração da solução H2SO4 diluída

VF = volume da solução de H2SO4 diluídaCi = concentração da solução de H2SO4 concentrada

Vi = volume da solução de H2SO4 concentrada

• CálculodovolumedasoluçãodiluídadeH2SO4: 18 mol.L–1 . 0,5 L = 4 mol.L–1 . VF

VF = 2,25 L

O volume obtido a partir da diluição da solução concentrada de H2SO4 para ser utilizada nas baterias automotivas é igual a 2,25 L.

Questão 03 – Letra DComentário: O suco é preparado a partir da diluição de uma parte de um suco de polpa de tangerina altamente concentrado devolumeiguala300mL,comcincopartesdeágua.

1 parte 300 mL5 partes xx = 1 500 mL

• Cálculodovolumedesucodiluído:1 500 mL + 300 mL = 1 800 mL

Logo, o volume de suco preparado é igual 1 800 mL que equivale a 1,8 L.

Questão 04 – Letra BComentário: A mistura de 100 mL de uma solução 0,10 mol.L–1

de CaC2 com 100mL de água consiste em uma diluição. Aquantidadedecloretodecálciopresentenasoluçãofinaléamesmaque na solução inicial, pois não houve retirada nem adição de soluto.

1 000 mL 0,10 mol de CaC 100 mL xx = 0,01 mol de CaC2

Ocloretodecálciosedissociadeacordocomaseguintereação:

CaC2(s) → Ca2+(aq) + 2C–

(aq)

Conforme a equação anterior, a proporção entre a quantidade de matéria de CaC2dissolvidaeaquantidadedecátionsCa2+ geradaéde1:1.Logo,aquantidadedematériadecálciona solução final também é igual a 0,01 mol.A proporção entre a quantidade de matéria de CaC2 dissolvida e a quantidade de ânions C– gerada é de 1 : 2. Logo, a quantidade de ânions cloreto na solução final é de 0,02 mol.A solução foi diluída 2 vezes, e a concentração final de CaC2 passou a ser 0,05 mol.L–1 (dobrando-se o volume da solução, a concentração se reduz à metade). As concentrações de cálcioedecloretonessasoluçãosãoiguaisa0,05mol.L–1 e 0,10 mol.L–1, respectivamente.


• CálculodaquantidadedematériadeCaC2:

2 mol de CaC2 1 000 mL

x 60 mL

x = 0,12 mol de CaC2

A equação química que representa a dissociação do CaC2 em águaédadapor:

CaC2 → Ca2+ + 2C–

Se 1 mol de CaC2 dissocia-se e libera 2 mol de C–, então, a quantidade de matéria de íons C– em meio aquoso é obtida da seguinte maneira:

1 mol de CaC2 2 mol de C–

0,12 mol de CaC2 y

y = 0,24 mol de C–

Sabendo-se que foi adicionado um volume de águacorrespondente a 540 mL, é possível calcular o volume da solução após a diluição.

• Cálculodovolumedasoluçãoapósadiluição:

60 mL + 540 mL = 600 mL

• CálculodaconcentraçãodeânionsC– após a diluição:

0,24 mol de C– 600 mL

y 1 000 mL

y = 0,4 mol.L–1 de C–

Logo, a concentração de íons C– é igual a 0,4 mol.L–1.

Questão 06 – Letra BComentário: De acordo com os dados contidos na embalagem, 500gdoherbicidadevemserdissolvidosem5Ldeágua,oquesignificaqueemcadalitrodeáguadevemserdissolvidos100g desse produto químico. Um agricultor dissolveu, por engano, 100gdoherbicidaem2Ldeágua,portanto,elepreparouumasolução que continha 50 g do produto químico para cada litro deágua.Elesópercebeuoenganoquandojáhaviautilizadoa metade dessa solução preparada de forma errada, de modo que ainda restavam 50 g de herbicida dissolvidos em 1 litro de água.Comoasoluçãopreparadadeveconter100gdoprodutoparacadalitrodeágua,bastaadicionar50gramasdoherbicidapara corrigir a concentração do restante da solução.

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16 Coleção EM2

Questão 07 – Letra CComentário:Amassade1,00Ldeácidosulfúricocomercialpode ser calculada utilizando o valor da densidade dessa solução da seguinte forma:

d mv

kgL mL

=

=−1 81 00

1, .,

m = 1,8 kg

Aconcentraçãodoácidosulfúricocomercialéiguala90%emmassa.Assim,amassadeácidosulfúrico (H2SO4) presente em 1,00 L dessa solução – que possui massa igual a 1 800 g – pode ser calculada utilizando a seguinte regra de três:

100 g de solução 90 g de H2SO4

1 800 g de solução x

x = 1 620 g de H2SO4

Asoluçãodebateriaapresentaconcentraçãoiguala38%emmassa.Assim,amassadessasoluçãoquepoderáserpreparadacom 1 620 g de H2SO4 pode ser calculada utilizando a seguinte regra de três:

100 g de solução 38 g de H2SO4

y 1 620 g de H2SO4

y ≅ 4 263 g de H2SO4

O volume correspondente a essa massa de solução de bateria pode ser calculado utilizando o valor da densidade dessa solução da seguinte forma:

d mv

kgL kgv

=

=−1 3 4 2631, . ,

V ≅ 3,3 L


A) Para a obtenção do soro a partir da água domar énecessário que ocorra uma diluição, ou seja, umadiminuição da concentração do soluto na solução formada.

• Resoluçãoutilizandoafórmula:

Ci.Vi = Cf .Vf

Vf = Vi + Vadicionado

Ci = concentração de NaCnaáguadomar(25g.L–1)

Vi=volumedaáguadomarqueserádiluída

Cf = concentração do soro fisiológico (10 g.L–1)

Vf = volume de soro obtido

Vadicionado=águapotável(300L)

25 g.L–1 . Vi = 10 g.L–1 . (Vi + 300 L)

Vi = 200 L

Vf = 200 L + 300 L = 500 L

O volume total de soro que pode ser obtido por meio desse processo é 500 L.

• Resoluçãoutilizandoaregradetrês:

Apósadiluição,aconcentraçãofinaldasoluçãoserá 10 g.L–1, e o volume final obtido, Vf, é igual a Vi + 300 L. Assim, temos:

10 g 1 000 mL

x Vi + 300 L 1 000 mL . x = 10 g (Vi + 300 L)

Sabendo que a massa do soluto é a mesma antes e após a diluição, e que a concentração da solução inicial é 25 g.L–1, podemos encontrar o volume inicial.

25 g 1 000 mL

x Vi

1 000 mL . x = 25 g. Vi

Para encontrar o valor de Vi , basta fazer um sistema entre as duas equações encontradas anteriormente:

1 000 mL . x = 10 g (Vi + 300 L) 1 000 mL . x = 25 g. Vi

Assim, o valor encontrado para Vi é 200 L. Dessa forma, podemos encontrar o volume da solução final.

Vf = 200 L + 300 L = 500 L

B) Dividindo equitativamente a solução obtida, cada pessoa presente na embarcação teria ingerido 10 L de soro.

500 L / 50 pessoas = 10 L por pessoa

Como a concentração da solução obtida é 10 g.L–1, temos que:

10 g 1 L

x 10 L x = 100 g

Logo, a massa de NaC ingerida por pessoa é 100 g.

C) Aáguadomaréumamisturadeáguaeumagrandequantidadede eletrólitos, principalmente NaC. Ao receber radiação do Sol,apenasaáguadessamisturasofrevaporizaçãoeposteriorcondensação,originandomicrogotículasdeágua isentadeeletrólitos,oquedenominamosnuvem.Emalgumasnuvensháaformaçãodemicrocristaisdegelo.Devidoavariaçõesdepressãoetemperatura,aáguacontidanasnuvenssofreprecipitação na forma de gotas de água líquida, a qualdenominamoschuva.Portanto,aáguadachuvaéisentadeeletrólitosapesardeserorigináriadaáguadomar.


A) Adicionou-se 10 kg de CuSO4 em um volume de 100 m3, jáqueapiscinatemapenas1/3desuacapacidadetotalpreenchidacomágua.

• CálculodaquantidadedematériadeCuSO4: 1 mol de CuSO4 159,5 g x 10 000 g x = 62,7 mol

• CálculodaconcentraçãodeCuSO4:

Sabendo-se que 1 m3 corresponde a 1 000 L, podemos calcular a concentração em mol.L–1 de CuSO4 presente na piscina por meio da seguinte relação:

=C

v(solução)n(soluto)

C molL

mol L= = − −62 7100 000

6 27 10 4 1, , . .

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Manual do Professor


B) •CálculodaquantidadedematériadeCuSO4

3 . 10–3 mol de CuSO4 1 L

x 100 000 L

x = 300 mol de CuSO4

• CálculodaconcentraçãodeCuSO4 após a diluição

300 mol de CuSO4 300 000 L

y 1 L

y = 1 . 10–3 mol.L–1 de CuSO4

Questão 10 – Letra BComentário:Aconcentraçãodasoluçãoinjetáveléde5%m/V

dofármaco.Em5mLdessasolução,amassadofármacoéde:

100 mL de solução 5gdofármaco

5 mL de solução x

x=0,25g=250mgdofármaco

Para se preparar uma nova solução com concentração 5 mg/mL, os5mLdasoluçãoinjetáveldevemserdiluídosaumvolumede:

5 mg 1 mL250 mg x

x = 50 mL

Aquantidadedeáguaquedeveseradicionadaa5mLdasoluçãoinjetável,para completar50mLde solução final, é iguala:

V(água)=50–5=45mL


• Resoluçãoutilizandofórmula:

Ci.Vi = Cf.Vf

7,00%.150,0mL=3,00%.Vf

Vf = 350,0 mL

O volume adicionado pode ser calculado da seguinte forma:

Vad = Vf – Vi

Vad = 350,0 mL – 150,0 mL

Vad = 200,0 mL

• Resoluçãoutilizandoregradetrês:

A quantidade de soluto presente em 150,0 mL de uma soluçãoa7,00%podesercalculadadaseguinteforma:

100,0 mL de solução 7,00 mL de soluto

150,0 mL de solução x

x = 10,5 mL de soluto

O volume de solução com concentração igual a 3,00%,obtido a partir de 10,5 mL de soluto, pode ser calculado da seguinte forma:

100,0 mL de solução 3,00 mL de soluto

y 10,5 mL de soluto

y = 350,0 mL de solução

Assim,devemseradicionados200,0mLdeáguaa150mLda solução inicial para fazer a diluição e obter a solução deconcentração3,00%.


• Resoluçãoutilizandofórmula:Ci.Vi = Cf.Vf

80%V/V.1L=50%V/V.Vf

Vf = 1,6 L

O volume adicionado pode ser calculado da seguinte forma:Vad = Vf – Vi

Vad = 1,6 L – 1,0 LVad = 0,6 L


A quantidade de soluto presente em 1 L de uma solução a80%V/Vpodesercalculadadaseguinteforma:

100 mL de solução 80 mL de soluto1 000 mL de solução x

x = 800 mL de soluto

Ovolumedesoluçãocomconcentraçãoiguala50%V/V,obtido a partir de 800 mL de soluto, pode ser calculado da seguinte forma:

100 mL de solução 50 mL de soluto y 800 mL de soluto y = 1 600 mL de solução

Assim, devem ser adicionados 600mL de água a 1 L deálcoolhidratado80%V/Vparafazeradiluiçãoeobterasoluçãodeconcentração50%V/V.

Questão 13 – Letra BComentário: Sabendo-se que:

=d (solução) ; (solução) m (solução)d (solução)(solução)v

m(solução)V =

Ao substituir V(solução) na equação seguinte é possível calcular a concentração das soluções x (concentrada) e z (diluída).

=C (soluto)m(soluto)v

• Cálculodaconcentraçãodassoluçõesxez:

C gg

g cm

g cm

C gg

g cm

g

x

z

= =

= =

−

−

−

44100

1 5

0 660

12100

1 1

0 132

3

3

3

, .

, .

, .

, .ccm−3

• CálculodovolumeVx:Cz.Vz = Cx.Vx, em que:Cx = concentração de x

Vx = volume de xCz = concentração de z

Vz = volume de z 0,132 g.cm3 . 80 . 103 cm3 = 0,660 g.cm3 . Vx

Vx = 16 . 103 cm3 que equivale a 16 litros. O volume y de água adicionado à solução concentrada

corresponde à diferença entre o volume da solução diluída e o volume da solução concentrada que foi utilizada no processo de diluição.

• Cálculodovolumedeáguaadicionadonoprocessodediluição. (80 – 16) L = 64 L

Logo, os volumes x e y são iguais a 16 L e 64 L, respectivamente.

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18 Coleção EM2


• CálculodaquantidadedematériadeKC:

0,6 mol 1 000 mL

x 250 mL

x=0,15moldeKC

A quantidade dematéria de íons K+ e C– dissociados em meio aquoso também é igual a 0,15 mol, como pode ser visto por meio da estequiometria da reação (1moldeKC:1moldeK+ : 1 mol de C–) representada pela seguinte equação:

KC →K+ + C–

• CálculodaquantidadedematériadeBaC2:

0,2 mol de BaC2 1 000 mL

y 750 mL

y = 0,15 mol de BaC2

AquantidadedematériadecátionsBa2+tambémseráiguala 0,15 mol, porém a quantidade de matéria ânions C– proveniente da dissociação de BaC2seráiguala0,30mol como pode ser visto por meio da estequiometria da reação (1 mol de BaC2 : 1 mol de Ba2+ : 2 mol de C–) representada pela seguinte equação:

BaC2 → Ba2+ + 2C–

A quantidade de matéria relativa aos ânions C– pode ser obtida a partir da soma entre as espécies provenientes da dissociação dos sais.

• CálculodaquantidadedematériadeânionsC–

0,15 + 0,30 = 0,45 mol de ânions C–

Como o volume da solução é 1 litro a concentração de ânions C– em solução é igual a 0,45 mol.L–1.

Questão 15 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, calcularemos, inicialmente, as concentrações em mol.L–1 de OH– presente em cada uma das soluções. As concentrações percentuais das soluções de NaOH e de Ca(OH)2sãoiguaisa15%m/V,portanto,em100mLdecadaumadassoluções,há15gdosoluto.

• NaOH:

Aequaçãodedissociaçãodessabaseemmeioaquosoestárepresentada a seguir:

NaOH(s) Na+(aq) + OH–

(aq)

CálculodamassadeOH– presente em 100 mL de solução:

M(NaOH) = 40 g.mol–1

M(OH–) = 17 g.mol–1

40 g de NaOH 17 g de OH–

15 g de NaOH (presentes em 100 mL) x

x = 6,375 g de OH–

CálculodaquantidadedematériadeOH– correspondente à massa 6,375 g:

1 mol de OH– 17 g

y 6,375 g

y = 0,375 mol de OH–

H2O

CálculodaconcentraçãodeOH–, em mol.L–1, da solução de NaOH:

0,375 mol de OH– 100 mL

z 1 000 mL

z = 3,75 mol

[OH–] = 3,75 mol.L–1

• Ca(OH)2:

A equação de dissociação do Ca(OH)2emmeioaquosoestárepresentada a seguir:

Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH–

(aq)

CálculodamassadeOH– presente em 100 mL de solução:

M[Ca(OH)2] = 74 g.mol.L–1

M(OH–) = 17 g.mol–1

74 g de Ca(OH)2 34 g de OH–

15 g de Ca(OH)2 w

w = 6,89 g de OH–

CálculodaquantidadedematériadeOH– correspondente à massa de 6,89 g:

1 mol de OH– 17 g

t 6,89 g

t = 0,406 mol de OH–

CálculodaconcentraçãodeOH–, em mol.L–1, da solução de Ca(OH)2:

0,406 mol de OH– 100 mL

r 1 000 mL

r = 4,06 mol de OH–

[OH–] = 4,06 mol.L–1

De posse desses valores de concentração de OH–, em mol.L–1, é possível obter as seguintes relações:

Para a solução de NaOH, temos:

n = C.V

n(OH–)= C(OH– na solução de NaOH) . V(solução de NaOH)

n(OH–)= 3,75 mol.L–1 . V(solução de NaOH)

e, para a solução de Ca(OH)2, temos:

n(OH–)= C[OH– na solução de Ca(OH)2] . V[solução de Ca(OH)2]

n(OH–)= 4,06 mol.L–1 . V[solução de Ca(OH)2]

Para determinar o volume de cada uma das soluções que deve ser misturado para obter 3 L da solução de concentração igual a 3,97 mol.L–1, basta determinar o quociente entre a soma n(OH–)solução de NaOH + n(OH–)solução de Ca(OH)2 e o volume 3 L da seguinte forma:

C nV

=

=+

−

− −

3,97mol.Ln(OH ) n(OH )

3L1 soluçãodeNaOH soluçãodeCa(OH)2

=+−

− −

3,97 mol.L3,75mol.L .V(NaOH) 4,06mol.L .V(Ca(OH) )

3 L1

1 12

3,75 mol.L–1.V(solução de NaOH) +

4,06 mol.L–1.V(solução de Ca(OH)2) = 11,91 L

H2O

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Como,

V(solução de NaOH) + V[solução de Ca(OH)2]=3L

V(solução de NaOH) = 3 – V[solução de Ca(OH)2]

Temos que:

3,75 (3 – V[solução de Ca(OH)2]) +

4,06 . V[solução de Ca(OH)2] = 11,91

11,25 – 3,75 . V[solução de Ca(OH)2] +

4,06 . V[solução de Ca(OH)2 = 11,91

0,3 . V[solução de Ca(OH)2] = 0,66

V[solução de Ca(OH)2] =2,2L

Logo,

V(solução de NaOH) = 3 – 2,2

V(soluçãodeNaOH)=0,8L



0,2 mol de HC1000mL

x 100mL

x = 0,02 mol de HC

A quantidade de matéria de íons H+ e C– dissociados

em meio aquoso também será igual a 0,02 mol, como

pode ser visto por meio da estequiometria da reação

(1 mol de HC : 1 mol de H+ : 1 mol de C–) representada

pela seguinte equação:

HC(aq) H+(aq) + C–

(aq)

• CálculodaquantidadedematériadeHI:

0,4 mol de HI 1000mL

y 250mL

y = 0,1 mol de HI

A quantidade de matéria de íons H+ e I– dissociados

em meio aquoso também será igual a 0,1 mol, como

pode ser visto por meio da estequiometria da reação

(1 mol de HI : 1 mol de H+ : 1 mol de I–) representada pela

seguinte equação:

HI(aq) H+(aq) + I–

(aq)

O conteúdo de cada um dos frascos foi transferido para um único recipiente, portanto, ocorreu a diluição e a mistura de soluções que possuem um íon comum, o H+. O volume da mistura final corresponde à soma dos volumes dos líquidos contidos nos três frascos:

100mL+150mL+250mL=500mL

Para calcular a concentração de H+ na mistura final, basta somar a contribuição relativa à ionização de cada um dos ácidos presentes em solução.

H2O

H2O

• CálculodaquantidadedematériadeH+ proveniente da ionização dos ácidos:

0,02 mol + 0,1 mol = 0,12 mol

• Cálculodaconcentração,emmol.L–1, de H+ em solução:

0,12 mol 500mL

z 1000mL

z = 0,24 mol

[H+]=0,24mol.L–1


• CálculodaquantidadedematériadeNaC:

0,200 mol de HC1000mL

x 100mL

x = 0,020 mol de NaC

A quantidade de matéria de íons Na+ e C– dissociados em meio aquoso também será igual a 0,020 mol, como pode ser visto por meio da estequiometria da reação (1 mol de NaC : 1 mol de Na+ : 1 mol de C–) representada pela seguinte equação:

NaC(s) Na+(aq) + C–

(aq)

• CálculodaquantidadedematériadeCaC2:

0,05 mol de CaC2 1000mL

y 100mL

y = 0,005 mol

A quantidade de matéria de íons Ca2+ e C– dissociados em meio aquoso será igual a 0,005 e 0,010 mol, como pode ser visto por meio da estequiometria da reação (1 mol de CaC2 : 1 mol de Ca2+ : 2 mol de C–) representada pela seguinte equação:

CaC2(s) Ca2+(aq) + 2C–

(aq)

O conteúdo de cada um dos frascos foi transferido para um único recipiente, portanto, ocorreu a diluição e a mistura de soluções que possuem um íon comum, o C–. O volume da mistura final corresponde à soma dos volumes dos líquidos contidos nos três frascos:

100mL+100mL+100mL=300mL

Para calcular a concentração de C– na mistura final, basta somar a contribuição relativa à dissociação de cada um dos sais presentes em solução.

• CálculodaquantidadedematériadeC– proveniente da dissociação dos sais:

0,010 mol + 0,020 mol = 0,030 mol

• Cálculodaconcentração,emmol.L–1, de C– em solução:

0,030 mol 300mL

z 1000mL

z = 0,100 mol

[C–]=0,100mol.L–1

H2O

H2O

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20 Coleção EM2

Questão 18Comentário: Ao combinarmos os frascos I e II, estamos promovendo a mistura das duas soluções, sendo assim:

C(N)frasco I . Vfrasco I + C(N)frasco II . Vfrasco II = Cf(N) . Vf

Como a concentração de nitrogênio no frasco II é igual a zero, temos:

C(N)frasco I . Vfrasco I + 0 . Vfrasco II = Cf(N) . Vf C(N)frasco I . Vfrasco I = Cf(N) . Vf

100g.L–1 . Vfrasco I =0,1g.L–1 .100L

Vfrasco I =0,1L

Em seguida, para ajustar a concentração final da solução de modoqueaconcentraçãodepotássioseja0,1g.L–1, deve-se considerar o volume do fertilizante do frasco I já calculado para o nitrogênio. Assim:

C(K)frasco I . Vfrasco I+C(K)frasco II . Vfrasco II = Cf(K).Vf

Cfrasco I = concentração de potássio no frasco I.

Vfrasco I = volume do fertilizante presente no frasco I, necessário para ajustar a concentração desejada para o potássio.

Cfrasco II = concentração de potássio no frasco II.

Vfrasco II = volume do fertilizante presente no frasco II, necessário para ajustar a concentração desejada para o potássio.

Cf = concentração desejada para o potássio na solução diluída de fertilizante.

Vf=volumedasoluçãodiluídadefertilizante(100L)70g.L–1.0,1L+10g.L–1 . Vfrasco II=0,1g.L–1 .100L

Vfrasco II=0,3L

Dessaforma,utilizando0,1LdofrascoIe0,3LdofrascoII,a concentração de fósforo presente na solução final diluída será:

m(P)frasco I=0,1L.30g.L–1 = 3 gm(P)frasco II=0,3L.80g.L–1 = 24 g

m(P)total = 27 g

27 g de fósforo 100Ldesoluçãodefertilizante

x 1,0LdesoluçãodefertilizanteC(P)solução de fertilizante=0,27g.L–1

Questão 19Comentário: A equação que representa a reação de neutralização completa entre o HC e o Ca(OH)2 é:

2HC(aq)+Ca(OH)2(aq) → CaC2(aq) + 2H2O()

A quantidade de matéria de HC que neutralizou completamente a solução básica pode ser determinada da seguinte forma:


x 200mL

x = 0,04 mol de HC

O ácido e a base reagem entre si na proporção estequiométrica 2 : 1, dessa forma, a quantidade de matéria de Ca(OH)2 neutralizada é igual a 0,02 mol. A concentração da solução básica, cujo volume é50mL,podeserdeterminadadaseguinteforma:

0,02 mol de Ca(OH)2 50mL

y 1000mL

y = 0,4 mol

[Ca(OH)2]=0,4mol.L–1


A) A quantidade de matéria de NaOH que neutralizou completamente a solução da bateria pode ser determinada da seguinte forma:

0,75 mol de NaOH 1000mL

x 40,0mL

x = 0,03 mol de NaOH

Ácido sulfúrico e hidróxido de sódio reagem entre si na proporção estequiométrica 1 : 2, dessa forma, a quantidade de matéria de H2SO4 neutralizada é igual a 0,015 mol. A concentração da solução de bateria, cujo volumeé7,5mL,podeserdeterminadadaseguinteforma:

0,015 mol de H2SO4 7,5mL

y 1000mL

y = 2 mol

[H2SO4]=2mol.L–1

B) A reação de neutralização completa entre um ácido e uma base tem como produtos um sal e água, conforme apresentado a seguir:

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O()

Sulfato de sódio Água

Questão 21 – Letra DComentário: A equação que representa a reação de neutralização completa entre a NH3 e o HCencontra-se a seguir:

NH3(aq) + HC(aq)→ NH4+

(aq) + C–(aq)



x 25,00mL

x = 2,50 . 10–3 mol de HC

O ácido e a base reagem entre si na proporção estequiométrica

1 : 1; dessa forma, a quantidade de matéria de NH3 neutralizada

também é igual a 2,50 . 10–3 mol. A concentração da solução

básica,cujaalíquotatituladaapresentavolumeiguala5mL,

pode ser determinada da seguinte forma:

2,50 . 10–3 mol NH3 5,0mL

y 1000mL

y = 0,50 mol

[NH3]=0,50mol.L–1

Aconcentração,emmol.L–1, correspondente à concentração em

g.L–1 indicada no rótulo pode ser determinada da seguinte forma:

1 mol de NH3 17 g

x 9,5 g

x ≅ 0,56 mol

[NH3]rótulo =0,56mol.L–1

Logo,aconcentraçãoindicadanorótuloémaiorqueaconcentração

real, determinada por meio dos dados obtidos na titulação.

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Manual do Professor




n(HC) = C(HC) . V(HC) n(HC)=0,100mol.L–1.0,1L

n(HC) = 0,01 mol

De acordo com a estequiometria da reação representada pela seguinte equação:

NaHCO3 + HC → NaC + H2O + CO2

Se 1 mol de HC reage com 1 mol de NaHCO3, 0,01 mol de HC reagem com 0,01 mol de NaHCO3.Logo,paracalculara massa de NaHCO3 que é necessária para neutralizar o ácido basta fazer o seguinte raciocínio:

1 mol de NaHCO3 84 g

0,01 mol NaHCO3 x

x = 0,84 g

Logo,amassadeNaHCO3 que é necessária para neutralizar o ácido é igual a 0,84 g.

Questão 23 – Letra EComentário: A equação que representa a reação de neutralização completa entre o HCeo NaOH encontra-se a seguir:

HC(aq)+ NaOH(aq) → NaC(aq) + H2O()

A quantidade de matéria de HC presente na solução ácida pode ser determinada da seguinte forma:


x 40,00mL

x = 0,064 mol de HC

A quantidade de matéria de NaOH presente na solução básica pode ser determinada da seguinte forma:

2,000 mol de NaOH 1000mL

x 60,00mL

x = 0,12 mol de NaOH

Quando as duas soluções são misturadas, o ácido e a base reagem entre si na proporção estequiométrica 1 : 1, formando água e sal também na proporção 1 : 1. Como a quantidade de matéria de HC presente na solução formada é menor que a quantidade de matéria de NaOH, o HC é o reagente limitante e o NaOH está em excesso. Dessa forma, na solução resultante são formados 0,064 mol de NaC e 0,064 mol de H2O. Além disso, há um excesso de NaOH igual a 0,056 mol (0,12 – 0,064).

O volume da mistura final corresponde à soma dos volumes das duas soluções misturadas:

40mL+60mL=100mL

• Cálculodaconcentração,emmol.L–1, de Na+ em solução:

Na solução final, há cátions Na+ provenientes da dissociação do sal formado na reação de neutralização e da dissociação da base que não reagiu.


(aq)

0,064 0,064 0,064

(Formado na reação de eutralização)

H2O


(aq)

0,056 0,056 0,056

(Excesso que não reagiu)

CnV0,064mol 0,056mol

0,1 L1,200 mol.L 1= =

+= −

• Cálculodaconcentração,emmol.L–1, de C– em solução:

Na solução final, há ânions C– provenientes apenas da dissociação do sal formado na reação de neutralização.


(aq)

0,064 0,064 0,064

(Formado na reação de neutralização)

• Cálculodaconcentração,emmol.L–1, de OH– em solução:

Na solução final, há ânions OH– provenientes da dissociação da base que não reagiu.


(aq)

0,056 0,056 0,056

(Excesso que não reagiu)

= = = −CnV0,056mol0,1 L

0,56 mol.L 1

Questão 24 – Letra DComentário: Considerando que uma colher apresenta um volumeiguala3mL,podemoscalcularamassadeMg(OH)2 utilizada no processo de neutralização do suco gástrico da seguinte maneira:

1,2 mg 1mL x 3mL

x = 3,6 mg de Mg(OH)2

Sabendo-se a massa de Mg(OH)2, é possível calcular a quantidade de matéria desse composto presente no antiácido.

• CálculodaquantidadedematériadeMg(OH)2 presente no antiácido:

1 mol de Mg(OH)2 58 g x 3,6 g

x = 0,06 mol de Mg(OH)2

De acordo com a estequiometria da equação representada pela seguinte equação, é possível calcular a quantidade de matéria de H+

Mg(OH)2 + 2HC → 2H2O + MgC2

n(H+) = 2 . n(OH–)

n(H+) = 0,06 . 2 = 0,12 mol

• CálculodovolumedeHC neutralizado:


0,12 mol de HC y

y=750mL

Logo,ovolumedesucogástriconeutralizadopeloantiácidoéde750mL.

H2O

H2O

= = = −CnV0,064mol0,1 L

0,640 mol.L 1

H2O

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22 Coleção EM2

Questão 25 – Letra DComentário: A equação da reação balanceada entre o ácido clorídrico, HC, e o hidróxido de sódio, NaOH, está representada a seguir:

HC + NaOH → NaC + H2O

A partir da análise da solução final, de caráter alcalino, pode-se afirmar que havia excesso de NaOH e que, portanto, o HC atuou como reagente limitante da reação, sendo totalmente consumido. Logo, sua concentração após a mistura é igual a 0,0 mol/L, o que torna a afirmativa IV correta.

Assim, como foram formados 0,2 mol de NaC, pode-se afirmar que na solução inicial havia 0,2 mol de HC, que foi completamente consumido, e uma quantidade de matéria superior a 0,2 mol de NaOH, o que tornou a solução alcalina e as afirmativas II e III corretas. A afirmativa I está incorreta, porque, antes de misturar, o número de mol de HC é de 0,2.

Concentração dos reagentes antes de misturar:

0,2 mol de HC 500 mL de solução

x 1 000 mL de solução

[HC] = 0,4 mol.L–1

Como havia excesso de NaOH, pode-se afirmar que a concentração dessa base é superior a 0,4 mol.L–1 antes de misturar, o que torna a afirmativa V correta.

Questão 26 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

I. Correta. A equação que representa a reação de neutralização completa entre o Ba(OH)2 e o HC encontra-se a seguir:

Ba(OH)2(aq) + 2HC(aq) → BaC2(aq) + 2H2O()


0,100 mol de HC 1 000 mL

x 100 mL

x = 0,01 mol de HC

O ácido e a base reagem entre si na proporção estequiométrica 1 : 2; dessa forma, a quantidade de matéria de Ba(OH)2

neutralizada é igual a 5 . 10–3 mol. A concentração da solução básica, cuja alíquota titulada apresenta volume igual a 25 mL, pode ser determinada da seguinte forma:

5 . 10–3 mol Ba(OH)2 25 mL

y 1 000 mL

y = 0,2 mol

[Ba(OH)2] = 0,20 mol.L–1

II. Incorreta. Vide comentário da afirmativa I.

III. e V. Corretas. A solução de Ba(OH)2, quando deixada ao ar por vários dias, reage com o CO2, formando carbonato de bário (BaCO3), conforme equação a seguir:

Ba(OH)2(aq) + CO2(g) → BaCO3(s) + H2O()

O carbonato de bário é um sal pouco solúvel em água e, por isso, ele se precipita. Porém, o precipitado é separado por filtração e obtém-se uma solução saturada desse sal.

A equação que representa a reação de neutralização completa entre o BaCO3 e o HC encontra-se a seguir:

BaCO3(s) + 2HC(aq) → BaC2(aq) + 2H2CO3(aq)

A quantidade de matéria de HC que neutralizou completamente a solução de BaCO3 pode ser determinada da seguinte forma:

0,100 mol de HC 1 000 mL

x 75 mL

x = 7,5 . 10–3 mol de HC

O carbonato de bário e o ácido clorídrico reagem entre si na proporção estequiométrica 1 : 2, respectivamente. Dessa forma, a quantidade de matéria de BaCO3 presente na alíquota titulada é igual a 3,75 . 10–3 mol. A concentração da solução de BaCO3, cuja alíquota titulada apresenta volume igual a 25 mL, pode ser determinada da seguinte forma:

3,75 . 10–3 mol de BaCO3 25 mL

y 1 000 mL

y = 0,15 mol

[BaCO3] = 0,15 mol.L–1

IV. Incorreta. Vide comentário das afirmativas III e V.

Questão 27 – Letra CComentário: As concentrações de B, C, D, E e F serão determinadas em função da concentração da amostra A, que será definida genericamente como Y.

• (A):Concentração=Y

• (B):AamostracontidanapipetaBcorrespondeapenasauma alíquota da amostra A, por isso, (B) também apresenta a concentração Y.

• (C):Aalíquota(B),deconcentraçãoYevolume25mL,foi transferida para um balão de 200 mL, cujo volume foi completado com água. Assim, (B) foi diluída e o volume da solução final passou a ser 200 mL. A concentração da solução diluída obtida pode ser calculada utilizando a fórmula:

Ci.Vi = Cf.Vf

Y . 0,025 L = Cf . 0,200 L

Cf = 0,025Y0,200

Y8

= = 0,125Y

Esse cálculo também pode ser feito usando regra de três. Considerando que a concentração definida é dada em mol.L–1, a quantidade de matéria da substância presente na alíquota (B) pode ser calculada da seguinte forma:

Y mol da substância 1 000 mL de solução

x 25 mL de solução

x = 0,025Y mol da substância

A solução final foi obtida com adição de água até atingir um volume final de 0,2 L. Assim:

0,025Y mol 0,2 L

z 1,0 L

z = 0,125Y

Desse modo, a concentração em (C) é igual a y8

= 0,125Y.

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• (D): A amostra contida na pipeta D corresponde apenas a uma alíquota da amostra C, por isso, (D) também apresenta a concentração igual a y

8 = 0,125Y.

• (E): A alíquota (D), de concentração y8evolume10mL,

foitransferidaparaumbalãode50mL,cujovolumefoicompletado com água. Assim, (D) foi diluída e o volume da soluçãofinalpassouaser50mL.Aconcentraçãodasoluçãodiluída obtida pode ser calculada utilizando a fórmula:

Ci.Vi = Cf.Vf

y8.0,010L=Cf .0,050L

Cf = 1 25 100 050

3, .,

− y = 0,025Y

Esse cálculo também pode ser feito usando regra de três. Considerando que a concentração definida é dada em mol.L–1, a quantidade de matéria da substância presente na alíquota (D) pode ser calculada da seguinte forma:

y8

mol da substância 1000mLdesolução

x 10mLdesolução

x = 1,25 . 10–3Y mol da substância

A solução final foi obtida com adição de água até atingir umvolumefinalde0,05L.Assim:

1,25 . 10–3Y mol 0,05L

z 1,0L

z = 0,025Y

Desse modo, a concentração em (E) é igual a 0,025Y.

• (F):AamostracontidanapipetaFcorrespondeapenasauma alíquota da amostra E, por isso, (F) também apresenta a concentração igual a 0,025Y.

Portanto, a alternativa C está incorreta, uma vez que a concentração em (A) é oito vezes maior do que em (C).

Questão 28 – Letra BComentário:Foramgastos5mLdesoluçãoácidanaconversãodocarbonatoembicarbonato,e15mLdessasolução foramgastos na conversão do bicarbonato em ácido carbônico. As reações envolvidas estão representadas a seguir:

I. CO32–

(aq) + H+(aq) → HCO3

–(aq)

II. HCO3–(aq) + H+

(aq) → H2CO3(aq)

O volume de solução ácida gasto na segunda reação foi três vezes maior que aquele gasto na primeira reação. Deve-se estar atentoparaofatodequeos15mLgastosnasegundareaçãonão se referem à conversão dos íons bicarbonato que estavam presentes na amostra inicialmente. Desses 15mL gastos, 5mLforamutilizadosparaaconversãodosíonsbicarbonatogeradospelaprimeirareação,eos10mLrestantesdasoluçãoácida foram utilizados para a conversão dos íons bicarbonato originalmente presentes.

O volume da solução utilizado para converter o HCO3– em

H2CO3 foi o dobro daquele utilizado na conversão de CO32– em

HCO3–.Logo,aproporçãoinicialentreaconcentraçãodeíons

carbonato e a de íons bicarbonato era de 1 : 2.

Questão 29 – Letra AComentário: O sistema inicial é constituído apenas por uma solução aquosa de HC, um ácido forte que, portanto, se encontra praticamente totalmente ionizado, como representa

a equação a seguir:

HC() H+(aq) + C–

(aq)

Aconcentração inicialdoácidoé iguala0,08mol.L–1 e, no processo de ionização do HC, para cada mol do ácido, são produzidos 1 mol de H+ e 1 mol de C–.Logo,asconcentraçõesiniciais de H+ e de C–

tambémsãoiguaisa0,08mol.L–1.

À medida que a solução aquosa de NaOH é adicionada à solução de HC, ocorre a neutralização dos íons H+ pelos íons OH– da base adicionada. No gráfico, portanto, deve-se observar a diminuição da concentração de H+ até que o ponto de equivalência seja atingido. Nesse momento, quando todo H+ é consumido, deve-se observar no gráfico o aumento da concentração de OH–, já que a base continua sendo adicionada e não há mais ácido para ser neutralizado.

A concentração do íon C– diminui durante a adição da base, já que ocorreu uma diluição com a mistura de soluções com solutos diferentes sem a ocorrência de reação química. Já a concentração de Na+ aumenta, uma vez que na solução inicial não havia esse cátion, que foi adicionado gradualmente ao

sistema e não reagiu com outras espécies nele presentes.

Seção Enem

Questão 01 – Letra BEixo cognitivo: II

Competência de área: 7

Habilidade: 25

Comentário: Como a solução comercial nutritiva de nitrato de cálcio Ca(NO3)2 apresenta uma concentração igual a 90g.L–1 e sua massa molar é igual a 164 g.mol–1, temos:

1 mol Ca(NO3)2 164 g

x 90 g

x=0,55mol.L–1.

Assim,aconcentraçãodasoluçãoé0,55mol.L–1. Como:

Ca(NO3)2 (aq) → Ca2+(aq) + 2NO–

3 (aq)

0,55 mol 0,55 mol 1,10 mol

A concentração de íons nitrato (NO–3) na solução nutritiva é

1,10mol.L–1.

Logo, para ajustarmos a concentração de NO–3 para

0,009mol.L–1, temos:

0,009 mol 1L

y 5000L

y = 45 mol de NO3–

1,10 mol 1L

4,5 mol W

W=41L

H2O

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24 Coleção EM2

Questão 02 – Letra BEixo cognitivo: I


Habilidade: 17

Comentário: Inicialmente o cálculo para se obter o volume de etanol presente na solução doada ao hospital (concentração 96%) deve ser realizado. • Cálculodovolumedeetanolpresentenasoluçãodoada

96 mL de etanol 100 mL de solução

x 1 000 mL de solução

x = 960 mL de etanol

Em seguida, basta utilizar o valor encontrado e relacionar com a concentração de etanol presente na solução de álcool desinfetante (concentração de 70%) para obter o volume total que deve ser utilizado na troca.

• Cálculodovolumedasoluçãoalcóolicadedesinfetante

70 mL de etanol 100 mL de solução

960 mL de etanol y

y = 1 371 mL de solução

Logo, o volume da solução de álcool 70% fornecido na troca deve ser igual a 1 371 mL.

Questão 03 – Letra DEixo cognitivo: I


Habilidade: 24

Comentário: Cálculo da quantidade dematéria, emmols,deperóxidodehidrogêniopresenteem20,0mLdasolução:

0,1 mol de H2O2 1 000 mL de solução

x 20 mL de solução

x = 2 . 10–3 mol de H2O2

Cálculodaquantidadedematéria,emmols,depermanganatode potássio que reagirá completamente com 2 . 10–3 mol de H2O2,considerandoaestequiometriadareação:

5 mol de H2O2 2 mol de KMnO4

2 . 10–3 mol de H2O2 y

y = 8 . 10–4 mol de KMnO4

Questão 04 – Letra AEixo cognitivo: I


Habilidade: 24

Comentário:Aporcentagemm/Vdaáguacloradaéde2,5%emhipocloritodesódio.Em2mLdessaágua,estádissolvidaumaquantidadedehipocloritodesódio,emgramas,iguala:

100 mL 2,5 g

2 mL x

x=0,05gdeNaClO

Essaquantidadedehipocloritoédiluídaem1litrodeágua.Dessaforma,aquantidadedeNaClO dissolvida em 500 mL deáguaéiguala:

1 L 0,05gdeNaClO

0,5 L y

y = 0,025 g

Questão 05 – Letra AEixo cognitivo: I


Habilidade: 24

Comentário: Na titulação do vinagre com uma solução de hidróxidodesódio,ocorreaseguintereação:

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) →CH3COONa+H2O

Peloprincípiodaequivalência,tem-se:

n(CH3COOH)=n(NaOH)

C(CH3COOH).V(CH3COOH)=C(NaOH).V(NaOH)

C(CH3COOH).50mL=0,1mol.L–1 . 25 mL

C(CH3COOH)=0,05mol.L–1

Ovinagrepadronizadocontém3gdeácidoacéticoem100mLdesolução.Aquantidadedematéria,emmol,dissolvidaem100mLéiguala:

n mM

ggmol

= = −

360 1.

n(CH3COOH)=0,05mol

A concentração, em mol.L–1,dovinagrepadronizadoéiguala:

C padronizado molLmol L.

( ) ,,− =1

0 050 1

Cmol.L–1(padronizado) = 0,5 mol.L–1

A razão entre a concentração do vinagre padronizado e ovinagreanalisadopelotécnicoéiguala:

C padronizado

C analisadomolmol L

mol L

.

.

–

–

( )

( ),1

1

0 5=

.., .

–

–

LmolL

1

10 0510=

CAPÍTULO – A4Propriedades coligativas


Questão 01Comentário:Apressãodevapordeumlíquidodependedesuasinterações intermoleculares de tal forma que quanto mais fracas elasforem,maisvolátileleserá.Sendoassim,oéteretílicoéolíquidoqueapresentaráamaiorpressãodevapor,jáqueassuasinterações intermoleculares são as mais fracas, correspondendo, portanto, à curva de número 1. O etanol, por sua vez, apresenta interaçõesmais fortesqueo éter em funçãodas ligaçõesdehidrogêniopresentesemsuasmoléculas,porisso,asuacurvacorresponde à de número 2. Já a solução aquosa de ureia apresenta pressão de vapor menor que a da água, pois a pressão de vapor dolíquidopuroémaiorqueadasuarespectivasolução.Logo, acurvaquecorrespondeàsoluçãodeureiaéadenúmero3.

Questão 02 Comentário:

A) A partir da análise do gráfico, podemos concluir que apenas a curva D representa uma substância que se encontra no estado gasosoa70°C,poiséaúnica substânciaqueapresentatemperaturadeebuliçãoabaixode70°Ca760mmHg.

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B) A temperatura de ebulição (T.E.) de substâncias moleculares com interações de mesma natureza aumenta à medida que as massas molares dessas substâncias aumentam, pois suas interações intermoleculares se tornam mais intensas devido ao aumentodasuperfíciedeinteraçãoe/oudevidoaoaumentodonúmerodeelétronsdasnuvenseletrônicasdasmoléculasconstituintes. Logo, apesar dos compostos apresentarem interaçõesdediferentesnaturezasoCCl4 apresentará maior T.EdoqueoHCCl3queépoucopolareapresentainteraçõesfracasentresi.Portanto,acurvaDéaquerepresentaoHCCl3 (menorT.E.)eacurvaCcorrespondeaoCCl4.

Questão 03 – Letra BComentário: Um líquido entra em ebulição quando seusvapores conseguem vencer a pressão da massa de ar sobre a suasuperfície,ouseja,quandoapressãodevapordolíquidoseigualaàpressãoatmosférica.Logo,aspressõesdevapordoslíquidosassumemosmesmosvaloresnopontodeebulição,valorcorrespondenteàpressãoatmosféricalocal.

Questão 04 – Letra BComentário: O grau de desordem das partículas em umasolução émaior que no respectivo solvente puro, o que,consequentemente, leva à diminuição da energia livre e provoca um aumento na estabilidade da solução. Dessa forma, ao compararmos a pressão de vapor de um solvente puro com a deumasoluçãocujosolventeéomesmo,verificamosqueeladiminuicomoaumentodonúmerodepartículasdissolvidas.Logo,temos:I – solvente puroII–soluçãodiluídaIII – solução concentrada

Questão 05Comentário:A) Aoseadicionarasacarose(solutonãovolátil)àágua,aumenta-se

opontodeebuliçãodasoluçãoformada,oqueéconhecidocomoefeitoebulioscópico.Assim,atemperaturadeebuliçãodasoluçãonofrascoBémaiorqueadaáguanofrascoA.

B) Comooslíquidosseencontramàmesmatemperatura,astaxasde evaporação dependem somente da pressão de vapor dos líquidos,eestaserámenorquantomaiorforaconcentraçãode um soluto não volátil na solução. Dessa forma, a taxa deevaporaçãoemA(solventepuro)émaiordoqueemB(solução). Já as taxas de condensação dos vapores emitidos dependem da quantidade de vapor e da temperatura no ambiente.Portanto,serãoiguaisparaosdoislíquidos.Sendoassim,verifica-seque,emA,ataxadeevaporaçãoémaiorque a de condensação, e em B ocorre o contrário, o que faz comqueovolumedelíquidodiminuaemAeaumenteemB.

Questão 06 – Letra DComentário: Quanto mais intensas forem as interações intermoleculares em um líquido,maior será a temperaturanecessária para a sua pressão máxima de vapor se igualar à pressãoatmosféricaqueéquandoocorreamudançadeestadofísico.ComoSãoJoãoDelReyseencontraa900metrosemrelação ao nível domar, sua pressão atmosférica émenorque 1 atm e, assim, a temperatura de ebulição da água nessa cidade serámenor que100 °C.Sehouvesseumsólidonãovolátil dissolvido na água, a temperatura de ebulição do sistema aumentaria, jáqueograudedesordemdessamisturaseriamaior do que o da água pura, e, consequentemente, a energia livre diminuiria, provocando um aumento na sua estabilidade.

Questão 07 – Letra D

Comentário:Quandoumsolutonãovolátiléadicionadoaumsolvente puro, à temperatura constante, ocorre diminuição da pressão de vapor do solvente e, consequentemente, aumento da sua temperatura de ebulição. De acordo com o gráfico da questão,apressãodevapordolíquidoB(águapura)émaiorque a pressão de vapor do líquido A (solução). Portanto, olíquidoAapresentamaiortemperaturadeebulição.

Questão 08 – Letra AComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta.Comoapaneladepressãoabertaeafechadacontêma mesma quantidade de água e estão submetidas à mesma fonte de calor, a pressão de vapor da água atingirá o valor da pressãoatmosféricanomesmoinstante.Noentanto,somenteolíquidoqueestavanapanelaabertaentrouemebulição.Issoocorrepelofatodeo líquidocontidonapanelafechadaterque superar uma pressão maior para entrar em ebulição, que corresponde à pressão total no interior da panela.

B) Correta. Na panela fechada, a ebulição ocorre quandoa pressão de vapor da água se iguala à pressão interna total.Estaémaiorqueapressãoatmosférica,pois,alémdela, devido àmassa de ar dentro da panela, deve-seconsiderar tambémapressãodovaporgeradodurante o aquecimento.

C) Correta.Comoapressãodevapordolíquidoaseratingidaparaaebuliçãoémaiorque1atm,atemperaturaqueaáguadeveatingirparaebulirdevesermaiorque100°C.

D) Correta. O cozimento é favorecido em temperaturasmaiores. Comoeste foimais rápido na panela fechada,pode-seconcluirqueelaseencontravaemumatemperaturamaior que a da panela aberta.

Questão 09 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas a seguir.

I. Correta.Os líquidosmais voláteis são aqueles que têmmaior pressão de vapor e, consequentemente, menores forças de atração intermoleculares.

II. Correta.Umlíquidoentraemebuliçãoquandoseusvaporesconseguem vencer a pressão da massa de ar sobre sua superfície que, em um ambiente aberto, corresponde àpressãoatmosférica.Sendoassim,quantomaiorforapressãoambiente, maior deverá ser a temperatura necessária para que a pressão máxima de vapor se iguale à essa pressão.

III.Correta. A pressão de vapor de um líquido depende datemperaturaemqueo líquido seencontra,pois, ao seraquecido, suasmoléculas aumentam a energia cinéticamédia, o que favorece o processo de vaporização,aumentandoonúmerodepartículasnafasedevaporquecolidemcontraasparedesdorecipientequeascontém, o que gera incremento de pressão.

IV. Incorreta. Àmedida que a pressão atmosférica sobre olíquidodiminui,maiorseráapressãodevaporsobreele,pois esse vapor consegue vencer mais facilmente a pressão damassade ar, o que faz comqueo líquido entre emebulição a uma temperatura mais baixa.

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26 Coleção EM2

Questão 10 – Letra DComentário: A presença de aditivos em radiadores de carros provoca aumento da temperatura de ebulição e a diminuição da temperatura de congelamento da água em função da estabilidade alcançada pelo sistema devido ao aumento de entropia. Sendo assim, mesmo em temperaturas negativas, aáguapodepermanecernoestado líquido,dependendodaquantidadede solutodissolvidonela–oqueédeextremaimportância, pois ela continua a refrigerar o motor sem mudar deestadofísico.

Questão 11 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos as alternativas a seguir.

A) Incorreta. A temperatura de congelamento aumenta com a adição de um soluto não volátil. Assim, quanto mais concentrada for uma solução, menor será seu ponto de congelamento. Por esse motivo, a adição de água ao leite elevaria o ponto de congelamento,poisasoluçãosetornariamaisdiluídaquenasituaçãoinicial,oquediminuioíndicecrioscópico.

B) Correta.AadiçãodeNaOHprovocariaumaumentonoíndicecrioscópicodoleite,jáqueissodiminuiriaoseupontodecongelamentoqueécalculadopormeiodadiferençaentreatemperaturadecongelamentodolíquidoeatemperaturadecongelamentodolíquidoapósaadiçãodosolutonãovolátil.

C) Incorreta.Aadiçãodeumsolutonãovolátil,comoosal,na alimentação do gado tenderia a aumentar o índicecrioscópicodoleite.

D) Incorreta. A adição de um soluto não volátil aumentaria o índicecrioscópicodoleite,porém,aadiçãodeumlíquidopoderádiminuiresseíndice,umavezquequantomaisdiluídofor o leite, menor será o efeito das propriedades coligativas.

Questão 12 – Letra CComentário: A adição de cloreto de sódio faz com que atemperatura de congelamento da água diminua e o derretimento dogeloocorraatemperaturasmaisbaixas,oqueébastanteútilempaísesondeos invernossão rigorosos.Esseefeitoocorredevido a uma propriedade coligativa denominada crioscopia, e sua ocorrênciasedeveaofatodehaverumaumentonaestabilidadeem virtude do aumento da entropia no sistema mais concentrado.

Ocloretode cálcioéusadoem funçãode suadissolução serexotérmicaeliberarcalorparaomeioevitandoqueascamadasdegeloseformemnovamente.Porém,essesprocedimentostambémcausamumadiminuiçãodaaderênciadospneuscomosolo,oqueprovoca um aumento do risco de derrapagens e acidentes. Dessa forma,adiciona-seareiacomointuitodeaumentaraaderênciae diminuir o risco de derrapagens para os motoristas.


A) 100

80

60

40

20

0–0,1–0,2–0,3Temperatura / °C

Perc

enta

gem

de

água

adi

cion

ada

–0,4–0,5–0,6

B) A temperatura de congelamento de um solvente puro diminui com a adição de um soluto não volátil. Assim, quanto mais concentrada for uma solução, menor será seu ponto de congelamento. Por esse motivo, a adição de água ao leite acarreta o aumento do ponto de congelamento da mistura,poisasoluçãoapósaadiçãodeáguaémaisdiluídaque a solução na situação inicial.

Questão 14 – Letra BComentário:Umamembranasemipermeáveléumabarreirafísicanaqualocorreapassagemseletivadealgumasespécies.No caso da osmose, a membrana semipermeável separa duas soluçõesepermiteapenasofluxodepartículasdosolvente,comum às duas soluções, em ambas as direções, e não o fluxo departículasdosoluto.

Questão 15 – V F V F FComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada um dos itens.1º item:Verdadeiro.Noinício,assoluçõesdecloretodesódio

apresentavamomesmovolumequeaáguadestilada.Comopassardotempo,ocorreuapassagemdesolventeatravésdamembranadevidoàdiferençadepressãoosmóticaentreoslíquidosnoscompartimentos.

2º item: Falso. O processo de osmose ocorreu devido auma diferença de concentração entre os líquidos noscompartimentos. Assim, o fluxo resultante de solvente entre dois meios se dá do meio de menor concentração de soluto (meiohipotônico)paraomeiodemaiorconcentração(meiohipertônico),atéigualaraconcentraçãoentreeles.

3º item: Verdadeiro. O volume do compartimento B foireduzido durante o processo, enquanto o volume dos demais compartimentos aumentou. Nessa situação, o fluxo resultante de solvente se deu do compartimento B para oscompartimentosAeC,ouseja,ocompartimentoBéomeiohipotônico,odemenorpressãoosmótica.Doslíquidoscontidos nos compartimentos, aquele que apresenta a menorpressãoosmóticaéaáguadestilada.

4º item:Falso.AvariaçãodevolumedocompartimentoCfoi maior que aquela observada no compartimento A. Isso implica que a concentração inicial de soluto no compartimentoCeramaiorqueadocompartimentoA,ouseja,ocompartimentoCpossuíamaiorpressãoosmótica.

5º item: Falso. Como as soluções possuem concentraçãodiferentesdesoluto,oefeitotonoscópicoassociadoaelaspossui intensidades diferentes, ou seja, essas soluçõesapresentam diferentes valores de pressão de vapor.

Questão 16 – Letra CComentário:Apressãoosmóticadeumasoluçãoétantomaiorquanto maior for sua concentração molar. Assim, soluções de um mesmo solvente, mas com concentrações diferentes, colocadas em contato por meio de uma membrana semipermeável, estão sujeitasàdiferençadepressãoosmótica,oquefazosolventepassar(fluxoresultante)domeiomenosconcentrado(hipotônico)para omeiomais concentrado (hipertônico), até que asconcentraçõesdassoluçõesseigualem.ComohouvepassagemdelíquidodeXparaY,podemosconcluirqueXéomeiomaisdiluído(hipotônico),commenorpressãoosmótica,eY,omeiomaisconcentrado(hipertônico),commaiorpressãoosmótica.

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Questão 17 – Letra AComentário:ApressãoosmóticadeumasoluçãoécalculadapelaequaçãodeVan’tHoff:

π.V=n.R.T

Como,

n mM

=

Tem-se:

π

π

. . .

. ..

. . , . . . .

V mMR T

M m R TV

M g L atm K mol K

=

=

=− − −685 10 0 082 280

0

3 1 1

,, . .

.

28 1 10

5 617

2

1

atm L

M g mol

−

−=

Questão 18 – Letra AComentário: A temperatura de ebulição de um solvente é sempremenor que a temperatura de ebulição de suasrespectivassoluçõesjáqueaadiçãodeumsolutonãovolátilprovoca um aumento no grau de desordem do sistema e, consequentemente um aumento em sua estabilidade. Dessa forma verificamos que a temperatura de ebulição aumenta com onúmerodepartículasemsoluçãoe,seguindoesseraciocínio,podemos afirmar que a solução que apresentar o maior número deespéciesemsoluçãoéaqueapresentarátambémamaiortemperatura de ebulição. Sendo assim, podemos observar proporcionalmenteapresençadeumaespécienasoluçãoII,duas espécies na solução III e três espécies na solução IVconformerepresentadaspelasseguintesequações:

II. C6H12O6 (s) + H2O(l) →C6H12O6(aq)

III.KCl(s) + H2O(l) → K+

(aq)+Cl–(aq)

IV. Na2CrO4(s) + H2O(l) → 2Na+

(aq)+CrO42–

(aq)

Portanto, a solução de número II corresponde à glicose, asoluçãodenúmeroIIIcorrespondeaoKCl e a solução IV corresponde ao Na2CrO4.

TI < TII < TIII TIV

Questão 19 – Letra BComentário:ONaCléumcompostoiônicoquedissocia-seemmeioaquosoeliberaíonsNa+eCl– que conduzem corrente elétrica. Trata-se de um sal proveniente da neutralizaçãode um ácido forte (HCl) e uma base forte (NaOH) e, por isso, suas soluções aquosas apresentam pH = 7,0. O Na2O, porsuavezéumóxidodecaráterbásicoqueaoreagircomaágualiberaíonsNa+ e OH– o que torna a solução condutora de eletricidade e com um valor de pH > 7. Por outro lado, aglicoseéumcompostomolecularquenãoseionizaemmeioaquosoe,porisso,nãoconduzcorrenteelétricaesuassoluçõesapresentam, portanto, pH = 7. Logo, a solução 1 corresponde à solução de glicose; a solução 2 corresponde à solução de Na2O easolução3correspondeàsoluçãodeNaCl. Sendo assim, como sabemos que a temperatura de ebulição aumentacomonúmerodepartículasdispersasemsoluçãoconcluímosqueocompostoIIapresentarámaiortemperaturade ebulição, pois apresenta quatro vezesmais espéciesdissociadas em solução que o composto I e duas vezes mais queocompostoIII.Sendoassim:

T1 < T3 < T2

Questão 20 – Letra DComentário: As propriedades coligativas (tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e pressão osmótica) dependem,exclusivamente,daconcentraçãodepartículasemumasoluçãoe independem da natureza dessas partículas. Assim, paraanalisar os efeitos dessas propriedades nas soluções indicadas, épreciso,primeiramente,calcularaconcentraçãodepartículasem cada uma delas. Portanto,• para a solução X, a dissolução de ummol de C6H12O6

gera ummol de partículas dispersas, pois a glicose éum soluto não dissociável e não ionizável. Assim, uma soluçãocomconcentraçãodeC6H12O6 igual a 0,20 mol.L–1 apresentaumaconcentraçãodepartículasdispersasiguala 0,20 mol.L–1;

• paraasoluçãoY,adissoluçãodeummoldeKCl gera dois molsdepartículasdispersas,poisocloretodepotássioéumsolutodissociáveleoriginaíonspotássio(K+)e íonscloreto (Cl–). Assim, uma solução com concentração de KCl igual a 0,50 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículasdispersasiguala1mol.L–1;

• paraasoluçãoZ,adissoluçãodeummoldeNa2SO4 gera trêsmolsdepartículasdispersas,poisosulfatodesódioéumsolutodissociáveleoriginaíonssódio(Na+)eíonssulfato (SO4

2–). Assim, uma solução com concentração de Na2SO4 igual a 0,50 mol.L–1 apresenta uma concentração departículasdispersasiguala1,5mol.L–1.

Comparando-seosvaloresdeconcentraçãoencontrados,pode-se concluirquepropriedadescoligativasserãomaisintensasemZ, depoisemYe,porfim,emX.

Questão 21 – Letra CComentário:Oefeitocrioscópico,assimcomotodososefeitoscoligativos, dependem, exclusivamente, da quantidade de soluto dissolvido em um solvente qualquer. O abaixamento da temperatura de congelamento para o experimento descrito foi menor do que o esperado, indicando que a quantidade do solutogeradoapósoprocessodedissoluçãofoimenordoquese poderia prever. O soluto em questão, provavelmente, não éiônico,jáqueessestiposdecompostossofremdissociaçãoemmeio aquoso, aumentando a quantidade de partículasdispersas no solvente e tornando o efeito coligativo maior do que o esperado. No entanto, alguns compostos podem sofrerassociaçõesmoleculares,comoaformaçãodedímeros,diminuindoaquantidadedepartículasdispersasemsolução e atenuando todos os efeitos coligativos.

Questão 22Comentário: A elaboração de esquemas permite que os estudantes reúnam as principais informações estudadas em sala de aula, em um processo de sistematização do conhecimento. A atividade proposta favorece o processo de organização de ideias, a construção de novas conexões mentais pelos estudantes e a elaboração e esquematização da escrita completa e simplificada. Alémdisso, propicia a revisão dosconceitos estudados e auxilia no preparo para as avaliações e na organizaçãodosestudos.Elafavorece,também,aidentificaçãodos pontos que precisam ser retomados e melhor discutidos pelo professor. Por ser uma atividade aberta, vários aspectos sobreasPropriedadesColigativaspodemserabordadospelosestudantes. É interessante discutir e compartilhar em sala de aula as anotações feitas, de forma a complementar as ideias de toda a turma.

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Questão 01 – Letra CComentário: A adição de um soluto não volátil a um solvente provoca o efeito tonoscópico, que consiste no abaixamento da pressão de vapor do solvente em solução, em relação ao solvente puro. Dessa forma, em qualquer temperatura, a pressão de vapor da solução será menor que a pressão de vapordosolventepuro.Logo,oúnicográficoquedescreveessecomportamento é o representado na alternativa C.


A) A pressão de vapor do líquido A é igual a 700 mmHg à temperatura de 70 °C, conforme pode ser visto no gráfico.

B) A pressão de vapor do líquido B em uma temperatura de 115 °C será igual à do líquido A em uma temperatura igual a 70 °C.

C) A pressão de vapor de um líquido depende da intensidade das suas interações intermoleculares sendo que, quanto maior for a intensidade dessas interações, menor será a sua pressão de vapor. Por meio da análise do gráfico podemos verificar que, a uma mesma temperatura, o líquido A é o que apresenta maior pressão de vapor e, consequentemente, nos leva a crer que é o líquido que apresenta as interações intermoleculares menos intensas.

D) A pressão de vapor de um líquido pode ser reduzida adicionando-se um soluto não volátil como o NaC.


1. A) O etanol é um líquido mais volátil que a água, e dessa forma, a sua pressão de vapor será maior que à pressão de vapor da água, na mesma temperatura. Logo,olíquidoBseráoetanol,quedeslocaacolunade mercúrio no sentido do líquido A.

B) A altura h é calculada por meio da diferença de pressão de vapor entre o etanol e a água.

h = Pressão de vapor de etanol – Pressão de vapor da água

h = 56 mmHg – 25 mmHg

h = 31 mmHg

2. A água apresenta calor de vaporização maior que o etanol, pois suas interações de hidrogênio são mais intensas quando comparadas às interações dipolo instantâneo-dipolo induzido e ligações de hidrogênio que existem entre as moléculas do etanol. Com isso, a quantidade de energia que deve ser absorvida durante a vaporização da água é maior.

3. Nas condições descritas, a temperatura do etanol deve ser igual a 10 °C, uma vez que nessa temperatura a sua pressão de vapor é igual à pressão de vapor da água a 25 °C. Portanto, não haverá desnível na coluna de mercúrio.

Questão 04 – Letra AComentário: Inicialmente, o nível de mercúrio depende somente da pressão ambiente. Com o auxílio do conta-gotas, um líquido volátil foi introduzido no recipiente e, por ser menos denso do que o mercúrio, subirá pelo recipiente. Esse líquido, ao chegar à parte superior no tubo, sofrerá vaporização total devido à presença de vácuo nessa região. Assim, surgirá uma pressão na porção superior do tubo, chamada de pressão de vapor do líquido que pode ser obtida por meio da diferença entre as alturas h e h1.


1. A adição de um soluto não volátil a um solvente diminui a pressão de vapor desse solvente. Por isso, o etanol puro possui maior pressão de vapor do que a solução alcoólica de açúcar.

2. A pressão de vapor do líquido no chumaço molhado com etanol é maior do que a pressão de vapor do líquido no chumaço molhado com a solução alcoólica de açúcar.

Portanto, há maior vaporização de etanol no chumaço em contato com o termômetro A do que no que está em contato com o termômetro B. Como as taxas de condensação de etanol nos dois chumaços são iguais, ocorrerá no bulbo do termômetro B maior condensação do que vaporização. Como o processo de condensação é exotérmico, a temperatura registrada no termômetro B aumentará.

3. No chumaço de algodão em contato com o termômetro A, existe um equilíbrio entre a fase etanol líquido e a fase etanol vapor. Nesse caso, as velocidades de evaporação e condensação são iguais e, desde que a temperatura do etanol adicionado ao sistema seja 25 °C, a temperatura registrada no termômetro A não irá se alterar.


A) Pr

essã

o de

vap

or /

atm

Temperatura / °C

1,21,00,80,60,40,20,0

0 20 40 60 80 100 120

A glicose é um soluto não volátil, e sua adição à água pura aumenta o grau de desordem do sistema, tornando-o mais estável. Com isso, o número de partículas que escapam para a fase de vapor é menor, ou seja, numa mesma temperatura, a solução de glicose apresentará menor pressão de vapor.

B)

Pres

são

de v

apor

/ a

tm

Temperatura / °C

1,21,00,80,60,40,20,0

0 20 40 60 80 100 120

A variação relativa da pressão de vapor da água pela adição de cloreto de sódio, formando uma solução de concentração de0,1mol.L–1, é duas vezes maior que a da adição de glicose analisada no item A. Isso ocorre, pois o NaC sofre dissociação, formando o dobro de partículas dispersas, e a variação relativa da pressão de vapor é proporcional à quantidade de partículas do soluto dispersas no solvente após a sua dissolução.

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Questão 07 Comentário: 1. [Na2CO3]:1,0mol.L–1. Quando a concentração da solução de NaOH se torna

igual a 1,5mol.L–1, a pressão de vapor dessa solução é 16,75 mmHg. Como as duas soluções aquosas estão em equilíbrio,apresentamamesmapressãodevapor. Logo,de acordo com o gráfico, a solução aquosa de Na2CO3(aq) com a pressão de vapor igual a 16,75 mmHg apresenta a concentraçãode1,0mol.L–1.

2. Na2CO3. A dissociação iônica de 1 mol de Na2CO3 libera 3 mol de íons, já o mesmo processo para 1 mol de NaOH libera 2 mol de íons. Então, a variação da concentração observada das soluções é acompanhada de maior variação da concentração de espécies do soluto Na2CO3, que proporciona maior variação de pressão de vapor dessa solução.

Questão 08 – F F V VComentário: Para a resolução dessa questão, julgaremos cada um dos itens.1º item: Falso. A solução menos concentrada, presente no recipiente II, apresenta maior pressão de vapor do que a solução mais concentrada, presente no recipiente I, portanto, ocorre maior evaporação de água do recipiente II do que do recipiente I. Como a quantidade de água condensada nos dois recipientes é a mesma, o volume da solução concentrada aumenta e o volume da solução diluída diminui.2º item: Falso. O sistema tende a igualar as concentrações das duas soluções para que não haja diferença de energia livre e, portanto, de estabilidade entre elas. Dessa forma, a concentração da solução mais concentrada diminuirá e a menos concentrada aumentará a concentração. 3º item: Verdadeiro. Ocorrerá evaporação de solvente dos dois recipientes em um ambiente hermético até que o ar dentro da caixa fique saturado de vapor-d’água.4º item: Verdadeiro. Enquanto as soluções apresentarem concentrações diferentes, haverá deslocamento de solvente da solução menos concentrada para a solução mais concentrada. Isso ocorre porque a quantidade de água evaporada pela solução concentrada é menor do que a evaporada pela solução diluída. Quando as soluções estiverem com a mesma concentração, o sistema irá atingir um estado de equilíbrio dinâmico e a quantidade de água que vaporiza e condensa nos dois recipientes será a mesma. Nesse instante, as pressões de vapor das duas soluções se igualam.

Questão 09 – F V V V FComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada um dos itens.1. Falso. Quanto maior for a pressão de vapor de uma

substância, mais volátil ela será. Dessa forma, o líquido menos volátil no gráfico é aquele com menor pressão de vapor a uma dada temperatura, ou seja, o ácido acético. A ordem crescente de volatilidade dos líquidos é

ácido acético < água < benzeno < n-hexano2. Verdadeiro. Conforme o gráfico, o ácido acético é a substância

que possui a menor pressão de vapor. Os vapores de ácido acético exercem, na superfície do líquido e nas paredes de um recipiente fechado, uma pressão menor que os vapores das demais substâncias, em uma dada temperatura. Essa menor pressão está relacionada com a dificuldade relativa de se romper as interações intermoleculares no ácido acético, mais intensas que na água, no benzeno e no n-hexano, o que dificulta a formação de vapores, acarretando uma menor pressão de vapor para essa substância.

Dessa forma, o ácido acético é a substância, entre as relacionadas, que apresenta maior temperatura de ebulição, em virtude da maior necessidade de energia para romper suas interações intermoleculares.

3. Verdadeiro. O gráfico mostra que a curva da pressão de vapor do n-hexano em função da temperatura está acima das outras curvas em qualquer valor de temperatura, indicando que essa substância apresenta a pressão máxima de vapor sempre maior que as das demais.

4. Verdadeiro. Um líquido entra em ebulição em uma temperatura em que a pressão de vapor do líquido se iguala com a pressão externa. Conforme o gráfico, a pressão de vapor do benzeno (curva 2) atinge a pressão de 760 mmHg na temperatura de 80 °C, ou seja, a temperatura de ebulição do benzeno ao nível do mar é de 80 °C.

5. Falso. O gráfico mostra que em uma pressão de 420 mmHg, a água precisa ser aquecida até 80 °C para entrar em ebulição.

Questão 10 – Letra EComentário: As estruturas da água, do etanol e da propanona são apresentadas a seguir.

Água Etanol Propanona

CH3CH2 O H

O

H3C C CH3H HO

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A água e o álcool estabelecem interações intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio entre suas moléculas, ao passo que a propanona interage por meio de interações intermoleculares do tipo dipolo permanente-dipolo permanente, que são menos intensas. As moléculas de propanona se desprendem da fase aquosa com mais facilidade, produzindo uma fase gasosa sobre o líquido com maior pressão, se comparado com o álcool e com a água em uma mesma temperatura. Dessa forma, no gráfico, a curva I representa a substância com a maior pressão de vapor, a propanona.

B) Incorreta. As interações intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio, estabelecidas entre as moléculas de água, são mais numerosas que aquelas estabelecidas entre as moléculas de álcool, devido à maior quantidade de hidrogênios com núcleo exposto na molécula de água. Dessa forma, a evaporação do álcool é mais favorecida que a evaporação da água, fazendo com que o álcool apresente maior pressão de vapor que a água nas mesmas condições de temperatura. As curvas II e III representam o álcool e a água, respectivamente.

C) Incorreta. A propanona não possui hidrogênio com baixa densidade eletrônica (eletrodeficiente), ou seja, não contém hidrogênio ligado a um átomo muito eletronegativo, sendo impossível suas moléculas interagirem por ligações de hidrogênio. As moléculas de propanona, polares, estabelecem entre si interações intermoleculares do tipo dipolo permanente-dipolo permanente.

D) Incorreta. A adição de um soluto não volátil a qualquer líquido diminui sua pressão de vapor, fenômeno conhecido por efeito tonoscópico.

E) Correta. O etanol entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica do local. Próximo ao nível do mar, a pressão atmosférica está em torno de 760 mmHg. De acordo com o gráfico, a temperatura na qual o etanol atinge essa pressão de vapor é de, aproximadamente, 80 °C.

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A) Solvente puro: Curva I. O solvente puro apresenta menor entropia; logo, maior tendência de passar para a fase gasosa (maior pressão de vapor).

B) WZ: Curva III. Trata-se da solução que apresenta maior quantidade de partículas (maior entropia); logo, menor pressão de vapor.

C) A ebulição ocorre quando a pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica (nesse caso, 1,0 atm). Logo, a temperatura de ebulição do solvente puro é 200,6 °C e a da solução XY, 200,8 °C.


A) A P.M.V. depende da temperatura em que se encontra o líquido. Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão máxima de vapor. Isso ocorre porque quando um líquido é aquecido, suas moléculas apresentam um aumento na energia cinética média, o que favorece a vaporização, aumentando, assim, a pressão de vapor.

B) As vantagens do cozimento de alimentos em panelas de pressão são a economia de gás e o gasto de menor tempo para cozinhar alimentos. Na panela de pressão, conforme se aumenta a pressão de vapor de água, consequentemente, aumenta-se a sua temperatura de ebulição. Assim, os alimentos cozinham em uma temperatura maior, gastando menor tempo de cozimento e, então, menor quantidade de gás.

C) Quando se inicia a saída de vapor pela válvula, o interior da panela de pressão já está saturado de vapor de água, o que indica que a água está em ebulição. Durante os processos de mudança de fase, como a ebulição, a temperatura é constante, porque toda a energia recebida é utilizada no enfraquecimento / ruptura de interações entre as partículas que compõem a amostra. Como a temperatura de ebulição da água não se altera, o tempo de cozimento dos alimentos continua o mesmo caso seja abaixada a chama do fogão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula.

Questão 13 – Letra E

Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Verdadeira. A adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, dificulta o seu congelamento. Assim, quanto maior a concentração de partículas desse soluto dissolvidas, menor é a temperatura de congelamento. De acordo com o gráfico, a temperatura de congelação da solução S é mais baixa que a da solução R, o que indica que a concentração da solução R é menor. De acordo com o gráfico, também é possível verificar a massa de sacarose presente em cada uma das soluções preparadas utilizando a mesma massa de água. A solução R apresenta menor massa de sacarose do que a solução S, dessa forma, R é menos concentrada.

B) Verdadeira. A quantidade de vapor formado depende da quantidade de soluto dissolvido, de forma que a adição de um soluto não volátil promove o abaixamento da pressão máxima de vapor (P.M.V.). Assim, como a solução R apresenta menor concentração, ou seja, menor quantidade de partículas dissolvidas em um determinado volume de solução, ela apresenta maior pressão de vapor.

C) Verdadeira. Ao se dissolver um soluto não volátil, ocorre um aumento da temperatura de ebulição devido a uma maior estabilidade do sistema em função do aumento da entropia.

D) Verdadeira. Quanto maior a quantidade de partículas dissolvidas em um determinado volume de solução, maior a estabilidade do sistema e, portanto, maior a temperatura de ebulição da solução.

E) Falsa. Com a evaporação de uma parte do solvente da solução S, haverá aumento da concentração dessa solução. Quanto maior a concentração de partículas na solução, menor a pressão de vapor, pois ocorre o aumento do grau de desordem do sistema, ou seja, o aumento da entropia e, consequentemente, a diminuição da energia livre, aumentando, assim, a estabilidade do sistema.

Questão 14 – Letra EComentário: A adição de etilenoglicol à agua do radiador, bem como a aspersão de cloreto de sódio ou cloreto de cálcio ao gelo que encobre as ruas e estradas, tem como finalidade provocar o efeito coligativo crioscópico, ou seja, diminuir a temperatura de congelamento da água. Nos invernos rigorosos, a temperatura ambiente, em graus Celsius, atinge valores negativos, o que provoca o congelamento da água. Para evitar danos ao radiador dos automóveis, é adicionado a ele o etilenoglicol, que diminui temperatura de congelamento da água, garantindo que essa substância permaneça no estado líquido mesmo em temperaturas Celsius negativas. Com o mesmo propósito, os habitantes de países com invernos rigorosos aspergem cloreto de sódio ou cloreto de cálcio sobre o gelo que encobre as ruas. Essa medida provoca a fusão do gelo, tornando as estradas mais seguras para o tráfego de veículos.


A) As soluções apresentam pontos de congelação menores que o da água pura. Isso ocorre porque a adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, dificulta o seu congelamento.

B) A massa molar da glicose (C6H12O6) é 180 g.mol–1,

e a massa molar da sacarose (C12H22O11) é 342 g.mol–1. Esses compostos são moleculares e, em solução aquosa, não sofrem ionização. Assim, a quantidade de matéria e, consequentemente, o número de moléculas correspondente a uma mesma massa de soluto, é maior na solução de glicose, já que esse composto apresenta menor massa molar. Como a solução de glicose tem maior número de partículas dissolvidas, ela apresentará o menor ponto de congelação.

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A) A curva AC representa a variação da pressão de vapor, em função da temperatura, para a água pura no estado sólido, e a curva BE representa a variação da pressão de vapor, em função da temperatura, para a solução aquosa de cloreto de sódio.

B) A diferença de temperatura entre t3 e t2 nas CNTP é igual a 100 °C, uma vez que se trata da água pura.

C) Nas temperaturas t1 e t2, ocorrem, respectivamente, a fusão e a solidificação da solução aquosa de cloreto de sódio e da água pura. Essa diferença representa o efeito crioscópico causado pela adição de um soluto não volátil à solução.

D) O intervalo indicado pela letra x representa o aumento ebulioscópico provocado pela adição de um soluto não volátil à solução.

Questão 17 – Letra AComentário: Quando diferentes líquidos, incialmente à mesma temperatura, são colocados no congelador ao mesmo tempo, irá congelar primeiro aquele que apresentar a temperatura de solidificação mais alta. Dentre os líquidos apresentados nas alternativas, a água pura é a que apresenta a maior temperatura de congelamento, pois trata-se de um líquido puro. Os demais líquidos são soluções aquosas de solutos não voláteis (suco de limão e açúcar), que, portanto, apresentam pontos de congelação menores que o da água pura.


A) Para a solução I, a dissolução de 1 mol de MgSO4 gera

2 mol de partículas dispersas, pois o sulfato de magnésio é

um soluto dissociável e origina íons magnésio (Mg2+) e íons

sulfato (SO42–), como apresentado a seguir:

MgSO4(s) Mg2+(aq)

+ SO42–

(aq)

1 mol 1 mol 1 mol

Assim, uma solução com 0,2 mol de MgSO4 apresenta

0,4 mol de partículas dispersas.

Paraa solução II, adissoluçãode1moldeK2SO4 gera

3 mol de partículas dispersas, pois o sulfato de potássio

éumsolutodissociáveleoriginaíonspotássio(K+) e íons

sulfato (SO42–), como apresentado a seguir:

K2SO4(s) 2K+(aq)

+ SO42–

(aq)

1 mol 2 mol 1 mol

Assim, uma solução com 0,1mol de K2SO4 apresenta

0,3 mol de partículas dispersas.

H2O

H2O

Para a solução III, a dissolução de 1 mol de A2(SO4)3 gera 5 mol de partículas dispersas, pois o sulfato de alumínio é um soluto dissociável e origina íons alumínio (A3+) e íons sulfato (SO4

2–), como apresentado a seguir:

A2(SO4)3(s) 2A3+(aq)

+ 3SO42–

(aq)

1 mol 2 mol 3 mol

Assim, uma solução com 0,1 mol de A2(SO4)3 apresenta 0,5 mol de partículas dispersas;

ParaasoluçãoIV,adissoluçãode1moldeZnSO4 gera 2 mol de partículas dispersas, pois o sulfato de zinco é um solutodissociáveleoriginaíonszinco(Zn2+) e íons sulfato (SO4

2–), como apresentado a seguir:

ZnSO4(s) Zn2+(aq)

+ SO42–

(aq)

1 mol 1 mol 1 mol

Assim, uma solução com 0,1 mol de MgSO4 apresenta 0,2 mol de partículas dispersas.

Como o volume das soluções é o mesmo, a quantidade de matéria de partículas é diretamente proporcional à concentração da solução. Quanto menor a concentração da solução, menor será o abaixamento da temperatura de solidificação. Assim, temos:

Solução IV < Solução II < Solução I < Solução III

B) O volume final da solução II é igual a 3 litros, e a quantidade de matéria de soluto presente nessa solução é igual a 0,1 mol. A massa molar do sulfato de potássio é igual a 174 g.mol–1, assim, a massa correspondente a 0,1moléiguala17,4g.Assim,aconcentração,emg.L–1, da solução II pode ser calculada da seguinte forma:

17,4 g 3L

x 1L

x = 5,8 g

C=5,8g.L–1


A) T4 < T2 < T1 = T3

B) As garrafas 1 e 3 possuem temperaturas iguais, pois ambas contêm apenas água líquida em equilíbrio com gelo. Entre as garrafas 2 e 4, a garrafa 4 possui a menor temperatura, pois o efeito crioscópico associado é mais intenso em virtude da dissociação do cloreto de sódio. A garrafa 2 contém uma solução de sacarose com a mesma concentração que a solução de NaC da garrafa 4. Porém, a sacarose é um soluto que não sofre dissociação / ionização, e sua quantidade dispersa na solução da garrafa 2 é a metade da quantidade de total de íons Na+ e C– contida na garrafa 4.

1 mol sacarose(s) 1 mol de sacarose(aq)

1 mol de NaC(s) 1 mol de Na+(aq) + 1 mol de C–

(aq)

H2O

H2O

gera

gera

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Questão 20 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A adição de açúcar, um soluto não volátil, a um certo volume de água, promove o aumento da entropia e, consequentemente, aumento da estabilidade do sistema. Com isso, quando se adiciona um soluto não volátil a um solvente puro, à temperatura constante, observa-se a diminuição da quantidade de vapor formado.

B) Incorreta. Mesmo quando as concentrações molares dos solutos são iguais, os efeitos sobre as temperaturas de ebulição e de fusão podem ser diferentes, dependendo da natureza do soluto que é adicionado. Como exemplo, é possível citar as soluções de NaCl e sacarose de mesma concentração molar. O NaCl é um composto iônico que se dissocia em meio aquoso e a sacarose é um composto molecular que não sofre dissociação. Considerando duas soluções de mesma concentração desses dois solutos, haveria o dobro de partículas na solução de NaCl, quando comparada à solução de sacarose, o que implica diferentes alterações nas propriedades coligativas.

C) Incorreta. O sal é um soluto não volátil. Dessa forma, a adição de uma quantidade significativa de sal a uma panela com água sob aquecimento promoverá a diminuição da pressão de vapor e, consequentemente, o aumento da temperatura de ebulição da água.

D) Correta. A adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, dificulta o seu congelamento. No Mar Morto, a concentração de sais – solutos não voláteis – é muito grande. Quanto maior a concentração da solução, maior será o abaixamento da temperatura de solidificação, por isso, a temperatura de congelamento do Mar Morto é muito baixa.


A) Incorreta. O fluxo resultante de solvente ocorre no sentido do meio de menor concentração (meio hipotônico) para o meio de maior concentração (meio hipertônico), ou seja, da solução B para a solução A. Dessa forma, a solução A ficará mais diluída.

B) Incorreta. A osmose ocorrerá até que as concentrações das duas soluções se igualem. Sendo assim, as concentrações iniciais das duas soluções serão alteradas.

C) Incorreta. O fluxo resultante de solvente ocorre no sentido da solução B para a solução A, ou seja, com o passar do tempo, a solução B apresentará um aumento em sua concentração.

D) Correta. Vide comentário da afirmativa C.

E) Incorreta. Como os volumes iniciais das duas soluções são iguais, a concentração de equilíbrio é igual à média aritmética entre as concentrações iniciais das duas soluções:

C mol L mol L mol Leq., . , . , .=

+=

− −−0 8 0 2

20 5

1 11

A concentração da solução A diminuirá, e a concentração da solução B aumentará até que seja atingido o equilíbrio dinâmico entre as duas soluções.

Questão 22 – Letra AComentário: O processo descrito baseia-se na diferença de concentração entre os meios. Ao se colocar açúcar ou pó de café sobre uma ferida, a concentração da solução formada sobre a ferida aumenta. Assim, haverá fluxo resultante de solvente do meio menos concentrado – interior da ferida – para o meio mais concentrado, que é a região onde se coloca o açúcar ou o pó de café. Com isso, haverá a retirada de líquido da ferida, favorecendo a cicatrização.

Questão 23 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Correta. A solução apresenta menor pressão de vapor do

que a água pura (efeito tonoscópico). Portanto, ocorre maior evaporação de água do recipiente onde se encontra a água pura do que do recipiente onde se encontra a solução. Como a quantidade de água condensada nos dois recipientes é a mesma, o volume da solução aumentará, e o volume da água pura diminuirá.

B) Incorreta. A adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, dificulta o seu congelamento (efeito crioscópico). Assim, ao se adicionar cloreto de sódio em água, a solução formada congelará a uma temperatura abaixo da temperatura de congelamento da água pura.

C) Correta. A adição de um soluto não volátil a um líquido promoverá a diminuição da pressão de vapor e, consequentemente, o aumento da temperatura de ebulição desse líquido. Ao aumento da temperatura de ebulição do solvente, devido à adição de um soluto não volátil, dá-se o nome de efeito ebulioscópico.

D) Correta. A pressão osmótica de uma solução é numericamente igual à pressão exercida sobre a superfície da solução a fim de se anular o deslocamento do solvente através da membrana semipermeável.

Questão 24 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Correta. Na situação descrita, a solução de propan-2-ol no

cilindro é o meio hipertônico (de maior concentração), e a água do copo é o meio hipotônico (de menor concentração). O fluxo resultante de solvente ocorre espontaneamente do meio hipotônico para o meio hipertônico, buscando igualar as concentrações dos dois meios, ou seja, tentando torná-los isotônicos. Logo, a água do copo se difunde através da membrana de acetato de celulose para o cilindro contendo a solução.

B) Correta. A difusão da água para o cilindro aumenta o volume da solução e diminui a concentração do propano-2-ol.

C) Correta. Como a membrana de acetato de celulose não é permeável ao propano-2-ol, este pode ser purificado aplicando-se à solução uma pressão maior que a sua pressão osmótica. Dessa forma, haverá difusão do solvente da solução para a água no copo. Esse é um processo não espontâneo denominado osmose reversa.

D) Incorreta. A solução de propano-2-ol possui menor pressão de vapor que a água do copo. A solução é um sistema de maior desordem, ou seja, maior entropia e, consequentemente, maior estabilidade. A tendência que o solvente em uma solução possui em passar para o estado de vapor é menor que a do solvente puro, em virtude da maior estabilidade da solução.

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A tendência com que um líquido possui em passar para a fase vapor está diretamente relacionada com sua pressão de vapor, que será menor para uma solução quando comparado ao mesmo solvente puro.

E) Correta. O cilindro aberto está submetido à pressão externa, a pressão atmosférica.


A) Em água, houve aumento de peso da fatia de batata porque esta é hipertônica em relação à água. Assim, moléculas de água passaram para o interior das células da batata. Já em solução de NaCl 5 M, observa-se que sai água da fatia de batata, pois esta encontra-se em um meio hipertônico.

B) As hemácias se romperiam, pois, ao contrário das células da batata, elas não têm parede celular, o que manteria a integridade da célula.


A) Igual. O fenômeno de osmose é uma propriedade coligativa, ou seja, independe da natureza do soluto envolvido no processo. Como ambos os solutos, glicose e POE, não têm comportamento de eletrólito forte ou moderado (não dissociam nem ionizam apreciavelmente em água), e a concentração das soluções é igual (e esse é o fator de relevância para os efeitos coligativos), a altura da coluna, para ambas as soluções, será a mesma.

B) Gráfico 1. Como o fenômeno osmótico é uma propriedade coligativa, a velocidade de passagem do solvente pela membrana semipermeável é indiferente à natureza do soluto, e, acima de tudo, uma membrana semipermeável não permite passagem de soluto, somente de solvente. Dessa forma, a variação de altura h com o tempo será a mesma nas duas experiências.

C) A concentração molar da solução de glicose é 10–3 mol.L–1. A massa molar da glicose é 180 g.mol–1, assim, a massa referente à quantidade de matéria de glicose presente em 1 L dessa solução pode ser calculada da seguinte forma:

1 mol de glicose 180 g

10–3 mol de glicose x

x = 0,18 g

Assim, a concentração em g.L–1 da solução de glicose é igual a 0,18 g.L–1. Como a densidade dessa solução é igual a 1,0 g.cm–3, a massa correspondente a 1,0 L de solução será igual a 1,0 kg (1 000 g).

Cálculo da concentração em % m/m utilizando a fórmula:

C m/m % = m(soluto)m(solução)

. 100 = 0,18 g1 000

. 100 = 0,018% m/m

Cálculo da concentração em % m/m utilizando regra de três:

A concentração massa/massa mede a quantidade em gramas do soluto presente em 100 g de solução. Dessa forma, a quantidade de glicose dissolvida em 100 g de solução é:

1 000 g de solução 0,18 g de glicose

100 g de solução y

y = 0,018 g de glicose

Logo, a solução apresenta 0,018% em massa de glicose.


A) A hidrofilicidade é a afinidade que um material tem por água. Entre o açúcar e a água, essa afinidade se deve às interações intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio, que são estabelecidas entre os grupos —OH do açúcar e as moléculas de água.

B) Sim, ela existe, já que esse fenômeno está relacionado à presença de espécies em solução. No caso do sal, essas espécies são Na+ e Cl

–.


A) No processo de hemólise, as hemácias devem estar em uma solução hipotônica, ou seja, em uma solução mais diluída que a isotônica. Por isso, ao adicionarmos um soluto não volátil a um solvente, a pressão de vapor da solução final torna-se menor que a pressão de vapor do solvente puro (efeito tonoscópico), sendo essa redução tanto maior quanto for a concentração de partículas dispersas. Dessa forma, a curva mais adequada para representar essa solução é aquela que apresenta, em uma mesma temperatura, uma pressão de vapor maior que a da solução isotônica, sendo, portanto, a curva A.

B) A concentração inicial da solução isotônica de NaCl é igual a 9 g.L–1. Logo, em 2 litros dessa solução teremos uma massa de soluto igual a:

9 g de NaCl 1 000 mL

x 2 000 mL

x = 18 g de NaCl

Ao evaporarmos 10% dessa solução, ocorre uma redução de volume que pode ser calculada da seguinte maneira:

2 000 mL 100%

y 10%

y = 200 mL

Dessa forma, o volume final da solução aquosa de NaCl passa a ser igual a 1 800 mL e a nova concentração será igual a:

18 g de NaCl 1 800 mL

z 1 000 mL

z = 10 g.L–1 de NaCl

Logo, a concentração de NaCl na solução resultante é igual a 10 g.L–1.

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Questão 29Comentário: Pode-se calcular a massa molar do polímero utilizando a pressão osmótica apresentada por uma solução que contém 0,020 g desse polímero por grama de água (volume correspondente a 1 mL =1,0 . 10–3 L), na temperatura especificada (293 K = 20 °C), utilizando a equação de Van’t Hoff:

π.V = n.R.T

Como n = m/M, temos:

π.V = m/M.R.T

2,0 . 10–3 atm . 1,0 . 10–3 L = 0,020 g/M . 0,082 L.atm.mol–1.K–1 . 293 K

M(polímero) = 2,4 . 105 g.mol–1

Questão 30 – Letra AComentário: As afirmações que devem ser julgadas na questão referem-se às propriedades coligativas das soluções, as quais dependem, exclusivamente, da concentração de partículas em uma solução e independem da natureza dessas partículas. Assim, para analisar os efeitos dessas propriedades nas soluções indicadas, é preciso, primeiramente, calcular a concentração de partículas em cada uma delas.

Para a solução I, a dissolução de um mol de glicose (C6H12O6) gera um mol de partículas dispersas, pois a glicose é um soluto não dissociável e não ionizável. Assim, uma solução com concentração de C6H12O6 igual a 0,030 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,030 mol.L–1.

Para a solução II, não é possível determinar a quantidade de partículas geradas com exatidão, pois o ácido acético é um soluto ionizável que apresenta um baixo grau de ionização, que não foi fornecido. A dissolução de um mol de ácido acético (CH3COOH) gera uma quantidade maior que um mol de partículas dispersas, pois uma pequena porcentagem de moléculas sofre ionização. Assim, uma solução com concentração de CH3COOH igual a 0,030 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas maior que 0,030 mol.L–1.

Observação: Existe uma relação entre os efeitos coligativos de soluções moleculares e de soluções iônicas, chamada de fator de Van’t Hoff (i). Esse fator indica a razão entre os efeitos coligativos de uma solução iônica e de uma solução molecular, ambas com a mesma concentração. Entretanto, o cálculo desse fator depende do valor do grau de ionização do ácido acético, que não foi fornecido.

Para a solução III, a dissolução de um mol de cloreto de cálcio (CaCl2) gera três mol de partículas dispersas, pois o cloreto de cálcio é um soluto dissociável e origina íons cálcio (Ca2+) e íons cloreto (Cl

–). Assim, uma solução com concentração de CaCl2 igual a 0,010 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,030 mol.L–1.

CaCl2(s) Ca2+(aq) + 2Cl

–(aq)

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmações.

A) Correta. A adição de um soluto não volátil a um certo volume de água promove o aumento da entropia e, consequentemente, aumento da estabilidade do sistema.

H2O

Com isso, quando se adiciona um soluto não volátil a um solvente puro, à temperatura constante, observa-se a diminuição da quantidade de vapor formado. Quanto maior a concentração de soluto não volátil, menor a pressão de vapor, assim, a pressão de vapor das soluções obedece à ordem:

PII < PI ≅ PIII

B) Incorreta. Quanto maior é a concentração da solução, maior a pressão externa que deve ser exercida em uma solução para impedir a passagem de solvente de uma solução mais diluída para uma mais concentrada, ou seja, maior a pressão osmótica. Assim, a pressão osmótica nessas soluções obedece à seguinte ordem:

πIII ≅ π I < πII

C) Incorreta. Quanto maior é a concentração da solução, maior será o aumento da temperatura de ebulição do solvente. Assim, a elevação na temperatura de ebulição dessas soluções obedece à seguinte ordem:

ΔTIII ≅ ΔT I < ΔTII

Questão 31 – Letra CComentário: As propriedades coligativas (tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e pressão osmótica) dependem, exclusivamente, da concentração de partículas em uma solução e independem da natureza dessas partículas. Assim, para analisar os efeitos dessas propriedades nas soluções indicadas, é preciso, primeiramente, calcular a concentração de partículas em cada uma delas. Portanto:

Para a solução X, a dissolução de um mol de C6H12O6 gera um mol de partículas dispersas, pois a glicose é um soluto não dissociável e não ionizável. Logo, uma solução com concentração de C6H12O6 igual a 0,25 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,25 mol.L–1;

Para a solução Y, a dissolução de um mol de K2SO4 gera três mol de partículas dispersas, pois o sulfato de potássio é um soluto dissociável e origina íons potássio (K+) e íons sulfato (SO4

2–). Assim, uma solução com concentração de K2SO4 igual a 0,50 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 1,5 mol.L–1;

Para a solução Z, a dissolução de um mol de HNO3 gera dois mols de partículas dispersas, pois o ácido nítrico é um soluto ionizável e origina íons hidrogênio (H+) e íons nitrato (NO3

–). Desse modo, uma solução com concentração de HNO3 igual a 0,25 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,5 mol.L–1.

Comparando-se os valores de concentração encontrados, pode-se concluir que propriedades coligativas serão mais intensas em Y, depois em Z e, por fim, em X.

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Correta. A adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, dificulta o seu congelamento, ou seja, o sistema apresentará menor temperatura de solidificação. Quanto maior a concentração de partículas dissolvidas desse soluto, menor é a temperatura de congelamento. A solução X é a que possui menor concentração de partículas dispersas. Assim, ela apresentará maior temperatura de solidificação.

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B) Correta. Quanto maior a quantidade de partículas dissolvidas em um determinado volume de solução, maior a estabilidade do sistema e, portanto, maior a temperatura de ebulição da solução. A solução Y é a que apresenta a maior concentração de sais dissolvidos, dessa forma, é a que apresenta a maior temperatura de ebulição.

C) Incorreta. A concentração de partículas dispersas na solução Y é maior que a da solução Z, que é maior que a da solução X. Assim, o efeito tonoscópico será mais pronunciado na solução Y, a qual apresentará a menor pressão de vapor entre as três soluções. Por outro lado, a solução X é a que possui menor concentração de partículas dispersas, por isso apresentará a maior pressão de vapor. A ordem crescente de pressão de vapor é:

Y < Z < X

D) Correta. A adição de soluto não volátil em um determinado líquido puro promove um aumento da estabilidade do sistema. Portanto, as temperaturas de ebulição das soluções serão maiores que a temperatura de ebulição do líquido puro.

Questão 32 – Letra AComentário: A variação da temperatura de ebulição provocada pela dissolução do soluto não volátil independe da natureza química do soluto, dependendo, apenas, da quantidade de partículas dissolvidas. Assim, para a mesma concentração, o efeito coligativo provocado nas soluções contendo solutos iônicos é maior do que em soluções de solutos moleculares.

Questão 33 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A adição de um soluto não volátil a um sistema líquido, inicialmente puro, promove o aumento da estabilidade do sistema em função do aumento da entropia. Dessa forma, é necessário retirar mais energia térmica para promover o congelamento, ou seja, a solução formada apresentará menor temperatura de solidificação que o líquido puro.

B) Incorreta. As propriedades coligativas dependem da quantidade de partículas do soluto dispersas no solvente após a sua dissolução, independentemente da natureza do soluto, que pode ser molecular ou iônico e não deve ser volátil.

C) Correta. O glutamato monossódico (C5H8NO4Na) é um composto iônico dissociável, e o açúcar (C12H22O11) é um composto molecular não ionizável e não dissociável. A dissociação do glutamato monossódico está representada a seguir:

C5H8NO4Na(s) C5H8NO4–(aq)

+ Na+(aq)

1 mol 1 mol 1 mol

A quantidade de partículas geradas em uma solução de glutamato monossódico será duas vezes maior que a quantidade de partículas geradas em uma solução de açúcar de mesma concentração e volume.

H2O

Quanto maior a quantidade de partículas dissolvidas em um determinado volume de solução, maior a estabilidade do sistema e, portanto, maior a temperatura de ebulição da solução. Logo, a solução de glutamato monossódico tem maior temperatura de ebulição que a solução de açúcar.

D) Incorreta. A adição de um soluto não volátil a um líquido inicialmente puro promove o abaixamento da pressão máxima de vapor (P.M.V.). Assim, a água pura apresenta maior pressão de vapor que a solução aquosa de glutamato monossódico.

Questão 34 – Letra DComentário: As propriedades coligativas, como a crioscopia, dependem, exclusivamente, da concentração de partículas em uma solução e independem da natureza dessas partículas. Assim, para analisar os efeitos dessas propriedades nas soluções indicadas, é preciso, primeiramente, calcular a concentração de partículas em cada uma delas. Portanto:

Para a solução 1, a dissolução de um mol de sacarose (C12H22O11) gera um mol de partículas dispersas, pois esse soluto não é dissociável e não é ionizável. Logo, uma solução com concentração de C12H22O11 igual a 0,1 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,1 mol.L–1;

Para a solução 2, a dissolução de um mol de iodeto de cálcio (CaI2) gera três mol de partículas dispersas, pois ele é um soluto dissociável que libera, em solução, íons cálcio (Ca2+) e íons iodeto (I–).

CaI2(s) Ca2+(aq)

+ 2I–(aq)

1 mol 1 mol 2 mol

Assim, uma solução com concentração de CaI2 igual a 0,1 mol.L–1 apresenta uma concentração de partículas dispersas igual a 0,3 mol.L–1;

Na solução de iodeto de cálcio (solução 2), a concentração de partículas dispersas é três vezes superior à da solução de sacarose (solução 1). O abaixamento crioscópico (ΔTc) é diretamente proporcional à concentração em mol.L–1 da solução, assim, a solução 2 apresentará uma variação de temperatura de ebulição 3 vezes maior que a apresentada pela solução 1.


A) Para que seja preparada uma sopa com a quantidade mínima de KCl para se obter sabor salgado, sem as componentes do amargo e do doce, é necessário que a concentração desse sal seja 0,035 mol.L–1

. Esse valor se justifica a partir da análise do gráfico, no qual observa-se que, em concentrações menores que 0,035 mol.L–1, há componentes dos sabores doce e amargo. O volume de sopa preparado é igual a 1,5 L, assim, a quantidade de matéria KCl que deverá ser adicionada pode ser calculada da seguinte forma:

0,035 mol de KCl 1,0 L

x 1,5 L

x = 0,0525 mol de KCl

H2O

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AmassamolardoKCé igual a 74,5 g.mol–1. Assim:

n mM

=

0 052574 5 1,, .

mol mgmol

= −

M = 3,91 gm(KC)= 3,91 g

B) Dissolvendo-se o sal, ocorre a liberação de dois mol de íonspormoldeKC.ComoaconcentraçãodeKC é igual a0,035mol.L–1, a concentração de partículas na solução é iguala0,070mol.L–1

. Assim, temos:

π = c.R.T

π=0,070mol.L–1.0,082L.atm.K–1.mol–1.330K

π = 1,894 atm

Questão 36 – Letra DComentário: Pode-se calcular a pressão mínima que deve ser aplicada para que ocorra a osmose reversa da água utilizando a equação de Van’t Hoff:

π.V = n.R.T

π = nv

.R.T

Como nv

= C, temos:

π = c.R.T

Dissolvendo-se o sal, ocorre a liberação de dois mol de íons por mol de NaC. Como a concentração de NaC é igual a 0,6mol.L–1, a concentração de partículas na solução é igual a 1,2 mol.L–1

. A temperatura em Kelvin correspondente àtemperatura27°Céiguala300K.Assim,temos:

π=1,2mol.L–1.0,082L.atm.K–1.mol–1.300K

π = 29,52 atm

Questão 37 – Letra E

Comentário: A solução é preparada adicionando-se 18 g de glicose e 11,7 g de cloreto de sódio em água suficiente para preparar1Ldesolução. Assim, as concentrações desses solutos sãoiguaisa18g.L–1e11,7g.L–1, respectivamente.

A concentração molar do sal dessa solução pode calculada da seguinte forma:

M(NaC) = 58,5 g.mol–1

1 mol de NaC 58,5 g

x 11,7 g

x = 0,2 mol

Logo,[NaC]=0,2mol.L–1

Dissolvendo-se o sal, ocorre a liberação de dois mol de íons por mol de NaC. Assim, a concentração de partículas dispersas emsoluçãoseráiguala0,4mol.L–1.

A glicose é um soluto não dissociável e não ionizável. Portanto, a solução com concentração de glicose iguala18g.L–1 apresenta umaconcentraçãodepartículasdispersastambémiguala18g.L–1. A concentração molar da glicose nessa solução pode calculada da seguinte forma:

M(C6H12O6) = 180 g.mol–1

1 mol de C6H12O6 180 g

y 18 g

y = 0,1 mol

Logo,[C6H12O6]=0,1mol.L–1.

Assim, a concentração de partículas na solução é igual a

0,5mol.L–1 e a temperatura em Kelvin correspondente à

temperatura26°Céiguala299K.Pode-secalcularapressão

osmótica dessa solução utilizando a equação de Van’t Hoff:

π.V = n.R.T

π = nv

.R.T

Como nv

= C, temos:

π = c.R.T

π=0,5mol.L–1.0,082L.atm.K–1.mol–1.299K

π = 12,25 atm

Questão 38Comentário: O número de oxidação do cloro é –1, e o número

de oxidação dos elementos da família dos metais alcalinoterrosos

(2A) é +2. Assim, um cloreto de metal alcalinoterroso tem

fórmula genérica MC2, um composto iônico dissociável.

A glicose, por sua vez, é um soluto não dissociável e

não ionizável. Quando duas soluções são isotônicas, elas

apresentam a mesma pressão osmótica:

πglicose = πMC2

nglicose.R.T.iglicose = nMC2.R.T.iMgC2

Como o valor da temperatura e da constante universal dos

gases perfeitos são valores iguais, temos:

nglicose.R.T.iglicose = nMC2.R.T.iMgC2

nglicose.i glicose= nMC2.iMgC2

Sabendo que o i da glicose é 1, pois não forma íons em sua dissolução,

e considerando soluções de volumes iguais a 1,0 L, pode-se

calcular o fator de Van’t Hoff (i) do cloreto da seguinte forma:

nglicose . i = nMC2 . i

0,28 mol . 1 = 0,1 . i

i = 2,8

O fator de Van’t Hoff pode ser calculado a partir da seguinte

expressão:

i = 1 + α(x + y – 1)

em que α é grau numérico de ionização ou dissociação,

x é o número de cátions originados em uma ionização

ou dissociação e y é o número de ânions originados em

uma ionização ou dissociação. A dissociação do MC2 está

representada a seguir:

MC2 → M2+ + 2C–

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Logo, x é igual a 1 e y é igual a 2. Assim, temos:

2,8 = 1 + α(1 + 2 – 1)

2,8 = 1 + α(2)

2,8 – 1 = + α(2)1,82

= α

α = 0,9

Dessa forma, o grau de ionização aparente do sal é 90%.

Seção Enem

Questão 01 – Letra EEixo cognitivo: II


Habilidade: 8

Comentário: Para que as moléculas de água presentes na solução de cloreto de sódio atravessem a membrana semipermeável, é necessário exercer uma pressão mecânica sobre a solução, cuja resultante deve ser maior que sua pressão osmótica e no sentido contrário da osmose.

Questão 02 – Letra EEixo cognitivo: II


Habilidade: 25

Comentário: A osmose é um processo espontâneo de difusão de solvente entre dois sistemas que possuem diferentes concentrações de soluto, através de uma membrana semipermeável. O fluxo de solvente ocorre do meio menos concentrado (meio hipotônico) para o meio mais concentrado (meio hipertônico), de forma a tentar atingir o equilíbrio das concentrações. Conforme o enunciado, uma célula humana tem uma pressão osmótica igual à de uma solução de NaC 0,15 mol.L–1. Isso significa que, ao mergulhar uma célula humana em uma solução de NaC 0,15 mol.L–1, não haverá fluxo de solvente entre os dois meios. Quando uma célula humana é mergulhada em uma solução de NaC 0,20 mol.L–1, tem-se uma situação de desequilíbrio osmótico, em que a célula humana é o meio hipotônico e a solução de NaC é o meio hipertônico. Logo, o fluxo de solvente ocorrerá da célula para a solução.

Questão 03 – Letra BEixo cognitivo: II


Habilidade: 25

Comentário: A destruição do microambiente presente no tronco de árvores pintadas com cal ocorre por meio do processo de osmose. Isso acontece devido ao fato de a cal ser um óxido básico, que, ao reagir com a água, forma o hidróxido de cálcio, conforme a reação representada a seguir:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Nesse processo, a cal depositada sobre o tronco retira a água desse microambiente, tornando-o um meio desfavorável para o desenvolvimento de micro-organismos.

Questão 04 – Letra DEixo cognitivo: II


Habilidade: 25

Comentário: Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala à pressão à qual ele está submetido. Quanto menor for a pressão exercida sobre a superfície do líquido, mais fácil será a sua evaporação e menor será sua temperatura de ebulição. A água aspirada pela seringa está próxima da sua temperatura de ebulição ao nível do mar (100 °C). Quando o garoto, mantendo tampada a extremidade da seringa, ergue o êmbolo, ele diminui a pressão no interior da seringa. A pressão de vapor do líquido torna-se, então, maior que a pressão no interior da seringa, promovendo sua ebulição.

Questão 05 – Letra AEixo cognitivo: IV


Habilidade: 18

Comentário: Quando um sistema contém um líquido puro que está em um processo de ebulição, a temperatura desse sistema se manterá constante enquanto essa mudança estiver acontecendo. Assim, fornecendo-se calor suficiente para manter essa fervura, a temperatura do sistema não variará, e, no caso da panela de pressão, o tempo de cozimento será o mesmo.

Questão 06 – Letra BEixo cognitivo: IV


Habilidade: 18


A) Incorreta. Na panela de pressão, a ebulição ocorre quando a pressão de vapor da água se iguala a uma pressão interna sobre a superfície do líquido, que é maior que a pressão atmosférica. Isso acontece porque, além da pressão atmosférica, deve-se considerar a pressão do vapor gerado pelo aquecimento.

B) Correta. Como a pressão de vapor a ser atingida para a ebulição é maior do que a pressão ambiente, a temperatura que a água deve atingir também é maior do que a temperatura de ebulição da água no local e, assim, o cozimento é cineticamente favorecido, tornando-se mais rápido.

C) Incorreta. O calor transferido para a panela de pressão é o mesmo que o transferido para uma panela convencional.

D) Incorreta. O vapor liberado pela válvula apenas indica que a pressão dentro da panela atingiu seu limite de segurança. Portanto, a quantidade desse vapor liberado não interfere nem na pressão interna, que se manterá constante e igual ao limite, nem na temperatura, que também será constante e igual a um valor correlacionado à pressão interna.

E) Incorreta. A espessura da parede não interfere no tempo do cozimento, pois não influencia nem na temperatura nem na pressão do interior da panela.

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38 Coleção EM2



Habilidade: 18


A) Correta. Os processos utilizados para dessalinizar a água do mar, a osmose reversa ou a destilação simples, por exemplo, têm um custo muito alto e tornam inviável, financeiramente, sua utilização em larga escala.

B) Incorreta. A osmose reversa é um processo que garante um alto grau de pureza para a água obtida, tanto que ela é considerada potável.

C) Incorreta. A quantidade de água do mar a ser utilizada para obtenção de água potável é irrisória, se comparada ao volume total de água do mar.

D) Incorreta. Todas as substâncias encontradas na água do mar podem ser removidas por meio de vários processos de separação, tais como: osmose reversa, destilação, extração ou até filtração dos componentes não solúveis.

E) Incorreta. A água do mar é uma solução relativamente pouco concentrada, de forma que as propriedades coligativas não são muito acentuadas. Assim, a temperatura de ebulição da água salgada não será muito maior do que a da água pura. Além disso, uma temperatura de cerca de 100 °C não é considerada alta, pois existem outros compostos químicos cujas temperaturas de ebulição superam 4 000 °C.

Questão 08 – Letra CEixo cognitivo: II


Habilidade: 25

Comentário: Analisando-se os dados da primeira tabela, percebe-se que, em altitudes mais elevadas, a pressão atmosférica, à qual a pressão de vapor da água deve se igualar, é menor do que ao nível do mar. Dessa forma, a água entra em ebulição ao atingir uma pressão de vapor menor, correspondente a uma temperatura menor, quando está em altitudes mais elevadas. Assim, as seguintes relações são verdadeiras:

patm(Natal) > patm(Campos do Jordão) > patm(Pico da Neblina)

T.E.(Natal) > T.E.(Campos do Jordão) > T.E.(Pico da Neblina)

CAPÍTULO – B3Introdução à Cinética Química


Questão 01 – Letra AComentário: A velocidade média de uma reação química é dada por:

= ∆∆

v quantidade de matéria de reagentetempo

Segundo os dados do gráfico, temos que:

v mols

mol s=−−

= − −( )( )

.2 64 0

1 1

Observação: O sinal negativo para a velocidade indica que ela se refere ao consumo do reagente, pois, como a quantidade de matéria deste diminui com o tempo, a variação da quantidade de matéria do reagente será sempre negativa.

Questão 02 – Letra BComentário: A variação da concentração de um reagente ou produto de uma reação é dada pelo produto entre a velocidade média, vm, e a variação de tempo, Δt. Nessa reação temos que a velocidade média de formação de O3(g) é constante e igual a 0,05 mol.L-1.s-1. A variação de tempo considerada na questão é de 1 minuto. Logo, a concentração em mols de O3(g) é calculada da seguinte forma:

vOtm =

| [ ]|∆∆3

|Δ[O3]|= (0,05 mol.L–1.s–1).(60 s) = 3 mol.L–1

A partir da concentração de ozônio calculada, sua massa é obtida pelo cálculo da quantidade de matéria: 1 mol de O3(g) 48 g

3 mols xx = 144 g de O3(g)

Logo, a massa de ozônio consumida no processo é igual a 144 g.

Questão 03 – Letra BComentário: A velocidade de decomposição de um reagente pode ser expressa pela razão entre a variação da quantidade desse reagente e o intervalo de tempo em que essa variação ocorre. Para o reagente A, temos:

=∆

∆v (A)

quantidadedeAtdecomposição

Analisando a imagem, observa-se que, no intervalo de tempo de 20 a 40 segundos, a quantidade do reagente A diminiu de 0,54 mol para 0,30 mol. Logo:

=−−

v (A)0,30mol 0,54mol

40s 20sdecomposição

vdecomposição(A) = –0,012 mol.s–1

Questão 04 – Letra DComentário: A velocidade média de uma reação química é dada por:

= ∆∆

v quantidadedematériatempo

Segundo os dados do gráfico, a maior taxa de produção de hormônio é verificada no trecho III (22h a 02h), uma vez que a variação da concentração é maior quando comparada aos demais trechos. Assim, temos que:

v molmLh

v molmL h

= −

=

− − −

− − −

( , . , . ) .

, . . .

3 1 10 1 1 104

5 0 10

9 9 1

10 1 1

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Quí

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a

Manual do Professor


Questão 05 – Soma = 84Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas:

01. Falsa. A velocidade média de consumo de H2O2 pode ser obtida dividindo-se a variação da concentração desse reagente pelo intervalo de tempo. Já a velocidade média da reação pode ser encontrada dividindo-se a velocidade média de consumo da água oxigenada pelo seu coeficiente estequiométrico:

• IntervaloI

=∆

∆=

−−

=

= = =

− −

− −

v (H O )| [H O ]|

t|0,5 0,8|10 0

0,03mol.L .min

vv [H O ]

20,032

0,015mol.L .min

decomposição 2 22 2 1 1

doprocessoconsumo 2 2 1 1

• IntervaloII

=∆

∆= =

= = =

− −

− −

v (H O )| [H O ]|

t|0,3– 0,5|20–10

0,02mol.L .s

vv [H O ]

20,022

0,010mol.L .min


médiadoprocessoconsumo 2 2 1 1

• IntervaloIII

=∆

∆=

−−

=

= = =

− −

− −

v (H O )| [H O ]|

t|0,2 0,3|30 20

0,01mol.L .min

vv [H O ]

20,012

0,005mol.L .min


médiadoprocessoconsumo 2 2 1 1

Logo,avelocidademédiadareaçãonointervaloIIémaiorquenointervaloIII.

02. Falsa. Vide comentário na alternativa 01.

04. Verdadeira. Vide comentário na alternativa 01.

08. Falsa. A velocidade média da decomposição de H2O2 pode ser obtida através da variação de quantidade de matéria de água oxigenada dividida pelo intervalo de tempo de 30 minutos:

v H OH Ot

mol Lconsumo( )| [ ]| | , , | , . .min2 2

2 2 1 10 2 0 830 0

0 02= =−−

= − −∆∆

Logo, a vm de H2O2 é igual a 0,02 mol.L-1.min-1.

16. Verdadeira. A análise do primeiro gráfico nos permite verificar que, quando são consumidos 0,5 mol de água oxigenada, o tempo será de 20 minutos. O segundo gráfico permite constatar que para o tempo de 20 minutos, serão formados 0,25 mol de O2.

32. Falsa. A velocidade média de formação de O2 pode ser calculada através da variação da quantidade de matéria de oxigênio dividida pela variação de tempo:

=∆

∆=

−−

= − −v (O )|[ O ]|

t0,3 0,030 0

0,01mol.L .sdecomposição 2

2 1 1

Logo, a velocidade média de formação de O2 é igual a 0,01 mol.L-1.s-1.

64. Verdadeira. As velocidades médias de consumo e de formação no intervalo de 0 a 10 minutos são calculadas de forma semelhante à realizada para a água oxigenada na afirmativa 01:

=∆

∆=

−−

=

= = =

=∆

∆=

−−

=

= = =

− −

− −

− −

− −

v (O )|[ O ]|

t|0,15 0,0|10 0

0,015mol.L .min

vv [O ]

10,0151

0,015mol.L .min

v (H O)|[ H O]|

t|0,3 0,0|10 0

0,03mol.L .min

vv [H O]

20,032

0,015mol.L .min

formação 22 1 1

médiadoprocessoformação 2 1 1

formação 22 1 1

médiadoprocessoformação 2 1 1

v

v H O v H O v Omol Lm

m m m= = = = − −( ) ( ) ( ), . .min2 2 2 2 1 1

2 2 10 015

Questão 06 – Letra BComentário: A velocidade média de consumo pode ser calculada dividindo-se a quantidade de matéria consumida pelo intervalo de tempo:

=v (N )0,20 mol5 minc 2

vc(N2) = 0,04 mol.min–1

Pela estequiometria da reação, 1 mol de N2(g) reage com 3 mol de H2(g), formando 2 mol de NH3(g)

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

A quantidade de H2(g) que reage com 0,20 mol de N2(g) é igual a:

1 mol de N2 3 mol de H2

0,20 mol de N2 x

x = 0,60 mol de H2

Logo, a velocidade média de consumo de H2 é igual a:

= = −v (H )0,60 mol5 min

0,12 mol.minc 2

1

Questão 07

Comentário:

A) Se a concentração de A se reduz à metade a cada 30 minutos, temos:

1,00 mol.L–1 30 min 0,50 mol.L–1 30 min

0,25 mol.L–1 30 min 0,125 mol.L–1

Logo, após 90 minutos, a concentração de A atingirá o valor de 0,125 mol.L–1.

B) A velocidade de uma reação depende diretamente da concentração das substâncias reagentes. Na reação em questão, a variação da concentração do reagente diminui pela metade em um intervalo de tempo de 30 minutos. Assim, ao calcularmos a velocidade média de consumo do reagente A em intervalos de tempo de 30 minutos, iremos perceber que a velocidade de consumo de A diminui com o passar do tempo.

1ºIntervalode30minutos:

vm = ∆[A]/∆tempo

vm = [0,5 mol.L–1]/30 min

vm ≅ 0,016 mol.L–1.min–1

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40 Coleção EM2



vm = [0,25 mol.L–1]/30 min

vm ≅ 8,33 . 10–3 mol.L–1.min–1



vm = [0,125 mol.L–1]/30 min

vm ≅ 4,17 . 10–3 mol.L–1.min–1

Questão 08 – Letra BComentário:No intervalodetempode0a20μs,háumavariação na quantidade de matéria de N2O4 que pode ser calculada da seguinte maneira:

∆[N2O4] = [N2O4]f – [N2O4]i = 0,050 – 0,033 = 0,017 mol

Pela estequiometria da reação, temos que 1 mol de N2O4(g) forma 2 mol de NO2(g):

x = [NO2] = 2 [N2O4] = 0,034 mols

Nesse mesmo intervalo de tempo, a velocidade média de consumo de N2O4 é dada pelo cálculo a seguir:

v N ON Ot

mol Lconsumo( )| [ ]| | , , | , . .2 4

2 4 40 033 0 05020 0

8 5 10= =−−

= −∆∆

−− −1 1.min

No tempo de 40 μs, de acordo com a estequiometria da reação, a variação em mols de N2O4 é igual à metade da concentração de N2O

y N ON O

mol L s= = = = − −[ ][ ] , , .2 42 1 1

20 0502

0 025 µ

Logo, x = 0,034 mols; y = 0,025 mol .L–1.μs –1; vconsumo (N2O4) = 8,5 . 10–4 mol.L–1.min–1.


A) A velocidade de uma reação depende da concentração dos reagentes sendo que quanto maior for a concentração das substâncias reagentes, maior será a velocidade média da reação.Logo,otrechoIqueapresentamaiorconcentraçãode reagentes é o que apresenta a maior velocidade média.

B) NotrechoIV,aconcentraçãodosreagentesfoireduzidaaté alcançar um limite mínimo. Nesse trecho, a velocidade média da reação é mínima.

Questão 10 – F V F FComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das proposições.1ª proposição: Falsa. À medida que a reação ocorre, observa-se uma diminuição da inclinação da reta tangente à curva que descreve o consumo do reagente, representando, assim, diminuição da velocidade da reação.2ª proposição: Verdadeira.

vm = ∆[corante]/∆tempo

vm = (3,25 – 1)mol.L–1/3 min

vm = 0,75 mol.L–1.min–1

3ª proposição: Falsa. A metade da concentração inicial do corante, de acordo com o gráfico, é 1,625 mol.L–1. Em 4 minutos, a concentração do corante é 0,75 mol. L–1, valor diferente da metade da concentração inicial.

4ª proposição: Falsa. Como a concentração do alvejante é muito maior do que a concentração do corante, este será consumido totalmente com o passar do tempo. Quanto maior for o tempo de reação, mais próxima de zero será a concentração do corante. Sendo assim, após 24 horas, a concentração do corante será muito próxima de 0,00 mol.L–1, portanto, a solução não permanecerá azul.

Questão 11 Comentário: A reação que apresentará a maior velocidade será aquela que possui a maior variação de volume de O2 dividido pelo intervalo de tempo de 2 horas:

ReaçãoI:VolumedeO2 = | | ,∆∆Vt

=−−

=2 02 0

1 0

ReaçãoII:VolumedeO2 = | | ,∆∆Vt

=−−

=2 52 0

1 5

Logo, a variação de volume de O2émaiornareaçãoII,aqueapresenta a maior velocidade de reação.

Questão 12 – Letra EComentário: Durante uma reação química, os reagentes são consumidos para formação dos produtos. Assim, a concentração dos reagentes diminuirá, enquanto a concentração dos produtos aumentará no decorrer da reação. No gráfico, Z é o reagente e X e Y são os produtos, de forma que a reação pode ser representada pela seguinte equação:

Z → X + Y

Questão 13 – Letra BComentário: A velocidade instantânea de uma reação pode ser graficamente interpretada como a inclinação da reta tangente à curva do gráfico de concentração (ou quantidade de matéria ou volume) por tempo em um instante t. Assim, quanto menor for o ângulo de inclinação, menor será a velocidade instantânea.

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

A) Incorreta. Como as inclinações das retas tangentes aográfico diminuem ao longo do tempo, a velocidade também diminui durante o processo de decomposição.

B) Correta. No fim da decomposição, as inclinações das retas tangentes à curva tendem a zero, logo, a velocidade também tende a zero.

C) Incorreta.ConformeaexplicaçãoexpostanaalternativaA, a velocidade não se mantém constante ao longo do processo de decomposição.

D) Incorreta. Como a inclinação da reta tangente à curvaé diferente de zero no início do processo, a velocidade também é diferente de zero.


A) Com base na equação que representa a reação química, podemos expressar a lei de velocidade da seguinte maneira:

v = k.[A]a.[B]b.[C]c

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A análise dos dados dos experimentos 2 e 1 revela que ao dobramos a concentração do reagente A, mantendo-se constante as concentrações dos reagentes B e C, a velocidade da reação dobra. Já a análise dos dados dos experimentos 3 e 2 revela que ao dobramos a concentração do reagente B, mantendo-se constante as concentrações dos reagentes A e C, a velocidade da reação não sofre qualquer alteração. Por último, a análise dos dados dos experimentos 4 e 3 revela que ao dobramos a concentração do reagente C, mantendo-se constante as concentrações dos reagentes A e B, a velocidade da reação dobra.

v = k.[A]1.[B]1.[C]2

A constante k é obtida substituindo-se os dados tabelados na equação da velocidade de reação:

8,0 . 10-4 mol.L-1.s-1 = k . [0,10 mol.L-1]1 . [0,10 mol.L-1]1 . [0,10 mol.L-1]2

k = 8 mol-1.L.s-1

Logo, a lei de velocidade da reação é dada por:

v = 8.[A]1.[B]1.[C]2

B) Substituindo-se os valores das concentrações dos reagentes na equação temos:

v = 8 mol-1.L.s-1 . [0,20 mol.L-1]1 . [0,20 mol.L-1]1 . [0,20 mol.L-1]2

Logo, o valor da velocidade da reação será:

v = 1,28 . 10–2 mol.L–1.s–1

Questão 15 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

I. Falsa.Paradiferentestemperaturas,aconstantedeproporcionalidadekapresentavaloresdiferentes.Logo,aconstantenãoterá o mesmo valor para o experimento 1 do que os demais experimentos.

II. Verdadeira.Analisandoosdadosdosexperimentos3e2,percebe-sequeaodobrarmosaconcentraçãodoreagenteA,mantendo-se constante a concentração do reagente B, a velocidade da reação dobra. A análise dos dados dos experimentos 4 e 2 revela que ao dobrarmos a concentração do reagente B, mantendo-se constante a concentração do reagente A, a velocidade da reação também dobra. Logo, a reação é de primeira ordem em relação aos reagentes A e B, e sua lei de velocidade cinética é dada por:

v = k.[A].[B]

III.Verdadeira.Aordemdeumareaçãoéasomadosexpoentesdasconcentraçõesdosreagentesquecompõemaleidevelocidadedareação encontrada por meio da Lei de Ação de Massas, para cada reagente. Como a reação é de ordem 1 para os reagentes A e B, a ordem de reação global é igual a 2.

IV. Falsa.AanálisedosdadosdográficopermiteconcluirqueareaçãoédeprimeiraordemparaosreagentesAeB.

Questão 16 – Letra AComentário: Os gráficos de velocidade em função da concentração de água oxigenada e de iodeto mostram a existência de uma relação de dependência linear, e, portanto, os expoentes das concentrações dessas espécies são iguais a 1. Já em relação ao íon hidrônio, a velocidade se mantém constante, apesar do aumento da concentração desse íon e, assim, o expoente de sua concentração é igual a zero. Dessa forma, a lei de velocidade instantânea da reação é igual a:

v = k . [H2O2].[I–]


A) A velocidade da reação pode ser calculada de acordo com a equação fornecida no comando:

ExperimentoI:

v mol Ls

mol L s= =− −

− − −6 6 10132

5 0 103 1

5 1 1, . . , . . .

ExperimentoII:

v mol Ls

mol L s= =− −

− − −6 6 1066

1 0 103 1

4 1 1, . . , . . .

ExperimentoIII:

v mol Ls

mol L s= =− −

− − −6 6 1066

1 0 103 1

4 1 1, . . , . . .

ExperimentoIV:

v mol Ls

mol L s= =− −

− − −3 3 1066

5 0 103 1

5 1 1, . . , . . .

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42 Coleção EM2

Logo,atabelacompletadaficarádaseguinteforma:

Experimento Concentração inicial de acetona (mol.L-1)

Concentração inicial de H+ (mol.L-1)

Concentração inicial de Br2 (mol.L-1)

Tempo decorrido até o

desaparecimento da cor (s)

Velocidade da reação

(mol.L-1.s-1)

1 0,8 0,2 6,6 . 10-3 132 5,0 . 10-5

2 1,6 0,2 6,6 . 10-3 66 1,0 . 10-4

3 0,8 0,4 6,6 . 10-3 66 1,0 . 10-4

4 0,8 0,2 3,3 . 10-3 66 5,0 . 10-5

B) A análise dos dados da tabela revela que a velocidade da reação é a mesma para os experimentos 1 e 4. As concentrações de

acetona e de H+ permanecem constantes, porém a concentração de Br2varia.Logo,avelocidadedareaçãoéindependente

da concentração de bromo na mistura.

Questão 18 – Letra A

Comentário: Em reações que ocorrem em mais de uma etapa, a lei da velocidade é expressa pela concentração dos reagentes

queparticipamdaetapadeterminantedavelocidadedareação,queéaetapalenta.Logo,aleidevelocidadedareaçãoem

questão é representada da seguinte maneira:

v = k.[NO2]2

Questão 19 – Letra A

Comentário: Quando uma reação química se processa em etapas, a etapa mais lenta é a que determina a velocidade da

reação. Assim, a expressão da velocidade de formação da hidrazina será obtida utilizando-se os coeficientes estequiométricos

dos reagentes da etapa lenta:

NH2C(aq) + NH3(aq) → N2H5+

(aq) + C–(aq)

Logo,aexpressãodavelocidadeserá:

v = k . [NH2C] . [NH3]

Questão 20 – Letra EComentário:Segundoa Lei deAçãodasMassas, a velocidadedeuma reaçãoédiretamenteproporcional aoprodutodasconcentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente, a uma dada temperatura. Pelo enunciado, percebemos que o expoente da concentração da espécie A é 2, pois a velocidade dessa reação quadruplica com a duplicação de sua concentração. Já os expoentes das concentrações das espécies B e C são iguais a zero, pois a velocidade da reação não depende de suas concentrações. Assim, a lei de velocidade é dada por v = k . [A]2, e a ordem da reação é igual a 2.

Questão 21

Comentário:

A) A reação de combustão do dissulfeto de carbono pode ser representada pela seguinte equação química:

CS2(g) + 3O2(g) → CO2(g) + 2SO2(g)

B) A análise dos dados da tabela revela que ao dobramos a concentração de CS2, mantendo-se constante a concentração O2,

a velocidade da reação não se altera. Entretanto, quando dobramos a concentração de O2, mantendo-se constante a concentração

de CS2, a velocidade da reação quadruplica.

Logo,a reaçãoédeordemzeroemrelaçãoao reagentedissulfetodecarbono,edesegundaordememrelaçãoao

reagente oxigênio.

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C) A partir da ordem de reação obtida previamente para os reagentes, a lei de velocidade da reação é dada por:

v = k.[O2]2.[CS2]0

5,37 . 10–3 = k.[0,35]2.1

k =−5 37 10

0 12

3, .,

Logo,aconstantedevelocidadeéiguala:

k = 4,5 . 10–2mol.L–1.s–1

Questão 22 – Letra DComentário: A velocidade de uma reação elementar é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes elevadas aos respectivos coeficientes estequiométricos, a uma dada temperatura. A ordem parcial dessa reação, em relação a cada um dos reagentes, é igual aos coeficientes estequiométricos de cada reagente.

Logo,paraareaçãoelementar2A+B→ PRODUTOS, a lei de velocidade é dada por:

v = k.[A]2.[B]1

Como a reação ocorre no estado gasoso, pode-se determinar a lei da velocidade dessa reação em termos das pressões parciais dos reagentes, pois

p.V = n.R.T

p nR TV

=. .

.

E como nV

= [ ]

p = [ ].R.T

[ ].

=pR T

,

substituindo-se os valores das concentrações na expressão da lei de velocidade, tem-se:

v kpRT

pRT

A B=

. .

2 1

v Kp pRTA B= ..

( )

2 1

3

A uma temperatura constante, kRT( )3

é constante, e, assim,

v = k.pA2.pB

1

Logo,paraaequaçãoemquestão,

v1 = k.pA2.pB

Ao triplicar as pressões parciais de A e de B, tem-se:

v2 = k. (3pA)2. 3pB

v2 = k. 9pA2. 3pB

v2 = 27. k. pA2 . pB

Assim,v2 = 27. v1

Portanto,v

v2

1

= 27

Questão 23

Comentário:

A) O tempo de meia-vida de um radioisótopo é o tempo

necessário para que a sua quantidade ou a sua atividade se

reduzam à metade. Pela análise do gráfico, percebe-se que

a atividade desse radioisótopo cai de 80 kBq para 20 kBq

em 320 dias. Assim, temos:

80 kBq 1P 40 kBq 2P 20 kBq

Em que P representa o período de meia-vida do radioisótopo.

t = 2P

320 dias = 2P

P = 160 dias

B) A OMS recomenda uma ingestão diária de 1 000 mg de

cálcio. Cada comprimido contém 625 mg de CaCO3, então:

M(CaCO3) = 100 g.mol–1

M(Ca) = 40 g.mol–1

100 g de CaCO3 40 g de Ca

625 mg de CaCO3 x

x = 250 mg de Ca

1 comprimido 250 mg de Ca

y 1 000 mg

y = 4 comprimidos

Questão 24 – Letra D

Comentário: Ao observar o gráfico, o teor de 137Cs é reduzido

para metade de seu valor inicial após 30 anos. Quando 87,5%

do isótopo forem desintegrados, seu teor será igual a 12,5%.

Essa projeção é descrita a seguir:

10030

5030

2530

12 5% % % , %→ → →anos anos anos

Logo,otempodemeia-vidadoisótopoéde30anos,epassarão

90 anos para que 87,5% da amostra tenha sido desintegrada.


Questão 01 – Letra B

Comentário: No intervalo de tempo entre 360 s e 540 s,

a concentração do reagente varia de 1,90 mol.L–1 a

1,72mol.L–1. Assim, a velocidade média é dada por:

v

m=

| ∆[N2O

5] |

∆t=

| (1,72 − 1,90) | mol.L−1

(540 − 360)s

vm=

0,18 mol.L−1

180 s= 1,0 . 10–3 mol.L−1.s−1

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44 Coleção EM2

Questão 02 Comentário: A velocidade média de consumo de N2O5 é obtida pela divisão da variação da quantidade de matéria de N2O5, pela variação de tempo no intervalo de 3 a 5 minutos. Logo, a velocidade média desse processo vale:

vN Ot

molLm = =−−

= − −| [ ]| | | , . .min∆

∆2 5 1 1180 300

5 30 010

Questão 03 – Letra EComentário: Analisando-se os coeficientes estequiomé-tricos da reação, percebe-se que para cada mol de N2

produzido, são formados também 4 mol de CO2. Dessa forma, se a velocidade média de formação do N2 é de 0,05 mol.min–1, a do CO2 será de 0,2 mol.min–1. Logo, após uma hora, serão produzidos 0,2 mol.min–1 . 60 min = 12 mol de CO2, equivalentes a 528 g de CO2.

Questão 04 Comentário: A partir da velocidade de consumo de butano na reação, podemos estabelecer que a quantidade de matéria desse reagente consumida em 30 minutos é igual a:

1 minuto 0,05 mols de CH4

30 minutos x mols

x = 1,5 mol de CH4

A quantidade de matéria de CO2 produzida é proporcional ao quádruplo da quantidade de matéria de butano, e é igual a:

1 mol de CH4 4 mols de CO2

1,5 mol de CH4 y

y = 6 mols de CO2

Logo, a massa de CO2 produzida é encontrada da seguinte forma:

1 mol de CO2 44 g

6 mols de CO2 z

z = 264 g

Questão 05 – Letra BComentário: Em uma reação química elementar, a velocidade de produção ou consumo de uma substância é numericamente igual à velocidade da reação multiplicada por seu coeficiente estequiométrico. Por exemplo, um reagente com coeficiente 2 é consumido 2 vezes mais rápido que um reagente com coeficiente 1.

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Incorreta. A e B são consumidos com velocidades diferentes, pois

seus coeficientes estequiométricos são diferentes. A velocidade de consumo de B é 3/2 vezes maior do que a velocidade de consumo de A.

B) Correta. A e C possuem mesma velocidade, em módulo, de desaparecimento / aparecimento, pois seus coeficientes estequiométricos são iguais.

C) Incorreta. C e D são produzidos com velocidades diferentes, já que seus coeficientes estequiométricos são diferentes. A velocidade de formação de C é duas vezes maior do que a velocidade de formação de D.

D) Incorreta. A velocidade de aparecimento de D é um terço, e não o triplo, da velocidade de desaparecimento de B, pois seus coeficientes estequiométricos apresentam essa mesma relação.

E) Incorreta. A velocidade de desaparecimento de A é o dobro, e não a metade, da velocidade de aparecimento de D, pois seus coeficientes estequiométricos apresentam essa mesma relação.

Questão 06 – Letra CComentário: A velocidade média da reação é igual ao módulo da velocidade média de consumo dos reagentes ou ao módulo da velocidade média de formação dos produtos dividida pelos respectivos coeficientes estequiométricos. Logo, a velocidade média de consumo da água oxigenada é igual à velocidade de formação de oxigênio:

vv [H O ]

2

v [O ]

1v [H O ]

21.101

v [H O ] 2 .10

médiaconsumo 2 2 formação 2

consumo 2 24

consumo 2 24

= =

=

=

−

−

Questão 07 – Letra CComentário: A reação de formação da água a partir dos gases hidrogênio e oxigênio é representada por meio da seguinte equação:

H2(g) + 12 O2(g) → H2O(g)

Analisando-se os coeficientes estequiométricos da reação, percebe-se que para cada mol de H2O produzido são consumidos 1 mol de H2 e 12 mol de O2. Dessa forma, se a reação de formação de água está ocorrendo com o consumo de 4 mol de oxigênio por minuto, a velocidade média de consumo de H2 será o dobro, ou seja, 8 mol.min–1.

Questão 08Comentário: O tempo necessário para que um airbag seja completamente inflado, atingindo um volume de 54 L, é de 1/20 segundos. O airbag é inflado com o gás nitrogênio (N2), único produto gasoso que é produzido na reação de decomposição da azida de sódio (NaN3).

2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g)


Devem ser produzidos 54 L de N2 em um tempo de 1/20 segundos. Assim, a velocidade média de formação do N2 em litros por segundo pode ser calculada da seguinte forma:

54 L 1/20 sx 1 s

x = 1 080 Lvf(N2(g)) = 1 080 L.s–1

Na temperatura ambiente, o volume molar dos gases é igual a 27 L. Dessa forma, a quantidade de matéria de gás nitrogênio produzida em um segundo pode ser calculada utilizando a seguinte regra de três:

27 L 1 mol

1 080 L y

y = 40 mol

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Manual do Professor


Analisando-se os coeficientes estequiométricos da reação,

percebe-se que para cada 2 mol de NaN3 decomposto são

formados 2 mol de Na e 3 mol de N2. Dessa forma, se na

reação de decomposição da azida de sódio está ocorrendo a

formação de 40 mol de N2 por segundo, a velocidade média

de consumo de NaN3 é calculada da seguinte forma:

2 mol de NaN3 3 mol de N2(g)

z 40 mol de N2(g)

z = 26,67 mol de NaN3

vc(NaN3(s)) = 26,67 mol.s–1


O tempo necessário para que o air bag seja completamente

inflado, atingindo um volume de 54 L, é de 1/20 segundos.

Assim, a velocidade de formação do gás N2, responsável

por inflar o air bag, é calculada utilizando a seguinte razão:

vf(N2(g)) = ∆∆

V Nt

g( )( )2 = 54 L1 / 20 s

= 1 080 L.s–1

Na temperatura ambiente, o volume molar dos gases é

igual a 27 L. Dessa forma, a quantidade de matéria de gás

nitrogênio produzida em um segundo pode ser calculada

utilizando a seguinte equação:

n(N2(g)) = V(N )

Volume molar2(g)

n(N2(g)) = 1 080 L27 L.mol–1

= 40 mol

vf(N2(g)) = 40 mol.s–1

Conforme descrito na resolução utilizando regra de três,

para cada 2 mol de NaN3 decomposto, são formados

2 mol de Na e 3 mol de N2. Dessa forma, se na reação de

decomposição da azida de sódio está ocorrendo a formação

de 40 mol de N2 por segundo, a velocidade média de consumo

de NaN3 é 26,67 mol.s–1, conforme calculado anteriormente.

Questão 09 – Letra DComentário: A velocidade da combustão do butano é calculada

por meio da variação da concentração desse reagente em

um dado intervalo de tempo. Portanto, para obter a sua

concentração, utilizamos a seguinte relação:

vC Ht

=| [ ]|∆

∆4 10

|Δ[C4H10]| = 0,05 mol.min–1 . 60 min = 3 mol.L–1

Como a relação estequiométrica entre o butano e o gás carbônico

é 1:4, representada na equação a seguir, temos:

C4H10 + 6,5O2 → 4CO2 + 5H2O

• CálculodaquantidadedematériadeCO2

1 mol de C4H10 4 mol de CO2

3 mol de C4H10 x

x = 12 mol de CO2

Com a quantidade de matéria de gás carbônico, podemos calcular a sua massa da seguinte forma:

1 mol de CO2 44 g

12 mol de CO2 y

y = 528 g

Questão 10 – Letra AComentário: A reação de decomposição da água oxigenada é representada por meio da seguinte equação:

H2O2(ag) → H2O(l) + 12O2(g)


Na reação de decomposição da água oxigenada, há a liberação de 1,6 g de oxigênio (O2) por segundo. A quantidade de matéria de oxigênio referente a essa massa pode ser calculada da seguinte forma:

M(O) = 16 g.mol–1

1 mol de O2 32 g

x 1,6 g

x = 0,05 mol de O2

A formação de oxigênio está ocorrendo com o consumo de 0,05 mol de oxigênio por segundo. Analisando-se os coeficientes estequiométricos da reação, percebe-se que para cada mol de H2O2 decomposto são produzidos 1 mol de H2O e 12 mol de O2. Então, a velocidade média de consumo de H2O2 será o dobro, ou seja, 0,10 mol.s–1. Um minuto tem 60 segundos, logo, a rapidez de decomposição da água oxigenada, em mol.min–1, será igual a:

1 segundo 0,10 mol

60 segundos y

y = 6 mol

vc(H2O2(g)) = 6 mol.min–1


Na reação de decomposição da água oxigenada, há a liberação de 1,6 g de oxigênio (O2) por segundo. A quantidade de matéria de oxigênio referente a essa massa pode ser calculada utilizando a seguinte equação:

M(O) = 16 g.mol–1

n(O2) = m(O )

M(O )2

2

= 1,6 g32 g

n(O2) = 0,05 mol de O2

A formação de oxigênio está ocorrendo com o consumo de 0,05 mol de oxigênio por segundo. Analisando-se os coeficientes estequiométricos da reação, percebe-se que para cada mol de H2O2 decomposto são produzidos 1 mol de H2O e 12 mol de O2. Então, a velocidade média

de consumo de H2O2 será o dobro, ou seja, 0,10 mol.s–1. Um minuto tem 60 segundos, logo, a rapidez de decomposição da água oxigenada, em mol.min–1, pode ser calculada da seguinte forma:

vc(H2O2(g)) = ∆∆

n H Ot

( )2 2 = 0 1160

,

min

mol = 6 mol.min–1

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46 Coleção EM2


Comentário: Para estabelecer a quantidade de matéria de CO2

que é formada no processo, inicialmente escrevemos a equação

dessa reação química balanceada:

2CH4 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O

Como o volume molar nas CNTP é igual a 22,71 L, a quantidade

de matéria de butano consumida nessa reação é igual a:

1 mol de butano 22,71 L

x 113,55 L

x = 5 mols de butano

Como cada mol de butano forma 4 mols de CO2, se forem

consumidos 5 mols de butano, serão formados 20 mols de

dióxido de carbono.

Questão 12

Comentário: De acordo com a proporção estequiométrica

da reação, a liberação de 720 L de CO2 por hora é resultado

da reação entre 240 L de C3H8 e 1 200 L de O2, nesse mesmo

intervalo de tempo.

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g)

240 L 1 200 L 720 L 960 L

Considerando que 21% do volume do ar é constituído por O2,

o volume de ar que comporta essa quantidade de O2 é:

1 200 L (O2) 21% volume do ar

x 100% volume do ar

x = 5,71 . 103 L

O volume de ar que comporta essa quantidade de O2 é

consumido em uma hora. Assim, a velocidade média da reação

em relação ao ar será:

vm = 5,71 . 103 L.h–1.


Comentário: A velocidade de uma reação, em um dado

instante t, é determinada pelo módulo da inclinação da reta

tangente à curva de variação da concentração de reagentes

ou de produtos em função do tempo de reação. Logo, deve-se

verificar o coeficiente angular da reta tangente à curva naquele

tempo desejado. Na equação da reta r, tangente à curva no

ponto P, o coeficiente angular é igual a 1/50, que é o coeficiente

de t.

Dessa forma, a velocidade da reação será igual a:

v = 1/50 mol.L–1.min–1

v = 0,02 mol.L–1.min–1


A) A velocidade de consumo de hidrogênio é constante até os 15 primeiros minutos da reação, aproximadamente, uma vez que a linha que descreve a evolução da reação nesse intervalo de tempo é uma reta. Considerando apenas os dois minutos iniciais da reação, calcula-se a velocidade inicial da reação a partir da velocidade de consumo de hidrogênio:

vc(H2) = ∆

∆

H mol.L

t2

–1

= (9 –10)mol.L

(2 – 0)min

–1

= 1 mol.L2min

–1

vc(H2) = 0,5 mol.L–1.min–1

Dividindo a velocidade média de consumo do hidrogênio pelo respectivo coeficiente estequiométrico, encontra-se a velocidade média da reação. Logo, a velocidade inicial da reação também será igual a 0,5 mol.L–1.min–1.

B) Num experimento, 20 mol de iodo gasoso e 20 mol de hidrogênio gasoso foram colocados em um recipiente de volume igual a 2,0 L. Assim, a concentração inicial desses gases é igual a 10 mol.L–1. Após 10 minutos de reação, a concentração de H2 é igual a 5 mol.L–1. De acordo com a estequiometria da reação, para cada mol de H2 consumido, são produzidos 2 mol de HI. Assim, como foram consumidos 5 mol.L–1 de H2, a concentração de HI será o dobro, ou seja, 10 mol.L–1.

Questão 15 – F V V F F VComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmações.

1ª afirmação: Falsa. As concentrações dos reagentes diminuem ao longo do tempo, portanto, na reação hipotética, os reagentes são as substâncias B e D, nos quais observa-se, analisando o gráfico, tal comportamento.

2ª afirmação: Verdadeira. Analisando as variações de concentração das substâncias C e A no intervalo de tempo igual a 50 segundos, observa-se que a variação da concentração de A é maior, e, portanto, a velocidade de produção de A também é maior.

3ª afirmação: Verdadeira. Transcorridos 50 s do início da reação, de acordo com o gráfico, a concentração de C é, aproximadamente, 0,8 . 10–3 mol.L–1, e a concentração de B é, aproximadamente, 0,4 . 10–3 mol.L–1.

4ª afirmação: Falsa. As substâncias A e C são consideradas produtos da reação, uma vez que as suas concentrações aumentam ao longo do tempo. No tempo zero, que é o início da reação, a concentração de A é diferente de zero. Portanto, no início da reação, o produto A já está presente no meio reacional.

5ª afirmação: Falsa. Conforme discutido nas 1ª e 4ª afirmativas, os reagentes dessa equação hipotética são as substâncias B e D, e os produtos são as substâncias A e C. A equação referente a essa reação pode ser representada por:

B + D → A + C

6ª afirmação: Verdadeira. A partir da análise do gráfico, verifica-se que no início da reação já estão presentes as substâncias A, B e D, cujas concentrações no tempo zero são diferentes de zero.

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Questão 16 – Letra AComentário: A velocidade de uma reação depende diretamente da concentração das substâncias reagentes. Dessa forma, à medida que uma reação se processa, a concentração dos reagentes vai diminuindo, reduzindo a velocidade da reação. Ao longo de uma reação, a velocidade assume inicialmente um valor máximo que diminui progressivamente tendendo a zero. Analisando-se as alternativas, conclui-se que a única curva correspondente a esse comportamento está representada no gráfico da alternativa A.

Questão 17

Comentário:

A) A quantidade de matéria de 2-bromobutano pode ser calculada da seguinte forma:

1 mol de bromobutano 137 g

x 1,37 g

x = 0,01 mol de bromobutano

A quantidade de matéria de bromobutano consumida é proporcional à quantidade de matéria de 2-buteno e 1-buteno formada, então são formados 0,01 mol de 2-buteno e 1-buteno:

Como o volume de um 1 mol de um gás nas condições ambiente é igual a 25 litros, temos:

1 mol de 2-buteno e 1-buteno 25 L

0,01 mol de 2-buteno e 1-buteno y

y = 0,25 L ou 250 mL

Esse volume corresponde a uma conversão de 2-bromobutano, com rendimento de 100%, em 1-buteno e 2-buteno. Como na reação foram formados somente 105 mL da mistura dos produtos, o processo não apresentou rendimento de 100%.

B) As velocidades médias para cada intervalo especificado no gráfico podem ser calculadas da seguinte maneira:

v volumet

=∆

∆

Intervalo de 100 s:

vvolume volume

mL st t=−−

=−−

== = −100 0 1

100 055 0100 0

0 55, .

Intervalo de 250 s:

vvolume volume

mL st t=−−

=−−

== = −250 100 1

250 095 55250 100

0 27, .

Intervalo de 400 s:

vvolume volume

mL st t=−−

=−−

== = −100 0 1

100 0105 95400 250

0 07, .

Logo, a velocidade média da reação diminui com o tempo.


A) A reação balanceada de neutralização é:

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

Para se obter a quantidade de matéria de ácido clorídrico

no início da reação, basta calcular a quantidade de matéria

de hidróxido de sódio gasta na neutralização. Dessa forma:

n(NaOH) = 14,5 . 10–3 L . 0,120 mol.L–1 = 1,74 . 10–3 mol

n(HCl) = 1,74 . 10–3 mol

[HCl]inicial = 1,74 . 10–3 mol/10–2 L = 0,174 mol.L–1

B) A velocidade de decomposição da fenolftaleína no intervalo

especificado é:

v = ∆∆

quantidade de matéria de fenolftaleínatempo

v = |(3 . 10–3 mol.L–1 – 5 . 10–3 mol.L–1)|/(50 s – 0 s)

v = 4 . 10–5 mol.L–1.s–1

A velocidade de reação depende diretamente da concentração

de fenolftaleína. Com a diminuição da concentração

de fenolftaleína, ocorre a diminuição da velocidade de

reação. Assim, para diferentes intervalos de tempo, serão

encontrados diferentes valores de velocidade.

Questão 19 – Letra BComentário: De acordo com o experimento, dobrando-se a

concentração de N, a velocidade de formação de O quadruplica,

o que indica que a velocidade para essa reação varia com o

quadrado da concentração de N. Dobrando-se a concentração

de M, a velocidade da reação não é afetada, indicando que

a velocidade da reação independe da concentração desse

reagente. Logo, a expressão da lei de velocidade para essa

reação é dada por:

v = k.[N]2

Questão 20 – Letra DComentário: De acordo com o experimento, observa-se que,

quando a concentração de CO é dobrada, a velocidade de

formação de CO2 é quadruplicada, mantendo-se constante a

concentração de O2, o que nos leva a crer que a velocidade para

essa reação varia com o quadrado da concentração de CO2.

Por outro lado, a velocidade da reação dobra quando a

concentração de O2 é duplicada, mantendo-se constante

a concentração de CO2, o que nos permite afirmar que a

velocidade depende diretamente da concentração desse

reagente. Logo, a expressão da lei de velocidade para essa

reação é dada por:

v = k.[CO]2.[O2]

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48 Coleção EM2

Questão 21 – Letra BComentário: De acordo com os dados cinéticos do experimento,

podemos verificar que quando a concentração de NO é

mantida constante e a concentração de H2 é dobrada,

a velocidade da reação também dobra. Por outro lado,

ao mantermos a concentração de H2 constante e dobramos

a concentração de NO, a velocidade da reação quadruplica,

o que nos leva a concluir que a expressão de velocidade para

essa reação é dada por:

v = k.[NO]2.[H2].


A) A expressão da velocidade de uma reação é dada pelo

produto das concentrações, emmol.L-1, dos reagentes

elevados aos seus respectivos coeficientes determinados

experimentalmente, multiplicado por uma constante de

proporcionalidade.

v = k . [IC]α . [H2]β

Determinação do coeficiente α:

Mantendo constante a concentração de H2 e duplicando

a concentração de IC, verifica-se que a velocidade da

reação também é duplicada. Quando duas grandezas

variam linearmente, elas são diretamente proporcionais e,

portanto, o coeficiente α é 1.

Determinação do coeficiente β:

Quando a concentração de IC é mantida constante e a

concentração de H2 é duplicada, verifica-se que a velocidade da

reação também é duplicada. Assim, o coeficiente do H2 também

será 1 e a expressão da velocidade dessa reação será:

v = k . [IC] . [H2]

B) De acordo com a estequiometria da reação, temos que:

Reação 2IC + H2 → I2 + 2HC

Início 3 mol 3 mol – –

Reagem / formam 3 mol 1,5 mol 1,5 mol 3 mol

Final – 1,5 mol 1,5 mol 3 mol

Assim:

n(I2) = 1,5 mol

n(HC) = 3,0 mol

Questão 23Comentário: A equação que expressa a velocidade da reação de

degradação do aspartame é dada por v = k . [aspartame], uma vez

que apresenta cinética de primeira ordem em relação ao reagente.

Frasco A: À 20 °C, quando a concentração inicial do aspartame é

iguala200mg.L–1,avelocidadedareaçãoéiguala0,75mg.L–1.h–1.

Assim, a equação da velocidade dessa reação, nessa

temperatura, é dada por:

0,75mg.L–1.h–1 =k.200mg.L–1

k = 0,75mg.L .h200 mg.L

–1 –1

–1

k = 3,75 . 10–3 h–1

Frasco B: À 4 °C, quando a concentração inicial do aspartame

é igual a 200mg.L–1, a velocidade da reação é igual a

0,25mg.L–1.h–1. Assim, a equação da velocidade dessa reação,

nessa temperatura, é dada por:

0,25mg.L–1.h–1 =k.200mg.L–1

k = 0,25mg.L .h200 mg.L

–1 –1

–1

k = 1,25 . 10–3 h–1

Assim, a razão entre as constantes de velocidade da reação de

degradação do aspartame nos frascos A e B é igual a:

3 75 101 25 10

3 1

3 1

, . ., . .

− −

− −

hh

= 3

Questão 24 – Letra DComentário: A análise dos dados dos experimentos I e II

revela que, ao reduzirmos a concentração de N2O5 pela metade,

a velocidade da reação também é reduzida à metade. Essa

mesma informação é obtida pela análise dos experimentos II e

III e também dos experimentos I e III. Portanto, a reação é de

primeira ordem em relação ao N2O5, único reagente da reação.

Logo,aleidavelocidadedareaçãoéiguala:

v = k . [N2O5]1

Questão 25 – Letra EComentário: A análise dos dados dos experimentos 2 e 1

revela que ao dobramos a concentração de H2, mantendo-se

constante a concentração de NO, a velocidade da reação

dobra. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação

ao H2.

Já a análise dos dados dos experimentos 3 e 1 revela que

ao dobramos a concentração de NO, mantendo-se constante

a concentração de H2, a velocidade da reação quadruplica.

Portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao NO.

Logo,aleidavelocidadedareaçãoéiguala:

v = k.[H2].[NO]2

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Manual do Professor


Questão 26 – Letra DComentário: A análise dos dados dos experimentos 1 e 2 revela que, ao dobramos a concentração de B2, mantendo-se constante a concentração de A, a velocidade da reação dobra. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação ao B2. Já a análise dos dados dos experimentos 1 e 3 revela que, ao dobramos a concentração de A, mantendo-se constante a concentração de B2, a velocidade da reação quadruplica. Portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao A. Logo, a lei da velocidade da reação é igual a:

v = k.[A]2.[B]

Questão 27 – Letra BComentário: A velocidade da reação pode ser determinada pela lei da velocidade da etapa elementar mais lenta. A reação apresentada acontece em cinco etapas elementares, sendo que a etapa II é a etapa lenta. Dessa forma, a velocidade da reação global é determinada pela lei da velocidade dessa etapa.

Questão 28 – Letra BComentário: A reação de formação de ozônio ocorre em duas etapas, uma lenta e uma rápida. A etapa lenta determina a velocidade da reação. Logo, a lei da velocidade dessa reação dependerá somente da concentração do reagente envolvido nessa etapa e será expressa da seguinte forma:

v = k.[NO2]

Questão 29 – Letra DComentário: A lei de velocidade da reação apresentada é representada pela equação v = k . [A]2 . [B]. Se triplicarmos as concentrações de A e B e mantivermos toda as outras condições constantes, a equação que representa a lei de velocidade da reação pode ser representada da seguinte forma:

v = k . [3 . A]2 . [3 . B]v = k . 9. [A]2 . 3 . [B]v = 27 . k . [A]2 . [B]

Com essas alterações, a velocidade da reação passará a ser 27 vezes maior, conforme demonstrado por meio dos cálculos.

Questão 30 – Letra CComentário: A reação ocorre no estado gasoso, portanto, pode-se determinar a lei da velocidade dessa reação em termos das pressões parciais dos reagentes. A reação é de primeira ordem em relação ao reagente A e ao reagente B, assim, a lei de velocidade para essa reação pode ser expressa por:

v = k.pA.pB

Como A e B são reagentes gasosos, mantendo-se a temperatura e a massa constantes e reduzindo-se à metade os volumes de A e de B, as pressões parciais serão multiplicadas por 2, e a lei da velocidade da reação será expressa por:

v = k . 2 . pA . 2 . pB

v = 4 . k . pA . pB

Com essa alteração, a velocidade da reação passará a ser 4 vezes maior, ou seja, quadruplicada, conforme demonstrado por meio dos cálculos.


A) A análise dos dados dos experimentos 2 e 1 revela que, ao reduzirmos à metade a concentração de H2, mantendo-se constante a concentração de NO, a velocidade da reação também é reduzida à metade. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação ao H2.

Já a análise dos dados dos experimentos 2 e 3 revela que, ao reduzirmos à metade a concentração de NO, mantendo-se constante a concentração de H2, a velocidade da reação é reduzida à quarta parte. Portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao NO.

Logo, a ordem global da reação é 3.

B) Substituindo-se os dados da tabela na equação, temos:

v = k.[NO]².[H2]

2,4 . 10–6 mol.L–1.s–1 = k . (0,025 mol.L–1)² . 0,01 mol.L–1

k = 2,4 . 10–6 mol.L–1.s–1 / 6,25 . 10–6 mol3.L–3

k = 0,384 mol–2.L2.s–1

Questão 32 – Letra CComentário: A análise dos dados dos experimentos revela que, ao dobramos a concentração do aldeído acético (0,10 mol.L–1 para 0,20 mol.L–1), único reagente da reação de decomposição, a velocidade da reação quadruplica – ou seja, passa de 0,02 mol.L–1 para 0,08 mol.L–1. Portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao aldeído acético. Logo, a lei da velocidade da reação é igual a:

v = k.[CH3CHO]2


A) A curva I corresponde a [Y] constante e a [X] variável. Nessa situação, quando [X] é igual a 1,0 mol.L–1, a velocidade da reação é 1,0 mol.L–1.s–1, ao passo que quando [X] é 2,0 mol.L–1, ou seja, o dobro, a velocidade inicial da reação quadruplica, ou seja, passa a ser 4,0 mol.L–1.s–1. Portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao reagente X. Já a curva II corresponde a [X] constante e a [Y] variável. Nessa situação, quando [Y] é igual a 1,0 mol.L–1, a velocidade da reação é 1,0 mol.L–1.s–1, ao passo que quando [Y] é 2,0 mol.L–1, ou seja, o dobro, a velocidade inicial da reação duplica, ou seja, passa a ser 2,0 mol.L–1.s–1. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação ao reagente Y.

B) A lei de velocidade da reação apresentada é representada pela equação v = k . [X]2 . [Y]. Se triplicarmos a concentração de X e duplicarmos a de Y e mantivermos todas as outras condições constantes, a equação que representa a lei de velocidade da reação pode ser representada da seguinte forma:

v = k . [3 . X]2 . [2 . Y]

v = k . 9. [X]2 . 2 . [B]

v = 18 . k . [A]2 . [B]

Com essas alterações, a velocidade da reação passará a ser 18 vezes maior, conforme demonstrado por meio dos cálculos.

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50 Coleção EM2

Questão 34 – Letra DComentário: A partir dos dados fornecidos de ordem de

reação e da constante de velocidade (k) a uma determinada

temperatura, determina-se a velocidade de cada uma das reações

representadas quando a concentração molar dos reagentes é

0,1 mol.L–1, com base na Lei da Ação das Massas. No exercício não

foi fornecida a unidade da constante de velocidade, mas sabe-se

que a constante de velocidade k para as reações de primeira

ordem tem unidade “tempo–1” e, para as reações de segunda

ordem, tem unidade “concentração–1.tempo–1”. Assim, a unidade

de velocidade apresentará uma unidade genérica de tempo.

1. C2H5I(g) → C2H4(g) + HI(g)

A reação é de primeira ordem em relação ao reagente, e a

constante de velocidade é igual a 1,6 . 10–5 a 600 K; logo,

a Lei da Ação das Massas dessa reação na temperatura

especificada pode ser expressa por:

v1 = k . [C2H5I]1

v1 = 1,6 . 10–5 . [0,1]1

v1 = 1,6 . 10–6 mol.L–1.tempo–1

2. H2C CH2CH3 CH CH2

CH2





v2 = k . [ciclopropano]1

v2 = 3,3 . 10–9 . [0,1]1

v2 = 3,3 . 10–10 mol.L–1.tempo–1

3. N2O5(g) → NO2(g) + NO3(g)





v3 = k . [N2O5(g)]1

v3 = 1,2 . 10–2 . [0,1]1

v3 = 1,2 . 10–3 mol.L–1.tempo–1

4. CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g)

A reação é de segunda ordem em relação ao reagente

NO2, de ordem zero em relação ao CO, e a constante de

velocidade é igual a 2,8 . 10–2 a 600 K; logo, a Lei da Ação

das Massas dessa reação na temperatura especificada pode

ser expressa por:

v4 = k . [NO2(g)]2

v4 = 2,8 . 10–2. [0,1]2

v4 = 2,8 . 10–4 mol.L–1.tempo–1

Dessa forma, a ordem crescente das velocidades das

reações é:

v2 < v1 < v4 < v3

Questão 35 – Letra DComentário: Ordem de uma reação é a soma dos expoentes

das concentrações dos reagentes encontrados na Lei da Ação

das Massas que, nesse caso, é dada por v = k . [NO2] . [CO].

Desse modo, a reação em questão é de 2ª ordem.

A molecularidade é o número de partículas reagentes que

devem interagir para que sejam convertidas em produtos em

uma única etapa. No caso da reação considerada, é necessário

que duas partículas, uma partícula de NO2 e uma partícula de

CO, se movimentem em direção ao mesmo ponto e colidam

efetivamente. Assim, essa reação é de molecularidade 2.

Questão 36 – Letra CComentário: Em uma reação não elementar, os expoentes da Lei

da Ação das Massas são iguais aos coeficientes estequiométricos

dos reagentes que participam da etapa lenta da reação, que é a

etapa determinante da velocidade da reação. Assim:

v = k . [NO]2 . [H2]

Triplicando-se a pressão parcial do NO e mantendo-se constante

a do H2, a equação que representa a lei de velocidade da reação

pode ser representada da seguinte forma:

v = k . [3 . NO]2 . [H2]

v = 9 . k . [NO]2 . [H2]

Com essas alterações, a velocidade da reação passará a ser

9 vezes maior, conforme demonstrado por meio dos cálculos.

Questão 37 – V F F V FComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos

cada um dos itens.

1º item: Verdadeiro. As reações apresentam cinética de primeira

ordem. Assim, o expoente do reagente A na Lei da Ação das

Massas é igual a 1, e a lei de velocidade das reações é dada por:

v = k . [A]

2º item: Falso. A unidade mol.L–1.s–1 é a unidade correspondente

à velocidade da reação, a qual expressa a variação da

concentração molar do reagente no intervalo de tempo de

1 segundo. A unidade da constante de velocidade é igual a s–1,

conforme demonstrado a seguir:

Unidade de velocidade = k . Unidade de concentração

mol.L–1. s–1 = k . mol.L–1

k = s–1

3º item: Falso. De acordo com o gráfico dado, em um mesmo

intervalo de tempo, há maior variação da concentração do

reagente A na reação em que a constante de velocidade é

k2, o que indica que a reação 2 é mais rápida que a reação 1.

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4º item: Verdadeiro. O tempo de meia-vida de um radioisótopo é o tempo necessário para que a sua quantidade ou a sua atividade se reduzam à metade. Pela análise do gráfico, percebe-se que o tempo de meia-vida da reação 2 é menor que o da reação 1. De acordo com o gráfico, para se reduzir à metade a concentração do reagente A na reação 2, gasta-se menor tempo.

5º item: Falso. A reação é de primeira ordem em relação ao reagente A, o que significa que se a concentração de A duplicar, a velocidade da reação também irá duplicar.

Questão 38 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

1. Incorreta. Quando a concentração do 2-bromo-2-metilpropano (C4H9Br) dobra e a de OH– permanece constante, a velocidade da reação aumenta por um fator de 2, ou seja, dobra. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação a esse reagente. Porém, se a concentração de ambos dobrar, a velocidade da reação também aumenta por um fator de 2, o que significa que a concentração do reagente OH– não influencia a velocidade da reação. Dessa forma, a lei de velocidade da reação pode ser expressa por v = k . [C4H9Br] e a reação é de primeira ordem.

2. Correta. Vide comentário da afirmativa 1.

3. Correta. Quando a velocidade independe da concentração do reagente, como é o caso do OH–, a velocidade instantânea da reação é de ordem zero em relação a esse reagente.

4. Correta. A [OH–] não influencia a velocidade da reação; logo, se a concentração desse reagente triplicar, a velocidade da reação não se altera.

5. Correta. O tempo de meia-vida é característico de cada reagente e independe da concentração inicial dos reagentes.

Seção Enem

Questão 01 – Letra DEixo cognitivo: I


Habilidade: 17

Comentário: O tempo decorrido da injeção do antibiótico, 12h, até às 13h30min, foi de 1h30min. Esse intervalo de tempo corresponde a 1,5 meia-vida de amoxicilina e, segundo o gráfico, a quantidade de fármaco ainda presente no organismo humano após 1,5 meia-vida é 35%.

Questão 02 – Letra CEixo cognitivo: I


Habilidade: 17


A) Incorreta. Se a espessura da camada fosse diretamente

proporcional à idade, a curva deveria ser uma reta, o que

não se verifica.

B) Incorreta. Pela simples análise do gráfico, vemos que a

espessura não dobra a cada 10 000 anos. Essa situação

corresponderia a uma curva exponencial, o que também

não se verifica.

C) Correta. Pode-se observar que a maior variação de

espessura para a menor variação de tempo ocorre quando

a pedra é mais jovem, ou seja, a velocidade de fixação

de água na superfície da pedra, formando uma camada

hidratada, diminui com o passar do tempo.

D) Incorreta. Quando a pedra é mais velha, o aumento da

espessura é muito pequeno, mesmo para intervalos grandes

de tempo.

E) Incorreta. Embora tenha sido um aumento muito pequeno,

a espessura da camada aumentou após 100 000 anos.

Questão 03 – Letra CEixo cognitivo: I


Habilidade: 17

Comentário: Quando a concentração da hemoglobina é

triplicada, a velocidade da reação também é triplicada e a

duplicação da concentração de O2 resulta em duplicação da

velocidade da reação. Em ambos os casos, as grandezas

variaram linearmente, indicando que são diretamente

proporcionais. Dessa forma, a ordem da reação em relação à

hemoglobina e ao O2 é 1 e a lei da velocidade para o processo

poderá ser representada por:

v = k . [Hemoglobina(aq)] . [O2(g)].

Questão 04 – Letra BEixo cognitivo: I


Habilidade: 17

Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos

cada uma das alternativas.

I. Correta. A formulação A atinge a concentração mínima

efetiva em menos tempo, portanto, sua absorção é mais

rápida que a da formulação B.

II. Correta. A concentração sérica média apresenta-se maior

ou igual à concentração mínima efetiva por um tempo maior

na formulação B do que na formulação A.

III. Incorreta. O tratamento é mais barato com a formulação B.

Considerando a mesma quantidade de medicamento nas

duas formulações, a formulação B é a que permite um maior

tempo de manutenção da concentração mínima efetiva.

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52 Coleção EM2

CAPÍTULO – B4 Teoria das colisões e do complexo ativadoExercícios de aprendizagem

Questão 01 – Letra BComentário: Para que uma colisão seja efetiva, é necessário que as partículas dos reagentes tenham energia, no mínimo, igual à energia de ativação. Além disso, as partículas devem orientar-se favoravelmente à formação dos produtos. Essas condições apenas são simultaneamente obedecidas na situação II.

Questão 02 – Letra DComentário: O atrito do palito de fósforo com uma superfície áspera fornece energia suficiente para elevar a energia cinética das moléculas até o valor da energia de ativação. A partir disso, a reação se processa exotermicamente, liberando energia suficiente para alimentar a combustão de todo o palito.

Questão 03 - Letra D Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Correta. A reação de formação do composto II é exotérmica,

visto que esta espécie apresenta um conteúdo energético menor se comparado ao reagente.

B) Correta. A partir da análise do gráfico, verifica-se que a entalpia dos produtos (II) é menor que a entalpia dos reagentes (I), o que significa que a conversão de I em II ocorre com diminuição da entalpia do sistema.

C) Correta. Em uma reação elementar, a energia de ativação é calculada subtraindo-se a energia do complexo ativado pela energia potencial dos reagentes:

Eativação = Ecomplexo ativado − Epotencial dos reagentes

As energias de ativação de I → II e de II → I estão representadas a seguir:

Tempo

Eat

EatEnta

lpia

II

I

Tempo

Enta

lpia

II

I → II

I

II → I

Dessa forma, a energia de ativação de I → II é menor que a de II → I.

D) Incorreta. A equação termoquímica deve ser escrita como I → II + calor, uma vez que, como a reação de formação do composto II é exotérmica, ela ocorre com liberação de calor.

E) Correta. Em uma reação exotérmica, os reagentes são mais energéticos do que os produtos. Assim, a energia liberada pelo sistema promove o aumento da temperatura da vizinhança.

Questão 04Comentário: A) A equação química balanceada da reação é dada por:

2SO2 + O2 → 2SO3

B) A espécie (SO2)2O2 é denominada complexo ativado.

C) O produto da reação apresenta um conteúdo energético menor que se comparado aos reagentes. Logo, a reação é exotérmica.

Questão 05 – Soma = 47Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

01. Correta. A reação de formação dos compostos K e T é exotérmica, visto que essas espécies apresentam um conteúdo energético menor se comparado ao reagente R.

02. Correta. Podemos observar no gráfico que, no decorrer da reação, o produto K se forma primeiro que o produto T. Isso indica que a velocidade de formação do produto K é maior que a do produto T, já que envolve uma menor energia de ativação.

04. Correta. A estabilidade de uma espécie química está diretamente relacionada com seu conteúdo energético. Assim, quanto menor a energia de uma espécie, nesse caso, o produto T, mais estável ela é.

08. Correta. A transformação do reagente R nos produtos K e T ocorre em duas etapas em que há a formação de uma espécie intermediária comum. A formação desse intermediário ocorre na primeira etapa em que a energia de ativação corresponde a E1. A partir dessa espécie, ocorre a formação dos produtos K e T e a energia de ativação da reação de formação do primeiro produto (K) é a E2.

16. Incorreta. O produto K se forma primeiro que o produto T. No entanto, não haverá conversão entre os produtos, pois esse caminho de reação não foi representado no gráfico.

32. Correta. A reação ocorre em duas etapas em que há a formação de uma espécie intermediária comum, cuja energia de ativação corresponde a E1.

64. Incorreta. O gráfico representa reações não catalisadas, sendo que o produto T, por ser menos energético, é mais estável que o produto K e, portanto, é formado em maior quantidade.

Questão 06 – Letra DComentário: A elevação da temperatura provoca um aumento da energia cinética média das partículas, aumentando o número de partículas com energia maior ou igual à energia de ativação. Portanto, a frequência de colisões efetivas é maior e, como consequência, ocorre aumento da velocidade da reação. Logo, a reação mais rápida ocorre na temperatura T4.

Questão 07 – Letra EComentário: Para a resolução da questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Falsa. O aumento da temperatura do sistema leva a um aumento da energia cinética média das partículas. Para sistemas gasosos, quanto maior a pressão, maior será a velocidade da reação. Como o estado físico dos reagentes não está explícito, não podemos afirmar que haverá aumento da velocidade quando aumentarmos a pressão do sistema.

B) Falsa. O aumento do volume do sistema gera um maior afastamento das partículas, o que levaria a uma diminuição da velocidade da reação.

C) Falsa. O aumento de energia na forma de calor no sistema não altera a concentração dos reagentes.

D) Falsa. O aumento da energia cinética do sistema não altera a energia de ativação dos reagentes.

E) Verdadeira. O aumento da temperatura aumenta a energia cinética média das partículas reagentes e pode elevar o número de choques efetivos, gerando aumento da velocidade da reação.

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Questão 08 – Letra BComentário: Quanto maior for o grau de agitação das partículas reagentes, maior será a frequência de colisões efetivas em um dado intervalo de tempo e, consequentemente, maior será a velocidade da reação. A diluição do oxigênio diminuiria a frequência dessas colisões efetivas, pois é um gás e possui elevado grau de agitação. O carbono, por ser um reagente sólido em um sistema heterogêneo, não interfere na velocidade da reação, porque sua concentração é constante.

Questão 09 – Soma = 06Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

01. Incorreta. A energia de ativação de uma reação química pode ser alterada pela ação de um catalisador, já que este propõe um novo mecanismo para reação em que a energia de ativação é menor, aumentando a velocidade da mesma.

02. e 04. Corretas. O aumento da temperatura e da superfície de contato entre os reagentes provoca aumento da rapidez das reações, pois favorecem a ocorrência de colisões efetivas entre as partículas reagentes.

08. Incorreta. Uma colisão com orientação adequada só resulta na formação de novas substâncias se ocorrer com energia suficiente para superar a energia de ativação da reação. Caso a colisão apresente orientação favorável, mas as partículas que colidem não apresentem energia cinética maior ou igual à energia de ativação, a reação não ocorrerá.

Questão 10 – Letra BComentário: Como são colocadas as mesmas quantidades de reagentes nos dois sistemas, e considerando o mesmo rendimento, deverão ser produzidas as mesmas quantidades de produtos. Assim, será produzido o mesmo volume de H2 quando o ferro for totalmente consumido.

Entretanto, apesar de se tratar dos mesmos reagentes, o ferro se apresenta de duas formas diferentes. O ferro sob a forma de limalha apresenta maior superfície de interação em relação ao ferro em placa. Dessa forma, a reação com a limalha de ferro será mais rápida, devido à maior frequência de colisões entre os reagentes, aumentando a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas e aumentando também a velocidade da reação.

No gráfico de volume de H2 produzido por variação de tempo, a curva mais inclinada indicará a reação de maior velocidade, ou seja, a reação que utiliza limalha de ferro como reagente.

Questão 11 – Letra DComentário: Quando adicionamos um catalisador para acelerar o processo direto, ele também acelera o processo inverso. Logo, um catalisador não afeta um sistema em equilíbrio e as concentrações de equilíbrio são independentes de sua concentração. Portanto, as alternativas B e C estão incorretas.

A velocidade das reações pode ser influenciada pela concentração do catalisador. Isso ocorre, geralmente, em catálises homogêneas, já que o catalisador se encontra na mesma fase que os reagentes. Assim, a alternativa A está incorreta.

O catalisador pode participar de uma das etapas da reação, sendo consumido; porém, ao fim do processo, ele é integralmente regenerado. Dessa forma, a alternativa D está correta.

Questão 12 – Letra DComentário: A reação de produção do cloreto de vinila a partir do eteno é catalisada pelo CuCl2, pois, de acordo com as equações, ele é consumido em uma etapa e regenerado ao final do processo.

Questão 13 – Letra BComentário: De acordo com os dados da questão, o íon iodeto é o catalisador da reação de hidrólise do brometo de metila, uma vez que ele é consumido e regenerado durante o processo. A reação é exotérmica e seu DH é representado por E5. Logo, as alternativas A e D estão corretas.

A energia de ativação da reação não catalisada é dada por E1 e da reação catalisada é dada por E2. O abaixamento da energia de ativação provocado pelo catalisador é representado por E3. Assim, as alternativas C e E estão corretas e a alternativa B está incorreta.

Questão 14Comentário: A variação de entalpia B representa a energia de ativação da reação não catalisada. A energia necessária para se formar o complexo ativado da reação A → B, sob a ação de um catalisador, é representada pela variação A. A variação de entalpia total da reação (DHr) está representada no gráfico pela variação C.

Questão 15 – Letra AComentário: Um catalisador é uma substância que acelera a reação, já que possibilita um novo mecanismo com menor energia de ativação.

Na catálise homogênea, o catalisador se encontra na mesma fase que os reagentes, enquanto na catálise heterogênea encontra-se em uma fase diferente.

Quando um dos produtos da reação é o próprio catalisador, trata-se de uma autocatálise.

Para acentuar o efeito de um catalisador, deve-se adicionar um promotor ou ativador. Já o veneno diminui ou anula a ação do catalisador. Portanto, a sequência correta é 6–4–2–3–5.


A) Incorreta. Nas reações de catálise, o catalisador pode formar uma única fase com os reagentes (catálise homogênea) ou formar fases múltiplas (catálise heterogênea).

B) Incorreta. O catalisador possibilita um novo mecanismo com menor energia de ativação para a reação, podendo participar da etapa lenta do mesmo. Como a equação de velocidade de uma reação não elementar é dada pela etapa lenta, a velocidade da reação pode depender da concentração do catalisador.

C) Incorreta. A adição de um catalisador acelera a reação direta na mesma proporção que acelera a reação inversa. Portanto, o catalisador não altera as concentrações das espécies em equilíbrio, apenas faz com que o equilíbrio seja estabelecido mais rapidamente.

D) Correta. Na catálise heterogênea, a adsorção do reagente na superfície do catalisador torna mais fácil a transformação dos reagentes em produtos, pois o catalisador promove o enfraquecimento das ligações dos reagentes, o que gera um novo complexo ativado com energia mais baixa.

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54 Coleção EM2

Questão 17 – Letra D Comentário: A concentração dos reagentes diminui em função do tempo. Pela equação química, a reação consome 1 mol do reagente O2, e 2 mols do reagente SO2. Sendo assim, a concentração de dióxido de enxofre diminui mais rapidamente em um mesmo intervalo de tempo. O monóxido de nitrogênio participa como catalisador da reação, e, portanto, ele será consumido e regenerado durante o processo, e sua concentração se mantém constante. O trióxido de enxofre é o produto da reação, e sua concentração aumenta com o decorrer do processo.

Logo, as espécies podem ser atribuídas da seguinte forma:

I = SO3; II = O2; III = SO2; IV = NO.

Questão 18 – Letra AComentário: A reação I ocorre na presença do catalisador Fe, espécie que se encontra na fase sólida. Logo, essa é uma reação de catálise heterogênea.A velocidade da reação II é aumentada devido à presença da enzima zimase. Logo, ocorre uma reação de catálise enzimática.

Questão 19 – Letra AComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Correta. Um catalisador aumenta a velocidade de uma

reação, pois possibilita que a reação se processe por um mecanismo que envolve menor energia de ativação.

B) Incorreta. O catalisador não altera os valores de energia livre dos reagentes e produtos.

C) Incorreta. A adição de um catalisador a um processo reversível não promove o deslocamento de equilíbrio, pois aumenta, igualmente, as velocidades dos processos direto e inverso.

D) Incorreta. A adição de um catalisador não altera a variação de entalpia de uma reação, pois esta é uma função de estado que só depende das entalpias dos reagentes e dos produtos.

Questão 20 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Correta. As enzimas são catalisadores biológicos que

possibilitam que reações bioquímicas metabólicas ocorram em uma faixa de temperatura em torno de 35 °C. Em alguns casos, as enzimas transformam reações lentas em reações mais rápidas. Entretanto, existem situações nas quais sem a ação de uma enzima a reação não ocorreria, pois as partículas reagentes, na temperatura de 35 °C, não apresentam energia cinética maior ou igual à energia de ativação.

B) Incorreta. Em uma reação química não elementar, a etapa lenta corresponde à etapa determinante da velocidade do processo global por apresentar uma maior energia de ativação.

C) Correta. Quanto maior for a superfície de contato entre os reagentes, maior será a frequência de colisões efetivas e, portanto, maior será a rapidez da reação.

D) Correta. A elevação da temperatura provoca o aumento da energia cinética média das partículas, aumentando também a frequência das colisões das partículas no sistema reacional. Isso aumenta a probabilidade da ocorrência de colisões efetivas aumentando, assim, a velocidade da reação.

E) Correta. A adição de um catalisador em um sistema reacional faz com que a reação se processe por meio de um caminho alternativo, em que a energia de ativação é menor. Isso faz com que a reação catalisada seja mais rápida se comparada com a reação não catalisada.


Questão 01 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.I. Falsa. Nem todas as colisões entre os reagentes resultam em uma

reação química. Apenas as colisões que apresentarem energia cinética superior ou igual à energia de ativação e orientação favorável promoverão a conversão de reagentes e em produtos.

II. Verdadeira. Quanto maior for o número de colisões efetivas entre as partículas reagentes, maior será a velocidade da reação.

III. Verdadeira. Existem colisões que não apresentam a energia cinética suficiente, ou a direção que favoreça colisões eficazes.

IV. Falsa. Quanto maiores forem os valores de energia de ativação, mais tempo será gasto para que as partículas reagentes adquiram energia cinética suficiente para formar o produto da reação.

Questão 02 – Letra BComentário: Durante uma tempestade, a descarga elétrica de um raio libera grande quantidade de energia. Parte dessa energia que aumenta a energia cinética do sistema, sendo, portanto, fonte energética iniciadora da reação, favorece a reação de formação do produto. Apesar de favorecer a reação, os raios e relâmpagos não atuam como catalisadores diminuindo a energia de ativação da reação, ou alterando a energia potencial do sistema.

Questão 03 – Letra A Comentário: A energia de ativação corresponde à energia cinética mínima necessária para permitir a colisão entre as partículas reagentes, originando o complexo ativado e possibilitando a ocorrência da reação. Assim, esse estímulo fornece energia suficiente para elevar a energia cinética das moléculas até o valor da energia de ativação.

Questão 04 – Letra A Comentário: Quando uma reação tem sua energia de ativação reduzida, os reagentes necessitam absorver uma quantidade de energia menor para alcançar a energia de ativação. Sendo assim, a reação que apresenta a menor energia de ativação possui a maior velocidade de reação. Logo, a diferença entre a energia de ativação e a entalpia é igual a 5 kJ.

Questão 05 – Letra A Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.I. Verdadeira. Para uma reação não elementar, a variação da entalpia

total da reação será igual à soma das variações de entalpia de cada uma das etapas das reações, até se obter o produto C. Dessa maneira, a entalpia total da reação de formação da espécie C será a soma dos valores de DH dos processos +1 e +2.

II. Verdadeira. O DH total de uma reação é igual ao DH de sua reação reversa em módulo.

III. Falsa. As reações não elementares podem ocorrer sob a presença de catalisadores. Dessa maneira, a energia de ativação da reação global não será igual à soma das energias de ativação de etapa de formação das espécies intermediárias.

IV. Falsa. A energia de ativação Ea+3 corresponde à diferença de energia entre o estado intermediário e o estado inicial da reação. Como a entalpia da espécie C(g) não é igual à entalpia da espécie A(g), a diferença entre a energia da reação inversa e o intermediário, Ea–3, não será igual a Ea+3 em módulo.

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A) O mecanismo da reação global por reações elementares é representado pelo seguinte conjunto de equações:

Primeira etapa: 3ClO– → ClO2– + Cl– + ClO–

Segunda etapa: ClO– + ClO2– + Cl– → ClO3

– + 2Cl– ___________________________________________

Reação global: 3ClO– → ClO3– + 2Cl–

B) A velocidade da reação global dependerá da etapa que apresenta a maior energia de ativação. Logo, a lei de velocidade pode ser expressa da seguinte forma:

v = k.[ClO–]3

Questão 07 – V F F F VComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada um dos itens.

1. Verdadeiro. O conteúdo energético dos produtos é menor que o dos reagentes, ou seja, a reação se processa com liberação de energia (exotérmica).

2. Falso. A energia de ativação de uma reação é a energia absorvida pelos reagentes para atingirem o estado de complexo ativado. Pelo gráfico, essa energia é igual a

Eat = E3 – E2

3. Falso. E3 representa o conteúdo energético do complexo ativado.

4. Falso. E1 representa o calor envolvido na reaçãoreagentes → produtos.

5. Verdadeiro. Catalisadores são substâncias que possibilitam um mecanismo alternativo com menor energia de ativação para a reação química, promovendo a aceleração da mesma.

Questão 08 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.A) Verdadeira. Há uma variação na entalpia de aproximada-

mente 135 kJ.mol–1 para que os reagentes possam ser con-vertidos em produtos, que corresponde à energia cinética mínima necessária para a formação do complexo ativado.

B) Verdadeira. A reação no sentido de formação dos reagentes ocorre com uma variação positiva da entalpia. Logo, a reação é endotérmica.

C) Verdadeira. A variação da entalpia é dada pela diferença dos valores de entalpia entre produtos e reagentes. Logo, a entalpia da reação direta ocorre com uma variação de 225 kJ.

D) Falsa. A variação de entalpia da reação inversa possui o mesmo valor em módulo da variação de entalpia da reação direta, porém com sinal invertido. Então, a reação inversa possui um DH absoluto igual a 225 kJ.mol–1.

E) Verdadeira. A reação direta é exotérmica, e a variação de DH entre os produtos e reagentes do processo é negativa.

Questão 09 – Letra BComentário: De acordo com os dados da questão, os reagentes utilizados nas duas reações são os mesmos e estão sob as mesmas condições experimentais. Logo, a energia dos reagentes da reação I é igual à energia dos reagentes da reação II, portanto, a alternativa C está incorreta.

O DH da reação II é mais negativo que o DH da reação I. Isso significa que a energia liberada em II é maior que em I, e, portanto, a alternativa D está incorreta.

Como a velocidade da reação II é maior, a energia de ativação é menor e a energia do complexo ativado (estado de transição) também será menor. Logo, a alternativa A está incorreta e a B está correta.

Questão 10 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A entalpia de combustão do metano equivale à diferença entre a somatória das entalpias de formação de um mol de CO2 e dois mol de H2O e o valor da somatória das entalpias de formação de um mol de CH4 e 2 mol de O2, que são valores fornecidos pelo gráfico. O DHc do metano pode ser calculado da seguinte forma:

DHc (CH4) = [DHf(CO2(g)) + 2 . DHf(H2O(g))] – [DHf(CH4(g)) + 2 . DHf(O2(g))] DHc (CH4) = [–965,4 kJ] – [–75 kJ] DHc (CH4) = –890,4 kJ.mol–1

B) Correta. A energia de ativação de uma reação elementar pode ser calculada da seguinte forma:

Eat(reação) = Ep(complexo ativado) – Ep(reagentes originais) Eat(reação) = 100 kJ – (–75 kJ) Eat(reação) = 175 kJ.mol–1 Desse modo, a energia envolvida na formação do complexo

ativado é consideravelmente menor que a energia envolvida na combustão do metano.

C) Incorreta. Conforme calculado no comentário da alternativa A, a reação de combustão do metano é um processo exotérmico, uma vez que apresenta DH < 0. Porém, há liberação de 890,4 kJ, e não de 965,4 KJ, quando um mol desse gás é queimado para produzir 3 mol de produtos gasosos (um mol de CO2 e dois mol de H2O).

D) Incorreta. Vide comentário das afirmativas A e B.E) Incorreta. Vide comentário da afirmativa A.

Questão 11 – V F V F VComentário: Para a resolução dessa questão, julgaremos cada um dos itens. 1º item: verdadeiro. A reação B, no sentido direto, apresenta entalpia dos produtos maior que a entalpia dos reagentes, o que resulta em uma variação de entalpia positiva. Dessa forma, a reação B é endotérmica no sentido direto.2º item: falso. A reação A, no sentido direto, apresenta entalpia dos produtos menor que a entalpia dos reagentes, o que resulta em uma variação de entalpia negativa. Dessa forma, a reação A é exotérmica no sentido direto. A reação A, no sentido inverso, é, portanto, endotérmica.3º item: verdadeiro. A energia de ativação é a diferença entre a energia potencial do complexo ativado e a energia potencial dos reagentes. As reações A e B possuem a mesma energia potencial dos reagentes, e a energia potencial do complexo ativado de B (E5) é maior que a energia potencial do complexo ativado de A (E4). Assim, a reação B possui maior energia de ativação que a reação A.4º item: falso. Os catalisadores não alteram os valores de entalpia dos reagentes (Hr) e dos produtos (Hp) nem os valores de variação de entalpia da reação (DH). Eles criam, para a reação, um novo caminho para formação dos produtos, com energia de ativação menor.5º item: verdadeiro. E5 é o valor da energia potencial do complexo ativado da reação B, e E2 é o valor da energia potencial dos reagentes da reação B. Portanto, a energia correspondente a E5 – E2 corresponde à energia de ativação da reação B.

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56 Coleção EM2

Questão 12 – Letra DComentário: A energia de ativação é calculada subtraindo-se da energia potencial do complexo ativado dessa etapa o valor da energia potencial dos reagentes originais:

Eat(reação) = Ep(complexo ativado mais instável) –

Ep(reagentes originais)

Logo, analisando-se o gráfico, verifica-se que essa energia é representada pela letra Z.


A) Correta. O 2-cloropropano apresenta menor conteúdo energético que o 1-cloropropano. Portanto, é o produto mais estável.

B) Correta. A reação de produção do 2-cloropropano possui menor energia de ativação que a reação do 1-cloropropano, de modo que mais moléculas terão energia suficiente para reagir e a velocidade de sua reação será maior. Assim, o 2-cloropropano é produzido mais rapidamente do que o 1-cloropropano.

C) Correta. A existência de um vale intermediário entre dois picos de energia em um gráfico termocinético indica a formação de um produto intermediário. Portanto, as reações de formação do 2-cloropropano e do 1-cloropropano envolvem duas etapas.

D) Incorreta. O 2-cloropropano é um produto mais estável do que o 1-cloropropano. Assim, no equilíbrio, nas mesmas condições experimentais, haverá maior concentração do 2-cloropropano que do 1-cloropropano.

Questão 14 – Letra BComentário: A energia de ativação de uma reação está associada ao tempo necessário para que uma reação ocorra. Quanto maior for a energia de ativação de uma reação, maior será o tempo necessário para que ela se complete. Reações químicas que apresentam energia de ativação igual a zero não apresentam formação do complexo ativado. Logo, os diagramas I e III representam a reação mais lenta e a reação com energia de ativação nula, respectivamente.

Questão 15 – Letra BComentário: Quando a temperatura é elevada, aumenta-se o número de partículas com energia mínima necessária para atingir o estado de complexo ativado (Eat). Com isso, aumenta-se a fração de partículas com energia maior ou igual à energia de ativação e, dessa forma, ocorre um aumento da velocidade da reação. Isso explica o motivo pelo qual as velocidades das reações metabólicas são maiores nos animais que possuem sangue quente.

Questão 16 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas.

I. Incorreta. Um aumento na temperatura promove o aumento do número de partículas com energia cinética mínima necessária para atingir o estado de complexo ativado (Eat). Com isso, ocorre um aumento da velocidade da reação. A energia do complexo ativado, contudo, é mantida constante.

II. Correta. Toda reação ocorre a partir de colisões entre as partículas reagentes, e, para que as colisões sejam efetivas, as partículas que colidem devem apresentar energia cinética maior ou igual à energia de ativação. Como o aumento na temperatura promove o aumento do número de partículas com energia mínima necessária para formar o complexo ativado (Eat), aumenta-se a fração de partículas que irão colidir eficazmente.

III. Incorreta. O número de moléculas com energia igual ou superior à energia de ativação é menor na temperatura T1. Assim, a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas também é menor e, portanto, a velocidade da reação é menor nessa temperatura.

IV. Incorreta. O número de moléculas com energia igual ou superior à energia de ativação é maior na temperatura T2. Assim, a probabilidade de ocorrer colisões efetivas também é maior e, portanto, a velocidade da reação é maior nessa temperatura.


A) Com a diminuição da temperatura, a frequência de colisões efetivas diminui, uma vez que o número de partículas com energia igual ou superior à energia de ativação da reação também diminui. Assim, haverá diminuição da velocidade da reação.

B) Um aumento de 10 °C na temperatura pode ser suficiente para dobrar a velocidade de uma reação lenta, porque, para alguns sistemas, o aumento de 10 °C na temperatura dobra o número de moléculas reagentes com energia maior ou igual à energia de ativação (energia mínima necessária para a conversão do reagente em produto).


A) A combustão do metano ocorre com o gás oxigênio participando da reação como reagente, formando água e CO2 e pode ser representada pela seguinte equação química:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

B) O processo de combustão do metano consome uma quantidade total de matéria de 24 mols de CH4. A estequiometria dessa reação nos permite concluir que o consumo de oxigênio é igual a:

1 mol de CH4 2 mols de O2

24 mols de CH4 x

x = 48 mols de O2

Dessa forma, a velocidade de decomposição de H2O2 é igual a:

0,5 mol de O2 1 mol.h–1 de H2O2 consumidos

48 mols y

y = 96 mol.h–1 de H2O2 consumidos

C) O aumento da concentração da espécie reagente permite que um número maior de espécies químicas possam realizar choques efetivos. Logo, a velocidade da reação de queima do CH4 será maior quando a concentração de oxigênio for aumentada quando a concentração de oxigênio for aumentada.

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Questão 19Comentário: Para aumentar a velocidade de reação química, pode-se usar água quente (aumento da temperatura) ou colocar quantidades iguais de vinagre e de água (aumento da concentração de reagente). Ambos os processos aumentam a frequência de colisões efetivas das moléculas e, consequentemente, a velocidade da reação.


A) Durante o aquecimento em uma panela de pressão, o ar contido dentro da panela aumenta de volume, e escapa através de uma válvula. Ocorre também um aumento de pressão no interior da panela e esse acréscimo de pressão permite que a água entre em ebulição em uma temperatura maior. Como o aumento de temperatura aumenta a velocidade de cozimento dos alimentes e eles serão cozidos em um espaço de tempo menor.

B) No momento da “tragada”, uma quantidade maior de ar entra em contato com o local onde ocorre a queima dos reagentes. Há um aumento na concentração de oxigênio, queparticipa como reagenteda reação. Logo, a reaçãoocorre com uma velocidade maior, e o cigarro é consumido mais rapidamente.

Questão 21 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas:

A) Correta. Nas condições especificadas, apenas uma pequena fração dos reagentes possui energia igual ou superior à energia de ativação. Assim, mesmo com uma grande concentração de oxigênio, como em uma câmara desse gás, a velocidade da reação será muito baixa. Isso ocorre porque a frequência de colisões efetivas é baixa em virtude da pequena fração de reagentes com energia cinética maior ou igual à energia de ativação.

B) Correta. De acordo com o enunciado, mesmo quando a celulose é colocada em uma câmara de oxigênio, não é observada transformação. Isso indica que um aumento na pressão de oxigênio não influencia apreciavelmente a rapidez da reação.

C) Correta. A energia de ativação corresponde à energia cinética mínima necessária para permitir a colisão entre as partículas reagentes, originando, assim, o complexo ativado e possibilitando a ocorrência da reação. Assim, esse estímulo fornece energia suficiente para elevar a energia cinética das moléculas até o valor da energia de ativação, ou seja, até que seja vencida a barreira de energia para a formação dos produtos.

D) Incorreta. Quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será o número de espécies químicas que podem realizar choques efetivos e, consequentemente, maior será a velocidade da reação.

E) Correta. Para que uma reação seja considerada espontânea, a variação da energia livre de Gibbs (∆G = ∆H – T∆S) deve ser menor que zero. Assim, reações cujo ∆H seja menor que zero não são necessariamente espontâneas.

Questão 22 – Letra AComentário: Para que o processo de deterioração seja lento, a velocidade da reação deve ser muito baixa. As condições que influenciam na rapidez de uma reação química, como superfície de contato e temperatura, devem ser consideradas. Quanto maior a superfície de contato e maior a temperatura, maior é a velocidade de deterioração, uma vez que a frequência de colisões efetivas será maior. A peça fatiada possui maior superfície de contato que a peça inteira, e gelo comum e freezer de uso doméstico estão em temperaturas mais altas que nitrogênio líquido e CO2 sólido. Portanto, a condição especificada na alternativa A é a que apresenta a menor superfície de contato e a menor temperatura, o que implica menor frequência de colisões efetivas e, consequentemente, menor velocidade da reação de deterioração.

Questão 23 – Letra EComentário: A velocidade da reação de combustão depende dasuperfíciedecontatoentreasespécies reagentes.Logo,o processo de combustão ocorrerá com maior velocidade na fogueira 2, em que a lenha possui maior superfície de contato com espécies reagentes que estão no ar.

Questão 24 Comentário: O processo de ferrugem ocorre mais rapidamente no ferro encontrado na forma de palha de aço, devido à maior superfície de contato entre os reagentes.

Questão 25 – Letra B Comentário: Existem duas variáveis que alteram a velocidade da reação de formação de CO2 nos experimentos, a concentração dos reagentes e a superfície de contato. A utilização da amostra de CaCO3 em pó permite uma maior interação entre os reagentes, e faz com que a velocidade das reações nos experimentos II e III sejam maiores do que no experimento I. Como a concentração da espécie reagente HC é duas vezes maior no experimento III, ela apresentará a maior velocidadedereaçãoentreosdemaisexperimentos.Logo,asvelocidades de reação em ordem crescente serão:

V1 > V2 > V3.

Questão 26 – Letra BComentário: Para avaliar a rapidez da reação de um comprimido efervescente em diferentes condições, os fatores superfície de contato e temperatura devem ser considerados. Quanto maior a superfície de contato e maior a temperatura, maior é a velocidade de liberação de CO2, uma vez que a frequência de colisões efetivas será maior. O comprimido triturado possui maior superfície de contato que o comprimido inteiro, portanto, a condição II é a que possui maior velocidade de liberação de CO2. Na condição III, o comprimido encontra-se inteiro, e a temperatura é menor que a ambiente, portanto, trata-se da situação em que há menor velocidade de liberação de CO2.Logo,as velocidades de reação em ordem crescente serão:

vIII < vI < vII

Analisando o gráfico, verifica-se que a curva A corresponde à reação de maior velocidade, pois houve a formação de um maior volume de CO2 em um determinado intervalo de tempo. A curva C, por sua vez, corresponde à reação de menor velocidade, pois houve a formação de um menor volume de CO2 em um determinado intervalo de tempo. Assim, as curvas A, B e C representam, respectivamente, as condições II, I e III.

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Questão 27 – Letra DComentário: Um dos componentes do fermento responsável por liberar o gás carbônico para o crescimento da massa é o bicarbonato de sódio, que, sob ação do calor, decompõe-se em carbonato de sódio, água e gás carbônico. Durante o processo de cozimento do bolo em duas temperaturas diferentes, 160 °C e 220 °C, todo fermento foi consumido, ou seja, a mesma massa de CO2 será formada nas duas temperaturas de preparo. No entanto, o cozimento do bolo à 220 °C será mais rápido e a decomposição do bicarbonato de sódio também, de forma que a massa de CO2 total será liberada mais rapidamente. O gráfico que mostra a quantidade igual de CO2 liberada em ambos os experimentos, porém de forma mais rápida na temperatura de 220 °C, é o da alternativa D.


A) Correta. Os catalisadores aumentam a velocidade de uma reação química porque criam um novo caminho para formação dos produtos, com energia de ativação menor. Eles podem participar de uma das etapas da reação, sendo consumidos; porém, ao fim do processo, são integralmente regenerados.

B) Correta. A catálise é homogênea quando catalisador e reagentes formam uma única fase, ou seja, quando formam um sistema homogêneo.

C) Correta. Vide comentário referente a afirmativa A.

D) Incorreta. A catálise é heterogênea quando catalisador e reagentes formam mais de uma fase, ou seja, quando formam um sistema heterogêneo.

E) Correta. Os catalisadores não alteram os valores de entalpia dos reagentes (Hr) e dos produtos (Hp) nem os de variação de entalpia da reação (ΔH). Eles criam, para a reação, um novo caminho para formação dos produtos, com energia de ativação menor.

Questão 29 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos o período por partes, para que os termos adequados sejam inseridos em cada lacuna.

1ª lacuna: Reagentes. Em uma reação química, as espécies que dela participam são denominadas produtos e reagentes. As espécies inicialmente presentes em um sistema e que reagem entre si transformando-se em outras espécies são denominadas reagentes, e as novas substâncias produzidas são denominadas produtos.

2ª lacuna: Choque efetivo. Para a ocorrência de reações, devem ocorrer choques efetivos, que são aqueles em que as partículas que colidem apresentam energia cinética maior ou igual à energia de ativação e orientação favorável.

3ª lacuna: Complexo ativado. Os choques efetivos promovem a fusão das nuvens eletrônicas das partículas reagentes, originando uma espécie química denominada complexo ativado.

4ª lacuna: Agitação térmica. Quando se aumenta a temperatura, aumenta-se o número de partículas com energia mínima necessária para formar o complexo ativado. Dessa forma, maior a probabilidade de ocorrência de choques efetivos.

Questão 30 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Correta. A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes elevadas a expoentes (que correspondem à ordem da reação em relação a cada reagente), multiplicado por uma constante k.

B) Incorreta. Os coeficientes dos reagentes da equação da velocidade não correspondem aos coeficientes da equação química balanceada. Esses valores são determinados a partir da análise de dados experimentais da variação da velocidade instantânea da reação em função da variação das concentrações em mol.L–1 dos reagentes à temperatura constante. No caso em questão, os coeficientes estequiométricos dos reagentes na reação balanceada são diferentes dos expoentes da lei de velocidade, pois essa reação é não elementar e os coeficientes dos dois reagentes na etapa lenta são iguais a 1.

C) Correta. Como a reação é de primeira ordem em relação à concentração de (S2O8)2–, ao duplicarmos a concentração desse reagente, a velocidade da reação será multiplicada pelo fator 21, em que o expoente 1 é indicado pela ordem da reação.

D) Correta. Quando aumentamos a temperatura, estamos aumentando o número de partículas com energia cinética mínima necessária para formar o estado de transição denominado complexo ativado, ou seja, estamos aumentando o número de partículas com energia cinética maior ou igual à energia de ativação (Eat), aumentando a quantidade de choques efetivos e, consequentemente, a velocidade da reação.

E) Correta. Os catalisadores são substâncias químicas que, ao serem adicionadas ao sistema reacional, aumentam a velocidade da reação. Isso ocorre porque um novo complexo ativado menos energético é criado, o que diminui a energia de ativação.

Questão 31 – Letra BComentário: A decomposição do ozônio é representada pela seguinte sequência de reações:

O3(g) + NO(g) → O2(g) + NO2(g)

NO2(g) + O3(g) → 2O2(g) + NO(g)

Nesse processo, observa-se que o NO(g) é consumido na primeira etapa e é regenerado ao final, o que indica ser essa espécie o catalisador da reação de decomposição do ozônio.

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmações.

I. Incorreta. Na reação de decomposição do ozônio, nota-se que o catalisador, NO(g), forma uma única fase com os reagentes da reação, uma vez que misturas gasosas são sempre homogêneas. Dessa forma, trata-se de uma catálise homogênea.

II. Correta. Como o NO é o catalisador da reação, ele atua diminuindo a energia de ativação, proporcionando a formação de um complexo ativado menos energético.

III. Incorreta. Os catalisadores podem participar de uma das etapas da reação, sendo consumidos; porém, ao final do processo, são integralmente regenerados.

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Questão 32 – Letra AComentário: Ordem de uma reação é a soma dos expoentes das concentrações dos reagentes encontrados na Lei da Ação das Massas que, nesse caso, é dada por v = k . [O2] . [NO]2. Desse modo, a reação em questão é de 3ª ordem global.


A) A equação que representa o processo global de decomposição da água oxigenada é representada por:

Etapa I: H2O2(aq) + I–(aq) → H2O(l) + IO–

(aq)

Etapa II: H2O2(aq) + IO–(aq) → H2O(l) + I–

(aq) + O2(g)

Equação global: 2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)

B) De acordo com as equações anteriores, o catalisador I– participa da reação, sendo consumido em uma etapa e regenerado na etapa posterior. Logo, a afirmação é falsa.

C) m = 1 e n = 1.

Comparando-se os experimentos I e II, percebe-se que, mantendo-se constante a concentração de KI(aq) e duplicando-se a concentração de H2O2(aq), a velocidade da reação também dobra. Logo, a velocidade é diretamente proporcional à concentração de H2O2(aq) (v ∝ [H2O2]).

Comparando-se os experimentos II e III, percebe-se que, mantendo-se constante a concentração de H2O2(aq) e reduzindo-se a concentração de KI(aq) à metade, a velocidade da reação também se reduz à metade. Logo, a velocidade é diretamente proporcional à concentração de KI(aq) (v ∝ [KI]).

Questão 34 – Letra AComentário: Os catalisadores aumentam a velocidade de uma reação química, pois criam, para a reação, um novo caminho para formação dos produtos, com energia de ativação menor. Assim, essas espécies proporcionam a formação de um complexo ativado menos energético e, consequentemente, aumentam a velocidade da reação.

Questão 35 – Letra BComentário: De acordo com a teoria das colisões, para que duas partículas reajam, é necessário que ocorra uma colisão entre elas. Somente colisões em que a energia cinética relativa das partículas é igual ou superior a um determinado valor crítico, denominado energia de ativação, resultam em uma reação química. A energia de ativação corresponde à energia cinética mínima necessária para permitir a colisão entre as partículas reagentes, originando, assim, o complexo ativado, que originará os produtos. Assim, para que ocorra a formação desse complexo ativado, é necessário o fornecimento de energia adicional aos reagentes.

Questão 36 – Letra BComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.A) Incorreta. Um catalisador fornece um caminho alternativo com

energia de ativação menor, com formação de um complexo ativado menos energético, o que resulta em aumento da velocidade da reação. A reação ocorre na ausência de catalisador, entretanto, ela será mais lenta do que na presença dele.

B) Correta. O tempo de reação e o consumo de energia são dois fatores que devem ser avaliados para que o processo seja economicamente viável. Nesse sentido, os catalisadores proporcionam para a reação um caminho de menor energia, o que faz com que a reação seja acelerada e o processo industrial, viável.

C) Incorreta. A reação é catalisada por uma base, logo, esta não poderá ser descartada no ambiente, porque poderá provocar, entre outros impactos, o aumento do pH dos sistemas e, consequentemente, desequilíbrios ambientais.

D) Incorreta. Na reação que representa a produção do biodiesel, além desse combustível, é gerada também a glicerina, que é um resíduo da reação.


A) Em uma reação de decomposição, um composto químico é fragmentado em substâncias simples ou compostos químicos menores. Na decomposição do clorato de potássio, KClO3, ocorre a formação de cloreto de potássio e gás oxigênio, conforme equação representada a seguir:

2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

B) O MnO2 atua como um catalisador, diminuindo a energia de ativação da reação, permitindo, assim, que o processo ocorra numa temperatura menor.

Questão 38 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas:

A) Incorreta. O catalisador permite um mecanismo alternativo para a reação que diminui a energia de ativação, de modo a aumentar a fração de moléculas com energia maior que a energia de ativação, aumentando a velocidade da reação.

B) Incorreta. A regra de Van’t Hoff diz que, para algumas reações, um aumento de 10 °C é capaz de dobrar, e não reduzir à metade, a velocidade de uma mesma reação. A fórmula que descreve esse comportamento é:

=−

v v . 22 1

T T

10 C2 1

º

C) Correta. A presença de luz acelera a decomposição de água oxigenada sem, no entanto, ser um catalisador, pois não corresponde a uma espécie química que participa efetivamente da reação.

D) Incorreta. A reação entre zinco e ácido clorídrico será mais rápida quanto maior for a superfície de interação entre os reagentes. Assim, uma reação utilizando zinco em pedra será mais lenta do que se for utilizado zinco em pó.

E) Incorreta. A velocidade de uma reação depende da concentração dos reagentes, pois quanto maior a concentração de reagentes, maior é o número de espécies químicas que podem realizar os choques efetivos.

Observação: Para reações de ordem zero, a velocidade da reação não depende da concentração dos reagentes e é igual à constante de velocidade da reação.

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Questão 39 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das afirmativas:

I. Incorreta. Quanto menor a energia de ativação de uma reação, maior a fração de moléculas com energia mínima para reagir e maior é a velocidade da reação, se compararmos duas reações que se processam à mesma temperatura.

II. Correta. O catalisador participa da reação permitindo um mecanismo alternativo com energia de ativação menor, aumentando a velocidade da reação.

III. Incorreta. A energia de ativação de uma reação depende do tipo de ligação nos reagentes e nos produtos, ou seja, assume um valor específico para cada reação e independe de qualquer outra variável.

Observação: São raros os casos em que a energia da ativação depende da temperatura.

IV. Correta. A energia de ativação é a energia necessária para os reagentes vencerem uma barreira energética (energia do complexo ativado), a fim de atingirem o estado de produtos. Portanto, o complexo ativado é a associação de reagentes com energia igual à soma da energia de ativação com a entalpia dos reagentes.


A) A análise dos dados dos experimentos 1 e 2 revela que, ao dividirmos por 10 a concentração de H2O2, mantendo-se constantes as concentrações de H+ e de Br –, a velocidade da reação também é dividida por 10. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação à água oxigenada (H2O2). A análise dos dados dos experimentos 1 e 3 revela que, ao dividirmos por 10 a concentração de H+, mantendo-se constantes as concentrações de H2O2 e de Br–, a velocidade da reação também é dividida por 10. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação ao H+. Por fim, ao analisarmos os experimentos 1 e 4, verifica-se que, ao dividirmos por 10 a concentração de Br –, mantendo-se constantes as concentrações de H2O2 e de H+, a velocidade da reação também é dividida por 10. Portanto, a reação também é de primeira ordem em relação ao Br –.

B) Quando aumentamos a temperatura de uma reação química, aumentamos o valor e–(Eat /RT), o que aumenta o valor da constante de velocidade e, consequentemente, a velocidade da reação química. A utilização de catalisadores em uma determinada reação proporciona um novo mecanismo de reação cuja energia de ativação, Ea, é menor. Assim, com a diminuição da Ea, a velocidade da reação aumenta, pois o valor de k aumenta.

Questão 41 – Letra CComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A energia do complexo ativado da reação catalisada é menor do que a da reação não catalisada.Assim, a energia de ativação da reação com catalisador é menor do que aquela sem catalisador.

B) Incorreta. Quanto menor for a energia de ativação, maior será a probabilidade de ocorrência de colisões efetivas entre as partículas reagentes, o que aumenta a velocidade da reação química.

C) Correta. A adição de um catalisador a uma reação permite a criação de um mecanismo alternativo, com um complexo ativado de energia menor do que aquele formado na reação sem catalisador.

D) Incorreta. Como o conteúdo energético dos produtos é menor do que o conteúdo energético dos reagentes, a reação ocorreu com liberação de energia e é, portanto, exotérmica.

Questão 42 – Letra BComentário: A adição de um catalisador a uma reação diminui a energia de ativação por meio da criação de um mecanismo alternativo, com um complexo ativado de menor energia potencial do que aquele formado na reação sem catalisador. No entanto, tal adição não altera as entalpias dos reagentes ou dos produtos.

Como a reação tem variação de entalpia negativa, os produtos estão em um estado energético menor que os reagentes.

Assim, o gráfico que melhor descreve esse comportamento é:

Desenvolvimento da reação

Ener

gia

Questão 43 – Letra EComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. A entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes. Assim, a variação de entalpia da reação, que é dada por Hp – Hr, é menor que zero, ou seja, a reação é exotérmica. A variação de entalpia da reação não é alterada devido à presença de catalisador e mantém o valor d na presença ou na ausência de catalisador.

B) Incorreta. Conforme explicado no comentário da alternativa A, a reação é exotérmica. O valor a representa a energia de ativação da reação na ausência de catalisador. O ΔH da reação é representado por d e não é influenciado pela presença de catalisador.

C) Incorreta. Vide comentário da alternativa B.

D) Incorreta. O catalisador promove a diminuição da energia de ativação da reação. No caso da reação representada no gráfico, a energia da reação catalisada é b, e da reação não catalisada é a. A letra c corresponde à variação das energias de ativação dos processos catalisado e não catalisado.

E) Correta. Vide comentários das alternativas A e D.


A) Incorreta. Como a energia do complexo ativado é menor na curva II, ela representa a reação catalisada.

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B) Incorreta. Uma vez que a entalpia dos reagentes é menor que a dos produtos, a reação de decomposição do ácido fórmico ocorre com absorção de energia e é, portanto, endotérmica.

C) Incorreta. Uma maior energia de ativação implica menor rapidez de reação. Assim, a velocidade da reação não catalisada (curva I) é menor porque apresenta maior energia de ativação.

D) Correta. A rapidez da reação representada pela curva II é maior, pois, apesar de ocorrer em várias etapas, estas têm baixas energias de ativação, o que garante que a reação seja mais rápida por esse caminho.

E) Incorreta. A ação do catalisador não altera os produtos formados e, como a variação de entalpia é uma função de estado, o ΔH depende somente dos estados inicial e final da reação. Dessa forma, a presença de catalisador não diminui o ΔH da reação de decomposição do ácido fórmico.

Questão 45 – Letra EComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas.

A) Incorreta. De acordo com o gráfico, a reação 1 possui, entre as reações representadas, a menor fração de moléculas com energia cinética igual ou superior à energia de ativação. Com isso, a frequência de colisões efetivas na reação 1 deverá ser menor, e, portanto, a velocidade inicial da reação 1 é menor que as velocidades iniciais das reações 2 e 3.

B) Incorreta. As energias de ativação das partículas na reação 3, na reação 2 catalisada e na reação 1 catalisada aumentam na seguinte ordem:

Ea2’ < Ea3 < Ea1’

Quanto menor a energia de ativação da reação, maior é a fração de partículas com energia suficiente para que ocorram colisões efetivas e, portanto, maior é a velocidade da reação. Sendo assim, a velocidade das reações cresce na seguinte ordem:

v2 catalisada > v3 > v1 catalisada

C) Incorreta. As energias de ativação das partículas na reação 2, na reação 3 e na reação 1 catalisada aumentam na seguinte ordem:

Ea3 < Ea1’ < Ea2


v3 > v1 catalisada > v2

D) Incorreta. As energias de ativação das partículas na reação 2 catalisada, na reação 3 e na reação 1 catalisada aumentam na seguinte ordem:

Ea2’ < Ea3 < Ea1’


V2 catalisada > v3 > v1 catalisada

E) Correta. As energias de ativação das partículas na reação 1 catalisada, na reação 2 e na reação 3 aumentam na seguinte ordem:

Ea3 < Ea1’ < Ea2


v3 > V1 catalisada > v2


A) A reação mais lenta está representada pela curva 3, pois gasta-se mais tempo para que uma menor concentração do reagente se reduza a zero.

B) A entalpia do complexo ativado é alterada na reação com catalisador. Esse processo forma um complexo ativado com energia menor do que aquele formado na reação sem catalisador, de forma que uma reação catalisada se processa mais rapidamente que uma reação na ausência de catalisador. Portanto, a reação catalisada é representada pela curva 2, pois nela o consumo total de H2O2 acontece mais rapidamente, indicando que a reação se processou em um tempo menor.

Questão 47Comentário: A equação global da reação pode ser obtida pela soma das duas etapas seguintes:

A B E F G

E F G C DA B C D

+ → + +

+ + → ++ → + ΔH < 0

Conforme informado no enunciado, a reação química A + B → C + D é exotérmica, ou seja, ΔH < 0. Dessa forma, a entalpia dos produtos C + D deve ser menor que a entalpia dos reagentes A + B. Como a reação ocorre em duas etapas, deve-se representar dois picos no gráfico, e cada um deles representa a energia de ativação de uma das reações. Além disso, quando o catalisador é adicionado, a reação correspondente à etapa lenta ocorre por um caminho alternativo, em que a energia de ativação é menor. No gráfico a seguir estão indicadas todas essas informações:

A+B

Ener

gia

pote

ncia

l

Coordenada da reação

∆H < 0C+D

E1E3

E2

E+F+G

Legenda:ΔH = Variação de entalpia da reaçãoE1 = Energia de ativação da etapa 1.E2 = Energia de ativação da etapa 2.E3 = Energia de ativação da etapa 2 com catalisador.A etapa 2 é a mais lenta, pois apresenta maior energia de ativação.

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Questão 48Comentário: A equação global da reação pode ser obtida pela soma das três etapas seguintes:

BC

ACD

A D

→

→

→→

B

ΔH < 0

Conforme informado no enunciado, a reação química A → D é exotérmica, ou seja, ΔH < 0. Dessa forma, a entalpia do produto D deve ser menor que a entalpia do reagente A. Como a reação envolve três reações unimoleculares, deve-se representar três picos no gráfico, e cada um deles representa a energia de ativação de uma das reações. A reação I é rápida, dessa forma, sua energia de ativação é baixa. Além disso, ela é endotérmica, ou seja, o ΔHI > 0. A reação II é lenta, logo, ela possui maior energia de ativação que a reação I. Além disso, ela é endotérmica, o que significa que o ΔHII > 0, sendo que ΔHII > ΔHI. A reação III é rápida, dessa forma, sua energia de ativação é baixa, porém é maior que a energia de ativação da reação I. Portanto:

EaI < EaIII < EaI.

ΔHII > ΔHI > 0

No gráfico a seguir, estão indicadas todas essas informações:

Ep

Caminho da reação

DA

B

C

∆HII

∆HIII∆HI

EaI

EaII

EaIII


A) A curva I possui menor energia de ativação. Assim, no caminho correspondente a essa curva, uma maior fração de partículas terá energia cinética igual ou maior à energia de ativação, e, consequentemente, a frequência de colisões efetivas será maior, aumentando a velocidade da reação.

B) Efeito de um catalisador. Os catalisadores são as espécies químicas que criam, para a reação, um novo caminho para formação dos produtos, com energia de ativação menor, resultando no aumento da velocidade da reação.

C) O complexo ativado em I requer, para ser formado, uma menor quantidade de energia do que o complexo ativado formado em II.

D) Sim. Como a energia cinética não é distribuída uniformemente, existe uma fração de moléculas com energia suficiente para atingir tanto o complexo ativado de I quanto o de II.

Questão 50 – Letra DComentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos

cada uma das afirmações.

I e II. Corretas. Os catalisadores aumentam a velocidade da

reação. Isso ocorre por meio da diminuição da energia

de ativação, o que resulta em um complexo ativado

menos energético.

III. Incorreta. Catalisadores são substâncias que promovem a

aceleração da reação. As reações ocorrem na ausência de

catalisadores, porém, com velocidades menores.

IV. Correta. As enzimas são catalisadores biológicos que

possibilitam que reações bioquímicas metabólicas

ocorram em uma faixa de temperatura em torno de 35 °C.

Em alguns casos, as enzimas transformam reações lentas

em reações mais rápidas. Entretanto, existem situações nas

quais, sem a ação de uma enzima, a reação não ocorreria,

pois as partículas reagentes, na temperatura de 35 °C,

não apresentam energia cinética maior ou igual à energia

de ativação.

Seção Enem

Questão 01 – Letra BEixo cognitivo: III


Habilidade: 26

Comentário: O uso da hematita como catalisador viabiliza

economicamente a produção da amônia, pois sua presença

no meio reacional aumenta a velocidade da reação por meio

da diminuição da energia de ativação, o que resulta em um

complexo ativado menos energético.

Questão 02 – Letra BEixo cognitivo: III


Habilidade: 26

Comentário: Os catalisadores são substâncias químicas que,

ao serem adicionadas a um sistema reacional, aumentam a

velocidade da reação, diminuindo a sua energia de ativação.

As enzimas são moléculas de origem proteica que funcionam

como catalisadores de diversos processos bioquímicos, agindo no

substrato, que é uma partícula reagente que se conecta à enzima

em uma região específica denominada sítio ativo. Existem três

fatores que influenciam a velocidade de uma reação enzimática:

temperatura, concentração dos substratos e o pH do meio reacional,

pois as enzimas são sensíveis a esses parâmetros em determinadas

condições. Apesar disso, uma das vantagens de se substituírem os

catalisadores químicos tradicionais por enzimas decorre do fato de

estas serem compostos orgânicos de fácil degradação na natureza.

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Manual do Professor


Questão 03 – Letra CEixo cognitivo: V


Habilidade: 19

Comentário: Para a resolução dessa questão, analisaremos

cada um dos exemplos citados:

1. Para que sejam conservados, os alimentos são armazenados

em ambientes refrigerados, pois, assim, as reações

de decomposição da matéria orgânica e o crescimento

de bactérias são desacelerados. Com a diminuição da

temperatura do meio, a energia cinética média das

moléculas das substâncias contidas nos alimentos diminui

e, consequentemente, a frequência das colisões entre elas

também diminui. Quanto menor for a frequência de choques,

menor será a taxa de quebra das ligações e menor será a

velocidade das reações. Com a diminuição da velocidade das

reações de decomposição, o alimento pode ser conservado

por muito mais tempo.

2. A reação se processa por meio do contato dos reagentes na

superfície externa. Quando essa superfície é aumentada,

aumenta-se a superfície de contato dos reagentes,

e a reação se processa mais rapidamente. Isso pode ser

observado no exemplo citado anteriormente; o alimento

cortado em pedaços apresenta maior superfície de contato,

e seu cozimento é mais rápido.

3. Em meio orgânico, as enzimas são catalisadores biológicos.

Elas têm a função de criar um novo caminho para a reação,

de modo que o complexo ativado tenha um menor conteúdo

energético, diminuindo a energia de ativação e aumentando a

velocidade da reação. As bactérias citadas são produtoras de

enzimas específicas que catalisam reações envolvendo açúcares

e proteínas lácteas, acelerando a produção do iogurte.

Dessa forma, os fatores citados nos exemplos anteriores que

influenciam na velocidade das reações são: temperatura,

superfície de contato e catalisadores.

Questão 04 – Letra CEixo cognitivo: III


Habilidade: 15

Comentário: Após aberto o leite longa-vida, é preciso guardá-lo

em geladeira, pois vários fatores podem acelerar a sua

deteriorização, tais como a presença de micro-organismos

no ar e a elevada temperatura. Isso se deve ao fato de que

os micro-organismos, ao encontrarem alimento, água e

temperatura adequada, crescem e se multiplicam. Em geral,

entre 25 °C e 45 °C, a multiplicação desses micro-organismos

é mais rápida. Além disso, as reações de decomposição

são mais rápidas quanto maiores forem a temperatura e

a superfície de contato entre as substâncias que reagirão.

Assim, ao colocar o leite na geladeira, evita-se o contato do

alimento com os micro-organismos presentes no ar e diminui-se

a velocidade das reações de decomposição, conservando o

alimento por mais tempo.



Habilidade: 18

Comentário: Os catalisadores são substâncias químicas que, ao serem adicionadas a um sistema reacional, aumentam a velocidade da reação. Eles proporcionam um novo mecanismo para que a reação ocorra, em que a energia de ativação será menor, pois haverá a formação de um complexo ativado menos energético, aumentando, assim, a velocidade com que a mesma ocorre.

Os conversores catalíticos têm como função diminuir a emissão de gases poluentes na atmosfera, resultado de combustões incompletas no motor de um automóvel. Isso é possível por meio do aumento da velocidade das reações de oxirredução dos gases tóxicos produzidos na combustão, cujos produtos são gases menos nocivos ao meio ambiente. Como exemplo, temos a oxidação completa do monóxido de carbono ou de hidrocarbonetos em dióxido de carbono, e a redução dos óxidos de nitrogênio em nitrogênio gasoso e em oxigênio gasoso.

Para a resolução dessa questão, analisaremos cada uma das alternativas:

A) Correta. Os conversores catalíticos são constituídos de metais nobres suportados em cerâmicas ou bases metálicas. No conversor citado na questão, os metais utilizados são o ródio e o paládio, ambos metais de transição localizados nas famílias IXB e XB, respectivamente. Como a tendência de crescimento dos valores de densidade está direcionada para o centro da tabela periódica, os metais de transição citados são mais densos que os metais alcalinoterrosos, que se localizam à esquerda da tabela.

B) Incorreta. Os metais utilizados nos conversores catalíticos adsorvem os reagentes, estabelecendo com eles a formação de uma substância intermediária, que requer menor energia de ativação para originar os produtos. Como o catalisador será consumido e, posteriormente, regenerado, não haverá perda de massa da mistura metálica com o funcionamento do carro.

C) Incorreta. A ação catalítica no conversor é influenciada pela área de contato entre as moléculas do reagente e o metal suportado. Assim, quanto maior for a área de contato entre a mistura de paládio com ródio e os reagentes, maior será a eficiência do catalisador.

D) Incorreta. O catalisador, no conversor, é constituído por uma mistura metálica sólida que, com os reagentes gasosos, formam uma mistura com mais de uma fase. Esse tipo de catálise é classificada como catálise heterogênea.

E) Incorreta. Os inibidores são substâncias químicas que atuam aumentando a energia de ativação do sistema e, portanto, diminuindo a velocidade da reação.

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64 Coleção EM2

Questão 06 – Letra C

Eixo cognitivo: I


Habilidade: 24

Comentário: O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação, mas ele próprio não é consumido ao

final da reação, pois, em uma das etapas do processo, ele será consumido e, em uma etapa posterior, ele será regenerado.

A reação da questão é catalisada e acontece em 3 etapas, sendo duas rápidas e uma lenta. Para descobrir qual espécie atua

como catalisador, é preciso verificar qual é consumida, porém regenerada, durante o processo e não participa da reação global.

Somando as três etapas, temos:

Ce4+ + Mn2+(aq) → Ce3+

(aq) + Mn3+(aq)

Ce4+ + Mn3+(aq) → Ce3+

(aq) + Mn4+(aq)

2Ce4+ + T�+(aq) → 2Ce3+(aq) + T�3+

(aq)

T�+ + Mn4+(aq) → T�3+

(aq) + Mn2+(aq)

Note que, durante o processo, há o consumo do íon Mn2+ – que, posteriormente, gera os íons intermediários Mn3+ e Mn4+ – e a sua

regeneração ao fim. Como o íon Mn2+ não participa da reação global, essa espécie atua como catalisador no processo descrito.


Eixo cognitivo: I


Habilidade: 17

Comentário: O catalisador possibilita um novo mecanismo com menor energia de ativação para a reação. Assim, sob a ação do

catalisador, a velocidade da reação é maior. No caso da reação de hidrólise de um composto orgânico evidenciada na questão,

a presença da enzima faz com que a reação seja não elementar, ou seja, aconteça em duas etapas, cujas energias de ativação

são menores que a energia de ativação da reação não catalisada.

De acordo com o gráfico que descreve a evolução das duas etapas, a etapa 1 se processa em um tempo menor do que a etapa 2.

Logo,aetapa1temmenorenergiadeativaçãodoqueaetapa2,eestaé,portanto,aetapadeterminantedavelocidadeda

reação catalisada.

Além disso, a reação de hidrólise desse composto orgânico é exotérmica, ou seja, ocorre com liberação de energia. Portanto, a

variação de energia da reação catalisada e da não catalisada deve ser a mesma, uma vez que o catalisador não altera o ∆H da

reação. Contudo, a primeira etapa da reação catalisada deve ser endotérmica, já que nessa etapa ocorre a quebra de ligações.

Dessa forma, o gráfico termocinético que melhor representa a reação catalisada e a não catalisada é o gráfico da alternativa B.

Sugestões de leitura para o professor•Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. P. W. Jones Atkins. Bookman.

•Química:aciênciacentral.TheodoreL.Brown;HaroldEugeneLemayJunior;BruceEdwardBursten.

Tradução de Robson Matos. Pearson Prentice Hall.

•Química CBA: sistemas químicos. Chemical Bond Approach Project. EDART.

•Química Geral. John Blair Russell. Makron Books.

•Química: um curso universitário. Bruce H. Mahan; Rollie J. Myers. E. Blucher.

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manual do professor · 2019. 3. 18. · marketing gerente de marketing: maria cristina bello...

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