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IntroduçãoTodo tipo de material apresenta certas características que definem seu comportamento e suas aplicações. Es-sas características, como as temperaturas de fusão e de ebulição e a densidade, entre outras, são denominadas propriedades da matéria. Essas propriedades podem so-frer ações externas e, assim, sofrer modificações que al-teram seu modo de apresentação. Dessa maneira, todos os compostos existentes podem sofrer transformações (fenômenos).

1. FenômenosSão os processos em que se promove uma alteração nas con-dições de apresentação de uma substância ou mesmo nas suas características particulares, podendo ou não ser rever-sível.

A. Fenômenos fí sicosSão os processos de transformação da matéria nos quais é alterada apenas a forma de apresentação do material, sem alterar sua identidade química. Isso quer dizer que não ocorrem quebras de ligações químicas entre os átomos.ExemplosMudanças de estado físico, expansão volumétrica etc.

B. Fenômenos químicosNesse caso, a identidade química da substância sofre radical alteração em virtude da quebra das ligações do material e da consequente formação de novas ligações químicas. São também chamados de reações químicas.ExemplosCozimento dos alimentos, queima de combustíveis etc.

2. Propriedades da matéria

A. Temperatura de fusão (Ponto de fusão – PF)É a temperatura necessária para que uma estrutura na fase sólida seja transformada em fase líquida. Uma mes-ma estrutura, na mesma pressão, apresentará um mes-mo valor de temperatura para passar novamente para a fase sólida.

Sólido PF Líquido

MóDULO 01 PROPRIEDADES DA MATÉRIA

B. Temperatura de ebulição (Ponto de ebulição – PE)É a temperatura necessária para que uma estrutura na fase líquida seja transformada em fase gasosa. Da mes-ma maneira, uma mesma estrutura, na mesma pressão, apresentará um mesmo valor de temperatura para passar novamente para a fase líquida.

Líquido PE Gasoso

ObservaçãoMudanças de estado físico – Quando o gelo está derre-tendo ou a água fervendo, observamos o fenômeno de mudança de estado físico. Todo e qualquer material pode sofrer a ação desses fenômenos, basta que ocorram as devidas alterações na temperatura ou na pressão.

sólidofusão

solidificação

líquidovaporização

gasoso

condensação

sublimação

Considerando a pressão constante, fusão e vaporização ocorrem quando há aumento na temperatura da substân-cia. A solidificação e a condensação ocorrem quando há diminuição na temperatura.

C. Densidade (d)É a relação entre a massa e o volume ocupado por uma amostra de matéria. Representa a quantidade de matéria que ocupa uma determinada unidade de volume, numa dada temperatura e pressão.

d = mV

(g/mL)

3. ClassificaçãodossistemasSistema é definido como uma porção da matéria consi-derada como o universo específico para análise, sendo então submetida a estudo (investigação).

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A. Sistema homogêneoÉ visualmente uniforme em toda sua extensão, não apre-sentando superfície de separação. É constituído por uma única fase (encontram-se as mesmas propriedades em to-dos os pontos da extensão do volume).

B. Sistema heterogêneoUm sistema heterogêneo não apresenta uniformidade visual, caracterizando-se por apresentar superfície de se-paração. Dessa forma, possui mais de uma fase (encon-tram-se duas ou mais propriedades em todos os pontos da extensão do volume).

4. Substância puraÉ definida como todo sistema constituído por moléculas iguais. Assim, qualquer amostra analisada apresenta valo-res costantes para suas temperaturas de fusão e de ebu-lição e também para a sua densidade e composição quí-mica. Com isso, a pressão constante, as transformações de estado físico para uma substância pura ocorrem sem alteração da temperatura durante a mudança de estado.

100

0

Tempo (minutos)

Temperatura(oC)

L + V

S + L

Gelo

Fusão (cte.)

Água l

íqui

da

Ebulição (cte.)Vapor d

e água

Se uma substância for encontrada em um único estado físico, o sistema será homogêneo.ExemploO sistema água é substância pura, pois possui PF e PE. É homogêneo, pois apresenta as mesmas propriedades constantes em toda a sua extensão, porém, se for encon-trada em mais de um estado físico (água e gelo, por exem-plo, já que gelo e água possuem superfície de separação, o que indica mudança de fase), o sistema será heterogêneo.

A. Substância pura simplesNessa classificação, além de as moléculas serem iguais, to-dos os átomos também são iguais, não podendo, portanto, haver decomposição em outras espécies de matéria.ExemplosH2, N2, O2 etc.

B. Substância pura compostaAs moléculas são todas iguais, ainda que na constituição da molécula entrem átomos diferentes, e podem ser de-compostas, dando origem a outras espécies de matéria. Assim, a água pode ser decomposta em hidrogênio e oxi-gênio.ExemplosH2O, C6H12O6, NH3 etc.

5. MisturaQuando um sistema é constituído por moléculas diferen-tes (vários componentes), temos uma mistura que, ao ser analisada, apresenta propriedades variáveis como tempe-ratura de fusão e/ou ebulição e sua composição, além da densidade. Com isso, as transformações de estado físico para uma mistura, a pressão constante, ocorrem com o valor da temperatura durante a mudança de estado so-frendo alteração em função do tempo.

Tempo (minutos)

Temperatura(oC)

Fim daebulição

Início da ebulição

Fim da fusão

Inícioda fusão

Vapor

Intervalo da ebuliçãoL + V

Líquido

Sólido

Intervalo de fusãoS + L

Conclui-se, então, que tanto a fusão/solidificação quanto a ebulição/condensação ocorrem ao longo de um interva-lo de temperatura.

A. Mistura homogênea (solução)Caracteriza-se por apresentar-se visualmente uniforme.ExemploO sistema água + sal dissolvido é mistura, pois a tempe-ratura varia durante a fusão e a ebulição. É homogêneo, pois apresenta as mesmas propriedades em toda a sua extensão.

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B. Mistura heterogêneaCaracteriza-se por apresentar superfície de separação.ExemploO sistema água + gelo + limalha de ferro é uma mistura heterogênea devido à mudança de propriedades entre as fases “água”,“gelo” e “limalha”.

Gelo

Água

Limalha de ferro

Sistema trifásico constituídopor dois componentes

Saiba que componente é cada substância (tipo de molécula) participante da mistura.

01. UTFPRMuitos dos fenômenos químicos e físicos que ocorrem diariamente têm implicações na vida humana. Fenôme-nos como a digestão, corrosão metálica, combustão, eva-poração etc são de importância econômica, biológica e industrial.A alternativa que relaciona somente fenômenos químicos é:

a. digestão, evaporação, enferrujamento metálico. b. digestão, combustão, fotossíntese. c. amassamento de uma lata, chuva, digestão. d. amassamento de uma lata, evaporação, amassa-

mento de uma folha de papel. e. digestão, fotossíntese, chuva.

ResoluçãoFenômenos químicos (reação química): digestão, combus-tão, fotossíntese. RespostaB

ObservaçãoExistem misturas que, durante uma das mudanças de es-tado, se comportam como substâncias puras. São elas as misturas eutéticas e azeotrópicas.

a. Mistura eutética: mistura que apresenta tempera-tura de fusão constante e temperatura de ebulição variável. Exemplo: algumas ligas metálicas, dentre elas a solda usada em eletrônica (37% de chumbo e 63% de estanho).

b. Mistura azeotrópica: mistura que apresenta tem-peratura de fusão variável e temperatura de ebu-lição constante. Exemplo: água e álcool na propor-ção de 4% de água e 96% de álcool (álcool 96 °GL).

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

02. UFSC Considere a curva de aquecimento de uma substância só-lida até seu estado gasoso, em função do tempo, à pres-são de 1 atmosfera.

T (°C)

t (min.)t1 t2 t3 t4 t5

T1

T2

ResoluçãoI. Aquecimento de água por meio de coletores solares: fenômeno físico.II. Fotossíntese realizada por vegetais: fenômeno químico.III. Bronzeamento da pele humana: fenômeno químico.IV. Secagem de roupas em um varal: fenômeno físico.RespostaC

Resolução01. Correto02. Incorreto. A água é uma substância composta04. Correto08. Incorreto. Oxigênio (O2) e ozônio (O3) são: gases clas-sificados como substâncias simples; espécies alotrópicas do elemento oxigênio.Resposta05 (01 + 04)

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De acordo com as informações do enunciado e com o grá-fico, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).

01. No tempo t2 coexistem sólido e líquido. 02. A temperatura T2 representa o ponto de ebulição

da substância. 04. No intervalo de tempo t3 a t4, os estados líquido e

vapor da substância coexistem a uma temperatura constante.

08. A curva de aquecimento mostra que a substância não é pura, mas, sim, uma mistura homogênea simples.

16. O tempo t1 representa o início da vaporização da substância.

32. No intervalo de tempo t2 a t3, a substância se en-contra no estado líquido a uma temperatura que varia de T1 a T2.

ResoluçãoAnálise das proposições: 01. Incorreta: no tempo t2, a substância se encontra líquida. 02. Correta: a temperatura T2 é a temperatura de ebulição da substância. 04. Correta: no intervalo de tempo t3 a t4, os estados líquido e vapor da substância coexistem durante a mudan-ça de estado com a temperatura permanecendo constante. 08. Incorreta: como as temperaturas de fusão e de ebulição são constantes, a curva de aquecimento repre-senta uma substância pura. 16. Incorreta: o tempo t1 representa o início da fusão da substância. 32. Correta: no intervalo de tempo t2 a t3, a substân-cia se encontra no estado líquido a uma temperatura que varia de T1 a T2. Resposta 02 + 04 + 32 = 38

EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO

01. IFSPConsidere os seguintes fenômenos, que envolvem energia solar:

I. Aquecimento de água por meio de coletores solaresII. Fotossíntese realizada por vegetais

III. Bronzeamento da pele humanaIV. Secagem de roupas em um varal

Desses, os dois fenômenos considerados químicos são: a. I e II.b. I e IV.c. II e III. d. II e IV. e. III e IV.

02. UEPG-PR modificadoSobre a matéria, suas características e seu comportamen-to, assinale o que for correto.

01. Misturas homogêneas são monofásicas e chama-das de soluções.

02. A água é classificada como substância simples e tem seu ponto de ebulição dependente da altitude.

04. Uma mistura de dois compostos, que em condi-ções ambientes são gases e encontram-se na for-ma pura, será sempre homogênea.

08. Oxigênio (O2) e ozônio (O3) são gases classificados como substâncias compostas.

ResoluçãoTrata-se de uma mistura eutética, pois a ebulição ocorre com variação de temperatura, ou seja, durante a fusão, a temperatura se mantém constante, porém, durante a ebulição, temos TE1 e TE2:

0

193

Tem

pera

tura

(o C)

Tempo (min)

sólido

líquido

A

vaporTE2

TE1

RespostaA

Orientação ao professor – Falar sobre matéria, corpo e objeto e propriedades físicas e químicas.Em propriedades físicas, destacar a mudança de estado físico e densidade.– Definir fenômenos.– Definir as propriedades da matéria – temperaturas de fusão e ebulição e densidade– Definir substância pura e mistura.– Fazer gráfico de aquecimento para ambos.– Definir mistura eutética e azeotrópica com seus res-pectivos gráficos.– Classificar misturas.– Diferenciar fases (porção limitada) e componentes.

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03. UESC

0

193

Tem

pera

tura

(o C)

Tempo (min)

sólido

líquido

A

vapor

A Química é uma ciência que estuda fundamentalmente a composição, as propriedades e as transformações das substâncias químicas, das misturas e dos materiais forma-dos por essas substâncias. Para identificá-las, os químicos utilizam um conjunto de propriedades específicas com o objetivo de diferenciá-las experimentalmente de uma mistura. O gráfico representa a curva de aquecimento de uma determinada amostra de material sólido em função do tempo. Uma análise dessas informações e da curva de aquecimento dessa amostra de material permite afirmar:

a. A amostra do material analisado é uma mistura. b. A partir do ponto A, representado no gráfico, for-

ma-se uma substância pura na fase líquida. c. O material analisado, ao atingir 193 °C, transforma-

-se completamente em líquido. d. A curva representa o comportamento de uma

substância pura sólida durante o aquecimento. e. As propriedades específicas utilizadas para iden-

tificação das substâncias químicas dependem da quantidade da amostra utilizada.

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04. Unemat-MTOs materiais não são feitos, em geral, nem de elementos puros nem de compostos puros, constituindo misturas de substâncias mais simples como, por exemplo, o ar, o san-gue e a água do mar.Leia atentamente as afirmativas abaixo sobre as diferen-ças entre misturas e compostos químicos.

I. Na mistura, os componentes podem ser separados por técnicas físicas, enquanto os componentes de um composto não podem.

II. Uma mistura tem as propriedades de seus consti-tuintes e um composto tem propriedades que dife-rem das de seus componentes.

III. As misturas podem ter qualquer composição dese-jada, enquanto um composto tem composição fixa.

IV. As misturas podem ser classificadas como homo-gêneas ou heterogêneas e os compostos, em orgâ-nicos ou inorgânicos.

Assinale a alternatica correta.a. Apenas I e II estão corretas. b. Apenas I e III estão corretas. c. Apenas I, II e III estão corretas. d. Apenas II e IV estão corretas. e. Todas estão corretas.

05. ENEMEm nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “tem-peratura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não con-seguem explicar diversas situações que podem ser verifica-das na prática.Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

a. A temperatura da água pode ficar constante du-rante o tempo em que estiver fervendo.

b. Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.

c. A chama de um fogão pode ser usada para aumen-tar a temperatura da água em uma panela.

d. A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua tempe-ratura.

e. Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor tempe-ratura do que a dele.

IntroduçãoAnálise imediata é o conjunto de processos mecânicos utilizados na separação das fases e/ou dos componentes de uma mistura. Dentre os processos de separação, os mais usados são:

1. DecantaçãoÉ o processo usado para separar as fases de misturas he-terogêneas pela ação da gravidade, já que as fases apre-sentam densidades diferentes.

A. Sólido e líquidoExemploMistura de água e areia

Água (fase líquida)

Areia (fase sólida)

Ao deixar a mistura heterogênea sólido-líquido em repouso, lentamente o componente sólido (mais denso), pela ação da gravidade, deposita-se no fundo do recipiente, ocorrendo a sedimentação. Quando a sedimentação do componente sólido for completa, inclina-se o recipiente para escoar a fase líquida.ObservaçãoPara acelerar a sedimentação, faz-se uso de uma centrí-fuga. Em laboratórios clínicos, a parte sólida do sangue

EXERCÍCIOS EXTRAS

MóDULO 02 ANÁLISE IMEDIATA

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(hemácias, plaquetas e glóbulos brancos) é separada da parte líquida (soro ou plasma) por meio de centrífugas. Nela, o sangue gira em alta velocidade e o material mais denso se deposita rapidamente.

Método de centrifugação

Centrífuga

Parte líquida(plasma) Parte sólida

(plaquetas)

B. Líquido e líquidoExemploMistura de água e óleoPara separar (decantar) dois ou mais líquidos imiscíveis de densidades diferentes, utiliza-se o funil de decantação ou funil de bromo ou, ainda, funil de separação. A mistura é deixada em repouso dentro do funil. O líquido mais denso fica embaixo. Em seguida a torneira é aberta, deixando escoar o líquido de maior densidade. Quando a superfície de separação atinge a torneira, esta é fechada, separando assim as duas fases.

Béquer

Suporte Funil de decantação(funil de bromo)

Água(mais denso)

Óleo(menos denso)

Água

2. FiltraçãoÉ o processo de separação das fases de uma mistura he-terogênea (sólido-líquido ou sólido-gasoso) por meio de uma superfície porosa denominada filtro. Este retém a fase sólida em sua superfície, permitindo somente a pas-sagem da fase líquida ou gasosa.

A. Filtração simples – sólido e líquidoExemploMistura de água e areiaA areia fica retida no papel de filtro e é denominada resí-duo. A água que atravessa o filtro é o filtrado.

Béquer

Bastão

Filtrado

Resíduo

Funil

B. Filtração à pressão reduzida ou fi ltração a vácuo – sólido e líquidoÉ utilizada para acelerar o processo de filtração quando a mistura sólido-líquida é muito pastosa (como é o caso da mistura de água e farinha de trigo) ou quando o líquido tem alta viscosidade.

Kitasato

Funil deBüchner

A trompa d’água (ou uma bomba de vácuo) produz rare-fação do ar no interior do kitasato, diminuindo a pressão interna, fazendo com que o líquido do funil de Büchner seja sugado, e atravesse rapidamente o papel de filtro, acelerando assim a filtração.

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3. Dissolução fracionada – sólido e sólidoÉ o processo de separação utilizado para separar dois ou mais sólidos. Consiste em tratar a mistura com um solven-te que dissolva apenas um dos componentes. Em segui-da, filtra-se e, por evaporação do solvente, recupera-se o componente sólido dissolvido.ExemploMistura de sal e areia

a. Dissolução – solubilização do salb. Filtração – isolamento da areiac. Vaporização – isolamento do sal

4. DestilaçãoÉ o método de separação dos componentes de uma mis-tura homogênea, constituída por sólido e líquido ou por dois ou mais líquidos.

A. Desti lação simples – sólido e líquidoProcesso de separação utilizado para separar os compo-nentes de uma mistura homogênea constituída de um sólido e um líquido.ExemploMistura de água e salA solução entra em ebulição no balão, mas somente o lí-quido se vaporiza e caminha pelo condensador. Ao entrar em contato com as paredes frias, condensa-se, voltando ao estado líquido.

Saída de água

Termômetro

Balão dedestilação

Condensador

Componentejá destilado

Misturaa ser

destilada(água e sal)

Entradade água

B. Desti lação fracionada – líquido e líquidoÉ utilizada para separar os componentes de uma mistu-ra homogênea constituída por dois ou mais líquidos. Por

aquecimento da solução, os líquidos vão se destilando à medida que vaporizam. Quanto maior for a diferença entre os pontos de ebulição dos componentes, mais fácil será sua separação. Para aumentar o grau de pureza do destilado, utilizamos a coluna de fracionamento. No topo da coluna sai o líquido mais volátil (menor ponto de ebu-lição) com alto grau de pureza, enquanto o menos volátil condensa-se em suas paredes.

Coluna de fracionamento

Entradade água

Balão Saídade água

Mistura a ser

destilada(água e éter) Fonte

de calor

Condensador

Líquido maisvolátil que jáfoi destilado

Termômetro

A destilação fracionada é o método utilizado na destilação do petróleo.

Gáscombustível

Gasolina deaviaçãoGasolinacomum

Querosene

Óleo diesel

Óleocombustível

Óleoslubrificantes

Asfalto

Parafinas

Petróleobruto

Forno devaporizaçãodo petróleo

A te

mpe

ratu

ra a

umen

ta

5. Liquefação fracionada – gasoso e gasosoPara separar os componentes de uma mistura gasosa (ar atmosférico, por exemplo), realiza-se a liquefação da mistura gasosa (por diminuição da temperatura e au-mento da pressão) e, em seguida, a destilação. O com-ponente de menor ponto de ebulição será destilado em primeiro lugar.

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01. CFTMGConsidere a sequência dos métodos a seguir representados.

Processo de separação I Processo de separação II

O emprego dos processos de separação na ordem indica-da é capaz de isolar todos os componentes da mistura de:

a. areia, gasolina e água. b. areia, óleo e salmoura. c. água mineral, gasolina e gelo. d. álcool, água gaseificada e óleo.

ResoluçãoProcesso de separação I: filtração da areia.Processo de separação II: decantação da gasolina e água.RespostaA

02. UTF-PRAssocie a coluna I (fenômenos) com a coluna II (descrição).Coluna I

( 1 ) Tamisação ou peneiração( 2 ) Levigação( 3 ) Filtração( 4 ) Decantação( 5 ) Evaporação

Coluna II( ) Obtenção de sal a partir da água do mar( ) Separação da areia grossa da fina( ) Separação de substâncias de maior densidade de

outras de menor densidade, utilizando água cor-rente (ou outro líquido)

( ) Obtenção do café a partir do pó e água quente( ) Remoção das impurezas sólidas da água, em esta-

ções de tratamento de água, deixando a mistura em repouso por algum tempo

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. a. 3, 1, 2, 4, 5b. 1, 3, 2, 5, 4c. 5, 1, 2, 3, 4d. 1, 2, 3, 4, 5e. 1, 5, 3, 4, 2

Resolução • Por meio da evaporação, podemos obter sal a partir da água do mar. • A tamisação ou peneiração permite a separação da areia grossa da fina, pela diferença no tamanho dos grãos. • A levigação permite a separação de substâncias de maior densidade de outras de menor densidade, utilizan-do água corrente ou outro líquido. • O café é obtido a partir do processo de filtração, no qual o material sólido fica retido no filtro de papel. • A remoção das impurezas sólidas da água, em estações de tratamento de água, é feita a partir da decantação da mis-tura.RespostaC

ResoluçãoA etapa I corresponde à separação magnética, na qual são removidos os objetos metálicos; a etapa II corresponde à extração do caldo açucarado; a etapa III corresponde à filtração, na qual resíduos sólidos são separados da fase líquida.RespostaC

ResoluçãoA alternativa A está incorreta, pois o sal de cozinha en-tra em ebulição em temperaturas muito mais altas que a água e, na destilação, ele permanece no balão. A água é recolhida no erlenmeyer.A alternativa B está correta. No sistema de destilação, a água do balão que evapora, em contato com as paredes mais frias do condensador, condensa-se e escorre até ser recolhida no erlenmeyer.A alternativa C está incorreta. A temperatura de ebulição do sal de cozinha é muito maior que a temperatura de ebulição da água e é esta diferença que permite que os dois sejam separados por destilação.A alternativa D está incorreta, pois a diferença nas tempe-raturas de ebulição da água e do sal faz com que a destila-ção seja um método eficiente para separá-los.RespostaB

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01. ENEMEm visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alu-nos pôde observar a série de processos de beneficiamen-to da cana-de-açúcar, entre os quais se destacam:

I. A cana chega cortada da lavoura por meio de ca-minhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser es-magada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos.

II. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina.

III. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para trans-formar-se em açúcar refinado e etanol.

Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram reali-zadas nas etapas de beneficiamento da cana-de-açúcar?

a. Separação mecânica, extração, decantaçãob. Separação magnética, combustão, filtraçãoc. Separação magnética, extração, filtraçãod. Imantação, combustão, peneiraçãoe. Imantação, destilação, filtração


b. O condensador possui a função de diminuir a tem-peratura dos vapores produzidos pelo aquecimen-to e, assim, liquefazer a água.

c. A temperatura de ebulição do sal de cozinha é me-nor que a temperatura de ebulição da água.

d. A eficiência do método de destilação é pequena para separar o sal da água.

Alonga

Erlenmeyer

Condensador reto

Saída deágua

Chapaaquecedora

Termômetro

Entrada deágua

02. UFU-MGSobre os procedimentos químicos da destilação de uma solução aquosa de sal de cozinha e suas aplicações, assi-nale a alternativa correta.

a. O sal de cozinha entra em ebulição ao mesmo tem-po da água e é colhido no erlenmeyer.

Resoluçãoa.

Fornalha paravaporização dopetróleo bruto

Coluna de destilação

Gás de cozinha

Gasolina

Óleo combustível pesado

Óleo lubrificante

Asfalto

b. As duas primeiras frações são, respectivamente, gás e líquido. As diferenças nos estados físicos ocorrem por causa do aumento da cadeia carbônica dos hidrocarbo-netos, com consequente aumento no número de interações dipolo induzido-dipolo induzido (ligações de Van der Waals), além das diferenças nas massas molares.

Orientação ao professor – Iniciar a aula, destacando que na separação de misturas heterogêneas, são necessários processos mecânicos e, na de misturas homogêneas, processos físicos. A seguir, apresentar os quatro proces-sos de separação de misturas heterogêneas.– Apresentar os três processos de separação de misturas homogêneas, destacando os materiais de laboratório uti-lizados. Discutir as separações de misturas homogêneas, salientando as diferenças entre os materiais de laborató-rio utilizados na destilação simples e na fracionada. Falar também sobre a extração, processo de separação que está em evidência atualmente. (Procuramos apresentar os principais métodos de separação de misturas, mas pode aparecer algum outro que não tenha sido citado nos exercícios. Nesse caso, discuta rapidamente o méto-do com os alunos).

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03. UFG-GOA destilação fracionada é o processo pelo qual os componentes do petróleo são fracionados para serem comercializados e empregados em uma série de atividades. Algumas das frações do petróleo resultantes desse fracionamento e suas aplicações constam da tabela a seguir.

Número de átomos de carbono

dos hidrocarbonetosFaixa de ebulição (°C) Aplicações

1 a 4 até 20 combustível doméstico e industrial

5 a 12 40 a 200 combustível, solvente

12 a 16 175 a 320 iluminação

12 a 16 230 a 350 fornos, caldeiras, motores pesados

17 a 20 > 350 lubrificação

> 20 - piche, coque

Considerando essa tabela, faça o que se pede.a. Indique, na coluna de destilação, o local de onde se-

rão obtidas as frações gasolina, gás de cozinha, óleo combustível pesado, óleo lubrificante e asfalto;

b. Explique as diferenças nos estados físicos das duas primeiras frações com menores temperaturas de ebulição.

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1. Unidade de massa atômicaComo determinar a massa de uma estrutura tão peque-na como a do átomo?

No dia a dia, além do hábito, temos necessidade de sa-ber a medida das coisas: quanto tempo demora para as-sar um frango, qual é a distância da cidade vizinha ou mesmo qual a massa de um objeto? Nos três casos, não obtemos respostas absolutas, pois todas as nossas medi-das são relativas, ou seja, as respostas são dadas sempre em relação a um referencial predeterminado de tempo, distância e massa. As medidas são realizadas dessa for-ma para que possamos fazer comparações entre eventos diferentes.

Em geral, mesmo para uma mesma medida, dependen-do das dimensões, fazemos uso de adequações. Assim, para medir a massa do corpo de uma pessoa, utiliza-se o quilograma – kg – (se você diz pesar 65 kg, isto significa que você é 65 vezes mais pesado que a unidade escolhi-da – 1 kg). O quilograma (kg) é uma unidade prática, mas nem sempre é adequada para determinadas situações, por exemplo para indicar a massa de um grão de areia, em que o padrão conveniente seria o miligrama (mg), ou mes-mo de um navio, em que tonelada (ton) seria o padrão mais adequado, mas nenhum desses padrões citados se-ria utilizado para medir a massa de um átomo.Ainda assim, mesmo que seja para a determinação de uma partícula tão pequena como a estrutura atômica, faz-se

04. Unicamp-SPNa preparação caseira de um chá, aconselha-se aquecer a água até o ponto próximo da fervura, retirar o aqueci-mento e, em seguida, colocar as folhas da planta e tam-par o recipiente. As folhas devem ficar em processo de infusão por alguns minutos.De acordo com essa preparação e o conhecimento quími-co, pode-se afirmar que o ato de tampar o recipiente em que se faz a infusão é necessário para:

a. diminuir a perda dos componentes mais voláteis do chá.

b. evitar que a água sublime e o chá fique muito di-luído.

c. evitar que a água condense e o chá fique muito concentrado.

d. diminuir a evaporação da água e dos sais minerais extraídos.

05. UFU-MG modificado

Garantir a qualidade de vidaUm dos desafios de uma cidade em expansão é

conciliar o desenvolvimento econômico e social com a preservação do ambiente. [...] O acesso universal aos serviços de água tratada, luz, saneamento básico e coleta de esgoto é imprescindível. A mineira Uberlân-dia exibe um histórico de missões cumpridas. A cida-

EXERCÍCIOS EXTRAS

de tem o quarto melhor serviço de coleta e tratamento de esgoto do país, de acordo com um levantamento do Instituto Trata Brasil. Cerca de 99% da população urbana é atendida e 100% dos dejetos são tratados. A coleta e o tratamento de lixo são apontados como os melhores de Minas Gerais. Todas as casas do muni-cípio são servidas de água tratada – nas Estações de Tratamento (ETA) – e energia elétrica. Apesar disso, as autoridades já planejam um novo sistema de cap-tação de água capaz de atender uma população de 3 milhões de pessoas – cinco vezes a atual. A rede de saúde local, a melhor do próspero Triângulo Mineiro, conta com nove hospitais e, obviamente, atrai pacien-tes de toda a região.

Para reduzir a pressão sobre o serviço de saúde, a cidade está investindo na construção de mais um hospital, com 258 leitos. Todos os 384 ônibus que cir-culam pelo município dispõem de elevadores para o acesso de deficientes físicos. Nenhuma capital brasi-leira atingiu padrão semelhante.

Revista Veja, 1º de setembro de 2010, p. 124-125. Reportagem “5 exemplos a serem seguidos”, de Igor Paulin, Leonardo

Coutinho e Marcelo Sperandio. Texto modificado.

A partir do texto e de seus conhecimentos em Química, faça o que se pede:Explique um processo que ocorre no tratamento da água em Estações de Tratamento (ETA).

MóDULO 03 MASSA ATÔMICA E MOLECULAR

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necessária a definição de um padrão de massa. Como os átomos individuais são muito pequenos para serem vistos e, consequentemente, muito menos pesados, podemos determinar o peso de um átomo comparando-o com o de um átomo de outro elemento utilizado como padrão.Em 1961, na Conferência da União Internacional de Quí-mica Pura e Aplicada (IUPAC), adotou-se como padrão de massas atômicas o isótopo 12 do elemento carbono (12C), ao qual se convencionou atribuir o valor exato de 12 uni-dades de massa atômica. Portanto, considera-se o isótopo 12 do elemento C como o padrão de massa.Uma unidade de massa atômica (1 u), chamada de massa--padrão, surgiu das análises relativas entre os átomos de todos os elementos com o átomo de 12C. Com isso, deter-minou-se que o átomo que tinha a menor relação numérica com o padrão de massa pertencia ao elemento hidrogênio, apresentando uma massa correspondente a 1/12 da massa de um átomo do isótopo 12 do carbono.Portanto:

divididoem

12 partesiguais

1 u (unidade

de massa)

112

do átomo de 12C

O valor em gramas de 1 u (1/12 do 12C) é de 1,66 ⋅ 10–24 g,o que corresponde aproximadamente à massa de um pró-ton ou de um nêutron.

2. Massa atômica (MA)Massa atômica é o número que indica quantas vezes a massa de um átomo de um determinado elemento é mais pesada que 1 u, ou seja, mais pesado que 1/12 do átomo de 12C. Comparando-se a massa de um átomo de um determinado elemento com a unidade de massa atômica (1 u), obtém- -se a massa desse átomo. Portanto, a massa atômica é uma análise relativa, não representando de forma absoluta essa dimensão.ExemploQuando dizemos que a massa atômica do átomo de 32S é igual a 32 u, concluímos que:

• a massa atômica de um átomo de 32S é igual a 32 u;

• a massa atômica de um átomo de 32S é igual a 32 vezes a massa de 1/12 do átomo de 12C;

• a massa de um átomo de 32S é igual a 2,7 vezes a massa de um átomo de 12C.

3. Massa de um elementoUm elemento químico é definido como o conjunto de áto-mos que apresentam o mesmo número atômico (mesmo número de prótons no núcleo), mas não necessariamente a mesma massa. Em função disso, a maioria dos elemen-tos apresenta isótopos. O cloro, por exemplo, é constitu-ído por uma mistura de 2 isótopos de massas atômicas, respectivamente, 35 e 37. Eis os isótopos do cloro e suas respectivas abundâncias na natureza:

Elemento cloro

Cl

Cl

3517 75

3717

25

→

→

%

%

A massa atômica do cloro é calculada utilizando-se a mé-dia ponderada das massas isotópicas:

MA uCl =⋅ + ⋅

=35 75 37 25

10035 50,

Portanto, a massa atômica de um elemento é a média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais desse elemento.Sendo assim, a massa atômica de um elemento hipotético A, constituído dos isótopos naturais A1, A2, ..., An, pode ser calculada por:

MAA A A

An n=

⋅ + ⋅ + ⋅1 1 2 2

100% % %

4. Massa molecularOs átomos reúnem-se para formar moléculas e, como as moléculas são caracterizadas por uma quantidade defini-da de átomos, a massa dessas moléculas é a soma das massas atômicas dos átomos constituintes.Como essas moléculas são formadas por um grupo de átomos ligados entre si, o padrão usado como base para relacionar as massas dessas moléculas é o mesmo usado para os átomos: a unidade de massa atômica (u).Portanto:

• massa molecular é a soma das massas atômicas dos átomos que constituem a molécula, ou ainda,

• massa molecular é o número que indica quantas vezes a massa de uma molécula é mais pesada que 1 u, ou seja, 1/12 do átomo de C-12.

ExemploQuando dizemos que a massa molecular da água, H2O, é 18 u, concluímos que:

• a massa de uma molécula H2O é igual a 18 u;

Orientação ao professor – Introduzir o conceito de pa-drão de massa e de massa-padrão.Conceituar massa atômica (valor referencial), massa de um elemento (média ponderada) e também massa mo-lecular (soma das massas atômicas).

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• a massa de uma molécula H2O é 18 vezes mais pe-sada que 1/12 do átomo de carbono-12;

• a massa de uma molécula de água é 1,5 vez mais pesada que um átomo de carbono-12.

ObservaçãoMassa-fórmula – Para um composto iônico, como a fór-mula representa a proporção entre cátions e ânions presentes, e não suas quantidades absolutas, a massa é denominada massa-fórmula. Assim, estaremos apenas calculando a massa da menor proporção quantitativa dos íons presentes na estrutura.ExemploQuando dizemos que a massa-fórmula do cloreto de só-dio, NaCl, é 58,5 , concluímos que:

• a massa da menor proporção dos íons presentes na estrutura do NaCl é igual a 58,5 u;

• a massa da menor proporção dos íons presentes na estrutura do NaCl é 58,5 vezes mais pesada que 1/12 do átomo de carbono-12;

• a massa da menor proporção dos íons presentes na estrutura do NaCl é 4,875 vezes mais pesada que um átomo de carbono-12.

01. UERJ modificadoEm grandes depósitos de lixo, vários gases são queima-dos continuamente. A molécula do principal gás que sofre essa queima é formada por um átomo de carbono e por átomos de hidrogênio.A massa molecular desse gás, em unidades de massa atô-mica, é igual a:Dados: C = 12; H = 1

a. 10b. 12c. 14d. 16

ResoluçãoCH4 – Gás metanoMassa molecular = 1⋅C + 4⋅HMassa molecular = 1⋅(12) + 4⋅(1)Massa molecular = 16 u.RespostaD


02. UFR-RJUm elemento M apresenta os isótopos 79M e 81M. Saben-do que a massa atômica do elemento M é 79,90 u, deter-mine os percentuais de cada isótopo do elemento M.Resolução

MAx y x y

=⋅ + ⋅

⇒ =⋅ + ⋅79 81

10079 90

79 81100

,

79 · x + 81 · y = 7.990 (I)x + y = 100x = 100 – y (II)Substituindo (II) em (I):79 · (100 – y) + 81 · y = 7.9907.900 – 79 · y + 81 · y = 7.9902 · y = 90y = 45% de 81Mx = 55% de 79M

ResoluçãoC6H12O6 – MM = 6 12

12 16 16

180

⋅⋅

⋅

u

H2O – MM = 2 11 16

18

⋅⋅

u

Relação entre as massas

C H OH O

6 12 6

2

18018

10= =

RespostaE

Resolução

MAMA x MA y

x y y xx x

=⋅ + ⋅

+ = ⇒ = −

=⋅ + ⋅ −

1 2

100100 100

35 4535 37 100

100,

( )

35·x + 3.700 – 37·x = 3.5452·x = 155x = 77,5% (35Cl)y = 100 – 77,5 = 22,5% (37Cl)RespostaE

ResoluçãoMassa molecular = 1 ⋅ S + 2 ⋅ 0Massa molecular = 1 ⋅ (32) + 2 ⋅ (16)Massa molecular = 64 u64 u 100%32 u x ⇒ x = 50%RespostaE

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01. UFRGS-RSA porcentagem ponderal de enxofre existente no SO2 é igual a:Dados: O = 16 u, S = 32,1 u

a. 2,0b. 16,0c. 32,0d. 33,3e. 50,0

02. UEL-PRQuantas vezes a massa da molécula de glicose, C6H12O6, é maior que a da molécula de água, H2O?Dados: H = 1; C = 12; O = 16

a. 2b. 4c. 6d. 8e. 10


03. FGV-SPO cloro é encontrado na natureza em duas formas isotópicas de 35 e 37 unidades de massa atômica. Dado que a massa atômica média do cloro é de 35,45 u, qual é a percentagem dos dois isótopos na natureza?

a. 86,7% 35Cl + 13,3% 37Clb. 66,7% 35Cl + 33,3% 37Clc. 80,0% 35Cl + 20,0% 37Cld. 72,2% 35Cl + 27,8% 37Cle. 77,5% 35Cl + 22,5% 37Cl

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1. Constante de AvogadroPara se poder trabalhar macroscopicamente com uma certa quantidade de átomos e relacioná-la com a massa correspondente, muitos cientistas se empenharam em determinar um valor adequado. Sabia-se que, para facili-tar, a quantidade de átomos envolvidos deveria ser muito, muito grande (em função do limite extremo de seu pe-queno tamanho).O valor encontrado para essa quantidade ficou conhecido como constante de Avogadro, e é igual a: 6,02⋅1023 (equi-valente a 600 trilhões de bilhões de alguma coisa).Esse valor foi aceito porque relaciona uma massa macros-cópica numericamente igual à massa atômica relativa de cada átomo. Assim:

• se 1 átomo de enxofre tem massa atômica 32 u, sig-nifica que ele é 32 vezes mais pesado que a massa- -padrão (1/12 do átomo de carbono-12);

• então, para 6,02⋅1023 átomos de enxofre numa balança, a massa aferida será de 32 g, ou seja, a constante de Avogadro corresponde ao número de átomos encontrados na massa atômica expressa em gramas de qualquer elemento.

04. Unicamp-SPO sabão, apesar de sua indiscutível utilidade, apresenta o inconveniente de precipitar o respectivo sal orgânico in-solúvel em água que contenha íons cálcio dissolvidos. Em época recente, foram desenvolvidos os detergentes, co-nhecidos genericamente como alquilsulfônicos, solúveis em água e que não precipitam na presença de íons cálcio.

a. Dê o símbolo e o nome do elemento químico que aparece na fórmula de um detergente alquilsulfô-nico e que não aparece na fórmula de um sabão.

b. Considerando que a fórmula de um certo detergen-te alquilsulfônico é C12H25O4XNa, cuja massa mole-cular é 288 u, calcule a massa atômica do elemento X.

Dados: massas atômicas: H=1; C=12; O=16; Na=23

05. UFSCar-SPO elemento magnésio, número atômico 12, ocorre na natureza como uma mistura de três isótopos. As massas

EXERCÍCIOS EXTRAS

Exemplos12 g C (MAC = 12 u) contém 6,02⋅1023 átomos de C.27 g Al (MAAl = 27 u) contém 6,02⋅1023 átomos de Al.56 g Fe (MAFe = 56 u) contém 6,02⋅1023 átomos de Fe.

2. Conceito de molDe acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), mol é a quantidade de matéria de um sistema, que contém tantas entidades elementares quan-tos são os átomos contidos em 0,012 kg de carbono-12.As entidades elementares podem ser átomos, moléculas, íons, elétrons etc.Unindo o conceito de mol com o número de Avogadro, temos:1 mol contém 6,02⋅1023 partículas.Exemplos1 mol de moléculas → 6,02⋅1023 moléculas1 mol de átomos → 6,02⋅1023 átomos1 mol de íons → 6,02⋅1023 íons1 mol de elétrons → 6,02⋅1023 elétrons

atômicas destes isótopos, expressas em unidades de mas-sa atômica (u), e suas respectivas abundâncias num dado lote do elemento, são fornecidos na tabela a seguir

Número de massado isótopo

Massa atômica (u) % de abundância

24 23,98504 10

25 24,98584 10

26 25,98259 80

A massa atômica para este lote de magnésio, expressa em u, é igual a:

a. 23,98504, exatamente.b. 24,98584, exatamente.c. 25,98259, exatamente.d. um valor compreendido entre 23,98504 e 24,98584.e. um valor compreendido entre 24,98584 e 25,98259.

MóDULO 04 CONSTANTE DE AVOGADRO – MOL

Resolução1 mol C6H8O6 –– 176 g –– 6,02 ⋅ 1023 C6H8O6

0,5 g –– x x = 1,71 · 1021 C6H8O6

RespostaA

Resolução1 mol C8H11O3N –– 11 mol H 169 g –– 11 · 6 · 1023 H 4,25 g –– X X = 1,65 · 1023 H

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01. Ufla-MGO dióxido de carbono (CO2) é um dos principais gases responsáveis pelo chamado efeito estufa, que provoca o aquecimento global do nosso planeta. Para cada 8,8 to-neladas desse gás emitidas na atmosfera, o número de móleculas de CO2 é, aproximadamente:

02. UnespComo o dióxido de carbono, o metano exerce também um efeito estufa na atmosfera. Uma das principais fontes desse gás provém do cultivo de arroz irrigado por inunda-ção. Segundo a Embrapa, estima-se que esse tipo de cul-tura, no Brasil, seja responsável pela emissão de cerca de 288 Gg (1Gg = 1 ⋅ 109 gramas) de metano por ano. Calcule o número de moléculas de metano correspondente.Massas molares, g · mol–1: H = 1 e C = 12. Constante de Avogadro = 6,0 ⋅1023.

Resolução1 mol CH4 16 g 6,0 · 1023 moléculas de CH4

288 · 109 g x x = 1,08 · 1034 moléculas de CH4

São emitidas 1,08 · 1034 moléculas de metano por ano.

a. 1,2 · 1026

b. 2,0 · 102

c. 1,2 · 1029

d. 2,0 · 105

Resolução1 mol CO2 ______ 44 g ______ 6 · 1023 moléculas de CO2

8,8 · 106 g ______ xx = 1,2 · 1029 moléculas de CO2

RespostaC

02. UFR-RJAlgumas substâncias orgânicas diferentes se apresentam com a mesma fórmula molecular. A esse fenômeno de-nominamos isomeria. A isomeria pode ser classificada em dois tipos: plana e espacial. Com respeito a um hor-mônio secretado pelas glândulas suprarrenais, a adrena-lina, cuja estrutura está representada abaixo, responda à seguinte questão.

HO

HO

OH

NHCH3

Quantos átomos de hidrogênio existem em 42,25 · 102 mg de adrenalina?

01. CFTCE A dose diária recomendada de vitamina C (C6H8O6) é apro-ximadamente 70 mg. Quando uma pessoa ingere 500 mg de vitamina C, o número de moléculas ingeridas é de:Dados: M(C6H8O6) = 176 g/mol; número de Avogadro: 6,02 ⋅ 1023

a. 1,71 ⋅ 1021 b. 1,71 ⋅ 1023 c. 1,71 ⋅ 1026 d. 1,71 ⋅ 1025 e. 1,71 ⋅ 1027


Resolução

TiO mol g TiO Tix Tix g TiO

cm

223

223

20

22

3

1 80 6 10 6 106 10

8 101 4

:

,

⋅ ⋅⋅

= ⋅ −

008 10

2 10

2 1050 100

4 10 40 1

2

2 3

26

gy gy cm

V A e

eVA

cm

⋅= ⋅

= ⋅

= =⋅⋅

= ⋅ = ⋅

−

−

−− 00 409− =m nm

RespostaC

Orientação ao professor – Determinar a Constante de Avoga-dro e o conceito de mol (quantidade de 6,02 · 1023 partículas).Sugerimos também resolver em sala de aula, os exercícios ex-tras, além dos tradicionais exercícios de aplicação.

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03. UnifespA nanotecnologia é a tecnologia em escala nanométrica (1 nm = 10–9 m). A aplicação da nanotecnologia é bastante vasta: medicamentos programados para atingir um deter-minado alvo, janelas autolimpantes que dispensam o uso de produtos de limpeza, tecidos com capacidade de su-portar condições extremas de temperatura e impacto são alguns exemplos de projetos de pesquisas que recebem vultosos investimentos no mundo inteiro. Vidro autolim-pante é aquele que recebe uma camada ultrafina de dió-xido de titânio. Essa camada é aplicada no vidro na última etapa de sua fabricação.A espessura de uma camada ultrafina constituída somente por TiO2 uniformemente distribuído, massa molar 80 g/mole densidade 4,0 g/cm3, depositada em uma janela com di-mensões de 50 × 100 cm, que contém 6 ⋅ 1020 átomos de titânio (constante de Avogadro = 6 ⋅ 1023 mol–1) é igual a:

a. 4 nmb. 10 nmc. 40 nmd. 80 nme. 100 nm

04. Unicamp-SP modificadoEles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua espo-sa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios utilizando o conhecimento quí-mico. Hoje estão se preparando para celebrar uma data muito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b em cada questão devem, necessariamente, ser respondidos. Especialmente para as crianças, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhaço e um má-gico. Como Rango também tinha problemas com açúcar, algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianças logo berrou: "Tio Rango, essa pipoca tá com pouco açúcar!" Aquela ob-servação intrigou Rango, que ficou ali pensando....

a. "Coloquei duas xícaras de milho na panela e, de-pois que ele estourou, juntei três colheres de açú-car para derreter e queimar um pouco. Sabendo que cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar, quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?"

EXERCÍCIOS EXTRAS

b. "Eu também sei que parte desse açúcar, após cara-melizar, se decompõe em água e carbono. Sabendo que 1% desse açúcar se decompõe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?"

Dado: constante de Avogadro = 6,02 · 1023 mol–1 Massas molares (g/mol) = C = 12; O = 16; H=1

05. Unemat-MTConsidere que a massa de uma gota de água é de 0,05 g. Calcule a quantidade de mols (n) que existe nessa gota de água.Dado: massa molecular da água é igual a 18 u.

a. 0,28 molb. 0,0028 molc. 0,056 mold. 1,27 ⋅ 1021 mole. 2,8 ⋅ 1023 mol

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1. Massa molar de um elementoA massa molar de um elemento é a massa em gramas de 1 mol de átomos, ou seja, 6,02 ⋅ 1023 átomos desse ele-mento. A massa molar de um elemento é numericamente igual à sua massa atômica.Exemplo

correspondem

Al (MA = 27 u)1 mol de

átomos de Al

contém

6,02 · 1023 átomosà massa de

pesa

27 g

2. Massa molar de uma substânciaA massa molar de uma substância é a massa em gramas de 1 mol de moléculas da referida substância. A massa molar de uma substância é numericamente igual à sua massa molecular expressa em gramas.Exemplos

01. CO2 (MAC = 12 u; MAO = 16 u) MM = 1 ⋅ 12 + 2 ⋅ 16 MM = 12 + 32 = 44 u

correspondem

1 mol demoléculas de CO2

contém

6,02 · 1023 móleculasà massa de

pesa

44 g

02. NaCl (MANa = 23; MACl = 35,5) MF = 1 ⋅ 23 + 1 ⋅ 35,5 MF = 23 + 35,5 = 58,5 u

correspondem

1 mol defórmulas de NaCl

contém

6,02 · 1023 fórmulasà massa de

pesa

58,5 g

3. Massa molar de um íonA massa molar de um íon é a massa de um mol de íons em gramas, que é numericamente igual à massa do íon expressa em gramas.Lembre-se que a massa do elétron pode ser considerada desprezível, por isso não há modificação no mecanismo de cálculo em função da entrada (ânions) ou saída (cá-tions) de elétrons.

ExemploCO3

2– (MAC = 12 u; MAO = 16 u)MM = 1 ⋅ 12 + 3 ⋅ 16 MM = 12 + 48 = 60 u

correspondem

1 mol de íons CO

contém

6,02 · 1023 íonsà massa de

pesa

60 g

2–3


01. UnifespUm trabalho desenvolvido por pesquisadores da Unifesp indica que, embora 70% dos fumantes desejem parar de fumar, apenas 5% conseguem fazê-lo por si mesmos, de-vido à dependência da nicotina. A dependência do cigarro passou a ser vista não somente como um vício psicológi-co, mas como uma dependência física, devendo ser trata-da como uma doença: “a dependência da nicotina”.

N

Nicotina

N

CH3

MóDULO 05 MASSA MOLAR

Resolução

C6H8O6 = 176 g/mol

1 mol vitamina C 176 g

7,05 · 10-3 mol vitamina C x

x = 1,24 g

Relação entre dose ingerida e dose recomendada:1 240 062

20,,

gg

=

∴20 vezes maiorRespostaD

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Numa embalagem de cigarros, consta que o produto con-tém mais de 4.700 substâncias tóxicas, sendo relaciona-dos o alcatrão, com 6 mg; o monóxido de carbono, com 8 mg, e a nicotina, com 0,65 mg. Os teores dessas subs-tâncias referem-se à fumaça gerada pela queima de um cigarro. A quantidade, em mol de moléculas, de nicotina presente na fumaça de um cigarro dessa embalagem é:Dados: massas molares (g/mol): C = 12; H = 1; N = 14

01. Ufla-MG

Segundo orientações nutricionais, a dose diária reco-mendada de vitamina C (C6H8O6) a ser ingerida por uma pessoa adulta é 62 mg. Um determinado cientista, gran-de defensor das propriedades terapêuticas dessa vitami-na, consumia diariamente 7,05 · 10-3 mol da mesma. A dose ingerida pelo cientista é quantas vezes maior que a recomendada?

a. 200,0

b. 1,2

c. 2,0

d. 20,0


02. CFT-SC

Qual é a massa total da mistura formada por 20,0 g de água com 0,2 mol de glicose (C6H12O6)?

Dado: C6H12O6 = 180

a. 18,2 gb. 20,2 gc. 200 gd. 58 ge. 56 g

Resolução

Fórmulaestrutural

NNicotina

N

CH3

Fórmula molecular: C10H14N2

M = 10 · (12) + 14 · (1) + 2 · (14) = 162 g/mol1 mol C10H14N2 ––––– 162 g x ––––– 0,65 · 10– 3 gx ≅ 4 · 10–6 mol C10H14N2

RespostaA

a. 4,0 · 10–6

b. 5,0 · 10–6

c. 6,0 · 10–6

d. 7,0 · 10–6

e. 8,0 · 10–6

Resolução

1 mol de C6H12O6 180 g

0,2 mol de C6H12O6 mglicose

mglicose = 36 g

mtotal = mágua + mglicose

mtotal = 20 g + 36 g = 56 g

RespostaE

Resolução

De acordo com o gráfico, aos 60 minutos a porcentagem de uso de carboidratos é de 64%, portanto a massa de carboidratos utilizada no intervalo de tempo é de 1,41 g (0,64 · 2,20) e a de gorduras 0,79 g (2,20 - 1,41).

Carboidrato:

1 mol CH2O ––– 1 mol O2

30 g ––– 1 mol O2

1,41 g ––– x

x = 0,047 mol O2

ResoluçãoSabemos que:CuSO4 · 5 H2O = 250 g/molCuSO4 · 5H2O ⇒ CuSO4 + 5 H2O 1 mol ––––––– 5 mol 250 g ––––––– 5 mol 100 g ––––––– xx = 2,0 mol H2OResposta

B

Orientação ao professor – Definir o que é número de mol e realizar exercícios correlacionando massa, quantidade de partí-culas e número de mols. Pode ser deduzida também a equação de cálculo do número de mols (n = m/M). Sugerimos, se isso ocorrer, que seja feita durante a resolução do exercício 1 de aplicação para que neste módulo também sejam resolvidos os exercícios extras em sala de aula.

Gordura:

1 mol CH2 ––– 1,5 mol O2

14 g ––– 1,5 mol O2

0,79 g ––– y

y ≅ 0,085 mol O2

Total = x + y = 0,047 + 0,085 ⇒ Total = 0,132 mol O2

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12

Química432

02. Unicamp-SP modificadoA cada quatro anos, durante os Jogos Olímpicos, bilhões de pessoas assistem à tentativa do homem e da ciência de superar limites. Podemos pensar no entretenimento, na geração de empregos, nos avanços da ciência do des-porto e da tecnologia em geral. Como esses jogos podem ser analisados do ponto de vista da Química? A questão a seguir é exemplo de como o conhecimento químico é ou pode ser usado nesse contexto. Enquanto o jamaicano Usain Bolt utilizava suas reservas de PCr e ATP para "passear" nos 100 e 200 m, o queniano Sa-muel Kamau Wansiru utilizava suas fontes de carboidratos e gorduras para vencer a maratona. A estequiometria do metabolismo completo de carboidratos pode ser represen-tada por 1 CH2O : 1 O2, e a de gorduras por 1 CH2 : 1,5 O2. O gráfico mostra, hipoteticamente, o consumo percentu-al em massa dessas fontes em função do tempo de prova para esse atleta, até os 90 minutos de prova. Considere que, entre os minutos 60 e 61 da prova, Samuel Kamau tenha consumido uma massa de 2,20 gramas, so-mando-se carboidratos e gorduras. Quantos mols de gás oxigênio ele teria utilizado nesse intervalo de tempo?

30

35

40

45

50

5560

65

70

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tempo de prova/minutos

% m

assa

util

izad

a

123Carboidratos

Gorduras456

03. CFT-SCO sulfato de cobre pentaidratado (CuSO4 · 5 H2O) forma cristais azuis. Quantos mols de água há em 100 g deste sal?Considere as seguintes massas atômicas arredondadas: Cu = 64; S = 32; O = 16

a. 1,8 molb. 2,0 molc. 4,0 mold. 5,4 mole. 1,0 mol

284

PV3A

-12-

12

Química 432

EXERCÍCIOS EXTRAS

04. ITA-SPUma amostra de 1,222 g de cloreto de bário hidratado (BaCl2 · n H2O) é aquecida até a eliminação total da água de hidratação, resultando em uma massa de 1,042 g.Com base nas informações fornecidas e mostrando os cál-culos efetuados, determine:

a. o número de mols de cloreto de bário;b. o número de mols de água;c. a fórmula molecular do sal hidratado.

05. Unicamp-SP Acidentes de trânsito causam milhares de mortes todos os anos nas estradas do país. Pneus desgastados (“care-cas”), freios em péssimas condições e excesso de veloci-dade são fatores que contribuem para elevar o número de acidentes de trânsito.

Responsável por 20% dos acidentes, o uso de pneu “care-ca” é considerado falta grave e o condutor recebe puni-ção de 5 pontos na carteira de habilitação. A borracha do pneu, entre outros materiais, é constituída por um polí-mero de isopreno (C5H8) e tem uma densidade igual a 0,92 g · cm-3. Considere que o desgaste médio de um pneu até o momento de sua troca corresponda ao consumo de 31 mol de isopreno e que a manta que forma a banda de ro-dagem desse pneu seja um retângulo de 20 cm x 190 cm. Para esse caso específico, a espessura gasta do pneu seria de, aproximadamente:

Dados de massas molares em g · mol–1: C=12 e H =1

a. 0,55 cmb. 0,51 cmc. 0,75 cmd. 0,60 cm

O estado em que se apresenta um gás, sob o ponto de vis-ta macroscópico, é caracterizado por três variáveis: pres-são, volume e temperatura. São denominadas variáveis de estado de um gás por serem as condições de um siste-ma gasoso que podem sofrer alteração em seus valores:

• pressão – relaciona-se com o número de colisões envolvendo as moléculas do referido gás;

• volume – estabece o espaço ocupado por determi-nada quantidade de moléculas gasosas;

• temperatura – reflete, de certa forma, a energia térmica existente nas moléculas gasosas presen-tes.

Uma dada massa de gás sofre transformação quando ocorrem mudanças nas suas variáveis de estado.

1. Transformação isotérmicaA temperatura é mantida constante. Pressão e volume so-frem alteração.

Lei de Boyle-MariotteÀ temperatura constante, uma determinada massa de gás ocupa um volume inversamente proporcional à pressão exercida sobre ele.

P1 ⋅ V1 = P2 ⋅ V2

Graficamente, podemos encontrar:

V1

P1

P2P1

V

1V2

MóDULO 06 TRANSFORMAÇÕES GASOSAS

285

PV3A

-12-

12

Química432

2. Transformação isobáricaA pressão é mantida constante. A temperatura e o volume sofrem alteração.Lei de Charles/Gay-LussacÀ pressão constante, o volume ocupado por uma massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta.

VT

VT

1V1V

1T1T2V2V

2T2T=

Graficamente, encontramos:

2V1

V1

T1

T2T1

V

3. Transformação isocórica, isométrica ou isovolumétricaO volume é mantido constante. A pressão e a temperatu-ra sofrem alteração.Lei de Charles/Gay-LussacA volume constante, a pressão exercida por uma deter-minada massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta.

PT

PT

1P1P

1T1T2P2P

2T2T=

Graficamente, encontramos:

2P1

P1

T1

T2T1

P

4. Equação geral dos gasesQuando um sistema gasoso sofrer uma transformação na qual as três variáveis se modificam, utiliza-se a equação geral dos gases:

Isotérmica

Isobárica

Isocó

( )

( )

T cteP V P V

P cteVT

VT

=⋅ = ⋅

=

=

1 1 2 2

1

1

2

2

rrica ( )V ctePT

PT

P VT

P VT

=

=

⋅=

⋅

1

1

2

2

1 1

1

2 2

2

ObservaçãoEstas equações são utilizadas somente para substâncias no estado gasoso e em quantidade constante. A tempera-tura deve ser na escala Kelvin, obrigatoriamente.

01. UescA pressão exercida pelo propano C3H8(g), um propelente, no interior de uma embalagem de 200,0 mL de tinta spray, é 1,5 atm, a 27 oC.Admitindo-se que o propano se comporte como gás ideal, ocupe 50% do volume da embalagem e que a quantidade de vapor produzido por qualquer outra substância, no interior da embalagem, seja desprezível, é correto afirmar:

a. A pressão no interior da embalagem é igual a 2,0 atm quando a temperatura aumenta para 127 oC.b. A efusão do propano causa o aquecimento da válvula que controla a saída de tinta do spray.


ResoluçãoP

T=

P

T

30300

=P

285P = 28,5 lb/pol

1

1

2

2

2

22

1 atm 15 lb/pol2

x 28,5 lb/pol2

x = 1,90 atmRespostaA

286

PV3A

-12-

12

Química 432

01. UFJF-MGA calibração dos pneus de um automóvel deve ser feita pe-riodicamente. Sabe-se que o pneu deve ser calibrado à pres-são de 30 lb/pol2 em dias quentes, à temperatura de 27 °C. Supondo que o volume e o número de mols injetados sejam os mesmos, qual será a pressão de calibração (em atm) nos dias mais frios, em que a temperatura atinge 12 °C?Dado: considere 1 atm ≅ 15 lb/pol2

a. 1,90 atmb. 2,11 atmc. 4,50 atmd. 0,89 atme. 14,3 atm

c. A tinta que se espalha no ar, durante a pintura de um objeto, forma uma solução gasosa.

d. O número de moléculas de propano no interior da embalagem é igual a 3,0 ⋅ 1021.

e. A massa de propelente existente no interior da embalagem é 0,2 g.

ResoluçãoTeremos:Antes do aquecimento:P1 = 1,5 atmT1= 27 °C + 273 = 300 KV1 = 100 mL (50% do volume da embalagem)Depois do aquecimento:P2 = ? atmT2 = 127 oC + 273 = 400 KV2 = 100 mL = 0,1 L (50% do volume da embalagem)Aplicando a equação geral dos gases, vem:P V

TP V

TP

P atm

1 1

1

2 2

2

2

2

1 5 0 1300

0 1400

2

⋅=

⋅

⋅=

⋅

=

, , ,

RespostaA

02. UFG-GOAlimentos desidratados apresentam mais durabilidade e mantêm a maioria das propriedades nutritivas. Observe o diagrama de fases da água, abaixo, sabendo-se que as setas verticais indicam processos isotérmicos e as hori-zontais, processos isobáricos.

1

2 34

5

6

7

8

910

líquido

gás

T

P

sólido

Com base no gráfico, o processo de remoção de água do alimento consiste na sequência das etapas:


ResoluçãoSolidificação da água: seta 2 (processo isobárico).Sublimação da água: seta 7 (processo isotérmico). RespostaA

a. 2 e 7 b. 9 e 6 c. 5 e 10

d. 8 e 1 e. 3 e 4

Resolução

x Transforma o isob ricaVT

VT

h h

h h h h

⇒ =

=

= >

çã á :

( )

1

1

2

21

1 1

300 50053

y ⇒ Transformação isotérmica:P1 · V 1= P2 · V2

1 · h = 2 · h1

h1 = 12

h (h1 < h)

RespostaA

Resolução

P VT

P VTP

P atm

1 1

1

2 2

2

2

2

1 1 000596

25298

20

⋅=

⋅

=⋅

=

· .

Orientação ao professor – Conceituar volume, temperatura e pressão. Destacar as diversas unidades e suas relações.Introduzir as transformações gasosas com a lei Boyle-Mariotte.Conceituar as transformações gasosas: isobárica e isocórica (lei de Charles/Gay-Lussac).Deduzir a equação geral dos gases através das transformações gasosas.

287

PV3A

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Química432

02. Ufla-MGUm estudante de Química confinou uma amostra de gás em um recipiente com um pistão móvel, como o da ilustração:

h = altura do pistão

Na situação x, a temperatura do gás foi aumentada de 300 K para 500 K, enquanto a pressão foi mantida constante; na si-tuação y, a pressão externa sobre o pistão foi aumentada de 1 atm para 2 atm, enquanto a temperatura foi mantida constan-te. Se considerarmos h1 como sendo a altura do pistão após o processo, as situações x e y são mais bem representadas por:

a)

h1 > h

x

h1 < h

y

b)

h1 < h

x

h1 > h

y

c)

h1 < h

x

h1 < h

y

d)

h1 > h

x

h1 = h

y

03. UEPG-PR modificado

Certa massa de gás ocupa um volume de 1 m3 a 323 °C, exercendo uma pressão de 1 atm no recipiente que a con-tém. Reduzindo-se a temperatura para 25 °C e o volume ocupado pelo gás para 25 litros, qual será a pressão no sistema, em atm?

288

PV3A

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Química 432

EXERCÍCIOS EXTRAS

04. UFG-GOO motor de Stirling é um sistema que regenera o ar quen-te em um ciclo fechado. As transformações que ocorrem nesse motor podem ser representadas, idealmente, pelas seguintes etapas:

01. O gás é aquecido a volume constante.02. O gás se expande a uma temperatura constante;03. O gás é resfriado a volume constante.04. O gás se contrai a uma temperatura constante.

Faça o diagrama pressão × volume para essas etapas do motor de Stirling. 05. ITA-SPUm sistema em equilíbrio é composto por n0 moI de um gás ideal a pressão P0, volume V0, temperatura T0 e energia interna U0. Partindo sempre deste sistema em equilíbrio, são realizados isoladamente os seguintes pro-cessos:

1. Equação de estado ou equação de ClapeyronRelaciona pressão, volume e temperatura para uma certa quantidade, em mols (n), de moléculas.P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ Tem que:P = pressão, em atm ou mmHgV = volume, em litros (L)n = quantidade em mols : n

mM

=

R = constante universal dos gases• quando a pressão for dada em atm → R = 0,082

atm · L · mol-1 · K-1

• quando a pressão for dada em mmHg → R = 62,3 mmHg · L · mol-1 · K-1

T = temperatura absoluta, em kelvin (K)• lembre-se que T(K) = T(°C) + 273

I. Processo isobárico de T0 até T0/2II. Processo isobárico de V0 até 2V0

III. Processo isocórico de P0 até P0/2IV. Processo isocórico de T0 até 2T0

V. Processo isotérmico de P0 até P0/2VI. Processo isotérmico de V0 até V0/2

Admitindo que uma nova condição de equilíbrio para esse sistema seja atingida em cada processo x (x = I, lI, III, IV, V e VI), assinale a opção que contém a informação errada.

a. UV = UVI/2b. UVI = U0

c. PIV = PVI

d. TII = 4TIII

e. VI = VV/4

2. Condições normais de temperatura e pressão (CNTP ou TPN)P = 1 atm ou 760 mmHgT = 0 °C = 273 KObservaçãoCondições ambientes de temperatura e pressão (CA) – Nessas condições, a pressão é a normal, ou seja, 1 atm, mas a temperatura considerada é de 25 °C (298 K) – atual-mente também é aceito o valor de 27 °C (300 K).

3. Volume molar (VM)É o volume ocupado por um mol de moléculas gasosas quaisquer em uma determinada condição de tempera-tura e pressão.

1 mol demoléculasgasosas

CNTPVm = 22,4 L/mol

Vm = 24,6 L/molCA

MóDULO 07 EQUAÇÃO DE ESTADO E VOLUME MOLAR

Orientação ao professor – Deduzir a equação de Clapeyron (gases perfeitos):P ⋅ V/T = R (1 mol de gás)P ⋅ V/T = 2 R (2 mols de gás)P ⋅ V/T = n R (n mols de gás) ∴ P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ TLembrar bem as unidades de T, V e P e a quantidade de ma-téria.A constante universal dos gases (R) geralmente é fornecida (principais vestibulares).Definir as condições normais de temperatura e pressão.Introduzir o conceito de volume molar pela hipótese de Avo-gadro.

289

PV3A

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01. Fuvest-SPUm laboratório químico descartou um frasco de éter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado líquido, parte no estado gasoso. Esse frasco, de 0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a temperatura de equilíbrio T = 37 °C, valor acima da temperatura de ebulição do éter. Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a pressão dentro do frasco seria:


01. UFC-CEA reação de explosão da nitroglicerina acontece quando este composto é submetido a uma onda de choques pro-vocada por um detonador, causando sua decomposição de acordo com a reação:4 C3H5(NO3)3(l) → 6 N2(g) + O2(g) + 12 CO2(g) + 10 H2O(g)

Considerando que esta reação ocorre a 1,0 atm e a 298,15 K e que os gases gerados apresentam comportamento ide-al, assinale a alternativa que corretamente indica o volu-me total (em L) de gás produzido quando ocorre a explo-são de quatro mol de nitroglicerina.Dado: R = 0,082 · atm · L · mol-1 · K-1

a. 509b. 609c. 709d. 809e. 909

Resolução

A partir da equação 4 C3H5(NO3)3(l) → 6 N2(g) + O2(g) + 12 CO2(g) + 10 H2O(g) e de acordo com a hipótese de Avogadro, teremos (6 + 1 + 12 + 10 = 29) mol de gases formados a partir da explosão de 4 mol de nitroglicerina, então,

P V n R T

V L

total·

, ,,

= ⋅ ⋅

=⋅ ⋅

=29 0 082 298 15

1 0709

RespostaC

02. Fatec-SPTrês recipientes idênticos, fechados, I, II e III, mantidos nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm moléculas dos gases oxigênio (O2), monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2), respectivamente. O prin-cípio de Avogadro permite-nos afirmar que o número:

a. de átomos de oxigênio é maior em I.b. de átomos de carbono é maior em II.c. total de átomos é igual em II e III.d. de moléculas é maior em III.e. de moléculas é igual em I, II e III.

ResoluçãoSegundo o princípio de Avogadro: “volumes iguais de ga-ses quaisquer, sujeitos à mesma pressão e temperatura, encerram o mesmo número de moléculas”.RespostaE

a. 0,37 atm.b. 1,0 atm.c. 2,5 atm.

d. 3,1 atm.e. 5,9 atm.

ResoluçãoDe acordo com a hipótese de Avogadro, nas mesmas condições de temperatura e pressão, o mesmo volume será ocupa-do pelo mesmo número de moléculas. RespostaA

ResoluçãoAdmitindo-se que o vapor de éter se comporte como gás ideal, temos:

• nmM

mol= = =7 474

0 1,

,

• T = 37 + 273 = 310 KPela equação de Clapeyron:P ⋅ V = n ⋅ R ⋅ TP ⋅ 0,8 = 0,1 ⋅ 0,08 ⋅ 310∴ P = 3,1 atmRespostaD

ResoluçãoDa equação de estado de um gás, vem:

P VmM

R T

Vm R TP M

V L L

⋅ = ⋅ ⋅

=⋅ ⋅

⇒ =⋅ ⋅

⋅= ≅

·,

, ,170 0 082 300

150 46 97 7 0

RespostaB

290

PV3A

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Química 432

Note e Adote:No interior do frasco descartado havia apenas éter.Massa molar do éter = 74 gK = °C + 273R (constante universal dos gases) = 0,08 atm · L / mol · K

02. FGV-SPO gás hélio é utilizado para encher balões e bexigas em even-tos comemorativos e em festas infantis. Esse gás pode ser co-mercializado em cilindros cujo conteúdo apresenta pressão de 150 bar a 300 K. Considerando-se que 1 atm = 1 bar e que a massa de gás He no cilindro é 170 g, então o valor que mais se aproxima do volume de gás hélio contido naquele cilindro a 300 K é: Dado: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1

a. 14 Lb. 7,0 Lc. 1,0 Ld. 500 mLe. 140 mL

03. UFRGS-RSConsidere o enunciado a seguir e as três propostas para completá-lo.Em dada situação, substâncias gasosas encontram-se armazenadas, em idênticas condições de temperatura e pressão, em dois recipientes de mesmo volume, como representado a seguir.

Gás carbônico(CO2)

Gás nitrogênico (N2)+

Gás oxigênio (O2)

Recipiente 1 Recipiente 2

Nessa situação, os recipientes 1 e 2 contêm:01. o mesmo número de moléculas.02. a mesma massa de substâncias gasosas.03. o mesmo número de átomos de oxigênio.

Quais propostas estão corretas?

a. Apenas 1b. Apenas 2

c. Apenas 3 d. Apenas 2 e 3

e. 1, 2 e 3

291

PV3A

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Química432

04. UFU-MG Em uma atividade experimental, o professor pegou duas garrafas PET vazias e colocou bexigas cheias na boca de cada uma delas. Em seguida, colocou uma das garrafas em uma bacia com água quente e a outra em uma bacia com água fria. Um dos balões murchou e o outro ficou mais cheio.Sobre esses fatos, assinale a alternativa correta.

a. O balão que murchou foi o colocado em água quente, pois o aumento da temperatura causou a contração dos gases da bexiga.

b. O balão que ficou mais cheio foi o colocado em água quente, devido ao aumento da temperatura do sistema e à expansão dos gases presentes na bexiga.

c. O volume do balão que foi colocado em água fria diminuiu, porque a pressão do sistema aumentou, reduzindo o choque das partículas de gás com as paredes do balão.

d. Em qualquer um dos casos, o volume dos balões foi alterado, porque o tamanho das partículas de gás foi modificado.

EXERCÍCIOS EXTRAS

05. Unesp modificadoAlguns compostos apresentam forte tendência para for-mar hidratos. Um exemplo é o Na2SO4 · 10 H2O (massa molar = 322 g · mol-1). Os hidratos, quando aquecidos a temperaturas adequadas, decompõem-se produzindo o composto anidro.Partindo de 32,2 g do sal hidratado, qual é o volume ocu-pado pelo gás desprendido a 400 K?(Considere o comportamento de um gás ideal, sob pres-são de uma atmosfera, a constante universal dos gases R = 0,082 L · atm · K-1 · mol-1 e o desprendimento de todas as moléculas de água.)

1. Fórmula molecularA fórmula molecular é a representação que indica quais e quantos átomos de cada elemento químico exatamente constituem uma molécula de determinada substância.ExemploA fórmula molecular da glicose é C6H12O6.Isso significa que 1 molécula de glicose é constituída de 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio.Os índices subscritos numa fórmula indicam tanto a pro-porção atômica com que os elementos se combinam quanto a proporção molar dos respectivos elementos.ExemploFórmula molecular da glicose:C6H12O6

Proporção atômica: Proporção molar:

6 átomos de carbono 6 mol de átomos de carbono

12 átomos de hidrogênio 12 mol de átomos de hidrogênio

6 átomos de oxigênio 6 mol de átomos de oxigênio

2. Fórmula mínima ou empíricaFórmula mínima é a representação que indica os elemen-tos formadores da substância e a menor proporção inteira entre as quantidades dos átomos dos diferentes elemen-tos da substância.O cálculo da fórmula mínima é realizado dividindo-se o número de átomos (ou número de mols) da fórmula mo-lecular pelo máximo divisor comum entre eles.

MóDULO 08 FÓRMULA MOLECULAR – MÍNIMA – CENTESIMAL

292

PV3A

-12-

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Química 432

Exemplo

Fórmula molecular Fórmula mínima

C H (etano

÷(MDC)

2 6

� ��

)

C H O (glicose) CH O

H S

÷2CH3

6 12 6÷6

2

2

� ��

OO (ácido sulfúrico) H SO4

÷12 4

� ��

3. Fórmula percentual ou centesimalIndica os elementos formadores de uma determinada substância, bem como a porcentagem em massa de cada um des-ses elementos na substância.O cálculo da fórmula percentual pode ser feito de duas formas diferentes:

a. Informa-se a massa de cada elemento que se com-bina para formar a substância, por exemplo:

Cálcio + oxigênio óxido de cálcio40 g + 16 g

→ 56 g

56 g 100% 56 g 100%______ ______

→

440 g 16 g yx = 71,43%

______ ______x y = 28,57%

álcio oxigênioc

b. O cálculo é feito por meio da fórmula molecular, por exemplo:

H OHO

g mol

g gg x

2

1 2 216 1 16

18

18 100 18 1002

= == =

··

/

% %____ ____

____ 11611 11 88 89

g yx yhidrogênio oxigênio

____

, % , %= =


01. CPS-SPO colesterol é um importante constituinte das membra-nas celulares, porém, quando temos alta concentração dessa substância no sangue, ela se deposita nas artérias, obstruindo-as, fato denominado arteriosclerose.Pesquisas demonstram que apenas atividades físicas não diminuem a concentração de LDL (mau colesterol), sen-do necessária uma alimentação balanceada, mas, após um período da prática de atividades físicas, observa-se a elevação da concentração de HDL (bom colesterol), o que diminui o risco de infarto.Dessa maneira, prática de atividades físicas precisa ser constante para manter o equilíbrio entre LDL e HDL.Dadas a estrutura e a fórmula da molécula de colesterol, assinale a alternativa correta.

H3C

HO

H3C

H3C

H

H

H

HCH3

CH3

Fórmula molecular: C27H46O

a. O colesterol é uma substância simples. b. O elemento representado pela letra C é o cálcio. c. O composto apresenta três átomos por molécula. d. A molécula de colesterol apresenta três elementos

químicos. e. A molécula de colesterol é uma mistura de 74 ele-

mentos químicos. ResoluçãoA molécula de colesterol apresenta três elementos químicos: carbono, hidrogênio e oxigênio.RespostaD

ResoluçãoCálculo da fórmula química

X mol

Y mol

⇒ = ÷ =

⇒ = ÷ =

4032

1 25 0 625 2

6096

0 625 0 625 1

, ,

, ,

a. Porcentagem de X = = =23

0 666 66 67, , % (em mol)

Porcentagem de Y = = =13

0 333 33 33, , % (em mol)

b. Fórmula química do composto YX2

Sendo Y o metal (cátion), convenciona-se repre-sentá-lo na fórmula precedendo o ânion.

293

PV3A

-12-

12

Química432

02. FGV-SPO eugenol, estrutura química representada na figura, é uma substância encontrada no cravo-da-índia. Apresenta odor característico e é utilizado em consultórios dentários como anestésico local antes da aplicação de anestesia.

OH

Oeugenol

O processo de obtenção do eugenol no laboratório quími-co é relativamente simples, conforme indicado no aparato experimental representado na figura.


01. UFPRUm composto mineral foi analisado em laboratório, ob-tendo-se o seguinte resultado: o composto é constituído por átomos de um ametal X e um metal Y, com as porcen-tagens em massa de X e Y correspondendo, respectiva-mente, a 40% e 60%. Sabe-se que as massas molares de X e Y são, respectivamente, 32 e 96 g · mol-1.

a. Quais são as porcentagens em quantidade de ma-téria (em mols) dos átomos X e Y no mineral?

b. Qual é a fórmula química desse composto?

água fria

cravo+

água

emulsão

A fórmula mínima do eugenol é:

ResoluçãoA fórmula molecular do eugenol é C10H12O2, que dividida por 2 origina a fórmula mínima: C5H6O RespostaE

a. C4H5O.b. C4H6O.c. C5H4O.

d. C5H5O.e. C5H6O.

ResoluçãoC14H18O5N2 = 294 g/mol294 g 100%168 g xx = 57,14%RespostaD

Resolução

C

H

O

⇒ = ⇒ = ⋅ =

⇒ = ⇒ = ⋅ =

⇒ =

6012

55

2 222 25 4 9

4 51

4 54 5

2 222 4 8

35 516

2

,,

,,

,,

,,222

2 222 22

1 4 4

9 8 4

⇒ = ⋅ =

,,

Formula mínimaC H O

RespostaB

294

PV3A

-12-

12

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02. PUC-PREstá registrado na Bíblia, em Levíticos, que as

folhas e galhos do salgueiro que nasce nos riachos são medicinais. Há 2400 anos, Hipócrates já reco-mendava folhas de salgueiro para doenças e trabalhos de parto. Hoje, a aspirina – ácido acetilsalicílico – é a droga mais popular em todo o mundo. Estima-se que já tenham sido consumidos 1 · 1012 tabletes de aspirina. A cada ano, 50.000 tabletes de aspirina são vendidos mundialmente – isto sem contar as outras formas como o AAS aparece no mercado, quer seja em outras marcas da aspirina, quer seja combinado com outros analgésicos, cafeína ou vitamina C.

Registrada sob a patente nº 36433 de Berlim, em 1899, a aspirina superou gerações e continua sendo a droga mais utilizada no combate à dor – e a cada ano surgem mais indicações para esse fármaco.

Disponível em: <www.qmcweb.org>.

A aspirina tem 60% de carbono, 4,5% de hidrogênio e 35,5 % de oxigênio.Determine a sua fórmula empírica. Dados: C = 12, H = 1, O = 16

a. C5H4O2

b. C9H8O4

c. C2H2O1

d. CHOe. C18H16O8

03. UECEO aspartame é um adoçante bastante utilizado na substituição ao açúcar comum. Este composto é cerca de 200 vezes mais doce que a sacarose. É consumido por mais de 200 milhões de pessoas em todo o mundo e está presente em mais de 6.000 produtos.

HO

O

O

O

NH

NH2

OCH3

Assinale a alternativa que apresenta corretamente a porcentagem aproximada de carbono em um mol deste composto e o número de hidrogênio em uma molécula deste composto, respectivamente.

a. 55,71%; 16b. 55,32%; 18

c. 57,53%; 16d. 57,14%; 18

Orientação ao professor – Definir fórmula percentual (composição centesimal). Essa pode ser calculada a partir da fórmula molecular ou fórmula mínima. Para isso, utiliza-se a regra de três. A massa total é 100%. A partir da fórmula per-centual também é possível calcular a porcentagem de pureza de uma determinada amostra. Definir os tipos de fórmulas utilizados. É interessante concluir:

Dado → PedidoFórmula molecular → Fórmula mínima (só simplificar)Fórmula mínima → Fórmula molecular (comparar as massas FM = (fmin)n)Fórmula molecular ou fórmula mínima → F% (regra de 3); a massa total é 100%.F% → Fórmula mínima: determinar o núme-ro de mols (quantidade de matéria) de cada elemento quí-mico ou fórmula. Passar para números inteiros e pequenos a proporção de cada elemento.F% → Fórmula molecular (regra de 3, direta), desde que seja dada a massa molecular.

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EXERCÍCIOS EXTRAS

04. Unicamp-SPPesquisas recentes sugerem uma ingestão diária de cerca de 2,5 miligramas de resveratrol, um dos componentes encontrados em uvas escuras, para que se obtenham os benefícios atribuídos a essas uvas.

HO

OH

OH

Considere a fórmula estrutural da molécula dessa substância.

De acordo com essa fórmula, o resveratrol é um: a. polifenol de fórmula molecular C14H12O3.b. ácido orgânico de fórmula molecular C14H12O3.c. triol de fórmula molecular C14H3O3.d. ácido orgânico de fórmula molecular C14H3O3.

05. UFG-GO modificadoO cloreto de cobre II tem grande aplicação em sínteses orgânicas e como catalisador. Esse sal pode ser encontra-do nas formas anidra ou hidratada. A fórmula molecular do sal hidratado é CuCl2 · n H2O, em que n representa o número de moléculas de água presentes na estrutura do cristal. Com base nessas informações, considere:Se 2,6 g do sal hidratado forem aquecidos de forma com-pleta, restando 2,0 g do sal anidro, qual será a fórmula molecular do sal hidratado?

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ANOTAÇÕES

módulo 01 propriedades da matÉria - cocarquivos.com 01 432... · nesse caso, a identidade...

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