q quuÍÍmmiiccaa - cursinho objetivo - curso pré-vestibular · assinale a opção que apresenta...

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O O B B J J E E T T I I V V O O Q Q U U Í Í M M I I C C A A CONSTANTES Constante de Avogadro = 6,02 x 10 23 mol –1 Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10 4 C mol –1 Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP) Carga elementar = 1,602 x 10 –19 C Constante dos gases (R) = = 8,21 x 10 –2 atm L K –1 moI –1 = 8,31 J K –1 moI –1 = = 62,4 mmHg L K –1 mol –1 = 1,98 cal K –1 mol –1 DEFINIÇÕES Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0°C e 760 mmHg. Condições ambientes: 25°C e 1 atm. Condições-padrão: 25°C, 1 atm, concentração das so- luções: 1 mol L –1 (rigorosamente: atividade unitária das espécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão. (s) ou (c) = sólido cristalino; (l) ou (l) = líquido; (g) = gás; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito metálico; (conc) = concentrado; ( ua) = unidades arbitrárias; [ A] = concentração da espécie química A em mol L –1 . MASSAS MOLARES Massa Molar (g mol –1 ) 1,01 4,00 6,94 9,01 10,81 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 28,09 30,97 32,06 35,45 Número Atômico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 14 15 16 17 Elemento Químico H He Li Be B C N O F Na Si P S Cl I I T T A A - - ( ( 4 4 º º D D i i a a ) ) D D e e z z e e m m b b r r o o / / 2 2 0 0 0 0 5 5

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QQQQUUUUÍÍÍÍMMMMIIIICCCCAAAA

CONSTANTES

Constante de Avogadro = 6,02 x 1023 mol–1

Constante de Faraday (F) = 9,65 x 104C mol–1

Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)Carga elementar = 1,602 x 10–19 CConstante dos gases (R) = = 8,21 x 10–2 atm L K–1 moI–1 = 8,31 J K–1 moI–1 = = 62,4 mmHg L K–1 mol–1 = 1,98 cal K–1 mol–1

DEFINIÇÕES

Condições normais de temperatura e pressão

(CNTP): 0°C e 760 mmHg.Condições ambientes: 25°C e 1 atm.Condições-padrão: 25°C, 1 atm, concentração das so-luções: 1 mol L–1 (rigorosamente: atividade unitária dasespécies), sólido com estrutura cristalina mais estávelnas condições de pressão e temperatura em questão.(s) ou (c) = sólido cristalino; (l) ou (l) = líquido; (g) = gás;(aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito metálico;(conc) = concentrado; (ua) = unidades arbitrárias;[A] = concentração da espécie química A em mol L–1.

MASSAS MOLARES

Massa Molar

(g mol–1)

1,01

4,00

6,94

9,01

10,81

12,01

14,01

16,00

19,00

22,99

28,09

30,97

32,06

35,45

Número

Atômico

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

14

15

16

17

Elemento

Químico

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Na

Si

P

S

Cl

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As questões de 01 a 20 NÃO devem ser resolvidas

no caderno de soluções. Para respondê-Ias, marque aopção escolhida para cada questão na folha de leitura

óptica e na reprodução da folha de leitura óptica

(que se encontra na última página do caderno desoluções).

1 AAAAConsidere uma amostra nas condições ambientes quecontém uma mistura racêmica constituída das subs-tâncias dextrógira e levógira do tartarato duplo de sódioe amônio.Assinale a opção que contém o método mais adequadopara a separação destas substâncias.a) Catação. b) Filtração. c) Destilação. d) Centrifugação. e) Levigação.

Resolução

Isômeros ópticos (dextrogiros e levogiros) desviam oplano de vibração da luz polarizada.Uma mistura racêmica é constituída por partes iguaisdos isômeros dextrogiro e levogiro. As propriedadesfísicas desses isômeros são iguais e, portanto, a únicamaneira de separá-los, dentre as alternativas citadas,seria por catação por formarem cristais diferentes emsuas formas enantiomorfas.Esses cristais poderiam ser separados por uma pinça.Os isômeros poderiam também ser separados porprocessos químicos.

Massa Molar

(g mol–1)

39,10

40,08

52,00

54,94

55,85

58,69

63,55

79,91

83,80

107,87

118,71

126,90

200,59

207,21

Número

Atômico

19

20

24

25

26

28

29

35

36

47

50

53

80

82

Elemento

Químico

K

Ca

Cr

Mn

Fe

Ni

Cu

Br

Kr

Ag

Sn

I

Hg

Pb

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2 DDDDConsidere os seguintes óxidos (I, ll, III, IV e V):I. CaO lI. N2O5 III.Na2O IV. P2O5 V. SO3

Assinale a opção que apresenta os óxidos que, quandodissolvidos em água pura, tornam o meio ácido.a) Apenas I e IV b) Apenas I, III e V c) Apenas II e III d) Apenas lI, IV e V e) Apenas III e V

Resolução

I) CaO + H2O → Ca(OH)2, meio básico

II) N2O5 + H2O → 2HNO3, meio ácido

III) Na2O + H2O → 2NaOH, meio básico

IV) P2O5 + 3H2O → 2H3PO4, meio ácido

V) SO3 + H2O → H2SO4, meio ácido

3 BBBBAssinale a opção que apresenta a equação química querepresenta uma reação envolvendo a uréia [CO(NH2)2]que NÃO ocorre sob aquecimento a 90 °C e pressão de1 atm.a) CO(NH2)2(s) + 2HNO2(aq) →

→ 2N2(g) + CO2(g) + 3H2O(l)b) CO(NH2)2(s) → N2(g) + 1/2 O2(g) + CH4(g)c) CO(NH2)2(s) + H2O(l) → 2NH3(g) + CO2(g)d) CO(NH2)2(s) + H2O(l) + 2HCl(aq) →

→ 2NH4Cl(aq) + CO2(g)e) CO(NH2)2(s) + 2 NaOH (aq) → Na2CO3(aq) + 2NH3(g)

Resolução

Uréia é fracamente básica e forma sais com os ácidosfortes. É hidrolisada em presença de ácidos, álcalis ouda enzima urease.a) Ocorre. A uréia reage com ácido nitroso liberando

gás nitrogênio.b) Não ocorre, pois a uréia é um composto estável.

Ela se decompõe produzindo NH3 e CO2 na formade equilíbrio: 2NH3 + CO2

→← CO(NH2)2 + H2O

c) Ocorre. Hidrolisa formando amônia e gás carbô-nico.

H2OCO(NH2)2(s) → 2NH3(g) + CO2(g)

d) Ocorre. Hidrolisa em meio ácido formando íonamônio e gás carbônico.

H2OCO(NH2)2(s) → NH4

+(aq) + CO2(g)H+

e) Ocorre. Hidrolisa em meio alcalino formandocarbonato e amônia.

H2OCO(NH2)2(s) → CO3

2– + NH3OH–

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4 DDDDSão fornecidas as seguintes informações a respeito detitulação ácido-base: a) A figura mostra as curvas de titulação de 30,0 mL de

diferentes ácidos (I, ll, llI, IV e V), todos a 0,10 mol L–1,com uma solução aquosa 0,10 moI L–1 em NaOH.

b) O indicador fenolftaleína apresenta o intervalo demudança de cor entre pH 8,0 a 10,0, e o indicadorvermelho de metiIa, entre pH 4,0 a 6,0.

Considerando estas informações, é CORRETO afirmarque a) o indicador vermelho de metila é mais adequado que

a fenolftaleína para ser utilizado na titulação do ácidoIV.

b) o indicador vermelho de metila é mais adequado quea fenolftaleína para ser utilizado na titulação do ácidoV.

c) o ácido III é mais forte que o ácido ll.d) os dois indicadores (fenolftaleína e vermelho de

metila) são adequados para a titulação do ácido I.e) os dois indicadores (fenolftaleína e vermelho de

metila) são adequados para a titulação do ácido llI.

Resolução

Dentre os cinco ácidos citados, o mais forte é o I, poispara uma mesma concentração (0,10 mol L–1) é o queapresenta menor pH (maior concentração de íons H+):I > II > III > IV > VA neutralização de um ácido forte com uma base forte(NaOH) produz um sal que em solução resulta nummeio neutro, com pH próximo de 7 (25°C).Se neutralizarmos um ácido fraco com uma base forte(NaOH), o meio resultante será básico e, nesse caso,devemos utilizar um indicador com pH de viragem aci-ma de 7 (somente a fenolftaleína).Exceção feita ao ácido I, podemos observar que osdemais ácidos apresentam ponto de equivalência emmeio de pH acima de 7.Para o ácido I, que apresenta pH de equivalência igual a7, além da fenolftaleína, podemos usar como indicadoro vermelho-de-metila.

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5 CCCCConsidere as seguintes afirmações a respeito da varia-ção, em módulo, da entalpia (∆H) e da energia interna(∆U) das reações químicas, respectivamente represen-tadas pelas equações químicas abaixo, cada umamantida a temperatura e pressão constantes:I. H2O(g) + 1/2O2(g) → H2O2(g) ; |∆HI| > |∆UI|ll. 4NH3(g) + N2(g) → 3N2H4(g) ; |∆HII| < |∆UII|llI. H2(g) + F2(g) → 2HF(g) ; |∆HIII| > |∆UIII|IV.HCl(g) + 2O2(g) → HClO4(l) ; |∆HIV| < |∆UIV|V. CaO(s) + 3C(s) → CO(g) + CaC2(s); |∆HV| > |∆UV|Das afirmações acima, estão CORRETASa) apenas I, II e V. b) apenas I, III e IV.c) apenas ll, IV e V. d) apenas III e V. e) todas.

Resolução

A relação entre variação de entalpia (∆H) e da energiainterna (∆U) é:

∆H = ∆U + τonde τ = ∆n R T

∆n = variação da quantidade de mols dos gases

I) H2O(g) + O2(g) → H2O2(g)

1,5 mol 1 mol

∆HI = ∆UI – 0,5RT

u∆UI u > u∆HI u

II) 4NH3(g) + N2(g) → 3N2H4(g)

5 mol 3 mol

∆HII = ∆UII – 2RT

u∆UIIu > u∆HIIu

III) H2(g) + F2(g) → 2HF(g)2 mol 2 mol

u∆HIIIu = u∆UIIIu

IV) HCl(g) + 2O2(g) → HClO4(l)

3 mol 0 mol de gás

∆HIV = ∆UIV – 3RT

u∆UIV u > u∆HIV u

V) CaO(s) + 3C(s) → CO(g) + CaC2(s)

0 mol de gás 1 mol

∆HV = ∆UV + 1RT

u∆HV u > u∆UV uCorretas: II, IV e V

1–––2

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6 AAAAConsidere as afirmações abaixo, todas relativas à tem-peratura de 25°C, sabendo que os produtos desolubilidade das substâncias hipotéticas XY, XZ e XWsão, respectivamente, iguais a 10–8, 10–12 e 10–16,naquela temperatura.I. Adicionando-se 1 x 10–3 mol do ânion W proveniente

de um sal solúvel a 100 mL de uma solução aquosasaturada em XY sem corpo de fundo, observa-se aformação de um sólido.

ll. Adicionando-se 1 x 10–3 mol do ânion Y provenientede um sal solúvel a 100 mL de uma solução aquosasaturada em XW sem corpo de fundo, não seobserva a formação de sólido.

llI. Adicionando-se 1 x 10–3 mol de XZ sólido a 100 mLde uma solução aquosa contendo 1 x 10–3 moI L–1 deum ânion Z proveniente de um sal solúvel, observa-se um aumento da quantidade de sólido.

IV.Adicionando-se uma solução aquosa saturada em XZsem corpo de fundo a uma solução aquosa saturadaem XZ sem corpo de fundo, observa-se a formaçãode um sólido.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)a) apenas I e ll. b) apenas I e llI. c) apenas ll. d) apenas III e IV. e) apenas IV.

Resolução

Equações de dissociação das substâncias hipotéticas:

XY(s) →← X +(aq) + Y –(aq) KPS = [X+] [Y –] = 10–8

XZ(s) →← X +(aq) + Z –(aq) KPS = [X+] [Z –] = 10–12

XW(s) →← X +(aq) + W –(aq) KPS = [X+] [W –] = 10–16

I) Correta.

Cálculo da concentração de X + na solução XY:

KPS = [X+] [Y –]

10 –8 = x . x

x = Ïwww10 –8

x = 10–4 ⇒ [X+] = 10 –4 mol/L

Cálculo da concentração de W –:

[W –] = = 10 –2 mol/L

X+ + W – →← X W

KPSXW

= [X +] [W –] = 10–16

Quando [X+] . [W –] > 10–16, temos precipitação:[X+] . [W –] = 10–4 . 10–2 = 10–6 > KPS (formação de

sólido)II) Correta.

Cálculo da concentração de X + na solução XW:

KPS = [X+] [W–]

10 –16 = x . x

x = Ïwww10 –16

1 . 10–3 mol–––––––––––

10–1L

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x = 10–8 ⇒ [X+] = 10 –8 mol/L

Cálculo da concentração de Y –:

[Y –] = = 10 –2 mol/L

X+ + Y – →← X Y

KPSXY

= [X +] [Y –] = 10–8

Quando [X+] . [Y –] > 10–8, temos precipitação:[X+] . [Y –] = 10–8 . 10–2 = 10–10 < KPS (não temos

formação desólido)

III)Falsa.

Cálculo da quantidade, em mol, de X+ e Z– no sólido:XZ → X + + Z –

1 . 10 –3 mol 1 . 10 –3 mol 1 . 10 –3 mol

Cálculo da quantidade, em mol, de Z – na solução:1L ––––– 1 . 10–3 mol } a = 0,1 . 10–3 mol

0,1L ––––– a

Quantidade total de Z –: 1,1 . 10–3 molEquação da reação de precipitação:

X+(aq) + Z–(aq) → XZ(s)

1 . 10 –3 mol 1,1 . 10 –3 mol 1 . 10 –3 mol

A quantidade de sólido inicial é praticamente igual àquantidade de sólido final, porque a solubilidade émuito pequena (10–6 mol/L).

IV)Falsa.

Quando se misturam soluções de mesma con-centração, saturadas sem corpo de fundo, demesmo soluto, a solução resultante apresentará amesma concentração, portanto a solução não apre-sentará corpo de fundo.

10–3 mol–––––––––

10–1L

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7 AAAAO diagrama de fases da água está representado nafigura. Os pontos indicados (I, ll, llI, IV e V) referem-se asistemas contendo uma mesma massa de água líquidapura em equilíbrio com a(s) eventual(ais) fase(s)termodinamicamente estável(eis) em cada situação.Considere, quando for o caso, que os volumes iniciaisda fase vapor são iguais. A seguir, mantendo-se astemperaturas de cada sistema constantes, a pressão éreduzida até Pf. Com base nestas informações, assinalea opção que apresenta a relação ERRADA entre osnúmeros de moI de vapor de água (n) presentes nossistemas, quando a pressão é igual a Pf.

a) nI < nIII b) nl < nlV c) nIII < nll

d) nIII < nV e) nlV < nV

Resolução

Ponto I ⇒ apenas líquidoPonto II ⇒ equilíbrio sólido, líquido e vaporPonto III ⇒ apenas líquidoPonto IV ⇒ equilíbrio líquido-vaporPonto V ⇒ equilíbrio líquido-vapor

A quantidade em mol de líquido em todos os sistemasé a mesma e igual a n.No início, a quantidade em mol para o vapor tem a se-guinte relação:

n’V > n’IV > n’II , pois TV > TIV > TII

Todos os sistemas sofrem uma expansão isotérmicaaté Pf , na qual todos apresentam apenas a fase devapor.Assim, no final, tem-se:nI = n

nII = n + x + n’IInIII = n

nIV = n + n’IVnV = n + n’Va) Falsa, pois nI = nIII

b) Correta, pois nI < nIV

c) Correta, pois nIII < nII

d) Correta, pois nIII < nV

e) Correta, pois nIV < nV

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8 BBBBConsidere um calorímetro adiabático e isotérmico, emque a temperatura é mantida rigorosamente constante eigual a 40°C. No interior deste calorímetro é posi-cionado um frasco de reação cujas paredes permitem acompleta e imediata troca de calor. O frasco de reaçãocontém 100 g de água pura a 40°C. Realizam-se cincoexperimentos, adicionando uma massa m1 de um sal Xao frasco de reação. Após o estabelecimento doequilíbrio termodinâmico, adiciona-se ao mesmo frascouma massa m2 de um sal Y e mede-se a variação deentalpia de dissolução (∆H). Utilizando estasinformações e as curvas de solubilidade apresentadasna figura, excluindo quaisquer condições de metaes-tabilidade, assinale a opção que apresenta a correlaçãoCORRETA entre as condições em que cada expe-rimento foi realizado e o respectivo ∆H.

a) Experimento 1: X = KNO3 ; m1 = 60 g; Y = KNO3 ;m2 = 60 g; ∆H > 0.

b) Experimento 2: X = NaClO3; m1 = 40 g; Y = NaClO3;

m2 = 40 g; ∆H > 0

c) Experimento 3: X = NaCl ; m1 = 10 g; Y = NaCl; m2

= 10 g; ∆H < 0

d) Experimento 4: X = KNO3 ; m1 = 60 g; Y = NaClO3;

m2 = 60 g; ∆H = 0

e) Experimento 5: X = KNO3 ; m1 = 60 g; Y = NH4Cl;

m2= 60 g; ∆H < 0

Resolução

Um frasco contém 100g de água a 40°C. Adiciona-seuma massa m1 de um sal X ao frasco e, depois deestabelecido o equilíbrio, uma massa m2 de sal Y éadicionada. Mede-se o ∆H de dissolução.

Experimento 1. Incorreta:

A solubilidade de KNO3 é 60g/100g de H2O a 40°C

Sendo: X = KNO3 e m1 = 60g → solução saturada

∆H > 0Y = KNO3 e m2 = 60g → não será dissolvido

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Experimento 2. Correta:

A solubilidade de NaClO3 é 120g/100g de H2O a 40°C

Sendo: X = NaClO3 e m1 = 40g → solução insaturada

∆H > 0Y = NaClO3 e m2 = 40g → solução insaturada

∆H > 0Portanto, todo o sal acrescentado dissolve-se.

Experimento 3. Incorreta:

A solubilidade de NaCl é aproximadamente 30g/100gde H2O a 40°C

Sendo: X = NaCl e m1 = 10g → solução insaturada

∆H ≅ 0Y = NaCl e m2 = 10g → solução insaturada

∆H ≅ 0Toda a massa de sal dissolve-se e o ∆H é aproxi-madamente zero.

Experimento 4. Incorreta:

Sendo: X = KNO3 e m1 = 60g → solução saturada

∆H > 0Y = NaClO3 e m2 = 60g → solução insaturada

∆H > 0Toda a massa de sal adicionado dissolve-se e o ∆H dedissolução é maior que zero.

Experimento 5. Incorreta:

A solubilidade de NH4Cl é aproximadamente 40g/100gde H2O a 40°C

Sendo: X = KNO3 e m1 = 60g → solução saturada

∆H > 0Y = NH4Cl e m2 = 60g → solução saturada,

com excesso ∆H > 0

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9 BBBBA figura mostra cinco curvas de distribuição de velo-cidade molecular para diferentes gases (I, II, III, IV e V)a uma dada temperatura.

Assinale a opção que relaciona CORRETAMENTE acurva de distribuição de velocidade molecular a cadaum dos gases.a) I = H2 , II = He , III = O2 , IV = N2 e V = H2O.b) I = O2 , II = N2, III = H2O , IV = He e V = H2.c) I = He , II = H2 , III = N2 , IV= O2 e V = H2O.d) I = N2 , II = O2 , III = H2 , IV = H2O e V = He.e) I = H2O, II = N2 , III = O2 , IV = H2 e V = He.

Resolução

Quanto maior a massa molecular do gás, menor avelocidade média molecular.MMO2

> MMN2> MMH2O > MMHe > MMH2

Foram dadas as curvas de Gauss de distribuição develocidade. Podemos concluir que vO2

< vN2< vH2O < vHe < vH2

I → O2 II → N2 III → H2O

IV → He V → H2

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10 EEEEConsidere as respectivas reações químicas represen-tadas pelas seguintes equações químicas:I. 2KMnO4 +3H2SO4 + 5H2O2 → 1X + 2Y + 8H2O + 5O2

II. 4 CrO3 + 6 H2SO4 → 2Z +6 H2O + 3O2

III.2K2Cr2O7+10H2SO4→4KHSO4+2W + 8H2O + 3O2

Em relação às equações químicas I, II e III é CORRETOafirmar quea) o produto X é KHSO4.b) o produto Y é Mn(SO4)2.c) o produto Z é CrSO4.d) o peróxido de hidrogênio atua como agente oxi-

dante.e) os produtos Z e W representam o mesmo composto

químico.

Resolução

I) 2KMnO4 + 3H2SO4 +

1– 0+ 5H2O2 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 5O2

X Yoxidação

H2O2: agente redutor

II) 4CrO3 + 6H2SO4 → 2Cr2(SO4)3 + 6H2O + 3O2

Z

III) 2K2Cr2O7 + 10H2SO4 →

→ 4KHSO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3O2

W

Os produtos Z e W representam o mesmo composto.

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11 DDDDAssinale a opção que apresenta a substância que podeexibir comportamento de cristal líquido, nas condiçõesambientes.

Resolução

No estado cristalino líquido, existe uma ordem mole-cular menor do que num sólido, no entanto, maior doque num líquido comum.Compostos que podem formar cristais líquidos têmmoléculas compridas e razoavelmente rígidas.A substância que pode exibir comportamento de cristallíquido, nas condições ambientes, é:

A substância da alternativa e, embora seja uma molé-cula de cadeia longa, tem menos interações dipolo-dipolo.

CH3O — — CH = N — — CH2 — CH2 — CH2 — CH3

COOH

COOCH3

CH3O — — CH = N — — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 d)

CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — OHe)

c)

— CH2COONaa)

b) CH3 — CH2 — C — CH2 — C — CH2 — CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

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12 CCCCConsidere quatro séries de experimentos em quequatro espécies químicas (X, Y, Z e W) reagem entre si,à pressão e temperatura constantes. Em cada série,fixam-se as concentrações de três espécies e varia-sea concentração (C0) da quarta. Para cada série, de-termina-se a velocidade inicial da reação (v0) em cadaexperimento. Os resultados de cada série são apre-sentados na figura, indicados pelas curvas X, Y, Z e W,respectivamente. Com base nas informações for-necidas, assinale a opção que apresenta o valorCORRETO da ordem global da reação química.

a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7

Resolução

Considerando a reaçãoX + Y + Z + W → produtos, a equação da velocidadepode ser expressa por:

v = k [X]a . [Y]b . [Z] c . [W]d

Aplicando logaritmo em ambos os membros, temos:log v = log k + a log [X] + b log [Y] + c log [Z] + d log [W]

Fixando-se as concentrações de três espécies evariando a concentração da quarta espécie poderíamosescrever 4 equações:I) log v = a log [X] + k1

II) log v = b log [Y] + k2

III) log v = c log [Z] + k3

IV) log v = d log [W] + k4k1 = k2 = k3 = – 1,0; k4 = – 0,8

Nas equações, a, b, c, d, são os coeficientes angularesdas 4 curvas fornecidas no gráfico log v0 x log C0.Para X, temos a = 0

Para Y, temos b = tg α1 = = = 1

Para Z, temos c = tg α2 = = = 2

Como as curvas W e Z são paralelas, apresentam omesmo coeficiente angular ∴ d = 2A equação da velocidade pode ser expressa porv = k [X]0 . [Y]1 . [Z]2 . [W]2A ordem global da reação será:0 + 1 + 2 + 2 = 5

0,4––––0,2

(– 0,6) – (– 1,0)–––––––––––––(– 0,8) – (1,0)

0,2––––0,2

(– 0,8) – (– 1,0)–––––––––––––(– 0,8) – (1,0)

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13 EEEEConsidere soluções de SiCl4/CCl4 de frações molaresvariáveis, todas a 25° C. Sabendo que a pressão de va-por do CCl4 a 25° C é igual a 114,9 mmHg, assinale aopção que mostra o gráfico que melhor representa apressão de vapor de CCl4 (PCCl4

) em função da fração

molar de SiCl4 no líquido (X1SiCl4

) .

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Resolução

Admitindo CCl4 puro (X’SiCl4= 0), a pressão de vapor do

CCl4 a 25°C vale 114,9mmHg.

Admitindo SiCl4 puro (X’SiCl4= 1), a pressão de vapor do

CCl4 será 0 (zero).

As alternativas a, b, c são eliminadas.Admitindo uma solução ideal (os dois líquidos com-pletamente miscíveis entre si), a pressão de vapor doCCl4 é dada pela Lei de Raoult:

PCCl4= P0CCl4

. XCCl4

em que P0CCl4é a pressão de vapor do CCl4 puro na

mesma temperatura e XCCl4, a fração do CCl4 na mis-

tura.

Como a fração do CCl4 vai diminuindo à medida que a

fração do SiCl4 aumenta, o gráfico PCCl4/ X’SiCl4

será

uma reta decrescente.

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14 CCCCUm recipiente fechado, mantido a volume e tempe-ratura constantes, contém a espécie química X noestado gasoso a pressão inicial Po. Esta espéciedecompõe-se em Y e Z de acordo com a seguinte equa-ção química: X(g) → 2Y(g) + 1/2 Z(g). Admita que X, Y eZ tenham comportamento de gases ideais. Assinale aopção que apresenta a expressão CORRETA dapressão (P) no interior do recipiente em função doandamento da reação, em termos da fração α demoléculas de X que reagiram.a) P = [1 + (1/2)α] Po b) P = [1 + (2/2)α] Po

c) P = [1 + (3/2)α] Po d) P = [1+(4/2)α] ]Po

e) P = [1 + (5/2)α] Po

Resolução

A reação ocorre a volume e temperatura constantes, eos participantes da reação são todos gasosos, logo apressão total do sistema depende da quantidade emmol.Considere a tabela para a variação da pressão dosistema.

Seja P a pressão total do sistema em um instante t.

P = P0 (1 – α) + 2αP0 + αP0

P = P0 1 + α43–––23

1–––2

1 ––– αP02

2αP0P0(1 – α)instante t

1 ––– αP02

2αP0αP0reage/forma

00P0início

1 X(g) → 2Y(g) + ––– Z(g)2

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15 AAAAUm elemento galvânico é constituído pelos eletrodosabaixo especificados, ligados por uma ponte salina econectados a um multímetro de alta impedância.Eletrodo a: Placa de chumbo metálico mergulhada emuma solução aquosa 1 mol L–1de nitrato de chumbo.Eletrodo b: Placa de níquel metálico mergulhada emuma solução aquosa 1 mol L–1 de sulfato de níquel.Após estabelecido o equilíbrio químico nas condições-padrão, determina-se a polaridade dos eletrodos. Aseguir, são adicionadas pequenas porções de KI sólidoao Eletrodo a, até que ocorra a inversão de polaridadedo elemento galvânico.Dados eventualmente necessários:

Produto de solubilidade de PbI2: Kps (PbI2) = 8,5 x 10–9

Potenciais de eletrodo em relação ao eletrodo padrãode hidrogênio nas condições-padrão:

E0Pb/Pb2+ = – 0,13V ; E0

Ni/Ni2+ = – 0,25V; E0I–/I2

= 0,53V

Assinale a opção que indica a concentração CORRETAde KI, em mol L–1, a partir da qual se observa a inversãode polaridade dos eletrodos nas condições-padrão.

a) 1 x 10–2 b) 1 x 10–3 c) 1 x 10–4

d) 1 x 10–5 e) 1 x 10–6

Resolução

(I) Cálculo do ∆E0 inicial da pilha:

Eletrodo a ! Cátodo: Pb2+(aq) + 2e– →← Pb0(s) – 0,13V

Eletrodo b @ Ânodo: Ni0(s) →← 2e–+ Ni2+(aq) + 0,25V–––––––––––––––––––––––––––––––––

Equação global Pb2+(aq) + Ni0(s) →← Pb0(s) + Ni2+(aq)

(II)Observa-se a inversão de polaridade dos eletrodosnas condições-padrão quando E

Pb2+< – 0,25V

Pela Equação de Nernst, temos:

E = E0 – . log

– 0,25 = – 0,13 – 0,02955 . log .

4,06 = log ∴ [Pb2+] ≅ 10–4

Cálculo da concentração de I –:KPS = [Pb2+] [ I –] 2

8,5 . 10–9 = 10–4 [ I –] 2

Logo: [KI] ≅ 10–2mol/L

[ I –] ≅ 10–2mol/L

mol–––––

L

1–––––––[Pb2+]

1–––––––[Pb2+]

1–––––––[Pb2+]

0,0591–––––––

2

∆E0 = +0,12V

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16 EEEESão dadas as semi-equações químicas seguintes eseus respectivos potenciais elétricos na escala doeletrodo de hidrogênio nas condições-padrão:

I. Cl2(g)+2e– →← 2Cl–(aq) ; E0I = +1,358V

II. Fe2+(aq) + 2e– →← Fe(s) ; E0II = –0,447V

III.Fe3+(aq) + 3e– →← Fe(s) ; E0III = –0,037V

IV.Fe3+(aq) + e– →← Fe2+ (aq) ; E0IV = +0,771V

V. O2(g)+4H+(aq)+4e– →← 2H2O(l) ; E0V = + 1,229V

Com base nestas informações, assinale a opção quecontém a afirmação CORRETA, considerando as con-dições-padrão. a) A formação de FeCl2 a partir de Fe fundido e Cl2

gasoso apresenta ∆H > 0.b) Tanto a eletrólise ígnea do FeCl2(s) quanto a do

FeCl3(s), quando realizadas nas mesmas condiçõesexperimentais, produzem as mesmas quantidadesem massa de Fe(s) .

c) Uma solução aquosa de FeCl2 reage com umasolução aquosa de ácido clorídrico, gerando H2(g).

d) Borbulhando Cl2(g) em uma solução aquosa de Fe2+,

produz-se 1 mol de Fe3+ para cada mol de Cl– emsolução.

e) Fe2+ tende a se oxidar em solução aquosa ácidaquando o meio estiver aerado.

Resolução

Fe2+ tende a oxidar-se em solução aquosa ácida quan-do o meio estiver aerado.

4Fe2+(aq) →← 4Fe3+(aq) + 4e– E0oxid = – 0,771V

O2(g) + 4H+(aq) + 4e– →← 2H2O(l) E0red = + 1,229V

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––4Fe2+(aq)+O2(g)+4H+(aq) →← 4Fe3+(aq)+2H2O(l) ∆E = 0,458V

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17 CCCCDuas células (I e II) são montadas como mostrado nafigura. A célula I contém uma solução aquosa 1 mol L–1

em sulfato de prata e duas placas de platina. A célula IIcontém uma solução aquosa 1 mol L–1 em sulfato decobre e duas placas de cobre. Uma bateria fornece umadiferença de potencial elétrico de 12 V entre oseletrodos Ia e IIb, por um certo intervalo de tempo.Assinale a opção que contém a afirmativa ERRADA emrelação ao sistema descrito.

a) Há formação de O2(g) no eletrodo Ib.

b) Há um aumento da massa do eletrodo Ia.

c) A concentração de íons Ag+ permanece constante nacélula I.

d) Há um aumento de massa do eletrodo lIa.

e) A concentraçao de íons Cu2+ permanece constantena célula lI.

Resolução

Célula I:

cátodo (Ia): Ag+(aq) + e– → Ag(s)

ânodo (Ib): H2O(l) → 2e– + 1/2 O2(g) + 2H+(aq)

No eletrodo Ib, haverá a formação de O2(g) devido àoxidação da água.No eletrodo Ia, haverá a formação de Ag(s) devido àredução dos íons Ag+(aq), diminuindo a concentraçãodestes na célula I.Célula II:

cátodo (IIa): Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)

ânodo (IIb): Cu(s) → 2e– + Cu2+(aq)No eletrodo IIa, haverá a formação de Cu(s) devido àredução dos íons Cu2+(aq).

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No eletrodo IIb, ocorrerá a oxidação de Cu(s) a íonsCu2+(aq), mantendo constante a concentração destesna célula II.

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18 DDDDConsidere as afirmações abaixo, todas relacionadas aátomos e íons no estado gasoso:

I. A energia do íon Be2+, no seu estado fundamental, éigual à energia do átomo de He neutro no seu estadofundamental.

II. Conhecendo a segunda energia de ionização doátomo de He neutro, é possível conhecer o valor daafinidade eletrônica do íon He2+.

III.Conhecendo o valor da afinidade eletrônica e daprimeira energia de ionização do átomo de Li neutro,é possível conhecer a energia envolvida na emissãodo primeiro estado excitado do átomo de Li neutropara o seu estado fundamental.

IV.A primeira energia de ionização de íon H– é menor doque a primeira energia de ionização do átomo de Hneutro.

V. O primeiro estado excitado do átomo de He neutrotem a mesma configuração eletrônica do primeiroestado excitado do íon Be2+.

Então, das afirmações acima, estão CORRETASa) apenas I e III. b) apenas I, II e V. c) apenas I e IV. d) apenas II, IV e V. e) apenas III e V.

Resolução

I) Incorreta

A energia do íon Be 2+, que possui 4 protóns e 2 elétrons (maior atração nuclear) é diferente da doátomo de He neutro, que possui 2 prótons e 2 elé-trons.

II) Correta

He+ + energia → He2+ + e– (I)He2+ + e– → He+ + energia (II)

Conhecendo a segunda energia de ionização doátomo de He (I), é possível conhecer o valor daafinidade eletrônica do íon He2+ (II).

III) Incorreta

Li + e– → Li – + energia (I)Li + energia → Li+ + e– (II)Conhecendo o valor da afinidade eletrônica (I) e daprimeira energia de ionização (II) do átomo de Lineutro, não é possível conhecer a energia envolvidana emissão do primeiro estado excitado do átomo deLi neutro para o seu estado fundamental, no qual oelétron volta de um subnível mais energético paraum subnível menos energético.Li (excitado) → Li (fundamental)

IV)Correta

H– + energia → H + e– (I)H + energia → H+ + e– (II)

A primeira energia de ionização de íon H– (I) é menordo que a primeira energia de ionização do átomo de

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H neutro (II), pois esta é a segunda energia deionização do íon H–.

V) Correta

O primeiro estado excitado do átomo de He neutrotem a mesma configuração eletrônica do primeiroestado excitado do íon Be2+, pois as duas espéciespossuem 2 elétrons, e sua configuração não-excitadaé 1s2.

19 BBBBUma reação química hipotética é representada pelaseguinte equação: X(g) + Y(g) → 3Z(g). Considere queesta reação seja realizada em um cilindro provido de umpistão, de massa desprezível, que se desloca sematrito, mantendo-se constantes a pressão em 1 atm e atemperatura em 25°C. Em relação a este sistema, sãofeitas as seguintes afirmações:I. O calor trocado na reação é igual à variação de

entalpia.II. O trabalho realizado pelo sistema é igual a zero.III.A variação da energia interna é menor do que a

variação da entalpia.IV.A variação da energia interna é igual a zero.V. A variação da energia livre de Gibbs é igual à variação

de entalpia.Então, das afIrmações acima, estão CORRETASa) apenas I, II e IV. b) apenas I e III. c) apenas II e V. d) apenas III e IV.e) apenas III, IV e V.

Resolução

I. Correta.

X(g) + Y(g) → 3Z(g)2 mol 3 mol

∆H = QP , pressão constanteII. Errada.

τ ≠ 0, τ = ∆n R T, τ = 1 . R T

III.Correta.

∆H = ∆U + τ ∴ ∆H = ∆U + R T

IV.Errada.

∆U ≠ 0, ∆U = ∆H – R TObservação – Quando não ocorre reação quími-

ca, se a temperatura permanecer constante, a varia-ção de energia interna é nula. Não é o nosso caso.

V. Errada.

∆G = ∆H – T ∆S

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20 EEEEA figura apresenta cinco curvas (I, lI, III, IV e V) daconcentração de uma espécie X em função do tempo.Considerando uma reação química hipotética re-presentada pela equação X(g) → Y(g), assinale a opçãoCORRETA que indica a curva correspondente a umareação química que obedece a uma lei de velocidade desegunda ordem em relação à espécie X.

a) Curva I b) Curva II c) Curva IIId) Curva IV e) Curva V

Resolução

Para uma reação de segunda ordem, a equação develocidade é dada pela expressão:X(g) → Y(g)v= k [X] 2

Escrevendo a velocidade em função da concentração edo tempo, temos:

v = = k [X]2

= k d t

Integrando, temos:

= kt

∴ [X] . t = (equação de uma hipérbole)

Dentre as curvas fornecidas, a hipérbole corresponde àcurva V.Confirmando com os valores fornecidos no gráfico:

1–––k

1–––[X]

d [X]– –––––

[X]2

– d [X]––––––

dt

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Ponto A[X] . t = 5 mmol L– 1 . 2 s = 10 . mmol . L–1 . s

Ponto B[X] . t = 4 mmol L– 1 . 2,5 s = 10 mmol . L– 1 . sPonto C[X] . t = 2 mmol L– 1 . 5 s = 10 mmol . L– 1 . s

As questões dissertativas, numeradas de 21 a 30,

devem ser resolvidas e respondidas no caderno de

soluções.

21Considere as informações abaixo:a) PbCrO4(s) é um sólido amarelo que é solúvel em

água quente.b) AgCl(s) forma um cátion de prata solúvel em solução

aquosa de NH3.c) O sólido branco PbCl2(s) é solúvel em água quente,

mas os sólidos brancos AgCl(s) e Hg2Cl2(s) não osão.

d) Uma solução aquosa contendo o cátion de prata doitem b), quando acidulada com HCl, forma o sólidoAgCl(s).

e) Hg2Cl2(s) forma uma mistura insolúvel contendoHg(l), que tem cor prata, e HgNH2Cl(s), que é preto,em solução aquosa de NH3.

Uma amostra sólida consiste em uma mistura decloretos de Ag+, Hg2

2+ e Pb2+. Apresente uma seqüên-

cia de testes experimentais para identificar os íons Ag+,Hg2

2+ e Pb2+ presentes nesta amostra.

Resolução

Considerando a amostra sólida formada pelos saisAgCl, Hg2Cl2 e PbCl2, podemos solubilizar o PbCl2adicionando água quente.Filtrando o sistema, teremos uma solução contendocloreto de Pb2+ solúvel (em água quente) que poderáser identificado adicionando uma solução contendoíons CrO4

2–.

Pb2+(aq) + CrO42–(aq) → PbCrO4(s) ↓

amarelo

Ao resíduo sólido retido no filtro (Hg2Cl2 + AgCl), acres-centamos solução aquosa de amônia que irá solubilizaro AgCl(s)(reação de complexação):

AgCl(s) + 2NH3(aq) → Ag(NH3)2+(aq) + Cl –(aq)

Filtrando esse novo sistema e adicionando HCl aofiltrado (excesso de Cl–), haverá precipitação de AgCl,de cor branca.

Ag(NH3)2+(aq) + Cl –(aq) → AgCl(s) ↓+ 2NH3(aq)

pptNo resíduo da última filtração, observamos mercúriolíquido de cor prata e HgNH2Cl(s) preto.

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22Calcule o valor do potencial elétrico na escala do ele-trodo de hidrogênio nas condições-padrão (E0) da semi-equação química CuI(s) + e–(CM) ←→ Cu(s) + I –(aq).Dados eventualmente necessários: Produto de solu-bilidade do CuI(s): Kps (CuI) = 1,0 x 10–12

Semi-equações químicas e seus respectivos potenciaiselétricos na escala do eletrodo de hidrogênio nascondições-padrão (E0):

I. Cu2+(aq) + e– (CM) ←→ Cu+(aq) ; E0I = 0,15 V

II. Cu2+(aq) + 2e–(CM) ←→ Cu(s) ; E0II =0,34V

III. Cu+(aq) + e– (CM) ←→ Cu(s) ; E0III = 0,52 V

IV. I2(s) + 2e– (CM) ←→ 2I–(aq) ; E0IV = 0,54 V

Resolução

A semi-equação química fornecida:

CuI(s) + e–(CM) →← Cu(s) + I –(aq) E = ?

redução

representa a redução do íon Cu+ no composto CuI.O dado número III fornece a semi-equação:Cu+(aq) + e–(CM) →← Cu(s) E0

III = 0,52V

Como a equação fornecida apresenta o íon Cu+

precipitado na forma de CuI, calcula-se a concentraçãofinal de Cu+ por meio do PS.CuI(s) →← Cu+(aq) + I –(aq)

x xPS = [Cu+] . [I –] } x = 1,0 . 10–6 mol/L1,0 . 10–12 = x2

Cálculo do E:Pela Equação de Nernst, temos:

E = E0III – . log

E = 0,52 – 0,0591 . log

E = + 0,52 – 0,0591 . (6)E = + 0,52 – 0,3546 = 0,1654

E = 0,1654V

1––––––10–6

1––––––[Cu+]

0,0591––––––––

1

01+

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23Esboce graficamente o diagrama de fases (pressãoversus temperatura) da água pura (linhas cheias). Nestemesmo gráfico, esboce o diagrama de fases de umasolução aquosa 1 moI kg–1 em etilenoglicol (linhastracejadas).Resolução

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24Uma reação química genérica pode ser representadapela seguinte equação: A(s) ←→ B(s) + C(g). Sabe-seque, na temperatura Teq, esta reação atinge o equilíbrio

químico, no qual a pressão parcial de C é dada por PC,eq.

Quatro recipientes fechados (I, II, III e IV), mantidos natemperatura Teq, contêm as misturas de substâncias eas condições experimentais especificadas abaixo:I. A(s) + C(g) ; PC,I < PC,eq

ll. A(s) + B(s) ; PC,II = 0III.A(s) + C(g) ; PC,III >>> Pc,eq

IV.B(s) + C(g) ; PC,IV > PC,eq

Para cada um dos recipientes, o equilíbrio químico ci-tado pode ser atingido? Justifique suas respostas.

Resolução

Como a pressão de C no re-cipiente I é menor que a pres-são de C no equilíbrio, asubstância A irá transformar-seem B e C até que a pressão deC seja PC,eq (o equilíbrio podeser atingido).

Irá ocorrer a reação, A(s) →← B (s) + C(g)A substância A (sólido) iráproduzir mais B (sólido) e C(gás) até que a pressão de Cseja PC,eq (o equilíbrio pode seratingido).

Para que o equilíbrio fosseatingido, a pressão de C (PC,III)deveria diminuir, o que é im-possível por não haver asubstância B (sólida) no reci-piente.

Como a pressão de C no re-cipiente é maior que a suapressão no equilíbrio, C deveráreagir com B sólido, produzindoa substância A (sólida) e oequilíbrio pode ser atingido.

Obs.: nas experiências I, II e IV, admite-se haver rea-gente em quantidade suficiente para estabelecer oequilíbrio.

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25Uma substância A apresenta as seguintes proprie-dades:

Temperatura de fusão a 1 atm = – 20 °C Temperatura de ebulição a 1 atm = 85 °C Variação de entalpia de fusão = 180 J g–1

Variação de entalpia de vaporização = 500 J g– 1

Calor específico de A(s) = 1,0J g–1 °C–1

Calor específico de A(l)= 2,5J g–1 °C–1

Calor específico de A(g) = 0,5J g–1 °C–1

À pressão de 1 atm, uma amostra de 25g de substânciaA é aquecida de – 40°C até 100°C, a uma velocidadeconstante de 450 J min–1. Considere que todo calorfornecido é absorvido pela amostra. Construa o gráficode temperatura (°C) versus tempo (min) para todo oprocesso de aquecimento considerado, indicandoclaramente as coordenadas dos pontos iniciais e finaisde cada etapa do processo. Mostre os cálculosnecessários.

Resolução

I) Aquecimento de – 40°C a – 20°C:Q1 = m c ∆θ

Q1 = 25 . 1 . (20)

Q1 = 500J

Assim:

∆t1 = = = 1,1 min

Em que Pot é potência constante com que o caloré fornecido à amostra.

II) Fusão da substância A:Q2 = m LF

Em que LF é a variação de entalpia de fusão.

Q2 = 25 . 180

Q2 = 4500J

∴ ∆t2 = = = 10min

III) Aquecimento da substância no estado líquido:Q3 = m c ∆θ

Q3 = 25 . 2,5 . (85 – (– 20))

Q3 = 6562,5J

∴ ∆t3 = = = 14,6min

IV) Vaporização da substância A:Q4 = m LV

Em que LV é a variação da entalpia de vaporização.

Q4 = 25 . 500

6562,5––––––––

450

Q3––––Pot

4500–––––450

Q2––––Pot

500––––450

Q1––––Pot

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Q4 = 12500J

∴ ∆t4 = = = 27,8min

V) Aquecimento do vapor:Q5 = m c ∆θ

Q5 = 25 . 0,5 (15)

Q5 = 187,5J

∴ ∆t5 = = ≅ 0,42min

Dessa maneira, o gráfico pedido é:

Nota: O gráfico não está em escala.

187,5––––––––

450

Q5––––Pot

12500––––––––

450

Q4––––Pot

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26Para cada um dos processos listados abaixo, indique sea variação de entropia será maior, menor ou igual azero.Justifique suas respostas.a) N2(g,1 atm, T = 300 K) → N2(g,0,1 atm, T = 300 K) b) C (grafite) → C(diamante)c) solução supersaturada → solução saturada d) sólido amorfo → sólido cristalinoe) N2(g) → N2 (g, adsorvido em sílica)

Resolução

A entropia é uma grandeza termodinâmica que mede ograu de desordem de um sistema.maior desordem → maior entropiaa) N2(g, 1 atm, T = 300K) → N2 (g, 0,1 atm, T = 300K)

S1 S2

S2 > S1 : ∆S > 0, pois houve expansão de volume(diminuição de pressão), aumentando a desordem.

b) C(grafita) → C(diamante)S1 S2

menos maisorganizado organizado

S1 > S2 : ∆S < 0

c) Solução supersaturada → solução saturadaS1 S2

S1 > S2 : ∆S < 0, parte das partículas que estavam nasolução supersaturada cristalizaram, portanto, dimi-nuindo a entropia total do sistema.

d) sólido amorfo → sólido cristalinopartículas em partículas emdesordem ordem

S1 S2S1 > S2 : ∆S < 0

e) N2(g) → N2 (g, adsorvido em sílica)S1 S2

S1 > S2 : ∆S < 0

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27A equação química hipotética A → D ocorre por um me-canismo que envolve as três reações unimolecularesabaixo (I, II e III). Nestas reações, ∆Hi representa asvariações de entalpia, e Eai, as energias de ativação.

I. A → B; rápida, ∆HI, EaI

II. B → C; lenta, ∆HII, EaII

III.C → D; rápida, ∆HIII, EaIII

Trace a curva referente à energia potencial em funçãodo caminho da reação A → D, admitindo que a reaçãoglobal A → D seja exotérmica e considerando que: ∆HII >∆HI > 0; EaI <EaIll.

Resolução

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28São realizadas reações químicas do acetileno com áci-do clorídrico, ácido cianídrico, ácido acético e cloro, nasproporções estequiométricas de 1:1.a) Mostre as equações químicas que representam cada

uma das reações químicas especificadas.b) Indique quais dos produtos formados podem ser uti-

lizados como monômeros na síntese de polímeros.c) Dê os nomes dos polímeros que podem ser

formados a partir dos monômeros indicados no itemb).

Resolução

H Cl| |

a) H — C ≡ C — H + HCl → H — C = C — H

H CN| |

H — C ≡ C — H + HCN → H — C = C — HO

H — C ≡ C — H + C — CH3 →

HOO

C — CH3

H O| |

→ H — C = C — H Cl Cl| |

H — C ≡ C — H + Cl2 → H — C = C — H

b) Todos os produtos são usados como monômeros.

c) poli(cloreto de vinila) ou PVCpoli(cianeto de vinila) ou poliacrilonitrilo ou orlonpoli(acetato de vinila) ou PVApoli(1,2-dicloroetileno)

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29São descritos, a seguir, dois experimentos e respec-tivas observações envolvendo ossos limpos e secosprovenientes de uma ave.I. Um osso foi imerso em uma solução aquosa 10% (v/v)

em ácido fórmico. Após certo tempo, observou-seque o mesmo havia se tornado flexível.

II. Um outro osso foi colocado em uma cápsula deporcelana e submetido a aquecimento em uma cha-ma de bico de Bunsen. Após um longo período detempo, observou-se que o mesmo se tornou frágil equebradiço.

a) Explique as observações descritas nos dois expe-rimentos.

b) Baseando-se nas observações acima, preveja o queacontecerá se um terceiro osso limpo e seco forimerso em uma solução aquosa 1 mg L–1 em fluore-to de sódio e, a seguir, em uma solução aquosa a10% (v/v) em ácido fórmico. Justifique a sua res-posta.

Resolução

Experiência I:

a) Com a retirada do cálcio, pela imersão em ácido, oosso se torna flexível devido à permanência desubstância orgânica intersticial (responsável pelaflexibilidade).O osso é constituído por um sal iônico, a hidro-xiapatita, de fórmula Ca10(PO4)6 (OH)2 e substân-cias orgânicas

O

Reação:Ca10(PO4)6(OH)2(s) + 2 HC (aq) →

OH→ Ca10(PO4)6(HCOO)2(aq) + 2H2O(l)

Experiência II:

Há eliminação, pelo aquecimento, do material orgânicointersticial – osseína – , restando apenas o sal inor-gânico, Ca10(PO4)6(OH)2, bem como a retirada da H2O,por vaporização, reduzindo a flexibilidade do osso, tor-nando-o mais frágil e quebradiço.

b) O terceiro osso, imerso em solução de fluoreto desódio, é fortalecido, impedindo que posteriormenteo sal de flúor formado seja dissolvido com o ácido.

Ca10(PO4)6(OH)2(s) + 2NaF(aq) →

→ Ca10(PO4)6F2(s) + 2NaOH(aq)

resistente ao ácido

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30Considere as seguintes espécies no estado gasoso:BF3, SnF

–3, BrF3, KrF4 e BrF5. Para cada uma delas, qual

é a hibridização do átomo central e qual o nome dageometria molecular?

Resolução

BF3 24 elétrons = 12 pares de elétrons

3 pares de elétrons no átomo central: hibridização sp2

geometria molecular: plana trigonal

SnF3– 26 elétrons = 13 pares de elétrons

4 pares de elétrons: hibridização sp3

geometria molecular: piramidal

BrF3 28 elétrons = 14 pares de elétrons

5 pares de elétrons: hibridização dsp3

geometria molecular: forma de T

KrF4 36 elétrons = 18 pares de elétrons

6 pares de elétrons: hibridização d2sp3

geometria molecular: plana quadrada

BrF5 42 elétrons = 21 pares de elétrons

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6 pares de elétrons: hibridização d2sp3

geometria molecular: pirâmide de base quadrada

CCCCOOOOMMMMEEEENNNNTTTTÁÁÁÁRRRRIIIIOOOO EEEE GGGGRRRRÁÁÁÁFFFF IIIICCCCOOOO

Como já é tradicional, a prova de Química do ITA foide nível elevadíssimo, com várias questões cujosassuntos não estão no programa do Ensino Médio. Adistribuição dos assuntos foi totalmente irregular: 20questões de físico-química, 6 de química inorgânica e 4de química orgânica.

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