química 1

Volume 01QUMICA

2 Coleo Estudo

Sum

rio

- Q

um

ica

Frente A01 3 Os sistemas qumicos e suas transformaesAutores: Marcos Raggazzi

Fabiano Guerra

02 11 Mudanas de estado fsico e densidadeAutores: Marcos Raggazzi Fabiano Guerra

Frente B01 23 Estudo fsico dos gasesAutor: Marcos Raggazzi02 31 Hiptese de Avogadro, equao de Clapeyron e densidade gasosa

Autor: Marcos Raggazzi

Frente C01 35 Leis das reaes qumicas e teoria atmica clssicaAutores: Marcos Raggazzi

Fabiano Guerra

02 41 Natureza eltrica da matria e ncleo atmicoAutor: Marcos Raggazzi03 51 Teoria quntica antigaAutor: Marcos Raggazzi04 59 Teoria quntica modernaAutor: Marcos Raggazzi

Frente D01 67 Clculos qumicosAutores: Marcos Raggazzi

vina Paula

02 75 Clculos de frmulasAutores: Marcos Raggazzi vina Paula

03 81 Clculos estequiomtricosAutor: Marcos Raggazzi04 91 Introduo Qumica OrgnicaAutores: Marcos Raggazzi

Fabiano Guerra

3Editora Bernoulli

MDULO

INTRODUO AO ESTUDO DA QUMICA

Qumica? O qu? Por qu? Para qu?A Qumica uma cincia que est diretamente ligada

nossa vida cotidiana. A produo do po, a digesto dos alimentos, os medicamentos, os combustveis, as tintas, o cimento, a borracha de seu tnis, os tecidos de seu vesturio, a atmosfera de Marte, a natureza animada e inanimada e at a vida e a morte so processos que esto ligados direta ou indiretamente ao grande universo qumico. isso a! A Qumica est em todos os momentos do seu dia e sem ela no teramos o conforto da sociedade moderna, pois a civilizao que no a dominasse continuaria no Perodo Pr-Histrico.

Ela to importante que a ONU chegou a propor que o enquadramento de um pas no bloco dos pases desenvolvidos ou subdesenvolvidos dependeria da diversidade e do desenvolvimento de sua indstria de transformao de matria, a Indstria Qumica.

Voc quer ver como sem ela ns no viveramos? Neste exato momento, o ato de ler s possvel pois inmeras substncias qumicas de seu crebro esto atuando transmitindo as respostas sensrio-motoras.

Vamos descobrir o mundo interessante, misterioso e mgico que a Qumica.

CONCEITOS Matria

A Qumica est particularmente interessada nos fenmenos qumicos, e o seu objeto de estudo a transformao da matria.

Matria todo sistema que possui massa e ocupa lugar no espao.

Alguns exemplos de matria so vidro, madeira, borracha, ar, etc.

Quanto energia trmica, esta no possui massa nem ocupa lugar no espao; ento, ela no pode ser considerada matria.

A definio de matria muito ampla. Para facilitar o estudo, analisamos uma parte ou poro limitada que denominamos corpo. Caso esse corpo possua uma finalidade para o homem, ele tambm ser denominado objeto.

Exemplos: Cadeira de madeira, mesa de vidro, chinelo de borracha, etc.

Assim, papel matria, e caderno de papel um corpo e tambm um objeto.

A matria formada por substncias (na maioria das vezes constitudas por molculas), e estas, pelas unidades fundamentais, que so os tomos.

Existem materiais diferentes, pois as substncias que os formam so diferentes. Isso s possvel porque existem mais de 110 tipos de elementos qumicos conhecidos atualmente, cujos tomos podem combinar-se, unir-se, para formar infinitos tipos de substncias.

SistemaA Qumica uma cincia experimental. Para fazer

experincias com um determinado material, o qumico precisa isolar uma poro desse material do resto do universo.

Sistema uma parte do universo considerada como um todo para efeito de estudo.

A) Sistema homogneo

todo sistema que

apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extenso examinada.

apresenta um aspecto uniforme em toda a sua extenso, mesmo quando examinado com aparelhos pticos.

Exemplos:

gua gua + lcool gua + sal dissolvido

QUMICA FRENTEOs sistemas qumicos e suas transformaes

01 A

01

Vrus: caractersticas gerais e reproduo

Autor: Marcos Lemos

4 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 01

B) Sistema heterogneo

todo sistema que

no apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extenso.

no apresenta aspecto uniforme em toda a sua extenso, quando examinado (com ou sem

aparelhos pticos).

Exemplos:

gelo

gua +areia gua

gasolina

gua

FasesTodo sistema heterogneo constitudo de vrias pores

que, separadamente, so homogneas.

Fases so as diferentes partes homogneas que constituem um sistema heterogneo.

Pela definio de fase, conclui-se que

todo sistema homogneo monofsico, isto , constitudo de uma nica fase.

todo sistema heterogneo polifsico, isto , constitudo de duas ou mais fases. De acordo com o

nmero de fases, os sistemas heterogneos podem

ser bifsicos, trifsicos, tetrafsicos, etc.

O termo sistema monofsico usado como sinnimo de

sistema homogneo, e o termo sistema polifsico usado

como sinnimo de sistema heterogneo.

OBSERVAES

1. Todo sistema constitudo apenas de gases em

equilbrio monofsico, no h exceo.

Exemplo: O ar atmosfrico isento de partculas em suspenso uma mistura gasosa; portanto, um sistema homogneo ou monofsico.

Os principais componentes do ar so:

Nitrognio (78% em volume)

Oxignio (21% em volume)

Argnio (menos de 1% em volume)

2. Os sistemas formados por dois ou mais slidos so polifsicos ou heterogneos.

Exemplos:

A) GranitoQuartzo (slido)Feldspato (slido)Mica (slido)

O granito constitui um sistema heterogneo

ou polifsico; no caso particular, trifsico (fase

quartzo + fase feldspato + fase mica).

B) PlvoraCarvo (slido)Enxofre (slido)Salitre (slido)

A plvora constitui um sistema heterogneo ou polifsico; no caso particular, trifsico (fase carvo + fase enxofre + fase salitre).

No h como preparar um sistema homogneo partindo de materiais slidos. As ligas metlicas so misturas homogneas de metais que primeiramente so fundidos e, depois, misturados para formar soluo slida.

3. No caso de sistema formado por lquidos, s possvel fazer algum tipo de previso quando se conhece a polaridade dos lquidos.

Exemplos:

gua + lcool(1 fase)

gua

hexano

(2 fases)

hexano + lcool(1 fase)

Os sistemas qumicos e suas transformaes

5Editora Bernoulli

QU

MIC

A

ELEMENTOS E SUBSTNCIAS

Representao das substnciasAs substncias qumicas so representadas por frmulas.

A mais comum a frmula molecular, que indica quais os elementos qumicos e quantos tomos desses elementos existem em um aglomerado de tomos. No caso da gua, temos H2O, em que H e O so os elementos hidrognio e oxignio, respectivamente. Os nmeros subscritos s letras so os ndices, que indicam a existncia de 2 tomos de hidrognio e 1 de oxignio em uma molcula de gua.

OBSERVAES

1. O ndice 1 ocultado nas frmulas das substncias.

2. Quando uma substncia sofre um fenmeno qumico, dizemos que houve uma reao qumica formando novas substncias. A reao qumica representada por uma equao qumica.

Exemplo: A queima do lcool comum:

C2H5OH() + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g)

substncias que sero transformadas ou reagentes

substncias formadas ou produtos

Tipos de substnciasPodemos classificar as substncias de acordo com o

nmero de elementos qumicos encontrados em sua frmula

ou pelo seu grau de pureza.

A) Quanto ao nmero de elementos qumicos:

Substncia simples ou elementar

Formada por um nico elemento qumico.

Exemplos: O2, O3, H2, He, Cgrafite, Cdiamante, Srmbico, Smonoclnico, Pbranco, Pvermelho, etc.

Substncia composta ou composto qumico

Formada por mais de um elemento qumico. Possui composio definida de acordo com a Lei de Proust.

Exemplos: H2O, C6H12O6, NaC, AC3, etc.

B) Quanto ao grau de pureza:

Substncia pura

S possui um tipo de aglomerado de tomos, ou seja, no existe uma outra substncia presente no recipiente que a contm.

Exemplo: gua tridestilada.

Mistura

Reunio de duas ou mais substncias em um mesmo recipiente sem a alterao das caractersticas individuais destas, pois, se isso ocorrer, teremos uma reao qumica, e no uma mistura. As misturas, muitas vezes, so formadas por mais de um elemento qumico, assim como as substncias compostas, mas diferem delas por no possurem composio definida.

Exemplos: Ar, gua de chuva, gua do mar, gasolina, gs de cozinha, etc.

A maioria dos materiais so encontrados na natureza em forma de misturas; por isso, iremos estud-las um pouco mais a fundo.

A) Mistura homognea:

Possui uma nica fase, um s aspecto.

Exemplos: gua e lcool comum; gua e sal dissolvido.

As misturas homogneas so formadas por um solvente e por um ou mais solutos. O solvente a substncia que dissolve e est em maior quantidade na mistura. O soluto a substncia que ser dissolvida e est em menor quantidade na mistura.

Exemplos:

Solvente: gua

Soluto: sal

lcool hidratado:(96% lcool e 4% H2O)

Solvente: lcool

Soluto: gua

gua e sal

B) Mistura heterognea:

Possui mais de uma fase, mais de um aspecto.

Exemplo: Mistura de gua, areia e leo (trifsico).

OBSERVAES

1. Um sistema com mais de trs fases denominado polifsico.

2. Quando uma substncia est mudando de estado fsico, temos um sistema heterogneo, e no uma mistura heterognea, pois, nesse sistema, existe apenas uma substncia.

Exemplo: Gelo e gua lquida um sistema bifsico, pois, nessa amostra, s existe a substncia gua.

3. gua e leo misturam-se?

Sim. Formam uma mistura heterognea, porm no se dissolvem. No confunda dissolver com misturar.

6 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 01

Algumas misturas importantes e seus principais componentes:

Mistura Principais componentes

Ar Nitrognio e oxignio

gua do mar gua, cloreto de sdio e outros sais

Vinagre gua e cido actico

lcool hidratado Etanol (96%) e gua (4%)

Gs de bujo (GLP) Propano e butano

Gasolina Hidrocarbonetos (compostos de C e H) com 5 a 10 carbonos

Querosene Hidrocarbonetos com 10 a 16 carbonos

Granito Quartzo, feldspato e mica

Plvora Salitre, carvo e enxofre

Ouro 18 quilates 75% ouro; 12,5% cobre e 12,5% de prata

OBSERVAO

O ouro 100% de 24 quilates, por conveno.

TRANSFORMAES DOS MATERIAIS

A Cincia Moderna estuda trs tipos de fenmenos:

Fenmenos fsicosTransformaes fsicas que no alteram a estrutura interna

da matria, isto , no mudam a identidade qumica das substncias nem dos tomos.

Exemplos:

O choque entre duas bolas de bilhar.

Dissoluo de sacarose em gua:

C12H22O11(s) C12H22O11(aq) Fuso da prata:

Ag(s) Ag() Evaporao das guas ocenicas: H2O() H2O(g)

Fenmenos qumicosSo fenmenos que mudam a identidade qumica das

substncias, mas a identidade dos tomos se conserva.

Exemplos:

Queima do etanol:

C2H5OH() + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g) Ferrugem:

2Fe(s) + 32O2(g) + 3H2O() 2Fe(OH)3(s)

Destruio do oznio estratosfrico:

2O3(g) 3O2(g) Fotossntese:

6CO2(g) + 6H2O() C6H12O6(aq) + 6O2(g)

Fenmenos nuclearesSo fenmenos em que nem mesmo tomos se

conservam, isto , os tomos mudam a sua identidade

qumica (transmutao).

Exemplos:

Decaimento alfa: 210Po 206Pb +

Decaimento beta: 137Cs 137Ba +

Fuso nuclear: 2H + 3H 4He + n

OBSERVAO

Os fenmenos biolgicos so fenmenos fsicos

e / ou qumicos que ocorrem nos seres vivos.

LEITURA COMPLEMENTAR

Propriedades gerais da matriaTodo sistema apresenta propriedades que nos permitem

classific-lo como sistema material (matria) ou como sistema

no material.

As propriedades que nos permitem classificar um sistema

como sistema material so denominadas propriedades gerais

da matria. Ou seja, so propriedades que todos os sistemas

materiais corpos apresentam. Essas propriedades so:

massa, extenso, impenetrabilidade, compressibilidade,

elasticidade, divisibilidade e inrcia.

MassaMassa a quantidade de matria que forma um corpo.

ExtensoA extenso corresponde ao espao ocupado, ao volume ou

dimenso de um corpo.

ImpenetrabilidadeA impenetrabilidade corresponde impossibilidade de dois

corpos, ao mesmo tempo, ocuparem o mesmo lugar no espao.

CompressibilidadeCompressibilidade a capacidade de reduzir o volume de um

corpo quando submetido a uma compresso.

ElasticidadeElasticidade a capacidade que os corpos slidos apresentam

de retornarem sua forma inicial, quando deixa de atuar sobre

eles uma fora que promove deformao (distoro).


7Editora Bernoulli

QU

MIC

A

DivisibilidadeDivisibilidade a qualidade que os corpos apresentam de

poderem ser divididos em pores cada vez menores, sem alterarem a sua constituio.

InrciaInrcia a capacidade que um corpo apresenta de no poder,

por si s, modificar a sua condio de movimento ou de repouso.

Propriedades especficas da matriaAs propriedades que nos permitem distinguir uma espcie

de matria de outra so denominadas propriedades especficas da matria.

As propriedades especficas podem ser propriedades fsicas, qumicas ou organolpticas.

Propriedades fsicasSo propriedades que caracterizam individualmente uma

substncia sem que haja alterao da composio dessa

substncia.

Exemplos: Temperatura de fuso, temperatura de ebulio,

densidade, solubilidade, calor especfico, etc.

Propriedades qumicasSo propriedades que caracterizam individualmente uma

substncia por meio da alterao da composio dessa substncia.

Exemplos: Decomposio trmica do carbonato de clcio, originando gs carbnico e xido de clcio; oxidao do ferro, originando a ferrugem, etc.

Propriedades organolpticasSo propriedades que impressionam um dos cinco sentidos

(olfato, viso, tato, audio e paladar).

Exemplos: Cor, sabor, odor, brilho, etc.

Propriedades funcionais da matriaAs propriedades que nos permitem agrupar substncias

por apresentarem propriedades qumicas semelhantes so denominadas propriedades funcionais da matria.

Exemplos:

cidos de Arrhenius so substncias que, em contato com metais alcalinos e alcalinoterrosos, produzem sais e gs hidrognio.

Os compostos fenlicos so neutralizados por bases fortes, produzindo fenolatos e gua.

Propriedades extensivas da matriaAs propriedades que dependem das dimenses (tamanho ou

extenso) dos corpos so denominadas extensivas.

Exemplos:

Massa e volume: duas amostras de um mesmo material de tamanhos diferentes apresentam massas e volumes

diferentes.

Outros exemplos de propriedades extensivas: quantidade de matria em mols, rea superficial, energia trmica, energia interna, entalpia, entropia, energia livre de Gibbs e corrente eltrica.

Propriedades intensivas da matriaAs propriedades que no dependem das dimenses (tamanho

ou extenso) dos corpos so denominadas intensivas.

Exemplo:

Temperatura: duas amostras de tamanhos diferentes podem apresentar a mesma temperatura.

Outros exemplos de propriedades intensivas: presso, pontos de fuso e de ebulio, concentrao (mol.L1) e viscosidade.

Algumas propriedades intensivas so derivadas (obtidas) de outras grandezas extensivas, por exemplo, a densidade.

Por definio, densidade a razo entre a massa de uma amostra e o volume ocupado por ela. Matematicamente, essa definio expressa por:

d = m

V

Como possvel duas propriedades extensivas, massa e volume, originarem uma propriedade intensiva, a densidade?

Quando dobramos a massa de uma amostra, dobramos

tambm o volume dessa amostra e, portanto, a razo m

V

permanece a mesma, independentemente dos valores

individuais de massa e de volume.

EXERCCIOS DE FIXAO

01. Os itens a seguir so relativos a este esquema em que esto representados cinco sistemas (I a V), formados por

molculas constitudas por trs tipos de tomo (A, B e C)

representados por , e , respectivamente.

I V IV IIIII

A) Qual(is) desses sistemas (so) substncia(s) pura(s)?

B) Qual(is) desses sistemas (so) mistura(s)?

C) Qual(is) desses sistemas (so) substncia(s) simples?

D) Qual(is) desses sistemas (so) substncia(s) composta(s)?

E) Qual o nmero de componentes de cada sistema?

F) Qual o nmero de elementos que entram na composio de cada sistema?

8 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 01

02. (UFRGS2007) Na temperatura de 595 C e na presso de 43,1 atm, o fsforo apresenta o seguinte

equilbrio:

P(slido, violeta) P(lquido) P(gasoso)

Esse sistema apresenta

A) 1 componente e 2 fases.

B) 1 componente e 3 fases.

C) 3 componentes e 1 fase.

D) 3 componentes e 2 fases.

E) 3 componentes e 3 fases.

03. (UNESP2008) Uma amostra de gua do Rio Tiet, que apresentava partculas em suspenso, foi submetida

a processos de purificao, obtendo-se, ao final do

tratamento, uma soluo lmpida e cristalina. Em relao

s amostras de gua antes e aps o tratamento, podemos

afirmar que correspondem, respectivamente, a

A) substncias composta e simples.

B) substncias simples e composta.

C) misturas homognea e heterognea.

D) misturas heterognea e homognea.

E) mistura heterognea e a substncia simples.

04. (UFU-MG2007) Analise os processos a seguir. Marque aquele que NO representa uma transformao qumica.

A) Oxidao de ferramenta

B) Queimada da floresta

C) Evaporao do lcool

D) Digesto de sanduche

05. (PUCPR2010) Os fenmenos a seguir so exemplos de fenmenos qumicos.

I. O vinho, que transformado em vinagre pela

ao da bactria Acetobacter acetil. O leite, que

transformado em coalhada pela a ao dos

micro-organismos Lactobacillus bulgaricus e

Streptococcus themophilus.

II. A planta captura CO2 da atmosfera e o transforma em

seiva, liberando O2.

III. O processo de digesto dos alimentos.

IV. O m atrai a limalha de ferro sob a ao magntica.

V. possvel transformar o metal cobre em fios e em lminas.

A) Apenas as assertivas I e II esto corretas.

B) Apenas a assertiva I est correta.

C) Todas as assertivas esto corretas.

D) Apenas a assertiva II est correta.

E) Apenas as assertivas I, II e III esto corretas.

EXERCCIOS PROPOSTOS01. (PUC Minas2007) Considere os experimentos

equacionados:

I. gua gs hidrognio + gs oxignio

II. Gelo gua lquida

III. Papel gs carbnico + gua

IV. Iodo(s) iodo(g)

V. Vinho vinagre

VI. Barra de ferro ferrugem

Assinale os experimentos que representam fenmenos

qumicos.

A) I, II, III e IV

B) I, III, V e VI

C) II, III, V e VI

D) I, IV, V e VI

02. (PUC Minas) Considere as seguintes proposies.

I. No existe sistema polifsico formado de vrios gases ou vapores.

II. A gua uma mistura de hidrognio e oxignio.

III. Todo sistema homogneo uma mistura homognea.

IV. Existe sistema monofsico formado por vrios slidos.

V. Todo sistema polifsico uma mistura heterognea.

So VERDADEIRAS as afirmaes

A) I, II e III.

B) I e II, apenas.

C) I e IV, apenas.

D) III, IV e V.

03. (FCMMG) Colocando-se em um frasco quantidades iguais de lcool etlico e gua destilada, teremos

A) um sistema bifsico.

B) uma soluo.

C) uma espcie qumica.

D) um sistema heterogneo.

E) uma substncia resultante.

04. (FCMMG) Considere um sistema constitudo de um copo tampado contendo uma dose de usque com gelo.

Em relao a esse sistema, assinale a alternativa

INCORRETA.

A) A gua o componente comum a todas as fases.

B) A fase slida contm, pelo menos, trs componentes.

C) A fase lquida contm, pelo menos, trs componentes.

D) A fase gasosa contm, pelo menos, trs componentes.


9Editora Bernoulli

QU

MIC

A

05. (UFAL2010) A maioria dos materiais no so nem elementos puros nem compostos puros; so misturas de

substncias mais simples. Por exemplo, um medicamento,

tal como xarope expectorante, uma mistura de vrios

ingredientes formulados para conseguir um efeito

biolgico. Um sistema constitudo por acar dissolvido

em gua, limalha de ferro, vapor-dgua e nitrognio

gasoso pode ser classificado como

A) sistema heterogneo com 4 fases e 3 componentes.

B) sistema homogneo com 4 fases e 4 componentes.

C) sistema heterogneo com 3 fases e 3 componentes.

D) sistema homogneo com 3 fases e 4 componentes.

E) sistema heterogneo com 3 fases e 4 componentes.

06. (PUC Minas2006) Assinale a afirmativa INCORRETA.

A) Todas as amostras de uma substncia pura tm a mesma composio e as mesmas propriedades.

B) Um composto uma substncia que pode ser decomposta, por meio de reaes qumicas, em substncias mais simples.

C) Um exemplo de mistura homognea a preparada pela mistura de dois lquidos como etanol e gua.

D) Um exemplo de mistura heterognea aquela preparada pela dissoluo de um slido como o cloreto de sdio em um lquido, como a gua.

07. (UEM-PR2007) INDIQUE, entre as matrias ar, sulfato de cobre (CuSO4), mercrio (Hg), arroz-doce, gasolina,

cristais de iodo (I2), madeira e gs carbnico (CO2), dois

exemplos de

A) substncias simples.

B) substncias compostas.

C) misturas homogneas.

D) misturas heterogneas.

08. (UNESP) A elevao da temperatura de um sistema produz, geralmente, alteraes que podem ser

interpretadas como sendo devidas a processos fsicos

ou qumicos.

Medicamentos, em especial na forma de solues, devem

ser mantidos em recipientes fechados e protegidos do

calor para que se evite

I. a evaporao de um ou mais de seus componentes;

II. a decomposio e consequente diminuio da

quantidade do composto que constitui o princpio ativo;

III. a formao de compostos indesejveis ou

potencialmente prejudiciais sade.

A cada um desses processos (I), (II) e (III) corresponde

um tipo de transformao classificada, respectivamente,

como

A) fsica, fsica e qumica.

B) fsica, qumica e qumica.

C) qumica, fsica e fsica.

D) qumica, fsica e qumica.

E) qumica, qumica e fsica.

09. (PUCPR) Os sistemas naturais mantm parte de sua regulao por meio do desencadeamento de fenmenos fsicos e qumicos.

Qual das situaes a seguir corresponde a um fenmeno

qumico?

A) Decomposio da matria orgnica

B) Evaporao das guas de um lago

C) Chuva

D) Orvalho

E) Eroso

10. (PUC Minas2007) Considere os fatos representados a seguir:

1. Um pedao de isopor flutuando na gua.

2. O acar se tornando caramelo quando aquecido

acima do seu ponto de fuso.

3. O ferro se dissolvendo em cido clordrico com

liberao de gs.

4. Um sal se dissolvendo quando colocado em um copo

com gua quente.

5. Um prego sendo atrado por um m.

So fenmenos qumicos

A) 3 e 4. B) 1, 3 e 5. C) 2 e 3. D) 2 e 4.

11. (UFV-MG) Analise os itens seguintes:I. Aquecimento de uma mistura de gua e sal de cozinha

at a secura.

II. Fermentao do caldo de cana.

III. Adio de um comprimido efervescente em gua,

provocando a liberao de um gs.

IV. Digesto dos alimentos.

V. Adio de lcool em gua.

So fenmenos qumicos apenas aqueles representados

pelos itens

A) II, III e IV. C) II, III e V. E) III, IV e V.

B) I, II e III. D) I, III e V.

12. (EFEI-MG) Quando uma substncia muda de tamanho, forma, aparncia ou volume, sem alterar sua composio,

temos um fenmeno

A) fsico.

B) qumico.

C) nuclear.

D) Todas as alternativas anteriores esto corretas.

10 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 01

GABARITO

Fixao01. A) I e II

B) III, IV e V

C) II

D) I

E) I) 1; II) 1; III) 3; IV) 3; V) 2

F) I) 2; II) 1; III) 2; IV) 2; V) 3

02. B

03. D

04. C

05. E

Propostos

01. B

02. C

03. B

04. B

05. E

06. D

07. A) Hg e I2

B) CuSO4 e CO2

C) Ar e gasolina

D) Arroz-doce e madeira

08. B

09. A

10. C

11. A

12. A

Seo Enem01. E

02. E

SEO ENEM

01. Por que as crianas de peito no devem comer salsichas?

O nitrato de potssio (KNO3), isto , o salitre, assim utilizado empiricamente desde a Idade Mdia, talvez at desde Roma. Em 1891, o bilogo M. Polenski mostrou que, na carne, bactrias o transformam em nitrito (NO2

). Em 1929, observou-se que os nitritos inibem o desenvolvimento de bactrias. A descrio hoje est completa: a salgao, com o emprego do salitre, um procedimento de conservao eficaz, porque os ons nitrato (NO3

) do salitre so transformados em ons nitrito, que matam as bactrias.

Os nitritos reagem e formam nitrosaminas cancergenas.

As crianas de peito, sobretudo, no devem absorver nitritos,

pois tais compostos so oxidantes: eles transformam a

hemoglobina do sangue em meta-hemoglobina, que no

transporta mais o oxignio (O2). Os adultos possuem

uma enzima chamada meta-hemoglobina reductase,

que retransforma a meta-hemoglobina em hemoglobina,

no entanto os bebs que mamam devem esperar antes de

se entregarem s salsichas, carnes-secas, etc., pois ainda

no tm a enzima de proteo.

THIS, Herv. Um cientista na cozinha. Ed. tica.

Considerando-se as informaes do texto, conclui-se que

A) as bactrias, ao transformarem nitrato em nitrito, esto realizando um fenmeno fsico.

B) a retransformao de meta-hemoglobina em hemoglobina corresponde a um fenmeno nuclear.

C) o sangue um sistema puro.

D) o salitre uma mistura heterognea.

E) o texto apresenta uma substncia simples.

02. Muitos defendem a hiptese de que o homem descobriu o ferro no Perodo Neoltico (Idade da Pedra Polida),

por volta de 6000 a 4000 anos a.C. Ele teria surgido por

acaso, quando pedras de minrio de ferro usadas para

proteger uma fogueira, aps aquecidas, se transformaram

em bolinhas brilhantes.

Disponvel em: . Acesso em: 07 out. 2010.

O processo de obteno do ferro no Perodo Neoltico

A) envolvia o aquecimento de um sistema formado por um nico tipo de elemento qumico.

B) formava um material com as mesmas propriedades do que o minrio de ferro original.

C) convertia ferro no estado slido, denominado minrio de ferro, em ferro lquido brilhante.

D) atualmente explicado: o calor da fogueira havia quebrado as pedras e derretido o minrio.

E) corresponde a um processo de rearranjo atmico que origina uma substncia simples.

11Editora Bernoulli

MDULO

ESTADOS FSICOSNa natureza, a matria pode apresentar-se em trs

estados fsicos: slido, lquido e gasoso.

Estados fsicos da gua

lquido

gasoso slido

O estado slidoNo estado slido, as partculas que o formam esto bem

prximas umas das outras, formando redes (conjunto de partculas que esto conectadas umas as outras) de longa extenso. Essas partculas possuem apenas movimento vibracional (oscilam entorno de um ponto de equilbrio), o que confere a esse estado forma e volume definidos, bem como alta organizao.

No estado slido, as partculas vibram com baixas velocidades, possuindo assim, baixa energia cintica. Como as foras de atrao entre as partculas so altas, esse o estado de menor energia interna.

Esquema:

O estado lquidoNo estado lquido, as partculas esto um pouco mais

afastadas do que no estado slido, efetuando movimentos vibracionais, rotacionais e translacionais de curto alcance velocidade e energia cintica medianas.

A presena de movimentos translacionais confere ao estado lquido forma varivel. A grande proximidade entre as partculas torna um lquido praticamente incompressvel, pois necessria uma presso muito elevada para produzir uma reduo de volume muito pequena.

Como a energia cintica e as foras de atrao entre essas partculas so medianas, o estado lquido apresenta energia interna mediana.

Esquema:

O estado gasosoAs partculas que formam o estado gasoso esto

totalmente afastadas e apresentam grande movimentao (tm movimento vibracional, rotacional e translacional).

As foras de atrao entre suas partculas so baixas, conferindo a esse estado um alto grau de desordem, pois uma partcula se movimenta independentemente de suas vizinhas.

O estado gasoso bastante diferente dos demais, possuindo forma e volume variveis; os gases tomam a forma e o volume do recipiente que os contm. Um sistema gasoso apresenta altas compressibilidade e dilatabilidade, porque suas partculas esto distantes e podem ser aproximadas ou afastadas com facilidade.

Praticamente toda a energia das partculas gasosas energia cintica, pois as foras de atrao entre suas partculas so baixas. Contudo, a energia interna do estado gasoso maior que a dos estados slido e lquido.

Esquema:

O estado gasoso dividido em duas fases, a fase vapor e a fase gs. Apenas o vapor pode ser transformado em lquido pelo aumento da presso do sistema sob temperatura constante.

QUMICA FRENTEMudanas de estado fsico e densidade

02 A

12 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

MUDANAS DE ESTADO FSICOOs trs estados fsicos podem ser convertidos uns nos

outros, simplesmente aquecendo-os ou resfriando-os ou, ainda, alterando a presso do sistema.

ELEVAO DA TEMPERATURA (aquecimento)

DIMINUIO DA TEMPERATURA (resfriamento)

sublimao

ressublimao

)))

fuso

solidificao

vaporizao

liquefaoou

condensaoslido lquido gasoso

As mudanas de estado fsico fuso, vaporizao e sublimao ocorrem com ruptura de interaes atrativas entre as partculas. J as mudanas de estado fsico solidificao, liquefao ou condensao e ressublimao ocorrem com a formao de interaes atrativas entre as partculas.

OBSERVAES

1. Liquefao o processo de transformao do gs para o lquido, enquanto a condensao o processo de transformao do vapor para o lquido.

2. O iodo um slido de cor marrom avioletado que, ao ser aquecido, passa diretamente do estado slido para o estado gasoso (sublimao). Porm, se recolhermos esse gs em uma superfcie fria, o iodo retornar ao estado slido, o que caracteriza a ressublimao ou a sublimao apenas (G S).

3. A vaporizao pode ser dividida em:

Evaporao: um processo natural, lento e espontneo, temperatura ambiente. Nesse processo, a temperatura do lquido inferior sua temperatura de ebulio.

Exemplo: Uma roupa no varal seca, pois a gua nela contida evapora.

Ebulio: Processo rpido e, normalmente, no espontneo para as substncias na fase lquida, temperatura e presso ambientes. Ocorre em toda massa lquida, com a formao e desprendimento de bolhas.

Exemplo: gua lquida necessita de aquecimento para passar ao estado de vapor (ferver).

Calefao: o processo de ebulio realizado sob aquecimento excessivo. Nesse processo, a temperatura do lquido superior temperatura de ebulio.

Exemplo: Uma gota-dgua sendo jogada em uma panela muito quente.

4. Alguns autores denominam a ressublimao de sublimao inversa ou simplesmente sublimao.

Temperaturas de mudana de estado

A) Temperatura de fuso (T.F.)

a temperatura em que uma amostra passa do estado slido para o estado lquido.

Exemplo: Ao nvel do mar, a gua entra em fuso a 0 C.

B) Temperatura de ebulio (T.E.)

a temperatura em que uma amostra faz a transio entre o estado lquido e o gasoso.

Exemplo: Ao nvel do mar, a gua entra em ebulio a 100 C.

Voc deve estar se perguntando: por que ao nvel do mar? Porque as T.F. e T.E. so alteradas com o aumento da altitude.

Exemplo: Belo Horizonte est a 900 m acima do nvel do mar, e, assim, a T.E. da gua 98,5 C, e no 100 C, como em Vitria-ES, que se encontra no nvel do mar.

Conhecendo as T.F. e T.E. de uma substncia, sabemos qual o seu estado fsico na temperatura ambiente e em qualquer outra temperatura.

Chamando de T.A. a temperatura ambiente, temos:

T.A. < T.F. < T.E. slido

T.F. < T.A. < T.E. lquido

T.F. < T.E. < T.A. gasoso

CURVAS DE AQUECIMENTOUma curva de aquecimento um grfico de temperatura

versus tempo. Pela sua anlise, podemos diferenciar as substncias puras das misturas.

Ao aquecermos, ao nvel do mar, um cubo de gelo, verificamos que a 0 C ele comea a derreter, e, enquanto existir um pedao de gelo, por mnimo que seja, a temperatura permanece constante. Se continuarmos a aquecer at 100 C, a gua lquida comea a se transformar em vapor, e, tambm nesse ponto, a temperatura permanecer constante enquanto existir uma gota do lquido. Dessa forma, dizemos que uma substncia pura possui T.F. e T.E. constantes, o que no acontece se aquecermos uma mistura.

Curva de aquecimento de uma substncia pura

T / C

Tempo / min

T.E.

T.F.

v

ss +

+ v

s = fase slida = fase lquidav = fase vapor

No caso particular da gua: T.F. = 0 C e T.E. = 100 C

Mudanas de estado fsico e densidade

13Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Curva de aquecimento de uma soluo

fuso

ebulio

t4t3

t2t1

T / C

Tempo / min.

s

v

s +

+ v

t1 = temperatura no incio da fuso

t2 = temperatura no final da fuso

t3 = temperatura no incio da ebulio

t4 = temperatura no final da ebulio

O intervalo de fuso dessa mistura variou da temperatura t1 at a temperatura t2, e o intervalo de ebulio da temperatura t3, at a temperatura t4.

Mistura azeotrpica uma mistura especial que possui a T.E. constante;

porm, a T.F. varivel.

Exemplo: 96% lcool e 4% de gua.

Curva de aquecimento de uma mistura azeotrpica

T / C

T.E.

A

B

C

D E

Tempo / min.

B = incio da fuso

C = trmino da fuso

D = E = temperatura de ebulio

Verificamos que a temperatura de ebulio da mistura permaneceu constante, enquanto houve uma variao em sua temperatura de fuso.

Mistura euttica uma mistura especial que possui a T.F. constante; porm,

a T.E. varivel.

Exemplo: Liga metlica de Pb / Sb, 88% chumbo e 12% antimnio.

Curva de aquecimento de uma mistura euttica

T / C

T.F.

A

B C

DE

Tempo / min.

B = C = temperatura de fuso

D = incio da ebulio

E = trmino da ebulio

Verificamos que a temperatura de fuso da mistura permaneceu constante, enquanto houve uma variao em sua temperatura de ebulio.

OBSERVAO

Uma mistura no poder ser azeotrpica e euttica

ao mesmo tempo.

DIAGRAMAS DE FASESAs curvas de aquecimento permitem prever o estado

fsico mais estvel de um material em qualquer temperatura a uma dada presso, geralmente 1 atm. Os diagramas de fases permitem conhecer a fase termodinamicamente mais estvel de uma substncia pura em qualquer condio de temperatura e de presso. As curvas que separam as regies correspondentes a essas fases so denominadas curvas de equilbrio, e mostram os valores de presso e de temperatura nos quais as duas fases coexistem em equilbrio.

Para melhor interpretao dos diagramas de fases, definiremos ponto triplo, ponto crtico e fluido supercrtico.

P3 Ponto triplo: Ponto que indica as condies de presso e temperatura para que no sistema coexistam as fases slida, lquida e gasosa, em equilbrio.

PC Ponto crtico: Ponto que indica os valores de presso e de temperatura crticos. Um sistema que apresenta os valores de presso e de temperatura acima dos valores do ponto crtico denominado fluido supercrtico.

Quando aquecemos um lquido, ocorrem dois processos:

A) Aumento da vaporizao do lquido, o que aumenta a quantidade de vapor acima de sua superfcie. Isto corresponde a um aumento da densidade da fase gasosa.

B) Dilatao do lquido, o que aumenta o volume do lquido, diminuindo a sua densidade.

14 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

Quando as fases lquida e gasosa, em equilbrio, apresentam a mesma densidade, formando um sistema homogneo, no sendo mais possvel a distino entre as duas fases, ocorre a formao do fluido supercrtico.

Temperatura crtica a temperatura acima da qual uma substncia no pode existir como um lquido, independentemente do valor da presso. A presso de vapor de um lquido na temperatura crtica denominada presso crtica.

Diagrama de fases da gua

Presso / atm

lquido

gs

vapor

P3 = ponto triplo

T.F. = temperatura de fuso normal

T.E. = temperatura de ebulio normal

PC = ponto crtico

Temperatura / C

218,30

1,00

0,006

0 0,01 100,0 374,0

slido

T.E.

PC

P3

T.F.

fluidosupercrtico

Diagrama de fases do dixido de carbono

Presso / atm

lquido

gs

fluidosupercrtico

P3 = ponto triplo

P.S. = temperatura de sublimao normal

PC = ponto crtico

vapor

Temperatura / K

5,1

1,0

72,9

218,8 304,2194,7

slido

PC

P3

P.S.

OBSERVAES

1. A gua apresenta um comportamento anmalo. Quando aumentamos a presso, sua temperatura de fuso diminui.

2. A fase vapor existe em temperaturas mais baixas que a temperatura crtica, enquanto o gs existe em temperaturas acima desta, ambas abaixo da presso crtica.

DENSIDADE o quociente entre a massa de um corpo e o volume por

ele ocupado.

densidade = massavolume

Em geral, sistemas diferentes que ocupam o mesmo volume apresentam massas diferentes. Por exemplo, um certo volume de chumbo possui maior massa que o mesmo volume de madeira. Dizemos, ento, que o chumbo mais denso que a madeira.

Quando medimos a densidade de uma mistura, verificamos que a mesma varia em funo de sua constituio. A densidade de uma substncia pura sempre constante, a uma dada temperatura.

O grfico a seguir representa a variao da densidade da gua e do tetraclorometano com a temperatura. Note que o gelo menos compacto que a gua no seu ponto de congelamento, e que a gua tem sua densidade mxima a 4 C.

20 0 +4Temperatura / C

Den

sidad

e

tetraclorometano

gua

COMO DIFERENCIAR UMA SUBSTNCIA PURA DE UMA MISTURA?

Substncia pura todo material que se caracteriza por apresentar

composio fixa;

propriedades constantes, tais como, densidade, temperatura de fuso, temperatura de ebulio, etc.


15Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Exemplo: gua (pura).

gua

Composio 11,11% de H e 88,89% de O (em massa)

T.F. 0 C (1 atm)

T.E. 100 C (1 atm)

Densidade 1 g.mL1 (4 C)

Dessa forma, iremos utilizar tais propriedades para diferenciar um sistema puro de uma mistura.

Assim, no existe gua (pura) com composio diferente de 11,11% de H e 88,89% de O, em massa.

Por outro lado, no existe gua (pura) com T.F., T.E. e densidade diferentes das mencionadas anteriormente (nas mesmas condies).

Como as substncias puras tm densidade, T.F., T.E. e outras propriedades invariveis, essas propriedades so usadas na prtica para verificar se um dado material substncia pura ou no. Assim, para verificar se uma amostra de gua pura, podemos determinar a sua densidade (1 g.mL1, a 4 C) ou a sua T.F. (0 C, a 1 atm) ou a sua T.E. (100 C, a 1 atm). Se os valores encontrados experimentalmente forem iguais aos mencionados anteriormente, conclumos que a amostra de substncia pura, caso contrrio, a amostra no de gua pura.

EXERCCIOS DE FIXAO01. (UnB-DF) Considere quantidades iguais de gua nos

trs estados fsicos (s = slido; = lquido; g = gasoso)

relacionados no esquema a seguir:

gua () gua (g)

I

II III

IV V

gua (s) / gelo

Julgue os itens.

( ) O processo I denominado condensao.

( ) O processo II envolve absoro de energia.

( ) O processo III acompanhado por uma diminuio de densidade.

( ) O processo IV denominado vaporizao.

( ) Um aumento de presso sob temperatura constante provocaria igual decrscimo de volume de gua lquida e gasosa.

( ) O vapor-dgua est em um estado menos energtico do que a gua lquida e slida.

02. (ENADE) A densidade dos fluidos supercrticos da mesma ordem de grandeza da densidade dos lquidos, enquanto

sua viscosidade e sua difusibilidade so maiores que a

dos gases, porm menores que a dos lquidos. bastante

promissora a substituio de solventes orgnicos por CO2

supercrtico em extraes. O ponto triplo no diagrama

de fases do CO2, bem como sua regio supercrtica, so

apresentados no diagrama mostrado a seguir:

slido lquido

gs

fluido supercrticopc 73

Tc 31

p / atm

T / C

Considerando as informaes contidas no diagrama de

fases do CO2, analise as afirmaes a seguir:

I. As fases slida, lquida e gasosa encontram-se em

equilbrio no ponto triplo.

II. As fases lquida e gasosa encontram-se em equilbrio

na regio supercrtica.

III. Em temperaturas acima de 31 C, no ser possvel

liquefazer o CO2 supercrtico por compresso.

IV. Em presses acima de 73 atm, o CO2 s ser

encontrado no estado slido.

So CORRETAS apenas as afirmaes

A) I e II. C) I e IV. E) II e IV.

B) I e III. D) II e III.

03. (UFMG) A tabela a seguir contm propriedades de algumas substncias.

Substncia T.F. / C T.E. / C d / g.mL1 Solubilidade em gua

Glicerina 20 290 1,26 muito solvel

Eugenol 7,5 253 1,07 insolvel

Etanotiol 144 35 0,839 pouco solvel

Com base nos dados da tabela, possvel concluir que

todas as alternativas a seguir esto corretas, EXCETO

A) A mistura eugenol-glicerina pode ser separada por adio de gua.

B) Numa mistura de gua e glicerina, a gua o sobrenadante.

C) Um litro de glicerina pesa tanto quanto 1,26 litro de gua.

D) O etanotiol um lquido mais voltil do que a gua.

E) Num dia muito frio, a glicerina um slido.

16 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

04. (Unicamp-SP2008) Depois das 19 horas, os convidados comearam a chegar. Dina os recepcionava no bar, onde

havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo

seco. Dina bradava aos quatro cantos: Isto faz a festa

tornar-se mais qumica, j que esses slidos sero usados

para resfriar as bebidas! Para cada bebida, Estrondosa

escolhia o slido mais apropriado. Curiosamente, algum

pediu duas doses iguais de usque, uma com gelo e outra

com gelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e

no consumiu as bebidas. Passado um certo tempo, um

colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a sabichona de antigamente, e foi logo perguntando:

A) Esses slidos, quando colocados nas bebidas, sofrem transformaes. Que nomes so dados para essas duas transformaes? E por que essas transformaes fazem com que as bebidas se resfriem?

B) Dina, veja essas figuras e pense naqueles dois copos de usque que nosso amigo no bebeu. Qual copo, da situao inicial, corresponde ao copo da situao final? Em algum dos copos, a concentrao final de lcool ficou diferente da concentrao inicial? Por qu?

Observao: Considerar as figuras para responder ao item B.

situao inicial

x y

situao final

c d

05. (UEL-PR) Propriedades fsicas como densidade, ponto de fuso e ponto de ebulio so importantes para identificar e diferenciar quando um sistema composto de uma substncia pura ou por uma mistura. Analise os grficos a seguir, que representam mudanas de estado fsico.

vapor

lquido

Grfico A Grfico B

T1

T2

slido0 Tempo

Tem

pera

tura vapor

lquido

T1T1

T2

slido0 Tempo

Tem

pera

tura

Em relao s mudanas de estado fsico, CORRETO afirmar:

A) O segmento T1T1 no grfico B caracteriza uma substncia pura.

B) O grfico A representa a mudana de estado fsico de uma mistura euttica.

C) O grfico B representa a mudana de estado fsico de uma mistura azeotrpica.

D) O grfico A representa a mudana de estado fsico de uma mistura trifsica.

E) O grfico B representa a mudana de estado fsico de uma mistura que apresenta ponto de ebulio no definido.

EXERCCIOS PROPOSTOS01. (PUC Minas2006) Qual dos seguintes estados o mais

desordenado?

A) Gs prximo temperatura de condensao.

B) Lquido prximo ao ponto de ebulio.

C) Slido prximo ao ponto de fuso.

D) Lquido prximo ao ponto de congelao.

02. (Unicamp-SP) A figura a seguir mostra o esquema de um processo usado para a obteno de gua potvel a partir de gua salobra (que contm alta concentrao de sais). Este aparelho improvisado usado em regies desrticas.

plstico transparente

Sol

pedras

gua potvelgua salobra

solo

A) Que mudanas de estado ocorrem com a gua, dentro do aparelho?

B) Onde, dentro do aparelho, ocorrem essas mudanas?

C) Qual dessas mudanas absorve energia, e de onde esta energia provm?

03. (UFF-RJ2008) Joseph Cory, do Instituto Technion de Israel, montou um equipamento que consiste em uma srie de painis plsticos que coletam o orvalho noturno e o armazenam num depsito situado na base do coletor. Um coletor de 30 m2 captura at 48 L de gua potvel por dia. Dependendo do nmero de coletores, possvel produzir H2O suficiente para comunidades que vivem em lugares muito secos ou em reas poludas. A inspirao de Joseph foi baseada nas folhas das plantas, as quais possuem uma superfcie natural de coleta do orvalho noturno.

CORRETO afirmar que a formao do orvalho resulta de

I. uma mudana de estado fsico chamada condensao.

II. uma transformao qumica chamada sublimao.

III. uma transformao fsico-qumica denominada oxirreduo.

IV. uma transformao qumica chamada vaporizao.

V. uma mudana de estado fsico chamada sublimao.

Est(o) CORRETA(S) a(s) afirmativa(s)

A) I, II e IV, apenas. D) V, apenas.

B) I e III, apenas. E) II e IV, apenas.

C) I, apenas.


17Editora Bernoulli

QU

MIC

A

04. (UFMG) A figura representa um sistema constitudo de gua em ebulio.

Todas as seguintes afirmativas relacionadas situao

representada esto corretas, EXCETO

A) A vaporizao um processo endotrmico.

B) As bolhas formadas no interior do lquido so

constitudas de vapor-dgua.

C) O sistema apresenta gua lquida em equilbrio com

vapor-dgua.

D) Um grande nmero de molculas est passando do

estado lquido para o gasoso.

05. (Unimontes-MG2006) O ciclo hidrolgico a seguir representa, de forma simplificada, como a gua se

movimenta de um meio para outro na Terra, por meio de

mecanismos, como precipitao, escoamento superficial,

infiltrao e evapotranspirao.

precipitao

escoamentosuperficial

infiltrao

lenol-dguagua subterrnea

rioslagos

evaporao

transpirao

evaporao

oceano

i

Em relao aos mecanismos de transferncia de gua,

est INCORRETO:

A) A precipitao forma-se a partir da condensao dos

vapores de gua na forma de gotculas.

B) A transferncia de gua superficial do estado lquido

para o gasoso independe da temperatura.

C) A quantidade de gua que escoa superficialmente

depende da capacidade de infiltrao do solo.

D) A alimentao dos rios em perodos secos favorecida

quando o solo coberto com vegetao.

06. (UFSM-RS) Para acelerar o processo de evaporao na secagem de gros, utiliza-se um jato de ar a uma

temperatura mais elevada do que a do meio ambiente.

Ento, sobre o processo de evaporao, possvel afirmar.

I. Ocorre a qualquer temperatura e tanto mais rpido

quanto mais elevada a temperatura do lquido.

II. Fica mais rpido se o vapor do lquido removido das

proximidades do lquido restante.

III. A quantidade de lquido evaporada por unidade de

tempo independe da rea da superfcie livre do lquido.

Est(o) CORRETA(S)

A) apenas I. D) apenas II e III.

B) apenas I e II. E) I, II e III.

C) apenas III.

07. (UFJF-MG) Atualmente, comum encontrar, nas prateleiras de supermercados, alimentos desidratados,

isto , isentos de gua em sua composio. O processo

utilizado na desidratao dos alimentos a liofilizao.

A liofilizao consiste em congelar o alimento a uma

temperatura de 197 C e depois submeter o alimento

congelado a presses muito baixas. Na temperatura

de 197 C, a gua contida no alimento encontra-se

no estado slido e, com o abaixamento de presso,

passa diretamente para o estado de vapor, sendo ento

eliminada. Assinale a afirmao CORRETA.

A) No processo de liofilizao, a gua passa por uma transformao qumica, produzindo H2 e O2, que so gases.

B) No processo de liofilizao, a gua passa por um processo fsico conhecido como evaporao.

C) No processo de liofilizao, o alimento sofre decomposio, perdendo gua.

D) No processo de liofilizao, a gua sofre decomposio.

E) No processo de liofilizao, a gua passa por uma

transformao fsica denominada sublimao.

08. (PUC Minas2007) Considere o quadro a seguir, que apresenta algumas substncias e suas respectivas temperaturas de

fuso (T.F.) e de ebulio (T.E.), ao nvel do mar.

Substncia T.F. / C T.E. / C

gua 0 100,0

Clorofrmio 63,0 62,3

Hidrxido de sdio 318,6 1 389,0

cido actico 16,7 118,1

Considerando-se esses dados, INCORRETO afirmar:

A) O clorofrmio a 70 C gasoso.

B) A 85 C, o hidrxido de sdio slido.

C) A 25 C, duas das substncias so lquidas.

D) A substncia mais voltil o clorofrmio.

18 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

09. (Fatec-SP2006) Duas amostras de naftalina, uma de 20,0 g (amostra A) e outra de 40,0 g (amostra B),

foram colocadas em tubos de ensaio separados, para

serem submetidas fuso. Ambas as amostras foram

aquecidas por uma mesma fonte de calor. No decorrer do

aquecimento de cada uma delas, as temperaturas foram

anotadas de 30 em 30 segundos.

Um estudante, considerando tal procedimento, fez as

seguintes previses:

I. A fuso da amostra A deve ocorrer a temperatura

mais baixa do que a da amostra B.

II. A temperatura de fuso da amostra B deve ser o dobro

da temperatura de fuso da amostra A.

III. A amostra A alcanar a temperatura de fuso num

tempo menor que a amostra B.

IV. Ambas as amostras devem entrar em fuso mesma

temperatura.

CORRETO o que se afirma apenas em

A) I.

B) II.

C) III.

D) II e III.

E) III e IV.

10. (UFU-MG2008) O grfico a seguir representa a curva de aquecimento de uma substncia presso constante de

1 atm.

Tem

per

atura

/ G

raus

Cel

sius

Tempo / minutos0

0

50

4540

35

30

25

20

15

10

5

108642

ED

C

B

A

Pede-se:

A) Quais so os estados fsicos dessa substncia indicados pelas letras A, C e E?

B) EXPLIQUE o fenmeno que ocorre na regio indicada pela letra D.

C) Qual o ponto de ebulio dessa substncia em C?

D) Qual o intervalo de temperatura em C no qual estar o ponto de fuso dessa substncia?

11. (UFMT) Os grficos I e II representam, respectivamente, o processo de aquecimento e o de resfriamento da

amostra de um lquido.

I Tempo / minuto

Temperatura / C

0

20

60

II Tempo / minuto

Temperatura / C

08

20

Com base na anlise dos grficos, pode-se concluir que

A) trata-se de uma mistura de duas substncias.

B) a 8 C a amostra coexiste nos estados fsicos lquido e slido.

C) o ponto de ebulio do lquido 20 C.

D) a 0 C a amostra encontra-se no estado lquido.

E) ocorrendo variao da presso atmosfrica, o grfico I permanecer inalterado.

12. (UFAC2010) O grfico a seguir mostra a curva de aquecimento para o clorofrmio, usualmente utilizado

como solvente para lipdeos.

100

60

20

20

60

100

T / C

A

B

C

D E

t / min.

Analisando a curva, observa-se que: (a) a temperatura de fuso; (b) a temperatura de ebulio; (c) o estado fsico do clorofrmio nos segmentos A e D, so respectivamente

A) 60 C, 60 C, slido e gs.

B) 60 C, 60 C, slido e lquido.

C) 60 C, 60 C, slido e mudana de lquido para gs.

D) 60 C, 60 C, lquido e gs.

E) 60 C, 60 C, lquido e mudana de lquido para gs.


19Editora Bernoulli

QU

MIC

A

13. (FUVEST-SP) Acredita-se que os cometas sejam bolas de gelo que, ao se aproximarem do Sol, volatilizam

parcialmente baixa presso do espao. Qual das flechas

do diagrama a seguir corresponde transformao citada?

Temperatura

de

b

a

c

H2O (slido)

H2O (gs)

H2O (lquido)

Pres

so

14. (UnB-DF) O grfico a seguir mostra o diagrama de fases para a gua.

p /

mm

Hg

760

4,579

0,00980 100 T / C

solid

ific

ao

ebuli

o

guaslida

gua vapor

sublimao

Julgue os itens seguintes:

( ) No ponto triplo, as fases da gua slida, lquida e gasosa coexistem em equilbrio.

( ) Para presses aba ixo de 4,579 mmHg e para temperaturas superiores a 0,01 C, a gua encontra-se na fase lquida.

( ) O aumento da temperatura acarreta a diminuio na presso de vapor da gua.

( ) A vaporizao um processo exotrmico.

( ) Em madrugadas frias, o vapor-dgua presente na atmosfera liquefaz-se, formando gotculas de gua que constituem o orvalho. Na transformao de vapor-dgua em orvalho, ocorre formao de ligaes intermoleculares.

15. (Unicamp-SP) Dois frascos idnticos esto esquematizados a seguir. Um deles contm uma certa massa de gua (H2O)

e o outro, a mesma massa de lcool (CH3CH2OH).

A B

Usando-se uma bolinha de densidade adequada, fez-se

o seguinte experimento.

lcoolgua

A) Qual das substncias est no frasco A e qual est no

frasco B? JUSTIFIQUE sua resposta.

B) Considerando a massa das substncias contidas nos

frascos A e B, qual contm maior quantidade de

tomos? EXPLIQUE sua resposta.

16. (UFMG) Os desenhos a seguir ilustram experincias em que medidores de densidade, de caractersticas iguais,

foram mergulhados em provetas contendo 100 mL de

trs lquidos mantidos mesma temperatura.

Densidades: lcool = 0,80 g.cm3; gua= 1,0 g.cm3;

tetracloreto de carbono = 1,6 g.cm3

IIIIII

Com relao s experincias descritas, a afirmativa CERTA :

A) A proveta III contm tetracloreto de carbono.

B) O lquido na proveta III tem massa duas vezes maior

do que a do lquido na proveta I.

C) A posio de cada densmetro ser a mesma numa

outra temperatura.

D) 50 cm3 de qualquer um dos trs lquidos tm a metade

da massa correspondente a 100 cm3.

E) A adio de acar proveta com gua provoca o

afundamento do densmetro.

20 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

17. (FUVEST-SP) Qual dos seguintes procedimentos o mais indicado quando se quer distinguir entre uma poro de

gua destilada e uma soluo de gua aucarada, sem

experimentar o gosto?

A) Filtrar os lquidos.

B) Determinar a densidade.

C) Medir a condutividade eltrica.

D) Usar papel tornassol.

E) Decantar os lquidos.

18. (UFMG2006) Dois recipientes abertos contm: um, gua pura (I) e, o outro, gua salgada (II). Esses dois lquidos

so aquecidos at a ebulio e, a partir desse momento,

mede-se a temperatura do vapor desprendido.

Considerando essas informaes, assinale a alternativa

cujo grfico MELHOR representa o comportamento da

temperatura em funo do tempo durante a ebulio.

Temperatura

I

II

Tempo

Temperatura

Tempo

Temperatura

Tempo

Temperatura

II

I

Tempo

A)

B)

C)

D)

I

II

II

I

19. (FMTM-MG) Uma amostra de um slido branco foi colocada em um tubo de ensaio e, durante seu

aquecimento, observou-se a formao de um lquido.

A seguir, o tubo foi colocado em um recipiente com gua

e com gelo, e foi novamente aquecido at ficar vazio.

A temperatura da amostra foi medida em intervalos de

tempos iguais, e os dados obtidos foram utilizados para

construir o diagrama a seguir:

8070605040302010

T / C

0 2010 12 14 16 18 2422 t / min8642

Pelo estudo do diagrama, pode-se afirmar que ele

representa as curvas de aquecimento e de resfriamento

de uma

A) mistura homognea.

B) mistura heterognea.

C) mistura azeotrpica.

D) substncia pura.

E) mistura euttica.

20. (UFSCar-SP2006) Considere os seguintes dados obtidos sobre propriedades de amostras de alguns materiais.

MatriaMassa /

g

Volume /

mL, a

20 C

Temperatura

de fuso /

C

Temperatura

de ebulio /

C

X 115 100 80 218

Y 174 100 650 1 120

Z 0,13 100 219 183

T 74 100 57 a 51 115 a 120

W 100 100 0 100

Com respeito a esses materiais, pode-se afirmar que

A) a 20 C, os materiais X e Y esto no estado lquido.

B) a 20 C, apenas o material Z est no estado gasoso.

C) os materiais Z, T e W so substncias.

D) os materiais Y e T so misturas.

E) se o material Y no for solvel em W, ento ele dever

flutuar se for adicionado a um recipiente contendo o

material W, ambos a 20 C.


21Editora Bernoulli

QU

MIC

A

SEO ENEM

01. (Enem-2009) O ciclo da gua fundamental para a preservao da vida no planeta. As condies climticas

da Terra permitem que a gua sofra mudanas de fase,

e a compreenso dessas transformaes fundamental

para se entender o ciclo hidrolgico. Numa dessas

mudanas, a gua ou a umidade da terra absorve o

calor do Sol e dos arredores. Quando j foi absorvido

calor suficiente, algumas das molculas do lquido podem

ter energia necessria para comear a subir para a

atmosfera.

Disponvel em: http://www.keroagua.blogspot.com.

Acesso em: 30 mar. 2009 (Adaptao).

A transformao mencionada no texto a

A) fuso.

B) liquefao.

C) evaporao.

D) solidificao.

E) condensao.

02. (Enem1999) Segundo o poeta Carlos Drummond de Andrade, a gua um projeto de viver. Nada mais

correto, se levarmos em conta que toda gua com

que convivemos carrega, alm do puro e simples H2O,

muitas outras substncias nela dissolvidas ou em

suspenso. Assim, o ciclo da gua, alm da prpria

gua, tambm promove o transporte e a redistribuio

de um grande conjunto de substncias relacionadas

dinmica da vida.

No ciclo da gua, a evaporao um processo muito

especial, j que apenas molculas de H2O passam

para o estado gasoso. Desse ponto de vista, uma das

consequncias da evaporao pode ser

A) a formao da chuva cida, em regies poludas, a

partir de quantidades muito pequenas de substncias

cidas evaporadas juntamente com a gua.

B) a perda de sais minerais, no solo, que so evaporados

juntamente com a gua.

C) o aumento, nos campos irrigados, da concentrao

de sais minerais na gua presente no solo.

D) a perda, nas plantas, de substncias indispensveis

manuteno da vida vegetal, por meio da

respirao.

E) a diminuio, nos oceanos, da salinidade das camadas

de gua mais prximas da superfcie.

03. Sob a ampla denominao genrica de vidros ou de corpos vtreos, est compreendida uma grande variedade

de substncias que, embora temperatura ambiente

tenham a aparncia de corpos slidos proporcionada

por sua rigidez mecnica, no podem se considerar

como tais, j que carecem da estrutura cristalina

que caracteriza e define o estado slido. Se pela

estabilidade de sua forma os vidros podem assimilar-se

a slidos, do ponto de vista estrutural, suas semelhanas

so muito menos evidentes. Este fato que constitui uma

limitao para incluir os vidros entre os slidos, por outro

lado resulta insuficiente para autorizar a aceit-los como

lquidos, ainda que possa justificar a designao de lquidos

de viscosidade infinita, que em muitas vezes aplicado.

AKERMAN, Mauro. Natureza, estrutura e propriedades do vidro.

CETEV, 2000.

A figura a seguir representa a variao de volume de

uma massa fixa de um determinado material em funo

da temperatura:

Volu

me

espec

fic

o /

cm

3.g

1

vidro

cristal

lquidosuperesfriado

lquido

TemperaturaTLTg

Tg = temperatura de transio vtrea

TL = temperatura de fuso

Durante o resfriamento do lquido, pode ser formado

os estados vtreo ou de cristal, dependendo de como o

processo for conduzido.

A formao de vidro e a no formao de cristal, a partir

do resfriamento do lquido, acontece porque

A) o resfriamento feito muito rapidamente e no h tempo para que as espcies qumicas se desloquem umas em relao s outras para constituir os cristais.

B) durante o resfriamento rpido, a densidade do lquido diminui e impede a formao de cristal.

C) a temperatura de fuso permanece constante durante o resfriamento feito rapidamente, e o estado mais organizado de cristal no formado.

D) o volume das partculas no reduz significativamente durante o resfriamento feito rapidamente.

E) a temperatura necessria para ocorrer a formao do estado vtreo maior do que a necessria para a formao de cristal.

22 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 02

GABARITOFixao

01. F F F F F F 02. B 03. B

04. A) O gelo sofre fuso: H2O(s) H2O()

O gelo seco sofre sublimao: CO2(s) CO2(g)

Essas transformaes fsicas esfriam as bebidas porque so endotrmicas, isto , absorvem calor dos lquidos, diminuindo suas temperaturas.

B) O copo d corresponde ao copo x da condio inicial, pois seu volume menor que o do copo c, onde foi colocado o gelo (flutuao). Os cubos slidos que afundam (gelo seco) esto no copo x.

Sim, no copo y, onde havia gelo no incio (copo c). A gua lquida que se formou diluiu o lcool da bebida original.

05. C

Propostos

01. A

02. A) Evaporao e liquefao.

B) A evaporao na superfcie da gua salobra e a liquefao na superfcie do plstico.

C) A evaporao, que ocorre com absorso de energia proveniente do Sol.

03. C

04. C

05. B

06. B

07. E

08. C

09. E

10. A) A: slido

C: lquido

E: gs

B) Vaporizao ou ebulio. Passagem do estado lquido para o gasoso.

C) 30 C

D) Entre 15 e 20 C

11. B

12. C

13. A flecha indicada por c.

14. V F F F V

15. A) Considerando a mesma massa, A = lcool e B = gua. O lcool menos denso, logo, ocupa um volume maior que a gua.

B) O frasco A contm maior nmero de tomos.

Nlcool = (M/46) . 9 tomos por molcula

Nlcool 0,195M mol de tomos.

Ngua = (M/18) . 3 tomos por molcula

Ngua 0,166M mol de tomos.

16. D

17. B

18. D

19. D

20. B

Seo Enem01. C 02. C 03. A 04. E

04. (Enem2010) Com a frequente adulterao de combustveis, alm de fiscalizao, h necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustvel. Para isso, nas bombas de combustvel existe um densmetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vidro fechado fica imerso no combustvel, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referncia, que deve ficar abaixo ou no nvel do combustvel para indicar que sua densidade est adequada. Como o volume do lquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical preenchida com mercrio para compensar variaes de temperatura.

Mercrio

Bolinhas de Chumbo

Combustvel

De acordo com o texto, a coluna vertical de mercrio, quando aquecida,

A) indica a variao da densidade do combustvel com a temperatura.

B) mostra a diferena de altura da coluna a ser corrigida.

C) mede a temperatura ambiente no momento do abastecimento.

D) regula a temperatura do densmetro de acordo com a do ambiente.

E) corrige a altura de referncia de acordo com a densidade do lquido.

23Editora Bernoulli

MDULO

Por que estudar os gases?

Historicamente, foram experincias com gases que

promoveram o desenvolvimento dos primrdios da teoria

atmica.

Na vida prtica, uma srie de compostos industrialmente

importantes so gases nas temperaturas usuais.

Conceitualmente, possvel, por meio do estudo

matemtico da teoria cintica dos gases, chegar ao conceito

mais completo de temperatura e, ainda, conhecer algo acerca

do tamanho de tomos e molculas e das foras que eles

exercem uns sobre os outros.

O ESTADO GASOSOEsse estado tem como principais caractersticas fsicas:

Grande distncia entre as partculas constituintes.

As velocidades de movimentao das partculas so altas.

Os movimentos possveis so: vibracional, rotacional e translacional de longo alcance.

As partculas possuem alta energia cintica.

Foras de atrao e repulso baixas.

Grande expansibilidade: os gases sempre se expandem tendendo a ocupar todo o volume do

recipiente que os contm.

Grande difusibilidade: os gases misturam-se formando misturas homogneas.

Grande compressibilidade: h uma grande variao do volume com o aumento da presso.

Grande dilatabilidade: h uma grande variao do volume com o aumento da temperatura.

Esquema:

VARIVEIS DE ESTADOAs variveis de estado so p (presso), V (volume) e

T (temperatura). Elas caracterizam fisicamente qualquer material em um dos trs estados fsicos.

Geralmente, o volume de qualquer material (slido, lquido

ou gasoso) determinado pelas relaes entre as variveis

p e T, alm da quantidade de matria, que expressa pelo

nmero de mols.

A expresso matemtica que relaciona tais variveis

denominada equao de estado. Para os estados slido e

lquido, essas equaes so algebricamente complexas,

podendo diferir de substncia para substncia devido s

fortes interaes entre suas partculas.

Contudo, os gases so os nicos que possuem equaes

de estado algebricamente simples, que se aplicam a quase

todos os sistemas gasosos. Isso ocorre porque, nesse

estado, as molculas so praticamente independentes devido

grande distncia entre elas (a natureza das molculas

individuais no afeta fortemente o comportamento do gs

como um todo).

Tendo como base noes bsicas, primeiro estudaremos

as variveis de estado para, posteriormente, determinarmos

a equao de estado para os gases.

Volume o espao ocupado por um gs.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de

volume o metro cbico, espao interno de um cubo de

arestas de 1 m de comprimento.

Entretanto, no nosso estudo, lanaremos mo das unidades

usuais: litro (L), decmetros cbicos (dm3), mililitros (mL) e centmetros cbicos (cm3).

As relaes entre essas unidades so:

1 m3 = 1 000 L

1 L = 1 000 mL

1 L = 1 000 cm3

1 L = 1 dm3

1 mL = 1 cm3

QUMICA FRENTEEstudo fsico dos gases 01 B

24 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 01

Presso fora por unidade de rea.

p =A

F

A presso uma grandeza escalar, o que equivale dizer que a presso exercida sobre uma rea A a soma de foras menores, iguais entre si e distribudas em cada unidade de rea.

foraF

reaA

pressop

unidadede rea

OBSERVAO

A um componente vetorial da superfcie.

No Sistema Internacional (SI), a unidade de presso

o Pascal (Pa) ou N/m2 (newton por metro quadrado).

No sistema CGS, Dina/cm2 e nos sistemas usuais, a

unidade de presso pode ser expressa em atmosferas

(atm), milmetros de mercrio (mmHg) e torricelli

(Torr), e as relaes entre essas unidades so:

1 atm = 1,013x105 Pa

1 mmHg = 133,322 Pa

1 atm = 760 mmHg

1 atm = 760 Torr

1 mmHg = 1 Torr

1 bar = 0,98716 atm

1 bar = 1,0x105 Pa

Presso atmosfrica a presso que a camada de ar exerce sobre a superfcie

terrestre. A presso atmosfrica varia com a altitude. Veja o esquema a seguir:

Belo Horizonte

Ipatinga

Guarapari0 m

220 m

900 m

Ao nvel do mar (altitude zero), a camada de ar que exerce presso sobre a superfcie terrestre a maior possvel, ou seja, a presso exercida pela atmosfera inteira; assim, a presso atmosfrica igual a 1 atm. Quanto mais alta est a localidade, menor a camada de ar que atua sobre a superfcie terrestre; logo, menor ser a presso atmosfrica.

Relao atm x mmHgPara estabelecermos a relao entre as unidades atm e

mmHg, precisamos saber como determinar experimentalmente

a presso. A seguir est representado um esquema que

mostra a determinao da presso atmosfrica a partir da

utilizao de um barmetro. Veja a figura.

(vcuo)

h = 76 cm

AB

O barmetro constitudo por um tubo vertical contendo mercrio, mergulhado em uma cuba, tambm contendo mercrio.

O tubo vertical completamente evacuado de todos os gases, com exceo de uma pequena quantidade de vapor do prprio mercrio.

A altura da coluna de mercrio acima do nvel do lquido uma consequncia da presso aplicada na superfcie do mercrio pela atmosfera circundante.

Ao nvel do mar, a coluna de mercrio possui uma altura de 760 mm. Assim:

1 atm = 760 mmHg

TemperaturaA temperatura uma medida do grau de agitao das

partculas de um sistema, ou ainda, uma medida da

energia cintica mdia das partculas, porque quanto maior

a temperatura, maior a velocidade de movimentao

dessas partculas.

Termodinamicamente:

Ecintica = constante . T

Mecanicamente:

Ecintica = 21 mv2

T v2

Estudo fsico dos gases

25Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Podemos medir a temperatura de um sistema gasoso com o auxlio de escalas termomtricas diferentes. Iremos utilizar, porm, neste texto, apenas duas escalas: a escala Celsius (C) e a escala Kelvin (K), esta ltima adotada pelo SI.

A escala Kelvin no admite valores negativos de temperatura, tendo como menor temperatura, teoricamente permitida, 0 K (zero absoluto), em que todas as partculas deveriam cessar seus movimentos.

Sob presso de 1 atm:

ebulioda gua

temperaturaqualquer

fusodo gelo

zero absoluto

100 C

0 C

373 K

273 K

273 C 0 K

t T

Escala emCelsius

Escala em Kelvin(ou absoluta)

A diferena entre as duas escalas de 273 unidades, e a relao entre elas :

TK = TC + 273

TRANSFORMAES GASOSASSo variaes de volume, presso e temperatura sofridas

por um sistema gasoso.

As transformaes mais importantes que possibilitam a deduo das trs leis fundamentais que regem o comportamento fsico dos sistemas gasosos so:

Transformaes isotrmicasLei de Boyle-Mariotte: temperatura constante,

o volume ocupado por uma determinada massa gasosa inversamente proporcional presso.

V 1p

Graficamente, essa lei representada por uma curva que uma hiprbole equiltera, denominada isoterma.

Presso Volume

1p 2V

2p V

4p V/2

p

4p

2p

p

V2 2V VV

Transformaes isobricasLei de Gay-Lussac: presso constante, o volume

ocupado por uma determinada massa gasosa diretamente

proporcional temperatura (Kelvin).

V T

Graficamente, essa lei representada por uma linha reta, denominada isbara.

Volume Temperatura

V/2 1T

V 2T

2V 4T

V

2V

V

2T 4T TT

V2

Transformaes isomtricas, isovolumtricas ou isocricas

Lei de Charles e Gay-Lussac: A volume constante,

a presso exercida por uma determinada massa gasosa

diretamente proporcional temperatura absoluta (Kelvin).

p T

Graficamente, essa lei representada por uma linha reta, denominada iscora.

Presso Temperatura

p/2 1T

p 2T

2p 4T

p

2p

p

2T 4T TT

p2

26 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 01

TEORIA CINTICA DOS GASES

uma teoria que estuda o comportamento microscpico

das partculas constituintes de um sistema gasoso a

partir de um modelo que explicar os fenmenos e as leis

fundamentais experimentais.

As bases da teoria cintica dos gases so:

Um gs constitudo de partculas idnticas entre si,

que podem ser tomos, molculas ou ons.

As partculas so dotadas de movimento desordenado

(em todas as direes com velocidades variadas) e

obedecem s Leis de Newton.

O nmero total de partculas de um gs grande e

o volume das mesmas desprezvel em relao ao

volume ocupado pelo gs, devido grande distncia

entre as partculas no estado gasoso.

As colises das partculas gasosas entre si e com as

paredes do recipiente que as contm so perfeitamente

elsticas e de durao desprezvel, ou seja, ao se

chocarem, no h perda de energia, o que confere s

mesmas um movimento contnuo.

Cada partcula ter uma velocidade e uma energia

cintica, embora possuam a mesma massa. Quando

nos referimos velocidade e energia cintica

das partculas, devemos nos referir velocidade

mdia e energia cintica mdia. Segundo a

teoria cintica dos gases, a energia cintica

mdia das partculas diretamente proporcional

temperatura absoluta (Kelvin).

Ec = KT

As foras de atrao ou repulso que atuam so

desprezveis, exceto durante uma coliso. Devido

grande distncia entre as partculas, tais foras so

praticamente nulas. Uma consequncia disso que

o movimento das partculas retilneo e uniforme

entre duas colises.

GS IDEAL OU PERFEITO

Gs ideal ou perfeito todo e qualquer sistema gasoso

em que suas partculas constituintes comportam-se como

est previsto na teoria cintica dos gases e satisfazem as

trs leis das transformaes gasosas.

Porm, um gs real aproxima-se do comportamento ideal

a baixas presses e altas temperaturas, pois as partculas

praticamente no interagem.

EQUAO GERAL DOS GASESManipulando algebricamente as leis do estado gasoso,

obtemos uma expresso que capaz de representar o

comportamento de um gs ideal para variaes simultneas

de presso, volume e temperatura.

p . VT

= constante

Para que uma expresso seja constante, deve haver uma

igualdade entre os estados inicial e final do sistema.

Logo:

estado inicial = estado final

pi . ViTi Tf

pf . Vf=

considerando uma massa fixa de gs.

EXERCCIOS DE FIXAO

01. O estudo das propriedades macroscpicas dos gases permitiu o desenvolvimento da teoria cintico-molecular,

que explica, em nvel microscpico, o comportamento dos

gases. A respeito dessa teoria, so feitas as seguintes

afirmaes.

I. O comportamento dos gases est relacionado ao

movimento uniforme e ordenado de suas molculas.

II. A temperatura de um gs uma medida da energia

cintica de suas molculas.

III. Os gases ideais no existem, pois so apenas modelos

tericos em que o volume das molculas e suas

interaes so desprezveis.

IV. A presso de um gs dentro de um recipiente est

associada s colises das molculas do gs com as

paredes do recipiente.

Entre elas (so) CORRETA(S)

A) I e II.

B) apenas I.

C) apenas IV.

D) III e IV.

02. Certa massa gasosa ocupa um volume de 100 litros numa dada temperatura e presso. Qual o volume ocupado por

essa mesma massa gasosa quando a presso se reduzir

de 2/7 da inicial, e a temperatura absoluta se reduzir a

5/7 da inicial?


27Editora Bernoulli

QU

MIC

A

03. (UFU-MG) Em relao aos gases, INCORRETO afirmar que

A) o volume do gs diminui com o aumento da

temperatura, mantendo-se a presso constante.

B) exercem presso sobre as paredes do recipiente onde

esto contidos.

C) a presso aumenta com o aumento da temperatura,

se o gs estiver fechado em um recipiente rgido.

D) difundem-se rapidamente uns nos outros.

04. (CEFET-MG2007) Um gs ideal passa pelas seguintes transformaes:

Aumento do volume isobaricamente;

Reduo do volume ao valor inicial isotermicamente;

Reduo da temperatura ao va lor in ic ia l

isovolumetricamente.

O grfico que representa essas transformaes

A)

p

p0

V0 V V

p

B)

p

p0

V0 V V

p

C)

V

V0

T0 T T

V

D)

V

V0

T0 T T

V

E)

p

p0

V0 V V

p

05. (EFOA-MG2006) Recentemente, trs brasileiros atingiram o cume do Monte Everest. Todos usavam um

suprimento extra de oxignio. Se, durante a escalada, um

deles tivesse enchido um balo flexvel com uma certa

quantidade de O2, a uma temperatura de 48 C (225 K),

a uma presso de 30 kPa, e o balo atingisse um volume

de 2,5 L, o volume do mesmo balo, contendo a mesma

quantidade de oxignio, prximo ao nvel do mar,

a 100 kPa e a 27 C (300 K), seria

A) 2,5 L.

B) 1,0 L.

C) 2,24 L.

D) 11,1 L.

E) 0,42 L.

EXERCCIOS PROPOSTOS

01. Os gases possuem um comportamento caracterstico, regido por algumas leis bem conhecidas. Com base nessa

afirmao e nos conhecimentos sobre a teoria cintica

dos gases, assinale a alternativa CORRETA.

A) Quando comprimimos um gs temperatura

constante, a energia cintica mdia de suas molculas

aumenta.

B) O volume e a presso de uma massa gasosa

so diretamente proporcionais temperatura

constante.

C) presso constante, o volume de uma massa

gasosa inversamente proporcional temperatura

absoluta.

D) Nas transformaes isomtricas ou isocricas,

a temperatura e a presso variam numa relao

diretamente proporcional, quando o volume

permanece constante.

02. (UFOP-MG2008) Qual das seguintes afirmativas sobre gases ideais INCORRETA?

A) As partculas de gases se atraem, mas no se

repelem.

B) As partculas de gases se movem mais lentamente a

temperaturas mais baixas.

C) As partculas de gases se movem rapidamente em

linhas retas, at que ocorra uma coliso.

D) Quando um gs ideal comprimido temperatura

constante, a presso do gs aumenta.

28 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 01

03. Com relao aos gases, assinale a alternativa INCORRETA.

A) Qualquer gs real se comporta exatamente como

prev a Lei de Gay-Lussac.

B) Dois gases quaisquer, que se encontrem mesma

temperatura, tm a mesma velocidade mdia e

possuem a mesma energia cintica mdia.

C) As molculas gasosas esto em movimento contnuo,

livre e desordenado. A presso do gs resulta da

somatria dos choques dessas molculas contra as

paredes do recipiente que se encontram.

D) A baixas presses e a altas temperaturas, uma

amostra de gs real se comporta como um gs ideal.

04. De acordo com a teoria cintica dos gases, as molculas destes esto em contnuo movimento catico,

chocando-se continuamente entre si e com as paredes

do vaso que as contm. Considere esta situao.

1. A presso resultante dos choques das molculas

com as paredes do vaso.

2. Nos choques com as paredes, as molculas perdem

energia cintica.

3. O fornecimento de calor ao sistema aumenta a

temperatura, a energia cintica mdia e a presso

do gs a volume constante.

4. Havendo conservao de quantidade de movimento

nos choques entre as molculas e destas com as

paredes do vaso, a presso permanece constante,

em condies de temperatura e volume constantes.

Dessas afirmaes, so VLIDAS apenas

A) 1, 2 e 3.

B) 1, 2 e 4.

C) 1, 2, 3 e 4.

D) 1, 3 e 4.

E) 2, 3 e 4.

05. (FCMMG) Uma certa massa gasosa sofre as transformaes I, II e III, representadas no diagrama a seguir:

Volume

Temperatura

III

II

I

Com relao a variaes de presso sofridas pelo gs nas

transformaes descritas, CORRETO afirmar:

A) A presso do gs aumenta ao longo da transformao III.

B) A presso do gs diminui no decorrer das trs

transformaes descritas.

C) Se o volume do gs permanece constante ao longo

da transformao II, sua presso tambm permanece

constante.

D) Se a temperatura permanece constante ao longo da

transformao I, a presso do gs aumenta.

06. (UFAL2010) O grfico a seguir ilustra o comportamento referente variao de presso versus volume, de um

gs ideal, temperatura constante. Sobre este sistema,

analise o grfico e assinale a alternativa CORRETA.

p (

atm

)

V (L)

A) Ao comprimir o gs a um volume correspondente

metade do volume inicial, a presso diminuir por

igual fator.

B) Ao diminuir a presso para um valor correspondente a

1/3 da presso inicial, o volume diminuir pelo mesmo

fator.

C) Quando a presso triplica, o produto pV aumenta por

igual fator.

D) Quando o gs comprimido nessas condies,

o produto da presso pelo volume permanece

constante.

E) O volume do gs duplicar quando a presso final for

o dobro da presso inicial.

07. (UFG2008) O motor de Stirling um sistema que regenera o ar quente em um ciclo fechado.

As transformaes que ocorrem nesse motor podem ser

representadas, idealmente, pelas seguintes etapas:

1. O gs aquecido a volume constante.

2. O gs se expande a uma temperatura constante.

3. O gs resfriado a volume constante.

4. O gs se contrai a uma temperatura constante.

FAA o diagrama presso x volume para essas etapas

do motor de Stirling.


29Editora Bernoulli

QU

MIC

A

08. (UFLA-MG) Um recipiente de 4,0 litros contm um gs ideal, a uma presso de 2,0 atm. Qual o valor da presso

que esse gs exercer quando o volume do recipiente for

reduzido para 0,5 litro, temperatura constante?

A) p = 4,0 atm D) p = 16,0 atm

B) p = 0,25 atm E) p = 2,0 atm

C) p = 1,0 atm

09. (UFLA-MG) Um gs que apresenta comportamento ideal a 273 C e 380 mmHg ocupa um volume de 292 mL.

Que volume o mesmo gs ocupar nas CNTP?

A) 146 mL C) 73 mL E) 98 mL

B) 20 mL D) 150 mL

10. (UFJF-MG2007) A calibrao dos pneus de um automvel deve ser feita periodicamente. Sabe-se que o pneu deve

ser calibrado a uma presso de 30 lb/pol2 em um dia

quente, a uma temperatura de 27 C. Supondo que o

volume e o nmero de mols injetados so os mesmos,

qual ser a presso de calibrao (em atm) nos dias mais

frios, em que a temperatura atinge 12 C?

Dado: Considere 1 atm = 15 lb/pol2

A) 1,90 atm C) 4,50 atm E) 14,3 atm

B) 2,11 atm D) 0,89 atm

11. (UNESP2007) Alteraes na composio qumica da atmosfera so fortes indcios de problemas ambientais,

tais como o efeito estufa. Frequentemente, pesquisadores

lanam bales que enviam informaes de grandes

altitudes. Suponha que um desses bales, com volume

de 10 L de H2, tenha sido lanado ao nvel do mar

(p = 760 mmHg e T = 27 C ). Enquanto o balo sobe,

a reduo da presso atmosfrica ir favorecer o aumento

de seu volume. Porm, a temperatura tambm reduzida

na medida em que o balo sobe, o que favorece a

diminuio de seu volume.

Para saber se o balo ir continuar subindo, CALCULE

seu volume quando este atingir a altitude de 7 000 m,

em que T = 33 C e p = 300 mmHg.

12. (UFG) No grfico a seguir, est representada a variao de volume com a temperatura de um mol de gs, em

duas condies diferentes.

Volume / L

Temperatura / K

condio II

condio I

8

4

0

Nessas condies,

( ) em V = 4 L, as presses so idnticas.

( ) as massas so diferentes.

( ) as variaes representadas ocorrem presso

constante.

( ) em V = 8 L, as temperaturas so idnticas.

13. (UFRGS) Uma massa M de um gs ideal ocupa um volume V, sob uma presso P, na temperatura T. Se o

gs for comprimido at que seu volume seja igual a V/2,

mantida constante a temperatura,

A) a massa de gs ser reduzida a M/2.

B) a energia cintica das molculas ir aumentar.

C) a frequncia de colises das molculas com as paredes

do recipiente que contm o gs ir aumentar.

D) o volume das molculas do gs ir diminuir.

E) as foras intermoleculares aumentaro de intensidade,

devido maior aproximao das molculas.

14. (UFSE) Um cilindro de oxignio hospitalar foi substitudo quando ainda continha o gs sob presso de 3,0 atm,

a 20 C (293 K). O cilindro foi deixado ao sol de vero,

e atingiu a temperatura de 40 C (313 K). A presso do

oxignio no cilindro ficou igual a

A) 3,0 . 293313 atm.

B) 3,0 . 313293 atm.

C) 3,0 . 20 . 40 atm.

D) 3,0 . 2040 atm.

E) 3,0 . 4020

atm.

15. (UFU-MG2006) Na figura a seguir, a altura do mercrio no brao direito aberto presso atmosfrica (760 mmHg)

de 100 mm, e a altura do brao esquerdo de 120 mm.

A presso do gs no bulbo

gs

120 mm 100 mm

A) 780 mmHg.

B) 640 mmHg.

C) 740 mmHg.

D) 20 mmHg.

30 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 01

SEO ENEM01. Um motorista com suspeita de embriaguez deve fazer o

teste do bafmetro. Nesse teste, o ar expirado com vapores de lcool.

A figura apresentada a seguir descreve o processo da respirao.

diafragmase expande

ar + CO2

exalaoinalao

trax

ar + O2

Disponvel em: http://biologiaconcursos.blogspot.com/2010/05/

tipos-de-respiraes.html. Acesso em: 03 nov. 2010.

Considerando-se as informaes do texto e que os gases envolvidos na respirao e os vapores de lcool se comportem como gases ideais, conclui-se que no teste do bafmetro

A) ao expirarmos, o diafragma se expande deixando o volume do pulmo maior. Como o produto pV deve ser constante, a presso interna do pulmo diminui temperatura constante.

B) ao expirarmos, o diafragma se retrai deixando o volume do pulmo menor. Como o produto pV deve ser constante, a presso interna d

química 1

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