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QUI IV Cipriano 33ºº SSiimmuullaaddoo -- FFUUVVEESSTT

2ª Fase

8. Rutherford determinou o valor da constante de Avogadro, estudando a série radioativa abaixo onde está indicado o modo de decaimento de cada nuclídeo.

a) Escreva as equações da desintegração dos nuclídeos nas etapas II e III da série dada. Indique todos os números atômicos e de massa. Solução: ** Faltou uma informação na questão proposta, referente ao número atômico do Po

218 que era 84. A

questão não será anulada, o aluno poderia indicar seu raciocínio. Pelas decaimentos mostrados acima, e utilizando-se do princípio da conservação das cargas e do princípio da conservação das massas, temos:

218 4 214

2 2

II

x xPo Pb

214 0 214

2 1 1

III

x xPb Bi

Conhecendo as características de carga e massa das partículas, temos que o chumbo formado na equação II tem massa 214 e número atômico duas unidades menor que o polônio. Na reação III, o bismuto formado tem massa 214 e número atômico uma unidade menor que o polônio. b) Calcule a constante de Avogrado, sabendo que: - 1,0g de rádio, Ra, produz 3,0.10

15 partículas α por

dia, na etapa I da desintegração. - Uma vez formado o radônio, Rn, este e os demais nuclídeos que o sucedem se desintegram rapidamente até dar o último nuclídeo (Pb) da série apresentada. - As partículas α transformam-se em átomos de hélio. - 1,0g de rádio, Ra, considerando-se todas as etapas da desintegração, produz, em 80 dias, 0,040mL de gás hélio, medido a 25ºC e 1atm. (Dado: volume molar dos gases a 25ºC e 1atm=25L/mol)

Solução: Considerando todas as etapas mostradas no enunciado, observa-se a liberação de 4 partículas alfa para cada decaimento de um núcleo de radônio. Assim, o total de partículas alfa emitidas por dia pode ser obtido com a informação 1;

15 151 3,0.10 4 12.10g Ra x partículas por dia

Em 80 dias,

15 1580 12.10 960.10x partículas

Assim, com a última informação e com a informação de que as partículas alfa se transformam em átomos de Hélio, encontramos o número de átomos de Hélio em 1 mol de He:

15 150,040 960.10 960.10mL partículas átomos de He

No entanto, a 25ºC e 1 atm,

31 25 25.10mol L mL

Então, a pergunta é: quantos átomos de He, ou seja quantas partículas alfa existem em 1 mol? A resposta para essa pergunta nos fornece o número de Avogrado.

15

3

0,040 960.10

25.10

mL partículas

mL x

Logo x = 6.10

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9. O rótulo de uma solução de alvejante doméstico,

à base de cloro, traz a seguinte informação: teor de cloro ativo = 2,0 a 2,5% em peso. Apesar de o componente ativo do alvejante ser o hipoclorito (OCl)

-, a especificação se refere à porcentagem em

massa de cloro (Cl)- no alvejante.

Para se determinar o teor, faz-se reagir um volume conhecido de alvejante com KI(aq) em excesso, ocorrendo a formação de I2, conforme a equação:

2 22 2OCl I H O I Cl OH

A quantidade de iodo formada é determinada por titulação com solução de tiossulfato de sódio. Em uma determinação, 10mL do alvejante foram diluídos a 100mL com água destilada. Uma amostra de 25mL dessa solução diluída reagiu com KI(aq) em excesso e a titulação indicou a formação de 1,5.10

-3

mol de I2.

2 QUI IV CASD Vestibulares

a) Verifique se a especificação do rótulo é válida, calculando o teor de cloro ativo desse alvejante. b) Dentre os seguintes materiais de vidro: bureta, pipeta, balão volumétrico, proveta, béquer e erlenmeyer, cite dois e sua respectiva utilização nessa detrminação. Dados: Densidade do alvejante: 1,0g/mL Massa molar do Cl: 35g/mol Solução:

a) Típica questão de soluções em que é necessário começar a solução da questão do fim para o início. Nessa questão tivemos um processo de titulação, em que antes realizamos uma diluição. Assim: - Pela titulação:

2 2

3 3

2 2

1,5.10 1,5.10

OCl I H O I Cl OH

mol mol

Se forma formados 1,5.10

-3 mol de I2 é porque temos a

mesma quantidade de OCl-. Assim, temos 1,5.10

-3 mol

de OCl- em 25mL de uma solução diluída. Em 100mL:

31,5.10 25

100

mol mL

x mL

Logo: x = 6.10

-3 mol de OCl

- em 100mL de solução

diluída. Uma vez que estes 100mL são originados da diluição de 10mL do alvejante, há 6.10

-3 mol de OCl

- em 10mL

de alvejante.

Como: 1alvejanted g mL , temos que 10mL de

alvejante possui 10g. Logo:

310 6.10g alvejante mol de Cl ativo

Assim, a massa de Cl ativo pode ser dada por:

36.10 35 /

0,21

Clm mol x g mol

g de Cl ativo

Temos, portanto, 0,21g de Cl ativo em 10g de alvejante. Em porcentagem, a massa de Cl ativo representa 2,1% da massa do alvejante. Logo:

2,0 2,1 2,5%

Portanto, o alvejante obedece a especificação!

b) Dentre os materiais citados, seria adequado o uso de: - Bureta: medir o volume de tiossulfato para a titulação; - Erlenmeyer: conter a solução a ser titulada

- Pipeta: medidas de 10mL e 25mL - Balão volumétrico: diluição de 25mL para 100mL

10. Sabendo-se que em 100 mililitros (mL) de leite

integral há cerca de 120 miligramas (mg) de cálcio, calcule a concentração de cálcio no leite em mol por litro (mol/L). Solução: A concentração em mol/L pode ser dada por:

( )

( )

número de mols soluto molmolaridade

volume da solução L

Como, temos 120mg de cálcio, e a massa molar do cálcio é de 40g/mol, temos que:

1 40

0,120

mol g

x g

Logo x = 0,003 mols de Ca Logo:

0,0030,03 /

0,100

molmolaridade mol L

L