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QuImiCa VESTIBULAR 20101. GASES O estudo dos gases de grande importncia na compreenso de fatos que ocorrem no nosso cotidiano, tais como: um balo subir, uma bexiga murchar com o tempo, a presso interna de o pneu aumentar em dias mais quentes, etc. 1.1 TEORIA CINTICA Para explicar o comportamento ideal do estado fsico gasoso, bastante energtico, devemos observar os preceitos de uma teoria: a "Teoria Cintica dos Gases".

Prof Alan Leite rof1.4 EQUAO DE ESTADO Da teoria cintica dos gases, temos: P n, P T e P 1/V Portanto, P n.T.1/V Portanto, o fsico Clapeyron estabeleceu uma equao que relaciona as 3 variveis de estado de um gs presso, volume e temperatura para uma quantidade de matria igual a n, descrevendo totalmente o comportamento de um gs ideal:

Essa teoria baseia-se nos seguintes postulados: 1. As molculas dos gases esto em movimento retilneo (as foras de atrao entre as molculas dos gases desprezvel) e catico, chocam-se entre si elasticamente (no perdem energia cintica devido aos choques): a presso exercida pelo gs conseqncia das colises de suas molculas contra as paredes do recipiente que o contm. 2. As molculas dos gases esto muito separadas no espao: o volume real das molculas desprezvel quando comparado com o espao vazio entre elas. 3. A temperatura uma medida da energia cintica mdia de todas as molculas do gs: numa dada temperatura as molculas de todos os gases tm a mesma energia cintica mdia. Entretanto, o gs real tem comportamento adverso do gs ideal. As molculas de um gs real apresentam volume caracterstico e tambm interaes entre uma molcula e outra. Mas h situaes em que o gs real tem comportamento aproximado ao comportamento de um gs ideal: quando a temperatura for alta e a presso for baixa. Significa que, tanto em altas temperaturas, quanto em baixas presses teremos as molculas as mais distantes possveis umas das outras, com baixssima interao, caracterizando pobreza nas interaes entre uma molcula e outra. esse gs ideal (ou o gs real em altas temperaturas e baixas presses) que iremos enfatizar neste estudo. 1.2 VARIVEIS DE ESTADO Quando um sistema possui os valores de todas as suas propriedades definidas, dizemos que este est numa condio ou estado definido. Entretanto, para alcanar a preciso que desejamos, devemos conhecer apenas quatro propriedades: massa, presso, volume e temperatura. Como estas propriedades so relacionadas entre si, conhecendo-se trs, a quarta pode ser calculada e o estado do sistema dito definido. Converses de Unidades Presso Volume Temperatura 1atm = 760mmHg 1m3 = 1000L K = C + 273 1.3 PRINCPIO DE AVOGADRO Volumes iguais de diferentes substncias na fase gasosa, nas mesmas condies de temperatura e presso, contm o mesmo nmero de molculas.

(Equao de Clapeyron) Lembre-se que: sendo n = m / MM, podemos escrever a equao acima da seguinte maneira: m P.V = .R.T MM Obs.1: O valor de R utilizado na resoluo de problemas depender da unidade de presso e volume utilizada:

1.5 EQUAO GERAL Considere um sistema fechado formado por um gs confinado em um cilindro de mbolo mvel, sobre o qual aplicada uma presso externa.

P1 .V1 R.T1 Entretanto, como o sistema fechado: n1 = n2, logo: P .V1 P2 .V2 1 = R .T1 / R .T2 / n1 =

n2 =

P2 .V2 RT2

P1 . V1 P2 . V2 = T1 T2Obs.2: A equao acima utilizada quando uma transformao gasosa ocorrer simultaneamente com variao de presso, volume e temperatura.www.AlanLeite.oi.com.br - [email protected] 1

QuImiCa VESTIBULAR 20101.6 TRANSFORMAES a) isobrica O pesquisador que verificou as transformaes isobricas instituiu uma Lei que recebeu seu nome, a LEI DE CHARLES: Sob uma mesma presso, uma certa massa de gs ocupa um volume diretamente proporcional sua temperatura termodinmica (temperatura kelvin). V1 V2 = T1 T2 Grfico do volume em funo da temperatura:

Prof Alan Leite rof1.7 MISTURA GASOSA Muitos sistemas gasosos so misturas de gases, como, por exemplo, o ar que respiramos. Toda mistura de gases sempre um sistema homogneo. a) Lei de Dalton das Presses Parciais A presso total exercida por uma mistura gasosa igual soma das presses parciais dos gases que compem a mistura. PTOTAL = PA + P B +... + PN Onde,

PA = X A .PT

PT .V = nT .R.T nA nTOTAL

XA =

Obs.4: A presso parcial de um gs numa mistura gasosa a presso que ele exerceria se ocupasse sozinho todo o recipiente da mistura, mesma temperatura da mistura. O mesmo vale para o volume parcial! Obs.3: Esse grfico s vlido para os gases ideais e no para os reais, pois note que, quando chegamos ao zero absoluto (0K ou -273C), o volume tende a zero e isto no possvel, pois a matria no desaparece! b) isoVolumtrica (Isocrica ou Isomtrica) Os pesquisadores que verificaram as transformaes isocricas instituram uma Lei que recebeu seus nomes, a LEI DE GAY-LUSSAC: A um volume fixo, a presso de uma certa massa de gs diretamente proporcional temperatura termodinmica. P1 P2 = T1 T2 Grfico da Presso em funo da temperatura: b) Lei de Amagat dos Volumes Parciais O volume total de uma mistura gasosa igual soma dos volumes parciais dos gases que compem a mistura. VTOTAL = V A + VB + ... + V N Onde,

V A = X A .VT

P .VT = nT .R.T nA nTOTAL

XA =

c) Densidade A densidade relativa (dA,B) do gs A em relao ao gs B a relao entre as densidades absolutas desses gases, medidas nas mesmas condies de presso e temperatura. Sendo a densidade relativa entre dois gases A e B: d d A, B = A dB e as densidades absolutas de A e B, P.MM A P.MM B dA = e dB = R.T R.T podemos escrever a densidade relativa entre dois gases como: MM A d A, B = MM B d) Difuso e Efuso Difuso: mistura espontnea de gases. Efuso: escape de um gs atravs de um pequeno orifcio. Lei de Graham As velocidades de difuso e efuso de dois gases que estejam nas mesmas condies de presso e temperatura so inversamente proporcionais s razes quadradas de suas densidades absolutas. Portanto, considerando dois gases A e B, na mesma temperatura, temos:

c) isoTrmica Os pesquisadores que verificaram as transformaes isotrmicas instituram uma Lei que recebeu seus nomes, a LEI DE BOYLEMARIOTE: Com temperatura constante, o volume ocupado por uma certa massa de gs inversamente proporcional sua presso. P1 .V1 = P2 .V2 Grfico da Presso em funo do volume (isotermas):

V A, B =

dB ou V A, B = dA

MM B MM A

Obs.5: Quanto menor for a massa molar do gs, maior ser sua velocidade de difuso e efuso.www.AlanLeite.oi.com.br - [email protected] 2

QuImiCa VESTIBULAR 2010QUESTES DE VESTIBULARES 1.1 Teoria Cintica, 1.2 Variveis de Estado & 1.3 Princpio de Avogadro 1. (UNB-DF) O estudo das propriedades macroscpicas dos gases permitiu o desenvolvimento da teoria cintico-molecular, a qual explica, ao nvel microscpico, o comportamento dos gases. A respeito dessa teoria, julgue os itens que se seguem: 01. O comportamento dos gases est relacionado ao movimento uniforme e ordenado de suas molculas. 02. A temperatura de um gs uma medida de energia cintica de suas molculas. 04. Os gases ideais no existem, pois so apenas modelos tericos em que o volume das molculas e suas interaes so considerados desprezveis. 08. Um gs real tem comportamento mais prximo do de um gs ideal quando est sob temperatura alta e presso alta. 16. A presso de um gs dentro de um recipiente est associada s colises das molculas do gs com as paredes do recipiente. 32. Dois recipientes fechados e idnticos contendo hidrognio e etano, a 25 C e 2 atm de presso interna, possuem a mesma massa. 1.4 Equao de Estado 2. (UFC) A massa de gs hlio, necessria para inflar o pneu de 0,4 L de volume, com a presso correspondente a 6,11 atm, a 25 C, seria: a) 0,4 g d) 3,2 g b) 0,1 g e) 4,0 g c) 2,4 g 1.5 Equao Geral 3. (UFPB-2007/Fsica) Numa indstria de engarrafamento e liquefao de gases, um engenheiro lida, freqentemente, com variaes na presso e no volume de um gs devido a alteraes de temperatura. Um gs ideal, sob presso de 1atm e temperatura ambiente (27C), tem um volume V. Quando a temperatura elevada para 327C, o seu volume aumenta em 100%. Nessa situao, a presso do gs, em atm, : a) 0,5 d) 2,0 b) 1,0 e) 2,5 c) 1,5 1.6 Transformaes 4. (UFPB-2006/Fsica) Antes de iniciar uma viagem, um motorista cuidadoso calibra os pneus de seu carro, que esto temperatura ambiente de 27 C, com uma presso de 30 lb/pol2. Ao final da viagem, para determinar a temperatura dos pneus, o motorista mede a presso dos mesmos e descobre que esta aumentou para 32 lb/pol2. Se o volume dos pneus permanece inalterado e se o gs no interior ideal, o motorista determinou a temperatura dos pneus como sendo: a) 17 C d) 47 C b) 27 C e) 57 C c) 37 C 1.7 Mistura Gasosa 5. (UFPB-2003) Sabendo-se que um frasco de 1,0 L contm 10,0 g de gs O2 e 10,0 g de gs CO2, 25 C, correto afirmar: a) A presso parcial do gs O2 menor do que a presso parcial do gs CO2.

Prof Alan Leite rofb) A presso parcial do gs O2 maior do que a presso parcial do gs CO2. c) As presses parciais dos gases O2 e CO2 so iguais pois estes gases apresentam o mesmo nmero de molculas. d) As presses parciais dos gases O2 e CO2 so iguais pois estes gases apresentam massas iguais. e) O nmero de molculas do gs O2 menor do que o nmero de molculas do gs CO2. 6. (UFPB-2001) Se um pneu cheio com uma mistura dos gases ideais H2, N2 e He, nas condies normais de temperatura e presso, CNTP, na proporo de 1,5 mol de H2, 42 g de N2 e 33,6 L de He, INCORRETO afirmar que, no pneu, a) os gases H2, N2 e He exercem a mesma presso parcial. b) o nmero de mols de cada um desses gases o mesmo. c) os trs gases ocupam idntico volume. d) as massas de H2, N2 e He so iguais. e) a presso total a soma das presses parciais de H2, N2 e He. 7. (UFPB-2005) Dois bales de borracha iguais, denominados A e B, so inflados com He e CO2, respectivamente, at adquirirem o mesmo volume, a mesma presso interna e temperatura. Considerando-se estas informaes e sabendo-se que a massa molar aparente do ar 28,96 g/mol, correto afirmar: a) Apenas o balo B subir atmosfera. b) A quantidade de tomos de hlio no balo A ser igual a quantidade de molculas de CO2 no balo B. c) A massa do balo A ser maior do que a massa do balo B. d) O balo A subir atmosfera e seu volume diminuir com o aumento da altitude. e) O balo B murchar antes do balo A. 8. (UFPB-2000) Em um recipiente fechado, contendo molculas de O2, N2, H2 e CO2, nas mesmas condies de presso e temperatura, feito um minsculo orifcio, por onde os gases escapam. De acordo com a lei de efuso de gases, apresentam-se, em ordem crescente de suas velocidades de efuso, as molculas: a) O2, N2, H2 e CO2 d) H2, O2, N2 e CO2 b) CO2, O2, N2 e H2 e) H2, N2, CO2 e O2 c) H2, N2, O2 e CO2 9. (UFPB-2004) Um determinado laboratrio adquiriu os gases CH4, Cl2, C2H2, H2S e CO2, cada um armazenado em cilindros diferentes. Ocorre que, por descuido, os rtulos com o nome do gs, nos cilindros, foram danificados. Para resolver este problema, cada cilindro foi numerado. Sabendo-se que a velocidade de difuso do gs hidrognio igual a 27 km/min, em determinadas condies de presso e temperatura, a velocidade de difuso de cada gs, nas mesmas condies, foi determinada e os seguintes valores foram obtidos: cilindro 1 = 9,57 km/min cilindro 2 = 4,53 km/min cilindro 3 = 7,48 km/min cilindro 4 = 6,55 km/min cilindro 5 = 5,76 km/min A partir dos valores de velocidade de difuso, os gases contidos nos cilindros 1, 2, 3, 4 e 5 so, respectivamente: a) CH4, Cl2 , C2H2, H2S, CO2 b) CH4, Cl2 , C2H2 , CO2, H 2S c) C2H2, CH4, Cl2 , CO2, H 2S d) Cl2, H2S, CO2, CH4, C2H2 e) Cl2, CH4, C2H2, H2S, CO23

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QuImiCa VESTIBULAR 20102. SOLUES Por que vamos estudar as solues? Porque so muito comuns e importantes em nosso cotidiano. O ar que respiramos uma soluo de vrios gases, em que predominam N2 e O2. A gua do mar (que cobre da superfcie terrestre) uma soluo de vrios sais. As guas dos mares, dos rios e dos lagos contm ar dissolvido, sem o qual os peixes morreriam (veja que nos aqurios existem borbulhadores, para manter a aerao da gua). Muitos de nossos alimentos so solues o leite, o caf, o ch, etc.; alm disso, freqentemente procuramos melhorar o sabor dos alimentos, dissolvendo acar no caf, sal no molho das saladas, etc. 2.1 CONCEITOS Solues so misturas homogneas de duas ou mais substncias e como tal apresentam um nico aspecto (uma nica fase). Nas solues, o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante, de solvente. As partculas do soluto so menores que 1nm (10-9m). Por exemplo, quando dissolvemos acar em gua, o acar o soluto, e a gua, o solvente. 2.2 CLASSIFICAO a) De acordo com os estados fsicos Soluo Soluto Solvente Slida Lquida Gasosa Slido Lquido, slido ou gasoso (dissolvido) Gasoso Slido Lquido Gasoso

Prof Alan Leite rofLevando-se em considerao um determinado C. S., as solues podem ser classificadas como: Insaturada: Quando a quantidade de soluto em relao quantidade de solvente inferior ao previsto pelo C.S. Saturada: Quando a relao soluto-solvente igual ao previsto pelo C.S. A saturao corresponde ao limite para a precipitao. Supersaturada: Quando a quantidade de soluto dissolvido em relao quantidade de solvente est alm do C.S. Obs.1: As solues supersaturadas so instveis e, por exemplo, ao sofrerem um abalo mecnico transformam-se em solues saturadas com corpo de fundo (precipitado). Curva de Solubilidade: Mostram as variaes da solubilidade em determinada presso medida que alteramos a temperatura. Ex.4: Para um soluto A qualquer, temos a C.S. a seguir:

Exemplos Liga metlica (ou 18 quilates) Soro fisiolgico ou soluo aquosa de etanol Mistura de oxignio e nitrognio Interpretao: A curva no grfico representa a quantidade mxima de soluto que pode permanecer dissolvida em cada 100g de solvente a uma dada temperatura; isto , o C.S. (Coeficiente de solubilidade). Ponto Y: O ponto Y sobre a curva indica que a 20C, 50g a quantidade de soluto que satura 100g de gua, portanto Y representa uma soluo saturada. Ponto X: No ponto X representado no grfico temos a 20C, 40g de soluto dissolvidos em cada 100g de gua. Mas j sabemos que a 20C podem permanecer dissolvidos 50g de soluto, portanto temos uma quantidade de soluto inferior prevista no C. S. Logo, X e qualquer outro ponto situado abaixo da curva de solubilidade representa uma soluo insaturada. Ponto Z: Corresponde a uma soluo supersaturada, pois temos dissolvido ainda a 20C, 55g de soluto em 100g de gua; isto , 5g de soluto a mais do que o previsto pelo C. S. Obs.4: Sendo a soluo supersaturada instvel, por algum desequilbrio no sistema, seria precipitado a quantidade de soluto correspondente diferena entre Z e Y (55 50), isto , originaria uma soluo saturada com 5g de A precipitado. Obs.5: Para a maioria dos solutos, um aumento de temperatura provoca um aumento na solubilidade (inflexo positiva da curva).4

b) De acordo com a condutividade eltrica Solues inicas ou eletrolticas: so solues condutoras de eletricidade. Para que uma soluo seja condutora de eletricidade necessrio que apresente certa quantidade de ons dissociados, o que ocorre geralmente em meio aquoso quando o soluto um cido, um hidrxido ou um sal. Ex.1: Soluo aquosa de KCl, soluo aquosa de cido sulfrico etc. Solues moleculares ou no-eletrolticas: no so condutoras de eletricidade em funo do soluto no se apresentar convertido em ons. Ex.2: Soluo aquosa de etanol (lcool comum). c) De acordo com o grau de saturao Para esta classificao devemos conhecer um limite chamado de Coeficiente de Solubilidade (C.S.). O C.S. indica a cada temperatura, a quantidade mxima de soluto que pode ser totalmente dissolvida em certa quantidade de solvente, considerando-se uma determinada presso. Ex.3: O C. S. do KNO3 a 20C e 1 atm 31,6 g/100 g de H2O. Ou seja, nestas condies, 31,6 g de KNO3 a massa mxima deste sal que pode permanecer totalmente dissolvida em 100g de H2O.

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QuImiCa VESTIBULAR 20102.3 EXPRESSES DE CONCENTRAO Um aspecto muito importante em uma soluo a proporo entre a quantidade da substncia dissolvida (soluto) e a quantidade da que est dissolvendo (solvente). No dia-adia, voc pode preparar um molho para salada mais salgado ou menos salgado; pode preparar um caf mais forte ou mais fraco (na Qumica, um caf mais forte seria chamado de mais concentrado). De modo geral, usamos o termo concentrao de uma soluo para nos referirmos a qualquer relao estabelecida entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente. Concentrao = _quantidade do soluto_ quantidade do solvente Essas quantidades podem ser dadas em massa (g, Kg, etc.), em volume (m3, L, mL, etc.) ou em mols, teremos ento vrias maneiras de expresso concentraes. o que vamos estudar a seguir, adotando a seguinte conveno: ndice 1, para as quantidades relativas ao soluto; ndice 2, para as quantidades relativas ao solvente; Sem ndice, para as quantidades relativas prpria soluo. a) Concentrao Comum a quantidade, em gramas, de soluto existente em 1 litro de soluo. Ou seja: m C= 1 V Obs.6: No confunda Concentrao Comum com Densidade da soluo: m m C= 1 d= V V b) Ttulo o quociente entre a massa do soluto e a massa total da soluo (soluto + solvente). Ou seja: m1 Tm = %Tm = Tm .100 (m1 + m2 ) Obs.7: Relao entre Concentrao e Ttulo: C = d .Tm c) Molaridade a quantidade, em mols, do soluto existente em 1 litro de soluo. Ou seja: m1 n M = 1 M = MM 1 .V V Obs.8: Relao entre Concentrao Comum e Molaridade: C = M .MM 1 d) Frao Molar o quociente entre a quantidade de mols do soluto e a quantidade total de mols na soluo (soluto + solvente). Ou seja: n1 n2 X1 = e X2 = X1 + X 2 = 1 n1 + n2 n1 + n2 e) Molalidade a quantidade, em mols, de soluto existente em 1Kg de solvente. Ou seja: n1 W= m2( Kg )

Prof Alan Leite rof2.4 OPERAES No dia-a-dia de um qumico bastante comum tanto o preparo como a manipulao de solues j preparadas no sentido de aumentar ou de diminuir a quantidade de solvente (para obter uma concentrao especfica de soluo). Tambm usual misturar solues de concentraes diferentes de mesmo soluto para se chegar a uma soluo final de concentrao desejada. So essas operaes e os conceitos relacionados a elas que veremos a seguir. a) Diluio e Concentrao de Solues De um modo geral, podemos dizer: Diluir uma soluo significa acrescentar solvente a essa soluo de modo a diminuir sua concentrao. Concentrar uma soluo significa diminuir a quantidade de solvente da soluo de modo a aumentar sua concentrao. Acompanhe: Soluo inicial + Solvente = Soluo Final Diluda

Ci =

m1 m1 = C i .Vi Vi

Cf =

m1 m1 = C f .V f Vf

Como m1 da soluo inicial = m1 da soluo final, temos: C i .Vi = C f .V f Obs.9: Diluindo: Vfinal = Vfinal + Vadicionado Concentrado: Vfinal = Vinicial - Vretirado b) Mistura de Solues Quando misturamos solues feitas de mesmo soluto e mesmo solvente, porm de concentraes diferentes, obtemos uma nova soluo de concentrao intermediria das solues misturadas. Acompanhe: Soluo 1 + Soluo 2 = Soluo Final

C1 =

m1 V1

C2 =

m2 V2

Cf =

mf Vf

m1 = C1 .V1

m2 = C 2 .V2

m f = C f .V f

Como m1 + m2 = mf, temos: C1 .V1 + C 2 .V2 = C f .V f Obs.10: As relaes que deduzimos para a concentrao em grama por litro (C) so anlogas s que podemos deduzir para as demais expresses de concentrao. Casos particulares de mistura de solues: Solutos diferentes que no reagem entre si e que utilizam o mesmo solvente. Neste caso, teremos simplesmente uma diluio independente de cada soluto. Logo, para cada soluto teremos: C i .Vi = C f .V f Solutos que reagem entre si e que utilizam o mesmo solvente. Para resolvermos este tipo de problema, devemos construir a equao que representa a reao qumica citada e com base nas quantidades de soluto presentes nas solues devemos resolver os problemas atravs do clculo estequiomtrico.5

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QuImiCa VESTIBULAR 2010QUESTES DE VESTIBULARES 2.1 Conceitos & 2.2 Classificao 1. (UFPB-2009) O grfico abaixo descreve a variao da solubilidade da sacarose em gua em funo da temperatura.

Prof Alan Leite rof5. (UFF-RJ) Uma soluo contm 18,0g de glicose (C6H12O6), 24,0g de cido actico (C2H4O2) e 81,0g de gua (H2O). Qual a frao molar de cido actico na soluo? a) 0,04 d) 0,80 b) 0,08 e) 1,00 c) 0,40 2.4 Operaes 6. (UEG) Quanto maior for a quantidade de soluto presente num determinado volume de soluo, mais concentrada ser esta soluo. E quanto menor for a quantidade de soluto presente num determinado volume de soluo, mais diluda ser essa soluo. Observe atentamente a ilustrao abaixo:

A partir das informaes contidas no grfico, identifique as afirmativas corretas: I. A dissoluo da sacarose em gua favorecida pelo aumento da temperatura. II. Uma soluo que contm 250 g de sacarose em 100mL de gua a 20C saturada com 25 g de precipitado. III. Uma soluo que contm 200 g de sacarose em 100mL de gua a 20C saturada. IV. As solues que contm quantidades de sacarose inferiores a 150 g em 100mL de gua, no intervalo de temperatura considerado, so supersaturadas. V. A solubilidade da sacarose em gua duplica, quando se eleva a temperatura de 20C para 85C. 2.3 Expresses de Concentrao 2. (Mackenzie-SP) Tm-se cinco recipientes contendo solues aquosas de cloreto de sdio. 1 2 3 4 5

De acordo com a ilustrao acima, assinale a alternativa correta: a) A concentrao da soluo inicial igual a 53g/L. b) A concentrao da soluo final igual a 0,4 mol/L. c) De acordo com a ilustrao, o volume adicionado de gua na soluo inicial igual a 500mL. d) A concentrao da soluo final igual a 8,5 g/L. e) A concentrao da soluo inicial igual 0,080 mol/L. 7. (UEPB-2004) Num laboratrio de qumica, o estoque de reagentes disponvel para uso, geralmente composto de solues bastante concentradas. Porm, em dosagens realizadas, as solues utilizadas devem ser diludas. Qual o volume de gua (destilada) que se deve adicionar a 1,5L de soluo de cido sulfrico composta de 196g desse cido para cada litro de soluo, para reduzir a concentrao pela metade? a) 3,0L d) 4,0L b) 1,5L e) 2,5L c) 2,0L 8. (UEPB) Uma soluo aquosa de hidrxido de sdio foi preparada segundo o esquema abaixo:

V=2L V=3L V=5L V=8L V = 10 L msal=0,5g msal=0,75g msal=1,25g msal=2,0g msal=2,5g correto afirmar que: a) o recipiente 5 contm a soluo menos concentrada. b) o recipiente 1 contm a soluo mais concentrada. c) somente os recipientes 3 e 4 contm solues de igual concentrao. d) as cinco solues tm a mesma concentrao. e) o recipiente 5 contm a soluo mais concentrada. 3. (FAFEOD-MG) Quantos gramas de H2O so necessrios, a fim de se preparar uma soluo, a 20% em peso, usando 80g do soluto? a) 400 d) 320 b) 500 e) 480 c) 180 4. (UFRJ) O carbonato de clcio usado na fabricao de vidros, adubos, cimentos e dentifrcios. Encontrando na natureza na forma de argonita, calcita, calcrio, etc. A massa de carbonato de clcio (CaCO3) que deve ser dissolvida em gua (admitindo-se a solubilizao total do sal) para obter 500mL de soluo 0,2M : a) 1 g c) 10 g b) 5 g d) 25 g

Marque a alternativa que corresponde molaridade da soluo final: a) 1 d) 4 b) 2 e) 5 c) 3 9. (FESP-SP) Qual o volume de uma soluo de hidrxido de sdio 1,5M que deve ser misturado a 300 mL de uma soluo 2M da mesma base, a fim de torn-la soluo 1,8M? a) 200 mL b) 20 mL c) 2000 mL d) 400 mL e) 350 mL6

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QuImiCa VESTIBULAR 20103. REAES QUMICAS Para desenvolver o estudo das reaes qumicas, devemos relembrar que este conceito est associado idia de transformao (fenmeno qumico), ou seja, produo de novos materiais. 3.1 CONCEITOS Reao Qumica todo fenmeno qumico. A sntese (formao) da gua, por exemplo, pode ser descrita como:

Prof Alan Leite rof3.3 LEIS PONDERAIS a) Lei de Lavoisier (Conservao das Massas) Os tomos que constituem as espcies qumicas so indestrutveis, havendo na formao de novas substncias (reaes) apenas um arranjo dos tomos. Portanto, a soma das massas dos reagentes deve ser igual soma das massas dos produtos. Ou seja: mreagentes = mprodutos Ex.:

Equao Qumica a representao de uma reao qumica. Representando por uma equao qumica a reao acima, temos: 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (l) Os nmeros que precedem as frmulas so chamados de coeficientes e indicam a proporo entre as substncias que participam da reao. Ento, a proporo da reao de sntese da gua 2:1:2, o que significa que, para cada 2 molculas de H2O formadas, reagiram 2 molculas de H2 e 1 molcula de O2. 3.2 CLASSIFICAO a) Sntese ou Adio

b) Lei de Proust (Propores Definidas) As molculas de uma mesma substncia so formadas sempre pelo mesmo nmero de tomos de seus elementos constituintes. Logo, tomando-se uma massa qualquer de uma substncia, existir sempre uma razo constante e definida entre as massas de cada um de seus elementos.

Ex.: As reaes de sntese podero se classificadas como totais ou parciais. Sntese Total: todos os reagentes so substncias simples. Ex.: S + O2 SO2 Sntese Parcial: pelo menos um reagente uma substncia composta. Ex.: SO2 + 1/2O2 SO3 b) Anlise ou Decomposio c) Lei de Dalton (Propores Mltiplas) Quando dois elementos se combinam para dar origem a diferentes substncias, sendo fixa a massa de um deles, as massas do outro elemento guardam entre si um proporo de nmeros inteiros e pequenos. Ex.: Combinaes entre carbonos e oxignio:

As decomposies podem ser classificadas como: Decomposio Total: todos os produtos so substncias simples. Ex.: 2H2O 2H2 + O2 Decomposio Parcial: Dentre os produtos encontramos substncias compostas. Ex.: 2H2O 2H2O + O2 Obs.: As decomposies podem receber nomes especiais. Pirlise: Decomposio pelo calor () Fotlise: Decomposio pela luz () Eletrlise: Decomposio pela eletricidade. c) Simples-Troca ou Deslocamento

Razo entre as massas de oxignio:

Ou seja, na formao dos compostos de CO e CO2, as massas de oxignio variam na proporo de 1:2. 3.4 REAES DE OXIDAO-REDUO So reaes que envolvem variaes de Nox, geralmente pela transferncia (ganho e perda) de eltrons. Oxidao: aumento do Nox provocado pela perda de eltrons. Reduo: diminuio do Nox provocado pelo ganho de eltrons. Agente oxidante: substncia que provoca uma oxidao. Agente redutor: substncia que provoca a reduo. Ex.:

d) Dupla-Troca ou Permutao

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QuImiCa VESTIBULAR 20103.5 BALANCEAMENTO DE EQUAES Para balancear uma equao, devemos lembrar que a massa antes da reao igual massa depois da reao (Lei de Lavoisier), ou seja, apesar de ocorrer um novo arranjo dos tomos, a quantidade permanece a mesma. Ento, balancear uma equao qumica, ou acertar seus coeficientes, igualar a quantidade de tomos de cada elemento participante nos reagentes e nos produtos. a) Mtodo de Tentativas Pode ser utilizado para a maior parte das reaes. Instrues: 1) Identifique na reao um elemento que aparea apenas uma vez de cada lado da seta. 2) Escolha, entre esses, o que apresenta maior valor de ndice. 3) Coloque para este o coeficiente 1. Obtenha os outros coeficientes por tentativas e erro, de forma a obter a mesma quantidade de cada elemento nos dois lados da seta. b) Mtodo de Oxirreduo Em algumas reaes de oxirreduo no possvel aplicar o mtodo de tentativas, devendo ento ser aplicado o mtodo REDOX. Instrues: 1) Identifique os elementos que sofrem variao de Nox. 2) Escolha para continuar o mtodo o membro da equao onde as espcies identificadas acima apresentam maiores ndices. 3) Determinar o valor de . = n de e- perdidos ou recebidos x ndice 4) Inverter os valores de como coeficiente dessas espcies. 5) Continuar o balanceamento por tentativas. 3.6 CLCULOS ESTEQUIOMTRICOS Como conseqncia direta da Lei de Lavoisier (conservao das massas) e Proust (propores definidas), os coeficientes de balanceamento de uma reao indicam a proporo em nmero de mols de substncias que reagem ou so produzidas. a) Regras Gerais para Casos Simples 1) Identificar na reao as espcies que realmente participam do clculo (espcie que o problema informa algum dado, como massa ou volume, e a espcie sobre a qual se espera obter alguma informao). 2) Criar uma relao, em nmero de mols, entre as espcies envolvidas atravs dos coeficientes de balanceamento. 3) Transformar a unidade mol na relao criada acima para a unidade que o problema se refere (massa, volume etc.) 4) Montar uma regra de trs, colocando numa 3 relao o dado informado pelo problema abaixo da espcie ao qual se refere e chamando de x, ou outra incgnita, a informao que dever ser obtida. Obs1.: Certifique-se, antes de comear, que a reao est balanceada. Se no houver nenhum coeficiente, desconfie! Obs2.: No 3 passo, se for necessrio, relacionar nmero de mols com massa, deve-se calcular a massa molar da substncia, e sendo a transformao entre o nmero de mols e volume de um gs, deve-se utilizar o volume molar. Obs3.: comum o problema informar as massas molares ou (e) o volume molar nas condies da reao, portanto, fique atento aos dados fornecidos.

Prof Alan Leite rofb) Casos Especiais Grau de Pureza (% de pureza) O problema se refere a uma porcentagem de pureza de um reagente. As impurezas associadas massa total de regente no participam da reao esperada. Portanto, devemos inicialmente determinar a massa que efetivamente participar da reao. Rendimento (% de rendimento) No clculo simples consideramos que as reaes se completam, ou seja, toda quantidade de reagente se transforma em produtos (100% de rendimentos). Na prtica, diversos fatores podem levar a reao a no se completar e teremos assim uma porcentagem de converso de reagentes em produtos; isto , um rendimento. Nestes casos, devemos ao final do clculo relacionar a quantidade de produto teoricamente obtida (100% de rendimento) ao rendimento real do processo. Reagente em excesso: Todos os casos estudados at agora relacionaram duas espcies na reao. Sobre um era dada alguma informao e encontrava-se uma quantidade de outra. Voc identificar o caso de reagente em excesso quando for informado de quantidades de dois reagentes e questionado sobre a quantidade de um produto. Para entender este caso, vamos estudar a reao de formao da gua:

A proporo indicada pelos coeficientes informa que:

Cada 2 mols de H2 reagem com no mximo 1 mol de O2. Logo, se misturarmos 2 mols de H2 com 2 mols de O2: 2 mols de H2 iro reagir com 1 mol de O2 e sobrar ainda 1 mol de O2 sem reagir; o que indica que h excesso de 1 mol de O2 e este ser chamado reagente em excesso. Por outro lado, no haver mais H2 no meio reacional e, portanto, a reao no poder prosseguir. Dizemos ento que H2 limitou a reao e este ser chamado reagente limitante. A quantidade de agua formada est relacionada portanto quantidade de H2 (reagente limitante), pois acabando a quantidade inicial de H2, mesmo que ainda exista oxignio, ser impossvel ocorrer a reao e obter outros produtos. Logo, a quantidade de produto est ligada quantidade de reagente limitante. Mtodo para resoluo de questes: 1) Montar uma estequiometria entre os reagentes a fim de identificar o regente limitante. 2) Montar uma segunda estequiometria entre o regente limitante e o produto mencionado.8

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QuImiCa VESTIBULAR 2010QUESTES DE VESTIBULARES 3.2 CLASSIFICAO As equaes, abaixo, representam transformaes qumicas, envolvendo dixido de silcio e aluminossilicatos: (I) 2KAlSi3 O8 (s ) + 2H2 O(l ) + CO2 (g ) K2 CO3 (aq ) + Al2 Si2 O5 (OH)4 (s ) + 4SiO2 (s ) (II) SiCl4 (l ) + 2H2 O(l ) SiO2 (s ) + 4HCl(aq ) (III) CaO(s ) + SiO2 (s ) CaSiO3 (l ) (IV) Si(s ) + 2H2 O(l ) SiO2 (s ) + 2H2 (g ) 1. (UFPB-2006) As reaes representadas pelas equaes II, III e IV so classificadas, respectivamente, como: a) Dupla substituio, adio e deslocamento. b) Dupla troca, deslocamento e sntese. c) Substituio, sntese e dupla troca. d) Substituio, sntese e adio. e) Simples troca, deslocamento e substituio. 3.4 REAES DE OXIDAO-REDUO 2. (UFPB-2006) Com respeito s reaes I, II, III e IV correto afirmar: a) Apenas as reaes I e IV so de xido-reduo. b) Apenas as reaes II, III e IV so de xido-reduo. c) Todas as reaes so de xido-reduo. d) Na reao I, o KAlSi3 O8 o agente oxidante, e o CO2 o agente redutor. e) Na reao IV, o Si o agente redutor, e a H2 O o agente oxidante. 3. (UFPB-2005) O ferro um metal de grande importncia para a nossa civilizao, uma vez que muito usado na estrutura das edificaes, na produo de mquinas e motores, etc. A produo deste metal em escala industrial feita em altos fornos e ocorre de acordo com a equao: Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 A respeito dessa reao, correto afirmar: a) O carbono, no CO, sofre reduo. b) O CO reduz o ferro, no Fe2O3, a Fe3+. c) O ferro, no Fe2O3, sofre oxidao. d) O CO o agente oxidante. e) O ferro metlico produzido pela reduo do Fe3+. 3.5 BALANCEAMENTO DE EQUAES 4. (PUC-MG) Dada a equao: Fe3O4(s) + H2 (g) Fe (s) + H2O(g) a soma total dos coeficientes mnimos e inteiros de todas as espcies qumicas envolvidas, aps o balanceamento da equao : a) 8 b) 11 c) 12 d) 14 e) 16 5. (UFRS) Para a reao: S2- + H+ + NO3- S + NO + H2O, os coeficientes estequiomtricos ajustados, lidos da esquerda para a direita, so: a) 2- 4 - 2 - 2- 2- 2 b) 3 2 3 3 - 2 c) 3 8 2 3 2 4 d) 2 6 3 2 3 3 e) 2 8 3 2 3 4

Prof Alan Leite rof6. (UFPB-2001) Para verificar se o motorista est alcoolizado, a Polcia Rodoviria usa o teste do bafmetro, que se baseia na reao redox abaixo. A amostra, introduzida atravs do sopro no bafmetro calibrado, tratada com uma soluo cida de dicromato de potssio. O lcool presente oxidado a cido actico e o dicromato (laranja) reduzido a on crmico (verde), sendo o nvel de lcool no sangue facilmente determinado por essa mudana de cor. Aps ser balanceada, coeficientes: a) 1, 2, 4, 1, 2, 3, 9 b) 3, 2, 8, 3, 2, 2, 11 c) 2, 1, 4, 2, 2, 1, 10 d) 1, 3, 5, 3, 1, 9, 1 e) 2, 2, 7, 2, 3, 2, 10C2H6O + K2Cr2O7 + H2SO4 C2H4O2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

essa

reao

ter

os

seguintes

3.6 CLCULOS ESTEQUIOMTRICOS As bolsas de ar, air bags, existentes nos automveis modernos, usadas para amortecer o impacto numa coliso, enchem-se rapidamente devido expanso de um gs gerado a partir da azida de sdio (NaN3), segundo a equao NO-BALANCEADA abaixo: NaN3(s) Na(s) + N2(g) 7. (UFPB-2004) Considerando-se que a equao acima dever ser balanceada para permitir a determinao das quantidades de reagentes e produtos, INCORRETO afirmar que, para que sejam produzidos a) 3 mols de nitrognio gasoso, so necessrios 2 mols de azida de sdio. b) 2 mols de sdio metlico, so necessrios 2 mols de azida de sdio. c) 42,0 g de nitrognio gasoso, so necessrios 65,0 g de azida de sdio. d) 23,0 g de sdio metlico, so necessrios 65,0 g de azida de sdio. e) 42,0 g de nitrognio gasoso, so necessrios 130,0 g de azida de sdio. 8. (UFPB-2006) Na reao III, considere que 28 g de xido de clcio reagem com 20 g de xido de silcio, sendo produzidos 19,5 g de CaSiO3 . Nessas condies experimentais, correto afirmar: a) O reagente limitante o xido de clcio. b) O rendimento terico da reao equivale a, aproximadamente, 49 g de CaSiO3 . c) O rendimento percentual da reao de, aproximadamente, 60%. d) 30 g de xido de silcio so necessrios para reagir, totalmente, com 28 g de xido de clcio. e) As quantidades fornecidas para os dois reagentes so suficientes, para formar 60 g de CaSiO3 . 9. (UFPB-2009) A produo de vinho resulta da fermentao do suco de uva (rico em glicose) pela ao de enzimas, que promovem uma srie de reaes que levam formao de lcool e CO2, conforme a equao abaixo: C6H12O6(aq) 2CH3CH2OH(l) + 2CO2(g) Glicose Considerando-se uma amostra de suco de uva que contm 360 g de glicose, correto afirmar que, nas CNTP, o volume de CO2 obtido : a) 22,4L c) 88,0L e) 174,0L b) 44,0L d) 89,6L9

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QuImiCa VESTIBULAR 20104. ELETROQUMICA a parte da Qumica que estuda as reaes nas quais ocorrem transferncia de eltrons (reaes de oxi-reduo) e o seu aproveitamento prtico para converter energia qumica em energia eltrica e vice-versa. Pilha: espontneo Energia Qumica Eletrlise: no-espontneo Energia Eltrica

Prof Alan Leite rofEx.1: Para sabermos se a reao 2 Al + 3 Cu2+ 2 Al3+ + 3 Cu espontnea ou no-espontnea, lembremo-nos de que: Al3+ + 3e- Al E = -1,66V Cu2+ + 2e- Cu E = +0,34V os potenciais nos mostram que espontaneamente ocorre Cu2+ + 2e- Cu Al Al3+ + 3ee, portanto, a reao espontnea : 2 Al + 3 Cu2+ 2 Al3+ + 3 Cu b) Proteo Catdica Consiste em associar ao metal que deve ser protegido de uma possvel corroso uma barra de outro metal que se oxide mais facilmente que ele, ou seja, o metal de sacrifcio dever ter menor potencial de reduo. 4.2 CLULA VOLTAICA: PILHA um dispositivo que aproveita a transferncia de eem uma reao de oxirreduo e propicia o aparecimento de uma corrente eltrica atravs de um condutor. A Pilha de Daniell era formada por uma barra de zinco e outra de cobre, unidas por um fio metlico. Observe o esquema:

4.1 POTENCIAIS DE ELETRODO Para analisarmos a espontaneidade de uma reao e fazermos aplicabilidades, devemos ter conhecimento de uma grandeza chamada Potencial de Eletrodo (E), obtido experimentalmente, que mede a tendncia que cada espcie possui para sofrer oxidao ou reduo. A determinao desses potenciais feita numa pilha voltaica nas condies padres (presso=1atm; temperatura=25C; soluo de concentrao=1mol/L), tomando-se como referncia o eletrodo de hidrognio, a quem se atribuiu, arbitrariamente, o potencial de reduo (e de oxidao) igual a zero. Esses potenciais esto relacionados numa tabela, juntamente com as semi-reaes correspondentes:

Analisando quimicamente as solues, observa-se que:

Obs.: Para a mesma espcie, os potenciais de reduo (red) e de oxidao (oxid) so simtricos. Por exemplo: Ag+ + e- Ag RED = + 0,80 V Ag Ag+ + e- OXID = - 0,80 V a) Espontaneidade de uma Reao Dadas duas semi-reaes anlogas, ambas de reduo ou de oxidao, com os respectivos potenciais (de reduo ou de oxidao), espontaneamente, a de maior potencial se processa no sentido indicado, enquanto a de menor potencial se processa no sentido inverso.www.AlanLeite.oi.com.br - [email protected] 10

QuImiCa VESTIBULAR 2010a) Diferena de Potencial ddp ou f.e.m. ou E O funcionamento de uma pilha depende principalmente de conectarmos metais com diferentes capacidades de sofrer oxidao, ou melhor, de diferentes potenciais de oxidao. Quanto maior for a diferena de potencial (ddp) dos eletrodos de uma pilha, maior ser a intensidade da corrente eltrica produzida e, portanto, maior a fora eletromotriz (f.e.m.). Assim, calcula-se essa fora por: ddp = maior ERED menor ERED Valor (+) => Pilha => Espontneo Clculo da ddp Valor (-) => Eletrlise => No-espontneo Ex.2: Na Pilha de Daniell, construda com eletrodos de zinco e de cobre, verificamos que o cobre sofreu reduo (Cu2+ + 2e Cu0), enquanto o zinco sofreu oxidao (Zn0 2e- + Zn2+). Sabendo-se que RED Zn = - 0,76 V e RED Cu = + 0,34 V a diferena de potencial da pilha ? ddp = maior ERED menor ERED ddp = (+ 0,34 V) (- 0,76 V) ddp = + 1,10 V 4.3 CLULA ELETROLTICA: ELETRLISE Vamos estudar neste item o fenmeno inverso quele que ocorre numa pilha, isto , a corrente eltrica provocando uma reao de oxi-reduo: a eletrlise. Eletrlise um processo no-espontneo de descarga de ons, no qual, custa de energia eltrica, se faz o ction receber eltrons e o nion doar eltrons, de modo que ambos fiquem com carga eltrica zero e com energia qumica acumulada. Vejamos agora alguns exemplos de descargas: Descarga de Ctions: Na+ + 1e- Na / Al3+ + 3e- Al Descarga de nions: 2 Cl- Cl2 + 2e- / 2 Br- Br2 + 2ePara que um sistema sofra eletrlise necessria a presena de ons livres, os quais como j vimos sero descarregados durante o processo. Na eletrlise a corrente eltrica atravessa o sistema, descarrega os ons, e provoca uma reao qumica (no espontnea) de xido-reduo. Percebe-se que sem ons livres no ir ocorrer eletrlise. Portanto, a obteno de ons livres pode ser feita por: Fuso de substncias inicas; Dissociao ou ionizao de substncias em meio aquoso. No processo de eletrlise, os eltrons emergem da pilha (gerador) pelo nodo e entram na clula eletroltica pelo ctodo, no qual produzem reduo. Na clula eletroltica, os eltrons emergem pelo nodo, no qual ocorre oxidao, e chegam pilha pelo seu ctodo. Observe o esquema abaixo:

Prof Alan Leite rofa) Eletrlise gnea A eletrlise gnea a eletrlise feita em ausncia de gua, normalmente so compostos inicos fundidos (no estado lquido). Para fazermos a eletrlise necessrio termos uma fonte de corrente contnua, uma cuba eletroltica onde se encontra o sistema que sofrer a eletrlise e eletrodos inertes que podem ser fios de platina ou barras de carbono grafite. Ex.3: Eletrlise gnea do NaCl, utilizando eletrodos de grafite. reao de dissociao: 2 NaCl(l) 2 Na+(l) + 2 Cl-(l) reao catdica: 2 Na+(l) + 2e- 2 Na(s) reao andica: 2 Cl-(l) Cl2(g) + 2e+ reao global: 2 NaCl(l) 2 Na(s) + Cl2(g) Note que, pela eletrlise gnea do cloreto de sdio (NaCl), obtivemos sdio metlico (Na) e gs cloro (Cl2). b) Eletrlise em Meio Aquoso Nesse tipo de eletrlise devemos considerar no s os ons provenientes do soluto, mas tambm os da gua, provenientes de sua ionizao. Genericamente, temos: CA C+ + AH2O H+ + OHDessa forma, ao adicionar o eletrlito CA gua, produzindo os ons C+ e A-, teremos uma competio entre os ons C+ e H+ no ctodo e de A- e OH- no nodo. Experimentalmente, verificou-se que somente um dos ctions e somente um dos nions sofrem descarga nos eletrodos e que essa descarga segue a seguinte ordem de prioridade: Ordem de Descarga Ctions nions (Metais 1A)1+ F2+ (Metais 2A) Oxigenados (NO3-, SO42-) 3+ Al OH+ No-oxigenados (Cl-, Br-) H Demais metais HSO4Conhecendo a ordem de descarga dos ons podemos montar a eletrlise em meio aquoso, precisamos dos mesmos itens s que a cuba eletroltica no precisa ter aquecedores, pois no iremos fundir o material. Ex.4: Eletrlise do NaCl em meio aquoso, utilizando eletrodos de platina. dissociao inica: 2 NaCl 2 Na+ + 2Clionizao da gua: 2 H2O 2 H+ + 2 OHreao catdica: 2 H+ + 2 e- H2 reao andica: 2 Cl- 2 e- + Cl2 + reao global: 2NaCl(aq) + 2H2O(l) H2(g) + Cl2(g) + 2NaOH(l) Note que, a eletrlise do NaCl(aq) um processo que permite obter gs hidrognio (H2), gs cloro (Cl2) e soda custica (NaOH(l)). 4.4 ESTEQUIOMETRIA NA ELETROQUMICA Os estudos de Michael Faraday permitiram concluir que 1 mol de eltrons (=6,02x1023) transporta uma quantidade de carga equivalente a 96.500 C e essa quantidade denominada constante de Faraday (=1F). Portanto: 1 mol de eltrons (=6,02.1023) 96.500 C (=1 F) A corrente eltrica contnua (i) que circula durante o tempo (t) corresponde carga eltrica (Q), ou seja: Q(C) = i(A) . t(s) Podemos, ento, por meio de regras de trs, calcular as quantidades envolvidas numa pilha e numa eletrlise.

nion migra para o nodo e Ction migra para o Ctodo!www.AlanLeite.oi.com.br - [email protected] 11

QuImiCa VESTIBULAR 2010QUESTES DE VESTIBULARES 4.1 Potenciais de Eletrodo O texto, a seguir, serve de suporte s questes 1 e 2. O potencial padro de reduo uma das propriedades que determina a reatividade dos elementos qumicos, em particular, dos metais. Nesse sentido, observe os potenciais padro de reduo dos seguintes metais: Ni2+(aq) + 2e Ni(s) ; E = 0,25 V Fe2+(aq) + 2e Fe(s) ; E = 0,44 V Mg2+(aq) + 2e Mg(s) ; E = 2,37 V Cu2+(aq) + 2e Cu(s) ; E = +0,34 V Zn2+(aq) + 2e Zn(s) ; E = 0,76 V 1. (UFPB-2007) Os potenciais padro de reduo tambm so bastante teis para se obter informaes sobre o caminho de uma reao. Dentre as reaes abaixo equacionadas, a que representa o sentido espontneo da reao : a) FeCl2(aq) + Ni(s) NiCl2 (aq) + Fe(s) b) MgCl2(aq) + Cu(s) Mg(s) + CuCl2(aq) c) Zn(NO3)2 (aq) + Fe(s) Fe(NO3)2 (aq) + Z n(s) d) CuCl2(aq) + Ni(s) C u(s) + NiCl2 (aq) e) Mg(NO3)2 (aq) + Zn(s) Mg(s) + Zn(NO3)2(aq) 2. (UFPB-2007) A tcnica de proteo catdica um procedimento eletroqumico que atenua o processo de corroso dos metais, sendo bastante usada na proteo de gasodutos e tanques de combustveis. Nesse sentido, uma barra metlica que se oxida antes do metal de que feito o tanque a esse conectado, garantindo assim proteo catdica. A figura abaixo representa, esquematicamente, esse procedimento.

Prof Alan Leite rofa) O eletrodo B est sofrendo uma oxidao ou uma reduo? b) O eletrodo B denominado ctodo ou nodo? c) O eletrodo B o plo positivo ou o negativo? d) Escreva a semi-reao que ocorre no eletrodo B. e) A concentrao de ons B3+ aumenta ou diminui? f) Ocorre deposio sobre o eletrodo B ou sua corroso? g) O eletrodo A est sofrendo uma oxidao ou uma reduo? h) O eletrodo A denominado ctodo ou nodo? i) O eletrodo A o plo positivo ou o negativo? j) Escreva a semi-reao que ocorre no eletrodo A. k) A concentrao de ons A2+ aumenta ou diminui? l) Ocorre deposio sobre o eletrodo A ou sua corroso? m) Escreva a equao que representa a reao global da pilha. n) Escreva a notao oficial que representa a pilha. o) A pilha um processo espontneo ou no-espontneo? 4. (FURRN) A figura dada representa uma pilha simples.

Com base nas informaes sobre os potenciais padro de reduo, correto afirmar que a combinao apropriada de metais, para a construo de um tanque de combustvel com proteo catdica, corresponde a: a) Tanque de ferro e barra de cobre b) Tanque de ferro e barra de magnsio c) Tanque de magnsio e barra de ferro d) Tanque de zinco e barra de nquel e) Tanque de nquel e barra de cobre 4.2 Clula Voltaica: Pilha 3. Considere o esquema referente pilha a seguir e responda:

Com base nos conhecimentos sobre eletroqumica, correto afirmar: a) Os eltrons do cobre se depositam na lmina de zinco. b) O eletrodo Cu2+/Cu0 tem tendncia oxidao. c) O eletrodo positivo o nodo. d) O Cu2+ o agente oxidante. e) A temperatura e a presso no influenciam no potencial do eletrodo. 5. (UFPB-2000) Considere a pilha representada abaixo, com os respectivos potenciais-padro dos eletrodos. PILHA Zn/ Zn2+(1 mol/L)//Ag+(1 mol/L)/Ag; POTENCIAIS-PADRO Zn2+ + 2e- Zno; Eo = -0,76V Ag+ + e- Ago; Eo = +0,80V Sobre essa pilha, INCORRETO afirmar: a) O sentido do fluxo de eltrons, no circuito externo, do eletrodo de zinco para o de prata. b) O eletrodo de zinco o nodo. c) A semi-reao que ocorre no ctodo 2Ag+ + 2e- 2Ago. d) A reao global espontnea ser Zn2 + + 2Ago Zno + Ag+. e) A diferena de potencial (ddp) da pilha +1,56V.12

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QuImiCa VESTIBULAR 20104.3 Clula Eletroltica: Eletrlise 6. (UFPB UAB-2007) Um importante processo de obteno industrial do cloro e do sdio consiste na decomposio do cloreto de sdio, que ocorre quando se passa uma corrente eltrica contnua atravs desse composto inico fundido. Essa obteno do Cl2 e do Na ocorre, segundo as semi-reaes: 2Cl- Cl2 + 2eNa+ + e- Na Sobre o processo de decomposio do cloreto de sdio, correto afirmar: a) A formao do Na ocorre devido ao ganho de e- do Cl2. b) Os ons Cl-, nesse processo, ganham e- e passam para Cl2. c) Os ons Na+ , nesse processo, perdem e- e passam para Na. d) A reao global da decomposio representada por: 2Na+ + 2Cl - 2Na + Cl2. e) A formao do Cl2 ocorre devido perda de e- do Na. 7. (PUC-SP) Para obter potssio e cloro a partir de KCl slido, deve-se fazer uma eletrlise com eletrodos inertes. Qual a alternativa incorreta? a) Para que a eletrlise ocorra, preciso fundir a amostra de KCl. b) O nion Cl- ser oxidado no nodo. c) O ction K+ ser reduzido no ctodo. d) A reao global da eletrlise : 2KCl K(s) + Cl2. e) A eletrlise envolve perda e ganho de 3 eltrons. 8. (PUC-SP) A produo industrial de gs cloro (Cl2) ocorre a partir da eletrlise de uma soluo aquosa de cloreto de sdio. Sobre esse processo foram feitas algumas afirmaes: I. O nion cloreto oxidado no nodo (plo positivo) da cuba eletroltica. II. No ctodo, o ction sdio reduzido, produzindo sdio metlico. III. Nesse processo, tambm so produzidos gs hidrognio (H2) e soluo aquosa de soda custica (NaOH). As afirmaes corretas so: a) apenas I. c) apenas II e III. e) todas. b) apenas I e III. d) apenas I e II. 9. (PUCPR/2001) Na eletrlise aquosa do Na2SO4(aq), com eletrodos inertes, obteremos no nodo e no ctodo, respectivamente? a) H2(g) e SO2(g) b) Na(s) e SO2(g) c) O2(g) e Na(s) d) Na(s) e O2(g) e) O2(g) e H2(g) 10. (UFPB-2004) O estanho, utilizado como revestimento interno em embalagens de produtos alimentcios e na fabricao de ligas metlicas, como a solda e o bronze, pode ser obtido a partir da eletrlise do cloreto de estanho (II) dissolvido em gua, conforme a equao: Sn 2+(aq) + 2 Cl (aq) Sn(s) + Cl2(g) A partir dessa equao, correto afirmar que a) a reduo do Cl (aq) a Cl2(g) ocorre no anodo. b) a oxidao do Sn 2+(aq) a Sn(s) ocorre no catodo. c) o Cl (aq) o agente redutor e o Sn 2+(aq) o agente oxidante. d) Sn 2+(aq) + 2e Sn(s) corresponde semi-reao de oxidao. e) 2Cl (aq) Cl2(g) + 2e corresponde semi-reao de reduo.

Prof Alan Leite rof11. (UFPB-2006) Na produo de filmes finos, amplamente usados na fabricao de condutores, resistores, circuitos microeletrnicos, dispositivos fotovoltaicos, dentre outros, conveniente empregar conhecimentos bsicos a respeito de clulas eletroqumicas. Nesse contexto, com respeito s clulas voltaicas e s clulas eletrolticas, INCORRETO afirmar: a) O eletrodo no qual ocorre o processo de oxidao denominado ctodo, tanto para as clulas voltaicas quanto para as clulas eletrolticas. b) A ocorrncia espontnea de uma reao de xido-reduo, na clula voltaica, promove a gerao de corrente eltrica. c) Uma reao qumica, na clula eletroltica, provocada pela passagem de corrente eltrica. d) A eletrlise gnea o nome da reao qumica provocada pela passagem de corrente eltrica, atravs de um composto inico fundido. e) A eletrlise aquosa o nome da reao qumica provocada pela passagem de corrente eltrica, atravs da soluo aquosa de um eletrlito. 4.4 Estequiometria na Eletroqumica 12. (EEM-SP) Um rdio de pilha ficou ligado durante a partida de futebol. Nesse perodo sua cpsula de zinco sofreu um desgaste de 0,3275g, tendo originado uma corrente eltrica de 0,3216A. Qual foi a durao do jogo, em minutos? a) 30 min b) 45 min c) 50 min d) 55 min e) 90 min 13. (UFPB-2005) A eletrodeposio ou galvanoplastia tem grande aplicao industrial como, por exemplo, na cromao de peas de automveis, na dourao de jias e de certos componentes eletrnicos, dentre outros. Neste sentido, se uma indstria pretende depositar 295g de nquel em uma pea metlica, a carga eltrica que deve passar pela clula eletroltica, a fim de que o ctodo constitudo por esta pea imersa em soluo aquosa de cloreto de nquel receba a cobertura, : a) 5 F b) 1 F c) 96500 C d) 10 F e) 482500 C 14. (UFPB-2004) O cloro, Cl2, usado, por exemplo, no tratamento de guas e de esgotos, na obteno de produtos orgnicos aplicados como pesticidas, dentre outros, pode ser obtido pela eletrlise de uma soluo aquosa de cloreto de sdio, conforme a equao global representada abaixo: 2NaCl(aq) 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g) Se, numa clula eletroltica, que produz cloro, conforme a reao acima, faz-se passar uma corrente de 30 A durante 1 h, correto afirmar que a) circula na clula eletroltica uma carga de 10,8 103 C. b) so produzidos 39,7 g de cloro. c) so produzidos 3,97 g de cloro. d) so produzidos 79,4 g de cloro. e) circula na clula eletroltica uma carga de 1,08 104 C. 15. (UEPB-2005) A indstria eletroqumica moderna produz atualmente milhes de toneladas de substncias qumicas. A semi-reao abaixo mostra a formao de cada molcula quando eltrons passam pelo circuito, na eletrlise: 2Cl(l) Cl2 + 2e (plo positivo) A partir dessas informaes, calcule o volume (l) de gs cloro (CNTP) que se forma, aps o tempo de 100s, com intensidade igual a 9,65A. a) 22,40 l b) 11,20 l c) 0,11 l d) 2,24 l e) 0,22 l13

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