resolução comentada ita2012_4dia

QQUUMMIICCAA

CONSTANTES

Constante de Avogadro = 6,02 x 1023 mol1

Constante de Faraday (F) = 9,65 x 104 C mol1 = = 9,65 x 104 A s mol1 = 9,65 x 104 J V1 moll

Volume molar de gs ideal = 22,4 L (CNTP) Carga elementar = 1,602 x 1019 C Constante dos gases (R) = 8,21 x 102 atm LK1 mol1 = = 8,31 JK1mol1 = 1,98 cal K1 mol1 = = 62,4 mmHg LK1 mol1

Constante gravitacional (g) = 9,81 ms2

DEFINIES

Presso de 1 atm = 760 mmHg = 101 325 Nm2 = 760Torr1 J = 1 Nm = I kgm2 s2

Condies normais de temperatura e presso (CNTP):0C e 760 mmHg Condies ambientes: 25C e 1 atm Condies-padro: 25 C e 1 atm; concentrao das solu -es = 1 mol L1 (rigorosamente: atividade unitria dasespcies); slido com estrutura cristalina mais estvel nascondies de presso e temperatura em questo. (s) = slido. () = lquido. (g) = gs. (aq) = aquoso. (CM) = circuito metlico. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrrias. [A] = concentrao da espciequmica A em mol L1.

MASSAS MOLARES

ElementoQumico

NmeroAtmico

MassaMolar

(g.mol1)ElementoQumico

NmeroAtmico

MassaMolar

(g.mol1)H 1 1,01 S 16 32,07 Li 3 6,94 Cl 17 35,45 C 6 12,01 K 19 39,10 N 7 14,01 Ca 20 40,08 O 8 16,00 Mn 25 54,94 F 9 19,00 As 33 74,92

Na 11 22,99 Br 35 79,90 Mg 12 24,30 Ag 47 107,90 Al 13 26,98 I 53 126,90 Si 14 28,08 Pt 78 195,08 P 15 30,97 Hg 80 200,59

II TTAA ((44 ..OO DD II AA )) DDEEZZEEMMBBRROO//22001111

1 DDUma amostra de 2 1 0 2 g de um determinado compostoorgnico dissolvida em 300 mL de gua a 25C,resultando numa soluo de presso osmtica 0,027 atm.Pode-se afirmar, ento, que o composto orgnico o(a) a) cido etanoico (cido actico). b) 1,2-etanodiol (etileno glicol). c) etanol (lcool etlico). d) metanodiamida (ureia). e) tri-fluor-carbono. ResoluoClculo das concentraes de partculas dissolvidas

(no dispersas) para cada substncia M = :

cido actico (CH3COOH):

M = mol/L = 1,11 . 103

1,2 etanodiol (HO CH2 CH2 OH):

M = mol/L = 1,07 . 103

etanol (CH3 CH2 OH):

M = mol/L = 1,44 . 103

ureia (CO(NH2)2):

M = mol/L = 1,11 . 103

trifluorcarbono (CHF3):

M = mol/L = 9,52 . 103

Clculo da concentrao de partculas dispersas nasoluo:

= [ ] . R . T

[ ] = = mol/L =

= 1,10 . 10 3

Como o cido actico sofre uma pequena ionizao emgua (cido fraco), a concentrao de partculasdispersas seria maior que 1,11 . 103 . Logo, ocomposto a ureia.

mM . V

mol

L2 . 102

60,06 . 0,3

mol

L2 . 102

62,08 . 0,3

mol

L2 . 102

46,08 . 0,3

mol

L2 . 102

60,07 . 0,3

mol

L2 . 102

70,02 . 0,3

0,027

8,21 . 102 . 298

R . T

mol

L

mol

L


2 BBConsidere as seguintes afirmaes: I. Aldedos podem ser oxidados a cidos carboxlicos. II. Alcanos reagem com haletos de hidrognio. III. Aminas formam sais quando reagem com cidos. IV. Alcenos reagem com lcoois para formar steres.

Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas a) I. b) I e III. c) II. d) II e IV. e) IV. ResoluoI) Verdadeira.

II) Falsa.Alcanos sofrem reao de substituio com F2,Cl2, Br2 e I2, na presena de luz, formando haletosde alquila.No reagem com haletos de hidrognio (HX).

III) Verdadeira.R NH2 + HX R NH3

+Xamina cido sal

IV) Falsa.Alcenos sofrem reaes de adio, como porexemplo hidrogenao e clorao. J a formaodo ster se d pela reao entre um cidocarboxlico e um lcool: cido carboxlico + lcool ster + gua

O O[O]

R C R C

H OHaldedo cido carboxlico


3 DDA reao de sulfonao do naftaleno ocorre por subs -tituio eletroflica nas posies e do compostoorgnico, de acordo com o diagrama de coordenada dereao a 50 C.

Com base neste diagrama, so feitas as seguintes afir -maes: I. A reao de sulfonao do naftaleno endotrmica. II. A posio do naftaleno mais reativa do que a de .III. O ismero mais estvel que o ismero .

Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas a) I. b) I e lI. c) II. d) II e III. e) III. ResoluoI) Errada.

A reao de sulfonao do naftaleno exotrmica,pois a entalpia dos produtos menor que aentalpia dos reagentes, indicando que ocorreuliberao de energia durante a reao.

II) Correta.A energia de ativao da reao de sulfonao donaftaleno em posio menor do que a energiade ativao da reao de sulfonao do naftalenoem posio , portanto a posio do naftaleno mais reativa do que a posio .

III) Correta.O ismero apresenta menor entalpia que oismero , sendo portanto mais estvel.


4 BBAssinale a opo que corresponde, aproximadamente, aoproduto de solubilidade do AgCl(c) em gua nas con -dies-padro, sendo dados: Ag+(aq) + e Ag(c); E0 = 0,799 V e AgCl(c) + e Ag(c) + Cl(aq); E0 = 0,222 V,

em que E0 o potencial do eletrodo em relao ao eletro -do padro de hidrognio nas condies-padro. a) 11018 b) 11010 c) 1105d) 1105 e) 11010

ResoluoAplicando a Equao de Nernst ao equilbrio de umasoluo saturada (com corpo de fundo), temos:

AgCl(c) Ag+(aq) + Cl (aq)

E = E0 log Q

Q = KPS para E = 0

Clculo do E0:

Ag(c) Ag+(aq) + e E0 = 0,799VAgCl(c) + e Ag(c) + Cl (aq) E0 = 0,222V

AgCl(c) Ag+(aq) + Cl (aq) E0 = 0,577 V

0 = 0,577 log KPS

0,577 = 0,059 log KPS

10 = log KPS

0,059

n

0,0591

KPS = 1 x 1010


5 DDConsidere as seguintes misturas (soluto/solvente) na con -centrao de 10% em mol de soluto: I. acetona/clorofrmio II. gua/etanol III. gua/metanol IV. benzeno/tolueno V. n-hexano/n-heptano

Assinale a opo que apresenta a(s) mistura(s) para a(s)qual(is) a presso de vapor do solvente na mistura aproximadamente igual sua presso de vapor quandopuro multiplicada pela sua respectiva frao molar. a) Apenas I b) Apenas I, II e III c) Apenas II e III d) Apenas IV e V e) Apenas V ResoluoA presso de vapor a presso exercida pelo vapor emequilbrio com o lquido. Depende da temperatura eda natureza do lquido. Quando a presso de vapor do solvente na soluo igual presso de vapor no estado puro multiplicadapela respectiva frao molar, temos o enunciado daLei de Raoult:

P1 = x1 . P1o

em que P1 e P1o

so respectivamente as presses devapor do solvente puro e do solvente na soluo e x1 a frao molar do solvente na soluo.Uma soluo ideal aquela que obedece Lei deRaoult, isto , apresenta intensidades relativas defora intermolecular aproximadamente igual noscom ponen tes puros e na respectiva soluo.Nas solues IV e V, as foras intermoleculares soaproximadamente de mesma magnitude (Foras devan der Waals).Nas solues II e III, as foras intermoleculares somais intensas nos solventes puros do que nas res -pectivas solues (foras do tipo ligaes de hidro -gnio).Na soluo I, as foras so mais fracas nos componen -tes puros e mais intensas na soluo.Portanto, as solues que obedecem Lei de Raoultso IV e V.


6 BBConsidere que a reao hipottica representada pelaequao qumica X + Y Z ocorra em trs condiesdiferentes (a, b e c), na mesma temperatura, presso ecomposio total (nmero de molculas de X + Y), asaber: a) O nmero de molculas de X igual ao nmero de

molculas de Y. b) O nmero de molculas de X 1/3 do nmero de

molculas de Y. c) O nmero de molculas de Y 1/3 do nmero de

molculas de X.

Baseando nestas informaes, considere que sejam feitasas seguintes afirmaes: I. Se a lei de velocidade da reao for v = k[X].[Y]2, ento

vc < va < vb.

lI. Se a lei de velocidade da reao for v = k [X]. [Y],ento vb = vc < va.

III. Se a lei de velocidade da reao for v = k [X], ento t1/2(c) > t1/2(b) > t1/2(a), em que t1/2 = tempo de meia-vida.

Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas a) I. b) I e II. c) II. d) II e III. e) III.

ResoluoConsiderando um total de z mol de molculas, emum volume V, tem-se:

* situao a:

* situao b:

* situao c:

I. Para a lei de velocidade v = k . [X] . [Y]2:

va = k . . . . 2

= k . = k.

vb = k . . . . 2

= k .

1 z[X] = mol/L2 V1 z[Y] = mol/L2 V



8 . z3

64 V31 . z3

8 . V3z

V1

2z

V1

2

9 . z3

64V3z

V3

4z

V1

4


vc = k . . . . 2

= k .

Neste caso, vc < va < vb

II. Para a lei de velocidade v = k . [X] . [Y]:

va = k . . . . = k . = k .

vb = k . . . . = k .

vc = k . . . . = k .

Neste caso, vb = vc < va

III. Para a lei de velocidade v = k . [X]:Por se tratar de uma reao de primeira ordemem relao a X (funo linear), ao aumentar aconcentrao de X, a velocidade aumentaproporcionalmente e, portanto, os tempos demeia-vida sero os mesmos.

3 . z3

64 V3z

V1

4z

V3

4

4 . z2

16 . V21 . z2

4 . V2z

V1

2z

V1

2

3 . z2

16 . V2z

V3

4z

V1

4

3 . z2

16 . V2z

V1

4z

V3

4


7 CCConsidere os seguintes potenciais de eletrodo em relaoao eletrodo padro de hidrognio nas condies-pa dro(E0): E0

M3+/M2+= 0,80V e E0

M2+/M0= 0,20V. As sinale a

opo que apresenta o valor, em V, de E0M3+/M0

.

a) 0,33 b) 0,13 c) + 0,13 d) + 0,33 e) + 1,00 ResoluoEscrevendo as semirreaes por intermdio dassemiequaes, temos:I M3+ + e M2+ E0M3+/M2+ = 0,80V n = 1II M2+ + e M0 E0M2+/M = 0,20V n = 2

III M3+ + 3e M0 E0M3+/M0 = x n = 3

Utilizando a frmula G0 = n F E0, temos:

GIII0

= GI0 + GII

0

3 F E0 = 1 . F . 0,80 2 . F ( 0,20) 3 E0 = 0,80 + 0,40E0 = + 0,13 V


8 DDConsidere as seguintes afirmaes a respeito dos haletosde hidrognio HF, HCl, HBr e HI: I. A temperatura de ebulio do HI maior do que a dos

demais. II. exceo do HF, os haletos de hidrognio

dissociam-se completamente em gua. III. Quando dissolvidos em cido actico glacial puro,

todos se comportam como cidos, conforme a se -guinte ordem de fora cida: HI > HBr > HCl > HF .

Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas a) I. b) I e II. c) II. d) II e III. e) III. ResoluoI. Errada.

Entre os haletos de hidrognio apresentados, o HF o que possui maior temperatura de ebulio, porser o nico capaz de estabelecer ligaes dehidrognio entre suas molculas.

II. Correta.O on hidrnio , na realidade, o cido mais forteque pode existir na gua. Quando solubilizados emgua, certos cidos fortes como HCl, HBr e HIionizam-se completamente na reao com a gua,e formam o H3O+ e a respectiva base conjugada.HCl + H2O H3O+ + Cl

0,1 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/L

Nota: Admitindo que a ionizao desses trs cidos aproximadamente completa, o item II estariaerrado e a resposta correta do teste seria a alter -nativa e.

III. Correta.Como o cido actico mais fraco que os haletosapresentados, ele ir comportar-se como base, aodissolv-los.A ordem de fora cida depende do tamanho dostomos, portanto:

HF, HCl, HBr, HI

tamanho do tomo aumenta

fora do cido aumenta

No HF, apesar de ser quase inico, o pequeno onF tem grande densidade de carga e a sua ligaocom H+ ser curta e forte, sendo difcil liberar oH+, por isso o HF considerado fraco (ou mo -derado).


9 EEConsidere volumes iguais dos gases NH3,CH4 e O2 nasCNTP. Assinale a opo que apresenta o(s) gs(es) quese comporta(m) idealmente. a) Apenas NH3 b) Apenas CH4c) Apenas O2 d) Apenas NH3 e CH4e) Apenas CH4 e O2ResoluoAs molculas do gs ideal no apresentam foras deatrao ou de repulso.Analisando as molculas, temos:NH3 apresenta foras intensas de atrao devido spontes de hidrognio.O2 e CH4, molculas apolares, apresentam somentefracas Foras de van der Waals (dipolo induzido).Dos trs gases citados, apenas CH4 e O2 mais seaproximam do modelo de gs ideal, pois apresentamas menores foras intermoleculares.


10 CC ((**))A 25 C, a fora eletromotriz da seguinte clula eletroqu -mica de 0,45 V: Pt(s) H2(g, 1 atm) H+(x mol . L1) KCl(0,1 mol.L1) Hg2Cl2(s) Hg(l) Pt(s). Sendo o potencial do eletrodo de calomelano KCl(0,1 mol .L1) Hg2Cl2(s) Hg(l) nas condies-padro igual a 0,28 V e x o valor numrico da concen -trao dos ons H+, assinale a opo com o valoraproxi mado do pH da soluo. a) l,0 b)1,4 c) 2,9 d) 5,1 e) 7,5 ResoluoSemirreaes que ocorrem na clula galvnica:Oxidao: H2(g) 2H+(aq) + 2eReduo: Hg2Cl2(s) + 2e 2Hg(l) + 2Cl (aq)

Equao : H2(g) + Hg2Cl2(s) 2H+(aq) + 2Hg(l) + 2Cl(aq)global

O potencial da clula galvnica pode ser calculadopor:Eclula = EH2

+ Ecalomelano

EH2 = E0H2

. log

n = 2; PH2= 1 atm

E = 0,0592 log [H+] = 0,0592 pH

Ecalomelano = E0calomelano . log [Cl]2

Considerando o potencial-padro do calomelano paraa concentrao de 1 mol . L1 de KCl, tem-se:

Ecalomelano = 0,28 2 . . log 0,1 =

= 0,28 + 0,0592(V) = 0,3392VLogo:

Eclula = EH2+ Ecalomelano 0,45 = 0,0592 . pH + 0,3392

pH = = 1,87

No h resposta.

* Considerando o potencial 0,28V como o do eletrodopadro de calomelano para concentrao 0,1 mol/L deKCl, tem-se:* Eclula = EH2

+ Ecalomelano

EH2 = E0H2

. log

0,0592

2

0,45 0,3392

0,0592

[H+]2

PH2

0,0592

n

0,0592

2

[H+]2

PH2

0,0592

n


Ecalomelano = E0calomelano , pois o eletrodo est nas

condies-padro dadas.

Eclula = . log + 0,28

0,45 = . log [H+]2 + 0,28

0,45 = 0,0592 . pH + 0,28 pH =

pH = 2,87, aproximadamente pH = 2,9.

[H+]2

10,0592

2

0,0592

20,45 0,28

0,0592


11 CCSo feitas as seguintes afirmaes a respeito dos produtosformados preferencialmente em eletrodos eletroquimi -camente inertes durante a eletrlise de sais inorgnicosfundidos ou de solues aquosas de sais inorgnicos: I. Em CaCl2 (l) h formao de Ca (s) no catodo. II. Na soluo aquosa 1l03 mol.L 1 em Na2SO4 h

aumento do pH ao redor do anodo. III. Na soluo aquosa 1 mol.L 1 em AgNO3 h formao

de O2 (g) no anodo. IV. Em NaBr(l) h formao de Br2(l) no anodo. Das afirmaes acima, est(o) ERRADA(S) apenas a) I e II. b) I e III. c) II. d) III. e) IV. ResoluoI. Correta.

No catodo, temos a reduo do on Ca2+:Ca2+(l) + 2e Ca(s)H formao de Ca(s).

II. Incorreta.No anodo, temos a oxidao da gua:

H2O (l) O2 (g) + 2H+ (aq) + 2e

H diminuio do pH ao redor do anodo devido formao de H+.

III. Correta.No anodo, temos a oxidao da gua:

H2O (l) O2 (g) + 2H+ + 2e

Temos a formao de O2 .IV. Correta.

No anodo, temos a oxidao do nion Br:2Br(l) Br2 (l) + 2eTemos a formao de Br2 (l).

1

2

1

2


12 DDSo feitas as seguintes afirmaes em relao isomeriade compostos orgnicos: I. O 2-cloro-butano apresenta dois ismeros ticos. II. O n-butano apresenta ismeros conformacionais. III. O metil-ciclo-propano e o ciclo-butano so isme -

ros estruturais. IV. O alceno de frmula molecular C4H8 apresenta um

total de trs ismeros. V. O alcano de frmula molecular C5H12 apresenta

um total de dois ismeros. Das afirmaes acima, est(o) CORRETA(S) apenas a) I, II e III. b) I e IV. c) II e III. d) III, IV e V. e) IV e V. ResoluoI) Verdadeira.

O 2-clorobutano apresenta isomeria ptica, con -tendo um carbono assimtrico. Desta forma, comesta frmula h os ismeros dextrogiro (d) elovogiro (l).

II) Verdadeira.Os diferentes arranjos espaciais dos tomos, queresultam da rotao em torno de uma ligaosimples (ligao sigma) so chamados confor -maes. Molculas com diferentes conformaesso denominadas ismeros conformacionais. Nocaso do butano, tem-se, por exemplo:

III) Verdadeira.

O metilciclopropano e o ciclobutano so ismerosde cadeia, ismeros estruturais (ismeros planos).

IV) Falsa.Com a frmula molecular C4H8 , h um total de 4alcenos ismeros (considerando isomeria plana eespacial geomtrica).


V) Falsa.Com a frmula molecular C5H12, h um total de 3alcanos.


13 AAConsidere as reaes representadas pelas seguintes equa -es qumicas:

I. C(s) + 2H2(g) CH4(g) II. N2O(g) N2(g) + 1/2O2(g) III. 2NI3(s) N2(g) + 3I2(g) IV. 2O3(g) 3O2(g) Assinale a opo que apresenta a(s) reao(es) qumi -ca(s) na(s) qual(is) h uma variao negativa de entropia. a) Apenas I b) Apenas II e IV c) Apenas II e III e IV d) Apenas III e) Apenas IV ResoluoA grandeza termodinmica entropia (S) indica o graude desordem de um sistema. Quando o grau de desor -dem diminui (ou o grau de organizao aumen ta), avariao de entropia negativa.I. Variao negativa de entropia (S 0):

C(s) + 2H2(g) CH4(g)menor quantidade de gases (desordem diminui)

II. Variao positiva de entropia (S 0): N2O(g) N2(g) + O2(g)

maior quantidade de gases (desordem aumenta)

III. Variao positiva de entropia (S 0):2NI3(s) N2(g) + 3I2(g)slido gasesdesordem aumenta

IV. Variao positiva de entropia (S 0):2O3(g) 3O2(g)maior quantidade de gases (desordem aumenta)

1

2


14 BBAssinale a opo que indica o polmero da borrachanatural. a) Poliestireno b) Poliisopreno c) Poli (metacrilato de metila) d) Polipropileno e) Poliuretano ResoluoA borracha natural um polimero do 2-metilbuta-1,3-dieno, tambm chamado de isopreno. Teoricamente,a reao de formao da borracha natural aseguinte:

15 SSEEMM RREESSPPOOSSTTAAAssinale a opo que apresenta os compostos nitroge -nados em ordem crescente de nmero de oxidao dotomo de nitrognio.

a) N2H4 < K2N2O2 < NaNH2 < NI3 < Na2NO2b) K2N2O2 < Na2NO2 < NI3 < NaNH2 < N2H4c) NaNH2 < N2H4 < K2N2O2 < Na2NO2 < NI3d) NI3 < NaNH2 < Na2NO2 < N2H4 < K2N2O2e) Na2NO2 < NI3 < N2H4 < K2N2O2 < NaNH2ResoluoDeterminao do Nox do nitrognio:

Assim, a ordem crescente seria:

NI3 = NaNH2 < N2H4 < K2N2O2 < Na2NO2

N2H4

2 +1

NaNH2

+1 3 +1

N I3

3 +1

Na2NO2

+1 +2 2

K2 N2O2

+1 +1 2

+2+1 2 3 3


16 EEA figura representa a curva de aquecimento de uma amos -tra, em que S, L e G significam, respectivamente, slido,lquido e gasoso.

Com base nas informaes da figura CORRETO afir -mar que a amostra consiste em umaa) substncia pura. b) mistura coloidal. c) mistura heterognea. d) mistura homognea azeotrpica. e) mistura homognea euttica. ResoluoO grfico fornecido representa o aquecimento de umamistura homognea euttica, pois o ponto de fuso constante e o ponto de ebulio varivel.O grfico de uma substncia pura apresenta ponto defuso e ponto de ebulio constantes.O grfico de uma mistura homognea azeotrpicaapresenta apenas ponto de ebulio constante.


17 BBConsidere os seguintes pares de molculas: I. LiCl e KClII. AlCl3 e PCl3III. NCl3 e AsCl3Assinale a opo com as trs molculas que, cada uma noseu respectivo par, apresentam ligaes com o maiorcarter covalente. a) LiCl, AlCl3 e NCl3 b) LiCl, PCl3 e NCl3c) KCl, AlCl3 e AsCl3 d) KCl, PCl3 e NCl3e) KCl, AlCl3 e NCl3ResoluoAs ligaes qumicas apresentam maior carter cova -lente quanto menor for a diferena de eletronega -tividade entre os tomos envolvidos. Neste caso,haver maior carter covalente nas ligaes dassubstn cias em que haja um elemento com maioreletrone gatividade ligado ao elemento cloro:I. O Li mais eletronegativo que o K.II. O P mais eletronegativo que o Al.III. O N mais eletronegativo que o As.A eletronegatividade cresce de baixo para cima em umgrupo da tabela peridica.Portanto, temos:LiCl, PCl3, NCl3


18 EESo descritos trs experimentos (I, II e III) utilizando-seem cada um 30 mL de uma soluo aquosa saturada, comcorpo de fundo de cloreto de prata, em um bquer de 50 mL a 25 C e 1 atm: I. Adiciona-se certa quantidade de uma soluo aquosa

1 mol.L1 em cloreto de sdio. II. Borbulha-se sulfeto de hidrognio gasoso na soluo

por certo perodo de tempo. III. Adiciona-se certa quantidade de uma soluo aquosa

1 mol.L1 em nitrato de prata.

Em relao aos resultados observados aps atingir oequilbrio, assinale a opo que apresenta o(s) experi mento(s)no(s) qual(is) houve aumento da quantidade de slido. a) Apenas I b) Apenas I e II c) Apenas I e III d) Apenas II e IIIe) Apenas I, II e III

ResoluoNuma soluo saturada de cloreto de prata com corpode fundo, teremos o seguinte equilbrio:

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl(aq)O sal pouco solvel e o seu KPS tem valor baixo.Experimento I: adio de certa quantidade de soluoaquosa 1 mol L1 de cloreto de sdio

A soluo aquosa de NaCl apresenta as seguintesconcentraes de ons na soluo:

NaCl Na+ + Cl

[Na+] = [Cl] = 1 mol L1

Adicionando-se um volume V de NaCl(aq) na soluosaturada de AgCl, ir aumentar a concentrao deons Cl na soluo final. (A concentrao de Cl nasoluo saturada era baixa, pois o KPSAgCl pequenoe adicionaremos um volume V de NaCl com con -centrao de Cl elevada (1 mol L1).)O equilbrio de solubilidade de AgCl ser deslocadopara a esquerda, aumentando a quantidade deAgCl(s) na soluo.Experimento II: borbulhar sulfeto de hidrogniogasoso.


A adio de sulfeto de hidrognio gasoso implicar aseguinte equao de reao de precipitao do Ag2S:

2 Ag+Cl(aq) + H2S(g) Ag2S(s) + 2 HCl(aq)

O sulfeto de prata um sal menos solvel que o AgCle ser depositado no sistema segundo a equao ini -ca:

2 Ag+(aq) + H2S(g) Ag2S(s) + 2 H+(aq)Embora ocorra dissoluo de parte do AgCl(s), o Ag2S menos solvel que o AgCl e, portanto, aumentar aquantidade de slido no sistema.Experimento III: adio de certa quantidade desoluo aquosa 1 mol L1 de nitrato de prata.

Assim como no experimento I, a soluo de nitrato deprata apresentar concentrao de ons Ag+ e NO3

igual a 1 mol L1.A adio de Ag+(aq) implicar o deslocamento deequilbrio de solubilidade do cloreto de prata para aesquerda, aumentando a quantidade de slido (AgCl)no sistema.


19 EEAssinale a opo com a resina polimrica que mais reduzo coeficiente de atrito entre duas superfcies slidas. a) Acrlica b) Epoxdica c) Estirnica d) Poliuretnicae) Poli (dimetil siloxano) ResoluoO poli (dimetil siloxano) membro da famlia dospolmeros do silicone:

CH3 CH3 CH3| | | O Si O Si O Si | | |

CH3 CH3 CH3Os silicones so atxicos, tm boa estabilidade em facedo calor, da luz e do oxignio.Tm valiosas propriedades como antiadesivos e anties -pumantes. Uma das aplicaes como lubrificantes.


20 AA ((**))Considere uma amostra aquosa em equilbrio a 60C, compH de 6,5, a respeito da qual so feitas as seguintesafirmaes: I. A amostra pode ser composta de gua pura. II. A concentrao molar de H3O+ igual

concentrao de OH. III. O pH da amostra no varia com a temperatura. IV. A constante de ionizao da amostra depende da

temperatura. V. A amostra pode ser uma soluo aquosa 0,1 mol.L1

em H2CO3, considerando que a constante dedissociao do H2CO3 da ordem de 1 x 107.

Das afirmaes acima est(o) CORRETA(S) apenas a) I, II e IV. b) I e III. c) II e IV. d) III e V. e) V.ResoluoA 25C, 1 atm, o produto inico da gua (Kw) iguala 1,0 . 1014.

2H2O H3O+ + OH

Kw = [H3O+] . [OH] = 1,0 . 1014

Portanto, uma soluo neutra a 25C ter:

[H3O+] = [OH] = 1,0 . 107mol/L

Como pH = log [H3O+] e pOH = log [OH], a 25C,uma soluo neutra apresenta pH = pOH = 7.

Obs.: Embora no tenha sido fornecido o valor de Kwa 60C (Kw = 9,3 . 1014 1013), uma amostra degua pura nessa temperatura apresenta valor de pH = pOH 6,5.Uma soluo de pH = 6,5 neutra.A ionizao da gua um processo endotrmico.

endotrmico2H2O H3O+ + OH

Um aumento da temperatura desloca o equilbrio paraa direita, aumentando a concentrao dos ons H3O+e OH e diminuindo os valores de pH e pOH.I. Correta.

Pode ser gua pura ou uma soluo neutra.

II. Correta.Por se tratar de uma soluo neutra, as con cen -traes dos ons H3O+ e OH so iguais.

III. Falsa.O pH de um sistema varia com a temperatura.

IV. Correta.Qualquer constante de equilbrio depende datemperatura.

V. Falsa.


Vamos calcular o valor do pH da amostra nascondies citadas:

Ka =

1,0 .107 =

x2 = 1,0 . 108

x = 1,0 . 104

[H3O+] = 1,0 . 104 e portanto pH = 4

*Nota: um absurdo exigir o valor de Kw a 60C.

O TESTE DEVERIA SER ANULADO.

H2CO3(aq) +H2O(l) H3O+(aq) + HCO3(aq)

incio 0,1 mol L1 0 0

reage eforma x x x

equil-brio

0,1 x 0,1 mol L1 x x

[H3O+] . [HCO3][H2CO3]

x . 1

0,1


AS QUESTES DISSERTATIVAS, NUMERADASDE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NOCADERNO DE SOLUES.AS QUESTES NUMRICAS DEVEM SER DE -SEN VOLVIDAS AT O FINAL, COM APRE SEN -TAO DO VALOR ABSOLUTO DO RESULTADO.

21A tabela mostra a variao de entalpia de formao nascondies-padro a 25C de algumas substncias. Calculea variao da energia interna de formao, em kJ.mol1,nas condies-padro dos compostos tabelados. Mostreos clculos realizados.

ResoluoA variao da energia interna (U) dada pelaexpresso:U = H n . R . T

Ag (s) + Cl2 (g) AgCl (s) H = 127 kJ/mol

U = 127 ( 0,5 . 8,31 . 298) . 103

Ca (s) + C (s) + O2 (g) CaCO3 (s)

H = 1207 kJ/molU = 1207 ( 1,5 . 8,31 . 298 . 103)

H2 (g) + O2 (g) H2O (l) H = 286 kJ/mol

U = 286 (0,5 . 8,31 . 298 . 103)

H2 (g) + S (s) H2S (g) H = 20 kJ/molU = 20 (0 . 8,31 . 298 . 103)U = 20 kJ/mol

N2 (g) + O2 (g) NO2 (g) H = + 34 kJ/mol

U = + 34 ( 0,5 . 8,31 . 298 . 103)U = + 35,23 kJ/mol

Substncia AH0f (kJ.mol1)AgCl(s) 127

CaCO3(s) 1207H2O(l) 286H2S(g) 20NO2(g) +34

1

2

U = 125,76 kJ/mol

3

2

U = 1203,3 kJ/mol1

2

U = 287,23 kJ/mol

1

2


22Apresente os respectivos produtos (A, B, C, D e E) dasreaes qumicas representadas pelas seguintes equaes:

ResoluoA halogenao de alquibenzenos pode ocorrer emduas regies distintas: no anel ou na cadeia lateral. Ahalogenao dos alcanos exige condies suscetveis delevar formao de tomos de halognio, ou seja, altatemperatura ou luz. J a halogenao do benzenopressupe a ionizao do halognio, que ocorre pelaao de catalisadores cidos, como o cloreto frrico.Assim, tem-se:

A nitrao do fenol, em meio cido, dirige a entradado grupo nitro ( NO2) nas posies orto e para.Como o esquema sugere a formao de um nicoproduto, deve-se utilizar excesso de HNO3, ocorrendouma trinitrao:

A oxidao do tolueno (por KMnO4) produz um cidocarboxlico:

J o cido benzoico sofre nitrao, sendo 1 : 1 a pro -


poro da reao:

Se a nitrao ocorrer com excesso de HNO3, temos:


23Uma mistura gasosa constituda de C3H8, CO e CH4.A combusto de 100 L desta mistura em excesso de oxi -gnio produz 190 L de CO2. Determine o valor numrico do volume, em L, depropano na mistura gasosa original. ResoluoComo a combusto ocorre com excesso de oxignio,pode-se considerar combusto completa.As equaes das reaes so:

C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4H2O (g)CO (g) + 1/2 O2 (g) CO2 (g)

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)

Como a mistura gasosa e todos esto submetidos amesma temperatura e presso, podemos afirmar quea proporo estequiomtrica em quantidade de mat -ria a mesma que em volume. Neste caso:

C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)x L 3x L 4x L

CO (g) + 1/2 O2 (g) CO2 (g)y L y L

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)z L z L 2z L

O volume da mistura gasosa original 100L,portanto:

(I)

O volume de CO2 produzido 190L, portanto:(II)

Da equao I, afirma-se que:y + z = 100 x

Substituindo na equao III:3x + 100 x = 1902x = 90

O valor numrico do volume do propano na misturaoriginal 45L.

x = 45L

x + y + z = 100

3x + y + z = 190


24Descreva por meio de equaes as reaes qumicasenvolvidas no processo de obteno de magnsiometlico a partir de carbonato de clcio e gua do mar. Resoluo Calcinao do calcrio:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) Formao da cal hidratada:

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2 (aq) Precipitao do magnsio inico presente na gua

do mar, na forma de Mg(OH)2:Ca(OH)2(aq) + Mg2+(aq) Ca2+ (aq) + Mg(OH)2(s)

Formao do cloreto de magnsio:Mg(OH)2 (s) + 2H Cl (aq) MgCl2(aq) + 2H2O(l)

Secagem, fuso e eletrlise gnea do MgCl2: MgCl2(l) Mg (s) + Cl2(g)


25A figura apresenta a variao de velocidade em funodo tempo para a reao qumica hipottica no catalisadarepresentada pela equao A2 + B2 2AB. Reproduza esta figura no caderno de solues, incluindono mesmo grfico, alm das curvas da reao catalisada,as da reao no catalisada, explicitando ambas as condies.

ResoluoAo adicionar um catalisador na reao, temos um au - mento tanto da velocidade direta como da veloci dadeinversa, possibilitando um tempo menor para atingiro equilbrio qumico.


26Considere a reao de combusto do composto X, demassa molar igual a 27,7 g . moll, representada pelaseguinte equao qumica balanceada: X(g)+3O2(g) Y(s) + 3H2O(g); H0C = 2035 kJ. mol1Calcule o valor numrico, em kJ, da quantidade de calorliberado na combusto de: a) 1,0 x 103 g de X b) 1,0 x102 mol de X c) 2,6 x 1022 molculas de X d) uma mistura de 10,0 g de X e 10,0 g de O2ResoluoNa equao fornecida, verificamos que h liberaode 2035 kJ por mol de X (reao exotrmica): X(g) + 3O2(g) Y(s) + 3H2O(g) H0C = 2035 kJ/mol

liberama) 27,7 g 2035 kJ

1,0 . 103 g w

b) libera1 mol de X 2035 kJ1,0 . 102 mol t

c) liberam6,02 . 1023 molculas 2035 kJ2,6 . 1022 molculas z

d) A reao entre 10g de X com 10g de O2 apresentaexcesso de X:1 mol de X 3 mol de O2

27,7 g 96 gj 10 g

mexcesso = 10 g 2,9 g = 7,1 g

Clculo da quantidade de calor liberado:

liberam27,7 g 2035 kJ2,88 g s

s = 212 kJ

w = 73,4 . 103 kJ

t = 203,5 . 103 kJ

z = 87,9 kJ

j = 2,88 g


27Considere dois lagos naturais, um dos quais contendorocha calcrea (CaCO3 e MgCO3) em contato com agua. Discuta o que acontecer quando houver precipitao degrande quantidade de chuva cida (pH < 5,6) em ambosos lagos. Devem constar de sua resposta os equilbriosqumicos envolvidos. ResoluoAs rochas calcreas sero dissolvidas quando ocorrerprecipitao de chuva cida, de acordo com osequilbrios:CaCO3(s) + 2H+(aq) Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(aq)MgCO3(s) + 2H+(aq) Mg2+(aq) + H2O(l) + CO2(aq)Nos lagos que contm rocha calcrea, ocorrer umaumento da concentrao de CO2 dissolvido e umapequena diminuio do pH.No outro lago, a precipitao de chuva cida aumentaa concentrao de ons H+ no sistema, deslocando oequilbrio de autoionizao da gua para a esquerda,havendo maior diminuio do pH.

H2OH2O(l) H+(aq) + OH(aq)


28A figura apresenta o diagrama de distribuio de espciespara o cido fosfrico em funo do pH.

Com base nesta figura, pedem-se:a) Os valores de pK1a pK2a e pK3a, sendo K1a, K2a e K2a,

respectivamente, a primeira, segunda e terceira cons -tantes de dissociao do cido fosfrico.

b) As substncias necessrias para preparar uma soluotampo de pH 7,4, dispondo-se do cido fosfrico erespectivos sais de sdio. Justifique.

c) A razo molar das substncias escolhidas no item b). d) O procedimento experimental para preparar a soluo

tampo do item b). ResoluoAs equaes em etapas das ionizaes do cidofosfrico so:1. etapa H3PO4(aq) H+ (aq) + H2PO4 (aq)

Ka1

=

2. etapa H2PO4 (aq) H+ (aq) + HPO42 (aq)

Ka2

=

3. etapa HPO42 (aq) H+ (aq) + PO43 (aq)

Ka3

=

Nota: No enunciado, no lugar de Ka3 aparece erro -

neamente Ka2.

a) Clculo de pKa1, pKa2, pKa3Pelo grfico dado, quando as fraes das espciesH3PO4 e H2PO4

forem iguais a 0,5, as concen -traes dessas espcies em mol L1 sero iguais eo pH do sistema ser igual a 2.Se pH = 2, a concentrao de ons H+ do sistemaser igual a 102 mol L1.

Ka1 =

[H+] [HPO42]

[H2PO4]

[H+] [PO43]

[H PO4]

[H+] [H2PO4 ]

[H3PO4]

[H+] [H2PO4 ]

[H3PO4]


Ka1 = 102

Como pKa1

= log Ka1

pKa1

= log 102

Pelo grfico dado, quando as fraes das espciesH2PO

4 e HPO24 forem iguais a 0,5, as concen -

traes dessas espcies em mol L1 sero iguais eo pH do sistema ser aproximadamente 7,1.Se pH = 7,1, a concentrao de ons H+ do sistemaser igual a 107,1 mol . L1.

Ka2

=

Ka2

= 107,1Como pKa

2= log Ka

2

pKa2

= log 107,1

Pelo grfico, quando as fraes das espciesHPO24 e PO

34 forem iguais a 0,5, as concentraes

dessas espcies em mol L1 sero iguais e o pH dosistema ser aproximadamente 12,2.Se o pH = 12,2, a concentrao de ons H+ dosistema ser igual a 1012,2 mol L1.

Ka3

=

Ka3 = 1012,2

Como pKa3

= log Ka3

pKa3

= log 1012,2

b) Uma soluo tampo formada por um parconjugado cido-base de Brnsted.Para preparar uma soluo de pH = 7,4, obser -vando o grfico, precisaramos de uma soluocontendo ons H2PO4

(frao 0,4) e ons HPO42(frao 0,6).Teramos uma soluo tampo constituda pelopar conjugado cido-base (H2PO4 e HPO42

). Ad -mitindo a disponibilidade de di-hidrogeno fosfatode sdio (NaH2PO4) e mono-hidrogenofosfato desdio (Na2HPO4), bastaria preparar uma soluomis turando-os em proporo, em mol, de 4 para 6de cada sal, respectivamente.

pKa2

= 7,1

[H+] . [PO34 ]

[HPO24 ]

pKa3

= 12,2

pKa1

= 2

[H+] . [HPO24 ]

[H2PO4 ]


c) A razo molar de 4 para 6 ou 2 para 3 (2 mols deNaH2PO4 para 3 mols de Na2HPO4).

d) Experimentalmente, a soluo tampo prepara -da a partir de neutralizao parcial de um cidofraco com uma base forte.A partir de uma soluo de H3PO4 de concen -trao conhecida e com auxlio de um pHmetro,adiciona-se soluo de hidrxido de sdio at queo pH do meio seja igual a 7,4.

Outra alternativa: Pesam-se os sais NaH2PO4 eNa2HPO4 na proporo dada no item c e dis -solvem-se em gua em um balo volumtrico.


29A nitrocelulose considerada uma substncia qumicaexplosiva, sendo obtida a partir da nitrao da celulose. Cite outras cinco substncias explosivas sintetizadas porprocessos de nitrao. ResoluoSubstncias explosivas sintetizadas por processo denitrao:


30Explique como diferenciar experimentalmente umaamina primria de uma secundria por meio da reaocom o cido nitroso. Justifique a sua resposta utilizandoequa es qumicas para representar as reaesenvolvidas.ResoluoTanto as aminas primrias como as secundrias rea -gem com cido nitroso. As aminas primrias reagemformando, entre outros compostos, o gs N2:

R NH2 + O = N OH R OH + H2O + N2

J as aminas secundrias reagem com cido nitrosoformando nitrosamina (composto amarelo):

R N H + HO N = O

R

R N N = O + H2O

Rnitrosamina(amarelo)


resolução comentada ita2012_4dia

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