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(Química)Preparação de soluções

1. (Exame Nacional 2008, 2.ª Fase) A preparação de soluções aquosas de uma dada concentração é uma atividade muito comum, quando se trabalha num laboratório químico.No decurso de um trabalho laboratorial, um grupo de alunos preparou, com rigor, 250,00 cm3 de uma solução aquosa, por pesagem de uma substância sólida.

1.1 Na Fig. 1 1 está representado um balão volumétrico calibrado de 250 mL, semelhante ao utilizado pelos alunos na preparação da solução.

No balão estão indicadas a sua capacidade, a incerteza associada à sua calibração e a temperatura à qual esta foi efetuada.

No colo do balão está marcado um traço de referência em todo o perímetro.

1.1.1 Tendo em conta as indicações registadas no balão volumétrico, indique o intervalo de valores no qual estará contido o volume de líquido a ser medido com este balão, à temperatura de 20 °C.249,85 cm3≤ V≤ 250,15 cm3

1.1.2 Os alunos deverão ter alguns cuidados ao efetuarem a leitura do nível de líquido no colo do balão, de modo a medirem corretamente o volume de solução aquosa preparada.

Selecione a alternativa que corresponde à condição correta de medição.

D1.2 O grupo de alunos teve que preparar, com rigor, 250,00 cm3 de

solução de tiossulfato de sódio penta-hidratado, Na2S2O3 • 5H2O (aq) (M = 248,22 g mol–1), de concentração 3,00 10–2 mol dm–3, por pesagem do soluto sólido.

1

Fig. 1

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Calcule a massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado que foi necessário pesar, de modo a preparar a solução pretendida.

Apresente todas as etapas de resolução.• Cálculo da quantidade de soluto que existirá em 250,00 cm3de solução (n= 7,500 × 10–

3mol).• Cálculo da massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado correspondente (m= 1,86 g).

2. (Adaptado de Teste Intermédio 2011) No laboratório, um aluno preparou, com rigor, uma solução aquosa de cloreto de sódio, a partir do reagente sólido.

2.1 Para preparar a solução, o aluno mediu a massa necessária de cloreto de sódio, utilizando uma balança digital que apresentava uma incerteza de leitura de 0,01 g.

Dos seguintes valores de massa, qual deve o aluno ter registado?

A. 8,341 gB. 8,34 gC. 8,3 gD. 8 g

Opção B.

2.2 O volume de solução preparada foi 250,0 cm3.Apresente o valor acima referido expresso em dm3, mantendo o

número de algarismos significativos.

0,2500 dm3OU 2,500 × 10-1dm3 (ou equivalente).

2.3 Descreva o procedimento experimental seguido na preparação da solução de cloreto de sódio, referindo, sequencialmente, as principais etapas envolvidas nesse procedimento.

• A primeira etapa é a medição do volume (OU de 20 cm3) de solução inicial de cloreto de sódio, utilizando uma pipeta (graduada ou volumétrica).

• A segunda etapa é a transferência desse volume de solução para um balão volumétrico de 50,0 mL.

• A terceira etapa é perfazer o volume de 50,0 cm3com água destilada (adicionando água destilada até ao traço de referência do balão volumétrico).

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3. (Exame Nacional 2014, Época Especial) Numa atividade laboratorial, um grupo de alunos preparou, com rigor, 100,00 cm3 de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II), CuSO4, de concentração 0,400 moldm-3, por dissolução de sulfato de cobre (II) penta-hidratado, CuSO4•5H2O, sólido.

3.1 Calcule a massa de sulfato de cobre penta-hidratado que foi necessário medir, para preparar essa solução. Apresente todas as etapas de resolução.

Cálculo da quantidade de sulfato de cobre penta-hidratado necessária (n=4,000 ×10-2mol) . Cálculo da massa de sulfato de cobre penta-hidratado necessária (m=9,99 g).Nota: A apresentação de valores calculados com arredondamentos incorretos, ou com um número incorreto de algarismos significativos, não implica, por si só, qualquer desvalorização.

3.2 De modo a pesar o sulfato de cobre penta-hidratado necessário para preparar a solução, os alunos colocaram um gobelé sobre o prato de uma balança.

Identifique a peça de material de laboratório que deve ser utilizada para transferir o sulfato de cobre penta-hidratado sólido para o gobelé.

Espátula.

3.3 Ao prepararem a solução, os alunos deixaram o menisco do líquido ultrapassar o traço de referência do balão volumétrico.

Qual é a atitude correta a tomar numa situação como essa?A. Ignorar o facto, uma vez que o colo do balão é estreito.B. Adicionar um pouco mais de soluto à solução preparada.C. Acertar o menisco pelo traço de referência, retirando líquido.D. Preparar uma nova solução, a partir do soluto sólido.

Opção D.

Diluição de soluções

1. (Exame Nacional 2008, 2.ª Fase) Considere que um grupo de alunos preparou, com rigor, 50,00 cm3 de uma solução de concentração 6,00 10–3 mol dm–3, por diluição de uma solução 3,00  10–2 mol dm–3 de tiossulfato de sódio penta-hidratado.

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1.1 Determine o volume, expresso em cm3, da solução mais concentrada, que os alunos tiveram que medir, de modo a prepararem a solução pretendida.

• Cálculo da quantidade de soluto que é necessário para obter a solução pretendida (n = 3,00 x 10-4 mol).• Cálculo do volume necessário de solução concentrada (V = 0,01 dm3 = 10 cm3).Notas: 1. As duas etapas podem ser resolvidas em simultâneo, devendo ser consideradas corretas se devidamente justificadas.2. A apresentação de valores calculados com arredondamentos incorretos, ou com um número incorreto de algarismos significativos, não implica, por si só, qualquer desvalorização.

1.2 Para medirem o volume da solução mais concentrada, os alunos utilizaram material de laboratório adequado.

Selecione a alternativa que refere o tipo de instrumento de medição de volumes de líquidos que deverá ter sido utilizado naquela medição.

A. Balão de ErlenmeyerB. ProvetaC. PipetaD. Gobelé

Opção C.

2. (Adaptado de Exame Nacional 2014, Época Especial) Um grupo de alunos preparou, com rigor, a partir de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II), CuSO4, de concentração 0,400 mol dm−3, uma solução 2,5 vezes mais diluída.

Os alunos dispunham apenas do seguinte material: Balão volumétrico de 50 mL (± 0,06 mL) Pompete Pipeta graduada de 10 mL (± 0,05 mL) Pipeta volumétrica de 10 mL (± 0,02 mL) Pipeta graduada de 20 mL (± 0,10 mL) Pipeta volumétrica de 20 mL (± 0,03 mL) Pipeta graduada de 25 mL (± 0,10 mL) Pipeta volumétrica de 25 mL (± 0,03 mL)

2.1 Determine o volume da solução mais concentrada que os alunos tiveram de medir, de modo a prepararem a solução pretendida.

Apresente todas as etapas de resolução.

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Cálculo do volume da solução mais concentrada que foi necessário medir (V=20,00 cm3) .Nota: A apresentação de valores calculados com arredondamentos incorretos, ou com um número incorreto de algarismos significativos, não implica, por si só, qualquer desvalorização.

2.2 Selecione, de entre as pipetas referidas, a que permite a medição mais rigorosa do volume da solução mais concentrada.

Indicação da pipeta que permite a medição mais rigorosa do volume da solução mais concentrada (pipeta volumétrica de 20 mL).

3. (Adaptado de Teste Intermédio 2010) Considere que lhe foi pedido que preparasse, com rigor, 500,0 mL de uma solução aquosa de etanol mais diluída, a partir da solução aquosa de etanol que encontrou na sua bancada de laboratório.

Descreva o procedimento seguido na preparação da solução diluída de etanol, considerando, por ordem cronológica, as três principais etapas que devem ser realizadas nesse procedimento.

• A primeira etapa é a medição do volume da solução inicial de etanol, utilizando uma pipeta(graduada ou volumétrica).• A segunda etapa é a transferência desse volume de solução inicial para um balão volumétrico de 500,0 mL.• A terceira etapa é perfazer o volume de 500,0 mL com água destilada, adicionando água destilada até ao traço de referência do balão volumétrico.

4. (Exame Nacional 2014, 2.ª Fase) Foram preparadas soluções aquosas de ácido acético a partir de uma solução inicial de concentração 4,50 mol dm−3.

4.1 Qual é o fator de diluição a considerar na preparação da solução de ácido acético de concentração 0,50 mol dm−3?

A. 9B. 5C. 4D. 2

Opção A.

4.2 Se o fator de diluição usado for 20, qual é a concentração da solução diluída assim obtida?

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A. 2,25 mol dm−3

B. 0,090 mol dm−3

C. 2,25 10−1 mol dm−3

D. 9,0 10−1 mol dm−3

Opção C.

5. As pipetas são de vidro e podem ser graduadas ou volumétricas. São instrumentos de medição de volume de líquidos que permitem medidas rigorosas.

5.1 Identifique o material de vidro apresentado na Fig. 1.

Pipeta volumétrica e balão volumétrico.

5.2 Selecione a opção correta:

A. As pipetas graduadas têm uma escala normalmente graduada em mL.

B. As pipetas volumétricas têm uma escala normalmente graduada em mL.

C. As pipetas graduadas têm como única referência um traço na parte superior, indicador do nível a que deve ficar o líquido.

D. A utilização de pompetes só é necessária quando se utilizam pipetas volumétricas.

Fig. 1Opção A.

Reação fotoquímica

1. Após a junção de uma solução aquosa de nitrato de prata a uma solução aquosa de cloreto de potássio, um grupo de alunos, que realizou a experiência, verificou a formação imediata de um precipitado de cor branca.

1.1 Identifique o nome da substância que precipita.Cloreto de prata.

1.2 Este precipitado forma-se porqueA. é muito solúvel em água.B. é praticamente insolúvel em água.C. resulta de dois sais pouco solúveis em água.D. solidifica à temperatura ambiente.

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Opção B.

1.3 Escreva a equação química que traduz a reação descrita.KCl (aq) + AgNO3 (aq) KNO3 (aq) + AgCl (s)

1.4 Selecione a técnica mais adequada para remover o precipitado formado.

A. decantaçãoB. filtração por gravidadeC. destilaçãoD. filtração a pressão reduzida

Opção D.

1.5 Os alunos fotografaram o precipitado obtido na reação descrita e compararam as fotografias obtidas imediatamente após a realização da experiência (I), e passados cerca de trinta minutos (II).

I II

a. Explique por que razão o precipitado escurece ao fim de algum tempo.

Devido à ação da luz que provoca uma reação de oxidação do sal formado.

b. Escreva a equação química que traduz a reação de escurecimento do precipitado.2AgCl (s) 2Ag (s) + Cl2 (g)

c. Justifique que os resultados obtidos são consequência de uma reação fotoquímica.

Se a amostra do sal obtido tivesse sido protegida da luz, este efeito não se verificaria.

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2. A filtração a pressão reduzida é um processo de separação de misturas que é utilizado quando se pretende efetuar uma filtração mais rápida.

2.1 Da lista de material de laboratório que se segue, selecione três elementos essenciais para a realização de uma filtração a pressão reduzida:

A. Balão de kitasato F. Balão volumétricoB. Funil de vidro G. ErlenmeyerC. Pinça metálica H. Funil de BüchnerD. Trompa de água I. ProvetaE. Peneira J. Cadinho de

porcelanaA, D, H

2.2 Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta.

A filtração a pressão reduzida é adequada para separar misturas __________ principalmente quando as partículas sólidas __________.

A. sólido-sólido; apresentam dimensão apreciável. B. sólido-líquido; apresentam dimensão apreciável.C. sólido-sólido; apresentam dimensão muito reduzida.D. sólido-líquido; apresentam dimensão muito reduzida.

Opção D.

3. O smog fotoquímico é uma forma de poluição atmosférica, sobretudo em áreas urbanas, resultado da presença de ozono na troposfera e outros compostos originados por reações fotoquímicas.

3.1 Explique o que são reações fotoquímicas.São reações que são desencadeadas por ação da luz.

3.2 A reação fotoquímica que inicia a produção de smog envolve a decomposição de moléculas de monóxido de nitrogénio, NO.

Esta reação é uma fotodissociação ou uma fotoionização? Justifique.

São reações de fotodissociação porque dissociam a molécula nos átomos que a constituem.

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3.3 Sabendo que a energia necessária para quebrar uma ligação NO é de 1,04  10−18 J, determine:

a. a energia necessária para decompôr uma mole de moléculas de monóxido de ntirogénio.

6,26 x 105 J = 626 kJ

b. se uma radiação visível, cujo comprimento de onda pode estar entre 400 nm e 700 nm, é suficiente pra provocar esta reação. Reconhecer que a radiação visível de maior energia é a de 400 nm. Cálculo da energia da radiação de menor energia (E = 4,97 x 10-19 J). Concluir que a radiação não tem energia suficiente para provocar a reação.(4,97 x 10-19 J < 1,04 x 10-18 J)Nota: Em alternativa, podem ser calculados os dois valores limite para a energia correspondente aos valores dados do comprimento de onda.

(Física)GRUPO I

1. Numa atividade laboratorial, pretendeu-se estudar a relação entre a variação da energia cinética de um cubo com a distância percorrida ao longo de um plano inclinado, de atrito desprezável. Considere a situação de um cubo largado no topo (A) de uma rampa de inclinação 35º.

Os alunos utilizaram um marcador eletromagnético com frequência de 50 Hz (correspondendo a um intervalo de tempo entre dois registos sucessivos de 0,02 s), obtendo na fita de papel os seguintes pontos:

1.1 Indique, justificando, qual das posições, ou , é que está mais afastada do topo da rampa.

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A) Durante a descida, o cubo percorre para intervalos de tempos iguais distâncias maiores,B) Pelo que a posição Y está mais afastada do topo da rampa.

1.2 Indique qual dos vetores ( , ou ) representa o peso do cubo.

1.3 Selecione a opção que permite calcular a do bloco durante a descida.

A.

B.

C.

D.D

1.4 Qual é a função que melhor se ajustará aos valores do gráfico da variação da

energia cinética ( ) em função da distância ( ) percorrida pelo cubo.Função linear ou linha reta ou reta

1.5 Determine o valor aproximado da energia cinética do cubo ( g) na posição X. Apresente todas as etapas de resolução.

Cálculo da velocidade do cubo na posição X

m/s

Cálculo da energia cinética em X

J

GRUPO II

1 Um grupo de alunos resolveu estudar a elasticidade de três bolas diferentes, A, B e C. Para tal, usou uma fita métrica para medir as alturas de queda das bolas (parte inferior da bola) relativamente ao solo. Cada bola é abandonada de três alturas diferentes e é medida a altura do ressalto, para cada situação. Foi usada uma balança para medir as massas das bolas.

A tabela seguinte mostra os valores das massas de cada bola, das alturas a que

foram largadas, e a altura de ressalto, .

Bola A B CMassa / g 602,1 434,2 398,9

Queda / cm / cm / cm / cm / cm / cm

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1 250 162 250 92 250 682 200 139 200 72 200 543 150 94 150 51 150 40

1.1 Para aumentar a precisão na medida da altura de ressalto o que é que os alunos deveriam fazer?

Realizar vários ensaios para cada altura de abandono

(e determinar o valor médio da altura de ressalto)

1.2 Os alunos utilizaram uma balança digital e uma fita métrica com menor divisão de 0,1 cm.1.2.1 Indique a sensibilidade da balança.

0,1 g1.2.2 Relativamente à bola A, apresente o registo correto da altura do primeiro

ressalto.Tendo em consideração a menor divisão da escala da fita métrica, a incerteza seria 0,5 mm. No entanto, dada a dificuldade das medidas das alturas de ressalto nesta experiência referidas no enunciado, o registo

correto da altura do primeiro ressalto é: cm cm ou

m m1.3 Qual das três bolas apresenta menor valor de velocidade após colisão com o

solo?Bola C

1.4 Para a bola B e recorrendo à máquina de calcular gráfica:

1.4.1 Esboce o gráfico de em função de .Identificação dos eixos

1.4.2 Determine, a partir da equação que melhor se ajusta aos pontos do gráfico, a altura de ressalto para uma queda de 62 cm. Apresente todas as etapas de resolução.Etapas de resolução: A) Escrita da equação da reta

(SI) ou (SI)B) Cálculo da altura de ressalto ……………………………..

m

GRUPO III

1. Um grupo de alunos, com o objetivo de obter a curva característica de uma pilha, montou um circuito elétrico. O grupo utilizou um voltímetro, uma resistência variável, uma pilha, um interruptor, fios de ligação e um amperímetro. Na tabela estão apresentados os dados recolhidos: diferença de potencial entre os terminais da pilha e a intensidade de corrente elétrica.

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/ A / V0,0120 1,4620,0113 1,4630,0150 1,4610,0180 1,4600,0200 1,4590,0250 1,4560,0300 1,4520,0400 1,4490,0480 1,4460,0500 1,4400,0580 1,4370,0650 1,4300,0780 1,4280,0850 1,4220,1050 1,4160,1150 1,410

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1.1 Selecione o esquema do circuito utilizado para obter a curva característica da pilha.

B

1.2 Identifique as grandezas físicas medidas pelos aparelhos identificados com A e V.

A: intensidade de corrente elétrica.V: d.d.p.

1.3 Utilize a calculadora gráfica para construir o gráfico (de pontos) da d.d.p. nos terminais da pilha em função da intensidade de corrente elétrica que a percorre.

1.3.1 Esboce o gráfico obtido.Esboçar o gráfico obtido

Identificação dos eixosUnidadesRetaAlguns valores de referência marcados nos eixos

1.3.2 Escreva a equação da reta de ajuste aos pontos do gráfico.

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Equação da reta: (V)

1.3.3 Relativamente à reta de ajuste, escreva os símbolos das unidades do declive e ordenada na origem.

Declive da reta: Ordenada na origem: V

1.3.4 Indique o significado físico da ordenada na origem.Força eletromotriz.

1.4 Com base nos valores experimentais, indique, justificando, qual é o valor da força eletromotriz da pilha com três algarismos significativos.

Em circuito aberto, a intensidade de corrente elétrica é nula.

Da equação da reta, substituindo , V.

V

1.5 Das seguintes afirmações sobre pilhas (geradores), selecione a correta.A. A força eletromotriz é a d.d.p. que podia ser gerada pela pilha caso ela fosse

ideal. O seu valor não diminui com o uso.B. A força eletromotriz é a d.d.p. que podia ser gerada pela pilha caso ela fosse

ideal. O seu valor diminui com o uso.C. A d.d.p. nos terminais da pilha é a d.d.p. que pode ser aproveitada para

geração de corrente em circuitos e o seu valor não diminui com o uso.D. A d.d.p. nos terminais da pilha é a d.d.p. que pode ser aproveitada para

geração de corrente em circuitos e o seu valor aumenta com o uso.A

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