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1. A maior parte das reações químicas ocorre entre íons e moléculas dissolvidos em água. É correto afirmar que a principal característica de uma solução aquosa é: A. ser sempre uma mistura homogênea. As soluções são sempre misturas homogêneas. O soluto pode ser um sólido ou líquido dissolvido em água, composto por uma única fase. As soluções nunca serão heterogêneas. O coeficiente de solubilidade representa a capacidade máxima do soluto que se dissolve em uma determinada quantidade de solvente. 2. A dissociação e a ionização são de grande importância para o favorecimento da ocorrência de reações. Sobre a reação abaixo, o que se pode concluir? H3PO4 + 3H2O → 3H3O+ + PO43- C. Trata-se de ionização total, formando o cátion hidroxônio. A equação trata-se de ionização total, formando três moléculas do cátion hidroxônio. A dissociação iônica é a separação dos íons de substâncias iônicas, originando uma solução eletrolítica, ou seja, que conduz eletricidade. A reação trata-se de ionização total e produz o ânion ortofosfato. 3. Algumas substâncias químicas são conhecidas por nomes populares. Assim tem-se, por exemplo, sublimado corrosivo (HgCl2), cal viva (CaO), potassa cáustica (KOH) e espírito de sal (HCl). O sublimado corrosivo, a cal viva, a potassa cáustica e o espírito de sal pertencem, respectivamente, às funções: D. sal, óxido, base e ácido. HgCl2: sal; CaO: óxido; KOH: base; HCl: ácido. Ácidos são todos os compostos que, dissolvidos em água, sofrem ionização, liberando, como único cátion, o íon H+. Bases são todos os compostos que por dissociação originam como único ânion o OH-, hidroxila ou oxidrila, em solução aquosa. Sais são compostos iônicos obtidos pela reação de um ácido com uma base (reação de neutralização ou salificação), juntamente com a formação de água. Quando o oxigênio se combina com metais que têm energias de ionização baixas, ou seja, os dos grupos 1 e 2 e o alumínio, ocorre a formação dos óxidos. 4. A uma solução de cloreto de sódio foi adicionado um cristal desse sal e verificou-se que não se dissolveu, provocando, ainda, a formação de um precipitado. Pode-se inferir que a solução original era: E. supersaturada. Essa solução era supersaturada, ou seja, possuía mais soluto dissolvido do que deveria ter em condições normais. Esse tipo de solução é instável, assim, qualquer perturbação, como adicionar um cristal, faz com que o soluto em excesso se precipite. As demais alternativas estão incorretas pois: a solução estável é a solução não saturada; em soluções diluídas a quantidade de soluto é menor em relação ao solvente; a solução saturada é a que contém a máxima quantidade de soluto numa dada quantidade de solvente; em soluções concentradas a quantidade de soluto é maior que a de solvente. 5. As funções inorgânicas são os grupos de compostos inorgânicos que apresentam características semelhantes. Considerando a equação química Cl2O7 + 2 NaOH → 2 NaClO4 + H2O, os reagentes e produtos pertencem, respectivamente, às funções: A. óxido, base, sal e óxido. Cl2O7: óxido (composto formado por dois elementos, sendo que o mais eletronegativo deles é o oxigênio). NaOH: base (composto que se dissocia em água e libera íons, dos quais o único ânion é o hidróxido, OH-: NaOH → Na+ + OH-). NaClO4: sal (composto que, em solução aquosa, sofre dissociação iônica, liberando pelo menos um cátion diferente do H+ e um ânion diferente do OH-). H2O: óxido. 1. O ácido nítrico, HNO3, é um excelente agente oxidante do cobre metálico. Conforme a reação iônica de oxirredução abaixo, indique qual substância é oxidante e qual é reduzida, bem como quem é o agente oxidante e quem é o agente redutor. Cu(s) + 2 NO3-(aq) + 4 H+ → Cu2+(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l) E. Cu é oxidado e é o agente redutor; íon nitrato é reduzido e é o agente oxidante. Cu é oxidado e é agente redutor; íon nitrato é reduzido e é o agente oxidante. Em reação com cobre metálico, o ácido oxida o cobre metálico, formando nitrato de cobre (II), e o íon nitrato do HNO3 é reduzido ao gás castanho NO2. O NO3- nitrogênio foi reduzido de -1 a 0 em NO2; consequentemente, o íon nitrato na solução ácida é um agente oxidante. O cobre metálico, como todos os metais, é o agente redutor; aqui cada átomo do metal fornece dois elétrons para produzir o íon Cu2+. Na reação do cobre com ácido nítrico, os metais são oxidados. Isso é típico de muitos metais, que em geral são bons agentes redutores. Certamente, os metais alcalinos e alcalinos terrosos são agentes redutores especialmente bons. O número de oxidação do Cu muda de 0 para +2. O Cu é oxidado a Cu²⁺ e é agente redutor. O NO3⁻ muda o número de oxidação de -1 para 0. O NO3⁻ é reduzido a NO2 e é o agente oxidante. 2 - Calcule a solubilidade de BaSO4 a 25˚C, sabendo que o produto de solubilidade que é igual a 1,0 × 10-10 e a reação em equilíbrio é: C. 1,0 × 10-5 mols/L. A solubilidade de BaSO4 a 25ºC é 1,0 × 10-5 mols/L. Observamos que cada mol de BaSO4 dissolvido forma 1 mol de íon Ba2+ e 1 mol de íon SO4- 2. Então, se a solubilidade do BaSO4 é 1 mol/L, ou melhor, S mols/L: [Ba2+] = [SO4-2] = S mol/L Substituindo-se esses valores na equação do produto de solubilidade do BaSO4, temos: Kps = [Ba2+] [SO4-2] Kps = S · S Kps = S2 1,0 x 10-5 mol/L = S 3. O cromato de prata sólido é adicionado à água pura a 25oC. Parte do sódio permanece não dissolvido no fundo do frasco. A mistura é agitada por vários dias para ter certeza de que o equilibro dentre Ag2CrO4(s) não foi dissolvido e a solução foi atingida. A análise da solução em equilíbrio mostra que a concentração de seus íons prata é 1,3 x 10-4 mol/L. Supondo que Ag2CrO4 dissocia-se completamente em água e que não existem outros equilíbrios importantes envolvendo íons Ag+ ou CrO42-, calcule a concentração dos íons CrO42- e a seguir o Kps para o composto Ag2CrO4. Ag2CrO4(s) ↔ 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) Kps = [Ag+]2 [CrO42-] B. Concentração Ag2CrO4 = 6,5 x 10-5 mol/L; Kps = 1,1 x 10-12. Concentração Ag2CrO4 = 6,5 x 10-5 mol/L; Kps = 1,1 x 1012. Foi fornecida a concentração no equilíbrio do íon prata em uma solução saturada de cromato de prata. A partir disso, pode-se determinar o valor da constante do produto de solubilidade para a dissolução de cromato de prata. A equação do equilíbrio e a expressão para Kps são: Ag2CrO4(s) ↔ 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) Kps = [Ag+]2 [CrO42-] Sabe-se que, no equilíbrio, [Ag+] = 1,3 x 10-4 mol/L. Todos os íons Ag+ e CrO4-2 em solução são provenientes de Ag2CrO4, que se dissolve. A partir da fórmula química do cromato de prata, sabe-se que devem existir 2 íons Ag+ em solução para cada íon CrO42- em solução. Consequentemente, a concentração de CrO42- é a metade da concentração de Ag+. Você pode agora calcular o valor de Kps: Kps = [Ag+]2 [CrO42-] = (1,3 x 10-4)2 · (6,5 x 10-5) = 1,1 x 10-12 4. O trifluoreto de nitrogênio (NF3) e o diclorometano (CH2Cl2) são polares? Caso afirmativo, indique os polos positivos e negativos da molécula e se são solúveis em água. C. NF3: N (+δ)―F(-δ) e em CH2Cl2: H (+δ)―C(-δ) e C(+δ)―Cl(-δ). Ambas são moléculas polares e tendem a se dissolver em água. NF3: N (+δ)―F(-δ) e em CH2Cl2: H (+δ)―C(-δ) e C(+δ)―Cl(-δ). Ambas são moléculas polares e tendem a se dissolver em água. Para resolver essa questão, é preciso determinar sua estrutura. NF3 tem estrutura piramidal. Como F é mais eletronegativo do que N, cada ligação é polar, sendo o lado mais negativo o átomo de F. isso significa que a molécula NF3, como um todo, é polar. Como a molécula de NH3 é polar e a água também é uma molécula polar, essa substância será solúvel em água. Em CH2Cl2 as eletronegatividades estão na ordem Cl (3,0) > C (2,5) > H (2,1). Isso significa que as ligações são polares, H (+δ)―C(-δ) e C(+δ)―Cl(-δ), com um vetor resultante para longe dos átomos de H e em direção aos átomos deCl. Embora a geometria dos pares de elétrons em torno do átomo de C seja tetraédrica, as ligações polares não podem ser totalmente simétricas em seu arranjo. A molécula de CH2Cl2 deve ser polar, com a extremidade negativa nos dois átomos de Cl e a extremidade positiva nos átomos de H. Como CH2Cl2 é polar, também tende a se dissolver em água. 5. As reações de complexação são exemplos de reações de ácidos e bases segundo a teoria de Lewis, em que o íon complexo é obtido pelo compartilhamento de um par ou mais pares de elétrons de uma espécie ou mais espécies (ânions ou moléculas) com uma espécie deficiente em elétrons (um cátion), capaz de aceitar esse par (ou pares) de elétrons. Assim, uma base de Lewis é toda espécie química capaz de doar um ou mais pares de elétrons, e um ácido é toda espécie química capaz de aceitar um ou mais pares de elétrons. Considerando as afirmações acima, a reação entre o íon cobre e a amônia, reação ácido-base de Lewis, podem formar um íon complexo? Em caso afirmativo, qual íon é formado? Cu2+ + 4 NH3 → ? B. Sim. O íon formado é [Cu(NH3)4]2+. Sim. O íon formado é [Cu(NH3)4]2+. Observando a reação, o íon cobre poderá receber um par de elétrons e compartilhá-los com o nitrogênio, formando uma nova ligação química e assim dando origem ao íon [Cu(NH3)4]2+. Para descobrir qual é o íon complexo formado, é preciso considerar o número de moléculas de NH3 envolvidas. Observe que o íon [Cu(NH3)4]2+ possui 4 NH3 ligados ao Cu e todo o complexo passa a ter carga positiva. Cu2+ + 4 NH3 ↔ [Cu(NH3)4]2+ 1. Em laboratório é realizada uma análise da seguinte forma: uma amostra líquida de uma mistura de cátions do grupo I é solubilizada em ácido nítrico; posteriormente, é adicionada uma solução de ácido clorídrico para realizar a separação dos cátions por meio da formação de cloretos. Esse processo vai possibilitar: C. a separação dos analitos por precipitação. Como os analitos do grupo I são chumbo, mercúrio e prata, que são solúveis em solução de ácido nítrico, geram precipitados brancos quando adicionado ácido clorídrico, formando cloretos dos respectivos cátions. 2. A identificação de ânions ocorre de forma mais complexa quando comparada com os cátions. O grupo A dos ânions engloba o grupo que forma gases quando reage com soluções de HCl ou H2SO4 diluídas. Entre as substâncias a seguir, qual(is) pertence(m) ao grupo A com as características descritas? I – CaCO3 II – Na2SO3 III – Na2HPO3 A. Apenas as substâncias I e II. O carbonato de cálcio (CaCO3) possui o íon carbonato (CO32-), que, se reagir com ácido clorídrico ou ácido sulfúrico, liberará gás carbônico; por isso pertence ao grupo A. Já o sulfito de sódio (Na2SO3) possui o íon sulfito (SO32-), que libera o gás dióxido de enxofre quando reage com os ácidos diluídos. O fosfito de sódio possui o íon fosfito (HPO32-), que faz parte do grupo B, que forma precipitados. 3. A cromatografia é um método muito adotado na química analítica, pois pode ser utilizado como técnica quantitativa e qualitativa, na separação, identificação e quantificação de analitos de interesse. Uma das formas de identificação de íons é a utilização do princípio de separação por troca iônica, em que resinas trocadoras de íons são empregadas para eliminar íons que, de outra forma, causariam interferência nas análises. Qual classificação e qual fase móvel são utilizadas nesse método? E. Cromatografia líquida e fase móvel líquida. Nessa técnica são injetadas no cromatógrafo soluções líquidas que passam na resina de troca iônica, que pode ser seletiva para cátions ou ânions. Logo, a fase móvel será líquida e a classificação será cromatografia líquida. 4. A técnica clássica de identificação de íons baseada na análise de cor pode ocorrer por meio da formação de precipitados ou ainda pelo teste da chama. Uma técnica instrumental utiliza esse mesmo princípio para realizar medições e identificações analíticas em amostras de substâncias de interesse. Qual seria essa técnica instrumental? B. Espectroscopia de emissão e absorção atômica. O princípio do teste da chama ocorre na chama do queimador do equipamento de emissão e absorção atômica. Os íons formados serão excitados de um estado de energia para outro estado de energia maior. Quando eles voltam ao seu estado fundamental, de menos energia, emitem luz em um determinado comprimento de onda, que é identificado pelo detector e transformado em um sinal analítico. Por isso, usa-se a técnica de espectroscopia de emissão e absorção atômica. 5. A espectroscopia de absorção e emissão atômica também é utilizada para identificar e quantificar íons na química analítica. Em ambas as técnicas, a identificação passa pelo processo de geração dos íons muito bem separados, formando um aerossol seco, e assim identificados. Entre essas técnicas, qual é a principal diferença entre os mecanismos de identificação? D. A espectrometria de absorção atômica utiliza lâmpada de cátodo oco. A espectrometria de absorção atômica utiliza lâmpada de cátodo oco. A lâmpada é utilizada para geração de apenas um comprimento de onda, que será a mesma luz emitida pelo analito de interesse e posteriormente utilizada na medição e identificação. Já na espectroscopia de emissão atômica, o próprio comprimento de onda emitido pela luz do analito na chama é identificado, sem a presença da lâmpada de cátodo oco. 1. Em muitas reações ácido-base (transferência de prótons), podemos identificar dois conjuntos de pares ácido-base conjugados. Segundo a teoria de ácido-base de Brønsted-Lowry, qual é a base conjugada de cada um dos seguintes ácidos? I – HClO4 II – H2S III – PH4+ D. I – Base conjugada ClO4-; II – Base conjugada HS-; III – Base conjugada PH3. Para resolver esta questão, precisamos encontrar a base conjugada segundo Brønsted- Lowry. Nessa teoria, a base conjugada de uma substância é simplesmente a substância de origem menos um próton, e o ácido conjugado de uma substância seria a substância de origem mais um próton. Assim: I – HClO4 menos um próton é ClO4-. Reação química: HClO4 ↔ ClO4- + H+. II – H2S menos um próton é HS-. Reação química: H2S ↔ HS- + H+. III – PH4+ menos um próton é PH3. Reação química: PH4+ → PH3 + H+. 2. O íon hidrogenossulfito (HSO3-) é anfótero. Qual das equações abaixo representa a equação para a reação de HSO3- com água, na qual o íon atua como um ácido? A. HSO3-(aq) + H2O(l) ↔ SO32-(aq) + H3O+(aq). Para que HSO3- atue como um íon, deve doar um próton (H+) para a água. Assim, HSO3- perde H+, transformando-se em íon SO32-. 3. Qual dos seguintes compostos pode agir como ácido de Lewis? (Dica: observe os pares de elétrons isolados na molécula.) I – PH3 II – AlCl3 III – H2S D. Apenas II. 4: Acompanhe a questão: C. Base de Brønsted-Lowry e base de Lewis. Nesta situação ela será uma base de Brøunsted-lowry porque a substância pode receber um próton H+ que formará uma nova ligação com o nitrogênio que possui um par de elétrons que podem formar ligação. Da mesma forma é uma base de Lewis, pois o mesmo par de elétrons livres podem ser doados, ou compartilhados com outro átomo para formar uma nova ligação. 5. Entre as reações abaixo, qual a alternativa que representa uma reação ácido-base? I – HC2H3O2(aq) + Ba(OH)2(aq) → H2O(l) + Ba(C2H3O2)(aq) II – H2O(l) + H2CO3(g) → H3O+(aq)+ HCO3-(aq) III – 4 Fe2+(aq) + O2(g) + 4 H+(aq) → 4 Fe3+ + 2 H2O(l) IV – MgCO3(aq) → Mg+(aq) + CO3-(aq) A. Apenas I e II. As reações ácido-base podem ser identificadas facilmente pela presença dos íons hidrônio (H3O+) ou hidrogênio (H+) e, ainda, pela presença de hidroxilas. Entre as reações em que esses íons podem ser observados, estão as reações entre o ácido acético e o hidróxido de bário (I) e entre o ácido carbônico e a água. As reaçõesIII e IV são de oxirredução e decomposição, respectivamente. 1. A prata é um metal que pode interferir na análise de chumbo por competirem com o mesmo agente precipitante, o íon cloreto. Para minimizar a presença de prata, usa- se amônia como agente mascarante. Sobre esse sistema, o número de coordenação da prata e o número de ligações da amônia são respectivamente: B. dois e monodentado. A prata possui número de coordenação igual a dois; logo, necessita realizar duas ligações para ser mascarada. A amônia é monodentada; portanto, para cada íon prata, são necessárias duas moléculas de amônia para mascarar a prata. 2. O zinco é um átomo essencial no organismo para controle da divisão celular. Quando utilizado em análise laboratorial, o mascaramento desse elemento é realizado utilizando-se _________ como agente mascarante. Assinale a alternativa que completa a frase. D. Hidróxido de potássio (KOH). O zinco é um elemento que realiza quatro ligações coordenadas. A estabilidade dessas ligações é alcançada utilizando-se hidróxido de potássio, que funciona como doador de íons hidroxila. Assim, quatro ânions hidroxila ligam-se ao zinco de forma coordenada, solubilizando o zinco no meio aquoso. 3. O cobalto é um elemento importante na estrutura de elementos orgânicos. Para o homem, especial importância é dada para a síntese de vitamina B12, também denominada cianocobalamina. A identificação do cobalto sofre a interferência de que elemento do grupo III e que agente mascarante pode ser utilizado? E. Ferro, NaF. O ferro é identificado com o ânion tiocianato, o mesmo utilizado para identificar o cobalto. Devido à cor vermelha intensa, o ferro impede a visualização do azul fraco da reação do cobalto. Para facilitar o processo, é adicionado o fluoreto de sódio, que atua como agente mascarante do ferro. O tartarato de sódio e potássio também mascara o ferro, mas é utilizado na identificação do manganês (Mn). O zinco, o alumínio e o cromo são elementos do grupo III, mas não interferem na análise de cobalto. 4. Agentes mascarantes reagem com metais formando ligações coordenadas. A quantidade de agente mascarante é proporcional à quantidade de ligações coordenadas possíveis para um elemento. O ferro é um metal hexavalente e capaz de realizar ligação coordenada com a hemoglobina, molécula essencial no transporte de oxigênio. Sobre o ferro, a quantidade de coordenações desse cátion é: E. seis. Como destacado no enunciado, o ferro é hexavalente; logo, ele deve realizar seis ligações coordenadas para que seja solubilizado e mascarado por um agente mascarante. 5. Em relação ao mascaramento de cátions, utiliza-se um agente mascarante que se une por ligação coordenada com um cátion metálico. Essa ligação é estável o suficiente para que o cátion tenha suas propriedades químicas inibidas e, assim, não reaja de forma normal com agentes precipitantes clássicos. Assinale a teoria que explica esse tipo de situação: B. O agente mascarante funciona como base de Lewis, doando elétrons que se ligam com o cátion metálico em um número definido pela quantidade de coordenações do cátion. O agente mascarante possui átomos doadores de elétrons. Em sua estrutura, esses átomos apresentam par de elétrons livres capazes de se ligarem a um cátion que apresenta falta de elétrons. Por exemplo: o NH3 possui uma par de elétrons do nitrogênio, assim como o CH3— NH2 também possui um par de elétrons; logo, os dois compostos podem ser diferentes, mas se comportam de forma semelhante como base de Lewis. 1. Em um laboratório é comum a necessidade de se confirmar a presença de cátions em uma amostra desconhecida. Ao receber um material sólido, procede-se a sua solubilização seguida de reações de precipitação. A característica que permite essa identificação é: B. a propriedade química dos elementos. Cada cátion reage com um agente precipitante de forma distinta. Essa reação forma precipitados diferentes que permitem saber qual é o cátion envolvido na reação. Assim, a característica que permite a identificação é a propriedade química dos elementos, uma vez que ela indica como eles irão reagir entre si. Propriedades físicas, elásticas, ópticas e periódicas não permitem prever como os elementos irão reagir entre si nem, portanto, sua estrutura química. 2. Durante uma reação de identificação de cátions, são adicionados agentes precipitantes com o objetivo de verificar a formação de alguma substância sólida. Esse processo leva em consideração a entalpia de formação, que se refere à: E. energia necessária para produzir um determinado composto. A entalpia de formação é a energia necessária para unir os diferentes átomos em uma ligação química e, assim, produzir um determinado composto. Quando ela for favorável (energia dos produtos menor que dos reagentes), o produto formado é estável. 3. Durante a identificação de cátions, ao ser adicionado um agente precipitante em uma solução desconhecida, alguns cátions precipitam e outros permanecem em solução. Nessa situação, a teoria que explica por que um composto permaneça solúvel, isto é, não precipita, diz que: D. a energia de formação deve ser menor que a energia de hidratação. Quando a energia de formação for menor que a energia de hidratação, a água tem a capacidade de separar e manter afastados o cátion e o ânion. Dessa forma, eles mantêm- se em solução. Isso significa que a solvatação é favorecida e os íons permanecem afastados; caso contrário, ocorreria a precipitação. Logo, o processo de solubilização depende da força que a água tem em separar tanto cátion quanto ânion, e não cada um de forma independente. 4. A análise de cátions é um aspecto importante na determinação da composição química de uma amostra. A análise de cátions envolve, entre outros aspectos: A. a precipitação seletiva de cada cátion em etapas sequenciais. Cada cátion será precipitado com auxílio de um agente precipitante específico. O processo é sequencial, pois, com o líquido sobrenadante e com o precipitado formado, outras reações serão realizadas em etapas ordenadas. 5. Uma amostra desconhecida foi tratada com H2S em meio amonical e um precipitado branco foi encontrado. Esse precipitado foi solubilizado com KOH e posteriormente precipitado com aluminum e em meio amoniacal, formando cristais vermelhos. Qual cátion do grupo III se encontra na amostra? C. Al+3. Dos elementos citados, aquele que precipita com H2S amoniacal, solubiliza-se com KOH e posteriormente precipita com aluminum é o cátion alumínio: Al+3. O íon Mn+2, o íon Ag+, o íon Cu+2 e o íon Cr+3 não reagem dessa mesma forma. 1. O íon ferroso é muito utilizado na produção de medicamentos antianêmicos, pois esta é a forma de ferro melhor absorvida pelo organismo. Considerando que ele deve ser solúvel, qual das formas a seguir poderá ser utilizada para produzir o medicamento? A. FeSO4. O íon ferroso é aquele cuja valência do ferro é igual a +2. Perceba que, no FeSO4, a atomicidade do sulfato é igual a 2. Nos outros casos, o índice utilizado é igual a 3, portanto trata-se do ion férrico. O último caso, Fe(OH)2, apesar do índice ser 2, denotando o íon ferroso, o composto é insolúvel e, portanto, não pode ser absorvido. 2. O hipoclorito de sódio é um sal muito utilizado como agente higienizante doméstico e hospitalar. Apesar de ser um sal, é instável em meio ácido, liberando gás cloro, forma ativa e com alto poder antimicrobiano. A estrutura que corresponde ao hipoclorito de sódio é: B. NaClO. O hipoclorito de sódio é composto pelo ânion clorito (ClO-), um ânion poliatômico, em que o cloro possui numero de oxidação igual a +1. Quanto ao cátion, é formado pelo íon sódio. Como a valência do cátion e do ânion é igual a +1 e -1, respectivamente, esses índices não precisam ser apresentados na estrutura. Os outros ânions presentesindicam, respectivamente: Cl- (cloreto), ClO2- (clorito), ClO3- (clorato) e ClO4- (perclorato). 3. A força de um eletrólito é medida de acordo com a solubilidade do sal e com o seu grau de dissociação em meio aquoso. Dos compostos a seguir, qual é considerado o eletrólito mais forte? D. MgCl. Entre os elementos apresentados, o único solúvel é o cloreto de magnésio. Como o critério para ser um eletrólito é a solubilidade, esse é o elemento que apresenta a maior força entre todos. 4. O chumbo é um metal pesado detectado em alimentos plantados próximos a rodovias, como subprodutos da combustão de combustíveis. Para proceder a identificação do chumbo, o agente precipitante de escolha será: B. KCrO4. Para identificar o chumbo por precipitação, o agente precipitante deve apresentar um ânion que, ao reagir com o íon chumbo, forme um composto insolúvel. Entre cloreto de sódio, cromato de potássio, nitrato (na forma de ácido nítrico), nitrato de cálcio e cloreto de magnésio, o único que forma um sólido insolúvel com o chumbo é o cromato. A reação produz o cromato de chumbo, um sólido de cor amarelada: Pb+2(aq) + CrO4-2 (aq) → PbCrO4 (s). 5. O flúor é extensamente utilizado na Odontologia para o tratamento dentário, como forma evitar cáries. Para que o efeito farmacológico exista, ele deve estar na forma solúvel. Uma farmácia de manipulação que deseje produzir um gel à base de fluoreto deve utilizar: D. NaF. O fluor é um elemento semelhante ao cloro em reatividade (estão no mesmo grupo da tabela periódica) e forma compostos solúveis e insolúveis da mesma forma que o cloreto. Assim, dos elementos apresentados, apenas o NaF e o AlF3 são solúveis para serem utilizados em Odontologia; os demais são insolúveis. No entanto, o alumínio é toxico se absorvido; logo, o único composto que pode ser utilizado com relativa segurança é o fluoreto de sódio (NaF). 1. O ferro é um elemento importante para a saúde, sendo o precursor da hemoglobina e cofator enzimático. Também pode ser tóxico, causando depósitos de ferro, conhecidos como hemossiderose. Assinale o agente precipitante envolvido na reação final de identificação do Fe+3 e sua respectiva coloração. D. NH4CNS (tiocianato de amônio), precipitado vermelho. O tiocianato de amônio é o agente precipitante para o ferro, um elemento do grupo III, na forma de um precipitado vermelho. Os outros agentes precipitam, respectivamente: ditizona (zinco) e benzidina (manganês). 2. O cobre é um elemento essencial para diversos seres vivos, porém tóxico para diversos microrganismos. Na agricultura é utilizado como fungicida na forma de calda bordalesa (sulfato de cobre em meio alcalino). Para identificar o cobre em uma amostra, as reações envolvidas na análise do grupo e do metal são respectivamente: B. Cu+2 + H2S, C14H13NO2 (alfabenzoinoxima). O cobre é um elemento do grupo II; portanto, reage com ácido sulfídrico, formando precipitado. Para sua identificação, utiliza-se alfabenzoinoxima. O ácido clorídrico é utilizado apenas na identificação dos cátions do grupo I. Quanto aos agentes precipitantes, o dicromato de potássio avalia a presença de chumbo e o cloreto de estanho II avalia a presença de mercúrio. 3. Na presença de fluoreto de sódio (NaF) e tiocianato de amônio (NH4CNS), este cátion precipita na forma de cristais de coloração azul. Ele é essencial para a biossíntese de vitamina B12, importante composto organometálico utilizado para a síntese de hemoglobina. Qual é o grupo e a que cátion o texto se refere? B. Grupo III, cobalto (Co+2). Dos elementos apresentados, o único utilizado na síntese de hemoglobina é o cobalto. Ele é um elemento do grupo III e precipita na forma de cristais azuis. Para compreender o processo, reveja o Infográfico. 4. O zinco é um elemento essencial para o organismo. Ele atua como cofator enzimático, antioxidante e também como controle da transcrição do DNA em uma estrutura chamada de “dedos de zinco”. É um elemento presente em cereais e que pode ser analisado a partir da reação com: C. tiocianato de amônio, formando tiocianato de zinco. O agente precipitante para o zinco é o tiocianato de amônio, presente na identificação de cátions do grupo III. O ácido clorídrico é utilizado na classificação de cátions do grupo I, e o ácido sulfídrico, em meio ácido de cátions do grupo II. O dicromato de potássio é utilizado na identificação de chumbo, e o cloreto de estanho II, na identificação de mercúrio. 5. O cádmio é um metal pesado utilizado como catalisador não enzimático. Seu uso envolve a síntese de diversas substâncias orgânicas, incluindo medicamentos. Uma fábrica de medicamentos, ao realizar o tratamento de água, deseja saber se existe cádmio no esgoto tratado. Qual agente precipitante deve ser escolhido para realizar o teste? A. ácido sulfídrico/tioacetamida - H2S/2H5NS Para identificação de cátions do grupo II é necessário adicionar H2S (o uso de tioacetamida minimiza o odor forte e característico) à solução desconhecida. Ocorrerá uma reação de precipitação com cores distintas a partir da formação dos sulfetos dos cátions Hg+2, Cu+2, Cd+2, Bi+3, As+3,Sb+3, Sn+2 . Todos são praticamente insolúveis e o valor da constante de solubilidade (Kps) indica que basicamente não existem íons em solução, mesmo em equilíbrio. A reação envolvida é descrita de forma genérica por X+ (aq) + H2S (aq) à X2S (s) + H+ (aq), Onde X é o cátion envolvido. 1. A análise de cátions é fundamental na determinação qualitativa de um determinado analito. Sobre os cátions, assinale a alternativa correta: B. São elementos químicos que, após doarem elétrons, têm um número maior de prótons em relação aos elétrons. Os elementos, ao sofrerem dissociação ou ligação iônica, doam elétrons e ficam com um número de partículas positivas (prótons) maior que o de negativas (elétrons). O número de cargas representadas depende do número de elétrons perdidos para outro elemento mais eletronegativo. 2. Sobre os cátions formados a partir dos elementos cálcio, estrôncio e ferro (forma férrica), assinale a alternativa que apresenta a forma corretade representá-los: E. Ca+2, Sr+2, Fe+3. Tanto o cálcio (Ca) quanto o estrôncio (Sr) perdem dois elétrons ao formarem cátions. O ferro (Fe), por sua vez, apresenta valência variável e pode perder dois ou três elétrons. 3. Sobre os compostos BaSO4, Al(OH)3, NH4Cl, K3PO4 e Zn(NO3)2, indique a alternativa que apresenta de forma correta o cátion, sua valência e sua atomicidade respectivamente: D. Potássio, monovalente, triatômico. Os cátions são sempre dispostos no início da fórmula e são: bário, alumínio, amônio, potássio e zinco. Quanto à valência, eles são respectivamente: divalente, trivalente, monovalente, monovalente e divalente. Quanto à atomicidade eles são respectivamente: monoatômico, monoatômico, monoatômico, triatômico e monoatômico. 4. Durante a formação de cátions pelo teste de chama, formam-se cores características. Essas cores são o resultado de quê? D. Da excitação de elétrons de camadas pouco energéticas para camadas mais energéticas e liberam a energia absorvida na forma de luz. Os elétrons estão dispostos em níveis crescentes de energia ao redor do núcleo. Ao absorverem a energia térmica, podem "saltar" de um nível pouco energético para outro mais energético. Esse é um processo físico reversível e, durante o retorno ao nível fundamental, o elétron libera a mesma energia absorvida na forma de luz de cor característica. 5. O bário é um elemento muito utilizado em contrastes radiológicos por ser radiopaco. Identifique corretamente o cátion, sua cor na prova de chama e a reação de identificação: A. Ba+2, verde, Ba+2(aq) + CrO4+2(aq) → BaCrO4(s). O íon bário é um cátion divalente que, ao ser queimado, forma uma chama verde. Sua reação com o íon cromato leva à formaçãode um precipitado de cromato de bário de cor amarela. 1. Uma indústria de alimentos recebeu um lote de nitrito de sódio para a produção de embutidos. Para garantir a qualidade do produto, qual é a identificação que deve ser realizada e a qual grupo pertence o ânion? B. Uso de ácido sulfúrico diluído — Grupo 1A. Para identificar o nitrito, deve ser adicionado ácido sulfúrico diluído, uma vez que o nitrito pertence ao grupo 1A dos ânions. Isso ocorre porque os nitritos reagem com ácidos diluídos, formando gases. Não é necessário utilizar agentes precipitantes, pois a reação não ocorrerá. 2. O cianeto é um agente tóxico ao homem por inibir reações de obtenção de energia no organismo. Ele é tóxico quando volatilizado, pois: D. é um ânion do grupo A1 e recebe hidrogênio do meio, transformando-se em HCN, o qual é volátil. O cianeto pertence ao grupo 1A dos ânions, logo, mesmo o ácido mais diluído pode transformá-lo em ácido cianídrico, o qual é volátil e tóxico. Isso também ocorrerá com ácidos fortes, mesmo não sendo necessário. 3. Um mesmo ânion pode ser classificado em um ou mais grupos. Com relação ao cloreto, é correto afirmar que ele é classificado: A. no grupo A2 e B1, pois volatiliza na presença de ácidos fortes e precipita na presença de sais de prata, respectivamente. O grupo A2 compreende os ânions que se volatilizam na presença de ácidos fortes, já o grupo B1 engloba os ânions que formam precipitados. No caso do cloreto, este pode se volatilizar como HCl na presença de ácidos fortes ou precipitar como cloreto de prata, utilizando esse cátion como agente precipitante 4. O permanganato de potássio é um sal comumente utilizado no doseamento de água oxigenada. Isso se deve ao fato de: D. na presença de agentes redutores, o manganês passa do estado mais oxidado ao menor, mudando sua coloração de violáceo para incolor. Nesse tipo de reação, também utilizada na identificação do manganês, ele passa da forma de Mn+7 (violeta) para a forma Mn+2 (incolor). Logo, isso se caracteriza como uma reação de oxidorredução. 5. O fósforo apresenta diversos ânions naturais como o PO4 –3, HPO3 –2 e H2 PO2 – . Quais são os nomes dos respectivos ânions, em ordem? C. Fosfato, fosfito e hipofosfito. O fósforo produz 3 íons poliatômicos característicos, de acordo com o estado de oxidação. Assim, o que tem maior estado de oxidação é o fosfato (PO4-3),seguido do fosfito (HPO3-2) e, por último, o hipofosfito (H2PO2-). Os sais terminam em eto, ato ou ito. A terminação oso, ico ou ídrico é específica para ácidos. 1. O fósforo é um elemento essencial na estrutura do ATP, uma molécula necessária para a produção de energia no organismo. Sobre o fósforo na forma de fosfato, o sal que apresenta a forma correta é: A. Na3PO4. O sal que apresenta a forma correta é Na3PO4. O fosfato é um ânion muito comum na prática laboratorial. Sua forma fosfato é PO4-3. Sua identificação pode ser realizada mediante o uso de cálcio, pois precipita na forma de fosfato de cálcio. Os outros elementos correspondem a fosfito (HPO3-2), hipofosfito (H2PO2-1), fosfina (PH3) e pentóxido de difósforo (P2O5). 2. Os ânions têm diversas formas de identificação, entre as quais se incluem as reações formadoras de vapores gasosos. Entre os compostos abaixo, aquele que forma composto gasoso na presença de ácido é: C. H2CO3. O ácido carbônico (H2CO3), quando em presença de ácido, libera gás carbônico (CO2). O sulfato de cálcio (Ca2SO4), o oxalato de cálcio (Ca(C2O4)2), o fosfato de potássio (K3PO4) e o permanganato de potássio (KMnO4) não formam gases em meio ácido. 3. De forma geral, os ânions são íons que formam precipitados em meio aquoso. Você foi solicitado a preparar uma solução límpida, sem nenhum precipitado. Qual das alternativas abaixo formaria uma solução dessas? E. HNO3. A solução límpida, sem nenhum precipitado, é HNO3. O ânion nitrato é o único capaz de formar sais solúveis com qualquer cátion. Portanto, ele deve ser escolhido para preparar soluções solúveis ou facilitar a solubilização de outro material. Sais contendo sulfato (SO4-2), fosfato (PO4-3), cloreto (Cl-) ou sulfeto (S-2) podem formar precipitados com apenas alguns cátions e, portanto, não formariam soluções solúveis em todos os casos. 4. Uma das formas de descobrir o ânion presente em uma solução é verificando o pH da solução contendo determinado sal. Das alternativas abaixo, aquele que formará uma solução alcalina após dissolução do sal é: B. NaCH3CO2. Soluções contendo acetato de sódio (NaCH3CO2) ou outro sal contendo acetato formam soluções alcalinas. Isto acontece pois o acetato é um ânion de ácido fraco (ácido acético), que causa hidrólise da água e se reconstitui no meio. Quando isto ocorre, os íons hidroxila tornam o meio alcalino: CH3COO- + H2O → CH3COOH + OH-. Os outros elementos são derivados de ácidos e bases fortes e, portanto, não hidrolisam a água. 5. O cálcio é um cátion que pode ser utilizado em diversas técnicas analíticas, incluindo a identificação de ânions. Isso ocorre pois, na presença dele, diversos ânions precipitam em meio aquoso. Dos ânions abaixo, qual deles precipita na presença de cálcio? C. Sulfato. Dos ânions apresentados, o sulfato precipita na presença de cálcio formando o sulfato de cálcio (CaSO4). Os outros ânions são sempre solúveis em solução aquosa, independentemente do cátion ligado a eles. 1. Qual das alternativas abaixo representa os fatores físico-químicos mais importantes em reações por via úmida para identificação de cátions? D. O analito estar em meio reacional com pH e temperatura adequados. O analito estar em meio reacional com pH e temperatura adequados é importante em reações por via úmida para identificação de cátions, pois, dependendo de qual analito está em análise, a formação de precipitados para sua separação só ocorrerá em condições ideais de pH e temperatura. Se o pH não estiver na faixa correta, o analito pode não ser precipitado na forma de sais ou ainda precipitar outros analitos que possam estar presentes no meio reacional e contaminar a amostra. A temperatura também tem efeito sobre o precipitado, pois, como são formados sais, estes podem ser solúveis ou parcialmente solúveis quando a temperatura do meio é elevada, levando ao equilíbrio em solução, em que partes sólidas e dissolvidas do analito estão presentes em meio reacional. 2. Suponha que você recebeu uma amostra em laboratório de um cliente que apenas informou que ela contém uma mistura de sais de sódio, bário e estrôncio. O cliente pede que confirme a presença desses sais. Quais das alternativas abaixo representa a forma como você̂ pode ajudá-lo de maneira rápida e econômica? C. Realizando a identificação dos cátions em solução pelo teste da chama, mesmo os analitos estando em solução. Pode-se realizando a identificação dos cátions em solução pelo teste da chama, mesmo os analitos estando em solução, e não apenas em seu estado sólido. Quando a solução contém sódio, bário e estrôncio, a chama apresenta de forma misturada as cores amarela, verde e vermelha, que são emitidas quando os sais são aquecidos em bico de Bunsen. Isso porque, primeiro, o solvente é evaporado, permanecendo apenas os sais e, conforme a temperatura aumenta, os sais são volatizados e, nesse processo, emitem luz. 3. Os olhos humanos são capazes de ver apenas a luz emitida nos comprimentos de onda na faixa do visível, e isso é o que nos permite realizar a identificação de analitos pelo teste da chama, pois eles emitem energia em forma de ondas eletromagnéticas no comprimento visível. Qual(is) das alternativas abaixo representa(m) regiões de comprimentos de ondas que não são visíveis, mas que podem ser utilizadas em métodos de identificação de analitos por análise de espectroscopia instrumental por via úmida? I – Raio X II-Infravermelho III – Ultravioleta VI – Ondas de rádio E. Apenas as alternativas I, II e III estão corretas. As técnicas instrumentais clássicas que utilizam a espectroscopia, em sua maioria, adotam para identificação de substâncias os comprimentos de onda de raio X, infravermelho e ultravioleta, em que são utilizadas reações por via úmida para a identificação do analito no aparelho. As ondas no visível também fazem parte desse grupo, pois a técnica instrumental de espectroscopia de emissão atômica tem o mesmo princípio do teste da chama. 4. Qual é a principal diferença entre reações por via úmida e por via seca? A. A reação por via seca é empregada nos chamados ensaios preliminares de verificação da pureza dos precipitados e de exame dos minerais. As reações por via úmida têm por objetivo observar as reações perceptíveis aos nossos sentidos por meio de ensaios em solução. As reações por via seca são empregadas nos chamados ensaios preliminares de verificação da pureza de precipitados e de exame dos minerais. Elas são aplicáveis a substâncias sólidas, sem a presença de solvente. Já as reações por via úmida têm por objetivo observar as reações perceptíveis aos nossos sentidos, por meio de ensaios em solução. Além disso, as reações por via úmida ocorrem com a substância de interesse dissolvida em água ou em outro solvente no qual a substância é solúvel. 5. Na reação por via seca, a chama do bico de Bunsen apresenta várias regiões com diferentes temperaturas. Nesse sentido, qual é a região mais adequada para observar a emissão de luz de minerais na identificação de cátions pelo teste da chama? C. Na base da chama, onde a temperatura é mais baixa. A base da chama, onde a temperatura é mais baixa, é a região ideal para testar substâncias voláteis, a fim de determinar se elas emitem alguma luz perceptível ao olho humano.