Exercícios Físico-química módulo 5

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Exercícios Físico-química 
Módulo 5 
 
1. Substâncias no Estado sólido se caracterizam por apresentarem propriedades que 
as diferenciam do estado condensado líquido e que definem se a substância está no 
estado cristalino ou amorfo. Escolha qual é a alternativa CERTA. 
 
Resposta incorreta 
A. 
Sólidos têm estrutura cristalina definida, são termodinamicamente estáveis, com 
temperatura de fusão definida e, do três graus de liberdade das moléculas (translação, 
rotação e vibração), apresentam apenas o grau de vibração. 
O conjunto de características inclui apenas sólidos cristalinos, excluindo sólidos amorfos nos 
três primeiros itens. 
 
Você não acertou! 
B. 
Sólidos possuem arranjo tridimensional definido, têm maior estabilidade termodinâmica do 
que os líquidos, apresentam temperatura de fusão ou de decomposição e os movimentos 
das suas moléculas estão restritos à rotação e vibração. 
Sólidos amorfos não possuem arranjo tridimensional definido. As moléculas no estado sólido 
apenas podem vibrar, mas não rotar. É próprio de líquidos ter esses dois graus de liberdade. 
 
Resposta incorreta 
C. 
Sólidos possuem estrutura tridimensional definida, equilíbrio termodinâmico, fundem a uma 
determinada temperatura e os movimentos das suas moléculas estão restritos à rotação. 
Sólidos amorfos não apresentam equilíbrio termodinâmico, e as moléculas em estado sólido 
podem apenas vibrar, mas não rotar. 
 
Resposta correta 
D. 
Sólidos podem ter estrutura cristalina definida, têm maior estabilidade termodinâmica do que 
os líquidos, apresentam temperatura de fusão ou de decomposição e suas moléculas estão 
restritas à vibração apenas. 
A estrutura cristalina não é uma característica unívoca de todo sólido. A afirmação excluiria 
os sólidos amorfos, que geralmente se decompõem quando aquecidos, sem apresentar 
temperatura de fusão definida. 
 
Resposta incorreta 
E. 
Sólidos possuem estrutura tridimensional, estabilidade termodinâmica e temperatura de 
fusão, mostrando uma organização em nível atômico, molecular ou iônico periodicamente 
repetida. 
Sólidos amorfos não apresentam equilíbrio termodinâmico nem estruturas organizadas com 
repetição periódica. 
2. Substâncias no Estado sólido podem ocorrer na natureza em forma cristalina ou 
amorfa. Para uma mesma substância, qualquer que essa seja, pode-se afirmar com 
certeza que: 
 
Você não acertou! 
A. 
A substância ocorrerá em forma amorfa ou cristalina, dependendo das condições de 
temperatura e de pressão e do solvente de onde foi cristalizada. 
Não há certeza absoluta. Substâncias iônicas tendem a formar estruturas cristalinas, ao 
passo que substâncias orgânicas de elevada massa molecular tendem a formar estruturas 
sólidas amorfas. Outras, como o cloreto de sódio, apenas são encontradas na forma de 
cristais cúbicos, independentemente da temperatura de cristalização. 
 
Resposta incorreta 
B. 
A substância ocorrerá em forma amorfa ou cristalina, sem importar as condições de 
temperatura e de pressão e a forma como foi obtida. 
Embora exista uma tendência de a estrutura cristalina ser determinada pelas condições 
experimentais, algumas substâncias cristalizam na forma de uma estrutura cristalina 
determinada sem importar a temperatura e a pressão do processo de cristalização. 
 
Resposta incorreta 
C. 
A substância ocorrerá em forma amorfa, desde que a energia interna da estrutura seja 
mantida baixa. 
Estruturas sólidas amorfas se caracterizam por apresentar maior energia interna do que as 
formas cristalinas correspondentes. A energia interna da estrutura é mais uma propriedade 
do que uma variável experimental, logo, difícil de ser preestabelecida. 
 
Resposta correta 
D. 
Ao estar na forma amorfa, as moléculas possuem maior mobilidade, entrarão mais 
facilmente em dissolução e possuirão maior reatividade térmica e química em função de 
uma maior energia interna. 
De modo geral, uma substância na forma amorfa terá maior mobilidade molecular e maior 
velocidade de dissolução. Nem todos os fármacos se apresentam nessa forma por causa 
da maior reatividade química e térmica, que se traduz em instabilidade durante a produção 
e armazenagem dos medicamentos. 
 
Resposta incorreta 
E. 
 Ao estar na forma cristalina, as moléculas terão menor mobilidade e entrarão mais 
facilmente em dissolução por possuir menor energia interna. 
A forma sólida cristalina é caracterizada pela pouca mobilidade das moléculas, dos átomos 
ou dos íons que a formam, possuindo apenas um grau de liberdade de movimentação: a 
vibração. Entretanto, pelo fato de possuir maior energia interna, na forma de energia livre de 
Gibbs, o fenômeno da dissolução é desfavorecido em formas cristalinas. 
3. Polimorfismo está relacionado com as diferentes estruturas cristalinas que uma 
mesma substância pode apresentar. Nesse sentido, qual das seguintes alternativas é 
a CORRETA? 
 
Resposta incorreta 
A. 
O polimorfismo pode ocorrer tanto em sólidos amorfos como em cristalinos. 
Substâncias sólidas amorfas possuem arranjos estruturais tipicamente aleatórios, sem 
organização reconhecível. O fato de algumas substâncias amorfas conterem água ligada de 
forma estequiométrica não caracteriza cristalinidade. Logo, substâncias amorfas não 
formam polimorfos no sentido exato da palavra. 
 
Resposta incorreta 
B. 
Todos os polimorfos podem sofrer interconversão reversível de uma forma para outra. 
A interconversão de uma forma para outra pode ser enantiotrópica (reversível e a uma 
determinada temperatura) ou monotrópica (irreversível sem temperatura definida). 
 
Resposta correta 
C. 
A tendência natural de um sólido que apresente várias estruturas polimórficas é a de ocorrer 
espontaneamente na forma polimórfica mais estável. 
A cada estrutura polimórfica, está atrelada uma energia livre específica. A tendência natural 
e espontânea de qualquer sistema – neste caso, um sólido – é a de alcançar o estado de 
menor energia livre. Entretanto, isso não significa que a conversão seja instantânea. Pode 
levar anos, mas está ali ocorrendo, ainda que lentamente. 
 
Resposta incorreta 
D. 
Uma mesma substância sólida não pode ocorrer, simultaneamente, como uma mistura de 
polimorfos. 
Embora a tendência natural e espontânea de um sólido que apresenta mais de uma 
estrutura polimórfica é a de transitar para aquela mais estável, os processos de conversão 
muitas vezes possuem baixa velocidade (cinética lenta). Desse modo, sim, em um 
determinado momento, é possível ter mistura de polimorfos de uma mesma substância. 
 
Você não acertou! 
E. 
Os polimorfos de uma substância podem ser diferenciados mediante métodos químicos, 
como titulação e compleximetria, ou cromatográficos, como cromatografia em camada 
delgada ou cromatografia em fase líquida. 
O polimorfo é característico do Estado sólido e desaparece quando o sólido é dissolvido. 
Para diferenciar os polimorfos, são necessárias técnicas espectroscópicas, calorimétricas e 
de difração de raios X. 
4. Substâncias que apresentam polimorfismo podem atuar de forma diversa em 
sistemas vivos. Nesse sentido, qual das seguintes alternativas é a CORRETA? 
 
Você não acertou! 
A. 
Polimorfos podem apresentar diferentes atividades biológicas por serem reconhecidos de 
forma diferenciada pelas células do organismo. 
O reconhecimento de substâncias pelas células ou pelos receptores biológicos se dá em 
nível molecular. Nesse nível, as substâncias estão dissolvidas e, consequentemente, o 
polimorfismo não guarda relação com qualquer que seja a atividade biológica em pauta. 
 
Resposta incorreta 
B. 
De alguma forma, a energia livre armazenada em estruturas polimórficas diferentes pode 
afetar de formas diversas células e organismos. 
Não se conhece nenhum relato nesse sentido. Em todo caso, as quantidades de energia 
armazenadas de forma diferenciada, mesmo que o polimorfo seja estável ou metastável, 
são comparativamente sem importância para exercer efeitos diferenciados em nívelcelular. 
 
Resposta correta 
C. 
Formas metastáveis de um polimorfo tenderão a propiciar efeitos mais rápidos do que a 
forma estável, uma vez que a velocidade de dissolução dessas é maior. 
Formas metastáveis apresentam maior conteúdo de energia livre do que as formas estáveis 
e, por isso, se dissolvem mais rapidamente. É esse fenômeno que tipifica a diferença em 
termos de biodisponibilidade (quantidade de fármaco disponível para exercer atividade) pela 
via oral de medicamentos administrados na forma sólida. 
 
Resposta incorreta 
D. 
Os polimorfos que contêm água na sua estrutura terão maior afinidade com o meio aquoso 
dos organismos vivos e, consequentemente, maior efeito biológico. 
Stricto senso, sólidos que contêm água na sua estrutura cristalina são classificados como 
hidratos – se fossem de outro solvente, seriam solvatos –, ou seja, como pseudopolimorfos. 
Logo, apenas os sólidos anidros, denominados anidratos são considerados verdadeiros 
polimorfos. 
 
Resposta incorreta 
E. 
Sólidos com formas cristalinas diferentes dissolvem de forma diferenciada e esse 
polimorfismo poderá determinar atividades biológicas distintas. 
Forma do cristal (hábitat cristalino) e estrutura cristalina são conceitos diferentes. Uma 
substância pode ocorrer como cristais de hábitats cristalinos diferentes sem chegar a 
caracterizar polimorfismo. Por outro lado, um mesmo polimorfo pode se apresentar como 
cristais de formas diferentes, mas continua sendo o mesmo polimorfo. 
5. Segundo o tipo de fase que apresentam, cristais líquidos se classificam em quatro 
grupos principais. Identifique a qual tipo de fase de cristal líquido corresponde o 
seguinte conjunto de características: Estruturas moleculares que mostram 
alinhamento em uma mesma direção, observando-se, em algumas delas, rotação do 
eixo principal ao plano da mesofase, isto é, das subfases que compõem a fase do 
cristal líquido. 
 
Resposta incorreta 
A. 
Nemática 
As moléculas de uma fase nemática se caracterizam por não possuírem uma ordem definida 
e por tenderem a se orientar em relação ao eixo principal do plano fixo. 
 
Resposta incorreta 
B. 
Colestérica 
Guarda muitas das características da fase nemática e, ainda que seja capaz de refletir a luz 
polarizada, a rotação do eixo principal se dá em relação às moléculas individuais, não às 
subfases. 
 
Resposta correta 
C. 
Esméctica 
As moléculas apresentam ordem translacional, alinhadas em uma mesma direção. Isso faz 
com que se assemelhem a sólidos, mas com rotação dos planos moleculares ou subfases 
que compõem a mesofase. Na denominada fase esméctica C, a subfase é quiral em relação 
ao plano da fase. Ou seja, o eixo principal não é paralelo nem perpendicular ao plano. Ele 
rota determinando propriedades ópticas especiais. 
 
Resposta incorreta 
D. 
Colunar 
Uma fase colunar se caracteriza pelo empacotamento rígido de moléculas discoidais, que 
não possuem plano de rotação ao redor do eixo principal da fase. 
 
Você não acertou! 
E. 
Liotrópica 
Liotrópica não é uma fase. Cristal líquido liotrópico é um dos grupos que constituem a 
classificação segundo o elemento determinante do cristal líquido. Nesse caso, os elementos 
determinantes são o tipo de solvente e a concentração da substância geradora da estrutura 
cristal líquido.