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QUÍMICA I PRÉ-VESTIBULAR 379SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I DEFINIÇÕES INICIAIS A Química pode ser definida como uma ciência que estuda a matéria e suas transformações. Assim, inicialmente, cabe definir o que seria matéria. A matéria pode ser definida como tudo aquilo que possui massa e ocupa um lugar no espaço. Sendo assim, um pedaço de ferro é matéria; nós, seres vivos, somos matéria; e o ar também é matéria, uma vez que também tem massa e volume (mesmo que dependa do recipiente). Os seres humanos e o ar atmosférico são exemplos de matéria A matéria pode apresentar subdivisões, tais como corpo e objeto. Um corpo pode ser definido como qualquer porção delimitada da matéria. Assim, corpo humano e uma cadeira podem ser definidos como corpo. Já o objeto é todo corpo que apresenta função para o homem. A faca, por apresentar a função de cortar alimentos é denominada um objeto, por exemplo. A faca, por apresentar função de cortar alimentos, é um objeto ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA A matéria pode se apresentar em estados físicos distintos: sólido, líquido e gasoso. • Sólido: forma e volume definido. • Líquido: forma variável e volume definido. • Gasoso: forma e volume variáveis. A energia cinética está associada ao movimento. No sólido, como as moléculas se encontram mais organizadas por terem forma e volume definidos, as moléculas têm pouca liberdade de movimentação. Nos líquidos, essa liberdade é maior, portanto, a energia cinética é maior quando comparada aos sólidos. Nos gases, por sua vez, como o grau de liberdade é muito grande, a energia cinética é maior quando comparada aos outros dois estados. PROEXPLICA MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO As substâncias podem mudar de estado físico (também chamado de estado de agregação) alterando-se algumas variáveis tais como temperatura e pressão. Essas mudanças podem: Ocorrer com ganho de energia: • Fusão: passagem do estado sólido para o líquido. • Vaporização: estado líquido para o gasoso. Se divide em três casos: – Evaporação: ocorre espontaneamente, e, por essa razão, mais lentamente. Após um dia de chuva, as calçadas secam espontaneamente – Ebulição: passagem rápida que se processa artificialmente, ao atingir determinada temperatura. Água fervendo em uma panela. – Calefação: ocorre instantaneamente, em função de um elevado aumento de temperatura. Água em contato com uma chapa metálica incandescente. PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO380 QUÍMICA I 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I • Sublimação: passagem direta do estado sólido para o gasoso. Bolinhas de naftalina na gaveta. Ocorrer com perda de energia • Liquefação ou condensação: passagem do estado gasoso para o líquido. A chuva ocorre através da transformação de vapor de água em água líquida • Solidifi cação: passagem do estado líquido para o sólido. A formação do gelo se dá através da solidifi cação da água líquida Ressublimação: passagem do gasoso diretamente para o sólido.. SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO FUSÃO SUBLIMAÇÃO SUBLIMAÇÃO VAPORIZAÇÃO SOLIDIFICAÇÃO LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO FENÔNEMOS Os fenômenos podem se dividir em quatro categorias: físicos, químicos, biológicos e físico-químicos. Nos fenômenos físicos ocorre apenas mudança de estado físico. Nos fenômenos químicos, é preciso que ocorra transformação da matéria como ocorre, por exemplo, na queima completa de combustíveis, que levam a formação de CO2 e água. Os fenômenos biológicos são aqueles que ocorrem exclusivamente nos seres vivos, sendo um bom exemplo a respiração. Por fi m, os fenômenos físico-químicos. PROPRIEDADES DA MATÉRIA As propriedades da matéria podem ser gerais ou específi cas. As propriedades gerais são comuns a todas substâncias. São elas: extensão, inércia, impenetrabilidade, elasticidade, porosidade etc. As propriedades específi cas são particulares de cada substância, podendo ser físicas, como ponto de fusão e ebulição, por exemplo; químicas, como resistência a oxidação; ou organolépticas, propriedades relativas aos sentidos, como por exemplo, o sabor (relativo ao paladar). DENSIDADE Uma propriedade específi ca da matéria que merece destaque, a densidade é defi nida como a massa (m) por unidade de volume (V) de uma determinada substância: d = m / V A unidade de densidade é expressa no SI (Sistema de Internacional de medidas) por quilograma por metro cúbico, kg/m³, mas usualmente, utiliza-se a grama por centímetro cúbico, g/cm³, ou por litro, g/L. Uma substância apresentar maior densidade que outra signifi ca que esta apresenta uma quantidade maior de massa por unidade de volume. Exemplo: a densidade do chumbo (11,3 g/cm³) é maior que a do alumínio (2,7 g/cm³). CONCEITOS FUNDAMENTAIS Na Química, alguns conceitos são fundamentais para compreensão dessa ciência: ÁTOMO É o que compõe a matéria. O átomo pode se dividir em outras partículas menores. ELEMENTO QUÍMICO Os átomos de mesma identidade são representados por um nome e um símbolo, conjunto este que representa um elemento químico. Os átomos não são todos iguais em sua constituição, e, por essa razão, apresentam nomes e símbolos distintos. Exemplo: o elemento químico carbono é representado pelo símbolo C, enquanto o hidrogênio é representado pelo símbolo H. Alotropia Fenômeno que consiste em um mesmo elemento químico formar mais de uma substância simples. Exemplo: o carvão, C(grafi te), e diamante, C(diamante) são formados pelo elemento carbono, mas apresentam estruturas completamente diferentes. Carvão e diamante são formados pelo mesmo elemento químico, o carbono (C). PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I 381 QUÍMICA I MOLÉCULA Uma molécula é formada pela união de átomos. Exemplo: a molécula de água, H2O, é formada pela união de dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O). Atomicidade É o número de átomos existentes numa molécula. Uma molécula gás oxigênio, O2, é chamada de diatômica, pois apresenta atomicidade igual a 2; uma molécula de ozônio, O3, é chamada de triatômica, pois apresenta atomicidade igual a 3. SUBSTÂNCIAS PURAS Uma substância é formada pela união de moléculas, constituindo um sistema de composição química definida. Substâncias simples: formadas por um único tipo de átomo. Exemplo: O2, N2, S8. Substâncias compostas: formadas por mais de um tipo de átomo: Exemplo: H2O, CO2. SISTEMA Um sistema pode ser definido como uma porção do universo que está sendo analisado. Os sistemas podem ser classificados quanto ao número de: FASES Porção distinguida a olha nu ou em um microscópio simples. Um sistema que apresenta uma fase é chamado de monofásico; já um sistema que apresenta duas fases, bifásico, e assim por diante. COMPONENTES Cada componente representa uma substância presente num sistema. Em um sistema contendo apenas água pura, há um único componente. Em um sistema contendo água, areia, sal e gelo, há três componentes. TIPOS DE SISTEMA Sistema homogênea: todo sistema que apresenta uma única fase. Exemplo: água + álcool Sistema heterogêneo: todo sistema que apresenta duas ou mais fases. Exemplo: água + óleo MISTURAS É formada pela união de mais de um tipo de substância em um único sistema. Homogênea: apresenta uma única fase. Heterogênea: apresenta mais de uma fase. Ao contrário das substâncias puras, as misturas não têm propriedades bem definidas. A água pura solidifica a 0ºC, mas uma mistura de água e sal se solidifica a uma temperatura abaixo de zero. Nem todo sistema heterogêneo pode ser classificado como uma mistura. Um sistema composto de água e gelo, é classificado como heterogêneo. Porém, não se classifica como mistura, uma vez que gelo é água no estado sólido. PROEXPLICA GRÁFICOS DE MUDANÇA DE FASE Substância pura: as mudanças de fase ocorrem a uma temperatura constante. Nos gráficos, as mudanças são representadas por patamares paralelos ao eixo x: TE TF t1 sólido líquido TempoTemperatura °C líquido e gás gás (vapor) sólido e líquido t2 t3 t4 Mistura comum: as mudanças de fase ocorrem com variação de temperatura. TE TF t1 sólido líquido Tempo Temperatura °C líquido e gás gás (vapor) sólido e líquido t2 t3 t4 PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO382 QUÍMICA I 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I Mistura eutética: a fusão ocorre a temperatura constante, enquanto a ebulição ocorre com variação de temperatura. TE TF t1 sólido líquido Tempo Temperatura °C líquido e gás gás (vapor) sólido e líquido t2 t3 t4 Mistura azeotrópica: a ebulição ocorre a temperatura constante, enquanto a fusão ocorre com variação de temperatura. TE TF t1 sólido líquido Tempo Temperatura °C líquido e gás gás (vapor) sólido e líquido t2 t3 t4 Existem diversos tipos misturas, dentre elas, as misturas formadas por sólidos. Essas misturas sólidas formam as chamadas ligas metálicas. As ligas metálicas mais comuns no dia-a-dia são: Aço: constituí de ferro (Fe) e carbono (C). Quando inoxidável, tem-se o acréscimo de cromo e níquel. O aço inoxidável é muito utilizado em talheres, utensílios de cozinha e decorações. Ouro: o ouro 18K, por exemplo, é constituído de uma mistura de 75% de ouro, sendo os outros 25% de prata (Ag) e/ou cobre (Cu). Amálgama dental: utilizada em restaurações, é composta de mercúrio (Hg), por prata (Ag) e estanho (Sn). Latão: constituído de cobre (Cu) e zinco (Zn). PROEXPLICA PROTREINO EXERCÍCIOS 01. Relacione as mudanças de estados físicos da matéria com os itens I e II: I. Absorção de energia. II. Liberação de energia. 02. Diferencie um processo químico de um processo físico. 03. Classifique um sistema contendo água e gelo em: a) Homogêneo ou heterogêneo; b) Substância pura ou mistura. 04. Analise o gráfico abaixo e identifique os pontos de fusão e ebulição da substância representada: 0 20 2,0 4,0 6,0 8,0 Tempo (min) Temperatura (ºC) 40 50 60 80 100 05. Diferencie substância simples de substância pura. PROPOSTOS EXERCÍCIOS 01. (CFTMG) A água é encontrada na natureza em vários estados físicos e a sequência de transformações sofridas pela mesma é denominada ciclo da água. A figura seguinte representa duas etapas desse ciclo. As etapas do ciclo da água, representadas na figura pelas setas, são chamadas de a) calefação e liquefação. b) ebulição e ressublimação. c) vaporização e sublimação. d) evaporação e condensação. 02. (IFSC) A matéria pode se apresentar, basicamente, em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Sabemos que a matéria pode mudar de estado, dependendo do fornecimento ou retirada de energia. Assinale a alternativa CORRETA. Quando uma substância está no estado líquido e muda para o gasoso, dizemos que ela sofreu a) sublimação. b) liquefação. c) fusão. d) vaporização. e) condensação. PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I 383 QUÍMICA I 03. (UNESP) Os compostos orgânicos possuem interações fracas e tendem a apresentar temperaturas de ebulição e fusão menores do que as dos compostos inorgânicos. A tabela apresenta dados sobre as temperaturas de ebulição e fusão de alguns hidrocarbonetos. Substância TE (ºC) TF (ºC) metano -162 -182 propano - 42 -188 eteno -104 -169 propino -23 -101 Na temperatura de –114 ºC é correto afirmar que os estados físicos em que se encontram os compostos, metano, propano, eteno e propino, são, respectivamente, a) sólido, gasoso, gasoso e líquido. b) líquido, sólido, líquido e sólido. c) líquido, gasoso, sólido e líquido. d) gasoso, líquido, sólido e gasoso. e) gasoso, líquido, líquido e sólido. 04. (FUVEST) Em supermercados, é comum encontrar alimentos chamados de liofilizados, como frutas, legumes e carnes. Alimentos liofilizados continuam próprios para consumo após muito tempo, mesmo sem refrigeração. O termo “liofilizado”, nesses alimentos, refere-se ao processo de congelamento e posterior desidratação por sublimação da água. Para que a sublimação da água ocorra, é necessária uma combinação de condições, como mostra o gráfico de pressão por temperatura, em que as linhas representam transições de fases. Apesar de ser um processo que requer, industrialmente, uso de certa tecnologia, existem evidências de que os povos pré-colombianos que viviam nas regiões mais altas dos Andes conseguiam liofilizar alimentos, possibilitando estocá-los por mais tempo. Assinale a alternativa que explica como ocorria o processo de liofilização natural: a) A sublimação da água ocorria devido às baixas temperaturas e à alta pressão atmosférica nas montanhas. b) Os alimentos, após congelados naturalmente nos períodos frios, eram levados para a parte mais baixa das montanhas, onde a pressão atmosférica era menor, o que possibilitava a sublimação. c) Os alimentos eram expostos ao sol para aumentar a temperatura, e a baixa pressão atmosférica local favorecia a solidificação. d) As temperaturas eram baixas o suficiente nos períodos frios para congelar os alimentos, e a baixa pressão atmosférica nas altas montanhas possibilitava a sublimação. e) Os alimentos, após congelados naturalmente, eram prensados para aumentar a pressão, de forma que a sublimação ocorresse. 05. (UFJF-PISM 1) A solda macia (ou solda branca) é uma solda comum à base de uma liga de estanho e chumbo em variadas proporções. Na eletroeletrônica, as soldas são mais usadas em forma de fios, com a liga estanho/chumbo de proporção 60/40, a qual possui ponto de fusão igual a 183°C. Analisando o gráfico abaixo, que mostra o comportamento térmico dessa solda, assinale a afirmativa CORRETA: a) A solda é constituída por substâncias com impurezas e com temperatura de ebulição constante. b) O fenômeno que ocorre na região B é a solidificação, e há três fases em equilíbrio. c) A solda é constituída por uma mistura eutética, pois funde em temperatura constante. d) A solda é constituída por uma mistura azeotrópica, pois funde em temperatura constante. e) Na região D da curva, coexistem as fases líquida e gasosa, e a temperatura permanece constante. 06. (CFTRJ) Atualmente, a água mineral gaseificada (I) tem sido uma alternativa aos refrigerantes e à água mineral, já que muitas pessoas reclamam da ausência de sabor. Esse tipo de água é livre de açúcar, de calorias e também hidrata (II). Porém, muitas pessoas ainda têm dúvida sobre seus efeitos negativos à saúde, como a corrosão do esmalte dos dentes, por exemplo. ITEM Quantidade por porção (mg/L) Cálcio 6,22 Magnésio 9,06 Potássio 1,83 Sódio 22,83 Fosfato 0,75 Bicarbonato 122,12 Fluoreto 0,52 (II) Composição provável em mg/L. Adaptada da Água mineral Crystal com gás PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO384 QUÍMICA I 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I Em relação à água gaseifi cada e sua estrutura, podemos dizer que se trata de uma: a) Substância pura, com apenas um componente e uma fase; b) Mistura heterogênea, com vários componentes e duas fases; c) Mistura homogênea, com dois componentes e duas fases; d) Mistura heterogênea, com dois componentes e várias fases. 07. (CFTMG) Um copo contendo água mineral gaseifi cada, com pedras de gelo, é uma mistura __________ formada por _____ fases, sendo __________. Os termos que completam as lacunas são, respectivamente, a) heterogênea, três, uma sólida. b) homogênea, duas, uma sólida. c) homogênea, três, duas sólidas. d) heterogênea, duas, duas sólidas. 08. (ENEM (LIBRAS)) Alguns fenômenos observados no cotidiano estão relacionados com as mudanças ocorridas no estado físico da matéria. Por exemplo, no sistema constituído por água em um recipiente de barro, a água mantém-se fresca mesmo em dias quentes. A explicação para o fenômeno descrito é que, nas proximidades da superfície do recipiente, a a) condensação do líquido libera energia para o meio. b) solidifi cação do líquido libera energia para o meio. c) evaporação do líquido retira energia do sistema. d) sublimação do sólido retira energia do sistema.e) fusão do sólido retira energia do sistema. 09. (ENEM) Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa a forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica. PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011. Do ponto de vista da ciência moderna, os “quatro elementos” descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica. Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma a) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material. b) transmutação nuclear dos elementos químicos do material. c) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material. d) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material. e) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material. 10. (ENEM PPL) Antes da geração do céu, teremos que rever a natureza do fogo, do ar, da água e da terra. Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica. PLATÃO, Timeu (c. 360 a.C.). Buscando compreender a diversidade de formas e substâncias que vemos no mundo, diversas culturas da Antiguidade elaboraram a noção de “quatro elementos” fundamentais, que seriam terra, água, ar e fogo. Essa visão de mundo prevaleceu até o início da Era Moderna, quando foi suplantada diante das descobertas da química e da física. PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECh, 2011. Do ponto de vista da ciência moderna, a descrição dos “quatro elementos” feita por Platão corresponde ao conceito de a) partícula elementar. b) força fundamental. c) elemento químico. d) fase da matéria. e) lei da natureza. 11. (ENEM PPL) A ciência propõe formas de explicar a natureza e seus fenômenos que, muitas vezes, confrontam o conhecimento popular ou o senso comum. Um bom exemplo desse descompasso é a explicação microscópica da flutuação do gelo na água. Do ponto de vista atômico, podem-se representar os três estados físicos dessa substância como nas fi guras a seguir, nas quais as bolas representam as moléculas de água. Considerando-se as representações das moléculas de água nos três estados físicos e seu comportamento anômalo, é correto afi rmar que a) sólidos afundam na água. b) a interação entre as moléculas está restrita ao estado sólido. c) a fi gura B é a que melhor representa a água no estado líquido. d) a fi gura A é a que melhor representa o gelo, ou seja, água no estado sólido. e) aumenta a distância entre as moléculas da substância à medida que a temperatura aumenta. 12. (Enem PPL) O quadro apresenta alguns exemplos de combustíveis empregados em residências, indústrias e meios de transporte. Combustíveis Temperatura de fusão (°C) Temperatura de ebulição (°C) Butano –135 –0,5 Etanol –112 78 Metano –183 —162 Metanol –98 65 Octano –57 126 São combustíveis líquidos à temperatura ambiente de 25°C: a) Butano, etanol e metano. b) Etanol, metanol e octano. c) Metano, metanol e octano. d) Metanol e metano. e) Octano e butano. PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I 385 QUÍMICA I 13. (ENEM) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura? a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele. 14. (ENEM PPL) Um laudo de análise de laboratório apontou que amostras de leite de uma usina de beneficiamento estavam em desacordo com os padrões estabelecidos pela legislação. Foi observado que a concentração de sacarose era maior do que a permitida. Qual teste listado permite detectar a irregularidade descrita? a) Medida da turbidez. b) Determinação da cor. c) Determinação do pH. d) Medida da densidade. e) Medida da condutividade. 15. (ENEM PPL) O descarte do óleo de cozinha na rede de esgotos gera diversos problemas ambientais. Pode-se destacar a contaminação dos cursos d’água, que tem como uma das consequências a formação de uma película de óleo na superfície, causando danos à fauna aquática, por dificultar as trocas gasosas, além de diminuir a penetração dos raios solares no curso hídrico. Disponível em: http://revistagaIileu.globo.com. Acesso em: 3 ago. 2012 (adaptado). Qual das propriedades dos óleos vegetais está relacionada aos problemas ambientais citados? a) Alta miscibilidade em água. b) Alta reatividade com a água. c) Baixa densidade em relação à água. d) Baixa viscosidade em relação à água. e) Alto ponto de ebulição em relação à água. 16. (ENEM PPL) Em um experimento, foram separados três recipientes A, B e C, contendo 200 mL de líquidos distintos: o recipiente A continha água, com densidade de 1,00g/mL; o recipiente B, álcool etílico, com densidade de 0,79g/mL; e o recipiente C, clorofórmio, com densidade de 1,48g/mL. Em cada um desses recipientes foi adicionada uma pedra de gelo, com densidade próxima a 0,90g/mL. No experimento apresentado, observou-se que a pedra de gelo a) flutuou em A, flutuou em B e flutuou em C. b) flutuou em A, afundou em B e flutuou em C. c) afundou em A, afundou em B e flutuou em C. d) afundou em A, flutuou em B e afundou em C. e) flutuou em A, afundou em B e afundou em C. 17. (ENEM) Usando um densímetro cuja menor divisão da escala, isto é, a diferença entre duas marcações consecutivas, é de 5,0 × 10–2 g cm–3, um estudante realizou um teste de densidade: colocou este instrumento na água pura e observou que ele atingiu o repouso na posição mostrada. Em dois outros recipientes A e B contendo 2 litros de água pura, em cada um, ele adicionou 100 g e 200 g de NaCl, respectivamente. Quando o cloreto de sódio é adicionado à água pura ocorre sua dissociação formando os íons Na+ e Cl–. Considere que esses íons ocupam os espaços intermoleculares na solução. Nestes recipientes, a posição de equilíbrio do densímetro está representada em: a) b) c) d) e) PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO386 QUÍMICA I 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I 18. (ENEM PPL) Combustíveis automotivos têm sido adulterados pela adiçãode substâncias ou materiais de baixo valor comercial. Esse tipo de contravenção pode danificar os motores, aumentar o consumo de combustível e prejudicar o meio ambiente. Vários testes laboratoriais podem ser utilizados para identificar se um combustível está ou não adulterado. A legislação brasileira estabelece que o diesel, obtido do petróleo, contenha certa quantidade de biodiesel. O quadro apresenta valores de quatro propriedades do diesel, do biodiesel e do óleo vegetal, um material comumente utilizado como adulterante. Propriedade Diesel Biodiesel Óleo vegetal Densidade (g/cm3) 0,884 0,880 0,922 Poder calorífico (MJ/L) 38,3 33,3 36,9 Viscosidade (mm2/s) 3,9 4,7 37,0 Teor de enxofre (%) 1,3 < 0,001 < 0,001 Com base nas informações apresentadas no quadro, quais são as duas propriedades que podem ser empregadas tecnicamente para verificar se uma amostra de diesel comercial está ou não adulterada com óleo vegetal? a) Densidade e viscosidade. b) Teor de enxofre e densidade. c) Viscosidade e teor de enxofre. d) Viscosidade e poder calorífico. e) Poder calorífico e teor de enxofre. 19. (ENEM PPL) O álcool utilizado como combustível automotivo (etanol hidratado) deve apresentar uma taxa máxima de água em sua composição para não prejudicar o funcionamento do motor. Uma maneira simples e rápida de estimar a quantidade de etanol em misturas com água é medir a densidade da mistura. O gráfico mostra a variação da densidade da mistura (água e etanol) com a fração percentual da massa de etanol (fe), dada pela expressão e e e a mf 100 , (m m ) = × + em que me e ma são as massas de etanol e de água na mistura, respectivamente, a uma temperatura de 20°C. Suponha que, em uma inspeção de rotina realizada em determinado posto, tenha-se verificado que 50,0 cm3 de álcool combustível tenham massa igual a 45,0 g. Qual é a fração percentual de etanol nessa mistura? a) 7% b) 10% c) 55% d) 90% e) 93% 20. (ENEM PPL) Com a frequente adulteração de combustíveis, além de fiscalização, há necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustível. Para isso, nas bombas de combustível existe um densímetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vídeo fechado fica imerso no combustível, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referência, que deve ficar abaixo ou no nível do combustível para marcar que sua densidade está adequada. Como o volume do líquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura. De acordo com o texto, a coluna vertical de mercúrio, quando aquecida, a) indica a variação da densidade do combustível com a temperatura. b) mostra a diferença de altura da coluna a ser corrigida. c) mede a temperatura ambiente no momento do abastecimento. d) regula a temperatura do densímetro de acordo com a do ambiente. e) corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido. 05. APROFUNDAMENTO EXERCÍCIOS DE 01. (UNB) No sistema mostrado na figura abaixo, um frasco aberto contendo éter etílico está inserido em um béquer maior, termicamente isolado, contendo álcool etílico. Considerando as temperaturas de ebulição e de fusão mostradas na tabela abaixo e que o sistema descrito na figura esteja, inicialmente, à temperatura de 30 °C e, ainda, que não haja evaporação do etanol, esboce uma curva que descreva, qualitativamente, a variação da temperatura do etanol, em função do tempo, monitorada durante o processo de evaporação do éter etílico, até metade do seu volume. PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I 387 QUÍMICA I ponto de fusão (°C) ponto de ebulição (°C) éter etílico – 115 34 etanol – 115 78 02. (VUNESP - SP) O gráfi co representa a curva de resfriamento, temperatura em função do tempo, de uma substância pura utilizada como combustível, à pressão de uma atmosfera. Explique o fenômeno ou o estado físico que ocorre/possui em cada região da curva indicada pelas letras A, B, C, D, E. 03. (PUCCAMP - SP) Para verifi car se um objeto é de chumbo puro, um estudante realiza a seguinte experiência: 1. determina a sua massa (175,9g); 2. imerge-o totalmente em 50 ml de água contida numa proveta; 3. lê o volume da mistura água e metal (65,5 ml). Com os dados obtidos, calcula a densidade do metal, compara-a com o valor registrado numa tabela de propriedades específi cas de substâncias e conclui que se trata de chumbo puro. Qual o valor calculado para a densidade, em g/ml, à temperatura da experiência? 04. Uma festa de aniversár io foi decorada com dois tipos de balões. Diferentes componentes gasosos foram usados para encher cada tipo de balão. As fi guras observadas representam as substâncias presentes no interior de cada balão. a) Indique quantos elementos diferentes e quantas substâncias simples diferentes existem nos balões. b) Classifi que o tipo de sistema de cada balão quanto à homogeneidade. 05. (UNICAMP) Depois das 19 horas, os convidados começaram a chegar. Dina os recepcionava no bar, onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco. Dina bradava aos quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química, já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas!” Para cada bebida, Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma com gelo e outra com gelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Passado um certo tempo, um colega de faculdade resolveu verifi car se Dina ainda era a “sabichona” de antigamente, e foi logo perguntando: a) “Esses sólidos, quando colocados nas bebidas, sofrem transformações. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem?” b) “Dina, veja essas fi guras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde ao copo ‘d’ da situação fi nal? Em algum dos copos, a concentração fi nal de álcool fi cou diferente da concentração inicial? Por quê?” Obs: considerar a fi gura para responder ao item b. GABARITO EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. D 02. D 03. E 04. D 05. C 06. B 07. A 08. C 09. D 10. D 11. D 12. B 13. A 14. D 15. C 16. B 17. D 18. A 19. C 20. E EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 01. Teremos: O éter absorve calor do meio externo (recipiente com álcool) para evaporar; logo, a temperatura deve diminuir com o passar do tempo. 02. A: Gasoso B: Condensação (Gasoso para o líquido) C: Líquido D: Solidifi cação (Líquido para o solido) E: Sólido 03. 11,3g?cm3 04. a) Balão I – 1 elemento e 1 substância simples Balão II – 4 elementos e 2 substâncias simples b) Balão I – Substância Pura Balão II- Mistura 05. a) As transformações que ocorrem são a fusão do gelo e a sublimação do gelo-seco. Esses processos fazem com que as bebidas se resfriem porque são endotérmicos, isto é, ocorrem com absorção de energia. b) O volume de líquido no copo d é menor do que na situação inicial. Isso signifi ca que ali estava o gelo-seco, pois este, ao sofrer sublimação, liberou gás carbônico. Sabendo que o copo y contém gelo, pois é aquele em que o sólido é menos denso, o copo x da situação inicial corresponde ao copo d da situação fi nal. No copo c (correspondente ao y), a concentração fi nal de álcool fi cou diferente da concentração inicial. Isso ocorreu porque a água líquida formada na fusão do gelo diluiu a solução, diminuindo a concentração de álcool. PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO388 QUÍMICA I 01 ASPECTOS MACROSCÓPICOS I ANOTAÇÕES