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1 Sistemas, Substâncias e Misturas QUEM QUEIMA MAIS? Questões de sala 1. (Ime 2018) Considere o diagrama de fases simples para o benzeno, em que PC é o ponto crítico e PT o ponto triplo. Os pontos de fusão e de ebulição do benzeno a 1,0 atm são iguais a 5,53 C e 80,1 C, respectivamente. Considere ainda, o ponto P (5,50 C, 55 atm) como ponto de partida das transformações sequenciais discriminadas abaixo: 1. Inicialmente, elevação da temperatura até 300 C, em um processo isobárico; 2. Redução da pressão até 38 atm, em um processo isotérmico; 3. Redução da temperatura até 5,50 C, em um processo isobárico; 4. Finalmente, redução da pressão até 0,02 atm, em um processo isotérmico. Assinale a alternativa que apresenta a ordem correta das mudanças de fase observadas ao longo do processo descrito. a) Fusão, condensação, ebulição e evaporação. B Fusão, condensação, solidificação e sublimação. c) Vaporização, condensação, fusão e sublimação. d) Solidificação, ebulição, liquefação, condensação e sublimação. e) Fusão, ebulição, condensação, solidificação e evaporação. 2. (Ime 2015) O poli(metacrilato de butila) é um polímero solúvel em clorofórmio. A 100kPa, o clorofórmio tem ponto de fusão (PF) igual a 210K e ponto de ebulição (PE) igual a 334K, e apresenta estados de agregação definidos conforme o diagrama de fases apresentado na Figura 1. Observe agora, a Figura 2 que representa o clorofórmio confinado em um dispositivo fechado imerso em um banho térmico na situação de equilíbrio térmico e mecânico, e a Figura 3, que apresenta o diagrama de fases de uma solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio. Considere que o clorofórmio tem calor de fusão fusão( H )Δ constante e independente da pressão e da temperatura, e que a Equação 1 se aplica ao seu equilíbrio sólido-líquido, em que PΔ variação de pressão na transição, TΔ variação de temperatura na transição, fusãoT temperatura de fusão (K) e fusãoVΔ variação de volume na fusão. fusão fusão fusão HP Equação 1 T T V ΔΔ Δ Δ Com base nas informações acima: a) determine a temperatura do banho térmico na Figura 2. Justifique sua resposta; b) faça o esboço da Figura 3 e indique os pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE) da solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio, a 100kPa; c) justifique, com base na Equação 1, porque o processo de solidificação do clorofórmio é acompanhado de redução de volume. ITA - Química 2 3. (Ita 2001) Um copo aberto, exposto à atmosfera, contém água sólida em contato com água líquida em equilíbrio termodinâmico. A temperatura e pressão ambientes são mantidas constantes e iguais, respectivamente, a 25°C e 1atm. Com o decorrer do tempo, e enquanto as duas fases estiverem presentes, é ERRADO afirmar que a) a temperatura do conteúdo do copo permanecerá constante e igual a aproximadamente 0°C. b) a massa da fase sólida diminuirá. c) a pressão de vapor da fase líquida permanecerá constante. d) a concentração (mol/L) de água na fase líquida será igual à da fase sólida. e) a massa do conteúdo do copo diminuirá. Justificar por que cada uma das opções D e E da questão está CORRETA ou ERRADA. 4. (ITA – 2000) O fato de um sólido, nas condições ambientes, apresentar um único valor de massa específica em toda sua extensão é suficiente para afirmar que este sólido: I. É homogêneo. II. É monofásico. III. É uma solução sólida. IV. É uma substância simples. V. Funde a uma temperatura constante. Das afirmações feitas, estão CORRETAS a) apenas I e II. b) apenas I, II e III. c) apenas II, III e V. d) apenas IV e V. e) todas 5. (ITA – 2009) Num experimento, um estudante verificou ser a mesma a temperatura de fusão de várias amostras de um mesmo material no estado sólido e também que esta temperatura se manteve constante até a fusão completa. Considere que o material sólido tenha sido classificado como: I. Substância simples pura II. Substância composta pura III. Mistura homogênea eutética IV. Mistura heterogênea Então, das classificações acima, está(ão) ERRADA(S) A) apenas I e II. D) apenas III e IV. B) apenas II e III. E) apenas IV. C) apenas III. 6. (ITA – 1990) Entre as opções a seguir, assinale aquela que contém a afirmação certa: a) Tanto oxigênio gasoso como ozônio gasoso são exemplos de substâncias simples. b) Substância pura é aquela que não pode ser decomposta em outras mais simples. c) A conceituação de elemento só foi possível depois que Dalton propôs sua teoria atômica. d) Uma mistura de água e etanol, nas condições ambientais, pode ser decomposta por decantação. e) A substituição de hidrogênio por deutério não altera nenhuma das propriedades da água. 7. (ITA – 1990) Entre as opções a seguir assinale aquela que contém a afirmação errada. a) Um sistema monofásico tanto pode ser uma substância pura quanto uma solução. b) Existem tanto soluções gasosas, como líquidas, como ainda soluções sólidas. c) Temperatura de fusão constante não implica que a amostra seja de uma substância pura. d) A transição H2O (l) H2O (g) ocorre somente na temperatura de ebulição da água. e) Dispersões coloidais situam-se no limiar entre o que se costuma chamar de mistura homogênea e o que se costuma chamar de mistura heterogênea. 8. (ITA – 2005) Assinale a opção que contém a afirmação ERRADA relativa à curva de resfriamento apresentada abaixo. A) A curva pode representar o resfriamento de uma mistura eutética. B) A curva pode representar o resfriamento de uma substância sólida, que apresenta uma única forma cristalina. C) A curva pode representar o resfriamento de uma mistura azeotrópica. D) A curva pode representar o resfriamento de um líquido constituído por uma substância pura. E) A curva pode representar o resfriamento de uma mistura líquida de duas substâncias que são completamente miscíveis no estado sólido. 9. (ITA – 2007) Amostras de massas iguais de duas substâncias, I e II, foram submetidas independentemente a um processo de aquecimento em atmosfera inerte e a pressão constante. O gráfico abaixo mostra a variação da temperatura em função do calor trocado entre cada uma das amostras e a vizinhança. Dados: ΔHf e ΔHv representam as variações de entalpia de fusão e de vaporização, respectivamente, e cp é o calor específico. Assinale a opção ERRADA em relação à comparação das grandezas termodinâmicas. A)ΔHf(I) < ΔHf(II) B) ΔHv(I) < ΔHv(II) C) cp,I(s) < cp,II(s) D) cp, II(g) < cp,I(g) E) cp,II(l) < cp,I(l) 3 10. (IGC) A magnitude da pressão de vapor de um líquido, depende: a) da área superficial do liquido b) do volume do líquido no recipiente c) do volume do recipiente d) da velocidade de evaporação por unidade de área da superfície líquida e) da forma do recipiente 11. (IGC) Em um líquido, uma molécula prefere ao interior do líquido do que a superfície. Isto ocorre por que: a) no interior o espaço é menor b) no interior as forças atrativas são menores c) na superfície a pressão é maior d) na superfície a energia potencial é maior e) na superfície a energia potencial é menor 12. (ITA – 2007) Considere sejam feitas as seguintes afirmações a respeito das formas cristalinas do carbono: I. As formas polimórficas do carbono são: diamante, grafite e fulerenos. II. O monocristal de grafite é bom condutor de corrente elétrica em uma direção, mas não o é na direção perpendicular à mesma. III. O diamante é uma forma polimórfica metaestável do carbono nas condições normais de temperatura e pressão. IV. No grafite, as ligações químicas entre os átomos de carbono são tetraédricas. Então, das afirmações acima, está(ão)CORRETA(S) A) apenas I, II e III. B) apenas I e III. C) apenas II e IV. D) apenas IV. E) todas. 13. (ITA – 1994) Descreva o procedimento experimental, os raciocínios e os cálculos que você empregaria para determinar a densidade de um pedaço de metal com um formato complicado. 14. (ITA – 2007) Durante a utilização de um extintor de incêndio de dióxido de carbono, verifica-se formação de um aerossol esbranquiçado e também que a temperatura do gás ejetado é consideravelmente menor do que a temperatura ambiente. Considerando que o dióxido de carbono seja puro, assinale a opção que indica a(s) substância(s) que torna(m) o aerossol visível a olho nu. A) Água no estado líquido. B) Dióxido de carbono no estado líquido. C) Dióxido de carbono no estado gasoso. D) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado líquido. E) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado gasoso. 15. (Unicamp – 2005) 1. A figura abaixo representa o ciclo da água na Terra. Nela estão representados processos naturais que a água sofre em seu ciclo. Com base no desenho, faça o que se pede: a) Considerando que as nuvens são formadas por minúsculas gotículas de água, que mudança(s) de estado físico ocorre(m) no processo 1? b) Quando o processo 1 está ocorrendo, qual o principal tipo de ligac ̧ão que está sendo rompido/formado na água? c) Cite pelo menos um desses processos (de 1 a 6) que, apesar de ser de pequena intensidade, ocorre no sul do Brasil. Qual o nome da mudança de estado físico envolvida nesse processo? EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES 1. (Ucs 2012) Além de fazer parte da constituição dos organismos vivos, a água apresenta outras características importantes, que são vitais à manutenção dos ecossistemas do planeta. Com relação às características da água, assinale a alternativa correta. a) Na Terra, a água pode ser encontrada somente em dois estados físicos: líquido (água salgada e doce) e sólido (geleiras, neve e icebergs). b) Ao resfriar, a partir de 4˚C a água diminui sua densidade, solidificando, por exemplo, em lagos e mares, apenas na superfície. Isso contribui para a manutenção da vida em regiões de alta latitude. c) A temperatura da água do mar não varia com a profundidade e a latitude, o que garante a formação de corais. d) Na formação das geleiras, a molécula de água ganha mais um átomo de hidrogênio. e) Devido principalmente à sublimação, a água armazena e libera energia para o ambiente, influenciando no clima da região em que se encontra. 2. (Fuvest 2014) Uma embalagem de sopa instantânea apresenta, entre outras, as seguintes informações: “Ingredientes: tomate, sal, amido, óleo vegetal, emulsificante, conservante, flavorizante, corante, antioxidante”. Ao se misturar o conteúdo da embalagem com água quente, poderia ocorrer a separação dos componentes X e Y da mistura, formando duas fases, caso o ingrediente Z não estivesse presente. Assinale a alternativa em que X, Y e Z estão corretamente identificados X Y Z a) água amido antioxidante b) sal óleo vegetal antioxidante c) água óleo vegetal antioxidante d) água óleo vegetal emulsificante e) sal água emulsificante 3. (Ufrgs 2013) Considere a reação abaixo. Analisando as propriedades das substâncias participantes dessa reação, verificou-se que uma delas apresenta o seguinte diagrama, quando submetida a processos de mudanças de estado físico. 2 4 4 4 3 22Ca OH NH SO CaSO 2NH 2H O 4 A substância participante da reação que corresponde ao diagrama acima é a) Ca(OH)2 b) (NH4)2SO4 c) CaSO4 d) NH3 e) H2O 4. (Fgv 2013) A química é responsável pela melhora em nossa qualidade de vida e está inserida em nosso cotidiano de muitas formas em substâncias e misturas que constituem diversos materiais. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, substância simples, substância composta, mistura homogênea e mistura heterogênea. a) Água, granito, alumínio, aço. b) Água, aço, alumínio, granito. c) Alumínio, aço, água, granito. d) Alumínio, água, aço, granito. e) Alumínio, água, granito, aço. 5. (Fgv 2013) Em um experimento na aula de laboratório de química, um grupo de alunos misturou em um recipiente aberto, à temperatura ambiente, quatro substâncias diferentes: Substância Quantidade Densidade (g/cm3) polietileno em pó 5 g 0,9 água 20 mL 1,0 etanol 5 mL 0,8 grafite em pó 5 g 2,3 Nas anotações dos alunos, consta a informação correta de que o número de fases formadas no recipiente e sua ordem crescente de densidade foram, respectivamente: a) 2; mistura de água e etanol; mistura de grafite e polietileno. b) 3; polietileno; mistura de água e etanol; grafite. c) 3; mistura de polietileno e etanol; água; grafite. d) 4; etanol; polietileno; água; grafite. e) 4; grafite; água; polietileno; etanol. 6. (Uepg 2013) Quanto às características das substâncias puras e das misturas, assinale o que for correto. 01) Misturas sólidas homogêneas não podem ser consideradas soluções. 02) Densidade e ponto de ebulição são propriedades que podem diferenciar uma substância pura de uma mistura. 04) O ponto de ebulição de uma substância pura não sofre a influência da pressão atmosférica. 08) Uma substância pura sempre constituirá um sistema monofásico. 16) Misturas azeotrópicas são misturas homogêneas com ponto de fusão constante. 7. (Ita 2013) Considere o diagrama de fase hipotético representado esquematicamente na figura abaixo: O que representam os pontos A, B, C, D e E? 8. (Ufmg 2013) A água é um dos principais fatores para a existência e manutenção da vida na Terra. Na superfície de águas muito frias, há uma tendência de se formar uma crosta de gelo, mas, abaixo dela, a água permanece no estado líquido. Isso permite que formas de vida como peixes e outros organismos consigam sobreviver mesmo em condições muito severas de temperatura. Analise os dois gráficos abaixo que representam simplificadamente as variações de densidade de duas substâncias em temperaturas próximas às respectivas temperaturas de fusão (TF). a) O gráfico que representa o comportamento da água é o I ou o II? JUSTIFIQUE a sua escolha com base nas informações apresentadas e em outros conhecimentos sobre o assunto. Uma amostra de água pura, inicialmente sólida, foi aquecida até algum tempo após sua completa fusão. A figura representa a variação da temperatura dessa amostra durante esse processo. b) A fusão de uma substância é um processo endotérmico ou exotérmico? Considere que durante todo o processo a amostra de água receba um fluxo contínuo e uniforme de calor. c) EXPLIQUE por que a temperatura aumenta nas regiões I e III, indicadas no gráfico. d) EXPLIQUE por que a temperatura não se altera durante a fusão (região II, indicada no gráfico). 9. (Ufrgs 2013) Considere os seguintes processos. I. Formação de neve em condições adequadas de temperatura, umidade e pressão. II. Clareamento dos pelos com água oxigenada. III. Adição de adoçante do tipo aspartame no café. Quais processos envolvem uma reação química? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) Apenas II e III. 5 10. (Fuvest 2012) Na obra O poço do Visconde, de Monteiro Lobato, há o seguinte diálogo entre o Visconde de Sabugosa e a boneca Emília: - Senhora Emília, explique-me o que é hidrocarboneto. A atrapalhadeira não se atrapalhou e respondeu: - São misturinhas de uma coisa chamada hidrogênio com outra coisa chamada carbono. Os carocinhos de um se ligam aos carocinhos de outro. Nesse trecho, a personagem Emília usa o vocabulário informal que a caracteriza. Buscando-se uma terminologia mais adequada ao vocabulário utilizado em Química, devem-se substituir as expressões “misturinhas”, “coisa” e “carocinhos”,respectivamente, por: a) compostos, elemento, átomos. b) misturas, substância, moléculas. c) substâncias compostas, molécula, íons. d) misturas, substância, átomos. e) compostos, íon, moléculas. 11. (Ufrn 2012) Em comemoração ao Ano Internacional da Química, estudantes foram desafiados a apresentarem suas ideias sobre a Química para artigos informativos a serem publicados no jornal de sua escola. Entre algumas dessas ideias, o aluno-editor do jornal analisou as quatro mostradas a seguir: I. Uma reação nuclear é, em certa medida, uma realização dos sonhos dos alquimistas, pois nela átomos de um elemento químico se transformam em átomos de outros elementos químicos, como acreditavam os alquimistas. II. Uma reação química é, em certa medida, uma realização dos sonhos dos alquimistas, pois nela ocorre rearranjo de átomos, acompanhado de alterações em suas estruturas atômicas e em seus núcleos, como acreditavam os alquimistas. III. A composição de uma substância depende do método de sua obtenção na indústria ou no laboratório. IV. A separação de substâncias de uma mistura depende das propriedades físicas e químicas das substâncias que formam a mistura. Como o aluno-editor do jornal deve escolher somente ideias corretas para desenvolver os referidos artigos, ele deve considerar apenas as ideias a) I e IV. b) I e III. c) III e IV. d) II e III. 12. (Ufpe 2012) Grafite e diamante são substâncias com propriedades bastante distintas, formadas, no entanto, pelo mesmo elemento, o carbono (Z = 6). Sobre essas substâncias, analise as proposições a seguir. ( ) A combustão completa de 1 mol de grafite produz 1 mol de dióxido de carbono. O mesmo não acontece com o diamante. ( ) Grafite e diamante são substâncias simples. ( ) No diamante, a ligação entre os átomos de carbono é apolar, enquanto que, na grafite, a ligação é polar. ( ) Por serem formadas pelo mesmo elemento, as duas substâncias apresentam o mesmo ponto de fusão. ( ) As duas substâncias são variedades alotrópicas do carbono. 13. (Uepg 2012) Considerando as amostras abaixo, em sistemas isolados, assinale o que for correto. Vinagre Grafite Acetona Gasolina comum Água potável Gás carbônico Ar atmosférico não poluído Hidrogênio gasoso 01) Gás carbônico e acetona são substâncias compostas. 02) Vinagre, gasolina comum e ar atmosférico não poluído são exemplos de misturas. 04) Hidrogênio gasoso é uma substância simples. 08) Água potável, grafite e gás carbônico são misturas homogêneas. 14. (Ita 2012) A figura representa a curva de aquecimento de uma amostra, em que S, L e G significam, respectivamente, sólido, líquido e gasoso. Com base nas informações da figura é CORRETO afirmar que a amostra consiste em uma a) substância pura. b) mistura coloidal. c) mistura heterogênea. d) mistura homogênea azeotrópica. e) mistura homogênea eutética. 15. (Uem 2012) Considerando que as matérias descritas na tabela abaixo estão em um ambiente a 25 C, assinale o que for correto. Mistura Matéria I Matéria II A Água + Etanol B Água + Sal de cozinha C Gasolina + Etanol D N2 + CO2 E Cimento + Areia 01) A mistura entre cimento e areia é heterogênea, enquanto o concreto formado entre ambos, após a reação com água, é uma mistura homogênea. 02) O etanol forma misturas homogêneas tanto com a água quanto com a gasolina, portanto pode-se concluir que água e gasolina também formam misturas homogêneas. 04) Todas as misturas (A, B, C, D e E) são formadas por substâncias compostas. 08) As misturas A e D são homogêneas em qualquer proporção em que estejam as matérias I e II. 16) As misturas A e C podem ter tanto a matéria I como a matéria II atuando como solventes em uma mistura homogênea. 16. (Upe 2012) Diamante e grafite são sólidos covalentes, formados por um único tipo de elemento químico, o carbono, embora apresentem propriedades distintas. Por exemplo, o diamante é duro, não é condutor elétrico, enquanto a grafite é mole, apresenta condutividade elétrica, sendo, por isso, utilizada em fornos elétricos. As diferentes propriedades evidenciadas nesses sólidos devem-se ao fato de 6 a) a ligação química ser mais forte no grafite. b) o grafite apresentar moléculas mais organizadas. c) o grafite possuir estrutura química diferente do diamante. d) o grafite se apresentar na natureza constituído de moléculas discretas. e) a quantidade de átomos em 1 mol das variedades alotrópicas do carbono ser diferente. 17. (Uem 2012) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) Alotropia é o fenômeno onde um mesmo elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes. 02) Substâncias alotrópicas apresentam propriedades químicas e físicas idênticas. 04) As moléculas de CO e CO2 e o íon CO32- são consideradas substâncias alotrópicas entre si. 08) O nanotubo de carbono não pode ser considerado um alótropo do carbono, pois apresenta somente carbonos do tipo sp2 enquanto o diamante apresenta carbonos do tipo sp3 16) O alótropo O2 é mais estável que o ozônio, e a conversão do primeiro para o segundo pode ser conseguida através de descargas elétricas, como relâmpagos. 18. (Enem PPL 2012) A grafita é uma variedade alotrópica do carbono. Trata-se de um sólido preto, macio e escorregadio, que apresenta brilho característico e boa condutibilidade elétrica. Considerando essas propriedades, a grafita tem potência de aplicabilidade em: a) Lubrificantes, condutores de eletricidade e cátodos de baterias alcalinas. b) Ferramentas para riscar ou cortar materiais, lubrificantes e condutores de eletricidade. c) Ferramentas para amolar ou polir materiais, brocas odontológicas e condutores de eletricidade. d) Lubrificantes, brocas odontológicas, condutores de eletricidade, captadores de radicais livres e cátodo de baterias alcalinas. e) Ferramentas para riscar ou cortar materiais, nanoestruturas capazes de transportar drogas com efeito radioterápico. 19. (Ufpb 2012) O ar atmosférico, cuja composição até uma altura de 70 km varia muito pouco em qualquer lugar do planeta, é constituído predominantemente pelos gases N2 e O2. Em meio a esses gases, encontram-se dispersas partículas sólidas de origens naturais, provenientes da ação dos ventos sobre desertos, emanações de partículas vulcânicas, liberação de pólen de plantas, e outras partículas resultantes de queimadas e da poluição causada pelas fábricas e pelos veículos automotores. De acordo com essas informações, é correto afirmar que o ar atmosférico a) é uma substância composta. b) é uma substância gasosa. c) tem composição idêntica tanto na zona rural quanto na zona urbana. d) é uma mistura heterogênea. e) pode ser purificado por processo de destilação simples. 20. (Ucs 2012) A adição de cloreto de sódio à água reduz o seu ponto de congelamento devido ao efeito crioscópico. A presença de 23,3% de NaCl(s) na água pode reduzir o seu ponto de congelamento a – 21,1˚C formando entre ambos uma mistura eutética. Se NaCl sólido for adicionado ao gelo acima dessa temperatura, parte desse gelo se fundirá e ocorrerá a dissolução do sal adicionado. Se mais sal for adicionado, o gelo continuará a fundir. Essa é uma prática comum, utilizada para remover o gelo das ruas das cidades em que neva no inverno. (PERUZZO, F. M; CANTO, E. L. Química: na abordagem do cotidiano. v. 2. Físico- Química. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2006. – Texto adaptado.) Assinale a alternativa na qual a curva de aquecimento da mistura eutética citada acima está corretamente representada. Legenda: S=Sólido; L=Líquido, G=Gasoso. a) b) c) d) e) 21. (Ufrgs 2012) Uma hipótese para o acidente com o voo AF447, na rotaRio-Paris, é de que tenha havido erro de leitura nos indicadores de velocidade, devido ao congelamento dos sensores denominados tubos de Pitot. No momento do acidente, a aeronave atravessava uma forte tempestade, fato que pode ter ocasionado condições atípicas de temperatura e de pressão, que teriam levado à formação de água super-resfriada. Essa água super-resfriada teria congelado instantaneamente ao encontrar a superfície metálica dos tubos de Pitot. Estima-se que a temperatura externa da aeronave no momento do acidente estava em torno de –40 ºC. O termo “água super-resfriada” corresponde a uma situação metaestável na qual a água se encontra a) no estado sólido em uma temperatura abaixo do seu ponto de congelamento. b) no estado líquido em uma temperatura superior e próxima ao seu ponto de congelamento. c) no estado líquido em uma temperatura abaixo do seu ponto de congelamento. d) no estado sólido em uma temperatura superior e próxima ao seu ponto de congelamento. e) nos estados sólido, líquido e gasoso, simultaneamente, em uma temperatura abaixo do seu ponto de congelamento. 7 22. (Ita 2008) Qual das substâncias a seguir não é empregada na fabricação da pólvora negra? a) trinitrotolueno b) enxofre c) carvão d) nitrato de sódio e) nitrato de potássio 23. (Ita 2000) Considere um copo contendo 50mL de água pura em ebulição, sob pressão ambiente. A temperatura de ebulição da água diminuirá significativamente quando a este copo for(em) acrescentado(s) a) 50 mL de água pura. b) 50 mL de acetona. c) 1 colher das de chá de isopor picado. d) 1 colher das de chá de sal-de-cozinha. e) 4 cubos de água pura no estado sólido. 24. Qual dos seguintes procedimentos é o mais indicado quando se quer distinguir entre uma porção de água destilada e uma solução de água açucarada, sem experimentar o gosto? a) Filtrar os líquidos. b) Determinar a densidade. c) Medir a condutividade elétrica. d) Usar papel tornassol. e) Decantar os líquidos. 25. (Ita 1995) Em cinco frascos de 250ml providos de rolha e numerados de I a V, são colocados 100ml de tetracloreto de carbono, 100ml de água e 2g da substância indicada a seguir. I. Iodo. II. Cloreto de sódio. III. Benzeno. IV. Açúcar. V. Cloreto de prata. Estas misturas, agora com três componentes, são agitadas. Uma vez estabelecido o equilíbrio, é FALSO afirmar que: a) Em I a maior parte do iodo estará dissolvida na fase orgânica. b) Em II praticamente todo cloreto de sódio estará dissolvido na fase aquosa. c) Em III praticamente todo o benzeno estará dissolvido no tetracloreto de carbono. d) Em IV praticamente todo o açúcar estará dissolvido na fase orgânica. e) Em V praticamente todo o cloreto de prata estará na forma de uma terceira fase sólida. RESPOSTAS DOS COMPLEMENTARES 1: [B] 2: [D] O ingrediente Z é o emulsificante que atrai tanto as moléculas de água como as do óleo vegetal formando a emulsão. 3: [D] O diagrama corresponde a uma substância pura. O diagrama corresponde ao NH3, pois a temperatura de ebulição (líquido - vapor) é negativa o( 33 C). 4: [D] Alumínio: substância simples (formada apenas pelo elemento alumínio). Água: substância composta por dois elementos químicos (hidrogênio e oxigênio). Aço: mistura homogênea (basicamente, liga de ferro e carbono). Granito: mistura heterogênea formada por feldspato, mica e quartzo. 5: [B] Teremos três fases: Polietileno (menor densidade) Água e álcool (miscíveis - densidade intermediária) Grafite (maior densidade) 6: 02. 01) Falsa. Todas as misturas homogêneas podem ser consideradas soluções. 02) Verdadeira. São chamadas de propriedades específicas. 04) Falsa. O ponto de fusão depende diretamente da pressão ambiente. De maneira geral, quanto maior a pressão atmosférica no ambiente, maior será a temperatura de ebulição da substância. 08) Falsa. Se uma substância pura estiver em mais de um estado (exemplo: gelo e água), teremos um sistema bifásico. 16) Falsa. Misturas azeotrópicas são misturas com ponto de ebulição constante. As misturas cujo ponto de fusão é constante são chamadas de eutéticas. 7: Teremos: 8: a) A água apresenta um comportamento anômalo quanto à variação de densidade em temperatura de congelamento, isto é, quando muda do estado líquido para sólido, sua densidade aumenta (ao contrário de grande parte de substâncias). Sendo assim, o gráfico que representa o comportamento da água seria o gráfico II. b) A fusão da água é um processo endotérmico, pois ocorre com absorção de calor. c) Nas regiões I e III a água encontra-se nos estados sólido e líquido respectivamente. Nessas situações as moléculas absorvem calor aumentando seu grau de agitação. d) Durante a fusão a energia absorvida é convertida em energia potencial no sistema que, aumenta sua desorganização. Isso significa que as moléculas de água se afastam diminuindo a agregação do sistema. 9: [B] [I] Formação de neve em condições adequadas de temperatura, umidade e pressão: fenômeno físico. [II] Clareamento dos pelos com água oxigenada: fenômeno químico. [III] Adição de adoçante do tipo aspartame no café: fenômeno físico. Apenas o processo [II] envolve uma reação química. 10: [A] Devemos substituir: - Misturinhas por compostos. - Coisa por elemento químico. - Caroçinhos por átomos. Então teremos: “– São compostos dos elementos químicos hidrogênio e carbono. Os átomos de um se ligam aos átomos de outro.” 11: [A] Análise das ideias: I. Correta. Uma reação nuclear é, em certa medida, uma realização 8 dos sonhos dos alquimistas, pois nela átomos de um elemento químico se transformam em átomos de outros elementos químicos, como acreditavam os alquimistas, por exemplo, numa fissão nuclear ou numa transmutação. II. Incorreta. Numa reação química ocorre rearranjo de átomos e formação de novos compostos, sem alteração no núcleo dos átomos. III. Incorreta. A composição de uma substância é fixa. IV. Correta. A separação de substâncias de uma mistura depende das propriedades físicas e químicas das substâncias que formam a mistura. 12: F – V – F – F – V. Análise das proposições: (F) A combustão completa de 1 mol de grafite produz 1 mol de dióxido de carbono. O mesmo acontece com o diamante. (V) Grafite e diamante são substâncias simples, ou seja, formadas por um único elemento químico. (F) No diamante e no grafite, a ligação entre os átomos de carbono é apolar. (F) As duas substâncias não apresentam o mesmo ponto de fusão, pois possuem estruturas e arranjos geométricos diferentes. (V) As duas substâncias são variedades alotrópicas do carbono. Observação: 13: 01 + 02 + 04 = 07. Gás carbônico CO2 e acetona CH3COCH3 são substâncias compostas. Vinagre (ácido acético e água), gasolina comum (mistura de hidrocarbonetos) e ar atmosférico (gás nitrogênio e gás oxigênio misturados) não poluído são exemplos de misturas. Hidrogênio gasoso é uma substância simples, pois é formado apenas pelo elemento hidrogênio. Água potável é uma mistura homogênea. Grafite e gás carbônico são substâncias puras. 14: [E] O gráfico representa uma mistura homogênea eutética, pois a temperatura de fusão é constante e existe um intervalo de ebulição (TE1 a TE2): 15: 08 + 16 = 24. Análise das afirmações: [01] Incorreta. A mistura entre cimento e areia é heterogênea, e o concreto formado também. [02] Incorreta. O etanol forma misturas homogêneas tanto com a água quanto com a gasolina, mas a água e a gasolina formam uma mistura heterogênea. [04] Incorreta. A mistura D apresenta uma substância simples (N2). [08] Correta. As misturas A e D (líquido-gás) são homogêneas em qualquer proporção em que estejam as matérias I e II. [16] Correta. As misturas A e C podem ter tanto a matéria I (água ou gasolina) como a matéria II(etanol) atuando como solventes em uma mistura homogênea, pois o etanol forma mistura homogênea tanto com a água como com a gasolina. 16: [C] As diferentes propriedades evidenciadas nesses sólidos devem-se ao fato de o grafite possuir estrutura química diferente do diamante, ou seja, serem alótropos. 17: 01 + 16 = 17. Alotropia é o fenômeno onde um mesmo elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes. Substâncias alotrópicas apresentam não propriedades químicas e físicas idênticas. As moléculas de CO e CO2 e o íon CO32- não são consideradas substâncias alotrópicas entre si, pois para existir alotropia a espécie química tem que apresentar o mesmo tipo de elemento químico, ou seja, a substância tem que ser simples. O nanotubo de carbono é considerado um alótropo do carbono, pois apresenta somente átomos de carbono na sua estrutura. O alótropo O2 é mais estável que o ozônio, e a conversão do primeiro para o segundo pode ser conseguida através de descargas elétricas, como relâmpagos. Ponto de fusão : Diamante 3550 C Grafite (3650 C a 3850 C) 9 18: [A] A grafita é uma variedade alotrópica do carbono. Trata-se de um sólido preto, macio e escorregadio, que apresenta brilho característico e boa condutibilidade elétrica, sua principal aplicação é como lubrificante, por exemplo, em fechaduras e também na fabricação de eletrodos inertes utilizados em eletrólises, além de cátodos em geral. 19: [D] O ar atmosférico é considerado uma mistura de gases, cuja composição apresenta, predominantemente, nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) que, juntos, perfazem cerca de 99% do volume da atmosfera. Os outros 1 % são compostos por gases como CO2, O3, gases nobres vapor d’água e outros. Como toda mistura gasosa, podemos considerar o ar atmosférico um sistema homogêneo, com apenas uma fase. Importante: Quando analisamos o ar atmosférico com poluentes, passamos a considerá-lo uma mistura heterogênea, pois se observa a presença de partículas sólidas (fuligem) entre os constituintes da poluição. O texto cita a presença desses materiais particulados na composição do ar atmosférico. 20: [B] Misturas eutéticas são aquelas em que a fusão ocorre a uma temperatura constante, mas a ebulição ocorre num dado intervalo de temperatura. O gráfico correspondente é o da alternativa [B]. 21: [C] A água possui um ponto de fusão de 0°. O super congelamento ocorre quando água muito pura, ou seja, sem a presença de impurezas pode permanecer líquida bem abaixo da sua temperatura de congelamento. Qualquer perturbação externa é suficiente para que a água passe instantaneamente do estado líquido para o estado sólido. 22. [A] 23. [B] 24. [B] 25. [D]
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