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69 Capítulo 4Do macroscópico ao microscópico: átomos e moléculas R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . � � � � � � � � Exercícios essenciais A critério do(a) professor(a) esta lista de exercícios poderá ser realizada em classe ou em casa.Resolva em seu caderno 1. A linguagem científica tem por objetivo facilitar a comunicação entre indivíduos que fazem pesquisas científicas e também entre os que estão estudando determinada Ciência. Os símbolos e as fórmulas fazem parte da linguagem científica da Química e se destinam a diferentes finalidades. Qual é a finalidade de cada um? 2. O açúcar de cana, cientificamente denominado sa- carose, é uma substância formada por moléculas e representada por C12H22O11. Explique o significado da representação C12H22O11, relacionando-a à mo- lécula de sacarose. 3. O vinagre é uma mistura de vários componentes, mas para esta questão vamos considerá-lo como sendo formado apenas por água (H2O) e ácido acético (C2H4O2), sendo essa segunda substância completamente solúvel em água. a) O vinagre é uma mistura ou uma substância pura? b) É correto dizer que o vinagre é uma solução? Por quê? c) Quantos elementos químicos há no vinagre? 4. A vitamina C é representada por C6H8O6 a) Essa representação — C6H8O6 — é um símbolo ou uma fórmula química? b) Quantos elementos fazem parte dessa substância? 5. A hemoglobina é uma substância presente no san- gue, responsável pelo transporte de oxigênio às diversas partes do corpo humano. Ela pode ser representada pela fórmula C2952H4664O812S8Fe4. a) Quantos elementos químicos compõem essa substância? b) Qual o nome de cada um? 6. O ácido sulfúrico é a substância química produzida e comercia lizada em maior quantidade pela indústria química mundial. Essa substância é formada por moléculas nas quais há dois átomos de hidrogênio, um átomo de enxofre e quatro de oxigênio. Represente o ácido sulfúrico por meio de uma fórmula. 7. Um dos importantes assuntos deste capítulo é a interpretação de modelos que representam as subs- tâncias em nível molecular (chamados modelos moleculares). As perguntas dos itens a seguir se referem à inter- pretação dos seguintes desenhos, nos quais esferas de uma mesma cor representam átomos de um mes- mo elemento químico e esferas de cores diferentes representam átomos de elementos distintos. Responda, justificando, qual(is) dos modelos representa(m): a) substância pura simples? b) substância pura composta? c) mistura de substâncias? 8. Para os modelos do exercício anterior, considere a legenda: Átomo de flúor Átomo de hidrogênio Átomo de oxigênio Átomo de carbono a) Procure no texto deste capítulo o símbolo de cada um des- ses elementos químicos e escreva-o em seu caderno. b) Escreva a fórmula da(s) substância(s) representada(s) em cada um dos desenhos de a até h do exercício 7. 9. Nitrogênio e oxigênio são dois elementos que se combi- nam para formar diversas substâncias químicas diferen- tes. Cada um dos modelos a seguir ilustra uma diferente substância formada por eles. Considerando que as esferas azuis representam o nitrogênio e as vermelhas o oxigênio, escreva a fórmula que representa cada uma dessas subs- tâncias. (Nas fórmulas, escreva o símbolo do nitrogênio antes do oxigênio. Esse é um “costume” dos químicos.) a) d) b) e) c) f) il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.) (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.) 70 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 10. Carbono e hidrogênio também são dois elementos que se combinam para formar diversas subs- tâncias químicas diferentes. Nos modelos moleculares a seguir, as esferas pretas representam o carbono e as cinza o hidrogênio (cores fantasiosas). Escreva a fórmula que representa cada uma dessas substâncias. (Escreva o símbolo do carbono antes do hidrogênio.) Exercícios adicionais Seu (sua) professor(a) indicará o melhor momento para realizar os exercícios deste bloco. Resolva em seu caderno 11. Existe diferença entre representar uma substância por NO2 ou por N2O4? Explique. 12. O ar atmosférico contém predominantemente ni- trogênio (N2) e, em segundo lugar, oxigênio (O2). O ar também contém vapor de água (H2O), cuja quantidade é variável de local para local e de um dia para outro. O ar contém ainda pequenas quantidades de argônio (Ar), gás carbônico (CO2) e reduzidíssima quantidade de hélio (He), neônio (Ne), criptônio (Kr), xenônio (Xe) e radônio (Rd). Em locais poluídos, podem estar pre- sentes, entre outros, dióxido de enxofre (SO2), trióxido de enxofre (SO3), ozônio (O3), monóxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO2). a) Pesquise na tabela periódica (no final deste livro) o nome dos elementos presentes nessas substâncias e escreva-os em seu caderno. b) Quais das substâncias mencionadas são simples? c) Quais das substâncias mencionadas são compostas? 13. Faz parte da linguagem química chamar as molé- culas de monoatômicas, biatômicas, triatômicas e tetratômicas, conforme o número total de átomos que forma cada uma delas. Uma molécula é monoatômica se contiver só um átomo, biatômica se contiver dois e assim por diante. Com base nessa informação, diga quais das substâncias mencionadas na questão anterior têm moléculas: a) monoatômicas; c) triatômicas; b) biatômicas; d) tetratômicas. 14. Não se utilizam fórmulas químicas para representar misturas. Apenas para representar substâncias puras. Você consegue explicar por quê? 15. Utilizando esferas coloridas, faça em seu caderno um modelo que represente as moléculas das substâncias relacionadas a seguir: a) HC, b) NH3 (O nitrogênio se une a cada um dos hidrogênios.) c) CF4 (O carbono se une a cada um dos flúors.) d) H2O2 (Um oxigênio se une ao outro; um hidrogênio se une a cada oxigênio.) 16. (Vunesp) Os nomes latinos dos elementos chumbo, prata e antimônio dão origem aos símbolos químicos desses elementos. Estes símbolos são, respectivamente: a) P, Ar, Sr c) Pb, Ag, Sb e) Po, S, Bi b) Pm, At, Sn d) Pu, Hg, Si 17. (FUERN) Os elementos químicos cobre, fósforo, prata e sódio são representados, respectivamente, pelos seguintes símbolos: a) Co, K, Ag, Si c) Ce, Fr, Pr, Na e) Cu, F, Pt, K b) Cr, P, Ar, S d) Cu, P, Ag, Na 18. (Ufac) Com relação às substâncias O2, H2, H2O, Pb, CO2, O3, CaO e S8, podemos afirmar que: a) todas são substâncias simples. b) somente O2, H2 e O3 são substâncias simples. c) todas são substâncias compostas. d) somente CO2, CaO e S8 são substâncias compostas. e) as substâncias O2, H2, Pb, O3 e S8 são simples. 19. (Ufes) Considere os seguintes sistemas: I. nitrogênio e oxigênio; II. etanol hidratado; III. água e mercúrio. Indique a alternativa correta. a) Os três sistemas são homogêneos. b) O sistema I é homogêneo e formado por substân- cias simples. c) O sistema II é homogêneo e formado por substân- cias simples e compostas. d) O sistema III é heterogêneo e formado por subs- tâncias compostas. e) O sistema III é uma solução formada por água e mercúrio. 20. (Uema) I. Água (,) e água (s). II. Gás oxigênio. III. Etanol e areia. IV. Gás carbônico e gás hidrogênio. Relativamente aos sistemas acima, podemos afirmar que existe uma: a) substância pura em III. b) substância composta em II. c) mistura monofásica em III. d) mistura bifásica em IV. e) mistura que pode ser homogênea se misturarmos II com IV. a) b) c) d) e) f) g) h) il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O 71 Capítulo 4Do macroscópico ao microscópico: átomos e moléculasR ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 21. (Univali-SC) No esquema a seguir estão representados cinco sistemas, formados por moléculas constituídas por três tipos de átomos, representados por . Escolha a alternativa que identifica os sistemas I, II, III, IV e V corretamente. I II III VIV 3 Equação química 3.1 Uma equação química representa uma reação química Voltemos ao exemplo da decomposição da água. Levando em conta a composição das moléculas envolvidas, podemos representar essa reação como mostrado ao lado. A água, o reagente, é formada por moléculas H2O; o gás hidrogê- nio e o gás oxigênio, os produtos, têm fórmulas H2 e O2, respectiva- mente. Assim, poderíamos representar a reação usando as fórmulas do reagente e dos produtos: H2O # H2 1 O2 Nessa representação, falta, porém, a proporção correta entre as quantidades de moléculas envolvidas. Uma representação mais correta é: H2O + H2O # H2 + H2 + O2 ou seja 2 H2O # 2 H2 + O2 Agora, sim, está expressa a verdadeira proporção entre as quan- tidades de moléculas que participam da reação. água # hidrogênio + oxigênio # + Os números que indicam a proporção entre as quantidades de moléculas, numa equação química, são chamados de coeficientes ou coeficientes estequiométricos. A maneira de representar uma reação química é denominada equação química. Na equação química acima, o coeficiente da água é 2, o do hidro- gênio é 2 e o do oxigênio é 1 (que não precisa ser escrito). Em equação: 2 H2O # 2 H2 + O2 Em palavras: Duas moléculas de água reagem para formar duas moléculas de hidrogênio e uma de oxigênio. Ponha em prática o que aprendeu Usando moedas de diferentes valores, fichas coloridas, bolinhas de massa de modelar, círculos de papel colorido, bolinhas de isopor ou outro material que a imaginação sugerir, represente as moléculas dos reagentes e dos produtos das reações químicas cujas equações são: 2 H2O # 2 H2 + O2 C + O2 # CO2 N2 + O2 # 2 NO C + 2 H2 # CH4 N2 + 3 H2 # 2 NH3 N2 + 2 O2 # 2 NO2 CH4 + 2 O2 # CO2 + 2 H2O a) Substância pura simples, substância pura com- posta, mistura de 2 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. b) Substância pura simples, substância pura com- posta, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. c) Mistura de 2 componentes, substância pura composta, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. d) Substância pura composta, substância pura simples, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. e) Mistura de 2 componentes, substância pura composta, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes, mistura de 4 componentes. il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O a D il S O n S E C C O (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.)