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Questões complementaresQuímica 1 Soluções 1. (Furg-RS) Um refrigerante contém água, gás carbônico, co- rantes, ácidos e diversas substâncias responsáveis pela aparência e pelo sabor. As pessoas costumam colocar uma colher no gargalo da garrafa com a intenção de evi- tar a perda de gás. Será que isso evita mesmo a perda de gás? José Atílio Vanin, do Instituto de Química da USP, responde: “Não evita!”. Ele explica: “O gás do refrigerante é o gás carbônico. A 30 ºC é possível dissolver cerca de 0,6 L desse gás em um litro de água pura; a 10 ºC dissolve-se 1,2 L do gás por litro d’água; e 1,7 L a 0 ºC. Assim, o que evita a perda do gás é o ato de colocar o refrigerante na geladeira. Não existe ne- nhum efeito físico-químico de superfície ligado à colher.” (Adaptado do livro Interações e transformações I. GEPEQ/ IQ-USP, 1998. p. 56.) A compreensão do texto acima, em suas informações e significados do ponto de vista da Química, permite afirmar que: I. o refrigerante é, na verdade, uma solução aquosa re- sultante da mistura de várias substâncias. II. a introdução da colher no gargalo oferece uma super- fície lisa que resiste à fuga do gás, aprisionando-o. III. fora da geladeira, quanto mais baixa a temperatura menor a perda do gás carbônico pelo gargalo da gar- rafa do refrigerante. Das afirmativas, somente está(ão) correta(s): a) I e II. b) II. c) III. d) I. e) I e III. 2. (PUC-MG) Considere o gráfico de solubilidade de vá- rios sais em água, em função da temperatura. 30 60 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 Temperatura em graus Celsius Gramas de soluto para saturar 100 g de H2O 40 50 70 80 90 Ce2(SO4)3 NaC� NH4C� KNO3 NaNO3 Baseando-se no gráfico e nos conhecimentos sobre soluções, é incorreto afirmar que: a) a solubilidade do Ce2(SO4)3 diminui com o aumento da temperatura. b) o sal nitrato de sódio é o mais solúvel a 20 ºC. c) a massa de 80 g de nitrato de potássio satura 200 g de água a 30 ºC. d) dissolvendo-se 60 g de NH4C em 100 g de água, a 60 ºC, obtém-se uma solução insaturada. 3. (PUC-RJ) Observe o gráfico: 50 70 80 100 120 140 200 220 180 160 3020 Temperatura (°C) Solubilidade (g soluto/100 g de água) 40 60 40 20 60 0 K2CrO4 NaC�O3 Cs2SO4 A quantidade de clorato de sódio capaz de atingir a saturação em 500 g de água na temperatura de 60 ºC, em gramas, é aproximadamente igual a: a) 70 b) 140 c) 210 d) 480 e) 700 4. (UFRRJ) A curva do gráfico a seguir mostra a solubili- dade de um certo soluto em água. Temperatura (°C) Solubilidade g/100 g 0 A C B D Responda às perguntas a seguir, justificando sua res- posta. I. Qual ou quais dos pontos do gráfico representa(m) uma solução saturada homogênea? II. Indique em que pontos do gráfico existem soluções sa- turadas heterogêneas. III. Através do conceito de solução insaturada, aponte no gráfico o(s) ponto(s) onde essa situação ocorre. IV. Que procedimentos podem ser utilizados para precipitar (cristalizar) parte do soluto da solução D, sem alterar as quantidades do solvente e do soluto da referida solução? 5. (Uerj) O gráfico a seguir, que mostra a variação da so- lubilidade do dicromato de potássio na água em função da temperatura, foi apresentado em uma aula prática sobre misturas e suas classificações. Em seguida, fo- ram preparadas seis misturas sob agitação enérgica, utilizando dicromato de potássio sólido e água pura em diferentes temperaturas, conforme o esquema: 2 Temperatura (°C) Solubilidade (g de soluto/100 g de H2O) 0 30 70 20 60 30 °C 15 g K2Cr2O7 � 100 g H2O 30 °C 3,5 g K2Cr2O7 � 20 g H2O 30 °C 2 g K2Cr2O7 � 10 g H2O 70 °C 200 g K2Cr2O7 � 300 g H2O 70 °C 320 g K2Cr2O7 � 500 g H2O 70 °C 150 g K2Cr2O7 � 250 g H2O Após a estabilização dessas misturas, o número de sis- temas homogêneos e o número de sistemas heterogê- neos formados correspondem, respectivamente, a: a) 5 – 1 b) 4 – 2 c) 3 – 3 d) 1 – 5 6. (Fuvest-SP) Descargas industriais de água pura aque- cida podem provocar a morte de peixes em rios e lagos porque causam: a) o aumento do nitrogênio dissolvido. b) o aumento do gás carbônico dissolvido. c) a diminuição do hidrogênio dissolvido. d) a diminuição do oxigênio dissolvido. e) a alteração do pH do meio aquático. Obs.: O pH nos indica a acidez ou a basicidade de um meio aquoso. 7. (Fuvest-SP) Um rio nasce numa região não po luída, atravessa uma cidade com atividades industriais, das quais recebe esgoto e outros efluentes, e desemboca no mar após percorrer regiões não poluidoras. Qual dos gráficos a seguir mostra o que acontece com a concentração de oxigênio (O2) dissolvido na água, em função da distância percorrida desde a nascente? Considere que o teor de oxigênio no ar e a temperatura sejam praticamente constantes em todo o percurso. a) co nc . O 2 distância nascente cidade mar b) c) d) e) distância co nc . O 2 co nc . O 2 co nc . O 2 co nc . O 2 distância distância distância nascente cidade mar nascente cidade mar nascente cidade mar nascente cidade mar 8. (FMTM-MG) O gráfico mostra a variação da solubilidade do oxigênio com a temperatura a diferentes pressões. Solubilidade (cm3 O2/L H2O) 0 1 –5 Temperatura (°C) 760 mmHg –10–15–20 5 10 15 20 25 30 3 4 6 8 9 580 mmHg 254 mmHg 0 2 5 7 Analisando o gráfico, pode-se concluir que as condi- ções de pressão inferior à atmosférica e de tempera- tura entre 0 ºC e 30 ºC em que se consegue dissolver maior quantidade de oxigênio são: a) p 5 580 mmHg, t 5 0 ºC. b) p 5 580 mmHg, t 5 30 ºC. c) p 5 760 mmHg, t 5 0 ºC. d) p 5 254 mmHg, t 5 0 ºC. e) p 5 254 mmHg, t 5 30 ºC. 9. Pela Lei de Henry, a solubilidade de um gás é direta- mente proporcional à sua pressão parcial a dada tem- peratura, o que pode ser expresso por: 3 solubilidade 5 constante · pressão parcial S 5 KH · P Em um lago localizado a uma altitude de 3.000 m, a pressão parcial do gás oxigênio é de 0,13 atm. Calcule a solubilidade desse gás a 20 ºC. Dado: KH oxigênio a 20 ºC 5 1,3 · 1023 mol L21 atm21 10. O esquema a seguir mostra uma aparelhagem utiliza- da para o recolhimento de gás. gás água Essa aparelhagem não é a mais adequada para o re- colhimento de todos os gases. Considere que ela seja utilizada para recolher os seguintes gases: metano (CH4), amônia (NH3) e cloro (C2). Gás Massa molar (g/mol) Solubilidade em água metano 16 desprezível amônia 17 alta cloro 71 alta Para qual(is) desses gases essa aparelhagem é a mais adequada? Justifique sua resposta. 11. (UFPE) A solubilidade do oxalato de cálcio a 20 ºC é de 33,0 g por 100 g de água. Qual a massa, em gramas, de CaC2O4 depositada no fundo do recipiente quando 100 g de CaC2O4 (s) são adicionados em 200 g de água a 20 ºC? 12. (Unifesp) A lactose, principal açúcar do leite da maioria dos mamíferos, pode ser obtida a partir do leite de vaca por uma sequência de processos. A fase final envolve a purificação por recristalização em água. Suponha que, para essa purificação, 100 kg de lactose foram tratados com 100 L de água, a 80 ºC, agitados e filtrados a essa temperatura. O filtrado foi resfriado a 10 ºC. Solubilidade da lactose, em kg/100 L de H2O: a 80 ºC ....................... 95 a 10 ºC ....................... 15 A massa máxima de lactose, em kg, que deve cristalizar com esse procedimento é, aproximadamente: a) 5. b) 15. c) 80. d) 85. e) 95. 13. (Fuvest-SP) O gráfico abaixo mostra a solubilidade (S) de K2Cr2O7 sólido em água, em função da temperatura (t). Uma mistura constituída de 30 g de K2Cr2O7 e 50 g de água, a uma temperatura inicial de 90 ºC, foi deixada esfriar lentamente e com agitação. A que temperatura aproximada deve começar a cristalizar o K2Cr2O7? 60 100 40 60 100 80 0 0 20 S (g K2Cr2O7 /100 g de H2O) 40 80 20 Temperatura (°C) a) 25 ºC b) 45 ºC c) 60 ºC d) 70 ºC e) 80 ºC 14. (UFMS) Considere as massas atômicas fornecidas e o1 1 Co nc eit og ra f As concentrações das soluções resultantes obedecem à seguinte relação: a) 2 > 1 > 3 c) 1 > 3 > 2 b) 1 > 2 > 3 d) 3 > 2 > 1 13. (Unesp) Medicamentos, na forma de preparados inje- táveis, devem ser soluções isotônicas com relação aos fluidos celulares. O soro fisiológico, por exemplo, apre- senta concentração de cloreto de sódio (NaC,) de 0,9% em massa (massa do soluto por massa da solução), com densidade igual a 1,0 g · cm23. a) Dada a massa molar de NaC,, em g · mol21: 58,5, qual a concentração, em mol · L21, do NaC, no soro fisioló- gico? Apresente seus cálculos. b) Quantos litros de soro fisiológico podem ser pre- parados a partir de 1 L de solução que contém 27 g · L21 de NaC, (a concentração aproximada desse sal na água do mar)? Apresente seus cálculos. 14. (Uerj) Um medicamento, para ser administrado a um paciente, deve ser preparado com uma solução aquo- 19 sa de concentração igual a 5%, em massa, de soluto. Dispondo-se do mesmo medicamento em uma solu- ção a 10%, esta deve ser diluída com água, até atingir o percentual desejado. As massas de água na solução mais concentrada, e naquela obtida após a diluição, apresentam a seguinte razão: a) 5 7 b) 5 9 c) 9 19 d) 7 15 15. (UFPE) Os médicos recomendam que o umbigo de recém- -nascidos seja limpo, usando-se álcool a 70%. Contudo, no comércio, o álcool hidratado é geralmente encontrado na concentração de 96% de volume de álcool para 4% de volume de água. Logo, é preciso realizar uma diluição. Qual o volume de água pura que deve ser adicionado a 1 litro (1 L) de álcool hidratado 80% v/v, para obter-se uma solução final de concentração 50% v/v? a) 200 mL. b) 400 mL. c) 600 mL. d) 800 mL. e) 1.600 mL. 16. (UFF-RJ) O ácido nítrico é um importante produ- to industrial. Um dos processos para a obtenção do ácido nítrico é fazer passar amônia e ar, sob pressão, por um catalisador a cerca de 850 ºC, ocorrendo a formação de monóxido de nitrogênio e água. O monóxido de nitro- gênio, em presença do oxigênio do ar, se transforma no dióxido que, reagindo com a água, forma o ácido nítrico e o monóxido de nitrogênio. a) Escreva as equações balanceadas que representam as diferentes etapas de produção do ácido nítrico através do processo mencionado. b) Uma solução de ácido nítrico concentrado, de densida- de 1,40 g/cm3, contém 63,0% em peso de ácido nítrico. Informe por meio de cálculos: I. a molaridade da solução. II. o volume dessa solução que é necessário para prepa- rar 250,0 mL de solução 0,5 M. 17. (Fuvest-SP) Elemento % em massa de H2SO4 Densidade (20 ºC) kg/L ácido sulfúrico de bateria (solução de bateria) 38 1,3 ácido sulfúrico comercial 90 1,8 Diluindo-se 1,00 L de ácido sulfúrico comercial com água, que volume de “solução de bateria” pode ser obtido? a) 2,7 L b) 3,0 L c) 3,3 L d) 3,6 L e) 3,9 L 18. (UFMG) Uma criança precisa tomar 15 gotas de um antitérmico diluídas em água. Considere desprezível, na solução formada, o volume das gotas adicionadas à água. Todas as seguintes afirmativas referentes a essa solução estão corretas, exceto: a) A concentração de 15 gotas do medicamento diluído para 20 mL de solução equivale ao dobro da concen- tração das mesmas 15 gotas para 40 mL de solução. b) A concentração de 15 gotas do medicamento diluído para 20 mL de solução é três vezes maior que a con- centração de 5 gotas diluídas para o mesmo volume de solução. c) A concentração do medicamento em uma gota antes da diluição em água é menor que a concentração em 15 gotas, também antes da diluição em água. d) A quantidade de medicamento ingerido independe do volume de água utilizado na diluição. 19. (UFPE) A embalagem de um herbicida para ser usado em hortaliças indica que devem ser dissolvidos 500 g desse produto para cada 5 litros de água. Por engano, um agricultor dissolveu 100 g em 2 litros de água e so- mente percebeu o erro após haver utilizado a metade da solução. Uma das formas de corrigir a concentra- ção do restante da solução é adicionar: Água (L) Herbicida (g) a) 1 0 b) 0 50 c) 1 50 d) 1 100 e) 0 100 20. (UFJF-MG) Ácido muriático é o nome comercial do ácido clorídrico. Ele pode ser utilizado para limpeza de calçamentos em geral. A pessoa encarregada da limpeza recebeu 1,0 L de uma solução desse ácido, na concentração de 2,0 mol/L, e a orientação para di- luí-la na proporção 1 : 100. Qual será a concentração da solução preparada para limpeza em g/L? a) 0,02 d) 0,365 b) 2,0 e) 0,73 c) 3,65 21. (UEL-PR) Sistemas em escala nanométrica (1 na- nômetro 5 1 · 1029 metro) representam uma grande evolução na área tecnológica. A “língua eletrônica”, desenvolvida por pesquisadores no Brasil, é um sen- sor gustativo para avaliação de líquidos. Ela é formada 20 por um conjunto de eletrodos de ouro coberto por uma finíssima camada nanométrica de diversos polímeros inteligentes (plásticos sensíveis às substâncias pre- sentes no líquido). A língua humana só identifica o doce e o salgado a partir das concentrações de 10 mmol/L e 30 mmol/L, respectivamente, enquanto a língua ele- trônica é capaz de reconhecer substâncias doces e salgadas a partir da concentração 5 mmol/L. Uma solução aquosa de glicose (C6H12O6) foi preparada, dissolvendo-se 3 mol do açúcar em 5 litros de solução (Solução A). Indique a alternativa que contém a solução cuja con- centração de açúcar é sensível às línguas eletrônica e humana, simultaneamente: a) Solução preparada pela transferência de 1 mL da So- lução A em um balão volumétrico de 100 mL e o volu- me completado com água. b) Solução preparada pela transferência de 1 mL da So- lução A em um balão volumétrico de 1.000 mL e o vo- lume completado com água. c) Solução preparada pela transferência de 2 mL da So- lução A em um balão volumétrico de 200 mL e o volu- me completado com água. d) Solução preparada pela transferência de 2 mL da So- lução A em um balão volumétrico de 500 mL e o volu- me completado com água. e) Solução preparada pela transferência de 1 mL da So- lução A em um balão volumétrico de 50 mL e o volume completado com água. 22. (UFMG) Uma mineradora de ouro, na Romênia, lançou 100.000 m3 de água e lama contaminadas com cianeto, CN2 (aq), nas águas de um afluente do segundo maior rio da Hungria. A concentração de cianeto na água atingiu, então, o valor de 0,0012 mol/litro. Essa concentração é muito mais alta que a concentração máxima de cianeto que ainda permite o consumo doméstico da água, igual a 0,01 miligrama/litro. Considerando-se essas informa- ções, para que essa água pudesse servir ao consumo doméstico, ela deveria ser diluída, aproximadamente: a) 32.000 vezes. c) 320 vezes. b) 3.200 vezes. d) 32 vezes. 23. (Ufes) Uma solução de sulfato de sódio (Na2SO4) 1 mol/L é diluída até o dobro do seu volume inicial. A concentração de íons sódio (em mol/L) na solução di- luída é: a) 1,0 · 1023. b) 2,0 · 1023. c) 2,5 · 1021. d) 5,0 · 1021. e) 1,0. 24. (PUC-RS) 50,00 mL de uma solução 2,0 mol/L em MgC2 são diluídos a 1 L. A concentração, em mol/L, de íons cloreto na nova solução é: a) 0,1. c) 1,0. e) 4,0. b) 0,2. d) 2,0. 25. (UFSC) Uma solução de A2(SO4)3 foi preparada em la- boratório e armazenada em um recipiente apropriado, conforme a ilustração. Sobre a solução preparada, é correto afirmar que: 01. A solução contém mais de 33 gramas do soluto. 02. O número de mol do soluto, presente na solução, é igual a 2 (dois). 04. Transferindo-se 25 mL da solução para um balão volu- métrico de 250 mL e completando-se seu volume com água, a solução resultante fica 4 (quatro) vezes mais diluída. 08. Separando-se a solução em quantidades iguais, em dois recipientes, cada nova solução terá uma concen- tração de soluto que vale a metade da concentração inicial. 16. Se o soluto A,2(SO4)3 apresentar-se 20% dissociado, a concentração dos íons A,31 será 0,04 M. Dê como respostaa soma dos números referentes às afirmações corretas. 26. (Unesp) O ácido sulfúrico (H2SO4) é um líquido visco- so, muito corrosivo, oxidante e higroscópico. Além da sua utilização em baterias de automóveis, preparação de corantes, tintas e explosivos, esse ácido pode ser utilizado, quando diluído adequadamente, na remoção de camadas de óxidos depositados nas superfícies de ferro e aço (decapante). A solução aquosa concentra- da desse ácido apresenta densidade igual a 1,80 g/mL, sendo 98% m/m (massa percentual) em H2SO4. a) Calcule a concentração, em quantidade de matéria (mol/L), da solução concentrada de ácido sulfúrico. Massa molar H2SO4 5 98 g/mol. b) Para preparar a solução aquosa de ácido sulfúrico utilizada como decapante, dilui-se 50 mL da solução concentrada para um volume final de 250 mL. Qual concentração, em mol/L, essa solução apresenta? 27. (Udesc) João é estagiário de um laboratório de análi- se química do solo. Seu estágio estava transcorrendo bem, até que ele se deparou com um problema. Seu orientador pediu-lhe que fizesse uma solução de HC a 2 mol/L e que o estagiário fosse até a sala de rea- gentes, pegasse um vidro de ácido clorídrico da marca X. João observou que no rótulo do reagente só havia as seguintes informações: massa molar de 36,46 g, densidade 1,18 g/mL, volume 1 L e 37% em massa. Nenhuma informação havia no rótulo sobre a concen- tração em mol/L, e João não sabia como calcular a concentração. Lu iz Fe rn an do R ub io 21 Suponha que você também estagiasse no mesmo labo- ratório e que João lhe pedisse ajuda. Responda: a) Qual é a concentração do ácido clorídrico da marca X? b) Que volume de ácido clorídrico da marca X você usaria para preparar 1 L da solução 2 mol/L? 28. (UFSM-RS) A soda cáustica (NaOH) é uma das bases mais usadas pela indústria química na preparação de compostos orgânicos, na purificação de óleos vegetais e derivados de petróleo etc. Suponha-se que, para ser usada em determinado processo industrial, há neces- sidade de 10 L de soda a 7,5%. Partindo-se de uma solução a 25% dessa substância (sol. A), o volume da solução e o volume de água que deveriam ser mistura- dos, para obter a solução com a concentração deseja- da, são, em litros: a) sol. A — 7,0; água — 3,0. b) sol. A — 3,0; água — 7,0. c) sol. A — 0,3; água — 9,7. d) sol. A — 9,7; água — 0,3. e) sol. A — 7,5; água — 2,5. 29. (Fesp-PE) Dispõe-se de 20,0 L de água oxigenada a 125 volumes (dado: 1 L de água oxigenada a 125 volumes libera 125 L de O2 (g) nas CNTP). Para preparar 100,0 L de água oxigenada a 10 volumes, deve-se proceder pra- ticamente da seguinte forma: a) tomam-se 10 L de água oxigenada a 125 volumes e diluem-se a 100 L. b) tomam-se 100 L de água oxigenada a 125 volumes e aquecem-se até a proporção desejada. c) tomam-se 8 L de água oxigenada a 125 volumes e di- luem-se a 100 L. d) tomam-se 80,0 L de água oxigenada a 125 volumes e diluem-se a 100 L. e) tomam-se 125 L de água oxigenada a 125 volumes e diluem-se a 100 L. 30. (ITA-SP) Para preparar 80 L de uma solução aquosa 12% (massa/massa) de KOH (massa específica da so- lução 5 1,10 g/cm3) foram adicionados x litros de uma solução aquosa 44% (massa/massa) de KOH (massa específica da solução 5 1,50 g/cm3) e y litros de água deionizada (massa específica 5 1,00 g/cm3). Os valores de x e y são, respectivamente: a) 12 L e 68 L. d) 36 L e 44 L. b) 16 L e 64 L. e) 44 L e 36 L. c) 30 L e 50 L. 31. (UnB-DF) O ácido ascórbico é uma importante vitamina hidrossolúvel que, devido às suas características, não é armazenada pelo organismo. Por isso, é fundamental que sejam ingeridas, regularmente, quantidades sufi- cientes dessa vitamina. Nessa perspectiva, considere que determinado medicamento líquido, cujo princípio ativo é o ácido ascórbico, apresente em sua composição 200 mg de vitamina C por mL de medicamento, e que 4 gotas desse medicamento — quantidade recomendada para crianças recém-nascidas — tenham sido dissol- vidas em 2 mL de água fervida e filtrada. Consideran- do, ainda, a fórmula estrutural da vitamina C, mostra- da abaixo, e sabendo que M(C) 5 12,0 g/mol, M(O) 5 5 16,0 g/mol, M(H) 5 1,0 g/mol e que 1 gota equivale a 0,05 mL, calcule, em mol/L, a concentração de vita- mina C na solução resultante (medicamento 1 água). Multiplique o valor calculado por 102 e despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. HO OH CHOH CH2OH vitamina C (ácido ascórbico) O H O 32. (UFCE-CE) Em média, 90% das pessoas cujo exame de sangue apresenta concentração de etanol, C2H5OH, de 0,0030 g/mL de sangue, demonstram sinais óbvios de intoxicação. A concentração fatal é estimada em 0,0070 g/mL de sangue. Supondo que todo o álcool vai direto para o sangue e que a densidade do etanol é de 0,80 g/mL, responda qual é a opção em que o volume de uísque (40% de etanol por volume) corresponde à diferença entre a in- toxicação e a dose fatal para uma pessoa cujo volume de sangue é de 6,0 litros: a) 12 mL. d) 75 mL. b) 22 mL. e) 120 mL. c) 30 mL. Mistura de soluções 1. (PUC-RS) Uma solução foi preparada misturando-se 200 mL de uma solução de HBr 0,20 mol/L com 300 mL de solução de HC 0,10 mol/L. As concentrações, em mol/L, dos íons Br2, C 2 e H1 na solução serão, res- pectivamente, a) 0,04; 0,03; 0,04. b) 0,04; 0,03; 0,07. c) 0,08; 0,06; 0,06. d) 0,08; 0,06; 0,14. e) 0,2; 0,1; 0,3. 2. (Uneb-BA) O “soro caseiro” consiste em uma solução aquosa de cloreto de sódio (3,5 g/L) e de sacarose (11 g/L); respectivamente, a massa de cloreto de sódio e a 22 de sacarose necessárias para preparar 500 mL de soro caseiro são: a) 17,5 g e 55 g. b) 175 g e 550 g. c) 1.750 mg e 5.500 mg. d) 17,5 mg e 55 mg. e) 175 mg e 550 mg. 3. (UA-AM) Uma solução de 2,0 litros de NaOH, com con- centração 40 g/L, é misturada com 3 litros de solução de KOH de concentração 60 g/L. Suas concentrações finais de mol/L, após a mistura, são, respectivamente: (Dados: Na 5 23 g/mol, O 5 16 g/mol, H 5 1 g/mol, K 5 39 g/mol.) a) 1,0 e 1,32. b) 0,4 e 0,66. c) 0,4 e 0,4. d) 0,55 e 0,66. e) 0,4 e 1,32. 4. (Ufes) Misturando-se 60,0 mL de solução de HC de concentração 2,0 mol/L com 40,0 mL de solução de HC de concentração 4,5 mol/L, obtém-se uma solução de HC de concentração, em gramas por litro (g/L), igual a: (Dados: H 5 1; C 5 35,5.) a) 3,0. b) 10,5. c) 36,5. d) 109,5. e) 365,0. 5. (UFMS) O ácido sulfúrico, H2SO4, quando concentrado, é um líquido incolor, oleoso, muito corrosivo, oxidante e desidratante. Nas indústrias químicas, ele é utilizado na fabricação de fertilizantes, de filmes, de tecidos, de medicamentos, de corantes, de tintas, de explosivos, de acumuladores de baterias; no refino do petróleo, como decapante de ferro e aço etc. Nos laboratórios, é utilizado em titulações, como catalisador de reações e na síntese de outros compostos. Suponha que um químico precise preparar 1 litro de solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 3,5 mol/L, usando apenas duas soluções aquosas desse ácido, disponí- veis em estoque no laboratório: 1 litro de solução A de concentração 5,0 mol/L e 1 litro de solução B de con- centração 3,0 mol/L. Sabendo-se que não há expansão ou contração de volume no preparo da solução deseja- da, é correto afirmar que os volumes necessários, em mililitros, de A e de B são, respectivamente, a) 310 e 690. b) 300 e 700. c) 240 e 760. d) 220 e 780. e) 250 e 750. 6. (UFRGS) Misturam-se volumes iguais de duas so- luções A e B de NaOH, de concentração 1 mol/L e 2 mol/L, respectivamente, resultando uma solução C. Adicionando-se 200 mL de água à solução C, obtém-se a solução D. Sobre essas soluções pode-se afirmar que: a) C e D apresentam diferentes quantidades de soluto. b) B e D têm concentrações iguais. c) a concentração de C é 1,5 mol/L e a de D é maior que 1,5 mol/L. d) a concentração de C é 1,5 mol/litro e a de Dé menor que 1,5 mol/litro. e) A e B apresentam a mesma quantidade de soluto. 7. (UFC-CE) No recipiente A, temos 50 mL de uma so- lução 1 M de NaC. No recipiente B, há 300 mL de uma solução que possui 30 g de NaC por litro de solução. Juntou-se o conteúdo dos recipientes A e B, e o volume foi completado com água até for- mar 1 litro de solução. Determine a concentração fi- nal da solução obtida em g/L. (Massas molares, em g/mol, do Na 5 23,0 e do C 5 35,5.) 8. (Uece) Um recipiente contém 150 mL de solução de clo- reto de potássio 4,0 mol/L, e outro recipiente contém 350 mL de solução de sulfato de potássio 3,0 mol/L. Depois de misturarmos as soluções dos dois recipien- tes, as concentrações em quantidade de matéria em relação aos íons K1 e SO4 22 serão, respectivamente: a) 4,2 mol/L e 2,1 mol/L. b) 4,2 mol/L e 3,6 mol/L. c) 5,4 mol/L e 2,1 mol/L. d) 5,4 mol/L e 3,6 mol/L. 9. (UFRGS) Misturando-se 250 mL de solução 0,600 mol/L de KC com 750 mL de solução 0,200 mol/L de BaC2, obtém-se uma solução cuja concentração de íon clore- to, em mol/L, é igual a a) 0,300. d) 0,600. b) 0,400. e) 0,800. c) 0,450. 10. (UFR-RJ) Misturando-se 100 mL de solução aquosa 0,1 molar de KC com 100 mL de solução aquosa 0,1 molar de MgC2, as concentrações de íons K1, Mg21 e C 2 na solução resultante serão, respectivamente, a) 0,05 mol L21; 0,05 mol L21 e 0,1 mol L21 b) 0,04 mol L21; 0,04 mol L21 e 0,12 mol L21 c) 0,05 mol L21; 0,05 mol L21 e 0,2 mol L21 d) 0,1 mol L21; 0,15 mol L21 e 0,2 mol L21 e) 0,05 mol L21; 0,05 mol L21 e 0,15 mol L21 11 (UFMG) O quadro abaixo apresenta as quantidades utilizadas na preparação de três soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4). 23 Solução Massa de KMnO4 /g Volume de solução/mL I 4 100 II 6 300 III 12 200 Analise o quadro quanto às concentrações das solu- ções e assinale a alternativa correta. a) Se adicionarmos a solução II à solução III, a concentra- ção final será menor que a da solução I. b) Se adicionarmos 100 mL de água à solução I, a con- centração final será a mesma da solução III. c) A solução mais concentrada é a que tem o menor volume. d) A solução mais diluída é a que tem a maior massa de soluto. 12. (UFG-GO) Um analista necessita de 100 mL de uma so- lução aquosa de NaC 0,9% (m/v). Como não dispõe do sal puro, resolve misturar duas soluções de NaC (aq): uma de concentração 1,5% (m/v) e outra de 0,5% (m/v). Calcule o volume de cada solução que deverá ser utili- zado para o preparo da solução desejada. 13. (UPE) O volume de água destilada que deve ser adicio- nado a uma mistura contendo 100,0 mL de hidróxido de sódio 0,5 mol/L, com 25,0 g de solução do mesmo hidróxido a 40% em massa e densidade 1,25 g/mL, de modo a se obter uma solução 0,25 mol/L, é: Dado: massa molar do hidróxido 5 40 g/mol. a) 1.200,0 mL. d) 1,08 L. b) 108,0 mL. e) 1,2 mL. c) 1.080,0 L. 14. (Unicamp-SP) Ainda sonolentos, saem em direção ao local da ocorrência e resolvem parar num posto de combustível. — Complete! — diz Rango ao frentista. Assim que o rapaz começa a colocar álcool no tanque, Estrondosa grita: — Pare! Pare! Este carro é a gasoli- na! — Ainda bem que você percebeu o engano — disse Rango. — Amigo! Complete o tanque com gasolina. O nosso herói procedeu assim porque calculou que, com o volume de álcool anidro colocado no tanque, adicio- nando a gasolina contendo 20% (volume/volume) de etanol, obteria um combustível com 24% de etanol (volume/volume), igual àquele vendido nos postos até pouco tempo atrás. a) Sabendo-se que o volume total do tanque é 50 litros, qual é a quantidade total de álcool, em litros, no tan- que agora cheio? b) Que volume de etanol anidro o frentista colocou por engano no tanque do carro? 15. (UFRGS) A coluna I, a seguir, apresenta uma relação de utensílios de laboratório, e a coluna II, os nomes de operações realizadas com cinco desses utensílios. Associe adequadamente a coluna II à I. Coluna I Coluna II 1 2 almofariz ( ) trituração 2 2 balão volumétrico ( ) filtração 3 2 bureta ( ) preparo de soluções 4 2 condensador ( ) destilação 5 2 copo ( ) titulação 6 2 funil 7 2 proveta A sequência correta de preenchimento dos parênte- ses, de cima para baixo, é: a) 1 2 6 2 2 2 4 2 3. d) 5 2 3 2 7 2 6 2 2. b) 6 2 5 2 7 2 2 2 3. e) 4 2 5 2 7 2 2 2 1. c) 1 2 2 2 5 2 4 2 6. 16. (UEM-PR) Qual será o volume, em mililitros (mL), de uma solução aquosa de hidróxido de sódio 0,10 mol/L necessário para neutralizar 25 mL de uma solução aquosa de ácido clorídrico 0,30 mol/L? (Na 5 23; O 5 16; H 51; C 5 35,5.) 17. (UFPB) Um técnico laboratorial, distraidamente, dei- xou derramar no chão um frasco de 20 mL de uma solução 0,2 mol/L de ácido sulfúrico. Na prateleira, ele dispunha de uma solução de hidróxido de sódio 0,6 mol/L. Nessa situação, para neutralizar completa- mente o volume de ácido derramado, será necessário um volume de base igual a: a) 18,50 mL. d) 13,33 mL. b) 20,00 mL. e) 26,66 mL. c) 6,66 mL. 18. (PUC-RJ) O volume de solução aquosa de ácido sulfúrico 1,0 mol L21 necessário para neutralizar completamente 0,2 L de uma solução aquosa de hidróxido de potássio de concentração 1,0 mol L21 (ver reação a seguir) será: H2SO4 (aq) 1 2 KOH (aq) → K2SO4 (aq) 1 H2O () a) 0,2 L. d) 200 dm3. b) 0,4 L. e) nenhuma das c) 100 mL. alternativas anteriores. 19. (PUC-RJ) 100 mL de uma solução aquosa 1,0 1021 mol L21 de HC são misturados com 150 mL de solu- ção aquosa 2,0 1022 mol L21 de Pb(NO3)2 que rea gem segundo a reação a seguir. 2 HC (aq) 1 Pb(NO3)2 (aq) → PbC2 (s) 1 2 HNO3 (aq) Assinale a alternativa que indica, com maior aproxi- mação, a quantidade máxima de PbC2 que pode ser obtida na reação. a) 0,06 g d) 1,6 g b) 0,41 g e) 2,6 g c) 0,83 g 24 20. (PUC-RJ) Considere a reação de 100 mL de uma solução aquosa 1,0 1021 mol L21 de H2SO4 com 200 mL de solução aquosa 2,0 · 1022 mol L21 de Ca(OH)2, segundo a equação: H2SO4 (aq) 1 Ca(OH)2 (aq) → CaSO4 (s) 1 2 H2O () Assinale a alternativa que indica, com maior aproxi- mação, a quantidade máxima de CaSO4 que pode ser obtida nessa reação. a) 0,002 mol c) 0,006 mol e) 0,08 mol b) 0,004 mol d) 0,01 mol 21. (Ufla-MG) Com relação a soluções salinas, responda os itens a e b. a) Juntam-se em um recipiente 100 mL de solução aquo- sa de ácido sulfúrico 0,2 mol L21 com 100 mL de so- lução aquosa 0,4 mol L21 de hidróxido de potássio. Ao completar a reação, tem-se a formação de uma solução salina. Escreva a equação balanceada que re- presenta a reação entre os dois compostos e calcule a concentração (em mol L21) da solução salina formada. b) Calcule a concentração em mol L21 de uma solução salina de sulfato de sódio (Na2SO4) que contenha 10,65 g desse sal em 500 mL de solução. Dado: Na2SO4 5 142. 22. (PUC-RJ) A concentração de um soluto em uma solu- ção, em termos de quantidade de matéria, é a razão entre a quantidade, em mol, do soluto e o volume final da solução, em litros. Quatro gramas de hidróxido de sódio, NaOH, são dis- solvidos em água formando 250 mL de solução aquo- sa dessa base forte. Essa solução foi misturada com 100 mL de solução aquosa, 0,05 mol L21 de nitrato de chumbo, Pb(NO3)2, que, por sua vez, reage completa- mente com a base forte formando um precipitado de hidróxido de chumbo, Pb(OH)2, conforme a seguinte equação: 2 NaOH (aq) 1 Pb(NO3)2 (aq) → Pb(OH)2 (s) 1 1 2 NaNO3 (aq) Responda às questões que seguem: a) calcule a concentração em quantidade de matéria (mol L21) da solução original de hidróxido de sódio; b) calcule a quantidade, em mol, de nitrato de chumbo presente nos 100 mL de solução que foram misturados com a base forte; c) indique com cálculos o reagente limitante dessa rea- ção, ou seja, aquele que reage completamente; d) calcule a quantidade máxima de Pb(OH)2 (s), em gramas, que pode ser obtida na reação indicada no problema. 23.(PUC-SP) Os sais contendo o ânion nitrato (NO2 3 ) são muito solúveis em água, independentemente do cátion presente no sistema. Já o ânion cloreto (C 2), apesar de bastante solúvel com a maioria dos cátions, forma substâncias insolúveis na presença dos cátions Ag1, Pb21 e Hg21. Em um béquer foram adicionados 20,0 mL de uma so- lução aquosa de cloreto de cálcio (CaC2) de concen- tração 0,10 mol/L a 20,0 mL de uma solução aquosa de nitrato de prata (AgNO3) de concentração 0,20 mol/L. Após efetuada a mistura, pode-se afirmar que a con- centração de cada espécie na solução será: [Ag1] (mol/L) [Ca21] (mol/L) [C 2] (mol/L) [NO3 2] (mol/L) a) 0 0,05 0 0,10 b) 0,20 0,10 0,20 0,20 c) 0,10 0,05 0,10 0,10 d) 0,10 0,05 0 0,10 e) 0 0,10 0 0,20 24. (UPE) 42,0 g de carbonato de magnésio reagem com exces- so de ácido sulfúrico. Aqueceu-se o sistema para eliminar o bióxido de carbono. Em seguida, resfria-se e dilui-se a 1,0 L. Retira-se uma alíquota de 10,0 mL e titula-se, utilizando- -se como titulante uma solução de hidróxido de sódio 0,50 mol/L, gastando-se 2,0 mL para a neutralização. O volume do ácido sulfúrico, utilizado inicialmente, é, aproximadamente: Dados: densidade do H2SO4 5 1,8 g/mL; massas atômicas: Mg 5 24 u, C 5 12 u, O 5 16 u, S 5 32 u, H 5 1 u. 25. (UFC-CE) Em um balão volumétrico, foram colocados 6 g de hidróxido de sódio impuro e água destilada até completar um volume de 250 mL. Para a neutralização completa de 50 mL dessa solução, foram necessários 60 mL de H2SO4 0,1 mol L21. Sabendo que as impurezas existentes são inertes na presença de H2SO4, o percentual de pureza do hidróxi- do de sódio utilizado é igual a: a) 10. c) 40. e) 80. b) 20. d) 60. 26. (UFPR) Considere um experimento em que 50 mL de solução de NaOH 1,0 mol/L foram colocados em um recipiente termicamente isolado (isto é, que não troca calor com o ambiente). Por meio de um termômetro, foi registrada a temperatura inicial do sistema. A esse recipiente, adicionaram-se 50 mL de solução de HC de determinada concentração, e observou-se um au- mento da temperatura. Repetiu-se esse experimento com soluções de HC de concentrações diferentes, e anotaram-se as variações de temperatura. Os dados resultantes desse conjunto de experimentos estão re- presentados no gráfico a seguir: 0,3 0,6 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 7 6 5 4 3 2 1 0 0,1 0,2 Concentração de HC� em mol/L Variação de temperatura em °C 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 25 Examine o gráfico e responda: a) Esse experimento pode ser aplicado para qualquer concentração de HC? b) Mostre os cálculos e o valor da massa de sal que será produzida quando um determinado experimento pro- duzir uma variação de temperatura de 5 ºC. Dados: massas atômicas: Na 5 23; O 5 16; H 5 1; C 5 35,5. 27. (Fuvest-SP) Misturando-se soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO3) e de cromato de potássio (K2CrO4), for- ma-se um precipitado de cromato de prata (Ag2CrO4), de cor vermelho tijolo, em uma rea ção completa. A solução sobrenadante pode se apresentar inco- lor ou amarela, dependendo de o excesso ser do primeiro ou do segundo reagente. Na mistura de 20 mL de solução 0,1 mol/L de AgNO3 com 10 mL de solução 0,2 mol/L de K2CrO4, a quantidade em mol do sólido que se forma e a cor da solução sobrenadante, ao final da reação, são respectivamente: a) 1 1023 e amarela. d) 2 1023 e amarela. b) 1 1023 e incolor. e) 2 1023 e incolor. c) 1 e amarela. 28. (UFG-GO) Barrilha, que é o carbono de sódio impuro, é um insumo básico da indústria química. Uma amostra de barrilha de 10 g foi totalmente dissolvida em 800 mL de ácido clorídrico 0,2 mol/L. O excesso de ácido clorí- drico foi neutralizado com 250 mL de NaOH 0,1 mol/L. Qual o teor de carbonato de sódio, em porcentagem de massa, na amostra de barrilha? Dados: massas molares em g/mol: Na 5 23; C 5 12; O 5 16. 29. (UFRRJ) Soluções aquosas de hidróxido de sódio (NaOH) podem ser utilizadas como titulantes na determinação da concentração de soluções ácidas. Qual seria o volume de solução de NaOH 0,1 mol/L gasto na neutralização de 25 mL de uma solução aquosa de um áci- do monoprótico fraco (HA) com concentração 0,08 mol/L? 30. (UFPE) Considere que uma solução aquosa com 60 g de NaOH é misturada com uma solução aquosa com 54 g de HC. Admitindo-se que essa reação ocorre de forma completa, qual seria a concentração molar do sal formado, se o volume final dessa solução for 100 mL? Considere as massas molares (g/mol): H 5 1; O 5 16; Na 5 23 e C 5 35. 31. (Unifesp) Os dados do rótulo de um frasco de eletrólito de bateria de automóvel informam que cada litro da solução deve conter aproximadamente 390 g de H2SO4 puro. Com a finalidade de verificar se a concentração de H2SO4 atende às especificações, 4,00 mL desse produ- to foram titulados com solução de NaOH 0,800 mol/L. Para consumir todo o ácido sulfúrico dessa amostra foram gastos 40,0 mL da solução de NaOH. (Dado: massa molar de H2SO4 5 98,0 g/mol.) a) Com base nos dados obtidos na titulação, discuta se a especificação do rótulo é atendida. b) Escreva a fórmula e o nome oficial do produto que pode ser obtido pela evaporação total da água contida na so- lução resultante do processo de titulação efetuado. 32. (Unesp) A soda cáustica (hidróxido de sódio) é um dos produtos utilizados na formulação dos limpa-fornos e desentupidores de pias domésticas, tratando-se de uma base forte. O ácido muriático (ácido clorídrico com concentração de 12 mol L21) é muito utilizado na limpeza de pisos e é um ácido forte. Ambos devem ser manuseados com cautela, pois podem causar queima- duras graves se entrarem em contato com a pele. a) Escreva a equação química para a neutralização do hi- dróxido de sódio com ácido clorídrico, ambos em solu- ção aquosa. b) Dadas as massas molares, em g mol21; H 5 1; O 5 16 e Na 5 23, calcule o volume de ácido muriático necessário para a neutralização de 2 L de solução de hidróxido de sódio com concentração de 120 g L21. Apresente seus cálculos. 33. (UPE) Adicionou-se a 1,0 g de carbonato de cál- cio impuro 200,0 mL de uma solução de ácido clorídrico 0,10 mol/L. Após o término da reação, neutra- lizou-se o excedente ácido com uma solução de hidróxi- do de sódio 1,0 mol/L, gastando-se 4,0 mL. A pureza do carbonato de cálcio é: Dados: massas molares (g/mol): H 5 1; C 5 12; C 5 35,5; Ca 5 40. a) 60%. c) 90%. e) 80%. b) 45%. d) 85% 34. (UFC-CE) Em um balão volumétrico, foram colocados 6 g de hidróxido de sódio impuro e água destilada até completar um volume de 250 mL. Para a neutralização completa de 50 mL dessa solução, foram necessários 60 mL de H2SO4 0,1 mol L–1. Sabendo que as impu- rezas existentes são inertes na presença de H2SO4, o percentual de pureza do hidróxido de sódio utilizado é igual a: a) 10. d) 60. b) 20. e) 80. c) 40. 35. (UEL-PR) Algumas pessoas acabam culpando o cozinheiro pelos distúrbios estomacais que sen- tem. Para eliminar o “mal-estar” é frequente usar, como antiácido estomacal, o bicarbonato de sódio (NaHCO3). A reação que ocorre com o uso deste an- tiácido pode ser representada pela equação a seguir: NaHCO3 (aq) 1 HC (aq) → NaC (aq) 1 H2O (aq) 1 1 CO2 (g) Considerando que o suco gástrico contenha 100 mL de HC 0,100 mol L21, para neutralizar completamen- te essa quantidade de ácido, a massa necessária, em gramas, de bicarbonato de sódio, será: a) 0,100. c) 0,840. e) 84,0. b) 0,300. d) 3,00. 26 36. (UFF-RJ) O fenômeno da chuva ácida acontece quando existem poluentes, derivados de óxidos de nitrogênio e de enxofre, misturados nas gotículas de água que for- mam as nuvens. Dentre os sérios problemas que podem acontecer em decorrência dessa poluição está a ação dos ácidos sobre as estruturas de ferro, cimento, mármore etc. Uma das reações que representam essa ação é: CaCO3 1 H2SO4 → CaSO4 1 H2O 1 CO2 O volume de ácido sulfúrico 0,50 M que pode reagir com 25,0 g de carbonatode cálcio, nessa reação, é: a) 50 mL c) 200 mL e) 800 mL b) 100 mL d) 500 mL 37. (UFRJ) Após o uso de uma lanterna a carbureto, remo- veram-se 7,4 g da base resultante da reação do carbeto de cálcio com a água. Determine o volume de uma so- lução aquosa que contém 1 mol/L de HC necessário para reagir totalmente com essa quantidade de base. Dados: CaC2 1 2 H2O → Ca(OH)2 1 C2H2 Ca(OH)2 1 2 HC → CaC2 1 2 H2O 38. (UFTM-MG) Diz a bula de determinado medicamen- to antiácido que este contém 350 mg de hidróxido de magnésio em cada 5 mL de suspensão aquosa. a) Que quantidade em mol de hidróxido de magnésio há nesses 5 mL de suspensão? b) Caso as informações da bula estejam corretas, que vo- lume de HC 1 mol/L deve ser utilizado na titulação de uma alíquota de 5 mL dessa suspensão? 39. (Ufes) O ácido clorídrico comercial é encontrado no mercado com as seguintes especificações no rótulo: densidade igual a 1,19 g/cm3 e teor 36% m/m. a) Calcule a massa de ácido clorídrico presente em 1 (um) litro do ácido clorídrico comercial. b) Calcule o volume de ácido clorídrico comercial que deve ser medido para preparar 1 (um) litro de uma so- lução de ácido clorídrico 0,1 mol/L. c) Calcule a massa necessária de carbonato de sódio para neutralizar 20,0 mL de uma solução de ácido clo- rídrico 0,1 mol/L. 40. (UFPR) 10,00 mL de uma solução de (NH4)2SO4 foram tratados com excesso de NaOH. O gás NH3 liberado foi absorvido em 50,00 mL de uma solução de 0,10 mol L21 de HC. O HC que sobrou foi neutralizado por 21,50 mL de uma solução 0,10 mol L21 de NaOH. Qual a concen- tração da solução de (NH4)2SO4 em mol L21? a) 0,28. c) 0,32. e) 0,50. b) 0,14. d) 0,42. 41. (Fuvest-SP) O rótulo de uma solução de alvejante do- méstico, à base de cloro, traz a seguinte informação: teor de cloro ativo 5 2,0 a 2,5% em peso*. Para se determinar o teor, faz-se reagir um volume conhecido de alvejante com K (aq) em excesso, ocor- rendo a formação de I2, conforme a equação: OC 2 1 2 I2 1 H2O → I2 1 C 2 1 2 OH2 A quantidade de iodo formada é determinada por titu- lação com solução de tiossulfato de sódio. Em uma de- terminação, 10 mL do alvejante foram diluídos a 100 mL com água destilada. Uma amostra de 25 mL dessa so- lução diluída reagiu com K (aq) em excesso e a titula- ção indicou a formação de 1,5 1023 mol de I2. a) Verifique se a especificação do rótulo é válida, calcu- lando o teor de cloro ativo desse alvejante. b) Dentre os seguintes materiais de vidro: bureta, pipeta, balão volumétrico, proveta, béquer e erlenmeyer, cite dois e sua respectiva utilização nessa determinação. 42. (Cesgranrio-RJ) Considere o quadro a seguir: Proprie- dade Dispersão A Dispersão B Dispersão C natureza da molé- cula átomos, íons ou pequenas moléculas macromo- léculas ou grupo de moléculas partículas visíveis a olho nu efeito da gravidade não sedi- menta não sedi- menta sedimenta rapida- mente uniformi- dade homogê- nea não tão homogê- nea heterogê- nea separabi- lidade não pode ser sepa- rada por filtração pode ser separada somente por mem- branas especiais pode ser separada por filtro de papel Logo, podemos afirmar que: a) A 5 solução verdadeira; B 5 suspensão; C 5 solução coloidal. b) A 5 suspensão; B 5 solução coloidal; C 5 solução ver- dadeira. c) A 5 solução coloidal; B 5 solução verdadeira; C 5 suspensão. * Apesar de o componente ativo do alvejante ser o hipoclorito (OC 2), a especificação se refere à porcentagem em massa de cloro (C) no alvejante. Dados: densidade do alvejante: 1,0 g/mL; massa molar do C: 35 g/mol. 27 d) A 5 solução coloidal; B 5 suspensão; C 5 solução ver- dadeira. e) A 5 solução verdadeira; B 5 solução coloidal; C 5 suspensão. 43. Cite duas maneiras que permitam diferenciar uma suspensão de uma solução. 44. Coloque em ordem crescente de tamanho as partícu- las que constituem as suspensões, as soluções e os coloides. 45. (Unifor-CE) Dentre os seguintes materiais: I . maionese II . iogurte III . azeite de oliva IV . refrigerante podem ser classificados como dispersões coloidais: a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 46. (Unifor-CE) Maionese e mistura de sal e óleo consti- tuem, respectivamente, exemplos de sistemas: a) coloidal e coloidal. b) homogêneo e heterogêneo. c) coloidal e homogêneo. d) homogêneo e homogêneo. e) coloidal e heterogêneo. 47. (Uni-Rio-RJ) “A Coreia do Sul é citada a exaustão como exemplo de milagre econômico operado pela alta tecnologia. Na década de 1960, era tão pobre quanto as nações mise- ráveis da África. (...) Os coreanos viraram especialistas em celulares, computadores e carros. Mas, quando o assunto é tecnologia agroindustrial, eles vêm buscar as lições no Brasil. (...) Os visitantes estavam interes- sados em parcerias em energia renovável, como álcool e biodiesel.” Revista Época, 2007. Suponha que o álcool combustível, também conhecido como álcool etílico hidratado, seja uma solução aquo- sa contendo 93,0% de álcool etílico. Em relação a essa solução, pode-se dizer que: a) forma um coloide com a água. b) é uma suspensão aquosa entre etanol, biodiesel e ga- solina. c) é uma mistura homogênea de etanol e água. d) apresenta duas fases distintas, etanol e água. e) possui 93 gramas de etanol em 1 litro de água. 48. (UFMG) Suspensões são sistemas nos quais as partí- culas dispersas possuem diâmetro maior que 100 nm. Sobre suspensões é correto afirmar: a) É possível separar as partículas do disperso em uma suspensão através de uma centrífuga comum. b) As suspensões são misturas homogêneas como, por exemplo, açúcar e água. c) Nas suspensões, não é possível visualizar as partícu- las do disperso usando um microscópio comum. d) Só é possível separar as partículas do disperso em uma suspensão através de um ultrafiltro, pois elas não podem ser retidas por um filtro comum. 49. (UFRJ) A caiação é um processo tradicionalmente uti- lizado na pintura de casas. Uma das maneiras de se preparar o pigmento consiste em misturar cal virgem com excesso de água, o que resulta na reação apre- sentada a seguir: CaO 1 H2O → Ca(OH)2 A reação produz um pigmento branco finamente dividido que, quando disperso em água, apresenta efeito Tyndall. a) Identifique o tipo de ligação e calcule o número total de elétrons presentes no composto CaO. b) Explique o efeito Tyndall e indique a provável faixa de pH da dispersão formada. 50. (UEL-PR) Os sistemas coloidais estão presentes, no cotidiano, desde as primeiras horas do dia, na higie- ne pessoal (sabonete, xampu, pasta de dente e creme de barbear), na maquiagem (alguns cosméticos) e no café da manhã (manteiga, cremes vegetais e geleias de frutas). No caminho para o trabalho (neblina e fu- maça), no almoço (alguns temperos e cremes) e no entardecer (cerveja, refrigerante ou sorvetes). Os co- loides estão ainda presentes em diversos processos de produção de bens de consumo como, por exemplo, o da água potável. São também muito importantes os coloides biológicos tais como o sangue, o humor ví- treo e o cristalino. Fonte: Adaptado de Jafelici, J. M.; Varanda, L. C. Química Nova na Escola. "O mundo dos coloides". nº 9, 1999. p. 9-13. Com base no texto e nos conhecimentos sobre coloi- des, é correto afirmar: a) A diálise é um processo de filtração no qual membranas especiais não permitem a passagem de solutos, mas sim de coloides que estão em uma mesma fase dispersa. b) As partículas dos sistemas coloidais são tão peque- nas que a sua área superficial é quase desprezível. c) As partículas coloidais apresentam movimento contí- nuo e desordenado denominado movimento browniano. d) O efeito Tyndall é uma propriedade que se observa nos sistemas coloidais e nos sistemas de soluções, devido ao tamanho de suas partículas. e) Os plásticos pigmentados e as tintas são exemplos ex- cluídos dos sistemas coloidais.28 Algumas propriedades físicas das substâncias 1. (Ufes) T (°C) 5,0 A 10,0 –80 –60 –40 –20 C B P (atm) Sobre o diagrama de fases do CO2, apresentado acima, pode-se afirmar: a) À pressão de 8 atm e 40 ºC de temperatura, o CO2 é um gás. b) No ponto A, há um equilíbrio sólido-líquido. c) À pressão de 1 atm e 25 ºC de temperatura, o CO2 sóli- do se sublima. d) O ponto B pode ser chamado ponto de ebulição. e) O ponto C representa um sistema monofásico. 2. (UFSC) Considere o diagrama de fases do dióxido de carbono, representado a seguir. Assinale qual(is) a(s) proposição(ões) correta(s): Pressão (atm) 73 Temperatura (°C) 60 40 20 5,1 1 –70–56,6 –30 D –10 30 37 B A C E 10 01. À pressão de 73 atm, o dióxido de carbono é líquido na temperatura de 25 ºC e é sólido na temperatura de 60 ºC, mantendo a mesma pressão. 02. Os valores de pressão e temperatura correspondentes à linha A–C–E representam o equilíbrio entre os esta- dos sólido e vapor. 04. Esse composto é um gás nas condições ambientes. 08. A 56,6 ºC e 5,1 atm, tem-se o ponto triplo, no qual o dióxido de carbono se encontra em equilíbrio nos três estados físicos. 16. No ponto C do diagrama, estão em equilíbrio as fases sólida e vapor. 32. O gelo-seco sublima quando mantido a 1 atm; portan- to, não é possível conservá-lo em freezers comuns, a 18 ºC. Dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas. 3. (UFRJ) Considere o diagrama que representa o equilí- brio entre fases da água pura. T P (5) (6) (3) (4) (1) (2) A linha que representa o fenômeno da formação de granizo é: a) (1) … (2). b) (2) … (1). c) (4) … (3). d) (5) … (6). e) (6) … (5). 4. (UFRGS) Considere os seguintes diagramas de fase para dióxido de carbono e água. P (atm) –56 T (°C) 1,0 5,1 CO2 P (atm) 0,01 T (°C) 0,0060 H2O Um estudante, ao analisar esses diagramas, formulou as seguintes afirmações: I. Não é possível encontrar CO2 vapor abaixo de 56 ºC. II. Existe possibilidade de se encontrar CO2 sólido em temperaturas acima de 56 ºC, desde que a pressão seja suficientemente alta. III. A 0,0060 atm e 0,01 ºC coexistem em equilíbrio água líquida, vapor e gelo. IV. Não é possível encontrar água líquida em temperatu- ras inferiores a 0,01 ºC. Qual(is) está(ão) correta(s)? a) Apenas III. b) Apenas I e II. c) Apenas II e III. d) Apenas II e IV. e) I, II, III e IV. 29 5. (UFG-GO) O diagrama de fases da água é representado abaixo. T (°C) P (mmHg) 0,01 100 760 4,6 As diferentes condições ambientais de temperatura e pressão de duas cidades, A e B, influenciam nas pro- priedades físicas da água. Essas cidades estão situadas ao nível do mar e a 2.400 m de altitude, respectivamen- te. Sabe-se, também, que a cada aumento de 12 m na altitude há uma mudança média de 1 mmHg na pressão atmosférica. Sendo a temperatura em A de 5 ºC e em B de 35 ºC, responda: a) Em qual das duas cidades é mais fácil liquefazer a água por compressão? Justifique. b) Quais são as mudanças esperadas nos pontos de fu- são e ebulição da água na cidade B com relação a A? 6. (Fuvest-SP) O diagrama esboçado abaixo mostra os estados físicos do CO2 em diferentes pressões e tem- peraturas. As curvas são formadas por pontos em que coexistem dois ou mais estados físicos. Pressão (atm) 73 Temperatura (°C) 67 5 1 –78 –57 sólido gás líquido 25 31 Um método de produção de gelo-seco (CO2 sólido) envolve: I. compressão isotérmica do CO2 (g), inicialmente a 25 ºC e 1 atm, até passar para o estado líquido; II. rápida descompressão até 1 atm, processo no qual ocorre forte abaixamento de temperatura e apareci- mento de CO2 sólido. Em I a pressão mínima a qual o CO2 (g) deve ser sub- metido para começar a liquefação, a 25 ºC, é y, e em II a temperatura deve atingir x. Os valores de y e x são, respectivamente, a) 67 atm e 0 ºC. d) 67 atm e 78 ºC. b) 73 atm e 78 ºC. e) 73 atm e 57 ºC. c) 5 atm e 57 ºC. 7. (UFRJ — modificado) O UF6 gasoso produzido na eta- pa de fluoração é condensado para armazenamento e posterior enriquecimento (fig. 1). O diagrama esque- mático de equilíbrio de fases do UF6 é apresentado a seguir (fig. 2): dissoluçãoU3O6 (Yellowcake) HNO3 rejeito UF4 HF UO2 H2 F2 238U NH4OH (NH4)2U2O7 refino precipitação enriquecimento fluoração fluoretação calcinação + redução UF6 Processamento de U3O8 60 120 12 10 8 6 4 2 0 20 40 Temperatura (°C) Pressão (atm) 80 100 140 160 gás sólido líquido 2 1 a) Apresente a temperatura de ebulição do UF6 a 10 atm. b) Indique a temperatura e a pressão em que as três fases (líquida, sólida e gasosa) estejam simultaneamente em equilíbrio. 8. (PUC-MG) As temperaturas normais de ebulição da água, do etanol e do éter etílico são, respectivamente, 100 ºC, 78 ºC e 35 ºC. Observe as curvas da variação de pressão de vapor do líquido (Pv) em função da temperatura (t). Temperatura (°C) I II III Pressão de vapor (mmHg) 30 As curvas I, II e III correspondem, respectivamente, aos compostos: a) água, etanol e éter etílico. b) éter etílico, etanol e água. c) éter etílico, água e etanol. d) água, éter etílico e etanol. 9. (Fuvest-SP) As curvas de pressão de vapor de éter die- tílico (A) e etanol (B) são dadas a seguir: Pressão de vapor (mmHg) –10 200 100 300 500 700 400 600 800 100 30 4020 50 70 8060 A B T (°C) a) Quais os pontos de ebulição destas substâncias na ci- dade de São Paulo? (Pressão atmosférica 5 700 mmHg) b) A 500 mmHg e 50 ºC, qual é o estado físico de cada uma dessas substâncias? Justifique. 10. (Ufop-MG) Considere o gráfico a seguir, que mostra a variação da pressão de vapor de dois líquidos, A e B, com a temperatura. 30 60 100 110 12010 100 200 300 400 500 600 700 800 20 Temperatura (°C) Pressão (mmHg) 40 50 70 80 900 A B I. Qual a pressão de vapor do líquido A a 70 ºC? II. A que temperatura o líquido B tem a mesma pressão de vapor do líquido A a 70 ºC? III. Explique, com base nas forças intermoleculares, qual dos dois líquidos é o mais volátil. 11. (Mack-SP) Quando um líquido puro, contido em um re- cipiente aberto, entra em ebulição: a) a pressão externa é maior que a pressão máxima de vapor desse líquido. b) a temperatura vai aumentando à medida que o líquido vaporiza. c) a pressão máxima de seus vapores é igual ou maior que a pressão atmosférica. d) a temperatura de ebulição tem sempre o mesmo valor, independentemente da altitude do lugar onde se reali- za o aquecimento. e) a energia cinética de suas moléculas diminui. 12. (UFU-MG) O arroz branco, um cereal refinado, cozinha a 373,15 K em Santos, próximo à praia. Que procedi- mento deve ser tomado para cozinhar o mesmo arroz em La Paz, na Bolívia, que possui 3.657 m de altitude? Responda conceitualmente explicando sucintamente o fenômeno. Dado: em La Paz, a pressão atmosférica é de aproxi- madamente 62 kPa (1 atm 5 101,325 kPa). 13. (Metodista-SP) Um boliviano em visita à Baixada San- tista surpreendeu-se com a rapidez do cozimento de um simples ovo. Comente e explique. 14. (UFMG) Um balão de vidro, que contém água, é aqueci- do até que essa entre em ebulição. Quando isso ocorre, • desliga-se o aquecimento e a água para de ferver; • fecha-se, imediatamente, o balão; e, em seguida, • molha-se o balão com água fria; então, • a água, no interior do balão, volta a ferver por alguns se- gundos. Assim sendo, é correto afirmar que, imediatamente após o balão ter sido molhado, no interior dele, a) a pressão de vapor da água aumenta. b) a pressão permanece constante. c) a temperatura da água aumenta. d) a temperatura de ebulição da água diminui. 15. (EEM-SP) Para o equilíbrio líquido-vapor de água en- contramos os seguintes valores de pressão de vapor em função da temperatura:T ºC Pv (mmHg) 0 4,6 30 32 50 92 70 234 100 760 115 1.140 a) Qual a temperatura de ebulição da água pura? b) Numa panela de pressão, a pressão interior é igual a 1,5 atm; qual a temperatura de ebulição da água pura nessa panela de pressão? 31 16. (Unifesp) No final de junho de 2006, na capital paulis- ta, um acidente na avenida marginal ao rio Pinheiros causou um vazamento de gás, deixando a popula- ção preocupada. O forte odor do gás foi perceptível em vários bairros próximos ao local. Tratava-se da substância química butilmercaptana, que é um lí- quido inflamável e mais volátil que a água, utiliza- do para conferir odor ao gás liquefeito de petróleo (GLP). A substância tem como sinônimos quimicos butanotiol ( SH CH2CH2CH2H3C ) e álcool tiobutí- lico. Sobre a butilmercaptana, são feitas as seguintes afirmações. I. Apresenta massa molar igual a 90 g/mol. II. Apresenta maior pressão de vapor do que a água, nas mesmas condições. III. É menos densa que o ar, nas mesmas condições. Dados: Massas atômicas: C 5 12; H 5 1; S 5 32. São corretas as afirmações contidas em: a) I, II e III. d) II e III, apenas. b) I e II, apenas. e) I, apenas. c) I e III, apenas. 17. (Fuvest-SP) O gráfico a seguir traz as curvas de pres- são de vapor em função da temperatura do éter dietíli- co, da água e do 1-butanol. 130 800 700 600 500 400 300 200 100 0 �20�10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120 Temperatura (°C) Pressão de vapor (mmHg) éter dietílico água 1-butanol a) No topo do monte Everest a água entra em ebulição a 76 ºC. Consultando o gráfico, qual deve ser o ponto de ebulição do éter dietílico no mesmo local? Justifique. b) Pelos dados do gráfico, pode-se afirmar que, sob uma mesma pressão, o ponto de ebulição do 1-butanol é maior do que o do éter dietílico. Explique esse compor- tamento com base na estrutura desses compostos. 18. (UFU-MG) O gráfico a seguir relaciona as pres- sões máximas de vapor e a temperatura para o éter etílico, álcool etílico e água. Em nível do mar, onde a pressão atmosférica é igual a 760 mmHg, sabe- -se que os pontos de ebulição para o éter etílico, álcool etílico e água são 34,6 ºC; 78,3 ºC e 100 ºC, respecti- vamente. 6020 40 T (°C) Pressão máxima de vapor (mmHg) 80 100 400 500 600 700 800 300 200 100 0 éter etílico álcool etílico água E a esse assunto, é incorreto afirmar que: a) o álcool etílico encontra-se no estado líquido sob pres- são de 760 mmHg e sob temperaturas menores que 78,3 ºC. b) o aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor para os líquidos exemplificados. c) o éter é o mais volátil dessas substâncias, pois apresen- ta maior pressão máxima de vapor devido a suas intera- ções intermoleculares serem mais fortes. d) a pressão máxima de vapor de uma substância, em uma mesma temperatura, não depende do volume dessa substância. 19. (UFRJ) As substâncias puras tetracloreto de carbono, n-octano, n-hexano e isopropanol encontram-se em frascos identificados apenas pelas letras A, B, C e D. Para descobrir as substâncias contidas nos frascos, foram realizados dois experimentos: • No primeiro experimento, foi adicionada uma certa quantidade de água nos frascos A e B, observando-se o comportamento mostrado na figura 1. • No segundo experimento, determinou-se que a substân- cia do frasco C foi aquela que apresentou a menor pres- são de vapor à temperatura ambiente (25 ºC). Usando conceitos de polaridade das moléculas e a ta- bela (figura 2) de propriedades, identifique os compos- tos A, B, C e D. Figura 1 Figura 2 Substância Temperatura normal de ebulição (ºC) Densidade (g/mL) tetracloreto de carbono 77 1,6 isopropanol 82 0,8 n-octano 126 0,70 n-hexano 69 0,66 imiscibilidade miscibilidade A H2O H2O B Co nc eit og ra f 32 20. Em um laboratório, um estudante recebeu três dife- rentes amostras (X, Y e Z), cada uma de um líquido puro, para que fosse estudado o comportamento de suas pressões de vapor em função da temperatura. As informações fornecidas eram de que o experimento deveria ser realizado no intervalo de pressões de vapor entre 0 mmHg e 900 mmHg e temperatura entre 0 ºC e 120 ºC. Pressão (mmHg) 0 Temperatura (°C) 100 200 300 400 500 600 700 800 X Y Z 900 20 40 60 80 100 120 Usando os dados anteriores e o gráfico (pressão de vapor em função da temperatura) obtido a partir do experimento realizado: a) explique como pode ser determinada a temperatura de ebulição do líquido Y, em uma altitude na qual a pressão atmosférica é igual a 700 mmHg. b) identifique o líquido mais volátil e o menos volátil, justifi- cando o porquê dessa diferença. c) analise a influência da tem pe ra tura na energia das molé- culas e seu efeito no equilíbrio líquido-vapor. 21. (Ufscar-SP) As curvas A, B, C e D, mostradas no gráfi- co, apresentam as variações das pressões de vapor em função da temperatura de quatro substâncias puras. A tabela apresenta as fórmulas e massas molares das quatro substâncias associadas às curvas A, B, C e D, porém não necessariamente nessa ordem. 6020 40 Temperatura (°C) Pressão (mmHg) 80 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 A B C D Substância Massa molar (g/mol) H2O 18 CH3COOH 60 HCC3 119 CC4 154 a) Considere que cada substância foi aquecida, isolada- mente, até 70 ºC, sob pressão de 760 mmHg. Quais das curvas (A, B, C ou D) representam as substâncias que estão no estado gasoso nessas condições? Justi- fique sua resposta. b) Identifique qual curva de pressão de vapor em fun- ção da temperatura (A, B, C ou D) corresponde àquela da substância CC4. Justifique sua resposta. 22. (Unifesp) Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. Experimento 1: Três frascos abertos contendo, sepa- radamente, volumes iguais de três solventes, I, II e III, foram deixados em uma capela (câmara de exaustão). Após algum tempo, verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes. Experimento 2: Com os três solventes, foram prepa- radas três misturas binárias. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimica- mente entre si. Sabe-se, ainda, que somente a mistura (I III) é uma mistura azeotrópica. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. Indique um processo físico adequado para a separação dos solventes na mistura (I II). b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura tempo) para a mistura (II III), indicando a transição de fases. Qual é a diferença entre as misturas (II III) e (I III) durante a ebulição? III III Co nc eit og ra f 33 Tonoscopia, ebulioscopia e crioscopia 1. (UCDB-MS) As propriedades coligativas das soluções dependem: a) da pressão máxima de vapor do líquido. b) da natureza das partículas dispersas na solução. c) da natureza do solvente, somente. d) do número de partículas dispersas na solução. e) da temperatura de ebulição do líquido. 2. (UFRGS) A medida do abaixamento da pressão de va- por de um solvente, causado pela adição de um soluto não volátil, é obtida pela: a) criometria. d) ebuliometria. b) osmometria. e) termometria. c) tonometria. 3. (Vunesp) A variação das pressões de vapor do CHC3 e C2H5C com a temperatura é mostrada no gráfico. 30 40 70 800 600 400 200 1.400 1.200 1.000 0 �30�20�10 0 Pressão de vapor (mmHg) 10 20 50 60 CHC�3 C2H5C� Temperatura (°C) Considerando a pressão de 1 atmosfera: a) A que temperatura cada substância entrará em ebu- lição? b) Qual é o efeito da adição de um soluto não volátil sobre a pressão de vapor das substâncias? 4. (UFPE) O gráfico a seguir representa a pressão de va- por (eixo das ordenadas), em atm, em função da tem- peratura(eixo das abscissas), em ºC, de três amostras, I, II e III. Se uma dessas amostras for de água pura e as outras duas de água salgada, podemos afirmar que: 1,0 I II III I II III TI TII TIII a) a amostra I é a amostra de água salgada. b) a amostra I é a mais volátil. c) a amostra II é mais concentrada que a amostra III. d) a amostra I é a menos volátil. e) na temperatura TIII, a 1 atm, a amostra II ainda não en- trou em ebulição. 5. (UFRN) Gabriel deveria efetuar experimentos e anali- sar as variações que ocorrem nas propriedades de um líquido, quando solutos não voláteis são adicionados. Para isso, selecionou as amostras a seguir indicadas. • Amostra I: água (H2O) pura. • Amostra II: solução aquosa 0,5 molar de glicose (C6H12O6). • Amostra III: solução aquosa 1,0 molar de glicose (C6H12O6). • Amostra IV: solução aquosa 1,0 molar de cloreto de cálcio (CaCℓ2). A amostra que possui maior pressão de vapor é: a) I. b) II. c) III. d) IV. 6. (Vunesp) A uma dada temperatura, possui a menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,1 mol/L de sacarose. b) 0,2 mol/L de sacarose. c) 0,1 mol/L de ácido clorídrico. d) 0,2 mol/L de ácido clorídrico. e) 0,1 mol/L de hidróxido de sódio. 7. (Vunesp) Em dois frascos idênticos, I e II, foram coloca- dos volumes iguais de água e de solução concentrada de cloreto de sódio, respectivamente. Os dois frascos foram colocados sob uma campânula de vidro hermeticamente fechada, como mostrado na figura. I água solução salina concentrada II Hé lio S en ato re Após algum tempo, observou-se que o frasco I esta- va totalmente vazio e que, no frasco II, o volume havia dobrado, contendo, portanto, uma solução diluída de cloreto de sódio. a) Explique por que ocorreu esse fenômeno. b) Considerando que a solução salina é 0,2 molar e que tanto o volume da água quanto o da solução são iguais a 1,0 litro, qual é a molaridade final da solução salina? 34 8. (Ufscar-SP) Um líquido puro e a solução de um soluto não volátil neste líquido têm suas pressões de vapor em função da temperatura representadas pelas cur- vas contidas no gráfico. Temperatura (°C) Pressão (atmosferas) 20 40 60 80 100 0,5 1,0 1,5 2,0 0,0 a) Associe as curvas do gráfico (linhas contínua ou traceja- da) com o líquido puro e a solução. Justifique. b) Determine o ponto de ebulição aproximado ( 1 ºC) do líquido puro ao nível do mar. Justifique. 9. (UFRJ) O gráfico a seguir representa, de forma es- quemática, curvas de pressão de vapor em função da temperatura de três líquidos puros — água, etanol, éter dietílico — e de uma solução aquosa de ureia. Identifique as curvas 1, 2 e 3 representadas no gráfico. Justifique a sua resposta. Pressão de vapor (mmHg) 0 Temperatura (°C) 200 400 600 1 2 3água 800 0 20 40 50 80 100 120 10. (UFRGS) Considere o gráfico a seguir, que representa as variações das pressões máximas de vapor da água pura (A.P.) e duas amostras líquidas A e B, em função da temperatura. T (°C) P (mmHg) 20 B 40 60 80 100 120 760 A A.P. Pode-se concluir que, em temperaturas iguais: a) a amostra A constitui-se de um líquido menos volátil que a água pura. b) a amostra B pode ser constituída de uma solução aquosa de cloreto de sódio. c) a amostra B constitui-se de um líquido que evapora mais rapidamente que a água pura. d) a amostra A pode ser constituída de solução aquosa de sacarose. e) as amostras A e B constituem-se de soluções aquosas preparadas com solutos diferentes. 11. (ITA-SP) Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos a seguir, sob pressão de 1 atm: I. A pressão de vapor de uma solução aquosa de gli- cose 0,1 mol/L é menor do que a pressão de va- por de uma solução de cloreto de sódio 0,1 mol/L a 25 ºC. II. A pressão de vapor do n-pentano é maior do que a pressão de vapor do n-hexano a 25 ºC. III. A pressão de vapor de substâncias puras como: aceto- na, éter etílico, etanol e água, todas em ebulição, tem o mesmo valor. IV. Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de uma substância. V. Quanto maior for o volume de um líquido, maior será a sua pressão de vapor. Dessas afirmações, estão corretas: a) apenas I, II, III e IV. b) apenas I, II e V. c) apenas I, IV e V. d) apenas II, III e IV. e) apenas III, IV e V. 12. (UFRGS) Considerando as três soluções do desenho, pode-se prever que a relação entre as pressões de va- por das mesmas é: He lio S en ato re P1 500 mL água 18,0 g de glicose 5,8 g de cloreto de sódio 34,2 g de sacarose P2 500 mL água P3 1.000 mL água a) P1 > P2 > P3. d) P3 > P1 > P2. b) P2 > P3 > P1. e) P2 > P1 > P3. c) P1 > P3 > P2. (Massas molares: glicose, C6H12O6 5 180 g · mol1; cloreto de sódio, NaCℓ 5 58,5 g · mol1; sacarose, C12H22O11 5 342 g · mol1.) 13. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes soluções aquo- sas: • X 0,25 mol/L de glicose (C6H12O6); • Y 0,25 mol/L de carbonato de sódio (Na2CO3); • Z 0,50 mol/L de ácido nítrico (HNO3); • W 0,50 mol/L de sacarose (C12H22O11). 35 Das soluções anteriores, indique a opção que repre- senta a maior pressão de vapor: a) X. c) Z. b) Y. d) W. 14. (Fuvest-SP) Numa mesma temperatura, foram medi- das as pressões de vapor dos três sistemas a seguir. X 100 g de benzeno Y 5,00 g de naftaleno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaleno 5 5 128 g/mol) Z 5,00 g de naftaceno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaceno 5 5 228 g/mol) Os resultados, para esses três sistemas, foram 105,0, 106,4 e 108,2 mmHg, não necessariamente nessa or- dem. Tais valores são, respectivamente, as pressões de vapor dos sistemas: a) x 5 105,0; y 5 106,4; z 5 108,2. b) y 5 105,0; x 5 106,4; z 5 108,2. c) y 5 105,0; z 5 106,4; x 5 108,2. d) x 5 105,0; z 5 106,4; y 5 108,2. e) z 5 105,0; y 5 106,4; x 5 108,2. 15. Quando o café é aquecido em banho-maria, em equi- pamento semelhante ao mostrado na fotografia, pode- mos afirmar que: a) só o café ferve. b) o café e a água do banho-maria fervem. c) só o banho-maria ferve. d) o banho-maria ferve a uma temperatura menor que a da água pura. e) o café ferve a uma temperatura menor que a da água pura. 16. (UFMG) Dois recipientes abertos contêm: um, água pura (I) e, o outro, água salgada (II). Esses dois líquidos são aquecidos até a ebulição e, a partir desse momen- to, mede-se a temperatura do vapor desprendido. Considerando essas informações, indique a alternati- va cujo gráfico melhor representa o comportamento da temperatura em função do tempo durante a ebulição. Us sa l Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II a) c) d)b) Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II a) c) d)b) Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II a) c) d)b) Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II Tempo Temperatura I II a) c) d)b) 17. (UEL-PR) A adição de um soluto não volátil a um sol- vente dificulta sua ebulição e seu congelamento. Isto pode ser útil na prática quando, por exemplo, se pre- tende cozinhar um ovo mais rápido ou então quando é necessário evitar o congelamento da água do radiador de carros em países muito frios. Considere as duas so- luções aquosas de NaC, conforme o quadro, e analise as afirmativas a seguir. Solução Massa de soluto (g) Volume de água (L) A 117 1,0 B 234 1,0 I. A solução B tem pressão de vapor menor que a da so- lução A, na mesma temperatura. II. As soluções A e B apresentam pontos de ebulição me- nores que o da água pura. III. Independentementeda quantidade de soluto, as duas soluções apresentam o mesmo ponto de ebulição. IV. A solução B entra em ebulição a uma temperatura mais alta que a solução A. 36 Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e IV. b) II e IV. c) II e III. d) I, II e III. e) I, III e IV. 18. A amostra que possui maior pressão de vapor é: a) I. c) III. b) II. d) IV. 19. A amostra que tem o mais baixo ponto de congelamen- to é: a) I. b) II. c) III. d) IV. 20. (Unesp) A adição de substâncias à água afeta suas propriedades coligativas. Compare as tempera- turas de fusão e ebulição de duas soluções aquo- sas contendo, respectivamente, 1 mol/L de NaC e 1 mol/L de glicose, nas mesmas condições de pressão. 21. (UFU-MG) A respeito das propriedades das soluções, considere as afirmativas a seguir. I. A água do mar ferve a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. II. A água do mar congela a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. III. Uma solução aquosa de sacarose ferve a uma tempera- tura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. IV. Uma solução aquosa de sacarose congela a uma tem- peratura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. Dentre essas afirmações: a) Todas são incorretas. b) I e IV são corretas. c) I é correta e III é incorreta. d) II e III são corretas. 22. (PUC-MG) Considere as seguintes soluções aquosas, a 25 ºC e 1 atm: • X 0,20 mol/L de sacarose (C12H22O11) • Y 0,50 mol/L de cloreto potássio (KC) • Z 0,50 mol/L de sulfato de sódio (Na2SO4) Considerando-se as propriedades coligativas de tais soluções, é incorreto afirmar que: a) a solução X é a de maior pressão de vapor. b) a solução Y tem uma temperatura de congelamento menor do que a solução Z. c) as três soluções apresentam temperatura de ebulição superior a 100 ºC. d) a ordem crescente de temperatura de ebulição dessas soluções é: X de um solvente. III. Soluções aquosas congelam abaixo de 0 ºC e fervem acima de 100 ºC. IV. O abaixamento da pressão de vapor, em soluções di- luídas, é diretamente proporcional à concentração do soluto. V. A elevação do ponto de ebulição é uma consequência direta do abaixamento da pressão de vapor do solvente pelo soluto. VI. Soluções aquosas concentradas evaporam mais lenta- mente do que a água pura. 38 31. (UFPE) Considerando as informações abaixo, sobre duas soluções (I e II): • Solução I (10 g de composto covalente A em 1 litro de água) • Solução II (10 g de composto covalente B em 1 litro de água) • Temperatura de ebulição da solução I maior que da solução II podemos afirmar: I II 0 0 A pressão de vapor da solução I é maior do que a de II. 1 1 O ponto de fusão da solução I é maior do que o de II. 2 2 O peso molecular de A é maior do que o de B. 3 3 A temperatura de ebulição de ambas as soluções é maior que 100 ºC. 4 4 A temperatura de fusão de ambas as soluções é maior que 0 ºC. 32. (ITA-SP) Considere as seguintes soluções diluídas: I. x mol de sacarose/quilograma de água. II. y mol de cloreto de sódio/quilograma de água. III. z mol de sulfato de magnésio/quilograma de água. IV. w mol de cloreto de magnésio/quilograma de água. Para que nestas quatro soluções, durante o resfria- mento, possa começar a aparecer gelo na mesma temperatura, digamos a 1,3 ºC, é necessário que, em primeira aproximação, tenhamos: a) x 5 y 5 z 5 w. d) x . 1 2 2 3 � � � y z w b) 1x 5 2y 5 4z 5 4w. c) 1x 5 2y 5 2z 5 3w. e) x . 1 2 4 4 � � � y z w 33. (UFU-MG) Considere três soluções diferentes, A, B e C, contendo cada uma delas 100,0 g de água e, respecti- vamente, 34,2 g de sacarose, 4,6 g de etanol e 4,0 g de hidróxido de sódio. Massa molar Sacarose, C12H22O11. 342 g/mol Etanol, C2H5OH. 46 g/mol Hidróxido de sódio, NaOH. 40 g/mol É correto afirmar que: a) as três soluções têm os mesmos pontos de congela- mento. b) as soluções A e C têm o mesmo ponto de ebulição, mas a solução B tem o mais baixo. c) a solução C tem o mais baixo ponto de congelamento do grupo de soluções. d) o ponto de ebulição da solução C é mais baixo do que o das soluções A ou B. 34. (UFRN) Para descobrir se há adição desonesta de água no leite, basta medir sua temperatura de congelamento. O leite integral tem ponto de congelamento igual a 0,55 ºC. Essa temperatura de congelamento aumen- ta 0,01 ºC para cada 2% de água potável adicionada, considerando-se esse percentual sempre em relação à quantidade inicial de leite. a) Com base nessa informação, complete o gráfico a se- guir, indicando que percentagem de água potável foi adicionada a uma amostra de leite cuja temperatura de congelamento é igual a 0,35 ºC, após a adição. Percentagem de água adicionada 0 20 –0,1 40 60 80 100 –0,2–0,3–0,4–0,5–0,6 T (°C) b) Apresente o motivo pelo qual a temperatura de conge- lamento aumenta quando se adiciona água potável ao leite integral. Osmose e pressão osmótica 1. Justificando sua respos- ta, diga o que irá acontecer após certo tempo na situação mostrada na fotografia ao lado: Pepino imerso em salmoura (água + sal de cozinha). 2. (UFPE) Os processos descritos abaixo podem ser ex- plicados por fenômenos que ocorrem em solução, de- vido à presença de um soluto. I. Uma salada de alface, temperada com sal e vinagre, murcha após um certo tempo. II. Durante o inverno, em cidades de clima frio, é comum jogar sal grosso nas ruas, para evitar a formação de crostas de gelo. III. A temperatura de ebulição da água do mar é sempre maior do que a temperatura de ebulição da água destilada. Sé rg io D ot ta Jr. /T he N ex t 39 Para justificar esses fenômenos, podemos dizer que: I II 0 0 A salada de alface murcha devido à desidra- tação causada pelo efeito de osmose. 1 1 Durante o inverno, o sal é jogado nas ruas para que a umidade presente na superfície não se congele, devido ao efeito crioscópico. 2 2 A água do mar entra em ebulição em tem- peraturas mais elevadas que a água desti- lada, devido ao efeito ebulioscópico. 3 3 Os efeitos responsáveis pelos eventos I, II e III descritos são todos devido à alteração na pressão de vapor de um solvente, causada pela adição de um soluto não volátil. 4 4 A osmose não é uma propriedade coligativa. 3. (PUC-SP) Os medicamentos designados por A, B, C e D são indicados para o tratamento de um paciente. Adicionando-se água a cada um desses medicamen- tos, obtiveram-se soluções que apresentaram as se- guintes propriedades. Soluções de solúveis no sangue A, B, C iônicas A, B moleculares C, D pressão osmótica igual à do sangue A, C pressão osmótica maior que a do sangue B, D Indique a alternativa que só contém os medicamen- tos que poderiam ser injetados na corrente sanguínea sem causar danos: a) A, B, C e D c) B, C e D e) A e C b) A, B e D d) B e D 4. (Unesp) O nível de glicose no sangue de um indivíduo sadio varia entre 0,06 e 0,11% em massa. Em indivíduos diabéti- cos, a passagem da glicose para o interior da célula, atra- vés de sua membrana, é dificultada, e o nível de glicose em seu exterior aumenta, podendo atingir valores acima de 0,16%. Uma das consequências dessa disfunção é o au- mento do volume de urina excretada pelo paciente. Iden- tifique o fenômeno físico-químico associado a esse fato e explique por que ocorre o aumento do volume de urina. 5. (UFRGS) Uma solução aquosa diluída de sacarose é posta em contato com igual volume de uma solução aquosa diluída de cloreto de sódio, através de uma membrana semipermeável, resultando no equilíbrio representado a seguir. cloreto de sódio sacarose membrana semipermeável Lu is M ou ra A observação da figura permite afirmar que: a) a pressão osmótica da solução de sacarose é maior que a da solução de cloreto de sódio. b) a molalidade da solução de cloreto de sódio é maior que a da solução de sacarose. c) a solução de cloreto de sódio possui temperatura de ebulição inferior à da solução de sacarose. d) ambas as soluções, quando se encontrarem na mes- ma temperatura, apresentarão a mesma pressão de vapor. e) a solução de cloreto de sódio possui temperatura de congelação inferior à da solução de sacarose. 6. (Unifesp) Uma solução aquosa contendo 0,9% de NaC (chamada de soro fisiológico) e uma solução de glicose a 5,5% são isotônicas (apresentam a mesma pressão osmótica) com o fluido do interior das células verme- lhas do sangue e são usadas no tratamento de crian- ças desidratadas ou na administração de injeções en- dovenosas. a) Sem calcular as pressões osmóticas, mostre que as duas soluções são isotônicas a uma mesma tempera- tura. b) Um laboratorista preparou por engano uma solução de NaC, 5,5% (em vez de 0,9%). O que deve ocorrer com as células vermelhas do sangue se essa solução for usada em uma injeção endovenosa? Justifique. Dados: • As porcentagens se referem à relação massa/volu- me. • Massas molares em g/mol: • NaC __________ 58,5. • Glicose __________ 180. 7. (Unicamp-SP) A população humana tem crescido ine- xoravelmente, assim como o padrão de vida. Conse- quentemente, as exigências por alimentos e outros produtos agrícolas têm aumentado enormemente e hoje, apesar de sermos mais de seis bilhões de ha- bitantes, a produção de alimentos na Terra suplanta nossas necessidades. Embora um bom tanto de pes- soas ainda morra de fome e um outro tanto morra pelo excesso de comida, a solução da fome passa, necessa- riamente, por uma mudança dos paradigmas da políti- ca e da educação. Não tendo, nem de longe, a intenção de aprofundar nessa complexa matéria, essa prova simplesmente toca, de leve, em problemasgráfico solubilidade temperatura a seguir. Elemento O Na S C Ce Massa atômica 16 23 32 35 140 60 70 100 40 50 60 70 100 80 90 0 0 20 3010 g soluto/100 g de água 40 50 80 90 20 10 30 KNO3 Ce2(SO4)3 NaC� Temperatura (°C) Com base nas informações, é correto afirmar: 01. O aumento da temperatura faz com que a solubilidade de todos os sais aumente. 02. A 20 ºC, uma solução preparada com 10 g de KNO3 em 100 g de H2O é insaturada. 04. A 10 ºC, o NaC é mais solúvel que o KNO3. 08. A 90 ºC, é possível dissolver 1 mol de NaC em 100 g de água. Lu iz Fe rn an do R ub io 4 16. A 70 ºC, uma mistura de 30 g de Ce2(SO4)3 e 100 g de H2O é heterogênea. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. 15. (Unifesp) As solubilidades dos sais KNO3 e NaC, ex- pressas em gramas do sal por 100 gramas de água, em função da temperatura, estão representadas no gráfico a seguir. Solubilidade (g de sal por 100 g de H2O) Temperatura (°C) 120 100 80 60 40 20 0 10 KNO3 NaC 20 300 40 50 60 Com base nas informações fornecidas, pode-se afir- mar corretamente que: a) a dissolução dos dois sais em água são processos exo- térmicos. b) quando se adicionam 50 g de KNO3 em 100 g de água a 25 ºC, todo o sólido se dissolve. c) a solubilidade do KNO3 é maior que a do NaC para toda a faixa de temperatura abrangida pelo gráfico. d) quando se dissolvem 90 g de KNO3 em 100 g de água em ebulição e em seguida se resfria a solução a 20 ºC, recupera-se cerca de 30 g do sal sólido. e) a partir de uma amostra contendo 95 g de KNO3 e 5 g de NaC, pode-se obter KNO3 puro por cristalização fracionada. 16. (Ufscar-SP) O cloreto de potássio é solúvel em água e a tabela a seguir fornece os valores de solubilidade des- se sal em g/100 g de água, em função da temperatura. Temperatura (ºC) 10 20 30 40 Solubilidade (g/100 g de H2O) 31,0 34,0 37,0 40,0 Preparou-se uma solução de cloreto de potássio a 40 ºC dissolvendo-se 40,0 g do sal em 100 g de água. A temperatura da solução foi diminuída para 20 ºC e observou-se a formação de um precipitado. a) Analisando a tabela de valores de solubilidade, expli- que por que houve formação de precipitado e calcule a massa de precipitado formado. b) A dissolução do cloreto de potássio em água absorve ou libera calor? Justifique sua resposta. 17. (Fuvest-SP) A efervescência observada, ao se abrir uma garrafa de champanhe, deve-se à rápida liberação, na forma de bolhas, do gás carbônico dissolvido no líquido. Nesse líquido, a concentração de gás carbônico é pro- porcional à pressão parcial desse gás, aprisionado en- tre o líquido e a rolha. Para um champanhe de determi- nada marca, a constante de proporcionalidade (K) varia com a temperatura, conforme mostrado no gráfico. 15 250 0 2 3 5 10 20 T (°C) k (gL�1 atm�1) Uma garrafa desse champanhe, resfriada a 12 °C, foi aberta à pressão ambiente e 0,10 L de seu conteúdo foi despejado em um copo. Nessa temperatura, 20% do gás dissolvido escapou sob a forma de bolhas. O nú- mero de bolhas liberadas, no copo, será da ordem de: a) 102 b) 104 c) 105 d) 106 e) 108 Gás carbônico: Pressão parcial na garrafa de champanhe fechada a 12 °C .............................................................. 6 atm Massa molar ............................................ 44 g/mol Volume molar a 12 °C e pressão ambiente ... 24 L/mol Volume da bolha a 12 °C e pressão ambiente .... 6,0 · 1028 L Aspectos quantitativos das soluções 1. (PUC-RJ) Após o preparo de um suco de fruta, verifi- cou-se que 200 mL da solução obtida continham 58 mg de aspartame. Qual a concentração de aspartame no suco preparado? 5 a) 0,29 g/L. b) 2,9 g/L. c) 0,029 g/L. d) 290 g/L. e) 0,58 g/L. 2. (Fuvest-SP) Considere duas latas do mesmo refrige- rante, uma na versão diet e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão diet não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, fo- ram obtidos os seguintes resultados: Amostra Massa (g) lata com refrigerante comum 331,2 lata com refrigerante diet 316,2 Por esses dados, pode-se concluir que a concentra- ção, em g/L, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente: a) 0,020. b) 0,050. c) 1,1. d) 20. e) 50. 3. (Mack-SP) A massa dos quatro principais sais que se encontram dissolvidos em 1 litro de água do mar é igual a 30 g. Num aquário marinho, contendo 2 · 106 cm3 dessa água, a quantidade de sais nela dis- solvidos é: a) 6,0 · 101 kg. b) 6,0 · 104 kg. c) 1,8 · 102 kg. d) 2,4 · 108 kg. e) 8,0 · 106 kg. Antes de resolver o exercício no. 4, leia o texto a seguir: Fertilizantes são associações de substâncias químicas que visam suprir as deficiências dos solos em nutrien- tes vitais para a sobrevivência dos vegetais. A compo- sição dos solos varia com a sua origem, e eventual- mente há necessidade de se suprir algum nutriente. Entre os principais elementos necessários ao cresci- mento da planta estão o N, P, K, Ca, Mg e S. Com a pro- dução agrícola, o solo sofre inevitavelmente a perda de nutrientes, pois a planta os retira para o seu cresci- mento. Para que a produção seja rentável é preciso fertilizar o solo e repor os nutrientes escassos, pois a produção se torna limitada pelo nutriente menos dis- ponível. Além disso, somente 6% da área terrestre é utilizada para a agricultura, necessitando um grande aproveitamento da mesma para atender a necessidade alimentícia da população. (http://www.unicamp.br/fea/ortega/temas530/araceli. htm) 4. (UFRJ) A técnica de aplicação de fertilizantes líquidos em lavouras tem sido cada vez mais utilizada pelos agricultores. Os fertilizantes são vendidos na forma de soluções concentradas que contêm diferentes compo- sições de nutrientes e são formuladas e diluídas pelo agricultor, de acordo com a lavoura a ser tratada. A ta- bela a seguir apresenta dados encontrados nos rótulos de dois frascos de fertilizantes líquidos concentrados de duas marcas diferentes. Elemento Frasco I Frasco II Nitrogênio 100 g/L 0 g/L Potássio 70 g/L 10 g/L Fósforo 30 g/L 80 g/L Para tratar uma lavoura de morangos, um agricultor necessita preparar 100 L de uma solução diluída de fer- tilizante, utilizando uma combinação dos frascos I e II. Em função das características do solo, a concentração final da solução deve ser ajustada de forma a conter 0,1 g/L de potássio e 0,1 g/L de nitrogênio. Você deve calcular a concentração, em g/L, de fósforo presente na solução de fertilizante usada no tratamento da lavoura de morangos. 5. (UFF-RJ) Dissolveram-se 4,6 g de NaC em 500 g de água “pura”, fervida e isenta de bactérias. A solução resultante foi usada como soro fisiológico na assepsia de lentes de contato. Indique a opção que apresenta o valor aproximado da percentagem, em peso, de NaC existente nessa solução. a) 0,16%. d) 0,91%. b) 0,32%. e) 2,30%. c) 0,46%. 6. (Ufscar-SP — adaptado) O flúor tem um papel im- portante na prevenção e no controle da cárie den- tária. Estudos demonstram que, após a fluoretação da água, os índices de cáries nas populações têm di- minuído. O flúor também é adicionado a produtos e materiais odontológicos. Suponha que o teor de flúor em determinada água de consumo seja 0,9 ppm (par- tes por milhão) em massa. Considere a densidade da água 1 g/mL e, com base no texto, responda: I. Qual é a massa em gramas de flúor presente em 106 g dessa água? II. Qual é a massa em gramas de flúor presente em 1.000 g dessa água? III. Qual é a massa em gramas de flúor presente em 1,0 L dessa água? IV. Se você ingerir 2,0 L dessa água por dia, qual será a massa em gramas de flúor ingerida após 30 dias? 7. (Uerj) Certos medicamentos sãoe soluções relativos ao desenvolvimento das atividades agrícolas, mormen- te aqueles referentes à Química. Sejamos críticos no trato dos danos ambientais causados pelo mau uso de fertilizantes e defensivos agrícolas, mas não nos esqueçamos de mostrar os muitos benefícios que a Química tem proporcionado à melhoria e continuidade da vida. No mundo do agronegócio, a criação de camarões, no interior do Nordeste brasileiro, usando águas residuais do processo de dessalinização de águas salobras, tem se mostrado uma alternativa de grande alcance social. A dessalinização consiste num método chamado de os- mose inversa, em que a água a ser purificada é pressio- 40 nada sobre uma membrana semipermeável, a uma pres- são superior à pressão osmótica da solução, forçando a passagem de água pura para o outro lado da membrana. Enquanto a água dessalinizada é destinada ao consumo de populações humanas, a água residual (25% do volume inicial), em que os sais estão concentrados, é usada para a criação de camarões. a) Supondo que uma água salobra que contém inicial- mente 10.000 mg de sais por litro sofra a dessalini- zação conforme descreve o texto, calcule a concen- tração de sais na água residual formada em mg · L1. b) Calcule a pressão mínima que deve ser aplicada, num sistema de osmose inversa, para que o proces- so referente ao item a anterior tenha início. A pres- são osmótica π de uma solução pode ser calculada por uma equação semelhante à dos gases ideais, onde n é o número de mols de partículas por litro de solução. Para fins de cálculos, suponha que todo o sal dissolvido na água salobra seja cloreto de só- dio e que a temperatura da água seja de 27 ºC. Dado: constante dos gases, R 5 8.314 kPa · L · mol1K1. c) Supondo que toda a quantidade (em mol) de cloreto de sódio no item b tenha sido substituída por uma quanti- dade igual (em mol) de sulfato de sódio, pergunta-se: a pressão a ser aplicada na osmose à nova solução seria maior, menor ou igual à do caso anterior? Justifique sua resposta. 8. (UEG-GO) Encontrei uma preta que estava a chorar, pedi- -lhe uma lágrima para analisar. Recolhi-a com todo cuidado num tubo de ensaio bem esterilizado. Olhei-a de um lado, do outro e de frente: tinha um ar de gota muito transparente. Mandei vir os ácidos, as bases e os sais, as drogas usadas em casos que tais. Ensaiei a frio, experimentei ao lume, de todas as vezes deu-me o que é costume: nem sinais de negro, nem vestígios de ódio. Água (quase tudo) e cloreto de sódio. Disponível em: . Acesso em: 17 maio 2007. [Adaptado.] Considerando que Gedeão disponha de amostra su- ficiente de lágrima, que a constante dos gases ideais valha 0,082 atm · L · K1 · mol1 e que o fator de Van’t Hoff (i) seja igual a 2, é correto afirmar: a) Considerando que o sangue apresenta pressão osmó- tica média igual a 8,2 atm a 300 K, para que a lágrima se torne isotônica com ele, a concentração de NaC deverá estar entre 0,16 e 0,17 mol · L1. b) No trecho “Ensaiei a frio, experimentei ao lume”, o poeta deve ter verificado pontos de fusão e ebulição superiores aos da água pura, nas mesmas condições de pressão. Comportamento diferente teria sido observado caso o soluto fosse substituído por um não eletrólito, como a glicose. c) Caso Gedeão desejasse obter água pura por destilação, necessariamente deveria empregar uma destilação fracionada, pois a pressão de vapor torna-se menor com a presença do NaC. d) Gedeão poderia separar a água do NaC por “osmo- se reversa”, usando uma membrana semipermeável para separar dois compartimentos, o primeiro conten- do solvente puro e o segundo, a solução. No processo, ao aplicar uma pressão inferior à osmótica do lado da solução, ocorre migração das moléculas do solvente, através da membrana, do meio mais concentrado para o menos concentrado. 9. (UPE) A pressão osmótica de uma solução a 27,36% em massa de sacarose de densidade 1,25 g/mL a 27 ºC é: Dados: Massas molares (g/mol): H 5 1; C 5 12; O 5 16. Constantes dos gases: R 5 0,082 L · atm/mol · K. a) 18,4 atm. d) 16,3 atm. b) 22,4 atm. e) 24,6 atm. c) 14,6 atm. 10. (IME-RJ) Uma solução aquosa 0,28 mol/L de glicose é isotônica em relação a uma solução aquosa 0,10 mol/L de um cloreto de metal alcalinoterroso, na mesma temperatura. Calcule o grau de dissociação aparente do sal. 11. (ITA-SP) Na figura abaixo, o balão A contém 1 litro de solução aquosa 0,2 mol/L em KBr, enquanto o balão B contém 1 litro de solução aquosa 0,1 mol/L de FeBr3. Os dois balões são mantidos na temperatura de 25 ºC. Após a introdução das soluções aquosas de KBr e de FeBr , as torneiras TA e TB são fechadas, sendo aberta a seguir a torneira TC. Co nc eit og ra f TA TB TC KBr balão A balão B FeBr3 As seguintes afirmações são feitas a respeito do que será observado após o estabelecimento do equilíbrio. I. A pressão osmótica das duas soluções será a mesma. II. A pressão de vapor da água será igual nos dois balões. III. O nível do líquido no balão A será maior do que o inicial. IV. A concentração da solução aquosa de FeBr3 no balão B será maior do que a inicial. V. A molaridade do KBr na solução do balão A será igual à molaridade do FeBr3 no balão B. Qual das opções abaixo contém apenas as afirmações corretas? a) I e II. b) I, III e IV. c) I, IV e V. d) II e III. e) II, III, IV e V. 41 Poder calórico dos alimentos 1. (UFPE) O rótulo de um produto alimentício contém as seguintes informações nutricionais: Porção de 150 g Quantidade por porção % Vd(*) carboidratos 6 g 2 proteínas 1 g 2 gorduras totais 1 g 3 sódio 50 mg 2 (*) Valor diário (para satisfazer as necessidades de uma pessoa). Percentual com base em uma dieta de 2.000 cal diárias. Com base nessa tabela, avalie as afirmativas abaixo. 0-0 O percentual, em massa, de carboidratos neste ali- mento é de 6/150 · 100. 1-1 Na dieta de 2.000 cal, são necessárias 50 g de proteí- nas diariamente. 2-2 A tabela contém somente 10% dos ingredientes que compõem este alimento. 3-3 Para satisfazer as necessidades diárias de sódio, so- mente com este produto, uma pessoa deveria ingerir 7,5 kg desse produto. 4-4 Este produto contém um percentual em massa de pro- teína igual ao de carboidratos. 2. (UFRJ) De acordo com a Coordenadoria Municipal de Agricultura, o consumo médio carioca de coco verde é de 8 milhões de frutos por ano, mas a produção do Rio de Janeiro é de apenas 2 milhões de frutos. Dentre as várias qualidades nutricionais da água de coco, destaca-se ser ela um isotônico natural. A tabela a seguir apresenta resultados médios de informações nutricionais por 100 mL de uma bebida isotônica co- mercial e da água de coco. Valor energético* Potássio Sódio isotônico comercial 102 kcal 10 mg 45 mg água de coco 68 kcal 200 mg 60 mg * Calor de combustão dos carboidratos. Uma função importante das bebidas isotônicas é a reposição de potássio após atividades físicas de lon- ga duração; a quantidade de água de um coco verde (300 mL) repõe o potássio perdido em duas horas de corrida. Calcule o volume, em litros, de isotônico comercial necessário para repor o potássio perdido em 2 h de corrida. 3. (UFSC) Em 2001 a Agência Nacional de Vigilância Sa- nitária (Anvisa) regulamentou a rotulagem nutricional obrigatória de alimentos e bebidas. No entanto, o que se observa, ainda hoje, são rótulos com diferentes pa- drões unitários (kcal, cal, Cal, kJ), muitas vezes com informações contraditórias. A tabela abaixo apresenta as informações nutricionais impressas na embalagem de um refrigerante, com valores arredondados. Informação nutrIcIonal — Porção de 200 ml (1 coPo) Quantidade porporção % Vd(*) valor calórico (kcal) 100 4 carboidratos (sacarose) 25 g 6 sódio 46 mg 2 (*) Valores diários de referência com base em uma dieta de 2.500 calorias. Massas molares: C = 12 g/mol; H = 1,0 g/mol; O = 16 g/mol. Indique a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Caloria é a unidade de energia do Sistema Internacio- nal de Unidades (SI). 02. Se a informação na tabela acima sobre o valor caló- rico diário de referência estivesse correta, 1 copo de 200 mL do refrigerante seria suficiente para fornecer energia ao organismo por 40 dias. 04. A concentração do íon Na1 numa porção desse refrige- rante é 2 · 102 mol · dm3. 08. A massa molar do único carboidrato presente, a saca- rose (açúcar comum, C12H22O11), é 342 g · mol1. 16. Pelo rótulo podemos concluir que a bebida é um meio eletrolítico. Termoquímica 1. (UFMG) Uma certa quantidade de água é colocada em um congelador, cuja temperatura é 20 ºC. Após es- tar formado e em equilíbrio térmico com o congelador, o gelo é transferido para outro congelador, cuja tem- peratura é 5 ºC. Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, do momento em que é transferido para o segundo congelador até atingir o equilíbrio tér- mico no novo ambiente, o gelo: a) se funde. b) transfere calor para o congelador. c) se aquece. d) permanece na mesma temperatura inicial. 42 2. (Unesp) Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguin- tes processos: I. gás queimando em uma das “bocas” do fogão e II. água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta “boca” do fogão. Com relação a esses processos, pode-se afirmar que: a) I e II são exotérmicos. b) I é exotérmico e II é endotérmico. c) I é endotérmico e II é exotérmico. d) I é isotérmico e II é exotérmico. e) I é endotérmico e II é isotérmico. 3. O Brasil possui 13,7% da água doce do planeta. O es- tado de São Paulo possui apenas 1,6% da água doce brasileira. O uso racional da água é uma necessidade e pode ser atingido por meio de medidas simples to- madas pelos cidadãos. Por exemplo, se todos os habi- tantes da região metropolitana de São Paulo deixarem de usar o vaso sanitário como lixeira, evitando acionar a válvula de descarga uma vez por dia, a economia di- ária será de aproximadamente 160 milhões de litros de água. Certamente, parte dessa água no ambiente irá passar ao estado de vapor, e sabe-se que, quando isso acontece, cada grama de água necessita absorver cerca de 540 cal de energia térmica. Suponha que me- tade dessa água economizada por dia pela população da Grande São Paulo passe ao estado de vapor. Indique a alternativa que mostra, aproximadamente, a quanti- dade de energia térmica que a água absorverá do am- biente nesse processo. (Densidade da água: 1 kg/L.) a) 4 · 106 cal. d) 4 · 1013 cal. b) 4 · 109 cal. e) 4 · 1015 cal. c) 4 · 1010 cal. Para as questões de 4 a 6, considere as informações: Combustão completa do álcool comum (etanol): 1 C2H5OH 1 3 O2 → 2 CO2 1 3 H2O 1 1.373 kJ Massa molar: C2H5OH 5 46 g ⋅ mol1. 4. Qual é a quantidade de calor liberado ou absorvido na queima de 5 mol de C2H5OH? 5. Se ocorresse a formação de 1 mol de CO2 na reação, qual seria a quantidade de calor liberado ou absorvido? 6. Calcule a quantidade de calor liberado ou absorvido na queima de 460 g de C2H5OH. 7. (Mack-SP) Fe2O3 (s) 1 3 C (s) 1 491,5 kJ → 2 Fe (s) 1 3 CO (g) Da transformação do óxido de ferro III em ferro metá- lico, segundo a equação acima, pode-se afirmar que: a) é uma reação endotérmica. b) é uma reação exotérmica. c) é necessário 1 mol de carbono para cada mol de Fe2O3 (s) transformado. d) o número de mol de carbono consumido é diferente do número de mol de monóxido de carbono produzido. e) a energia absorvida na transformação de 2 mol de Fe2O3 (s) é igual a 491,5 kJ. 8. (UFJF-MG) Quando um mol de água líquida passa para a fase sólida, à pressão constante, o sistema perde cerca de 6,0 quilojoules de energia. Qual se- ria a energia envolvida na obtenção de quatro cubos de gelo, considerando que cada um deles pesa 9,0 gramas? Massa molar da água 5 18 g/mol. a) 112,0 kJ. d) 9,0 kJ. b) 12,0 kJ. e) 6,0 kJ. c) 19,0 kJ. 9. (UFRGS) Em nosso cotidiano ocorrem processos que podem ser endotérmicos (absorvem energia) ou exo- térmicos (liberam energia). Indique a alternativa que contém apenas fenômenos exotérmicos ou apenas fe- nômenos endotérmicos. a) explosão de fogos de artifício combustão em moto- res de automóveis formação de geada. b) secagem de roupas formação de nuvens queima de carvão. c) combustão em motores de automóveis formação de geada evaporação dos lagos. d) evaporação de água dos lagos secagem de roupas explosão de fogos de artifício. e) queima de carvão formação de geada derretimen- to de gelo. 10. (UFMG) Um béquer aberto, contendo acetona, é mer- gulhado em outro béquer maior, isolado termicamen- te, o qual contém água, conforme mostrado na figura. termômetro isolante térmico acetona água A temperatura da água é monitorada durante o pro- cesso de evaporação da acetona, até que o volume desta se reduz à metade do valor inicial. Indique a alternativa cujo gráfico descreve qualitativa- mente a variação da temperatura registrada pelo termô- metro mergulhado na água, durante esse experimento: a) c) b) d) Lu is M ou ra Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo 43 11. (Fuvest-SP) A oxidação de açúcares no corpo humano produz ao redor de 4,0 quilocalorias por grama de açú- car oxidado. A oxidação de um décimo de mol de glicose (C6H12O6) vai produzir aproximadamente: Massas atômicas: H 5 1,0; C 5 12; O 5 16. a) 40 kcal. d) 70 kcal. b) 50 kcal. e) 80 kcal. c) 60 kcal. 12. (UFMG) A energia que um ciclista gasta ao peda- lar uma bicicleta é cerca de 1.800 kJ/hora acima de suas necessidades metabólicas normais. A sacarose, C12H22O11 (massa molar 5 342 g/mol), fornece apro- ximadamente 5.400 kJ/mol de energia. A alternativa que indica a massa de sacarose que esse ciclista deve ingerir para obter a energia extra necessária para pe- dalar 1h é: a) 1.026 g. d) 3,00 g. b) 114 g. e) 0,333 g. c) 15,8 g. 13. (Unicamp-SP) A síntese de alimentos no ambiente marinho é de vital importância para a manutenção do atual equilíbrio do sistema Terra. Nesse contexto, a penetração da luz na camada superior dos oceanos é um evento fundamental. Ela possibilita, por exemplo, a fotossíntese, que leva à formação do fitoplâncton, cuja matéria orgânica serve de alimento para outros seres vivos. A equação química abaixo, não balancea- da, mostra a síntese do fitoplâncton. Nessa equação, o fitoplâncton é representado por uma composição química média. CO2 1 NO– 3 1 HPO2– 4 1 H2O 1 H1 → → C106H263O110N16P 1 138 O2 a) Reescreva essa equação química balanceada. b) De acordo com as informações do enunciado, a forma- ção do fitoplâncton absorve ou libera energia? Justifi- que sua resposta. c) Além da produção de alimento, que outro benefício a formação do fitoplâncton fornece para o sistema Terra? 14. (Fuvest-SP) CH4 1 2 O2 → CO2 1 2 H2O 1 2,1 · 102 kcal/mol de CH4 7 3Li 1 11H → 2 42He 1 4,0 · 108 kcal/mol de 73Li Para se ter a mesma quantidade de energia que é libe- rada na produção de 1 mol de hélio, calcule a massa de metano (CH4) que deve ser queimada. (Massas molares: C 5 12 g/mol; H 5 1 g/mol.) 15. (ITA-SP) A 25 ºC e pressão de 1 atm, a queima comple- ta de um mol de hexano produz dióxido de carbono e água no estado gasoso e libera 3.883 kJ, enquanto que a queima completa da mesma quantidade de heptano produz as mesmas substâncias no estado gasoso e li- bera 4.498 kJ. a) Escreva as equações químicas, balanceadas, para as rea- ções de combustão em questão. b) Utilizando as informações fornecidas no enunciado desta questão, faça uma estimativa do valor do calor de combustãodo decano. Deixe claro o raciocínio utili- zado na estimativa realizada. (Fórmulas moleculares: hexano 5 C6H14; heptano 5 5 C7H16; decano 5 C10H22.) 16. (UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a ma- nipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aque- cer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos trans- portes etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de ca- lor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e indique a alternativa correta: Entalpia (H) A B ∆H Caminho da reação HR HP a) O gráfico representa uma reação endotérmica. b) O gráfico representa uma reação exotérmica. c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos. d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. e) A variação de entalpia é maior que zero. 17. (Unicap-PE) Julgue verdadeiro ou falso cada um dos cinco itens abaixo. H H2 (g) � H2O (a) H2O (b) H2O (c) 1 2 O2 (g) ∆H1 ∆H2 ∆H3 Nesse processo: I. (a) corresponde ao estado sólido. II. H1 corresponde a calor de formação de H2O (,). III. (c) corresponde ao estado gasoso. IV. O estado mais energético é (a). V. Os processos (a), (b) e (c) correspondem, respectiva- mente, aos estados sólido, líquido e gasoso. 44 18. (UFRGS) A reação do alumínio com o oxigênio é alta- mente exotérmica e pode ser representada como segue: 2 A, (s) 1 2 3 O2 (g) → A,2O3 (s) H 5 1.670 kJ A quantidade de calor, expressa em kJ, liberada na combustão de 1 grama de alumínio é aproximadamen- te igual a: Massa atômica do A, 5 27 g/mol. a) 15. d) 835. b 31. e) 1.670. c) 62. 19. (PUC-MG) A queima do gás de cozinha (propano) ocor- re de acordo com a seguinte equação: C3H8 (g) 1 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) 1 4 H2O (,) H 5 2.200 kJ · mol–1 Considerando-se essa equação, é incorreto afirmar que: a) a reação da queima do propano é exotérmica. b) a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos. c) a queima de 1 mol do gás propano produz 1,8 · 1024 moléculas de gás carbônico. d) a variação de entalpia, neste caso, indica que a quanti- dade de calor absorvida é de 2.200 kJ/mol. 20. (Udesc) O processo de reentrada de um ônibus espa- cial na atmosfera da Terra provoca uma série de rea- ções químicas nos componentes do ar. I. N2 → 2 N H 5 940,5 kJ/mol II. O2 → 2 O H 5 506,6 kJ/mol III. N2 1 O2 → 2 NO H 5 167,2 kJ/mol a) Com relação à variação de entalpia, pode-se dizer que es- sas reações são exotérmicas ou endotérmicas? No caso citado — do ônibus espacial — elas absorvem ou liberam energia para a atmosfera da Terra? b) Determine a quantidade de calor envolvida, quando são produzidos 0,1 g de NO pelo ônibus espacial. Dado: Massa molar do NO 5 30 g/mol. 21. (PUC-RS) A fabricação do alumínio a partir da bauxita está representada pela equação: A,2O3 (s) → 2 A, (s) 1 3 2 O2 (g) H 5 11.675,7 kJ A energia envolvida na obtenção do alumínio ne- cessário para fabricar seis latas de refrigerantes, cuja massa é de 13,5 g cada, é aproximadamente … kJ de calor … . a) 279 liberado d) 1.676 liberado b) 558 absorvido e) 2.514 absorvido c) 838 absorvido Dados: A, 5 27 u; O 5 16 u. 22. (Ufal) A queima de etanol para gerar energia, embora gere dióxido de carbono, é ecologicamente mais correta que a queima de derivados de petróleo com relação aos gases liberados na atmosfera. A equação de combustão do etanol devidamente ba- lanceada é: 1 C2H5OH (,) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,) H 5 1,37 · 103 kJ/mol a) Qual o valor da energia liberada pela queima de 460 g de etanol líquido? Massas molares (g · mol1): C 5 12; H 5 1; O 5 16. b) Considerando o ciclo do carbono apenas, qual seria uma consequência imediata do aumento da concen- tração de CO2 atmosférico para os ecossistemas? Ex- plique sua resposta. 23. (UFSM-RS) O pequeno produtor, ao transportar seus produtos para as feiras, pode utilizar o etanol como combustível no seu veículo. A cana-de-açúcar é uma fonte de sacarose, matéria- -prima para a obtenção industrial desse combustível. A reação de fermentação da sacarose para a obtenção do álcool etílico pode ser representada pela equação: C H O H O C H OH CO 12 22 11 2 2 5 2 4 4→ ∆∆ =H �1.230 sacarose álcool etílico kJ/mol � � Massa molar da sacarose 5 342 g/mol. Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que contenha 684 g de sacarose e admitindo-se um rendi- mento de 80%, em kJ, a energia liberada na combus- tão do álcool etílico formado na reação é: a) 9.840. b) 19.840. c) 2.460. d) 7.872. e) 17.872. 24. (PUC-MG) A termoquímica é a área da química que trata dos fenômenos térmicos envolvidos nas reações quími- cas. A quantidade de calor trocado durante uma reação que acontece à pressão constante corresponde à variação de entalpia H. É incorreto afirmar que: a) o H de uma reação depende do estado físico dos rea- gentes e produtos. b) o H de uma reação depende da quantidade de reagen- tes e produtos. c) a entalpia da água líquida é maior do que a da água vapor. d) o H de uma reação é positivo quando a reação é endo- térmica. 25. (Udesc) Sem dúvida, a energia é muito importante para os seres humanos e, atualmente, o gasto de energia em nosso planeta está altíssimo. Grande parte da energia que consumimos provém de reações químicas ou de processos químicos. Desses proces- sos, o da queima de combustíveis, denominada rea- ção de combustão, é o mais utilizado. Uma reação de combustão total pode ser representada genericamente como: C (s) 1 O2 (g) → CO2 (g) 45 Em relação a essa reação, pode-se afirmar: a) O sistema não perde e nem ganha calor ao se conver- ter no sistema final e a variação de entalpia do siste- ma será nula. b) O sistema ganha calor ao se converter no sistema final e a variação de entalpia do sistema terá sinal negativo, sendo, portanto, uma reação exotérmica. c) O sistema perde calor ao se converter no sistema final e a variação de entalpia do sistema terá sinal negativo, sendo, portanto, uma reação exotérmica. d) O sistema perde calor ao se converter no sistema final e a variação de entalpia do sistema terá sinal negativo, sendo, portanto, uma reação endotérmica. e) O sistema não perde e nem ganha calor ao se con- verter no sistema final e a variação de entalpia do sistema terá sinal negativo. 26. (UFPR) A fotossíntese é, reconhecidamente, uma reação química vital para quase todas as formas vivas do planeta Terra. Nos aspectos químico e termodinâmico, a reação pode ser representada pela equação: 6 6 6 2 2 2 6 12 6 2 CO H O C H O O H clorofila luz do sol � � � → ∆ = ,,8 103⋅ kJ Do ponto de vista energético, comente a reação desta- cando a grande virtude desse fenômeno. 27. (Unicamp-SP) As variações de entalpia (H) do oxi- gênio, do estanho e dos seus óxidos, a 298 K e 1 bar, estão representadas no diagrama a seguir. H Sn(s)+ O2 (g) SnO � 0,5 O 2 (g) SnO 2 (s) �286 kJ/mol �581 kJ/mol (s) Assim, a formação do SnO (s), a partir dos elementos, corresponde a uma variação de entalpia de 286 kJ/mol. a) Calcule a variação de entalpia (H1) correspondente à decomposição do SnO2 (s), nos respectivos elementos, a 298 K e 1 bar. b) Escreva a equação química e calcule a respectiva variação de entalpia (H2) da reação entre o óxido de estanho II (SnO) e o oxigênio, produzindo o óxido de estanho IV (SnO2) a 298 K e 1 bar. 28. (UFRJ) A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra 2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioativo 238U. O urânio é obtido a partir de jazi- das minerais, na região de Caetité, localizada na Bahia, onde é beneficiado até a obtenção de um concentrado bruto de U3O8, também chamado de yellowcake. O concentrado bruto de urânio é processado através de uma série de etapas até chegar ao hexafluo reto de urânio,composto que será submetido ao processo fi- nal de enriquecimento no isótopo radioativo 238U, con- forme o esquema a seguir. Processamento de U3O8 HNO3 NH4OH ⇓ ⇓ U3O8 ⇒ dissolução → refino → precipitação ⇒ (NH4)2U2O7 ⇓ ⇓ rejeito 238U F2 HF ⇑ ⇓ ⇓ ⇓ enriquecimento ⇐ UF6 ⇐ fluoração ⇐ UF4 ⇐ fluoretação ⇐ UO2 (yellowcake) calcinação 1 redução ⇐ H2 UO2 1 4 HF → UF4 1 2 H2O Dado: Massa molar do UO2 5 270 g/mol. A reação de HF com o dióxido de urânio (fluoretação) libera 44 kJ para cada mol de HF consumido. Calcule o calor liberado no processo quando 540 kg de dióxido de urânio são reagidos com HF. 29. (Fatec-SP) O carbeto de cálcio, CaC2, é fabricado pela re- dução da cal (CaO) pelo carvão, a alta temperatura. CaO (s) 1 3 C (s) → CaC2 (s) 1 CO (g) H0 5 1464,8 kJ Sobre o carbeto de cálcio e sua obtenção são feitas as seguintes afirmações: I. O carbeto de cálcio é um composto iônico. II. A obtenção de carbeto de cálcio é endotérmica. III. A quantidade de calor liberada quando 10 g de CaO re- agem com carbono em excesso é igual a 183 kJ. Dados: massas molares (g/mol): O 5 16; Ca 5 40. Dessas afirmações, somente a) I e II são corretas. d) II é correta. b) I e III são corretas. e) III é correta. c) I é correta. 30. (Ufes) Cavaleiro do apocalipse Com uma simples carta, o presidente america- no George W. Bush conseguiu deixar o mundo todo em pânico. Em apenas 37 linhas, ele anunciava que não ratificaria o Protocolo de Kyoto, acordo firmado com 40 países em 1997, com o objetivo de reduzir em 5,2% a emissão de gases principalmente o gás carbônico que provocam o chamado efeito estu- fa. Uma onda de protestos se seguiu, pois o recuo de Bush, na prática, inutilizava o acordo de Kyoto. Só os Estados Unidos são responsáveis por 35% da emissão de gases de efeito estufa. Teme-se inclu- sive que, sem a participação das empresas ameri- canas, os mecanismos de compensação financeira criados para atrair outros países, como a China, caiam por terra. Desses mecanismos, o principal prevê que as indústrias menos perigosas, na sua maioria instaladas em países em desenvolvimento, vendam bônus às que produzam mais gases. Fonte: Superinteressante. São Paulo, ano 15, n. 5, maio 2001. 46 As equações químicas a seguir representam a queima total de alguns combustíveis como carvão (represen- tado pelo carbono, C), gás natural (representado pelo metano, CH4) e gasolina (representada pelo octano, C8H18). C (s) 1 O2 (g) → CO2 (g) H 5 394 kJ/mol CH4 1 2 O2 (g) → CO2 1 2 H2O (g) H 5 890 kJ/mol C8H18 (,) 1 12,5 O2 (g) → 9 CO2 (g) 1 9 H2O (g) H 5 5.470 kJ/mol Para cada um dos combustíveis fósseis (carvão, gás natural e gasolina), a quantidade de CO2 produzida, em mol por MJ de energia liberada, em valores aproxima- dos, é, respectivamente: a) 1,44; 1,15 e 0,64. d) 4,14; 2,63 e 3,12. b) 2,54; 1,12 e 1,46. e) 4,54; 3,05 e 2,36. c) 3,95; 2,12 e 2,26. Dado: 1 megajoule 5 1 MJ 5 106 J; 1 MJ 5 103 kJ. 31. (Ufpel-RS) O xisto betuminoso é uma rocha impregna- da de material oleoso (5 a 10%) semelhante ao petró- leo. Ele é abundante na natureza, contudo sua extração é muito difícil. Para isso a rocha deve ser escavada, moída e aquecida a cerca de 500 ºC para que o óleo bruto seja liberado, o qual deve ser refinado, como ocorre com o petróleo. Esse processo todo encarece o produto obtido. Do processamento de 112 toneladas do minério (ro- cha) resultam 52.000 barris de óleo, 890 toneladas de enxofre, 450 toneladas de GLP e 1,8 milhão de metros cúbicos de gás combustível leve (metano e etano). As equações termoquímicas da combustão das subs- tâncias componentes do GLP e do gás combustível são: I. CH4 (g) 1 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (,) H 5 212,8 kcal/mol II. C2H6 (g) 1 7 2 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,) H 5 372,8 kcal/mol III. C3H8 (g) 1 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) 1 4 H2O (,) H 5 530,6 kcal/mol IV. C4H10 (g) 1 13 2 O2 (g) → 4 CO2 (g) 1 5 H2O (,) H 5 688 kcal/mol Considerando as equações (I a IV, no texto) das reações de combustão dos componentes do gás combustível e do GLP obtidos a partir do xisto betuminoso, é corre- to afirmar que essas transformações são (…) e que a equação (…) representa a reação que (…) (…) quantida- de de calor por grama de combustível queimado. Dados: Massas molares: CH4 5 16 g/mol; C2H6 5 5 30 g/mol; C3H8 5 44 g/mol e C4H10 5 58 g/mol. Indique a alternativa que preenche corretamente as lacunas acima. a) exotérmicas 1 libera menor b) exotérmicas 4 absorve maior c) exotérmicas 1 libera maior d) endotérmicas 4 absorve maior e) endotérmicas 1 absorve maior Equações termoquímicas 1. (UFRRJ) O eteno (etileno) é utilizado na fabricação do polietileno, um tipo de plástico muitíssimo importante na atualidade, pois serve para a confecção de sacos para embalagem, toalhas de mesa, cortinas de ba- nheiro etc. Calcule o calor de combustão do eteno, com base nos dados da tabela a seguir: Substância H0 f (kcal/mol) a 25 ºc C2H4 (g) 112,5 CO2 (g) 94,1 H2O (,) 68,3 C2H4 (g) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 2 H2O (,) 2. (Cesgranrio-RJ) A etapa fotoquímica da fotossíntese, conhecida como “reações de claro”, é assim chamada por ocorrer somente na presença de luz. Essas rea- ções podem ser simplificadas na seguinte equação: 6 CO2 (g) 1 6 H2O (v) luz plantas C6H12O6 (s) 1 6 O2 (g) Substância (H0 f) CO2 (g) 393 kJ/mol H2O (v) 241 kJ/mol C6H12O6 (s) 991 kJ/mol Com a entalpia padrão de formação (H0 f) do gás car- bônico, da água e da glicose, é possível quantificar a energia liberada na queima da glicose, conforme o quadro anterior. Assim sendo, a quantidade máxima de energia libe- rada na combustão completa de 36 g de glicose, em condições padrão, é igual a: a) 562,6. c) 1.406,5. e) 2.813. b) 843,9. d) 1.969. 3. (UFRJ) O benzaldeído utilizado na indústria de perfumes e condimentos é produzido pela oxidação direta do to- lueno, em fase de vapor, segundo a equação: C H CH g O g tolueno catalisador 6 5 3 2��� �� ( ) ( )� →← C H CHO g H O g kcal benzaldeído 6 5 2 39 4( ) ( ) , � �� �� � � 47 Dado que a entalpia é uma função de estado e que as en- talpias padrão de formação, em fase gasosa, do tolueno e da água são respectivamente iguais a 12,0 kcal/mol e 57,8 kcal/mol, determine a entalpia padrão de forma- ção (em kcal/mol) do benzaldeído. 4. (PUC-MG) Considere a reação de formação das varie- dades alotrópicas do fósforo, representadas no gráfico abaixo: ∆H (kJ) P(branco) � C�2 (g) �4,2 5 2 P(vermelho) � C�2 (g) 0 PC�5 (g) �95,4 5 2 Indique a afirmativa incorreta: a) As duas reações de formação do PC,5 (g) são exotérmicas. b) A variação de energia (H) para a reação P(vermelho) 1 5 2 C,2 (g) → PC,5 (g) é igual a 95,4 kJ/mol. c) A transformação de fósforo branco em fósforo verme- lho é um processo endotérmico. d) A variação de energia (H) para a reação P(branco) 1 5 2 C,2 (g) → PC,5 (g) é igual a 99,6 kJ/mol. 5. (Unesp) O calor liberado na combustão completa do ace- tileno (C2H2) gasoso, a 25 ºC, é de 1.298 kJ/mol. Determinar a entalpia de formação do acetileno. São fornecidos os seguintes dados, a 25 ºC: entalpia de formação de CO2 gasoso 5 393 kJ/mol; entalpia de formação de H2O líquida 5 285 kJ/mol. 6. (UFBA) Na(s) questão(ões) a seguir escreva a soma dos itens corretos. C2H5OH (,) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (g) A equação balanceada anterior representa a reação do etanol com o oxigênio, e a tabela a seguir apresenta os valores do calor padrão de formação de alguns com- postos, a 25 ºC. composto H0 f (kcal mol 1) C2H5OH (,) 66,4 CO2 (g) 94,1 H2O (g) 57,8 Com base nessas informações, pode-se afirmar: 01. A equação anterior representa a reação de combustão completa do etanol. 02. A combustão completa do etanol, a 25 ºC, libera 66,4 kcal/mol. 04. Se a densidade do etanol, a 25 ºC, é de aproxi- madamente 0,8 g/mL, a combustãocompleta de 115 mL desse composto libera 590,4 kcal. 08. Se o calor padrão de combustão do metanol é 173,6 kcal/mol, uma mistura combustível consti- tuída por quantidades equimolares desse composto e de etanol apresenta maior calor de combustão que o etanol puro. 16. Se a reação indicada for realizada num sistema termi- camente isolado, observar-se-á a elevação na tempe- ratura do sistema. 7. (Cesgranrio-RJ) O acetileno é um gás de grande uso comercial, sobretudo em maçaricos de oficinas de lan- ternagem. Indique a opção que corresponde à quanti- dade de calor fornecida pela combustão completa de 5,2 kg de acetileno (C2H2), a 25 ºC, sabendo-se que as entalpias de formação, a 25 ºC, são: 1) do CO2 (g) 5 94,1 kcal/mol; 2) da H2O (,) 5 68,3 kcal/mol; 3) do C2H2 (g) 5 154,2 kcal/mol. a) 1.615 kcal d) 40.460 kcal b) 6.214 kcal e) 62.140 kcal c) 21.660 kcal 8. (FEI-SP) A obtenção do aço na siderurgia é feita pela redução de minérios de ferro. A equação global desse processo poderia ser representada por: Fe2O3 (s) 1 3 C (s) → 2 Fe (s) 1 3 CO (g) Dadas as entalpias de formação a 25 ºC e 1 atm, a entalpia da reação global, nas condições citadas, em kcal/mol é: Dados: Entalpias de formação: Fe2O3: 196,2 kcal/mol; CO: 26,4 kcal/mol. a) 117,0 c) 1169,8 e) 1275,4 b) 1117,0 d) 1222,6 9. (PUCC-SP) São dadas as entalpias padrão de forma- ção das seguintes substâncias: Substâncias H0 de formação (kJ/mol) CO2 (g) H0 5 393,3 H2O (g) H0 5 285,8 CH3 OH (,) H0 5 238,5 Na combustão completa de 0,5 mol de metanol, a 25 ºC e 1 atm de pressão, há a) liberação de 726,3 kJ. d) absorção de 363,2 kJ. b) absorção de 726,3 kJ. e) liberação de 181,6 kJ. c) liberação de 363,2 kJ. 10. (Unifesp) O nitrogênio tem a característica de formar com o oxigênio diferentes óxidos: N2O, o “gás do riso”; NO, incolor, e NO2, castanho, produtos dos processos de combustão; N2O3 e N2O5, instáveis e explosivos. Este último reage com água produzindo ácido nítrico, confor- me a equação: N2O5 (g) 1 H2O (,) → 2 HNO3 (aq) H0 5 140 kJ 48 Considere as seguintes equações termoquímicas: N2 (g) 1 3 O2 (g) 1 H2 (g) → 2 HNO3 (aq) H0 5 415 kJ 2 H2 (g) 1 O2 (g) → 2 H2O (,) H0 5 572 kJ A entalpia de formação do pentóxido de nitrogênio, em kJ/mol, é igual a: a) 847. d) 122,0. b) 11,0. e) 1847. c) 111,0. 11. (UEL-PR) As figuras 1 e 2 representam dois processos importantes envolvendo energia, responsáveis pela manutenção da vida. Na figura 1 a energia do Sol, ao atingir a superfície da Terra, é a responsável por um processo biológico denominado fotossíntese, que con- tribui para tornar o mundo habitável. A figura 2 está representando o sistema digestivo do ser humano. O aminoácido denominado glicina é oxidado, no corpo humano, formando ureia, dióxido de carbono e água. A tabela fornece as entalpias padrão de formação das substâncias envolvidas nos processos representados nas figuras 1 e 2. Figura 1 Figura 2 H2NCONH2 CO2 e H2O glicina NH2CH2COOH O2 C6H12O6 CO2 H2O O2 Ilu str aç õe s: Pa ul o Cé sa r P er eir a Substância H0 de formação (kcal/mol) CO2 (g) 94 H2O (,) 68 C6H12O6 (s) 303 O2 (g) 0 NH2CH2COOH (s) 127 H2NCONH2 (s) 80 Com base nas informações dadas nas figuras 1 e 2, na tabela e nos conhecimentos sobre o tema, considere as afirmativas a seguir. I. A equação química que representa, de maneira simpli- ficada, o processo da figura 1 é 6 CO2 (g) 1 6 H2O (,) → C6H12O6 (s) 1 6 O2 (g) II. No processo representado pela figura 2, para a obten- ção de 1 mol de ureia, deverá ocorrer o consumo de 1 mol de glicina. III. A reação química representada na figura 2 é uma fonte de energia (calor) para o corpo. IV. As quantidades de energia envolvidas nos proces- sos representados nas figuras 1 e 2 são 560 kcal/mol de glicose e 1.306 kcal/mol de ureia. Indique a alternativa que contém todas as afirmativas corretas: a) I e II c) II e IV e) II, III e IV b) I e III d) I, III e IV 12. (Unicamp-SP) Se o caso era cozinhar, Rango não tinha problemas. Ele preparou a massa do bolo da festa utilizando um fermento químico à base de car- bonato ácido (bicarbonato) de sódio. Rango começou bem cedo essa preparação, pois Estrondosa vivia re- clamando que depois que o gás passou a ser o gás de rua, parecia que o forno havia ficado mais lento para assar. Perdido nessas maravilhas que rodeavam a atividade na cozinha, Rango se refestelava com os conceitos químicos. a) “Antes de usar o fermento, eu coloquei um pouco dele em água e houve um desprendimento de gás. Isso me indicou que o fermento estava adequado para ser utili- zado no bolo. Qual é a equação química da reação que eu acabei de observar?” b) “Se a reclamação de Estrondosa sobre o gás combustí- vel for verdadeira, o gás liquefeito de petróleo (butano) deve fornecer uma energia maior que a do gás de rua (metano), considerando-se uma mesma massa de gás queimado... Será que essa hipótese é verdadeira?” Dados: entalpias de formação em kJ · mol1: butano 5 126; metano 5 75; gás carbônico 5 394; água 5 242. 13. (Unicamp-SP) A população humana tem crescido inexo- ravelmente, assim como o padrão de vida. Consequen- temente, as exigências por alimentos e outros produtos agrícolas têm aumentado enormemente e hoje, apesar de sermos mais de 6 bilhões de habitantes, a produção de alimentos na Terra suplanta nossas necessidades. Embora um bom tanto de pessoas ainda morra de fome e outro tanto morra pelo excesso de comida, a solução da fome passa, necessariamente, por uma mudança dos paradigmas da política e da educação. Não tendo, nem de longe, a intenção de aprofundar nessa complexa matéria, essa prova simplesmente toca, de leve, em problemas e soluções relativos ao desenvolvimento das atividades agrícolas, mormente aqueles referentes à Química. Sejamos críticos no trato dos danos ambientais causados pelo mau uso de fer- tilizantes e defensivos agrícolas, mas não nos esque- çamos de mostrar os muitos benefícios que a Química tem proporcionado à melhoria e continuidade da vida. Quando se utiliza um biossistema integrado numa pro- priedade agrícola, biodigestão é um dos processos essen- ciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque, protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica de efluentes, principalmente fezes animais e hu- manas, é metabolizada por bactérias. Um dos subprodu- tos obtidos nesse processo é o gás metano, que pode ser utilizado na obtenção de energia em queimadores. As partes sólida e líquida que sobram são transforma- das em fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tra- tamento dos efluentes e ainda se obtêm subprodutos com valor agregado. 49 a) Sabe-se que a entalpia molar de combustão do me- tano é de 803 kJ/mol; que a entalpia molar de for- mação desse mesmo gás é de 75 kJ/mol; que a en- talpia molar de formação do CO2 é de 394 kJ/mol. A partir dessas informações, calcule a entalpia molar de formação da água nessas mesmas condições. No aparelho digestório de um ruminante ocorre um processo de fermentação de hexoses, semelhante ao que ocorre nos biodigestores. A equação a seguir tem sido utilizada para representar essa fermentação: 58 C6H12O6 → 59 CH3COOH 1 24 CH3CH2COOH 1 115 CH3CH2CH2COOH 1 62,5 CO2 1 35,5 CH4 1 27 H2O b) Considere a seguinte afirmação: “o processo de fer- mentação digestiva de ruminantes contribui para o aquecimento global”, você concorda? Responda sim ou não e explique sua resposta. c) Qual seria o número de mol de gás metano produzido na fermentação de 5,8 quilogramas de hexose ingeri- dos por um ruminante? 14. (UFMG) O metano, CH4, principal constituinte do gás natural, é um combustível conhecido. Um segundo composto também empregado como combustível é o nitrometano, CH3NO2, que é utilizado com certos car- ros de corrida e em aeromodelos. Analise a equação balanceadaque representa a combus- tão completa de cada um desses combustíveis: CH4 (g) 1 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (g) CH3NO2 (g) 1 3 4 O2 (g) → CO2 (g) 1 3 2 H2O (g) 1 1 2 N2 (g) a) Uma característica importante de um combustí- vel está relacionada à capacidade de os produtos de sua queima exercerem pressão sobre o pistão de um cilindro do motor. Isso pode ser avaliado por meio de um quociente Q, que se obtém aplicando- -se esta fórmula: Q 5 quantidade em mol de produtos gasosos quantidade em mol de reagentes gasosos Considerando-se as equações acima representadas, calcule o valor de Q para a combustão do metano e do nitrometano. (Deixe seus cálculos indicados, eviden- ciando, assim, seu raciocínio.) b) Outra característica de um combustível, também im- portante, é a sua entalpia de combustão, H0. No quadro da figura 1, estão indicados os valores de H0 de formação de alguns compostos na mes- ma temperatura. Considerando esses valores de H0 de formação, calcule o H0 de combustão de 1 mol de nitrometano gasoso. (Deixe seus cálculos in- dicados, evidenciando, assim, seu raciocínio.) c) No funcionamento de um motor, uma mistura de combustível e ar entra no cilindro e é comprimida pelo pistão. Ao ser queimada, essa mistura provoca o deslocamento do pistão dentro do cilindro, como mostrado na figura 2. Analise o quadro da figura 3, em que se apresentam o H0 de combustão e as quantidades estequiométricas de dois combustíveis e do oxigênio em um cilindro, que opera ora com um, ora com outro desses combustíveis. Com base no valor de H0 de combustão do nitrometano obtido no item b desta questão, calcule o calor liberado na com- bustão de 1,7 mol de nitrometano. d) Considerando a resposta dada no item a ou seja, o valor calculado de Q e no item c, ambos desta ques- tão, explique por que o nitrometano, em comparação com o metano, é um combustível que imprime maior potência a um motor. Fi gu ra 1 composto H0 de formação (kJ/mol) nitrometano, CH3NO2 (g) 75 dióxido de carbono, CO2 (g) 394 água, H2O (g) 242 Ilu str aç õe s: Sé rg io F ur lan iFi gu ra 2 mistura comprimida de combustível e ar combustível queimado Fi gu ra 3 combustível H0 de combustão (kJ/mol) Quantidade em mol combustível oxigênio total CH4 804 1,0 2,0 3,0 CH3NO2 valor obtido no item b 1,7 1,3 3,0 15. Observe os seguintes diagramas: H (kJ) 0 H H (H2) 436 2 H H (kJ) 0 O O (O2) 495 2 O H (kJ) 0 N N (N2) x 2 N Faça uma previsão para o valor de x e justifique a sua resposta. 50 16. Os diagramas seguintes representam as energias de ligação dos hidretos da família dos halogênios: H (kJ) H F H + F ∆H = +567 H (kJ) H Br H + Br ∆H = +a H (kJ) H C� H + C� ∆H = +431 H (kJ) H I H + I ∆H = +299 Com base no conceito de polaridade de ligações e no da fila de eletronegatividade de Pauling, faça uma pre- visão para o valor de a e justifique a sua resposta. Observe a reação de bromação do eteno, aí represen- tado pelo modelo “pau e bola”: M ar co A ur éli o Si sm ot to C2H4 (eteno) C2H4Br2 (1,2-dibromoetano) Br2 (bromo) 1 responda às questões de 17 a 26, dadas as energias de ligação em kJ/mol1. • C C → 614 • C — H → 413 • C — Br → 276 • Br — Br → 193 • C — C → 348 17. Calcule a quantidade de energia que deve ser forneci- da para quebrar todas as ligações em 1 mol de C2H4. 18. Calcule a quantidade de energia que deve ser forneci- da para quebrar todas as ligações em 1 mol de Br2. 19. Qual é a energia total absorvida nas quebras das liga- ções? 20. Calcule a energia liberada na formação de 4 mol de ligações C — H. 21. Calcule a energia liberada na formação de 2 mol de ligações C — Br. 22. Calcule a energia liberada na formação de 1 mol de ligação C — C. 23. Qual é a energia total liberada nas formações das liga- ções? 24. Classifique a reação em endotérmica ou exotérmica. Justifique sua resposta. 25. Calcule o “saldo” energético. 26. Indique o H da reação. 27. (UEL-PR) A transformação representada por N2 (g) → 2 N (g) é: a) endotérmica, pois envolve ruptura de ligações intra- moleculares. b) endotérmica, pois envolve ruptura de ligações inter- moleculares. c) endotérmica, pois envolve formação de ligações intra- moleculares. d) exotérmica, pois envolve ruptura de ligações intramo- leculares. e) exotérmica, pois envolve formação de ligações inter- moleculares. 28. (UFPA) Considere as seguintes energias de ligação: kcal · mol1 C — C, … 81 C O … 178 H — O … 110 C — O … 86 C — H … 99 Qual dos compostos a seguir requer maior energia para se dissociar completamente em átomos, quando aquecemos 1 mol desse composto, no estado gasoso? a) d) b) e) c) 29. (Fuvest-SP) Com base nos dados da tabela, ligação energia de ligação (kJ/mol) H — H 436 C, — C, 243 H — C, 432 pode-se estimar que o H da reação representada por H2 (g) 1 C,2 (g) → 2 HC, (g) dado em kJ por mol de HC, (g), é igual a: a) 92,5. c) 247. e) 192,5. b) 185. d) 1185. 30. (Uni-Rio-RJ) O gás cloro (C,2), amarelo-esverdeado, é altamente tóxico. Ao ser inalado, reage com a água existente nos pulmões, formando ácido clorídrico (HC,) — um ácido forte, capaz de causar graves lesões internas, conforme a seguinte reação: C, — C, 1 H — O — H → H — C, 1 H — O — C, C,2 (g) 1 H2O (g) → HC, (g) 1 HC,O (g) C O H H C H O O H H C H HH H C H O HH H C C, H C, 51 ligação energia de ligação (kJ/mol; 25 ºc e 1 atm) C, — C, 243 H — O 464 H — C, 431 C, — O 205 Utilizando os dados constantes na tabela anterior, marque a opção que contém o valor correto da varia- ção de entalpia verificada, em kJ/mol. a) 1104. d) 71. b) 171. e) 104. c) 152. 31. (UFRGS) Os valores de energia de ligação entre alguns átomos são fornecidos no quadro abaixo. ligação energia de ligação (kJ/mol) C — H 413 O O 494 C O 804 O — H 463 Considerando a reação representada por CH4 (g) 1 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (v) o valor aproximado de H, em kJ, é de: a) 820. d) 1360. b) 360. e) 1820. c) 1160. Observação: escrevendo a equação da reação com fórmulas estruturais, ficam mais visíveis a quebra e a formação das ligações. H H — C — H 1 2 (O O) → O C O 1 2 (H — O — H) H 32. (Unifesp) Com base nos dados da tabela ligação energia média de ligação (kJ/mol) O — H 460 H — H 436 O O 490 pode-se estimar que o H da reação representada por 2 H2O (g) → 2 H2 (g) 1 O2 (g) dado em kJ por mol de H2O (g), é igual a: a) 1239. d) 239. b) 1478. e) 478. c) 11.101. 33. (UPE) A energia de ligação (H — N) em kJ/mol é igual a: H reação 3 H2 (g) 1 N2 (g) 2 NH3 (g) 78 kJ/mol energia de ligação H — H 432 kJ/mol N N 942 kJ/mol a) 772. c) 386. e) 260,5. b) 360. d) 1.080. 34. (UFC-CE) Dadas as reações: I. H2 (g) 1 C,2 (g) → 2 HC (g) II. N2 (g) 1 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) e as energias de ligação: ligação entalpia de ligação (kJ/mol) H — H 432 N — N 942 H — C, 428 C, — C, 240 N — H 386 a) Determine o H para as reações I e II. b) Baseado apenas nos valores de H, qual das reações é mais favorável? 35. (PUC-RJ) Considere o processo industrial de obtenção do propan-2-ol (isopropanol) a partir da hidrogenação da acetona, representada pela equação a seguir. M ar co A ur éli o Si sm ot to acetona isopropanol O C H H H3C CH3 (g)H3C HC H (g)CH3 (g) 1 O ligação energia de ligação (kJ/mol) C O 745 H — H 436 C — H 413 C — O 358 O — H 463 Fazendo uso das informações contidas na tabela ante- rior, é correto afirmar que a variação de entalpia para essa reação, em kJ/mol, é igual a: a) 53. b) 1104. c) 410. d) 1800. e) 836. 52 36. (FGV-SP) Na tabela são dadas as energias de ligação (kJ/mol) a 25 ºC para algumas ligações simples, para moléculasdiatômicas entre H e os halogênios (X). H f c, Br I H 432 568 431 366 298 f 158 254 250 278 c, 243 219 210 Br 193 175 I 151 O cloreto de hidrogênio é um gás que, quando borbu- lhado em água, resulta numa solução de ácido clorí- drico. Esse composto é um dos ácidos mais utilizados nas indústrias e laboratórios químicos. A energia para a formação de 2 mol de cloreto de hidrogênio, em kJ, a partir de seus elementos é igual a: a) 1862. d) 244. b) 1187. e) 862. c) 187. 37. (UFRGS) A reação de hidrogenação do propeno catali- sada pela platina, apresentada a seguir, é um impor- tante método sintético aplicado na indústria petroquí- mica. CH3 CH3 H2 Pt H H H H H H H H 1 Considere os seguintes valores de energias de disso- ciação, em kJ/mol1. • H0 C 5 C 5 612 • H0 C — C 5 348 • H0 C — H 5 436 • H0 C — H 5 412 Desses dados, conclui-se que o efeito térmico da rea- ção apresentada, expresso em kJ, é aproximadamente igual a: a) 228. b) 124. c) 1124. d) 1224. e) 1288. 38. (Unicamp-SP) A hidrazina (H2N — NH2) tem sido utili- zada como combustível em alguns motores de foguete. A reação de combustão que ocorre pode ser represen- tada, simplificadamente, pela seguinte equação: H2N — NH2 (g) 1 O2 (g) → N2 (g) 1 2 H2O (g) A variação de entalpia dessa reação pode ser estimada a partir dos dados de entalpia das ligações químicas envolvidas. Para isso, considera-se uma absorção de energia quando a ligação é rompida e uma liberação de energia quando a ligação é formada. A tabela a se- guir apresenta dados de entalpia por mol de ligações rompidas. ligação entalpia / kJ · mol1 H — H 436 H — O 464 N — N 163 N N 514 N N 946 C — H 413 N — H 389 O O 498 O — O 134 C O 799 a) Calcule a variação de entalpia para a reação de com- bustão de 1 mol de hidrazina. b) Calcule a entalpia de formação da hidrazina, sabendo- -se que a entalpia de formação da água no estado ga- soso é de 242 kJ · mol1. 39. (Uerj) O ciclopropano, anestésico, e o 2,4,6-trimetil-s- -trioxano, sedativo, cuja estrutura é apresentada a seguir, são dois compostos químicos utilizados como medicamentos. H3C H3C O O H C C C H H O CH3 A reação de combustão completa do ciclopropano tem, como produtos finais, dióxido de carbono e água. Na tabela são apresentados os valores médios de energia de ligação envolvidos nesse processo, nas condições padrão. ligação energia de ligação (kcal · mol1) C — C 83 C — H 99 C O 178 H — O 111 O O 119 a) Determine a fórmula mínima do 2,4,6-trimetil-s- -trioxano. b) Calcule a entalpia padrão de combustão do ciclopropano. 1 H H C HH C H H C O O 3 O C O 1 3 H — O — H9— 2 53 40. (Unicamp-SP) A Lei Periódica observada por Men- deleyev permitiu prever propriedades macroscópi- cas de elementos e de compostos desconhecidos. Mais tarde verificou-se que propriedades como com- primento e entalpia de ligações covalentes também são propriedades relacionadas com a periodicidade. A seguir estão, parcialmente tabelados, os compri- mentos e as energias de ligações das moléculas dos haletos de hidrogênio: Haleto de hidrogênio comprimento da ligação em pm (picômetros) entalpia de ligação em kJ/mol H — F 92 H — C, 127 431 H — Br 141 H — I 161 299 Com base nos valores tabelados, estime as energias de ligação do H — F e do H — Br mostrando claramen- te como você procedeu. 41. (Fuvest-SP) Considere o equilíbrio: C H3C H3C CH3 H3C H3C OH 1 CCH2 H2O A B Calcule, usando as energias de ligação, o valor do H da reação de formação de 1 mol de B, a partir de A. ligação energia (kJ/mol) (CH3)3C OH 389 OH H 497 (CH3)2C(OH)CH2 H 410 C C (transformação de ligação dupla em simples) 267 42. (UFJF-MG) O etino é conhecido pelo nome trivial de acetileno. Ele pode ser usado como combustível nos chamados maçaricos de oxiacetileno, uma vez que sua chama é extremamente quente (3.000 ºC). Do ponto de vista industrial, a partir dele pode-se ob- ter uma infinidade de outros compostos usados para fabricar plásticos, tintas, adesivos, fibras têxteis etc. Ele pode ser obtido a partir da seguinte sequência de reações apresentadas na figura 1. a) O acetileno na forma gasosa é bastante instável e suscep- tível a explosões. Sua estabilização pode ser obtida pela solubilização do mesmo em acetona. Qual é a função quí- mica do acetileno e qual é a característica que faz com que ele seja solúvel em acetona e não em água? Justifique. b) Indique, dentre as substâncias participantes do pro- cesso de síntese do acetileno, uma que apresente li- gações polares e cuja molécula seja apolar e uma que apresente ligações polares e cuja molécula seja polar. c) A reação I representa um processo exotérmico ou en- dotérmico? Justifique. d) Calcule o H de combustão do acetileno a partir das energias de ligação fornecidas (figura 2). Figura 1 I) CaCO3 (s) 2.400 °C CaO (s) 1 CO2 (g) H 5 11.207,0 kJ/mol II) CaO (s) 1 3 C(graf) 2.400 °C CaC2 (s) 1 CO (g) III) CaC2 (s) 1 2 H2O (,) → Ca(OH)2 (aq) 1 C2H2 (g) Figura 2 ligação C — H O 5 O H — O C O C C Hl (kJ/mol) 412 496 463 743 837 43. (UFRJ) O biodiesel tem sido considerado uma impor- tante alternativa bioenergética ao diesel produzido a partir do petróleo. O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres derivados de óleos vegetais. Quan- do o biodiesel é obtido a partir da reação de óleo de soja com metanol, um de seus principais componentes é o oleato de metila, cuja fórmula estrutural está re- presentada a seguir. Calcule a soma das energias de ligação do oleato de metila, sabendo que a soma das energias de ligação presentes no ácido oleico é de 21.169 kJ/mol. Utilize, para o cálculo, a tabela das energias de ligação apresentada a seguir. fórmula estrutural O O oleato de metila C C CC C C C C CH H H H H HH H H H H HH H H H C C O O H HH H H C C CC H H H H H H C H HC C C H H H H H H H energias de ligação (kJ/mol) C — H C — C C C C O C — O O O O — H 414 335 600 750 336 494 461 54 Lei de Hess 1. (UFPE/UFRPE) A partir das entalpias padrão das rea- ções de oxidação do ferro dadas abaixo: Fe (s) 1 3 2 O2 (g) → FeO (s); H0 5 64 kcal/mol 2 Fe (s) 1 3 2 O2 (g) → Fe2O3 (s); H0 5 5 196 kcal/mol determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm na reação: 2 FeO (s) 1 1 2 O2 (g) → Fe2O3 (s). 2. (UFSM-RS) Com base nas reações: I. 2 Na (s) 1 H2 (g) 1 2 C(graf.) 1 3 O2 (g) → → 2 NaHCO3 (s) H 5 1.901,6 kJ II. 2 Na (s) 1 C(graf.) 1 3 2 O2 (g) → → Na2CO3 (s) H 5 1.130,7 kJ III. C(graf.) 1 O2 (g) → CO2 (g) H 5 393,5 kJ IV. H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (g) H 5 241,8 kJ assinale a alternativa que apresenta a entalpia da rea- ção de decomposição do bicarbonato de sódio: 2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) 1 CO2 (g) 1 H2O (g) a) 3.667,6 kJ b) 11.901,6 kJ c) 135,6 kJ d) 1135,6 kJ e) 13.667,6 kJ 3. (UFRGS) Considere as seguintes equações termoquí- micas. CH3OH (,) 1 3 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (,) H0 298 5 726 kJ H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (,) H0 298 5 286 kJ C(graf.) 1 O2 (g) → CO2 (g) H0 298 5 393 kJ Combinando essas equações, é possível obter o valor da entalpia padrão de formação do metanol a 25 ºC. C(grafite) 1 2 H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → CH3OH (,) H 5 ? Esse valor, em kJ, é aproximadamente igual a: a) 726. d) 1239. b) 239. e) 1726. c) 47. 4. (PUC-MG) O metanol (CH3OH) é uma substância muito tóxica, seu consumo pode causar cegueira e até mor- te. Ele é geralmente empregado como anticongelante, solvente e combustível. A reação de síntese do meta- nol é CO (g) 1 2 H2 (g) → CH3OH (,). A partir das equações termoquímicas seguintes e de suas respectivas entalpias padrão de combustão, a 25 ºC: CH3OH (,) 1 3 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (,) H 5 638 kJ · mol1 H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (,) H 5 286 kJ · mol1 CO (g) 1 1 2 O2 (g) →CO2 (,) H 5 238 kJ · mol1 Assinale o valor da entalpia padrão da reação de sínte- se do metanol a 25 ºC, em kJ/mol. a) 1217. b) 217. c) 927. d) 1927. 5. (UEL-PR) A respiração celular é um processo vital e ocorre por meio de reações químicas. Um exemplo pode ser a conversão da glicose em ácido pirúvico por meio da reação: C6H12 06 (s) 1 O2 (g) → 2 C3H4O3 (s) 1 2 H2O (,) glicose ácido pirúvico Considere as reações a 25 ºC e 1 atm. C6H12O6 (s) 1 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) 1 6 H2O (,) Energia liberada 5 2.808 kJ/mol C3H4O3 (s) 1 5 2 O2 (g) → 3 CO2 (g) 1 2 H2O (,) Energia liberada 5 1.158 kJ/mol Pode-se então afirmar que, na formação do ácido pirú- vico a partir de 1 mol de glicose, há: a) liberação de 492 kJ de energia. b) absorção de 492 kJ de energia. c) liberação de 1.650 kJ de energia. d) absorção de 1.650 kJ de energia. e) liberação de 5.124 kJ de energia. 6. (Unifesp) Quando o óxido de magnésio está na presen- ça de uma atmosfera de gás carbônico, este é conver- tido a carbonato de magnésio. São dadas as entalpias padrão de formação: Mg (s) 1 1 2 O2 (g) → MgO (s) H0 f 5 602 kJ/mol C(5, grafita) 1 O2 (g) → CO2 (g) H0 f 5 394 kJ/mol Mg (s) 1 C(5, grafita) 1 3 2 O2 (g) → MgCO3 (s) H0 f 5 1.096 kJ/mol A formação de um mol de carbonato de magnésio, a partir do óxido de magnésio e gás carbônico: MgO (s) 1 CO2 (g) → MgCO3 (s), é uma reação: 55 a) endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 100 kJ. b) exotérmica, com valor absoluto de entalpia de 100 kJ. c) endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 888 kJ. d) exotérmica, com valor absoluto de entalpia de 888 kJ. e) endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 1.304 kJ. 7. (Unifesp) O metanol pode ser sintetizado através da reação exotérmica, realizada em presença de catalisa- dor, representada pela equação: CO (g) 1 2 H2 (g) → CH3OH (,) Sobre as substâncias envolvidas no processo, são for- necidos os seguintes dados termoquímicos: CH3OH (,) 1 3 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (,) H 5 727 kJ C(grafite) 1 1 2 O2 (g) → CO (g) H 5 110 kJ C(grafite) 1 O2 (g) → CO2 (g) H 5 393 kJ H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (,) H 5 286 kJ Calcule a entalpia padrão de formação de metanol. Explicite os procedimentos de cálculo empregados. 8. (UFPE/UFRPE) B5H9 é extremamente inflamável, produ- zindo uma centelha verde quando exposto ao ar. A com- bustão deste composto de acordo com a reação: 2 B5H9 (g) 1 12 O2 (g) → 5 B2O3 (s) 1 9 H2O (,), libera 2.155 kcal. A combustão do diborano, de acordo com a reação: 5 B2H6 (g) 1 15 O2 (g) → 5 B2O3 (s) 1 15 H2O (,), libera 2.575 kcal. Sabendo que o B5H9 pode ser produzido a partir do di- borano, B2H6, pela reação: 5 B2H6 (g) 1 3 O2 (g) → 2 B5H9 (g) 1 6 H2O (g) qual o calor liberado nesta reação, em kcal/mol de B2H6 (g)? 9. (UFU-MG) Considere as reações a seguir com suas respectivas variações de entalpia, a 25 ºC e pressão de 1 atmosfera. 2 C(grafite) 1 O2 → 2 CO (g) H 5 218 kJ C(grafite) 1 O2 → CO (g) H 5 394 kJ Calcule a variação da entalpia (H) da reação: CO (g) 1 1 2 O2 (g) → CO2 (g) 10. (Fuvest-SP) As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q1J, Q2J e Q3J, sendo Q3 > Q2 > Q1. I. 2 NH3 1 5 2 O2 → 2 NO 1 3 H2O H1 5 Q1J II. 2 NH3 1 7 2 O2 → 2 NO2 1 3 H2O H2 5 Q2J III. 2 NH3 1 4 O2 → N2O5 1 3 H2O H3 5 Q3J Assim sendo, a reação representada por IV. N2O5 → 2 NO2 1 1 2 O2 H4 será: a) exotérmica, com H4 5 (Q3 Q1)J. b) endotérmica, com H4 5 (Q2 Q1)J. c) exotérmica, com H4 5 (Q2 Q3)J. d) endotérmica, com H4 5 (Q3 Q2)J. e) exotérmica, com H4 5 (Q1 Q2)J. 11. (UFPR) A fermentação é um processo que emprega micro-organismos para produção de várias substân- cias de grande importância econômica. Esses seres vivos realizam certas reações químicas para produzir energia para sustentar seu metabolismo, como, por exemplo, a produção do ácido acético a partir da oxida- ção do álcool etílico, que pode ser representada pela seguinte equação química: CH3CH2OH () 1 O2 (g) → CH3COOH (,) 1 H2O (,) a) Calcule a variação da entalpia da reação acima, da- dos os valores das entalpias das seguintes reações de combustão: CH3CH2OH (,) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,) H 5 1.370 kJ · mol1 CH3COOH (,) 1 2 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 2 H2O (,) H 5 875 kJ · mol1 b) Para elevar em 10 ºC a temperatura de 1 litro de água, é necessário fornecer aproximadamente 42 kJ de energia. Calcule o calor necessário para ele- var em 10 ºC a temperatura de 12 litros de água e a massa de etanol necessária para produzir essa quan- tidade de energia por fermentação. (Dado: massa molar do etanol M(CH3CH2OH) 5 5 46 g · mol1) 12. (Ufscar-SP adaptado) A geração de energia elétrica por reatores nucleares vem enfrentando grande opo- sição por parte dos ambientalistas e da população em geral ao longo de várias décadas, em função dos aci- dentes ocorridos nas usinas nucleares e da necessida- de de controle dos resíduos radioativos por um longo período de tempo. Recentemente, o agravamento da crise energética, aliado à poluição e ao efeito estufa, resultantes do uso de combustíveis fósseis, e à redu- ção dos resíduos produzidos nas usinas nucleares, têm levado até mesmo os críticos a rever suas posições. O funcionamento da maioria dos reatores nuclea- res civis baseia-se no isótopo 235 do urânio, 92U 235. O urânio natural apresenta uma distribuição isotópica de aproximadamente 0,72% de 235U e 99,27% de 238U. Para sua utilização em reatores, o urânio deve ser enriquecido até atingir um teor de 3 a 4% em 235U. 56 Um dos métodos utilizados nesse processo envolve a transformação do minério de urânio em U3O8 sólido (yellowcake), posteriormente convertido em UO2 sóli- do e, finalmente, em UF6 gasoso, segundo as reações representadas pelas equações: UO2 (s) 1 4 HF (g) → UF4 (s) 1 2 H2O (g) (reação 1) UF4 (s) 1 F2 (g) → UF6 (g) (reação 2) UO2 (s) 1 4 HF (g) 1 F2 (g) → UF6 (g) 1 2 H2O (g) (reação global) Considere a reação global de produção de UF6 a partir da reação entre UO2, HF e F2 e as informações adicio- nais sobre entalpias de formação fornecidas a seguir. Substância (estado físico) entalpia de formação a 25 ºc (kJ · mol1) UO2 (s) 1.130 HF (g) 270 UF6 (g) 2.110 H2O (g) 240 É correto afirmar que, a 25 ºC, a reação de formação de UF6 a partir de UO2, conforme descrito pela equação da reação global, é ... kJ por mol de UF6 formado. Assinale a alternativa com as informações que preenchem corretamente a lacuna da frase citada anteriomente. a) exotérmica, liberando 380 b) exotérmica, liberando 950 c) exotérmica, liberando 2.110 d) endotérmica, absorvendo 2.110 e) endotérmica, absorvendo 1.080 13. (Unesp) A glicose, C6H12O6, um dos carboidratos pro- venientes da dieta, é a fonte primordial de energia dos organismos vivos. A energia provém da rea ção com oxigênio molecular, formando dióxido de carbono e água como produtos. Aplicando a Lei de Hess, calcule a entalpia máxima que pode ser obtida pela metaboli- zação de um mol de glicose. Entalpias molares de formação, kJ . mol1. C6H12O6 (s) 5 1.270; CO2 (g) 5 400; H2O (,) 5 5 290. 14. (Unesp) No processo de obtenção de hidrogênio mole- cular a partir da reforma a vapor do etanol, estão en- volvidas duas etapas, representadas pelas equações químicas parciais que se seguem. C2H5OH (g) 1 H2O (v) → 4 H2 (g) 1 2 CO (g) H 5 1238,3 kJ · mol1 CO (g) 1 H2O (v) → CO2 (g) 1 H2 (g) H 5 41,8 kJ · mol1 Considerando 100% de eficiência no processo, escreva a equação global e calcule a variação de entalpia total en- volvida na reforma de um mol de etanol, usando a Lei de Hess. Mostre os cálculos necessários. 15. (UFMG) A produção de ácido nítrico é importante para a fabricação de fertilizantes e explosivos. As reações envolvidas no processo de oxidação da amônia para formar ácido nítrico estãorepresentadas nestas três equações: 4 NH3 (g) 1 5 O2 (g) → 4 NO (g) 1 6 H2O (,) H0 5 1.170 kJ/mol 2 NO2 (g) → 2 NO (g) 1 O2 (g) H0 5 114 kJ/mol 6 NO2 (g) 1 2 H2O (,) → 4 HNO3 (aq) 1 2 NO (g) H0 5 276 kJ/mol a) Escreva a equação química balanceada da reação comple- ta de produção de ácido nítrico aquoso, HNO3 (aq), e água a partir de NH3 (g) e O2 (g). b) Calcule o H0 da reação descrita no item a. (Deixe seus cálculos registrados, explicitando, assim, seu raciocínio.) c) Calcule a massa, em gramas, de ácido nítrico produzido a partir de 3,40 g de amônia. (Deixe seus cálculos regis- trados, explicitando, assim, seu raciocínio.) Dados: N 5 14; H 5 1; O 5 16. 16. (UFMG) A seguir são apresentadas as entalpias padrão de reação, em kJ/mol, para três reações a 25 ºC: I. CaO (s) 1 CO2 (g) → CaCO3 (s) H0/(kJ/mol) 5 183,3 II. CaO (s) 1 H2 (,) → Ca(OH)2 (aq) H0/(kJ/mol) 5 82,4 III. CO2 (g) 1 H2O (,) → H2CO3 (aq) H0/(kJ/mol) 5 20,5 a) Escreva a equação balanceada da reação global en- tre soluções aquosas de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 (aq), e de ácido carbônico, H2CO3 (aq), em que se forma carbonato de cálcio, CaCO3 (s), como um dos produtos dela resultantes. b) Considerando os dados apresentados, calcule a varia- ção de entalpia para a reação indicada no item a, desta questão. c) A síntese de carbonato de cálcio, CaCO3 (s), a partir de gás carbônico, CO2 (g), e óxido de cálcio, CaO (s), representada pela equação da reação I, é uma reação muito lenta. No entanto o carbonato de cálcio pode ser rapidamente produzido em meio aquoso, da seguinte forma: • Dissolve-se o CaO (s) em água; e • borbulha-se o CO2 (g) nessa solução. Considerando as diferenças entre os dois procedimen- tos, justifique por que a formação do carbonato de cál- cio é mais rápida quando se dissolvem os reagentes CO2 (g) e CaO (s) em água. 57 17. (Fuvest-SP) Pode-se calcular a entalpia molar de vapo- rização do etanol a partir das entalpias das rea ções de combustão representadas por: C2H5OH (,) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,) H1 C2H5OH (g) 1 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 1 3 H2O (g) H2 Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia molar de: a) vaporização da água. b) sublimação do dióxido de carbono. c) formação da água líquida. d) formação do etanol líquido. e) formação do dióxido de carbono gasoso. 18. (UFPR) O etanol (C2H5OH) é um combustível ampla- mente utilizado no Brasil para abastecer o tanque de automóveis. Dados: 2 C(grafite) 1 3 H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → C2H5 OH (,) H 5 277,7 kJ C(grafite) 1 O2 (g) → CO2 (g) H 5 393,5 kJ H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (g) H 5 285,8 kJ Sobre a combustão completa de 1 mol de etanol em oxigênio suficiente para formar CO2 (g) e H2O (g), de acordo com a estequiometria, é correto afirmar: I. A variação de entalpia na reação de combustão é H 5 1.366,7 kJ. II. A combustão completa de 1 mol de etanol exige 3 2 mol de O2 (g). III. Se a combustão for desenvolvida em um meio com ex- cesso de O2 (g), produzirá mais calor do que na presen- ça de oxigênio estequiométrico. IV. A variação de volume observada na transformação do etanol em água e gás carbônico é positiva nas CNTP. V. A Lei de Hess determina que uma reação química pode ser descrita pela soma de duas ou mais reações ade- quadas. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras. 19. (PUC-MG) O sulfeto de carbono (CS2) é um líquido inco- lor, muito volátil, tóxico e inflamável, empregado como solvente em laboratórios. Conhecendo-se as seguintes equações de formação a 25 ºC e 1 atm: C(grafite) 1 O2 (g) → CO2 (g) H1 5 394,0 kJ · mol1 S(rômbico) 1 O2 (g) → SO2 (g) H2 5 297,0 kJ · mol1 CS2 (,) 1 3 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 SO2 (g) H3 5 1.072,0 kJ · mol1 O valor da variação de entalpia (H) para a reação de formação do sulfeto de carbono líquido é, em kJ · mol1, igual a: a) 84,0 b) 381,0 c) 184,0 d) 1381,0 20. (UEL-PR) Se o suprimento de ar, na câmara de com- bustão de um motor de automóvel, for insuficiente para a queima do n-octano, pode ocorrer a formação de monóxido de carbono, uma substância altamente poluidora do ar atmosférico. Dados: 2 C8H18 (,) 1 25 O2 (g) → 16 CO2 (g) 1 18 H2O (,) H0 5 10.942 kJ 2 CO (g) 1 O2 (g) → 2 CO2 H0 5 566,0 kJ Assinale a alternativa que representa, corretamente, a equação termoquímica de combustão incompleta do n-octano. a) 2 C8H18 (,) 1 17 O2 (g) → 16 CO (g) 1 18 H2O (,) H0 5 6.414 kJ b) 2 C8H18 (,) 1 17 O2 (g) → 16 CO (g) 1 18 H2O (,) H0 5 11.508 kJ c) 2 C8H18 (,) 1 17 O2 (g) → 16 CO2 (g) 1 18 H2O (,) H0 5 6.414 kJ d) 2 C8H18 (,) 1 17 O2 (g) → 16 CO (g) 1 18 H2O (,) H0 5 10.376 kJ e) 2 C8H18 (,) 1 9 O2 (g) → 16 C (g) 1 18 H2O (,) H0 5 6.414 kJ 21. Dado o gráfico de entalpia abaixo, calcule: H0 (kJ) 4 NO (g) + 6 H2 (g) + 3 O2 (g) +362 2 N2 (g) + 6 H2 (g) + O2 (g) 0 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) –184,4 4 NO (g) + 6 H2O (�) –1.354 a) H0 NO (g) b) H0 NH3 (g) c) H0 H2O (,) d) H0 da reação: 4 NH3 (g) 1 5 O2 (g) → 4 NO (g) 1 6 H2O (,) 58 22. (Unimontes-MG) O etanol (C2H5OH) é um combustível muito utilizado atualmente e pode ser obtido indus- trialmente pela hidratação do etileno (C2H4), como mostra a equação química: C2H4 (g) 1 H2O (,) → C2H5OH (,) Sabendo-se que as entalpias padrões de combustão (H0 c) do etanol e do etileno são 1.367,1 kJ e 1.411,1 kJ, respectivamente, a entalpia padrão (H0), em kJ, da reação de obtenção industrial do etanol é: a) 44,0. b) 2.778,2. c) 44,0. d) 2.778,2. 23. (Ufscar-SP) Embora o silício seja o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, encontrado prin- cipalmente na forma de SiO2, o preço do silício metá- lico utilizado em chips de computadores é superior ao do ouro. Isto se deve às múltiplas etapas envolvidas na obtenção do silício com grau de pureza e crista- linidade necessárias à indústria eletrônica, a partir do material naturalmente disponível. Um dos proces- sos de obtenção inicial do silício elementar envolve o tratamento de SiO2 (areia) com carbono na forma de grafite, no qual ocorre a liberação de monóxido de carbono gasoso e a formação de silício amorfo sólido como produtos. Sobre as substâncias envolvidas no processo, sabe-se que as entalpias padrão de forma- ção de SiO2 sólido e monóxido de carbono gasoso (25 ºC e 1 atm de pressão) são iguais a 911 e 110 kJ/ mol, respectivamente. a) Escreva a equação química balanceada, incluindo os estados físicos de reagentes e produtos, que ocorre na formação de silício elementar segundo o processo descrito. b) Aplicando a Lei de Hess, calcule a entalpia da reação de formação de 1 mol de silício elementar pelo proces- so descrito. 59 Oxidorredução 1. (UFPR) O nitrogênio (N) é capaz de formar compostos com estados de oxidação que variam de 23 a 15. Cinco exemplos das inúmeras moléculas que o N pode formar são apresentados a seguir. Dados os números atômicos do N (Z 5 7), do H (Z 5 1) e do O (Z 5 8), numere a coluna II de acordo com a coluna I. Coluna I Coluna II 1. NO • 22 2. N2O • 23 3. NH3 • 14 4. N2H4 • 12 5. NO2 • 11 Indique a alternativa que apresenta a numeração cor- reta da coluna II, de cima para baixo. a) 1 2 4 2 2 2 5 2 3. b) 4 2 3 2 5 2 1 2 2. c) 1 2 2 2 4 2 3 2 5. d) 2 2 4 2 3 2 1 2 5. e) 3 2 5 2 1 2 2 2 4. 2. (PUC-MG) O número de oxidação (Nox) de um elemen- to quantifica seu estado de oxidação. Qual é o Nox de Cr no ânion Cr2O7 22? a) 13 b) 15 c) 16 d) 17 3. (Uni-Rio-RJ) “Mais de 20 nascentes subterrâneas alimen- tam Villa Luz. Peixes como o Poecilia mexicana fi- cam corados com os altos níveis de hemoglobina necessária para a captação do escasso oxigênioda água. Venenoso para os seres humanos, o áci- do sulfídrico (H2S) sustenta formas de vida micro- bianas que o oxidam, originando ácido sulfúrico (H2SO4) — este, por sua vez, dissolve a rocha (...).” (National Geographic Brasil, 2001.) Considerando que nos ácidos oxigenados o enxofre possui maiores estados de oxidação, indique a opção que contém o número de oxidação correto do átomo de enxofre pre- sente nos ácidos sulfídrico e sulfúrico, respectivamente: a) 22 e 14. d) 16 e 14. b) 16 e 22. e) 22 e 16. c) 14 e 16. 4. (Unifesp) O nitrogênio tem a característica de formar com o oxigênio diferentes óxidos: N2O, o “gás do riso”; NO, incolor; e NO2, castanho, produtos dos processos de combustão; N2O3 e N2O5, instáveis e explosivos. Este último reage com água produzindo ácido nítrico, con- forme a equação: N2O5 (g) 1 H2O (,) → 2 HNO3 (aq) ΔH0 5 2140 kJ Dentre os óxidos descritos no texto, aquele no qual o nitrogênio apresenta maior número de oxidação é o: a) NO. d) N2O3. b) NO2. e) N2O5. c) N2O. 5. (Uerj) O nitrogênio atmosférico, para ser utilizado pe- las plantas na síntese de substâncias orgânicas nitro- genadas, é inicialmente transformado em compostos inorgânicos, por ação de bactérias existentes no solo. No composto inorgânico oxigenado principalmente absorvido pelas raízes das plantas, o número de oxi- dação do nitrogênio, no nitrato, corresponde a: a) 0. c) 12. b) 11. d) 15. 6. (FGV-SP) O titânio e seus compostos são amplamente empregados tanto na área metalúrgica como na pro- dução de cosméticos e fármacos. No Brasil, são ex- traídos os minérios na forma de óxidos, rutilo (TiO2) e ilmenita (FeTiO3). O titânio apresenta o mesmo estado de oxidação nesses dois minérios. O número de oxida- ção do titânio e a configuração eletrônica da camada de valência do ferro no estado de oxidação em que se encontra na ilmenita são, respectivamente, a) 12 e 3d6 4s2. b) 12 e 3d4 4s2. c) 13 e 3d5. d) 14 e 3d6. e) 14 e 3d4. 7. (UFPR) O jornal Gazeta do Povo de 13 de agosto de 2006 apresentou a reportagem “Enxofre contra aquecimen- to global”, na qual aborda a proposta de um cientista de “lançar sulfureto de hidrogênio (H2S) na atmosfera. O dióxido de enxofre então é formado por oxidação, que também cria as partículas de ácido sulfúrico”. Acerca disso, considere as seguintes afirmativas: 1. No português do Brasil, o gás H2S é chamado de sulfe- to de hidrogênio. 2. A reação química de oxidação citada é: 2 H2S 1 3 O2 → 2 SO2 1 2 H2O. 3. A reação química responsável pela formação de áci- do sulfúrico é uma reação de análise. 4. Os números de oxidação (Nox) do enxofre nos com- postos citados são 22, 14 e 16, respectivamente. Indique a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. 60 8. (Uni-Rio-RJ) “Resíduo de arroz tem vários usos: outra op- ção de substrato. [...] é o uso da casca de arroz carbonizada. [...] Com a casca do arroz, o índice de doenças é 30% menor do que o registrado com a fibra do xaxim. É indicado o uso da casca de ar- roz com adubos ácidos, como o fosfórico e o sul- fúrico, para preservar a fibra ácida [...]”. (Estadão, 2007.) Considerando as informações no texto, pergunta-se: a) Qual a fórmula estrutural plana do ácido sulfúrico? b) Qual o nome do sal formado a partir da completa subs- tituição dos hidrogênios ácidos por íons NH2 2 no ácido ortofosfórico? c) Quais os números de oxidação do enxofre e do fósforo nos ácidos sulfúrico e ortofosfórico, respectivamente? 9. (UFRGS) No ânion tetraborato, B4O7 2– , o número de oxi- dação do boro é igual a a) 2. d) 5. b) 3. e) 7. c) 4. 10. (UFRJ) A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra 2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioativo 238U. O urânio é obtido a par- tir de jazidas minerais, na região de Caetité, locali- zada na Bahia, onde é beneficiado até a obtenção de um concentrado bruto de U3O8, também chamado de yellowcake. O concentrado bruto de urânio é processado através de uma série de etapas até chegar ao hexa-fluoreto de urânio, composto que será submetido ao processo final de enriquecimento no isótopo radioativo 238U, con- forme o esquema a seguir. Processamento de U3O8 HNO3 NH4OH ⇓ ⇓ U3O8 ⇒ dissolução → refino → precipitação ⇒ (NH4)2U2O7 ⇓ ⇓ rejeito 238U F2 HF ⇑ ⇓ ⇓ ⇓ enriquecimento ⇐ UF6 ⇐ fluoração ⇐ UF4 ⇐ fluoretação ⇐ UO2 (yellowcake) calcinação 1 redução H2 ⇓ Com base no esquema: a) Apresente os nomes do oxiácido e da base utilizados no processo. b) Indique os números de oxidação do átomo de urânio nos compostos U3O8 e (NH4)2U2O7. 11. (Unimontes-MG) Um determinado elemento quí- mico pertencente à família dos alcalinoterrosos e ao terceiro período da tabela periódica forma um composto binário com o fósforo (P). Sobre esse composto, pode-se dizer que (Consulte a tabela periódica.) a) o fósforo tem Nox igual a 25. b) sua fórmula química é Mg3P2. c) o cálcio é o metal constituinte. d) o composto é o fosfato de cálcio. 12. (UFJF-MG) Andradita é um mineral contendo cá- tions, cálcio e ferro, e o ânion ortossilicato (SiO4 42). Ele foi encontrado na América do Norte e sua fórmula é Ca3Fe2(SiO4)3. Recebeu esse nome em homenagem ao famoso mineralogista brasileiro, José Bonifácio de Andrada e Silva (1763-1838). Também conhecido, na História da ciência, como o descobridor do elemento químico lítio e, na História brasileira, como o “Patriarca da Independência”. De acordo com dados da tabela pe- riódica, podemos afirmar que os números de oxidação dos íons cálcio e ferro (na andradita) e a configuração eletrônica do íon lítio são, respectivamente: Dado (Li: Z 5 3) a) 12, 13 e 1s2. b) 12, 13 e 1s2 2s1. c) 11, 12 e 1s2 2s1. d) 11, 13 e 1s2 2s2. e) 12, 12 e 1s2. 13. (UFC-CE) Na análise de 5 (cinco) diferentes compostos (A, B, C, D e E) formados apenas por nitrogênio e oxi- gênio, observou-se que as relações de massas entre nitrogênio e oxigênio em cada um deles eram: Composto Massa de nitrogênio (g) Massa de oxigênio (g) A 2,8 1,6 B 2,8 3,2 C 2,8 4,8 D 2,8 6,4 E 2,8 8,0 a) Se a massa molar do composto C é 76 g · mol21, deter- mine as fórmulas químicas para os compostos A, B, C, D e E. b) Indique os estados de oxidação do nitrogênio nos com- postos A, B, C, D e E. 14. (UFF-RJ) O Brasil é um dos países líderes em reci- clagem de latinhas de alumínio. O alumínio usado na fabricação dessas latas pode ser obtido a partir da eletrólise ígnea (na ausência de água) de A,2O3 na presença de criolita. A equação simplificada da reação eletrolítica do A,2O3 é: A,2O3 (s) → 2 A, (,) 1 3 2 O2 (g) ΔH 5 1.650 kJ · mol21 De acordo com o exposto, pode-se afirmar que: a) são necessários 3 mol de A,2O3 para produzir 5 mol de alumínio. 61 b) a reação de obtenção de A, conforme a reação mos- trada acima é endotérmica. c) a reação de obtenção de A, conforme a reação acima é de dupla-troca. d) o oxigênio produzido tem número de oxidação 22. e) os números de oxidação para o alumínio e o oxigênio no A,2O3 são 13 e 0, respectivamente. 15. O gás cianídrico, muito tóxico, possui três átomos em sua molécula: carbono, nitrogênio e hidrogê- nio. Dados os números atômicos: C 5 6; N 5 7 e H 5 1, indique a alternativa que apresenta correta- mente o número de oxidação do carbono e as forças existentes entre moléculas na substância líquida. Número de oxidação do carbono Tipo de forças intermoleculares a) 22 Van der Waals b) 24 ligações de hidrogênio c) zero ligações de hidrogênio d) 12 Van der Waals e) 12 ligações de hidrogênio Reações de oxidorredução 1. (UFRGS) Considere a reação de decomposição do di- cromato de amônio mostrada e o texto que a segue. (NH4)2Cr2O7preparados por meio de uma série de diluições. Assim, utilizando- -se uma quantidade de água muito grande, os medica- mentos obtidos apresentam concentrações muito pe- quenas. A unidade mais adequada para medir tais con- centrações é denominada ppm: 1 ppm corresponde a 1 parte de soluto em 1 milhão de partes de solução. Considere um medicamento preparado com a mistura de 1 g de um extrato vegetal e 100 kg de água pura. A concentração aproximada desse extrato vegetal no medicamento, em ppm, está indicada na seguinte al- ternativa: a) 0,01. c) 1,00. b) 0,10. d) 10,00. 6 8. (PUCC-SP) A dispersão dos gases SO2, NO2, O3, CO e outros poluentes do ar fica prejudicada quando ocorre a inversão térmica. Considere que numa dessas oca- siões a concentração do CO seja de 10 volumes em 1 · 106 volumes de ar (10 ppm 5 10 partes por milhão). Quantos m3 de CO há em 1 · 103 m3 do ar? a) 100. b) 10,0. c) 1,00. d) 0,10. e) 0,010. 9. (FGV-SP) Dizer que uma solução desinfetante “apre- senta 1,5% de cloro ativo” é equivalente a dizer que a concentração de cloro ativo nessa solução é: a) 1,5 · 106 ppm. b) 1,5 · 10–2 ppm. c) 150 ppm. d) 1,5 ppm. e) 15.000 ppm. 10. (UFPE) O rótulo de um frasco diz que ele contém uma solução 1,5 molar de NaI em água. Isso quer dizer que a solução contém: a) 1,5 mol de NaI/quilograma de solução. b) 1,5 mol de NaI/litro de solução. c) 1,5 mol de NaI/quilograma de água. d) 1,5 mol de NaI/litro de água. e) 1,5 mol de NaI/mol de água. 11. (UFRN) O agrônomo de uma usina de açúcar so- licitou uma avaliação do teor de sacarose conti- da em um determinado lote de cana-de-açúcar. Para isso, foi entregue ao químico uma amostra de 2,0 litros de caldo de cana para determinar a concen- tração de sacarose (C12H22O11). (Massa molar da sacarose: 342 g/mol.) Ao receber o resultado da análise, expresso em mola- ridade (0,25 M), o auxiliar de escritório, não conseguin- do decifrá-lo, recorreu ao gerente. Este calculou que a massa de sacarose contida nos 2,0 litros de caldo de cana, de concentração 0,25 mol/L, era: a) 42,7 g. c) 2.370 g. b) 85,5 g. d) 171 g. 12. (PUC-MG) O sal permanganato de potássio (KMnO4) pode ser utilizado como germicida no tratamento de fe- ridas de modo geral. Indique a massa, em gramas, de permanganato de potássio necessária para preparar- mos 2,0 litros de solução 0,02 mol · L21, utilizada para esse fim. Dado massa molar: KMnO4 5 158 g/mol a) 1,58. b) 3,16. c) 6,32. d) 9,48. 13. (Uerj) Para evitar a proliferação do mosquito causa- dor da dengue, recomenda-se colocar, nos pratos das plantas, uma pequena quantidade de água sanitária de uso doméstico. Esse produto consiste em uma solução aquosa diluída de hipoclorito de sódio, cuja concentra- ção adequada, para essa finalidade, é igual a 0,1 mol/L. Para o preparo de 500 mL da solução a ser colocada nos pratos, a massa de hipoclorito de sódio necessária é, em gramas, aproximadamente igual a: (NaCO 5 74,5 g/mol) a) 3,7. b) 4,5. c) 5,3. d) 6,1. 14. (Udesc — adaptado) Os seres humanos necessitam ingerir uma quantidade pequena de íons necessários para um bom funcionamento do organismo. O forneci- mento desses íons ocorre através da ingestão de sais adequados. Alguns exemplos desses sais e suas fun- ções biológicas no corpo humano são mostrados na tabela a seguir. Nome Aplicação carbonato de lítio antidepressivo iodeto de potássio fonte de iodo para a tiroide sulfato de ferro (II) fonte de ferro para anêmicos sulfato de magnésio laxante I. Escreva em seu caderno a fórmula molecular do sulfa- to de ferro (II) e do carbonato de lítio. II. Indique qual a massa de sulfato de magnésio neces- sária para preparar uma solução de concentração 0,6 mol/L. Dado: MgSO4 5 120 g/mol 15. (UFSM-RS) Tem-se uma série de soluções de FeC3 6 H2O cuja massa molar é igual a 270 g/mol. Sa- bendo que em 100 mL, 200 mL, 300 mL e 400 mL de água estão contidos, respectivamente, 2,7 g, 5,4 g, 8,1 g e 10,8 g desse sal, a molaridade das substâncias obtidas é, respectivamente: a) 1; 2; 3; 4. d) 0,1; 0,2; 0,3; 0,4. b) 0,1; 0,1; 0,1; 0,1. e) 0,27; 0,54; 0,81; 1,08. c) 2,7; 5,4; 8,1; 10,8. 16. (Ufscar-SP) Soro fisiológico contém 0,900 gramas de NaC, massa molar 5 58,5 g/mol, em 100 mL de so- lução aquosa. A concentração do soro fisiológico, ex- pressa em mol/L, é igual a: a) 0,009. b) 0,015. c) 0,100. d) 0,154. e) 0,900. 17. (Udesc) A água consegue dissolver um grande núme- ro de substâncias; por isso, ela tende a se contami- nar com muita facilidade. Os pesticidas são um gru- po de compostos responsáveis pela contaminação das águas; entre eles encontra-se o cloro etanamida (CH2CCONHCH3), um herbicida responsável por des- truir ervas daninhas. Se 1,0 kg desse herbicida for acidentalmente jogado dentro de um pequeno lago de 100 m3, calcule: a) a concentração comum de cloro etanamida nesse lago; b) a molaridade ou concentração molar do herbicida. 18. (Unimontes-MG) A água é classificada como dura quando contém íons cálcio e/ou magnésio (massas atômicas: Mg 5 24; Ca 5 40), que formam sais insolú- veis com os ânions dos sabões, impedindo a formação de espumas. Em termos químicos, o índice de dureza 7 em mol/L é definido como a soma das concentrações desses íons. Uma amostra de 500 mL de água conten- do 0,0040 g de íon cálcio e 0,0012 g de íon magnésio apresenta um índice de dureza igual a: a) 0,0002. b) 0,0001. c) 0,0003. d) 0,0004. 19. (Uniube/PIAS-MG — adaptado) São dadas as informa- ções seguintes, constantes do rótulo de uma marca de água mineral. Qual das alternativas abaixo está correta? Íon Teor (g/L) K1 0,00195 Na1 0,01035 Ca21 0,01320 Mg21 0,00486 a) A composição total de elementos alcalinos é igual a 0,0123 g/L. b) Em termos de molaridade, a concentração de íons cál- cio é maior do que para os íons sódio. c) Nessa tabela estão relacionados cátions e ânions. d) A composição total de cátions é igual a 0,30 g/L. (Consulte a tabela periódica.) 20. (PUC-RJ) É possível conhecer a concentração de uma espécie iônica em solução aquosa, a partir do conhe- cimento da concentração de soluto e se o soluto dis- solvido dissocia-se ou ioniza-se por completo. Uma solução de sulfato de sódio, Na2SO4, possui concentração em quantidade de matéria igual a 0,3 mol L21. Nessa solução, a concentração, em quantidade de matéria, da espécie Na1 é: a) 0,2 mol L21 d) 0,8 mol L21 b) 0,3 mol L21 e) 0,9 mol L21 c) 0,6 mol L21 21. (Unesp) Uma solução foi preparada com 17,5 g de sul- fato de potássio (K2SO4) e água suficiente para obter 500 mL de solução. Determine a concentração em mol L21 dos íons potássio e dos íons sulfato na solução. Mas- sas molares em g · mol21: K 5 39, S 5 32, O 5 16. Observe as informações contidas no frasco abaixo e responda às questões de 22 a 25. HC 36% em massa C 5 1.190 g/L Co nc eit og ra f 22. Qual é a massa de HC em 100 g de solução? 23. Qual é a massa de 1,0 L de solução? 24. Qual é o valor do título dessa solução? 25. Determine a concentração em g/L dessa solução. 26. Determine o título de uma solução aquosa de H2SO4 de concentração 500 g/L e densidade igual a 1.250 g/L. 27. Uma solução aquosa 1,5 mol/L de ácido acético apre- senta qual concentração em g/L? (Massa molar do áci- do acético 5 60 g/mol.) 28. (UEM-PR) Qual a molaridade de uma solução aquosa de hidróxido de sódio que apresenta C 5 80 g/L? (H 5 1; Na 5 23; O 5 16.) 29. (PUC-MG) Uma solução aquosa de CuBr2 (M 5 224 g/mol) tem concentração igual a 22,4 g/L e densidade praticamente igual a 1 g/mL. A concentra- ção mol/L dessa solução é igual a, aproximadamente: a) 0,10. b) 0,16. c) 0,22. d) 1,00. e) 2,26. 30. (Fuvest-SP) Uma dada solução aquosa de hidróxido de sódio contém 24% em massa de NaOH. Sendo a densi- dade da solução 1,25 g/mL, sua concentração, em g/L, será aproximadamente igual a: a) 300. b) 240. c) 125. d) 80.→ Cr2O3 1 N2 1 4 H2O Nessa reação, o elemento .... sofre .... e o elemento .... sofre .... . O número total de elétrons transferidos na reação é igual a .... . Indique a alternativa que preenche corretamente as la- cunas do texto, na ordem em que elas ocorrem. a) cromo 2 redução 2 nitrogênio 2 oxidação 2 seis b) nitrogênio 2 redução 2 cromo 2 oxidação 2 três c) oxigênio 2 redução 2 nitrogênio 2 oxidação 2 doze d) cromo 2 redução 2 hidrogênio 2 oxidação 2 seis e) cromo 2 oxidação 2 nitrogênio 2 redução 2 três 2. (UFRJ) Cerca de 38% do consumo mundial de sódio metálico estão vinculados à produção do corante índi- go usado no vestuário jeans. A produção de boridreto de sódio para o branqueamento de celulose responde por cerca de 20% do consumo desse metal alcalino. As demais aplicações se concentram na área da química fina. O fluxograma a seguir descreve algumas reações envolvidas nessas aplicações. 1 H2 metilados índigo, jeans Na NaBH4 NaH 1 N2O 1 3 NaNH2 NaN3 1 BH3 4 1 NH2 2 1 ROH a) Na reação 1, dê o nome do produto e indique o com- posto que sofreu oxidação. b) Identifique e classifique as ligações no produto da rea- ção 2. 3. (Fuvest-SP) A pólvora é o explosivo mais antigo conhe- cido pela humanidade. Consiste na mistura de nitrato de potássio, enxofre e carvão. Na explosão, ocorre uma reação de oxirredução, formando-se sulfato de potás- sio, dióxido de carbono e nitrogênio molecular. Nessa transformação, o elemento que sofre maior va- riação de número de oxidação é o: a) carbono. d) oxigênio. b) enxofre. e) potássio. c) nitrogênio. 4. (Unicamp-SP) Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios uti- lizando o conhecimento químico (vestibular Unicamp 2002). Hoje estão se preparando para celebrar uma data muito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b em cada questão devem, necessariamente, ser respondidos. Também para mostrar suas habilidades químicas, Rango colocou sobre o balcão uma folha de papel que exalava um cheiro de ovo podre e que fazia recuar os “mais fracos de estômago”. Sobre essa folha, via-se um pó branco misturado com limalhas de um metal de cor prateada. Após algumas palavras mágicas de Rango, ouviu-se uma pequena explosão acompanhada de uma fumaça branca pairando no ar. a) Sabendo-se que, naquela mistura maluca e malchei- rosa, uma das reações ocorreu entre o clorato de po- tássio (KC,O3) e raspas de magnésio metálico e que o pó branco formado era cloreto de potássio misturado a óxido de magnésio, teria havido ali uma reação com transferência de elétrons? Justifique. b) A mistura malcheirosa continha fósforo branco (P4) dissolvido em CS2, o que permitiu a ocorrência da reação entre o KC,O3 e o magnésio. A molécula P4 é te- traédrica. A partir dessa informação, faça um desenho representando essa molécula, evidenciando os átomos e as ligações químicas. 5. (UFPE) O nitrogênio é um importante constituinte dos seres vivos, pois é parte de todo aminoácido. Além de presente na biosfera, ele também é encontrado no solo, nas águas e na atmosfera. Sua distribuição no planeta é parte do chamado ciclo do nitrogênio. Re- 62 sumidamente, nesse ciclo, estão presentes as etapas de fixação do nitrogênio atmosférico por micro-or- ganismos, que, posteriormente, é transformado em amônia. A amônia sofre um processo de nitrificação e é convertida a nitrato, que pode sofrer um processo de desnitrificação e ser finalmente convertido a nitro- gênio molecular, retornando à atmosfera. Sobre esses processos, analise as afirmações a seguir. 0-0) Na reação de nitrificação, o nitrogênio é oxidado de 23 para 13. 1-1) A amônia é uma molécula volátil, porém em solos ácidos pode formar o íon amônio, não volátil. 2-2) O nitrogênio molecular é muito estável por apresen- tar uma ligação tripla e, por isso, sua transformação em amônia, por meios sintéticos, requer grandes quantidades de energia. 3-3) No processo de desnitrificação, o nitrogênio sofre uma redução de 15 para 0. 4-4) A maioria dos nitratos é solúvel em água. 6. (Uerj) As reações de oxirredução I, II, III, descritas a se- guir, compõem o processo de produção do gás metano a partir do carvão, que tem como subproduto o dióxido de carbono. Nessas reações, o carvão está representado por C (s) em sua forma alotrópica mais estável. I. C (s) 1 H2O (g) → CO (g) 1 H2 (g) II. CO (g) 1 H2O (g) → CO2 (g) 1 H2 (g) III. C (s) 1 2 H2 (g) → CH4 (g) Entre as vantagens da utilização do metano como combustível estão a maior facilidade de distribuição, a queima com ausência de resíduos e o alto rendimento térmico. O alto rendimento térmico pode ser observado na se- guinte equação termoquímica: CH4 (g) 1 2 O2 (g) → CO2 (g) 1 2 H2O (g) H 5 2802 kJ Identifique os agentes redutores nas equações II e III. 7. (UFC-CE) A dissolução do ouro em água régia (uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico) ocorre se- gundo a equação química: Au (s) 1 NO2 3 (aq) 1 4 H1 (aq) 1 4 C,2 (aq) → → AuC,2 4 (aq) 1 2 H2O (,) 1 NO (g) Com relação à reação, indique a alternativa correta. a) O nitrato atua como agente oxidante. b) O estado de oxidação do N passa de 15 para 23. c) O cloreto atua como agente redutor. d) O oxigênio sofre oxidação de 2 elétrons. e) O íon hidrogênio atua como agente redutor. 8. (UFPB) Os óxidos de silício, que compreendem mais de 90% da crosta terrestre, dependendo da proporção de oxigênio e silício, podem ter as mais diversas apli- cações. Os silicones são usados como lubrificantes; o amianto é um isolante térmico; as zeólitas (aluminos- silicatos) são empregadas como catalisadores, agen- tes secantes, abrandadores da dureza da água etc. As equações, a seguir, representam transformações quí- micas, envolvendo dióxido de silício e aluminossilicatos: I. 2 KA,Si3O8 (s) 1 2 H2O (,) 1 CO2 (g) → K2CO3 (aq) 1 1 A,2Si2O5(OH)4 (s) 1 4 SiO2 (s) II. SiC,4 (,) 1 2 H2O (,) → SiO2 (s) 1 4 HC, (aq) III. CaO (s) 1 SiO2 (s) → CaSiO3 (,) IV. Si (s) 1 2 H2O (,) → SiO2 (s) 1 2 H2 (g) Com respeito às reações I, II, III e IV é correto afirmar: a) Apenas as reações I e IV são de oxidorredução. b) Apenas as reações II, III e IV são de oxidorredução. c) Todas as reações são de oxidorredução. d) Na reação I, o KA,Si3O8 é o agente oxidante, e o CO2 é o agente redutor. e) Na reação IV, o Si é o agente redutor, e o H2O é o agente oxidante. 9. (PUC-RJ) Ferro-gusa é o principal produto obti- do no alto-forno de uma siderúrgica. As matérias- -primas utilizadas são: hematita (Fe2O3 mais impure- zas), calcário (CaCO3 mais impurezas), coque (C) e ar quente. Considere as principais reações que ocorrem no alto- -forno: CaCO3 CaO 1 CO2 CO2 1 C 2 CO Fe2O3 1 3 CO 2 Fe 1 3 CO2 a) A partir de uma tonelada de hematita com 10% de im- purezas em massa, calcule a quantidade máxima, em kg, que se pode obter de ferro-gusa (Fe mais 7% em massa, de impurezas). b) Escreva a fórmula dos agentes redutores nas reações de oxirredução. c) Dentre os reagentes e produtos presentes, identifique e escreva a reação do anidrido com a água. ∆ ⇓ ferro-gusa (ferro na forma líquida contendo impurezas) 63 Balanceamento das equações de reações de oxidorredução 1. (PUC-MG) As estações de tratamento de esgotos conse- guem reduzir a concentração de vários poluentes pre- sentes nos despejos líquidos antes de lançá-los nos rios e lagos. Uma das reações que acontece é a transfor- mação do gás sulfídrico (H2S), que apresenta um cheiro muito desagradável, em SO2. O processo pode ser re- presentado pela equação: H2S (g) 1 O2 (g) → SO2 (g) 1 H2O (g) Considerando-se essas informações e após o balance- amento dessa equação, é incorreto afirmar que: a) o enxofre do gás sulfídrico é oxidado. b) o gás oxigênio atua como agente redutor.c) a soma dos coeficientes mínimos e inteiros das espé- cies envolvidas é igual a 9. d) a variação do número de oxidação para cada átomo de enxofre é igual a 6. 2. (UEG-GO) Considere o processo de obtenção do fluo- reto de potássio representado a seguir e responda ao que se pede. KMnO4 1 HF → KF 1 MnF2 1 H2O 1 F2 a) Pelo método de oxidação e redução, obtenha os coe- ficientes para os compostos da reação, de forma que ela fique devidamente balanceada. b) Indique os agentes oxidante e redutor na reação. 3. (UFSC) Na seguinte equação química não balan ceada: Fe 1 CuSO4 → Fe2(SO4)3 1 Cu 01. O cobre sofre oxidação. 02. O número de oxidação do cobre no CuSO4 é 12. 04. O átomo de ferro perde 2 elétrons. 08. Houve oxidação do ferro. 16. Temos uma reação de oxirredução. 32. Após o balanceamento, a soma dos menores números inteiros possíveis para os coeficientes é 9. 64. O ferro é o agente oxidante. Dê como resposta a soma dos números associados às proposições verdadeiras. 4. (PUC-MG) A equação global, não balanceada, que re- presenta a reação de obtenção do aço na siderurgia é: Fe2O3 (s) 1 C (s) → Fe (s) 1 CO (g) Sobre essa reação, indique a afirmativa incorreta. a) O carbono atua como agente oxidante. b) O ferro do Fe2O3 sofre uma redução. c) O oxigênio não sofre variação de Nox na reação. d) Após o balanceamento da equação, a soma dos coe- ficientes mínimos e inteiros das espécies envolvidas é igual a 9. 5. (Cefet-CE) Dada a reação química não balanceada Bi2O3 1 NaC,O 1 NaOH → NaBiO3 1 NaC, 1 H2O indique a opção correta: a) BiO3 é o agente oxidante. b) NaC,O é o agente redutor. c) O elemento C, sofreu oxidação. d) Os coeficientes que ajustam NaC,O e NaBiO3 são res- pectivamente 2 e 2. e) O elemento bismuto sofreu redução. 6. (UFMT) Um dos problemas da construção civil é a oxidação da ferragem (aço de construção) usada nas colunas e vigas de casas, prédios e pontes. Os cons- trutores devem tomar o cuidado de nunca deixarem a ferragem exposta ao ar, para evitar a oxidação do aço pelo oxigênio do ar (reação de oxidorredução). Analisando a reação de oxidorredução, MnO2 1 KC,O3 1 KOH → K2MnO4 1 KC, 1 H2O, pode-se afirmar que: 0) A soma dos menores coeficientes da equação química balanceada é 16. 1) O KC,O3 é o agente oxidante. 2) O “Mn” (no MnO2) perdeu elétrons. 3) O “K” (no KC,O3) não perdeu nem ganhou elétrons. 4) A reação química ocorreu em meio ácido. 7. (UPE) Considere a equação abaixo: P2S5 1 HNO3 → H3PO4 1 H2SO4 1 NO2 1 H2O Após convenientemente ajustada, é correto afirmar: a) A soma dos coeficientes do H3PO4 e do H2SO4 é igual a 5; b) A soma dos coeficientes do HNO3 e da H2O é igual a 36; c) O coeficiente do ácido sulfúrico é igual ao coeficiente do NO2 menos 20; d) O coeficiente do P2S5 é igual à unidade; e) O coeficiente do NO2 é igual ao coeficiente do P2S5. 8. (Udesc) Observe esta reação iônica: MnO4 2 1 I2 1 H1 → Mn21 1 I2 1 H2O Indique a alternativa que corresponde aos coeficientes corretamente balanceados. a) 1; 1; 1; 2; 5; 1 b) 2; 10; 16; 2; 5; 8 c) 2; 10; 1; 2; 5; 1 d) 2; 10; 1; 2; 5; 8 e) 1; 4; 8; 1; 2; 4 9. (UFBA) O íon sulfito reage com o íon Cr2O 22 7 , segundo a equação: Cr2O 22 7 (aq) 1 SO22 3 (aq) 1 H3O 1 (aq) → → Cr31 (aq) 1 SO22 4 (aq) 1 H2O (,) 64 Após o balanceamento da equação, podemos afirmar que: 1) O íon sulfito é o agente redutor. 2) O número de oxidação do enxofre, no SO3 22, é 14. 4) O cromo ganha elétrons e se oxida. 8) A soma dos coeficientes estequiométricos é igual a 29. 16) Para cada mol de íon sulfito que reage, forma-se 1 mol de íon sulfato. Dê como resposta a soma dos números associados às proposições verdadeiras. 10. (PUC-MG) Em um laboratório, um grupo de estudan- tes colocou um pedaço de palha de aço em um prato cobrindo-o com água sanitária. Após 10 minutos, eles observaram, no fundo do prato, a formação de uma nova substância de cor avermelhada, cuja fórmula é Fe2O3. A reação que originou esse composto ocorreu entre o ferro (Fe) e o hipoclorito de sódio (NaCO), presente na água sanitária, e pode ser representada pela seguinte equação não balanceada: Fe (s) 1 NaC,O (aq) → Fe2O3 (s) 1 NaC, (aq) Considerando-se essas informações, é incorreto afir- mar: a) O hipoclorito de sódio atua como o redutor. b) O ferro sofre uma oxidação. c) A soma dos coeficientes das substâncias que partici- pam da reação é igual a 9. d) O átomo de cloro do hipoclorito de sódio ganhou 2 elétrons. 11. (UEG-GO) St oc kx pe rt/ Im ag e P lu s R. B ar re to St oc kx pe rt/ Im ag e P lu s Talheres de prata comumente apresentam manchas escuras em sua superfície, que consistem em sulfeto de prata (Ag2S) formado pela reação da prata com compos- tos contendo enxofre encontrados em certos alimentos e no ar. Para limpar talheres escurecidos basta colocá- -los em uma panela de alumínio com água quente e uma solução de soda cáustica diluída e, em seguida, retirá-los e enxaguá-los em água limpa, o que devolve o brilho característico dos talheres, que ficam com o as- pecto de novos. Esse processo consiste na reação do alumínio da panela com o sulfeto de prata, conforme a seguinte equação, não balanceada: Ag2S 1 A, 1 NaOH 1 H2O → Ag 1 H2S 1 NaA,O2 Sobre essa reação, pede-se: a) O agente oxidante e o agente redutor. b) A soma dos coeficientes da equação balanceada com os menores números inteiros possíveis. 12. (Fuvest-SP) O cientista e escritor Oliver Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de sua infância: “Ler sobre [Humphry] Davy e seus experimen- tos estimulou-me a fazer diversos outros experi- mentos eletroquímicos... Devolvi o brilho às co- lheres de prata de minha mãe colocando-as em um prato de alumínio com uma solução morna de bicarbonato de sódio [NaHCO3]”. Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo- -se que • objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de Ag2O e Ag2S (compostos iônicos); • as espécies químicas Na1, A,31 e Ag1 têm, nessa or- dem, tendência crescente para receber elétrons. Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável pela devolução do brilho às colheres, pode ser repre- sentada por: a) 2 Ag1 1 A,0 → 3 Ag0 1 A,31 b) A,31 1 3 Ag0 → A,0 1 3 Ag1 c) Ag0 1 Na1 → Ag1 1 Na0 d) A,0 1 3 Na1 → A,31 1 3 Na0 e) 3 Na0 1 A,31 → 3 Na1 1 A,0 13. (UFSC) O elemento químico titânio, do latim titans, foi descoberto em 1791 por William Gregor e é encontra- do na natureza nos minérios ilmenita e rutilo. Por ser leve (pouco denso) e resistente à deformação mecâ- nica, o titânio forma próteses biocompatíveis e ligas com alumínio, molibdênio, manganês, ferro e vaná- dio, com aplicação na fabricação de aeronaves, ócu- los, relógios e raquetes de tênis. Comercialmente, esse elemento pode ser obtido pelo processo Kroll, representado pela equação química não balanceada: XC,4 1 Mg → MgC,2 1 X Considere as informações do enunciado e a equação balanceada, em seguida indique a(s) proposição(ões) correta(s). 01. O processo Kroll representa uma reação de oxidorredução. 02. Na equação dada, XC,4 representa TaC,4. 04. No processo Kroll, o magnésio atua como agente oxi- dante. 08. Os símbolos químicos dos elementos alumínio, molib- dênio e ferro são, respectivamente, A,, Mo e F. 16. No processo Kroll, o número de oxidação do titânio pas- sa de 14 para zero. 32. Um mol de titânio é produzido a partir de 2 mol de mag- nésio. 14. (Udesc) Muitas reações químicas presentes em nosso cotidiano acontecem por meio de transferência de elé- trons, ou seja, são reações de oxirredução. Entre elas encontram-se: I. Obtenção do Fe nos altos-fornos, pela redução da he- matita: Fe2O3 (s) 1 CO (g) → Fe (s) 1 CO2 (g). 65 II. Eliminação do excesso de cloro da água tratada, por meio de filtros contendo carvão ativo: C,2 (g) 1 C (s) 1 H2O (,) → CO2 (g) 1 HC (aq). Para cada uma das reações, determine: a)os coeficientes da reação. b) o agente oxidante e o agente redutor. 15. (UFPE/UFRPE) A reação total da bateria de níquel- -cádmio, usada em calculadoras de bolso, é: x Cd (s) 1 x NiO2 (s) 1 y H2O → → x Cd(OH)2 (s) 1 x Ni(OH)2 (s). Se x 5 26, qual o valor de y? 16. (UFRJ) O arseneto de gálio (GaAs) é uma substância com excepcionais propriedades semicondutoras, sendo muito utilizado em células fotoelétricas e transistores. Muitos cientistas acreditam que o arseneto de gálio deverá substituir o silício na fabricação da próxima geração de chips de computadores ultravelozes. Sua obtenção industrial se dá através da reação: As 1 H2 1 Ga2O3 600 ºC GaAs 1 H2O a) Sabendo que o número de oxidação do gálio permane- ce inalterado, determine a variação do número de oxi- dação do arsênio na reação de produção do arseneto de gálio. b) Ajuste a equação e determine a razão entre o número de átomos de H e de As que tomam parte na reação. 17. (Ufla-MG) Uma importante rota de determinação de ferro é a titulação que utiliza permanganato de potás- sio em meio ácido. A equação não balanceada da rea- ção química envolvida é: MnO2 4 1 Fe21 1 H1 → Mn21 1 Fe31 1 H2O A soma dos coeficientes apenas no lado dos produtos, após o balanceamento, é: a) 23 c) 10 b) 14 d) 3 18. (Mack-SP) x IO1 3 21 5 HSO1 3 2 → H2O 1 y H11 1 I2 1 w SO2 4 2 A equação iônica anterior representa a obtenção de iodo por meio da reação de iodato de sódio com bissul- fito de sódio, a respeito da qual se fazem as afirmações: I. Os valores dos coeficientes do balanceamento x, y e w são, respectivamente, 2, 5 e 5. II. O número de oxidação do iodo varia de 15 para zero. III. O enxofre, no bissulfito, é oxidado. IV. A soma dos menores coeficientes inteiros do balance- amento é igual a 17. Das afirmações feitas, estão corretas: a) I, II, III e IV. b) II, III e IV, somente. c) I e II, somente. d) III e IV, somente. e) I e IV, somente. 19. (UFMG) Considere a reação de oxirredução entre mo- léculas de ácido oxálico (H2C2O4) e íons permanganato (MnO2 4) representada pela equação: H2C2O4 (aq) 1 MnO2 4 (aq) 1 6 H1 (aq) → → Mn21 (aq) 1 2 CO2 (g) 1 4 H2O (,) 1) Essa equação indica todas as espécies envolvidas na oxirredução. No entanto, ela não está balanceada cor- retamente, o que pode ser observado por sua simples inspeção. Justifique essa afirmativa. 2) Copie e complete o quadro a seguir com as informa- ções solicitadas. Oxidante Redutor Elemento que sofre redução Elemento que sofre oxidação Mol de elétrons recebidos por um mol de oxidante Mol de elétrons perdidos por um mol de redutor 3) Suponha que uma solução de MnO2 4 (aq) seja adiciona- da, gota a gota, a uma solução de H2C2O4 (aq), contida em um béquer. Considere que todas as espécies en- volvidas na reação sejam incolores, exceto MnO2 4 4 , que tem cor púrpura. Indique se haverá ou não mudança de cor do conteúdo do béquer, no início da reação, quando há excesso de H2C2O4. Justifique sua resposta. 4) Descreva como se pode perceber que não há mais H2C2O4 na solução. 66 Pilhas 1. (UFPE) Podemos dizer que, na célula eletroquímica Mg (s) | Mg21 (aq) || Fe21 (aq) | Fe (s) a) o magnésio sofre redução. b) o ferro é o ânodo. c) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. d) há dissolução do eletrodo de ferro. e) a concentração da solução de Mg21 diminui com o tempo. 2. (UFBA 2 adaptado) lâmina Xº lâmina Yº solução de Y1Y1solução de X1 X1 ponte salina A B Lu is M ou ra fl uxo de elétrons Com base no processo eletroquímico representado na figura acima, pode-se afirmar: (01) A massa da lâmina X0 diminui com o tempo. (02) Nesse processo ocorre perda e ganho de elétrons. (04) O ânodo da pilha é: X0/X1. (08) A reação global da pilha é X0 (s) 1 Y1 (aq) → X1 (aq) 1 Y0 (s) (16) X0 é o oxidante. (32) Durante o processo eletroquímico, a concentração das soluções, em A e B, permanece inalterada. (64) A função da ponte salina é permitir a migração de íons de uma solução para a outra. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. 3. (UFRRJ) “O que é feito com as baterias usadas de ce- lular? Quase nada 2 cerca de 1% 2 vai para a recicla- gem, graças aos poucos consumidores que depo- sitam as baterias usadas nos escassos postos de coleta apropriados.” Hakime, Raphael. Lixo telefônico. In Revista Superinte- ressante, edição 243, set. 2007. A qualidade de vida das futuras gerações depende de cuidados que as pessoas devem ter no presente. Um exemplo é a forma como são descartadas as pilhas e baterias. As baterias de celulares são pilhas de níquel- -cádmio, que são muito fáceis de serem recarregadas. O ânodo dessa pilha é constituído de cádmio metáli- co (Cd), o cátodo apresenta óxido de níquel IV (NiO2) e o eletrólito é uma solução de hidróxido de potássio (KOH). Dados: Cd(OH)2 (s) 1 2 e2 Cd (s) 1 2 OH2 (aq) NiO2 (s) 1 2 H2O 1 2 e2 Ni(OH)2 (s) 1 2 OH2 (aq) a) Quais são os agentes redutor e oxidante existentes nessa pilha? b) Qual é a reação global dessa pilha? 4. (UFMG) Na figura, está representado um circuito elé- trico formado por uma bateria conectada a uma lâm- pada. Lu is M ou ra papel de fi ltro embebido em CuSO4 (aq) papel de fi ltro embebido em ZnSO4 (aq) placa de Cu placa de Zn A bateria é construída com placas de zinco e de co- bre, entre as quais são dispostas soluções aquosas de sulfato de zinco e de sulfato de cobre, embebidas em papel de filtro. Considerando-se o funcionamento dessa bateria, é in- correto afirmar que: a) durante o funcionamento da bateria, energia química é convertida em energia elétrica. b) durante o funcionamento da bateria, íons são transfor- mados em átomos neutros. c) se o circuito elétrico externo for fechado sobre a placa de zinco, a lâmpada não se acenderá. d) se o circuito elétrico externo for fechado sobre a placa de cobre, haverá passagem de íons Cu21 pelo fio. 5. (Mack-SP 2 adaptado) Considerando a pilha Zn | Zn21 || Cu21 | Cu e sabendo que o zinco cede elétrons espontaneamente para os íons Cu21, é incorreto afir- mar que: a) o eletrodo de cobre é o cátodo. b) o eletrodo de Zn é gasto. c) a solução de CuSO4 irá se concentrar. d) o eletrodo de zinco é o ânodo. e) a equação global da pilha é Zn0 1 Cu21 → Zn21 1 Cu0. 67 6. (UFMG) Na figura, está representada a montagem de uma pilha eletroquímica, que contém duas lâminas metálicas 2 uma de zinco e uma de cobre 2 mergu- lhadas em soluções de seus respectivos sulfatos. A montagem inclui um longo chumaço de algodão, em- bebido numa solução saturada de cloreto de potássio, mergulhado nos dois béqueres. As lâminas estão uni- das por fios de cobre que se conectam a um medidor de corrente elétrica. Lu is M ou ra medidor de corrente fio de cobre fio de cobre lâmina de cobre lâmina de zinco chumaço de algodão com KC (aq) ZnSO4 (aq) Quando a pilha está em funcionamento, o medidor indica a passagem de uma corrente e pode-se observar que: • a lâmina de zinco metálico sofre desgaste; • a cor da solução de sulfato de cobre (II) se torna mais clara; • um depósito de cobre metálico se forma sobre a lâmi- na de cobre. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que, quando a pilha está em funcionamento: a) nos fios, elétrons se movem da direita para a esquer- da; e, no algodão, cátions K1 se movem da direita para a esquerda e ânions C2, da esquerda para a direita. b) nos fios, elétrons se movem da direita para a esquer- da; e, no algodão, elétrons se movem da esquerda para a direita. c) nos fios, elétrons se movem da esquerda para a direi- ta; e, no algodão, cátions K1 se movem da esquerda para a direita e ânions C2, da direita para a esquerda. d) nos fios, elétrons se movem da esquerda para a direita; e, no algodão, elétrons se movem da direita para a esquerda. 7. (Vunesp) Em maio de 1800, Alessandro Volta anunciou a invenção da pilhaelétrica, a primeira fonte contínua de eletricidade. O seu uso influenciou fortemente o desen- volvimento da Química nas décadas seguintes. A pilha de Volta era composta de discos de zinco e de prata sobrepostos e intercalados com material poroso embebido em solução salina, como mostrado a seguir. zinco prata zinco prata zinco prata círculo externo material poroso embebido em solução salina Com o funcionamento da pilha, observa-se que os dis- cos de zinco sofrem corrosão. A respeito da pilha de Volta, são feitas as seguintes afirmações: I. Nos discos de zinco ocorre a semirreação: Zn (s) → Zn21 1 2 e2. II. Os discos de prata são fontes de elétrons para o circui- to externo. III. O aumento do diâmetro dos discos empregados na mon- tagem não influencia na tensão fornecida pela pilha. Das três afirmações apresentadas: a) apenas I é verdadeira. b) apenas II é verdadeira. c) apenas I e II são verdadeiras. d) apenas I e III são verdadeiras. e) apenas II e III são verdadeiras. 8. (UFPR) As pilhas são importantes produtos na socie- dade de hoje. Sobre as pilhas eletroquímicas, indique a alternativa correta. a) No eletrodo conhecido como cátodo ocorre a semirre- ação de oxidação. b) O polo positivo da pilha é cátodo. c) Para que ocorra reação química nas pilhas é necessá- rio fornecer energia elétrica ao circuito. d) O fluxo de elétrons pela parte do circuito externo da pilha ocorre no polo positivo para o negativo. e) Nas pilhas ocorre a eletrólise. 9. (Unesp) A reação entre crômio metálico e íons ferro (II) em água, produzindo íons crômio (III) e ferro metálico, pode ser utilizada para se montar uma pilha eletroquí- mica. a) Escreva em seu caderno as semirreações que ocorrem na pilha, indicando a semirreação de oxidação e a se- mirreação de redução. b) Escreva em seu caderno a equação química global correspondente à pilha em funcionamento. 10. (UFPE/UFRPE) Uma pilha é construída associando- -se uma semicélula com um eletrodo de A em solu- ção de A,31 e uma semicélula com um eletrodo de Ag em solução de Ag1. Qual a massa perdida pelo eletro- do de alumínio quando 1 mol de Ag1 reduz-se a prata metálica? Dados: massas molares (g/mol) A, 5 27; Ag5 108. 68 Potencial das pilhas 1. (PUC-MG) Observe as semirreações a seguir. C,2 (g) 1 2 e2 2 C,2 (aq) E0 5 11,36 V Fe31 (aq) 1 e2 Fe21 (aq) E 0 5 10,77 V O potencial padrão da reação 2 Fe21 (aq) 1 C,2 (g) 2 Fe31 (aq) 1 2 C,2 (aq) será: a) 10,08 V c) 10,59 V b) 20,08 V d) 20,59 V 2. (UEG-GO) Uma solução de 1 mol · L21 de Cu(NO3)2 é co- locada em uma proveta com uma lâmina de cobre me- tálico. Outra solução de 1 mol · L21 de SnSO4 é colocada em uma segunda proveta com uma lâmina de estanho metálico. Os dois eletrodos metálicos são conectados por fios a um voltímetro, enquanto as duas provetas são conectadas por uma ponte salina. Considerando os potenciais padrão de redução lista- dos a seguir, responda ao que se pede. Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) E0 5 10,337 V Sn21 (aq) 1 2 e2 → Sn (s) E0 5 20,140 V a) Dê o potencial registrado no voltímetro, justificando sua resposta. b) Escreva em seu caderno a equação que representa o processo que ocorre nesse sistema e, em seguida, aponte o eletrodo que ganhará e aquele que perderá massa no decorrer da reação. 3. (UFRGS) Nessa célula, as duas semirreações e seus respectivos potenciais padrão de redução são os seguintes: Ag1 1 e2 → Ag E0 5 10,80 V Sn21 1 2 e2 → Sn E0 5 20,14 V A força eletromotriz dessa célula, expressa em volts, será aproximadamente igual a: a) 0,14. b) 0,66. c) 0,80. d) 0,94. e) 1,46. 4. (PUC-RJ) Considere a célula eletroquímica a seguir e os potenciais das semirreações. Lu is M ou raCu21 (aq) Cu (s) Ni21 (aq) Ni (s) Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) E0 5 10,34 V Ni21 (aq) 1 2 e2 → Ni (s) E0 5 20,26 V Sobre o funcionamento da pilha, e fazendo uso dos po- tenciais dados, é incorreto afirmar que: a) os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio me- tálico, do eletrodo de níquel para o de cobre. b) a ponte salina é fonte de íons para as meias-pilhas. c) no ânodo ocorre a semirreação Ni (s) → Ni21 (aq) 1 1 2 e2. d) no cátodo ocorre a semirreação Cu21 (aq) 1 2 e2 → → Cu (s). e) a reação espontânea que ocorre na pilha é: Cu (s) 1 1 Ni21 (aq) → Cu21 (aq) 1 Ni (s). 5. (Unifesp) A figura apresenta uma célula voltai- ca utilizada para medida de potencial de redução a 25 ºC. O eletrodo padrão de hidrogênio tem potencial de redução igual a zero. A concentração das soluções de íons H1 e Zn21 é de 1,00 mol/L. Lu is M ou raH2 (1atm) H1Zn21 Zn (2) (1) Utilizando, separadamente, placas de níquel e de co- bre e suas soluções Ni21 e Cu21, verificou-se que Ni e Cu apresentam potenciais padrão de redução respec- tivamente iguais a 20,25 V e 10,34 V. a) Escreva em seu caderno as equações de redução, oxi- dação e global e determine o valor do potencial padrão de redução do Zn. b) Para a pilha de Ni e Cu, calcule a ddp (diferença de potencial) e indique o eletrodo positivo. 6. (PUC-MG) Indique a alternativa que representa qua- litativamente a evolução da concentração de Cu21, no béquer 1, nos minutos iniciais de funcionamento dessa pilha. ponte salina Cu21 (aq) Cu V Zn béquer 1 béquer 2Zn21 (aq) Lu is M ou ra Potenciais padrão de redução, em solução a 298 K Zn21/Zn Cu21/Cu 20,76 V 10,34 V Lu is M ou ra ponte salina Ag Ag1 Sn21 1 mol . L211 mol . L21 Sn 69 a) c) b) d) 7. (UnB-DF) Formada a cárie, o organismo humano não é capaz de restaurar o tecido lesado. As restau- rações de dentes são feitas basicamente por dois tipos de material, os amálgamas e as resinas po- liméricas. Os amálgamas odontológicos são feitos de ligas metálicas Ag-Sn-Cu-Zn-Hg e são conside- rados bons materiais por suas propriedades físico- -químicas. As restaurações de amálgama, porém, apre- sentam duas desvantagens: a cor e o efeito de dor, cau- sado quando acidentalmente se morde uma colher de alumínio ou um pedaço de papel-alumínio, onde existe uma obturação metálica. A dor é causada por uma cor- rente galvânica que pode chegar a até 30 μA. A seguir, são fornecidos os potenciais padrão de redução (E0) de algumas semirreações. A,31 (aq) 1 3 e2 → A, (s) E0 5 21,66 V Sn21 (aq) 1 2 e2 → Sn (s) E0 5 20,14 V 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 5 0,00 V Hg21 (aq) 1 2 e2 → Hg (,) E0 5 0,79 V Ag1 (aq) 1 e2 → Ag (s) E0 5 0,80 V Considerando os potenciais de redução fornecidos e as informações do texto, julgue os itens seguintes. I. O estanho apresenta menor resistência a ácidos que o mercúrio e a prata. II. A corrente galvânica citada é uma corrente de elétrons produzida por oxidação do amálgama e redução do alu- mínio no meio eletrolítico, que é a saliva. III. A dor mencionada no texto resulta da passagem da corrente elétrica pelo amálgama — um bom condutor elétrico — para o nervo do dente. IV. Os amálgamas são feitos com metais de raios atômi- cos iguais ao do átomo de mercúrio. 8. (UFPR) Águas contaminadas podem infiltrar-se na ter- ra e chegar até os lençóis freáticos, contaminando-os. O aproveitamento dessas águas subterrâ neas exige a aplicação de processos de descontaminação. Um des- ses processos consiste em construir uma barreira per- meável (figura a seguir) que contém ferro metálico gra- nulado. Quando a água flui através da barreira, o ferro Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Concentração de Cu2�Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Concentração de Cu2� Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Concentração de Cu2�Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Tempo Tempo Concentração de Cu2� Concentração de Cu2� reage com alguns poluentes, sobretudo com compostos orgânicos halogenados. água tratada barreira permeávellençolfreático água poluída Sé rg io F ur lan i Considere como exemplo a contaminação da água com o tetracloreto de carbono. As equações I e II, a seguir, repre- sentam as transformações químicas que ocorrem com o tetracloreto de carbono sob a ação do ferro metálico. I. Fe → Fe21 1 2 e2 E0 5 0,44 V II. CC,4 1 H1 1 2 e2 → CHC,3 1 C,2 E0 5 0,67 V O clorofórmio produzido não é degradado pelo ferro metálico, mas é mais facilmente biodegradado em comparação com o tetracloreto de carbono. Os íons de ferro produzidos e presentes na água tratada são eli- minados por processos posteriores. Eletronegatividades: C 5 2,5; H 5 2,1; C, 5 3,0. Com base nas informações acima, é correto afirmar: I. A equação II representa a reação de oxidação. II. Com base nas equações I e II, a reação de oxirredução total é representada pela equação: CC,4 1 H1 1 Fe → CHC,3 1 C,2 1 Fe21 E0 5 1,11 V III. O agente oxidante é o tetracloreto de carbono. IV. O estado de oxidação do carbono, no tetracloreto de carbono, é 24. V. Durante a reação o hidrogênio é reduzido. VI. O fato de as eletronegatividades do carbono e do cloro serem diferentes permite concluir que a molécula de CC,4 é polar. 9. (UFPR) Considere a seguinte célula galvânica. Mg Pb limão Dados: Mg21 (aq) 1 2 e2 → Mg (s) E0 5 22,37 V Pb21 (aq) 1 2 e2 → Pb (s) E0 5 20,13 V 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 5 0,00 V Sobre essa célula, indique a alternativa incorreta. a) A placa de magnésio é o polo positivo. b) O suco de limão é a solução eletrolítica. c) Os elétrons fluem da placa de magnésio para a placa de chumbo através do circuito externo. d) A barra de chumbo é o cátodo. e) No ânodo ocorre uma semirreação de oxidação. Lu is M ou ra 70 10. (UFPE/UFRPE) A pilha secundária ou bateria de sódio- -enxofre, utilizada no carro elétrico Ford Ecostar, é uma das mais intrigantes, pois os reagentes são líquidos e o eletrólito é sólido. As semirreações e seus potenciais de redução padrão são, respectivamente, Na1 1 e2 Na 22,7 V S8 1 16 e2 8 S22 20,5 V Qual é o potencial, em volts, gerado pela associação em série de cinco destas baterias (pilhas secundárias)? 11. (UFF-RJ) A primeira pilha elétrica produzida pelo ita- liano Alessandro Volta, em 1800, consistia em discos de Zn e Ag metálicos, separados por discos de pape- lão molhados com solução aquosa de cloreto de sódio. Desde então, vários outros modelos e combinações de elementos foram sendo propostos. Uma das pilhas mais simples é a de Daniell, a qual é obtida da monta- gem adequada das semicélulas Cu21/Cu0 e Zn21/Zn0. Semirreação E0 (V) Zn21 1 2 e2 → Zn0 20,76 V Cu21 1 2 e2 → Cu0 10,34 V Considerando as informações, indique a alternativa correta. a) O potencial padrão da pilha é de 21,10 V. b) O potencial padrão da pilha é de 0,76 V. c) O ânodo de cobre tem polaridade negativa. d) O potencial E0 (Cu/Cu21) é 0,34 V. e) O ânodo é formado pela semicélula do zinco. 12. (UFPE/UFRPE 2 adaptado) Considere uma cela gal- vânica formada por semicelas padrão de cobre e de zinco, cujos potenciais de redução são os seguintes. Cu12 1 2 e2 → Cu E0 5 10,34 V Zn12 1 2 e2 → Zn E0 5 20,76 V I II 0 0 Os elétrons no circuito externo fluirão do eletrodo de cobre para o eletrodo de zinco. 1 1 O potencial da cela é 20,42 V. 2 2 A concentração de íons zinco aumenta com o passar do tempo. 3 3 Os íons zinco são reduzidos a zinco metálico. 4 4 O eletrodo de cobre é o cátodo. 13. (PUC-MG) A fem da pilha galvânica constituída por um eletrodo de cádmio e um eletrodo de ferro é 10,04 V. A reação global dessa pilha é Cd21 (aq) 1 1 Fe (s) → Cd (s) 1 Fe21 (aq). Considerando-se que o potencial de redução do par redox Fe21/Fe é 20,44 V, é correto afirmar que o potencial de redução do par redox Cd21/Cd é: a) 20,48 V. c) 10,40 V. b) 20,40 V. d) 10,48 V. 14. (UFPE/UFRPE) Uma célula eletroquímica é cons- tituída por uma meia-célula, com uma placa de Cd em solução 1 M de Cd21 (aq), e outra meia- -célula, com uma placa de Ag em solução 1 M de Ag1 (aq). Os potenciais padrão de meia-célula são dados a seguir, em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio: Cd21 (aq) 1 2 e2 → Cd (s), E0 5 20,4 V Ag1 (aq) 1 e2 → Ag (s), E0 5 0,8 V Qual a diferença de potencial, em volts, que se obtém pela associação em série de dez dessas células? 15. (UFC-CE) Visando a montagem de uma célula eletro- química, cuja voltagem produzida seja suficiente para acender uma lâmpada de 1,0 V, um estudante dispõe no laboratório, além de um frasco contendo solução aquosa saturada de KC, dos seguintes materiais: Eletrodo Solução aquosa de Potencial padrão de redução, E0 (em V) Te TeSO4 20,84 Cd CdSO4 20,40 Cu CuSO4 10,34 I. Baseado nas informações contidas na tabela, escre- va em seu caderno as equações das semirreações de oxidação e de redução relativas à configuração de uma célula eletroquímica cuja voltagem produzida seja maior ou igual a 1,0 V. Justifique numericamente. II. Identifique corretamente as soluções (a), (b) e (c), e os eletrodos (a) e (b) no diagrama da célula eletroquímica abaixo apresentado, considerando os materiais dispo- níveis (tabela e enunciado da questão) que satisfazem à solução do item (I): solução (a) solução (b) ânodo solução (c) cátodo a b Lu is M ou ra a b 16. (PUC-RJ) O trabalho produzido por uma pilha é propor- cional à diferença de potencial (ddp) nela desenvolvida quando se une uma meia-pilha onde a reação eletrolí- tica de redução ocorre espontaneamente (cátodo) com outra meia-pilha onde a reação eletrolítica de oxidação ocorre espontaneamente (ânodo). Ag → Ag1 1 e E 5 20,80 V Cu → Cu21 1 2 e E 5 20,34 V Cd → Cd21 1 2 e E 5 10,40 V Fe → Fe21 1 2 e E 5 10,44 V Zn → Zn21 1 2 e E 5 10,76 V Com base nas semirreações eletrolíticas acima, co- locadas no sentido da oxidação, e seus respectivos 71 potenciais, indique a opção que representa os metais que produzirão maior valor de ddp quando combinados para formar uma pilha. a) Cobre como cátodo e prata como ânodo. b) Prata como cátodo e zinco como ânodo. c) Zinco como cátodo e cádmio como ânodo. d) Cádmio como cátodo e cobre como ânodo. e) Ferro como cátodo e zinco como ânodo. 17. (UFPE/UFRPE) Neste ano comemoramos o bicentená- rio da invenção da pilha feita pelo italiano Alessandro Volta. Os princípios das pilhas, baterias e acumulado- res continuam os mesmos, mas os avanços tecnológi- cos nesse campo foram significativos. Atualmente, as baterias recarregáveis de lítio estão se tornando im- portantes, principalmente devido ao seu potencial eco- nômico e às vantagens ambientais. Pode-se construir uma destas baterias, baseando-se nas semirreações indicadas a seguir, juntamente com seus respectivos potenciais padrão de redução (E0): Li1 (aq) 1 e → Li (s) E0 5 23,05 V, Cu21 (aq) 1 2 e → Cu (s) E0 5 10,34 V. Sobre esta bateria, pode-se afirmar que: I II 0 0 Nas condições padrão, esta bateria gera uma diferença de potencial de 13,40 V. 1 1 Durante o seu carregamento, íons cúpricos são formados. 2 2 A equação química balanceada que descreve esta bateria é: Cu21 (aq) 1 Li (s) Cu (s) 1 Li1 (aq) 3 3 Durante o seu funcionamento, o eletrodo de lítio metálico é consumido. 4 4 Esta bateria produz um mol de elétrons por mol de lítio metálico. 18. (PUC-RJ) Considere o esquema a seguir que represen- ta uma pilha constituída de metal cobre em solução aquosa de sulfato de cobre e metal cádmio em solução de sulfato de cádmio. Lu is M ou ra ânodo cátodo ddp Cd Cu Cd21 Cu21 Uma tabela fornece a informação de que os potenciais padrão de redução do Cu21 e do Cd21 são, respectiva- mente, 10,34 V e 20,40 V e que a prata é um elemento mais nobre que o cobre. Indique a opção que mostra a ordem decrescente de facilidade de oxidação dos três metais citados e a di- ferença de potencial (ddp) da pilha indicada na figura. a) Cu > Ag > Cd; 20,74 V d) Cd > Cu > Ag; 10,06 V b)Cd > Cu > Ag; 10,74 V e) Ag > Cd > Cu; 20,74 V c) Ag > Cu > Cd; 20,06 V 19. (UFC-CE) Considere a reação química a NO (g) 1 1 b HNO3 (aq) → c NO2 (g) 1 d H2O (,) e a seguinte afirmativa: “Nesta célula , o NO atua como agente , o HNO3 atua como agente , o número de elétrons transferidos é igual a e o somatório dos coeficientes estequiométricos a 1 b 1 1 c 1 d é igual a ”. Dados os potenciais de redução: E0 (NO3 2/NO2) 5 5 10,78 V e E0 (NO2/NO) 5 11,05 V, indique a alterna- tiva que apresenta a sequência correta dos termos que preenchem as lacunas. a) galvânica, redutor, oxidante, dois, sete b) eletrolítica, redutor, oxidante, dois, sete c) galvânica, oxidante, redutor, dois, sete d) eletrolítica, redutor, oxidante, sete, dois e) galvânica, oxidante, redutor, sete, dois 20. (Fuvest-SP) Foi montada uma pilha em que o polo po- sitivo era constituído por um bastão de paládio, mer- gulhado numa solução de cloreto de paládio, e o polo negativo, por um bastão de níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semirreações que re- presentam os eletrodos são: Pd21 1 2 e2 Pd Ni21 1 2 e2 Ni a) Escreva em seu caderno a equação que representa a reação química que ocorre quando a pilha está funcio- nando (sentido espontâneo). b) O que acontece com as concentrações de Pd21 e Ni21 durante o funcionamento da pilha? Explique. Experi- mento [Pd21] 1 mol · L21 [Ni21] 1 mol · L21 E | V A 1,00 0,100 1,27 B 1,00 1,00 1,24 C 0,100 1,00 1,21 21. (UFPE) O desenvolvimento de novas baterias recar- regáveis é importante para a miniaturização de equi- pamentos portáteis (celulares) e médicos (marcapas- sos). A escolha dos materiais ativos destas baterias envolve inúmeras variáveis, como diferença de poten- cial gerada, toxicidade, custo etc. Considere o esque- ma de uma pilha e os dados de potenciais padrão de eletrodos (E0) apresentados a seguir: ponte salina voltímetro interruptor A,3+ (aq) M2+ (aq) eletrodo de metal eletrodo de A, (Z = carga do íon metálico M) Lu is M ou ra 72 Semirreações: Ag1 (aq) 1 e2 → Ag (s) E0 (V) 5 10,80 Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) E0 (V) 5 10,34 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 (V) 5 0,00 Pb21 (aq) 1 2 e2 → Pb (s) E0 (V) 5 20,13 Sn21 (aq) 1 2 e2 → Sn (s) E0 (V) 5 20,14 Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) E0 (V) 5 20,76 A,31 (aq) 1 3 e2 → A, (s) E0 (V) 5 21,66 Mg21 (aq) 1 2 e2 → Mg (s) E0 (V) 5 22,37 Com relação a esta pilha, após o interruptor ser fecha- do, julgue as afirmativas a seguir, baseando-se nos dados de potencial padrão: a) quando M 5 Zn (s), o alumínio se reduzirá. b) quando M 5 Ag (s), o voltímetro marcará o valor 0,86 V. c) quando M 5 Mg (s), ocorrerá um fluxo de elétrons do eletrodo de Mg para o de A. d) quando M 5 Pb (s), o eletrodo de Pb será consumido. e) quando M 5 Cu (s), a seguinte semirreação ocorrerá: Cu (s) → Cu21 (aq) 1 2 e2. 22. (PUC-SP) Potenciais de redução: Pt21 (aq) 1 2 e2 → Pt (s) E0 5 11,20 V Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) E0 5 10,34 V Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) E0 5 20,76 V Uma pilha é um dispositivo que se baseia em uma rea- ção de oxidorredução espontânea cujas semirreações de redução e oxidação ocorrem em celas independen- tes. Para o funcionamento adequado da montagem é necessário que seja permitido fluxo de elétrons entre os eletrodos e fluxo de íons entre as soluções envol- vidas, mantendo-se o circuito elétrico fechado. Além disso, é fundamental evitar o contato direto das espé- cies redutora e oxidante. Considere o esquema abaixo. Lu is M ou ra VI V IIII V + II IV _ Considere que as soluções aquosas empregadas são to- das de concentração 1,0 mol/L nas espécies indicadas. Haverá passagem de corrente elétrica na aparelhagem com ddp medida pelo voltímetro de 1,10 V, somente se cada componente do esquema corresponder a I II III IV V VI a) Zn (s) Zn21 (aq) Cu (s) Cu21 (aq) KNO3 (aq) fio de cobre b) Zn (s) Cu21 (aq) Cu (s) Zn21 (aq) KNO3 (aq) fio de prata c) Cu (s) Cu21 (aq) Zn (s) Zn21 (aq) C2H5OH (aq) fio de cobre d) Cu (s) Zn21 (aq) Zn (s) Cu21 (aq) C2H5OH (aq) fio de prata e) Pt (s) Zn21 (aq) Pt (s) Cu21 (aq) KNO3 (aq) fio de cobre 23. (UFMG) Estes gráficos apresentam os potenciais de redução do zinco e do cobre, medidos em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, em função das concen- trações dos íons metálicos presentes nas soluções. 0,3 0,6 1,00,10,0 �0,83 �0,84 �0,85 �0,86 �0,87 �0,88 0,2 Concentração (mol/L) Potencial de redução (volt) 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 Zn2� � 2e� Zn 0,3 0,6 1,00,10,0 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,2 Concentração (mol/L) Potencial de redução (volt) 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 Cu2� � 2e� Cu Uma pilha eletroquímica foi montada com placas de co- bre e zinco e soluções aquosas dos respectivos sulfatos. 1. Considerando as informações contidas nos gráficos, escreva em seu caderno a equação balanceada da re- ação espontânea dessa pilha. 2. Neste desenho, estão representados a pilha e o fluxo de elétrons 2 da direita para a esquerda 2 no fio metálico. amperímetro fio metálico direção do fluxo de elétrons ponte salina B A C D Lu is M ou ra Considerando as informações contidas nesse dese- nho, identifique os metais e soluções constituintes da pilha, indicados com as letras A, B, C e D. 3. Utilizando dados dos gráficos, calcule a força eletro- motriz medida nessa pilha, caso as duas soluções te- nham concentração igual a 0,5 mol/L. Deixe seus cálculos registrados, explicitando, assim, seu raciocínio. 4. Uma segunda pilha foi montada, usando uma solução de CuSO4 (aq), de concentração mais alta que 0,5 mol/L, e uma solução de ZnSO4 (aq), de concentração mais bai- xa que 0,5 mol/L. Indique se a força eletromotriz dessa nova pilha é me- nor, igual ou maior que aquela calculada no item 3 des- ta questão. 73 24. (Ufal) As questões consistem em 5 (cinco) alternativas, das quais algumas são verdadeiras e outras, falsas, podendo ocorrer que todas as alternativas sejam ver- dadeiras ou que todas sejam falsas. As alternativas verdadeiras devem ser marcadas com (V), e as falsas, com (F ). A reação representada por C,2 (g) 1 2 Br2 (aq) → → Br2 (,) 1 2 C,2 (aq) pode ser realizada borbulhando-se cloro em uma solução aquosa contendo Br2 (aq). A energia química dessa reação não pode ser aproveitada transformando-a em energia elétrica. Diz-se que isso acontece porque o sistema não é “ordenado”. Obtém-se um sistema “ordenado” construindo-se uma pilha onde a energia da reação que ocorre pode se transformar em energia elétrica. A pilha é formada por dois eletrodos, mostrados na figura 1, cujos potenciais padrão de redu- ção (E0) são: C,2 (g) 1 2 e2 → 2 C,2 (aq) ... 1 1,4 volt Br2 (,) 1 2 e2 → 2 Br2 (aq) ... 1 1,0 volt Analise as proposições a seguir. ( ) A associação correta desses dois eletrodos, para que haja produção de energia elétrica quando o circuito é fechado, é como mostrado na figura 2. ( ) A reação que ocorre, responsável pela produção de energia elétrica é Br2 (,) 1 2 C,2 (aq) → C,2 (g) 1 1 2 Br2 (aq). ( ) O cátodo da pilha formada pela associação des- ses eletrodos é onde ocorre a redução, ou seja, C,2 (g) 1 2 e2 → 2 C,2 (aq). ( ) Quando há produção de energia elétrica, em um dos polos ocorre a reação representada por 2 C,2 (aq) → C,2 (g) 1 2 e2. ( ) O ânodo da pilha formada pela associação desses ele- trodos é onde ocorre a oxidação. Figura 1 eletrodos Pt, C,2 (g), C,2 (aq) soluções aquosas de concentração 1 mol/L Pt, Br2 (), Br2 (aq) Pt é suporte condutor Figura 2 2 1 Pr, Br2 (,), Br2 (aq) C,2 (aq), C,2 (g), Pt ponte salina 25. (UFSC) Dados os potenciais de redução E0 (em volts, em solução aquosa 1 M, a 25 ºC e 1 atm) das semirre- ações: Semirreação E0 red 2 e2 1 Ca21 Ca0 22,8 V 2 e2 1 Ni21 Ni0 20,26 V 2 e2 1 Zn21 Zn0 20,76 V Indique a(s) proposição(ões) correta(s). 01. O Ca21 recebe mais facilmente elétrons. 02. O Ni0 perde mais facilmente elétrons. 04. O Ni21 recebe mais facilmente elétrons. 08. O Zn21 perde maisfacilmente elétrons. 16. O Ca0 perde mais facilmente elétrons. 32. O Ni21 é o melhor agente oxidante. 64. O Zn21 é o melhor agente redutor. 26. Dadas as semirreações e seus potenciais de redução: SO4 22 1 2 H1 1 2 e2 SO3 22 1 H2O E0 5 10,12 V I2 1 2 e2 2 I2 E0 5 10,54 V MnO2 1 4 H1 1 2 e2 Mn21 1 2 H2O E0 5 11,23 V a) Quais são os oxidantes? b) Quais são os redutores? c) Coloque os oxidantes em ordem crescente do seu po- der oxidante. d) Coloque os redutores em ordem crescente do seu po- der redutor. 27. (Unifesp) As vitaminas C e E, cujas formas estruturais são apresentadas a seguir, são consideradas antioxi- dantes, pois impedem que outras substâncias sofram destruição oxidativa, oxidando-se em seu lugar. Por isso, são muito utilizadas na preservação de ali- mentos. CH3 HO CH3 O CH3 CH3 CH3 CH3 H3C vitamina E OO CH2OH HCOH OHOH vitamina C A vitamina E impede que as moléculas de lipídios so- fram oxidação dentro das membranas da célula, oxi- dando-se em seu lugar. A sua forma oxidada, por sua vez, é reduzida na superfície da membrana por outros agentes redutores, como a vitamina C, a qual apresen- ta, portanto, a capacidade de regenerar a vitamina E. a) Explique, considerando as fórmulas estruturais, por que a vitamina E é um antioxidante adequado na pre- servação de óleos e gorduras (por exemplo, a margari- na), mas não o é para sucos concentrados de frutas. b) Com base no texto, responda e justifique: — qual das duas semirreações seguintes, I ou II, deve apresentar maior potencial de redução? I. Vit. C(oxidada) 1 ne2 Vit C. II. Vit. E(oxidada) 1 ne2 Vit E. — qual vitamina, C ou E, é melhor antioxidante (redutor)? 74 Espontaneidade de uma reação Utilize as informações a seguir para responder às ques- tões de 1 a 7. Se adicionarmos uma solução aquosa de ácido clorídrico a duas panelas, uma de cobre, outra de alumínio: Hé lio S en ato re HC, Cu A, teoricamente podemos imaginar as reações: I. Cu (s) 1 2 H1 (aq) → Cu21 (aq) 1 H2 (g) II. 2 A, (s) 1 6 H1 (aq) → 2 A,31 (aq) 1 3 H2 (g) Conhecendo os potenciais de redução: A,31 1 3 e2 A, E0 5 21,66 V 2 H1 1 2 e2 H2 E0 5 zero Cu21 1 2 e2 Cu E0 5 10,34 V 1. Indique na equação I: Cu (s) 1 2 H1 (aq) Cu21 (aq) 1 H2 (g) qual espécie se reduz e qual se oxida. 2. Calcule o E0 para a equação I. E0 5 E0 red da espécie que se reduz E0 red da espécie que se oxida 3. Esse processo é ou não espontâneo? 4. Indique na equação II: 2 A, (s) 1 6 H1 (aq) → 2 A,31 (aq) 1 3 H2 (g) qual espécie se reduz e qual se oxida. 5. Calcule o E0 para a equação II. E0 5 E0 red 2 da espécie que se reduz E0 red da espécie que se oxida 6. Esse processo é ou não espontâneo? 7. A panela de alumínio será corroída pelo ácido? As ilustrações e as equações a seguir devem ser utiliza- das para responder às questões de 8 a 12. Cu Cu21 I II III Zn21 Ag1 Cu Cu Lu is M ou ra Zn21 1 2 e2 Zn 20,76 V Cu21 1 2 e2 Cu 10,34 V Ag1 1 e2 Ag 10,80 V 8. Ocorre reação no frasco I? 9. A reação teórica que poderia ocorrer em II é: Cu (s) 1 Zn21 (aq) → Cu21 (aq) 1 Zn (s) Nessa equação, indique a espécie que se oxida e a que se reduz. 10. Calcule o E0 para a equação acima e indique se ela é espontânea ou não. 11. A reação teórica que poderia ocorrer em III é: Cu (s) 1 2 Ag1 (aq) → 2 Ag (s) 1 Cu21 (aq) Nessa equação, indique a espécie que se oxida e a que se reduz. 12. Calcule o E0 para a equação do exercício 11 e indique se ela é espontânea ou não. 13. São conhecidos os seguintes potenciais normais de oxidação: Zn → Zn21 1 2 e2 E0 5 0,76 V Cu → Cu21 1 2 e2 E0 5 20,34 V Fe → Fe21 1 2 e2 E0 5 0,44 V Ag → Ag11 1 1 e2 E0 5 20,80 V Considere as seguintes reações: I. Fe 1 Cu21 → Fe21 1 Cu II. Zn21 1 Cu → Zn 1 Cu21 III. 2 Ag 1 Cu21 → Cu 1 2 Ag1 IV. Zn 1 2 Ag1 → Zn21 1 2 Ag Indique quais dessas reações são espontâneas. 14. (UFRGS) Considere as seguintes semirreações, com seus respectivos potenciais de redução. Cd21 1 2 e2 → Cd E0 5 20,40 V Ni21 1 2 e2 → Ni E0 5 20,25 V O desenho a seguir representa um sistema que pode en- volver algumas das espécies químicas referidas acima. Cd (s) Ni21 (1 mol/L) Co nc eit og ra f Assinale a alternativa que descreve corretamente uma situação que esse sistema pode apresentar. a) A lâmina de cádmio não sofre corrosão. b) Ocorre diminuição da concentração de cátions na solução. c) Ocorre deposição de níquel na superfície do cádmio. d) A reação que ocorre é Ni 1 Cd21 → Ni21 1 Cd. e) Não ocorre reação, pois os dois metais apresentam potencial negativo. 2 75 15. (Vunesp) O sulfato de alumínio, utilizado em tratamen- to de água, pode ser fornecido em solução 1 M. Essa solução pode ser estocada em um tanque constituído de crômio metálico e não deve ser estocada em um tanque constituído de magnésio metálico (Potencial padrão de redução E0, em volts, a 25 ºC: A, 5 21,67; Cr 5 20,74; Mg 5 22,38). a) Explique essa afirmação com base na eletroquímica. b) Escreva a equação da reação que ocorre entre a solu- ção e o material do tanque. 16. (Fatec-SP) Considere os seguintes dados sobre poten- ciais padrão de eletrodo: Semirreação Potencial padrão de redução (V) Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) 10,36 Fe31 (aq) 1 e2 → Fe21 (aq) 10,77 1 2 C,2 (g) 1 e2 → C,2 (aq) 11,36 H1 (aq) 1 e2 → 1 2 H2 (g) 0,00 Fe21 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) 20,44 Se uma lâmina de cobre puro for mergulhada em uma solução ácida de cloreto de ferro (III), a 1 mol/L nas condições padrão, haverá, num primeiro momento, a) dissolução do cobre da lâmina. b) formação de cloro gasoso. c) liberação de hidrogênio gasoso. d) depósito de ferro metálico. e) formação de mais íons cloreto. 17. (UFRRJ) Usando as semirreações Zn (s)/Zn21 (aq) e A, (s)/A,31 (aq), é possível construir uma célula galvâ- nica. Responda e/ou calcule: Dados: A,31 (aq) 1 3 e2 → A, (s) E0 5 21,66 V Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) E0 5 20,763 V a) Quais são os agentes redutor e oxidante? b) Escreva as reações que ocorrem, respectivamente, no ânodo e no cátodo. c) A reação é espontânea? Justifique sua resposta com base no valor de E0. 18. (PUC-RS) Para responder, considere os seguintes po- tenciais padrão de redução. Cu21/Cu0 5 10,34 V Ni21/Ni0 5 20,24 V Fe21/Fe0 5 20,44 V Mg21/Mg0 5 22,37 V Sn21/Sn0 5 20,14 V Zn21/Zn0 5 20,76 V A reação M0 1 N21 M21 1 N0 será espontânea se M0 for ... e N21 for ... . a) Cu0 Fe21 b) Sn0 Zn21 c) Mg0 Cu21 d) Sn0 Ni21 e) Ni0 Zn21 19. (PUC-SP) Um aluno realizou uma série de testes envol- vendo reações de oxidorredução em solução aquosa. Em uma síntese de suas observações, o aluno anotou: • O metal zinco (Zn) reage com solução diluída de HC,; • O metal estanho (Sn) reage com solução aquosa de HC,; • O metal prata (Ag) não reage com solução aquosa de HC,; • O metal estanho (Sn) não reage com solução aquosa de íons Zn21. Analisando os dados obtidos pelo aluno, a pilha de maior ddp que se pode obter a partir das espécies analisadas é: Cátodo Ânodo a) Pt, H1 (1 mol/L)IH2 Sn/Sn21 (1 mol/L) b) Zn21 (1 mol/L)Zn Ag/Ag1 (1 mol/L) c) Sn21 (1 mol/L)Zn Zn/Zn21 (1 mol/L) d) Ag1 (1 mol/L)Ag Sn/Sn21 (1 mol/L) e) Ag1 (1 mol/L)Ag Zn/Zn21 (1 mol/L) 20. (Fatec-SP) A ilustração refere-se a um experimento em que lâminas metálicas são imersas em soluções de solutos iônicos. tubo 1 tubo 2 tubo 3 tubo 4 Hé lio S en ato re solução de ZnSO4 solução de AgNO3 solução de MgSO4 solução de AgNO3 prata zinco zinco cobre Analisando-se os valores dos E0 de redução: E0 Cu21 / Cu 5 10,34 V E0 Ag1 / Ag 5 10,80 V E0 Zn21 / Zn 5 20,76 V E0 Mg21 / Mg 5 22,37 V pode-se concluir que não serão observados sinais de transformação química: a) no tubo 1. b) nos tubos 2 e 3. c) no tubo 2. d) nos tubos 1 e 3. e) no tubo 4. 21. (UFPE/UFRPE) Considerando os potenciais padrão a 25 ºC Semirreação Potenciais padrão, E0, volts Ag1 (aq) 1 e2 → Ag (s) 0,80Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) 0,34 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) 0,00 (por definição) Fe21 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) 20,44 Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) 20,76 76 e supondo todas as substâncias no estado padrão: I II 0 0 O íon ferroso é um oxidante em presença de zinco metálico, mas não reage com cobre metálico. 1 1 Na pilha Cu | Cu21 | | Ag1 | Ag | o eletrodo de cobre é o ânodo, e o eletrodo de prata é o cátodo. 2 2 O cobre metálico reage espontaneamente com uma solução de ácido clorídrico. 3 3 O zinco metálico é um agente redutor mais forte que o ferro metálico. 4 4 Ao se mergulhar uma placa de ferro numa solução de nitrato de prata, poderá ocorrer a seguinte reação espontânea: Fe (s) 1 2 Ag1 (aq) → Fe21 (aq) 1 2 Ag (s) 22. (UFG-GO) (c ) 2 00 9 Un ite d M ed ia/ Ip re ss Browne, Dick. Hagar, o Horrível. O Popular, 30 jun. 2005, p. 6. Magazine. Observando a tira, responda: a) Após inúmeras chuvas, os cavaleiros ingleses terão dificuldade para abrir seus elmos de ferro. Utilizando equações químicas, explique por quê. b) Suponha a seguinte situação: o elmo de um dos ca- valeiros, o suserano, é adornado com rebites de ouro, enquanto o do outro, seu vassalo, com rebites de zinco. Curiosamente, após inúmeras chuvas, um dos elmos emperra mais que o outro. Explique o porquê. Potencial padrão de eletrodo Zn21 1 2 e2 Zn E 5 20,76 V Fe21 1 2 e2 Fe E 5 0,44 V Au31 1 3 e2 Au E 5 1,50 V 23. (UFPR) Analise a tabela a seguir e assinale a alternati- va que contém uma reação redox espontânea nas con- dições padrão (298 K). TAbELA dE PoTENCIAIS PAdrão (E0) A 298 K Semirreação de redução E0 Ag1 1 e2 → Ag 10,80 V Cu21 1 2 e2 → Cu 10,34 V 2 H1 1 2 e2 → H2 0,00 V Pb21 1 2 e2 → Pb 20,13 V Ni21 1 2 e2 → Ni 20,26 V Zn21 1 2 e2 → Zn 20,76 V a) Pb21 1 2 Ag → Pb 1 2 Ag1 b) Ni21 1 Cu → Ni 1 Cu21 c) Zn21 1 Ni → Zn 1 Ni21 d) 2 Ag1 1 Cu → 2 Ag 1 Cu21 e) Cu 1 2 H1 → Cu21 1 H2 24. (UFJF-MG) Os potenciais padrão de redução dos íons Zn21 (aq) e Cu12 (aq) para seus estados metálicos são, respectivamente, 20,76 V e 10,34 V. Sobre este siste- ma de oxidorredução, assinale a afirmativa incorreta. a) A reação Zn12 (aq) 1 Cu0 (s) → Zn0 (s) 1 Cu12 (aq) tem diferença de potencial igual a 21,10 V. b) A reação Zn0 (s) 1 Cu12 (aq) → Zn12 (aq) 1 Cu0 (s) cor- responde à reação de uma pilha. c) A reação Zn12 (aq) 1 Cu0 (s) → Zn0 (s) 1 Cu12 (aq) é espontânea. d) Na reação Zn0 (s) 1 Cu12 (aq) → Zn12 (aq) 1 Cu0 (s), o Cu12 (aq) é um agente oxidante. e) É preciso fornecer energia para que a reação Zn12 (aq) 1 Cu0 (s) → Zn0 (s) 1 Cu12 (aq) aconteça. 25. (UFC-CE) Considere as seguintes reações de oxidação- -redução, as quais representam processos espontâneos: Na (s) 1 Ag1 (aq) → Na1 (aq) 1 Ag (s) Li (s) 1 Na1 (aq) → Li1 (aq) 1 Na (s) Li (s) 1 Ag1 (aq) → Li1 (aq) 1 Ag (s) Identifique a alternativa que contém as relações corretas de ordem de grandeza dos potenciais de redução (E0) para os processos acima relacionados. a) E0 (Na1/Na) > E0 (Ag1/Ag) > E0 (Li1/Li) b) E0 (Ag1/Ag) > E0 (Na1/Na) > E0 (Li1/Li) c) E0 (Li1/Li) > E0 (Na1/Na) > E0 (Ag1/Ag) d) E0 (Li1/Li) > E0 (Ag1/Ag) > E0 (Na1/Na) e) E0 (Ag1/Ag) > E0 (Li1/Li) > E0 (Na1/Na) 26. (Ufscar-SP) Deseja-se armazenar uma solução de NiC,2, cuja concentração é de 1 mol/L a 25 ºC, e para isso dispõe-se de recipientes de: I. cobre. II. lata comum (revestimento de estanho). III. ferro galvanizado (revestimento de zinco). IV. ferro. Dados os potenciais padrão de redução: Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) 20,76 V Fe21 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) 20,44 V Ni21 (aq) 1 2 e2 → Ni (s) 20,25 V Sn21 (aq) 1 2 e2 → Sn (s) 20,14 V Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) 10,34 V a solução de NiC,2 poderá ser armazenada, sem que haja a redução dos íons Ni21 da solução, nos recipientes a) I e II, apenas. d) I, III e IV, apenas. b) I, II e IV, apenas. e) I, II, III e IV. c) III e IV, apenas. 77 27. (PUC-MG) Considere os metais com seus respectivos potenciais padrão de redução: A,13 1 3 e2 → A, (E 5 21,66 V) Zn12 1 2 e2 → Zn (E 5 20,76 V) Fe12 1 2 e2 → Fe (E 5 20,44 V) Cu12 1 2 e2 → Cu (E 5 10,34 V) Hg12 1 2 e2 → Hg (E 5 10,85 V) Analise as seguintes afirmativas: I. O melhor agente redutor é o Hg. II. O A, cede elétrons mais facilmente que o Zn. III. A reação Cu12 1 Hg → Cu0 1 Hg12 não é espontânea. IV. O íon A,13 recebe elétrons mais facilmente do que o íon Cu12. V. Pode-se estocar, por longo prazo, uma solução de sul- fato ferroso num recipiente à base de cobre. A opção que contém somente afirmativas corretas é: a) I, II e IV. d) II, III e V. b) II, III e IV. e) I, II e III. c) III, IV e V. 28. (UFRJ) Os quatro frascos apresentados a seguir con- têm soluções salinas de mesma concentração molar, a 25 ºC. Em cada frasco, encontra-se uma placa metá- lica mergulhada na solução. Lu is M ou ra I II III IV ZnSO4 (aq) CuSO4 (aq) FeSO4 (aq) ZnSO4 (aq) Cu Fe Sn Fe E0 red (V) Zn21 1 2 e2 → Zn 20,76 Fe21 1 2 e2 → Fe 20,44 Sn21 1 2 e2 → Sn 20,14 Cu21 1 2 e2 → Cu 10,34 a) Identifique o frasco em que ocorre reação química es- pontânea e escreva a respectiva equação. b) Sabendo que o frasco III contém 304 gramas de FeSO4 em 2 litros de solução, determine a concentração, em g/L, da solução de ZnSO4 no frasco I. 29. (UFF-RJ) Determine: a) o valor do potencial padrão da cela para uma pilha gal- vânica na qual um eletrodo é de cobre imerso numa solução de Cu21 1,0 M e o outro é magnésio imerso numa solução de Mg21 1,0 M; b) o eletrodo que é o cátodo; c) a equação (líquida) total para o processo espontâneo da pilha. Considere os seguintes valores de potencial: Mg21 1 2 e2 → Mg E0 5 22,37 V Cu21 1 2 e2 → Cu E0 5 10,34 V 30. (UFJF-MG) O método de determinação da concentra- ção de água oxigenada numa solução é baseado na reação entre a água oxigenada e o permanganato de potássio em meio ácido. Esse método é utilizado no controle de qualidade do produto “água oxigenada” comumente vendido em farmácias. As semirreações do processo, com seus respectivos potenciais padrão de redução, são as seguintes: MnO2 4 (aq) 1 8 H1 (aq) 1 5 e2 → Mn21 (aq) 1 4 H2O (,) E0 5 1,51 V 2 H1 (aq) 1 O2 (g) 1 2 e2 → H2O2 (,) E0 5 0,68 V a) Escreva a reação global balanceada do processo. b) Indique os agentes oxidante e redutor do processo. c) Calcule o E0 do processo. Esse processo é espontâ- neo? Justifique. 31. (UFBA) Níquel, cromo e cobalto são utilizados, sob for- ma de liga, na confecção de prótese dentária. Semirreação Potencial padrão de redução E0 (V) Ni21 (aq) 1 2 e2 → Ni (s) 20,25 Co21 (aq) 1 2 e2 → Co (s) 20,28 Cr31 (aq) 1 3 e2 → Cr (s) 20,74 Com base nessas informações, nos dados da tabela e nos conhecimentos sobre átomos, ligações químicas, soluções e eletroquímica, julgue as proposições clas- sificando-as em verdadeiras ou falsas. • Níquel, cromo e cobalto são elementos químicos classificados como de transição. • No cromo e no cobalto, a camada N de valência está completa. • A liga de níquel, cromo e cobalto é condutora de eletricidade. • Desses elementos químicos, o níquel é o mais fácil de ser oxidado. • Cromo e níquel, nas condições padrão, formam pilha de maior diferença de potencial. • Níquel e cobalto reagem segundo a equação: Ni21 (aq) 1 Co (s) → Ni (s) 1 Co21 (aq). • Na pilha Cr (s) Cr31 (aq) || Co21 (aq) | Co (s), o cátodo é o cromo. 32. (ITA-SP) Considere os metais P, Q, R e S e quatro solu- ções aquosas contendo, cada uma, um dos íons Pp1, Qq1, Rr1, Ss1 (sendo p, q, r, s números inteiros e positivos). Em condições padrão, cada um dos metais foi colocado em contato com uma das soluções aquosas e algumas 78 das observações realizadas podem ser representadas pelas seguintes equações químicas: I. qP 1 pQq1 → não ocorre reação; II. rP 1 pRr1 → não ocorre reação; III. rS 1 sRr1 → sR 1 rSs1; IV. sQ 1 qSs1 → qS 1 sQq1. Baseado nas informações acima, a ordem crescente do poder oxidante dos íons Pp1, Qq1,Rr1 e Ss1 deve ser disposta da seguinte forma: a) Rr1boa parte do ferro produzido anualmente é utili- zada para repor objetos de ferro descartados. Alguns fatores externos, como a presença de oxigênio, água e sais no meio, podem acelerar a formação da ferrugem (Fe2O3 H2O), uma substância insolúvel em água. A corrosão do ferro é por natureza um processo eletro- químico, representado pelas semirreações a seguir: Fe21 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) E0 5 20,44 V O2 (g) 1 4 H1 (aq) 1 4 e2 → 2 H2O () E0 5 11,23 V De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. O ferro metálico atua como cátodo nesse processo de oxidorredução. 02. A diferença de potencial elétrico padrão do processo de corrosão é 11,67 V. 04. O ferro metálico é facilmente oxidado porque seu po- tencial padrão de redução é menos positivo que aquele para a redução do oxigênio. 08. A diferença de potencial elétrico padrão do processo em questão é 10,79 V. 16. No processo de oxidação do ferro metálico, o oxigênio atua como redutor. 32. Na formação da ferrugem, íons Fe21 (aq) são oxidados a Fe31 (aq). 7. (UEL-PR) In sti tu to A m ílc ar d e C as tro Amilcar de Castro, em sua obra, utilizou o ferro sem qualquer pintura ou proteção contra corrosão, para que pudesse ser observada a ação do tempo sobre ela. Com base nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar: a) O ferro presente na obra sofreu um processo de redu- ção pelo ganho de elétrons. b) O processo de deterioração é desacelerado pela ação da água proveniente da chuva. c) A proteção do ferro (Fe31 1 3 e2 → Fe, E0 5 20,04 V) presente na obra poderia ser realizada pela cone- xão desta com uma placa de cobre (Cu1 1 e2 → Cu, E0 5 5 10,52 V). d) O oxigênio atmosférico é fundamental no processo de corrosão do ferro. e) Sob as mesmas condições, a corrosão é mais rápida. 8. (UEPG-PR) As latas de conserva são compostas pela chamada folha de flandres (liga de ferro e carbono), recoberta por uma camada de estanho, para a sua proteção. Deve-se evitar comprar latas amassadas, porque, com o impacto, a proteção de estanho pode romper-se, o que leva à formação de uma pilha, de modo que a conserva acaba sendo contaminada. Dados: Fe21 1 2 e2 → Fe E0 5 20,44 V Sn21 1 2 e2 → Sn E0 5 20,14 V A respeito desse assunto, assinale o que for correto. (01) A reação da pilha produz quatro elétrons. (02) O ferro da folha de flandres oxida mais facilmente que a camada de estanho. (04) Quando uma lata é amassada, o ferro torna-se cátodo da reação. (08) A reação da pilha é Sn21 1 Fe → Sn 1 Fe21. 9. (UFRJ) Plataformas de petróleo, navios e outras es- truturas metálicas que ficam em contato permanente com a água do mar estão sempre sujeitas à corrosão. Uma das formas utilizadas para proteger estruturas de aço submersas consiste em prender uma placa de metal na estrutura, conforme ilustra a figura a seguir. Hé lio S en ato re placa de metal estrutura de aço Dados: Tabela de potenciais de redução (E0 red) em solução aquosa, a 25 ºC: Zn12 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) 20,76 V Fe12 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) 20,41 V Cu12 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) 10,34 V 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) 0,00 V Utilizando o conceito de pilha e os potenciais de redu- ção dados, identifique o metal que pode ser usado na placa, representando a pilha formada. Considere que a estrutura do aço não sofre corrosão. 10. (UFMG) Certos metais que se oxidam mais facilmente que o ferro podem ser usados na fabricação de eletro- dos de sacrifício, que previnem a corrosão de objetos de ferro, como canos de água ou de esgoto. A proteção se baseia na oxidação preferencial desses metais no lugar do ferro. O quadro a seguir apresenta os poten- ciais padrão de redução para algumas semirreações (t 5 25 °C): Mg21 1 2 e2 → Mg E0 5 22,37 V Zn21 1 2 e2 → Zn E0 5 20,76 V Fe21 1 2 e2 → Fe E0 5 20,44 V Ni21 1 2 e2 → Ni E0 5 20,25 V Sn21 1 2 e2 → Sn E0 5 20,14 V Fe31 1 e2 → Fe21 E0 5 10,77 V Ag1 1 e2 → Ag E0 5 10,80 V a) Considerando-se que, numa primeira etapa da corro- são do ferro, ocorra a semirreação: Fe → Fe21 1 2 e2 cite todos os metais do quadro apropriados para pre- venir essa corrosão como eletrodo de sacrifício. Justi- fique a resposta. b) Calcule o E0 mais alto que se pode obter a partir da reação que envolve a redução do ferro (II) por um dos metais do quadro. c) Escreva a equação química balanceada do processo. 11. (UFBA) Semirreação Potencial padrão de redução a 25 ºC, E0 (V) 3 e2 1 A31 → A0 21,66 2 e2 1 Sn21 → Sn0 20,14 3 e2 1 Fe31 → Fe0 20,04 e2 1 Ag1 → Ag0 10,80 2 e2 1 Hg21 → Hg0 10,85 3 e2 1 Au31 → Au0 11,50 A tabela acima apresenta o potencial padrão de redu- ção de alguns metais e suas semirreações. Com base nesses dados, pode-se afirmar: 01. Desses metais, o que apresenta maior tendência a per- der elétrons é o ouro. 02. A diferença de potencial da pilha A0|A31|IAu31|Au0 é 3,16 V 04. O alumínio pode ser utilizado para inibir a oxidação do ferro. 08. A concentração de Hg21 (aq) diminui quando uma solução de Hg(NO3)2 é armazenada em um recipiente de prata. 16. Embalagens de alimento feitas com lâminas de ferro revestidas com estanho, quando rompidas ou amassa- das, contaminam internamente os alimentos devido à formação de Sn21. 32. A reação 3 HgC2 (aq) 1 2 A (s) → 2 AC3 (aq) 1 1 3 Hg () não ocorre espontaneamente. 64. Na pilha Sn0|Sn21|IAg1|Ag0, a prata é o redutor. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. Pilhas comerciais e baterias 1. (UnB-DF) As pilhas alcalinas níquel/cádmio são cons- tituídas por um ânodo formado por uma liga contendo cádmio e um cátodo de oxi-hidroxi de níquel, imersos em uma solução aquosa de hidróxIdo de potássio. Es- sas pilhas caracterizam-se por apresentar correntes altas e vida útil longa. No entanto, pelo fato de em- pregarem cádmio em sua composição, elas são con- sideradas as de maior prejuízo ambiental. Os valores dos potenciais de redução para esse tipo de pilha são: I. Cd(OH)2 (aq) 1 2 e2 → Cd (s) 1 2 OH2 (aq) E0 5 20,82 V II. 2 [NiO · OH] (s) 1 4 H2O 1 2 e2 → 2 [Ni(OH)2 · H2O] (s) 1 1 2 OH2 (aq) E0 5 0,52 V Com base nessas informações, calcule, em volts, a diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo nes- se tipo de pilha. Multiplique o valor calculado por 50 e despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. 2. (UFV-MG) O esquema abaixo representa uma pilha co- mum, dessas utilizadas em aparelhos elétricos como rádios, brinquedos etc. bastão de carbono (grafita) copo de zinco piche MnO2 NH4C� mistura capa protetora de aço inox Quando a pilha está em uso, ocorre a reação química representada pela equação abaixo, resultando na pro- dução de corrente elétrica. Zn 1 2 NH4 1 1 2 MnO2 → 2 MnO(OH) 1 Zn21 1 2 NH3 Em função das informações dadas, responda qual é a alternativa correta: a) O N do NH4 1 sofre redução. b) Com o uso da pilha, a massa do copo de zinco aumenta. c) O zinco se oxida e o manganês se reduz. d) O MnO2 é oxidado pelo Zn. e) No MnO(OH) o estado de oxidação do manganês é 12. Fe rn an do M on tei ro 81 82 3. (UFSC) Uma pilha “recarregável” alcalina de uso co- mercial é formada pelos elementos químicos níquel e cádmio. Participam também o hidróxido de níquel (III) e o hidróxido de potássio. Os potenciais padrão de re- dução das semirreações envolvidas são os seguintes: Cd21 1 2 e2 → Cd0 E0 5 20,4 volt Ni31 1 1 e2 → Ni21 E0 5 1,0 volt Considerando os dados acima, é correto afirmar que: 01. O fluxo de elétrons, no circuito externo, vai do eletrodo de cádmio para o eletrodo de hidróxido de níquel (III). 02. A diferença de potencial da pilha Ni-Cd vale 0,6 volt. 04. Na pilha Ni-Cd o metal cádmio é o agente redutor dos íons Ni21. 08. Durante a descarga da pilha os íons Ni31 sofrem oxi- dação. 16. A reação global da pilha é: Cd0 1 2 Ni21 → Cd21 1 2 Ni31. 32. Os potenciais de redução dependem da massa dos ele- trodos. Dê como resposta a somae) 19. 31. (UFRGS) O formol é uma solução aquosa de meta- nal (HCHO) a 40%, em massa, e possui densidade de 0,92 g/mL. Essa solução apresenta: a) 920 g de metanal em 1 L de água. b) 40 g de metanal em 100 mL de água. c) 4 g de metanal em 920 g de solução. d) 4 g de metanal em 10 g de solução. e) 9,2 g de metanal em 100 mL de água. 32. (UFSM-RS) Na Copa do Mundo, a FIFA submeteu os atletas a rigoroso controle de dopagem, tam- bém adotado pelo comitê dos jogos olímpicos da Austrália. Entre as várias substâncias proibidas, está, na classe dos estimulantes, a cafeína (massa molar da cafeína 5 196 g/mol), caso seja detectada, na urina, em concentração superior a 12 1026 g/L de urina (12 μg/L). A fórmula estrutural da cafeína é: CH3 CH3 H3C O N O N H N H N Essa concentração corresponde a uma solução de ca- feína de, aproximadamente: a) 6 1028 mol/L. d) 1,95 1028 mol/L. 8 b) 12 1026 mol/L. e) 1,95 1026 mol/L. c) 1 1028 mol/L. 33. (Ufal) A concentração de lactose no leite “longa-vida in- tegral” é cerca de 5,0 g/100 mL. Calcule essa concentra- ção em mol de lactose por litro de leite. (Massa molar da lactose 5 342 g/mol.) 34. (UFRGS) Um aditivo para radiadores de automóveis é composto de uma solução aquosa de etilenoglicol. Sabendo que em um frasco de 500 mL dessa solução existem cerca de 5 mol de etilenoglicol (C2H6O2), a con- centração comum dessa solução, em g/L, é: (Massas molares (g/mol): H 5 1,0; C 5 12,0; O 5 16,0.) a) 0,010. b) 0,62. c) 3,1. d) 310. e) 620. 35. (Mack-SP) No tratamento da madeira usada em cercas, dentre várias substâncias, usa-se uma solução aquosa a 25% de ácido bórico (d 5 1,25 g/cm3). A concentração molar dessa solução é aproximadamente igual a: a) 5,0 M. b) 3,0 M. c) 5,4 M. d) 2,0 M. e) 4,6 M. (Massa molar do H3BO3 5 62 g/mol.) 36. (Ufscar-SP) Para o combate à dengue, as Secretarias de Saúde orientam as pessoas para que não deixem água parada em vasos e plantas; estas devem ser rega- das com solução de água sanitária contendo cerca de uma colher de sopa de água sanitária por litro de água. Um litro de água sanitária contém cerca de 0,34 mol de hipoclorito de sódio (NaOC). Qual é o teor percentual em massa de NaOC (massa molar 74,5 g/mol) na água sanitária, que tem densidade igual a 1,0 g/mL? 37. (Uerj) Algumas soluções aquosas vendidas no comér- cio com nomes especiais são mostradas a seguir: Nome do produto Fórmula do soluto predominante % do soluto em massa Massa molar (g/mL) soro fisiológico NaC 0,9% 58 vinagre C2H4O2 5% 60 água sanitária NaCO 2% 74,5 água oxigenada H2O2 3% 34 Considerando que a densidade das soluções é de 1,0 g/mL e que as soluções são formadas exclusiva- mente pelo soluto predominante e pela água, o produ- to que apresenta a maior concentração em quantidade de matéria, mol · L21, é: a) soro. b) vinagre. c) água sanitária. d) água oxigenada. 38. (Uece) Determine a concentração em quantidade de matéria (molaridade) e a fração em quantidade de matéria (fração molar) do soluto em uma solução de hidróxido de sódio cujo título é 40% e cuja densi- dade é 1.800 g/L. Dado: massa molar do NaOH 5 40 g · mol21. 39. Observe a ilustração e responda aos itens seguintes: 7,4 g de Ca(OH)2 10 L de água Co nc eit og ra f (Massas atômicas: Ca 5 40; H 5 1; O 5 16. Densidade da água 5 1,0 g L21.) I. Qual é a massa do soluto? II. Qual é a massa molar do soluto? III. Qual é a massa em quilogramas do solvente? IV. Determine o número de mol do soluto. V. Determine a molalidade da solução. 40. Uma solução aquosa 0,2 molal de NaOH (NaOH 5 5 40 g mol21) contém 5.000 g de água. Determine a massa, em gramas, de NaOH presente na solução. 41. (ITA-SP) O rótulo de um frasco diz que ele contém so- lução 1,50 molal de LiNO3 em etanol. Isso quer dizer que a solução contém: a) 1,50 mol de LiNO3/quilograma de solução. b) 1,50 mol de LiNO3/litro de solução. c) 1,50 mol de LiNO3/quilograma de etanol. d) 1,50 mol de LiNO3/litro de etanol. e) 1,50 mol de LiNO3/mol de etanol. 42. Uma solução aquosa 2 molal de NaNO3 apresenta .... mol do soluto para cada kg de solvente. Assim, se desejarmos preparar uma solução de igual molalidade utilizando 10 kg do solvente, necessitaremos de .... mol de soluto. Identifique as expressões que completam corretamen- te as lacunas. 43. (PUC-MG) Uma solução aquosa 2 molal de H3PO4 contém: a) 2 mol de H3PO4 dissolvidos em 1 mol de água. b) 2 mol de H3PO4 dissolvidos em 1.000 g de água. c) 2 mol de H3PO4 dissolvidos em água suficiente para 1 L de solução. d) 2 mol de H3PO4 dissolvidos em 1 L de água. e) 2 mol de H3PO4 dissolvidos em água para originar 1.000 g de solução. 44. Calcule a molalidade (W) de uma solução aquosa ob- tida pela dissolução de 24,5 gramas de ácido sulfúrico em 1.000 gramas de água. (Massa molar do H2SO4 5 5 98 g · mol21.) 45. Uma solução 0,2 molal de glicose foi preparada utili- zando-se 500 gramas de água. Qual a massa de glico- 9 se presente nessa solução? (Massa molar da glicose 5 180 g · mol21.) 46. Determine a molalidade (W) e a concentração em mol/L de uma solução obtida pela dissolução de 3,65 gramas de gás clorídrico (HC) em 1.000 gramas de água, originando 1,0 L de solução. (Massa molar do HC 5 36,5 g · mol21.) 47. (UFG-GO) As instruções da bula de um medicamento usado para reidratação estão resumidas no quadro a seguir. Modo de usar: dissolva o conteúdo do envelope em 500 mL de água. Composição: cada envelope contém cloreto de potássio 75 mg citrato de sódio di-hidratado 145 mg cloreto de sódio 175 mg glicose 10 mg a) Calcule a concentração de potássio, em mg/L, na solu- ção preparada segundo as instruções da bula. b) Quais são as substâncias do medicamento que expli- cam a condução elétrica da solução do medicamento? Justifique sua resposta. Dados: MM: K 5 39 g/mol; C 5 35,5 g/mol. 48. (Mack-SP) Têm-se cinco recipientes contendo solu- ções aquosas de cloreto de sódio. 1 2 3 4 5 V 5 2 L msal 5 0,5 g V 5 3 L msal 5 0,75 g V 5 5 L msal 5 1,25 g V 5 8 L msal 5 2,0 g V 5 10 L msal 5 2,5 g Co nc eit og ra f É correto afirmar que: a) o recipiente 5 contém a solução menos concentrada. b) o recipiente 1 contém a solução mais concentrada. c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções de igual concentração. d) as cinco soluções têm a mesma concentração. e) o recipiente 5 contém a solução mais concentrada. 49. (Mack-SP) Com a finalidade de tornar os refrigerantes do tipo “cola” mais agradáveis, é adicionado ácido fos- fórico numa concentração de 0,6 g/L de refrigerante. O número máximo de latinhas de 350 mL desses refrige- rantes que um indivíduo de 42 kg pode ingerir, por dia, é: a) 1. c) 3. e) 5. b) 2. d) 4. Nota: É recomendado que o limite máximo de ingestão diária de ácido fosfórico seja de 5 mg/kg de peso cor- poral. 50. (UnB-DF — adaptado) Em um rótulo de leite em pó in- tegral, lê-se: Modo de preparar Coloque o leite integral instantâneo sobre água quente ou fria, previamente fervida. Mexa ligeiramente e complete com água até a medida desejada. Para 1 copo (200 mL) — 2 colheres de sopa bem cheias* (30 g). * Considera-se que 1 colher de sopa bem cheia tenha massa igual a 15 g. Composição média do produto em pó gordura 26% sais minerais 6% proteínas 30% água 3% lactose 35% lecitina 0,2% no pó A porcentagem em massa nos indica a quantidade em gramas de cada componente em 100 g de leite em pó. Calcule a concentração em massa (em g/L) de proteí- nas em um copo de 200 mL de leite preparado. 51. (Fuvest-SP) A massa de cloreto de crômio (III) hexai- dratado necessária para se preparar 1 litro de uma so- lução que contém 20 mg de Cr31 por mililitro é igual a: a) 0,02 g. b) 20 g. c) 52 g. d) 102,5 g. e) 266,5 g. (Massas molares em g/mol: Cr 5 52; cloreto de crômio hexaidratado 5 266,5.) 52. (Fesp) O volume de álcool etílicodos números corresponden- tes às afirmações corretas. 4. (UEL-PR) Hoje em dia, as pilhas têm mais aplica- ção do que se imagina. Os automóveis usam bate- rias chumbo-ácidas, os telefones celulares já usaram pelo menos três tipos de baterias 2 as de níquel- -cád mio, as de níquel-hidreto metálico e as de íon- -lítio 2, os ponteiros laser dos conferencistas usam pi- lhas feitas de óxido de mercúrio ou de prata. Recente- mente foram desenvolvidas as pilhas baseadas em zin- co e oxigênio do ar, usadas nos pequenos aparelhos de surdez e que são uma tentativa de produzir uma pilha que minimize as agressões ambientais. Para confeccio- nar essas pilhas, partículas de zinco metálico são mis- turadas a um eletrólito (solução de KOH) e reagem com o O2; dessa forma, a energia química se transforma em energia elétrica. As reações da pilha com seus respectivos potenciais de redução são: Semirreações Zn (s) 1 2 OH2 (aq) → Zn(OH)2 (s) 1 2 e2 E0 5 21,25 V O2 (g) 1 2 H2O (,) 1 4 e2 → 4 OH2 (aq) E0 5 10,40 V Reação global 2 Zn (s) 1 O2 (g) 1 2 H2O (,) → 2 Zn(OH)2 (s) Indique a alternativa correta. a) Durante o funcionamento da pilha, haverá diminuição da quantidade de Zn(OH)2. b) O agente oxidante nessa reação é o zinco. c) Os elétrons são gerados no eletrodo de oxigênio. d) No cátodo, ocorre a redução do Zn. e) A diferença de potencial da equação global é 11,65 V. 5. (UFSC) Uma pilha a combustível é um dispositivo ele- troquímico no qual a reação de um combustível com oxigênio produz energia elétrica. Esse tipo de pilha tem por base as semirreações apresentadas na tabela a seguir. A outra figura mostra o esquema de uma pi- lha a combustível. Semirreação Potencial padrão de redução, E0 (V) 2 H2O (,) 1 2 e2 → H2 (g) 1 1 2 OH2 (aq) 20,83 O2 (g) 1 2 H2O (,) 1 4 e2 → → 4 OH2 (aq) 10,40 Sé rg io F ur lan i eletrodo de carbono poroso eletrodo de carbono poroso OH2 (quente) vapor O2H2 De acordo com as informações do enunciado e da figu- ra, indique a(s) proposição(ões) correta(s). 01. O gás hidrogênio atua na pilha como agente oxidante. 02. A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é 11,23 V. 04. O oxigênio sofre redução. 08. A obtenção de energia elétrica nesse dispositivo é um processo espontâneo. 16. A equação global da pilha no estado padrão é 2 H2 (g) 1 O2 (g) → 2 H2O (,). 32. A diferença de potencial elétrico padrão da pilha é 10,43 V. 6. (UEL-PR) Como uma alternativa menos poluidora e, também, em substituição ao petróleo estão sendo desenvolvidas células a combustível de hidrogênio. Nessas células, a energia química se transforma em energia elétrica, sendo a água o principal produto. A imagem a seguir mostra um esquema de uma célula a combustível de hidrogênio, com as respectivas reações. Sé rg io F ur lan i eletrólito H2 Esquema de uma célula a combustível hidrogênio/oxigênio H2 H2 O2 O2 Semirreações: 2 H1 1 2 e2 H2 (g) E0 5 0,00 V O2 (g) 1 4 H1 1 4 e2 2 H2O (g) E0 5 11,23 V 83 Reação global: H2 (g) 1 1 2 O2 (g) H2O (g) H0 5 246,6 kJ/mol de H2O Com base na imagem, nas equações e nos conheci- mentos sobre o tema, considere as afirmativas a seguir. I. No eletrólito, o fluxo dos íons H1 é do eletrodo alimen- tado com o gás hidrogênio para o eletrodo alimentado com o gás oxigênio. II. Na célula a combustível de hidrogênio, a energia quími- ca é produzida por duas substâncias simples. III. Durante a operação da célula, são consumidos 2 mol de O2 (g) para a formação de 108 g de água. IV. A quantidade de calor liberado na formação de 1 mol de água, no estado líquido, é maior que 246,6 kJ. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e II. d) I, II e IV. b) II e III. e) I, III e IV. c) III e IV. 7. (UFRRJ) Em 1866, George Leclanché inventou a pilha seca (pilha comum) que é atualmente utilizada em brinquedos, relógios, lanternas etc. As pilhas alcalinas são mais utilizadas, hoje em dia, devido ao seu rendimento ser de cinco a oito vezes maior que a pilha comum. Fe rn an do M on tei ro plástico (camada isolante) parede externa de aço parede interna de aço cátodo (1) pasta que contém MnO2 1 grafi ta 1 água ânodo (2) pasta que contém Zn em pó 1 KOH 1 água parede interna de aço (1) (2) Na pilha alcalina de níquel-cádmio, ocorrem as se- guintes reações: Cd (s) 1 2 OH2 (aq) → Cd(OH)2 (aq) 1 2 e2 NiO2 (aq) 1 2 H2O (,) 1 2 e2 → Ni(OH)2 (aq) 1 2 OH2 (aq) A partir das equações da pilha de níquel-cádmio, es- creva a equação global e identifique a reação anódica. 8. (UFSC) No Brasil, uma das resoluções do Conselho Na- cional do Meio Ambiente 2 CONAMA 2 determina a de- volução das pilhas e baterias contendo cádmio, chumbo e mercúrio aos estabelecimentos comerciais e às in- dústrias para reciclagem, ou descarte em aterros sani- tários licenciados. Dentre os utensílios que utilizam es- ses dispositivos destacam-se os aparelhos de telefones celulares, cada vez mais comuns entre as pessoas. Es- ses aparelhos operam com pilhas ou baterias de níquel- -cádmio, que podem ser recarregadas e funcionam de acordo com a equação global: Cd (s) 1 NiO2 (s) 1 2 H2O (,) → → Cd(OH)2 (s) 1 Ni(OH)2 (aq) E0 5 1,40 V O cádmio e uma pasta úmida de óxido de níquel con- tendo hidróxido de potássio compõem os eletrodos da bateria de níquel-cádmio. De acordo com as informações do enunciado, indique a(s) proposição(ões) correta(s). 01. A equação global da pilha de níquel-cádmio representa um processo de oxidorredução. 02. Na pilha de níquel-cádmio o eletrodo de cádmio repre- senta o cátodo. 04. A voltagem necessária para a recarga da pilha de ní- quel-cádmio deverá ser inferior a 1,40 V. 08. No processo de carga da pilha o eletrodo de cádmio representa o ânodo. 16. A reação acima indicada é um processo espontâneo. 32. O óxido de níquel atua como redutor na pilha. 64. Na reação global da pilha há uma transferência de 2 elé- trons, do agente redutor para o agente oxidante. 9. (UFPR) O uso de muitos equipamentos eletrônicos de- pende de pilhas recarregáveis. Uma pilha de níquel- -cádmio é constituída por um polo contendo NiOOH, um polo contendo cádmio e um separador contendo um eletrólito básico. Quando tal pilha é usada nos equipamentos, sofre uma descarga em que ocorrem reações eletroquímicas que podem ser representadas para cada polo como: NiOOH 1 H2O 1 e2 → Ni(OH)2 1 OH2 Cd0 1 2 OH2 → Cd(OH)2 1 2 e2 Sobre esse tipo de pilha, indique a alternativa correta. a) Na pilha completamente carregada, o átomo de níquel está no estado de oxidação 21, que passa para zero du- rante o processo de descarga. b) Na reação de descarga da pilha, para cada mol de cád- mio consumido, dois mol de NiOOH serão reduzidos a Ni(OH)2. c) O polo negativo da pilha contém os compostos de ní- quel, e o positivo, cádmio. d) Quando se recarrega a pilha, forma-se Ni(OH)2 e Cd(OH)2 como produtos da reação eletroquímica. e) Na reação de descarga da pilha, o agente redutor é o NiOOH, e o oxidante, Cd. 10. (UFC-CE) As pilhas alcalinas são compostas basi- camente de grafite (carbono, C), pasta de dióxido de manganês (MnO2) e zinco (Zn) em meio alcalino de hi- dróxido de potássio (KOH). Dados os potenciais padrão de redução: Zn(OH)2 1 2 e2 → Zn (s) 1 2 OH2 (aq) E0 5 20,90 V 2 MnO2 (s) 1 H2O (,) 1 2 e2 → Mn2O3 (s) 1 2 OH2 (aq) E0 5 10,60 V K1 (aq) 1 e2 → K (s) E0 5 22,93 V indique a alternativa correta. a) O dióxido de manganês funciona como cátodo. b) A voltagem padrão da pilha é 20,30 V. c) O hidróxido de potássio funciona como cátodo. d) A grafite funciona como eletrodo de sacrifício. e) O hidróxido de zinco funciona como cátodo. 11. (Ufla-MG) Com a popularização de equipamentos ele- trônicos que utilizam baterias (celulares, câmaras fotográficas etc.), houve um grande aumento no con- sumo de baterias recarregáveis. A bateria de níquel- -cádmio é a mais utilizada. A construção dessa bateria emprega uma pasta concentrada de KOH. As semirre- açõesdessa pilha são: Cd (s) 1 2 OH2 (aq) → Cd(OH)2 (s) 1 2 e2 2 Ni(OH)3 (s) 1 2 e2 → 2 Ni(OH)2 (s) 1 2 OH2 (aq) 84 Como a reação é reversível, essa bateria pode ser fa- cilmente recarregável. Porém, o cádmio é um metal altamente tóxico e pode causar sérios danos ao meio ambiente. Com relação às reações que ocorrem nas baterias, responda: a) Qual a reação global que ocorre durante a descarga de uma bateria de níquel-cádmio? b) A tensão de uma bateria de níquel-cádmio é constante em 1,4 V durante todo o uso. Como a tensão depende das concentrações iônicas internas da bateria, por que o potencial é constante? c) Para a substituição do cádmio nas baterias, emprega- -se um hidreto metálico adequado (M-H) cuja semirre- ação é (M-H) (s) 1 OH2 (aq) → M (s) 1 H2O (,) 1 e2 Qual é a reação global para uma bateria de metal hi- dreto de níquel? 12. (Ufal) A reação que ocorre em um acumulador de chumbo (3 pilhas ou 6 pilhas ligadas em série) no pro- cesso de descarga é representada por: Pb (s) 1 PbO2 (s) 1 4 H1 (aq) 1 2 SO 2 4 2→ → 2 PbSO4 (s) 1 2 H2O (,) Com a associação de três pilhas resulta uma força ele- tromotriz (f.e.m.) de 6 volts. a) Dê as equações das reações que ocorrem em cada ele- trodo, na descarga. b) Indique os polos negativos e positivos. c) Faça um esboço da associação em série dessas três pilhas, indicando a f.e.m. de cada pilha. d) Dê a equação da reação que ocorre no processo de re- carga do acumulador. 13. (UFG-GO) Células a combustível geram eletricidade usando reagentes que são fornecidos continuamente. Veículos movidos com essas células são soluções pro- missoras para a emissão zero, ou seja, não são produ- zidos gases poluentes, uma vez que o único produto é a água. Considere duas células a combustível, sendo uma alcalina, empregando KOH (aq) como eletrólito, e uma de ácido fosfórico, empregando H3PO4 (aq) como eletrólito. Com base nas semirreações a seguir, calcule o potencial padrão de cada célula. O2 (g) 1 4 H1 (aq) 1 4 e2 → → 2 H2O (,) E0 / V 5 11,23 O2 (g) 1 2 H2O (,) 1 4 e2 → → 4 OH2 (aq) E0 / V 5 10,40 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 / V 5 0,00 2 H2O (,) 1 2 e2 → → H2 (g) 1 2 OH2 (aq) E0 / V 5 20,83 14. (PUC-RS) O bafômetro é um aparelho utilizado para medir a quantidade de álcool etílico na corrente san- guínea. A quantidade de álcool presente no ar expi- rado é proporcional à quantidade de álcool presente no sangue. Os bafômetros mais modernos funcionam com pilhas de combustível, e a corrente elétrica é pro- porcional à quantidade de álcool que reage. As reações estão representadas pelas equações: C2H6O 1 4 OH2 → C2H4O2 1 3 H2O 1 4 e2 O2 1 2 H2O 1 4 e2 → 4 OH2 Em relação às reações que ocorrem no bafômetro, é correto afirmar que: a) o oxigênio reage no ânodo. b) o álcool é o agente redutor. c) o álcool reage no polo positivo. d) a redução ocorre no polo negativo. e) o fluxo de elétrons é do cátodo para o ânodo. 15. (UFPR) A célula a combustível foi utilizada, inicialmente, como fonte de energia em cápsulas espaciais por ser efi- ciente e produzir água para os tripulantes. Durante o seu funcionamento, um fluxo de H2 gasoso é disponibilizado em um dos eletrodos, e, no outro, propicia-se um fluxo de O2 gasoso, ocorrendo a seguinte reação: H2 (g) 1 1 2 O2 (g) → H2O (,) E 5 11,23 V (nas condições padrão) Como eletrólito, é utilizada solução aquosa concentra- da de KOH. Dados: d(H2O) 5 1 g · mL21; massas atômi- cas: H 5 1 e O 5 16. Com base nas informações sobre a célula a combustí- vel, considere as afirmativas a seguir. I. No cátodo dessa célula ocorre o processo de oxidação do O2 gasoso. II. Durante a reação de oxidorredução da célula, ocorre a transferência de 2 elétrons. III. Considerando que em uma missão espacial são consu- midos cerca de 90 kg de hidrogênio gasoso por dia, em 7 dias a quantidade de água produzida é igual a 5.670 L. IV. A célula a combustível é denominada célula eletrolítica, pois nela uma reação química espontânea gera energia. Indique a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. 16. (Ufscar-SP) Uma tecnologia promissora para a re- dução do uso de combustíveis fósseis como fonte de energia são as células de combustíveis, nas quais os reagentes são convertidos em produtos através de processos eletroquímicos, com produção de energia elétrica, que pode ser armazenada ou utilizada dire- tamente. A figura apresenta o esquema de uma célula de combustível formada por duas câmaras dotadas de catalisadores adequados, onde ocorrem as semirrea- ções envolvidas no processo. Hé lio S en ato re excesso membrana polimérica permeável a íons H1 C2H5OH 1 H2O, líquidos O2 gasoso H2O líquida CO2 gasoso motor elétrico O contato elétrico entre as duas câmaras se dá através de uma membrana permeável a íons H1 e do circuito 85 elétrico externo, por onde os elétrons fluem e acionam, no exemplo da figura, um motor elétrico. Comparando- -se um motor a explosão com outro movido a eletricidade gerada por uma célula de combustível, ambos utilizando etanol, os produtos finais serão os mesmos 2 CO2 e H2O 2, mas a eficiência da célula de combustível é maior, além de operar em temperaturas mais baixas. a) Sabendo que no processo estão envolvidos, além de reagentes e produtos finais, a água, íons H1 e elétrons, escreva as equações químicas balanceadas para as semirreações que ocorrem em cada câmara da célula de combustível apresentada na figura. b) Determine o sentido do fluxo de elétrons pelo circuito elétrico externo (motor elétrico). Justifique sua resposta. Eletrólise 1. (UFPE) A eletrólise de cloreto de sódio fundido produz sódio metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon: a) sódio recebe dois elétrons. b) cloreto recebe dois elétrons. c) sódio recebe um elétron. d) cloreto perde dois elétrons. e) sódio perde um elétron. 2. É correto afirmar que no cátodo é produzido: a) K. b) H2. c) O2. d) Br2. 3. Considere as afirmações apresentadas a seguir: I. Os íons Br2 se deslocam em direção ao ânodo, e os íons K1 se deslocam em direção ao cátodo. II. Os íons OH2 se deslocam em direção ao ânodo, e os íons H1, em direção ao cátodo. III. Os íons OH2 se deslocam em direção ao ânodo, e os íons Br2, em direção ao cátodo. A(s) afirmação(ões) está(ão) correta(s) em: a) I apenas. b) II apenas. c) III apenas. d) I e II. 4. (UFPR) Um estudante montou um arranjo experimen- tal para investigar a condutividade de algumas solu- ções aquosas. Para isso, ele usou água destilada, uma fonte de tensão ( ) e um amperímetro (A), conforme esquematizado a seguir: eletrodos de platina solução aquosa Lu is M ou ra Os resultados experimentais foram apresentados na seguinte tabela: Experi- mento Soluto Corrente medida observações visuais A açúcar zero Não houve altera- ção perceptível. B ácido sulfúrico 0,5 A Houve evolução de gases em am- bos os eletrodos. C sulfato de cobre 0,5 A Houve evolução de gás em um eletro- do e houve depo- sição de cobre no outro eletrodo. Responda: a) Por que o amperímetro não registrou corrente no expe- rimento A e registrou nos experimentos B e C? b) Quais foram os gases liberados no experimento B no eletrodo positivo? E no eletrodo negativo? c) Qual foi o gás liberado no experimento C? Em qual eletrodo (ânodo ou cátodo) houve deposição de cobre? 5. (UFRGS) Um estudante apresentou um experimento sobre eletrólise na feira de ciências de sua escola. O es- quema do experimento foi representado pelo estudante em um cartaz como o reproduzido abaixo. bateria solução aquosa de NaC, 1 2 21 Os números 1 e 2 indicam eletrodos de grafite. Lu is M ou ra Em outro cartaz, o aluno listoutrês observações que realizou e que estão transcritas abaixo. I. Houve liberação de gás cloro no eletrodo 1. II. Formou-se uma coloração rosada na solução próxima ao eletrodo 2, quando se adicionaram gotas de solução de fenolftaleína. III. Ocorreu uma reação de redução do cloro no eletrodo 1. Quais observações são corretas? a) Apenas I. c) Apenas III. e) I, II e III. b) Apenas II. d) Apenas I e II. 6. (UFU-MG) Observe o esquema a seguir, representativo da eletrólise da água, que é um processo eletroquí- mico com larga aplicação industrial. As semirreações que ocorrem nos eletrodos são: 2 H2O (,) 1 2 e2 → 2 OH2 (aq) 1 H2 (g) 2 H2O (,) → 4 H1 (aq) 1 O2 (g) 1 4 e2 bateria tubo I tubo II água 1 sal Lu is M ou ra 86 Pede-se: a) quais são os gases formados nos tubos I e II? b) identifique qual o polo da bateria que está conectado no tubo II. Justifique sua resposta. c) explique por que o tubo II tem maior massa que o tubo I. 7. (UFPE) O magnésio é utilizado atualmente nas indús- trias espacial, aeronáutica e de aparelhos ópticos, pois forma ligas leves e resistentes, comparado com outros metais, como alumínio e ferro. O magnésio metálico é produzido a partir da eletrólise do cloreto de magnésio fundido (o processo Dow), obtido da água do mar. Sobre este processo de produção de magnésio metálico pode- -se afirmar que: I II 0 0 É um processo espontâneo. 1 1 Uma das semirreações pode ser represen- tada por: Mg21 (fundido) 1 2 e2 → Mg (,). 2 2 Uma das semirreações pode ser representada por: C,2 (fundido) 1 e2 → → C,2 2 (fundido). 3 3 A reação global é representada por: MgC,2 (fundido) → Mg (,) 1 2 C,2 (fundido). 4 4 São consumidos 4 mol de elétrons para a formação de 2 mol de Mg (,). 8. (Vunesp) Utilizando-se eletrodos de platina, quais são os produtos e seus respectivos estados físicos (à tem- peratura ambiente) resultantes da eletrólise de: I. cloreto de sódio fundido; II. solução aquosa de ácido sulfúrico diluído. Escreva as semirreações que ocorrem, especificando os eletrodos. 9. (UFPB) Na produção de filmes finos, amplamente usados na fabricação de condutores, resistores, cir- cuitos microeletrônicos, dispositivos fotovoltaicos, dentre outros, é conveniente empregar conhecimen- tos básicos a respeito de células eletroquímicas. Nesse contexto, com respeito às células voltaicas e às células eletrolíticas, é incorreto afirmar: a) O eletrodo no qual ocorre o processo de oxidação é denominado cátodo, tanto para as células voltaicas quanto para as células eletrolíticas. b) A ocorrência espontânea de uma reação de oxidorre- dução, na célula voltaica, promove a geração de cor- rente elétrica. c) Uma reação química, na célula eletrolítica, é provoca- da pela passagem de corrente elétrica. d) A eletrólise ígnea é o nome da reação química provo- cada pela passagem de corrente elétrica, através de um composto iônico fundido. e) A eletrólise aquosa é o nome da reação química pro- vocada pela passagem de corrente elétrica, através da solução aquosa de um eletrólito. 10. (UEPG-PR) Dentro de um béquer, dois eletrodos iner- tes de platina estão imersos em uma solução de clo- reto de cobre em água. Esses eletrodos são então liga- dos a uma bateria externa, o que provoca a eletrólise da solução. Acerca do sistema assim montado, indique o que for correto. 01. Ocorre a liberação de cloro gasoso no ânodo. 02. Ocorre a formação de óxido de cobre (II) em um dos eletrodos e de ácido clorídrico gasoso no outro. 04. Não ocorre reação de oxidação-redução. 08. Ocorre a deposição de cobre no cátodo. 11. (Ufscar-SP) A figura apresenta a eletrólise de uma so- lução aquosa de cloreto de níquel (II), NiC,2. fluxo de elétrons bateriainterruptor ânodo, Pt cátodo, Pt 1 2 2 Lu is M ou ra 1 São dadas as semirreações de redução e seus respec- tivos potenciais: C,2 (g) 1 2 e2 → 2 C,2 (aq) E0 5 11,36 V Ni21 (aq) 1 2 e2 → Ni (s) E0 5 20,24 V a) Indique as substâncias formadas no ânodo e no cáto- do. Justifique. b) Qual deve ser o mínimo potencial aplicado pela bateria para que ocorra a eletrólise? Justifique. 12. (Unifesp) A uma solução aquosa contendo KI sufi- ciente para tornar o meio condutor, foram adicio- nadas algumas gotas do indicador fenolftaleína. A solução resultante foi eletrolisada com eletrodos inertes, no dispositivo esquematizado a seguir. solução de KI 1 gotas de fenolftaleína eletrodo inerte 12 Lu is M ou ra São fornecidos os potenciais padrão de redução das espécies químicas presentes na solução, que podem sofrer oxidorredução no processo. K1 (aq) 1 e2 → K (s) E0 5 22,93 V 2 H2O (,) 1 2 e2 → H2 (g) 1 2 OH2 (aq) E0 5 20,83 V I2 (s) 1 2 e2 → 2 I2 (aq) E0 5 10,54 V O2 (g) 1 4 H1 (aq) 1 4 e2 → 2 H2O (,) E0 5 11,23 V 87 Com base nesses dados, pode-se prever que, durante a eletrólise da solução, haverá desprendimento de gás a) em ambos os eletrodos, e aparecimento de cor verme- lha apenas ao redor do eletrodo negativo. b) em ambos os eletrodos, e aparecimento de cor verme- lha apenas ao redor do eletrodo positivo. c) em ambos os eletrodos, e aparecimento de cor verme- lha também ao redor dos dois eletrodos. d) somente do eletrodo positivo, e deposição de potássio metálico ao redor do eletrodo negativo. e) somente do eletrodo negativo, e aparecimento de cor vermelha apenas ao redor do mesmo eletrodo. 13. (Unifesp) A figura representa uma célula de eletrólise de soluções aquosas com eletrodo inerte. Também são fornecidos os potenciais padrão de redução (E0) de al- gumas espécies. bateria e2 e2 compartimento X compartimento Y Lu is M ou ra Na1 (aq) 1 e2 → Na (s) E0 5 22,71 V 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 5 0,00 V H2O (,) 1 1 2 O2 1 2 e2 → 2 OH2 (aq) E0 5 10,40 V C,2 (g) 1 2 e2 → 2 C, (aq) E0 5 11,36 V Para essa célula, foram feitas as seguintes afirmações: I. O polo positivo é o eletrodo do compartimento Y. II. O ânodo é o eletrodo do compartimento X. III. A ddp para a eletrólise de uma solução aquosa de NaC, (aq) é positiva. IV. Na eletrólise de solução aquosa de NaC, (aq) há forma- ção de gás hidrogênio no eletrodo do compartimento Y. V. Na eletrólise da solução aquosa de NaC, (aq) há for- mação de gás cloro no compartimento X. São corretas somente as afirmações: a) I, II, III e IV. b) I, III e V. c) I, IV e V. d) II, III e IV. e) II, IV e V. 14. (FGV-SP) Em 2005, a produção brasileira de clo- ro (C,2) e de soda (NaOH) atingiu a ordem de 1,3 milhões de toneladas. Um dos processos mais im- portantes usados na produção dessas substâncias é baseado na eletrólise da salmoura (solução saturada de cloreto de sódio), empregando-se uma cuba ele- trolítica formada por dois compartimentos separa- dos por uma membrana polimérica, semipermeável. Além do cloro e da soda, forma-se gás hidrogênio. Reação global: 2 NaC, (aq) 1 2 H2O (,) → → 2 NaOH (aq) 1 C,2 (g) 1 H2 (g) A Agência Nacional de Vigilância Sanitária estabelece normas rígidas que permitem o emprego de hipoclo- rito de sódio (NaC,O) e do ácido hipocloroso (HC,O) no tratamento de água. A produção do hipoclorito de sódio é feita borbulhan- do-se gás cloro em uma solução aquosa de hidróxido de sódio. A reação do processo é: C,2 (g) 1 2 NaOH (aq) → → NaC,O (aq) 1 NaC, (aq) 1 H2O (,) O ácido hipocloroso é um ácido fraco, pode ser forma- do pela reação do cloro e água: C,2 (g) 1 H2O (,) → HC,O (aq) 1 HC, (aq) Lu iz Fe rn an do R ub io H2O el et ro do m em br an a po lim ér ic a el et ro do H1OH2 Na1OH2 C,2 Na1C,2 Na1 H2 Em relação ao processo eletrolítico para a produção de cloro e soda, é correto afirmar que: a) os íons Na1 e as moléculas de H2O migram através da membrana na direção do ânodo. b) forma-se gás hidrogênio no cátodo e gás cloro no ânodo. c) no cátodo, é formado o gás cloro através do recebi- mento de elétrons. d) os elétrons migram, através de contato elétrico externo, do polo negativo para o polo positivo da célula.e) para cada mol de gás hidrogênio formado, é necessá- rio um mol de elétrons. 15. (UFC-CE) Observe o sistema eletroquímico indicado na figura 1, em que ocorre a reação espontânea: Fe12 (aq) 1 Ag1 (aq) → Ag (s) 1 Fe13 (aq) E0 5 10,028 V a) Explique o que acontece após instalar uma fon- te externa de potencial elétrico maior que 0,028 V (figura 2). b) Na reação espontânea, quem é o agente oxidante e por quê? 88 figura 1 ponte salina bateria Pt Ag Ag1 Fe21 Fe31 e2 Lu is M ou ra ponte salina Pt AgAg1 Fe21 Fe31 e2 Lu is M ou ra figura 2 16. (UFG-GO) Considere o sistema a seguir, que é cons- tituído de água contendo uma pequena quantidade de um eletrólito, juntamente com as semirreações e os respectivos potenciais padrão de redução. fio condutorfio condutor eletrodo eletrodo H2O () Lu is M ou ra A B O2 (g) 1 4 H1 (aq) 1 4 e2 → 2 H2O (,) E0 5 11,229 V 2 H1 (aq) 1 2 e2 → H2 (g) E0 5 0 V Ao se conectar uma bateria que forneça tensão sufi- ciente, observa-se a formação de bolhas na superfície de cada um dos eletrodos. Considerando essa situação, a) escreva a(s) equação(ões) que representa(m) o(s) pro- duto(s) formado(s) em cada eletrodo; b) explique por que o meio resultante em um dos tubos é ácido e no outro, neutro; c) explique como identificar, visualmente, qual o produto formado em cada tubo. Aspectos quantitativos da eletrólise 1. (UFBA) A figura a seguir representa uma célula ele- trolítica onde é conduzida a eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de sódio. Lu is M ou ra bateria eletrodo inerte eletrodo inerte Na2SO4 (aq) 1 2 Semirreação Potencial padrão de redução, a 25 ºC, E0 (V) Na1 (aq) 1 e2 Na (s) 22,71 2 H2O (,) 1 2 e2 H2 (g) 1 2 OH2 (aq) 20,83 O2 (g) 1 4 H1 (aq) 1 4 e2 1 H2O () 1,23 S2O 2 8 2 (aq) 1 2 e2 2 SO2 4 2 (aq) 2,05 Em relação a essa eletrólise e com base nas informa- ções da tabela acima, pode-se afirmar: 01. Na célula eletrolítica, os ânions migram para o cátodo. 02. No ânodo, obtém-se sódio metálico. 04. Em torno do cátodo, o meio é básico. 08. No cátodo, 1 mol de água reage com 1 mol de elétrons. 16. A célula eletrolítica, operando continuamente com uma corrente elétrica de 1,0 · 105 A, durante 24 horas, pro- duz aproximadamente 716,3 kg da substância liberada no ânodo. 32. O sentido da corrente elétrica é do cátodo para o ânodo. 64. À medida que ocorre a eletrólise, a densidade da solu- ção de sulfato de sódio diminui. (Massas molares em g/mol: H 5 1; 0 5 16; S 5 32; Na 5 23.) Dê como resposta a soma dos números associados às afirmativas corretas. 2. (Unesp) Após o Neolítico, a história da humanidade carac- terizou-se pelo uso de determinados metais e suas ligas. Assim, à idade do cobre (e do bronze) sucedeu-se a idade do ferro (e do aço), sendo que mais recentemente iniciou- -se o uso intensivo do alumínio. Esta sequência histórica se deve aos diferentes processos de obtenção dos metais correspondentes, que envolvem condições de redução su- cessivamente mais drásticas. a) Usando os símbolos químicos, escreva a sequência destes metais, partindo do menos nobre para o mais nobre, justificando-a com base nas informações apre- sentadas. b) Para a produção do alumínio (grupo 13 da classificação periódica), utiliza-se o processo de redução eletrolítica (A,31 1 3 e_ → A,). Qual a massa de alumínio produ- zida após 300 segundos usando-se uma corrente de 9,65 C · s_1? (Dados: massa molar do A, 5 27 g · mol_1 e a constante de Faraday, F 5 96.500 C · mol_1) 89 3. (Uerj) Em uma célula eletrolítica, com eletrodos inertes, uma corrente de 1,00 A passa por uma solução aquosa de cloreto de ferro, produzindo Fe (s) e C,2 (g). Admita que 2,80 g de ferro são depositados no cátodo, quando a célula funciona por 160 min 50 s. Determine a fórmula do cloreto de ferro utilizado na preparação da solução originalmente eletrolisada e escreva a equação eletroquímica que representa a descarga ocorrida no ânodo. 4. (Unimontes/PAES-MG) O gráfico a seguir mostra a va- riação da corrente elétrica (I) com o tempo, ocorrida em uma eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de co- bre (II) com eletrodos, durante três horas. i (A) t (h) 2 4 6 8 1 2 3 A quantidade de carga elétrica, em coulomb, que cir- cula pelos eletrodos durante 3 horas é: a) 50.400. b) 43.200. c) 21.600. d) 7.200. 5. (UEG-GO) Encontrei uma preta que estava a chorar, pedi-lhe uma lágrima para analisar. Recolhi-a com todo cuidado num tubo de ensaio bem esterilizado. Olhei-a de um lado, do outro e de frente: tinha um ar de gota muito transparente. Mandei vir os ácidos, as bases e os sais, as drogas usadas em casos que tais. Ensaiei a frio, experimentei ao lume, de todas as vezes deu-me o que é costume: nem sinais de negro, nem vestígios de ódio. Água (quase tudo) e cloreto de sódio. Disponível em: . Acesso em: 17 maio 2007. [Adaptado.] A eletrólise é um método bastante importante na obten- ção industrial de metais de alta reatividade, como sódio, magnésio e alumínio. Para a produção de sódio metálico, emprega-se o NaC, como matéria-prima, por causa de sua grande abundância. O processo é conhecido como eletrólise ígnea. A figura a seguir representa a célula construída es- pecialmente para esse caso, conhecida como “célula de Do- wns”. O NaC, é submetido a altas temperaturas, fundindo- -se totalmente. Nesse estado físico, a eletrólise é efetuada. entrada de NaC NaC fundido Na (,) C2 (g) 1 22 Pa ul o Cé sa r P er eir a Dados: R 5 0,082 atm L K_1 · mol_1 (constante dos gases), Na 5 6,0 · 1023 mol_1 (número de Avogadro), e 5 1,6 · 1019 C (carga elementar do elétron) e MNa 5 23 g · mol_1. Na1 (aq) 1 e_ → Na (s) E0 redução 5 22,71 V 2 H2O (,) 1 2 e_ → → H2 (g) 1 2 OH_ (aq) E0 redução 5 20,83 V C,2 (g) 1 2 e_ → 2 C, _ (aq) E0 redução 5 11,36 V Tendo em vista a figura e os dados fornecidos, é correto afirmar: a) No ânodo, após 1 hora e 20 minutos, com uma corrente elétrica de 3,0 A, forma-se uma massa igual a 3,45 g de sódio líquido. b) Em células galvânicas como a de Downs, as semirrea- ções de redução e oxidação ocorrem, respectivamen- te, nos eletrodos negativo e positivo. No mecanismo da questão, o C, _ oxida-se no ânodo, doando seu elétron, que é então capturado pelo Na1, no outro eletrodo, no processo de redução. c) Caso uma corrente de 2,0 ampères seja aplicada à célu- la de Downs durante 53 minutos e 20 segundos, a pres- são gerada pelo C,2 produzido, dentro de um recipiente de 1 litro a 300 K, será inferior a 1,0 atm. d) Os mesmos produtos da eletrólise ígnea são gera- dos na eletrólise aquosa, visto que o sal é um con- dutor tanto em solução quanto no estado líquido. O que torna o processo impraticável, nesse caso, é que o sódio metálico, ao entrar em contato com a água, reage explosivamente, conforme a reação: 2 Na (s) 1 2 H2O (,) → 2 NaOH (aq) 1 H2 (g). 6. A vantagem principal do magnésio como material de construção é a sua leveza (1,74 g/cm3) quando comparado com o alumínio (2,7 g/cm3) e o aço inoxidável (7,8 g/cm3). É usado em ligas leves e fortes, não só na indústria espacial e aeronáutica, mas também em aparelhos óticos e equi- pamentos. As ligas de magnésio podem ser extraordina- riamente resistentes, sendo empregadas na fabricação de motores e fuselagens de aviões. Anualmente, são produzi- das mais de 300.000 toneladas de magnésio, sendo a maior parte pela eletrólise do MgC,2, presente em grandes quanti- dades na água do mar. Fonte: Garritz, A., Chamizo, J. A. Química. Tradução de Giovanni S. Crisi. São Paulo: Prentice Hall, 2002. p. 565. (Dado: F 5 96.500 C) Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar: a) A eletrólise é uma reação química conduzida sempre em sua direção espontânea pela aplicação de uma corrente elétrica. b) Na eletrólise do MgC,2 fundido, a oxidação do C,2 para cloretoocorre no cátodo e a semirreação que ocorre no ânodo é Mg21 1 2 e_ → Mg0. 90 c) Se forem passados 50.000 C através do MgC,2 fundido, as massas de Mg e de C,2 produzidas serão, respecti- vamente, de 6,29 g de 18,4 g. d) A quantidade de Mg depositado na célula eletroquími- ca é proporcional ao seu número atômico. e) Nesse processo de eletrólise, o íon cloreto é reduzido mais facilmente que o magnésio porque este último é mais eletronegativo que o cloro. 7. (Uece) A questão a seguir é uma aplicação das leis da eletrólise formuladas por Michael Faraday (1791-1867), químico, físico e filósofo inglês. Três células eletrolíticas, contendo, respectivamente, uma solução com íons de prata (Ag1), uma solução com íons de Cu21 e uma solu- ção com íons de Au31, estão conectadas em série. Depois de algum tempo, se depositam 3,68 g de prata metálica na célula que contém íons de Ag1. Ao final, as massas de cobre e de ouro depositadas serão, respectivamente: a) 0,27 g e 0,66 g. b) 0,54 g e 1,12 g. c) 1,08 g e 2,24 g. d) 2,16 g e 4,48 g. 8. (UFPE) Pela eletrólise do nitrato de prata (AgNO3) ob- tém-se 107,9 g de prata metálica por hora, utilizando uma corrente elétrica de 27 A. Calcule a corrente, em ampères, para se obter 26,98 g/hora de alumínio me- tálico, a partir de uma solução de cloreto de alumínio (A,C,3). Dados: Massas molares (g/mol) Ag 5 107,9 g; A 5 26,98. 9. (PUC-SP) A eletrólise em série de uma solução aquosa de sulfato de zinco e de uma solução aquosa de iodeto de potássio é esquematizada a seguir. Lu is M ou ra ZnSO4 (aq) fonte A B KI (aq) 1 2 1 2 A respeito deste sistema, foram feitas as seguintes afirmações: I. Nos ânodos (polos 1), formam-se zinco metálico e gás hidrogênio. II. O volume de gás oxigênio (O2) formado no frasco A é a metade do volume de gás hidrogênio (H2) formado no frasco B. III. A massa de zinco formada no frasco A é igual à massa de iodo formada no frasco B. IV. a solução resultante no frasco B apresenta pH 7. Estão corretas as afirmações: a) I e III. c) I, II e IV. e) III e IV. b) II e IV. d) I, II e III. 10. (IME-RJ) Um certo fabricante produz pilhas comuns, nas quais o invólucro de zinco funciona como ânodo, enquanto que o cátodo é inerte. Em cada uma, utili- zam-se 5,87 g de dióxido de manganês, 9,2 g de cloreto de amônio e um invólucro de zinco de 80 g. As semirre- ações dos eletrodos são: Zn → Zn12 1 2 e_ NH1 4 1 MnO2 1 e_ → 1 2 Mn2O3 1 NH3 1 1 2 H2O Determine o tempo que uma destas pilhas leva para per- der 50% de sua carga, fornecendo uma corrente cons- tante de 0,08 A. (Constante de Faraday: F 5 96.500 C.) Oxidorredução na obtenção de substâncias simples 1. (Fuvest-SP) Em um bate-papo na Internet, cinco es- tudantes de química decidiram não revelar seus no- mes, mas apenas as duas primeiras letras, por meio de símbolos de elementos químicos. Nas mensagens, descreveram algumas características desses elemen- tos. • É produzido, a partir da bauxita, por um processo que consome muita energia elétrica. Entretanto, parte do que é produzido, após utilização, é reciclada. • É o principal constituinte do aço. Reage com água e oxigênio, formando um óxido hidratado. • É o segundo elemento mais abundante na crosta terres- tre. Na forma de óxido, está presente na areia. É empre- gado em componentes de computadores. • Reage com água, desprendendo hidrogênio. Combina- -se com cloro, formando o principal constituinte do sal de cozinha. • Na forma de cátion, compõe o mármore e a cal. Os nomes dos estudantes, na ordem em que estão apresentadas as mensagens, podem ser: a) Silvana, Carlos, Alberto, Nair, Fernando. b) Alberto, Fernando, Silvana, Nair, Carlos. c) Silvana, Carlos, Alberto, Fernando, Nair. d) Nair, Alberto, Fernando, Silvana, Carlos. e) Alberto, Fernando, Silvana, Carlos, Nair. 2. (PUC-SP) Os metais são conhecidos pela sua male- abilidade e ductilidade, por serem bons condutores térmicos e elétricos e apresentarem brilho caracte- rístico. Propriedades mais específicas de alguns me- tais são descritas a seguir. O metal I é líquido à temperatura ambiente e dissol- ve diversos outros metais, formando amálgamas que apresentam larga aplicação. O metal II apresenta temperatura de fusão de 98 ºC, é mole e reage violentamente com a água, liberando grande quantidade de energia. 91 O metal III é certamente o metal mais utilizado no mundo, sendo o principal constituinte das ligas metá- licas conhecidas genericamente como aço. O metal IV tem bastante aplicação na indústria civil e de embalagens. Além de pouco denso, tem a vantagem de ser coberto por uma fina camada de óxido que difi- culta a sua corrosão pelo oxigênio. Os metais I, II, III e IV são, respectivamente, a) mercúrio, ouro, cobre e titânio. b) césio, potássio, prata e alumínio. c) mercúrio, sódio, ferro e alumínio. d) mercúrio, sódio, cobre e estanho. e) gálio, ouro, ferro e alumínio. 3. (Fuvest-SP) As esculturas de Rodin, recentemente ex- postas em São Paulo, foram feitas em sua maioria em bronze e algumas em mármore. Os principais compo- nentes dessas matérias são: bronze Mármore a) Cu, Zn CaO b) Fe, Sn CaCO3 c) Fe, Zn CaO d) Cu, Sn CaSO4 e) Cu, Sn CaCO3 4. (ITA-SP) Qual das opções a seguir contém a equação que representa a produção de ferro num alto-forno con- vencional alimentado com hematita e coque? a) FeS (c) 1 H2 (g) → Fe (c) 1 H2S (g) b) Fe2O3 (c) 1 2 A, (c) → 2 Fe (c) 1 A,2O3 (c) c) Fe3O4 (c) 1 4 H2 (g) → 3 Fe (c) 1 4 H2O (g) d) Fe2O3 (c) 1 3 CO (g) → 2 Fe (c) 1 3 CO2 (g) e) 4 FeS (c) 1 2 CO (g) → 4 Fe (c) 1 2 CS2 (g) 1 O2 (g) 5. Qual das substâncias abaixo é o redutor na produção do ferro? a) H2O b) CO2 c) CO d) NO e) CH4 6. (Fuvest-SP) O alumínio é produzido a partir do minério bauxita, do qual é separado o óxido de alumínio que, em seguida, junto a um fundente, é submetido à ele- trólise. A bauxita contém cerca de 50%, em massa, de óxido de alumínio. De modo geral, desde que o custo da energia elétrica seja o mesmo, as indústrias de alu- mínio procuram se estabelecer próximas a: a) zonas litorâneas, pela necessidade de grandes quanti- dades de salmoura para a eletrólise. b) centros consumidores de alumínio, para evitar o trans- porte de material muito dúctil e maleável e, portanto, facilmente deformável. c) grandes reservatórios de água, necessária para sepa- rar o óxido de alumínio da bauxita. d) zonas rurais, onde a chuva ácida, que corrói o alumí- nio, é menos frequente. e) jazidas de bauxita, para não se ter de transportar a parte do minério (mais de 50%) que não resulta em alumínio. 7. (FEI-SP) O alumínio é obtido industrialmente pela ele- trólise ígnea da alumina (A,2O3). Indique a alternativa falsa: a) O íon alumínio sofre redução. b) O gás oxigênio é liberado no ânodo. c) O alumínio é produzido no cátodo. d) O metal alumínio é agente oxidante. e) O íon O22 sofre oxidação. 8. (UFF-RJ) As superfícies de alumínio, recentemente preparadas, reagem com o oxigênio para formar uma camada de óxido que protege o material de posterior corrosão. A reação pode ser representada por: A, (s) 1 O2 (g) A,2O3 (s) a) Escreva a equação balanceada para a reação apresen- tada. b) Calcule quantos gramas de oxigênio serão necessá- rios para reagir com 0,30 mol de alumínio. c) Calcule quantos gramas de óxido de alumínio poderão ser produzidos quando 12,50 g de oxigênio reagirem completamente com o alumínio. (Massas atômicas: A, 5 27; O 5 16.) 9. (UnB/PAS-DF) A siderurgia, que visa à obtenção do ferro metálico a partir de seus minérios, utiliza altos- -fornos, nos quais se despeja uma mistura de coque (carvão com alto teor de carbono), minério de ferro e calcário (CaCO3). A combustão do coque produz CO, que reage com o minério de ferro. O calcário sofre decomposição e pro- duz CaO, o qual reage com as impurezas do minério. O ferro que sai do alto-forno — ferro-gusa —, após um processo de purificação,passa a ter cerca de 1,5% de carbono, quando então é chamado de aço. Com o auxí- lio dessas informações, julgue os seguintes itens: a) O minério de ferro usado na siderurgia apresenta pro- priedades físicas cujos valores são constantes. b) As equações abaixo representam, de forma simplificada, a obtenção do ferro em um alto-forno siderúrgico. 2 C (s) 1 O2 (g) → 2 CO (g) Fe2O3 (s) 1 3 CO (g) → → 2 Fe (s) 1 3 CO2 (g) c) Na reação da hematita com o monóxido de carbono, este exerce o papel de agente oxidante. d) O aço é uma liga. 10. (Fuvest-SP) Em seu livro de contos O sistema periódico, o escritor italiano Primo Levi descreve características de elementos químicos e as relaciona a fatos de sua vida. Dois trechos desse livro são destacados a seguir: (I) “(Este metal) é mole como a cera e reage com a água onde flutua (um metal que flutua!), dançando freneti- camente e produzindo hidrogênio.” (II) “(Este outro) é um elemento singular: é o único capaz de ligar-se a si mesmo em longas cadeias estáveis, sem grande desperdício de energia, e para a vida sobre a 92 Terra (a única que conhecemos até o momento) são ne- cessárias exatamente as longas cadeias. Por isso, ... é o elemento-chave da substância viva.” O metal e o elemento referidos nos trechos (I) e (II) são, respectivamente, a) mercúrio e oxigênio. d) sódio e carbono. b) cobre e carbono. e) potássio e oxigênio. c) alumínio e silício. 11. (PUC-MG) Com relação à eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de potássio, feita com eletrodos inertes, indique a afirmativa correta: a) Há liberação de gás hidrogênio no cátodo. b) Há liberação de gás oxigênio no ânodo. c) Forma-se ácido clorídrico. d) A solução aquosa torna-se ácida, ficando incolor em presença do indicador fenolftaleína. e) 2 KC, 1 4 H2O → 2 HC, 1 2 KOH 1 O2 1 2 H2 é a equa- ção global da eletrólise. 12. (Fuvest-SP) Magnésio e seus compostos podem ser produzidos a partir da água do mar, como mostra o esquema a seguir: água do mar cal 1. HC, (aq) eletrólise Mg (s) Mg(OH)2 (s) 2. cristalização MgC,2 (s) ígnea X Y Z aquecimento CO2 (g) a) Identifique X, Y e Z, dando suas respectivas fórmulas. b) Escreva a equação que representa a formação do com- posto X a partir do Mg(OH)2 (s). Esta equação é de uma reação de oxirredução? Justifique. 13. (Vunesp) Em qual das reações seguintes é produzido um gás esverdeado, oxidante e mais denso que o ar? a) C2H6 1 7 2 O2 → 2 CO2 1 3 H2O. b) N2 1 3 H2 → 2 NH3. c) 2 Na 1 2 H2O → 2 NaOH 1 H2. d) 2 KC,O3 → 2 KC, 1 3 O2. e) MnO2 1 4 HC, → MnC,2 1 2 H2O 1 C,2. 14. (Fuvest-SP) Quando se classificam elementos quími- cos utilizando-se como critério o estado de agregação sob 1 atm e 25 ºC, devem pertencer a uma mesma classe os elementos: a) cloro, mercúrio e iodo. b) mercúrio, magnésio e argônio. c) mercúrio, argônio e cloro. d) cloro, enxofre e iodo. e) iodo, enxofre e magnésio. 15. (Fuvest-SP) Para exemplificar elementos químicos que à temperatura ambiente (~25 ºC) reagem com a água, pode-se citar: a) prata e lítio. d) nitrogênio e carbono. b) lítio e cloro. e) carbono e prata. c) cloro e nitrogênio. 16. (UnB-DF) O cobre, devido à sua baixa tendência à oxi- dação, é empregado na fabricação de tubulações para água quente, de utensílios domésticos, de moedas e de inúmeras ligas metálicas, entre as quais destacam-se o latão (cobre e zinco) e o bronze (cobre e estanho). No entanto, não é utilizado em embalagens de alimentos, pois quando exposto ao ar úmido contendo gás carbô- nico, o cobre lentamente se oxida, ficando coberto por uma camada esverdeada, o azinhavre, cuja composi- ção é uma mistura de CuCO3 e Cu(OH)2. Considerando essas informações, julgue os itens a seguir. a) O cobre, a que se refere o texto, é uma substância simples. b) No latão e no bronze, as ligações entre os átomos são covalentes, o que explica suas baixas tendências à oxi- dação. c) O azinhavre contém as substâncias cobre (metal), água (umidade) e gás carbônico. d) No carbonato de cobre e no hidróxido de cobre, o esta- do de oxidação do cobre é o mesmo. e) A água presente no ar é um catalisador para a reação de oxidação do cobre. 17. (Fuvest-SP) A exploração econômica de alumínio, carvão, ferro e ouro é feita pela retirada de depósitos naturais, seguida de processamento para purificação. Por já se apresentarem isolados na natureza, não é necessário fazer transformações químicas na fase de purificação de: a) alumínio e ouro. d) alumínio e ferro. b) carvão e ouro. e) carvão e ferro. c) ferro e ouro. 18. (UFS-SE) Considere os processos de obtenção de alu- mínio a partir da alumina (A,2O3) e de ferro a partir da hematita (Fe2O3). Ambos: I. envolvem oxirredução II. utilizam eletrólise III. requerem utilização de energia É correto afirmar somente: a) I. c) III. e) I e III. b) II. d) I e II. 19. (PUCC-SP) A hematita é um óxido natural, matéria- -prima para a obtenção do aço. Dentre as seguintes fórmulas, qual corresponde à hematita? a) FeS2 c) Fe2O3 e) A,2O3 b) SnO2 d) MnO2 20. (Fuvest-SP) Dê a fórmula e o nome de um minério de ferro. Represente por meio de equações químicas a ob- tenção do metal a partir do minério citado. 93 21. (UFPR) O elemento químico alumínio é o terceiro mais abundante na Terra, depois do oxigênio e do silício. A fonte comercial do alumínio é a bauxita, um minério que, por desidratação, produz a alumina, A,2O3. O alu- mínio metálico pode então ser obtido pela passagem de corrente elétrica através da alumina fundida, processo que, devido ao seu elevado ponto de fusão (2.050 ºC), requer um considerável consumo de energia. Acres- cente-se ainda o alto custo envolvido na extração do alumínio de seu óxido e tem-se um processo ener- geticamente muito dispendioso. Somente a partir de 1886, quando Charles Hall descobriu que a mistura de alumina com criolita (Na3A,F6) fundia a 950 ºC, o que tornava o processo de obtenção de alumínio menos dispendioso, foi possível a utilização desse elemento em maior escala. aço � � carbono alumínio fundido criolita e alumina fundidas A figura anterior representa o dispositivo empregado para a extração do alumínio pela passagem de corren- te elétrica. As semirreações que ocorrem são: I. A,31 (fund) 1 3 e2 → A, (líq) II. 2 O22 (fund) 1 C (s) → CO2 (g) 1 4 e2 (Massa molar: A, 5 27,0 g.) Com base nas informações acima, é correto afirmar: a) A fusão dos minérios é necessária para permitir o deslo- camento dos íons para os respectivos eletrodos. b) A reação II indica que o cátodo é consumido durante o processo. c) A redução do alumínio ocorre no eletrodo de aço. d) O processo de obtenção do alumínio metálico é uma eletrólise. e) A soma dos menores coeficientes estequiométricos intei- ros na reação total de obtenção do alumínio é 20. f) A produção de uma lata de refrigerante (13,5 g de alu- mínio) absorve 0,500 mol de elétrons. 22. (Fuvest-SP) Industrialmente, alumínio é obtido a par- tir da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se o óxido de alumínio, A,2O3, que é, em seguida, misturado com um fundente e submetido a uma eletrólise ígnea, obtendo-se, então, o alumínio. As principais impurezas da bauxita são: Fe2O3, que é um óxido básico, e SiO2, que é um óxido ácido. Quanto ao A,2O3, trata-se de um óxido anfótero, isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos quanto com bases. a) Na primeira etapa de purificação da bauxita, ela é tratada com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio. Neste tratamento, uma parte apreciável do óxido de alumínio solubiliza-se, formando NaA,(OH)4. Escre- va a equação química balanceada que representa tal transformação. b) Se a bauxita fosse tratada com solução aquosa con- centrada de ácido clorídrico, quais óxidos seriam so- lubilizados? Justifique por meio de equações químicas balanceadas. c) Na eletrólise do óxidode alumínio fundido, usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em série, através das quais passa uma corrente elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso fosse usada apenas uma cuba, para pro- duzir a mesma quantidade de alumínio por dia? Justifi- que, com base nas leis da eletrólise. 23. (UFPA) O alumínio, uma raridade no século XIX, passou a ser um dos metais mais empregados no século XX. Entre as diversas formas de emprego, destaca-se a con- fecção de latas de cervejas e de refrigerantes. É extraído industrialmente por meio de eletrólise ígnea do minério bauxita (A,2O3 · x H2O) misturado com a criolita (Na3A,F6) fundida. A equação química simplificada representativa desse processo é: A,2O3 (s) 1 3 C (s) → 2 A, (,) 1 3 CO (g) O processo industrial de extração do alumínio consome grande quantidade de energia e, por isso, não é barato. Na obtenção de 27 gramas desse metal, são consumi- dos 297 kJ de energia. Portanto, é bastante vantajoso recuperá-lo por reciclagem, uma vez que nesse proces- so são consumidos somente 26,1 kJ de energia para a obtenção dessa mesma massa do metal. No último Parafolia, foram descartadas ao lixo milha- res de latas de cervejas e de refrigerantes que, após recicladas, levaram à obtenção de 135 kg de alumínio metálico. Analise as informações e responda: a) Que quantidade de energia, kJ · mol21, é economizada quando se obtém essa massa (135 kg) de alumínio por reciclagem, em vez de extraí-lo da bauxita? b) É possível obter o alumínio metálico por meio da eletró- lise de uma solução aquosa ácida contendo íons A,31, já que o potencial padrão de redução (E0 red) do A,31 é igual a 21,66 V e do H1 é igual a 0,00 V? Justifique. c) Qual o número de oxidação do alumínio no óxido de alumínio? 24. (UFPE) No processo Hall para a obtenção de alumínio a partir de seu óxido purificado (esquematizado abaixo), bastões de grafite são ligados ao terminal positivo de uma ponte de corrente enquanto o recipiente é ligado ao terminal negativo. A eletrólise é feita numa mistura de criolita (Na3A,F6) e A,2O3. forno revestido A2O3 dissolvido em criolita fundidaA fundido grafite 1 2 94 Com base nesse esquema, podemos dizer que: I II 0 0 O alumínio possui densidade menor que a mistura líquida de criolita e A,2O3. 1 1 O alumínio é oxidado durante esse processo, pois o produto final é alumínio metálico. 2 2 A grafite funciona como ânodo e ali deve ocorrer a reação de oxidação. 3 3 A criolita é um composto covalente e, por isso, quando fundida, é um bom condutor de eletricidade. 4 4 2.700 kg de alumínio podem ser obtidos a partir de 7.500 kg de seu óxido. 25. (UEL-PR) O município de Poços de Caldas, localizado no sul do estado de Minas Gerais, é um importante centro turístico, mas tem, na produção do alumínio, extraído do mineral bauxita um outro suporte econômico. A pai- sagem faz parte dos atrativos turísticos da região, em- bora afetada atualmente pela mineração, que deixa o solo descoberto. Quando isso ocorre em floresta nativa, o desafio do retorno da paisagem é muito complicado. O alumínio é obtido pela eletrólise ígnea de uma solu- ção de óxido de alumínio puro (A,2O3), obtido da bauxi- ta purificada, em criolita (Na3A,F6) fundida, mantendo a temperatura em aproximadamente 1.000 ºC. Nessas condições, o óxido de alumínio se dissolve e a solução é boa condutora de eletricidade. Durante a eletrólise, os elétrons migram do íon oxigê- nio para o íon alumínio. Em relação ao método de obtenção do alumínio, são feitas as afirmações: I. Na solução, o A,2O3 está totalmente na forma não dis- sociada. II. Na solução, o A,2O3 é o soluto e o Na3A,F6 é o solvente. III. O alumínio é depositado no cátodo. IV. A reação que ocorre no ânodo é a oxidação do O22. Indique a alternativa que contém todas as afirmativas corretas: a) I e II. d) I, III e IV. b) I e IV. e) II, III e IV. c) II e III. 26. (Fuvest-SP) Da água do mar podem ser obtidas grandes quantidades de um sal que é a origem das seguintes trans- formações: x sal y NaOH em água eletrólise da solução aquosa concentrada HC, gasoso 1 z ácido clorídrico solução alcalina oxidante (água sanitária) 1 gordura w 1 glicerina em água Nesse esquema, x, y, z e w representam: x y z w a) oxigênio cloro hidrogênio sabão b) sódio oxigênio dióxido de carbono triglicerídeo c) hidrogênio cloro água sabão d) cloro hidrogênio água carboidrato e) hidrogênio cloro dióxido de carbono triglicerídeo 27. (Fuvest-SP) O íon magnésio está presente na água do mar em quantidade apreciável. O íon Mg21 é precipitado da água do mar como hidróxido, que é convertido a cloreto por tratamento com ácido clorídrico. Após a evaporação da água, o cloreto de magnésio é fundido e submetido à eletrólise. a) Escreva as equações de todas as reações que ocorrem. b) Quais os produtos da eletrólise e seus estados físicos? 95 28. (ITA-SP 2 mod.) A obtenção do magnésio a partir da água do mar envolve três reações principais: I. Precipitação do hidróxido de magnésio com cal extinta. II. Conversão do hidróxido em cloreto de magnésio. III. Eletrólise ígnea do cloreto de magnésio. São dadas as seguintes equações químicas: a) MgC,2 1 CaO → MgO 1 CaC,2 b) Mg11 1 2 OH2 → Mg(OH)2 c) MgO 1 C,2 → MgC,2 1 1 2 O2 d) Mg(OH)2 1 2 HC, → MgC,2 1 2 H2O e) MgC,2 → Mg 1 C,2 f) MgC,2 → Mg11 1 2 C,2 Quais as equações que melhor representam as três reações principais, na ordem dada? 29. (Fuvest-SP) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscinas o anúncio: “Temos cloro líquido”. a) Há erro em tal anúncio? Explique. b) Quando se obtém cloro por eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio, também se forma hidrogênio. Mostre como se formam o cloro e o hidrogênio nessa eletrólise. 30. (Fuvest-SP) Amostras dos gases nitrogênio, oxigênio e cloro foram recolhidas, não necessariamente nessa ordem, em recipientes rotulados A, B e C. Cada reci- piente contém apenas um desses gases. A fim de ilustrar algumas propriedades dessas subs- tâncias, com cada recipiente foram feitas as seguintes experiências: I. Introduziram-se raspas de ferro aquecidas ao rubro. Apenas nos recipientes A e B observaram-se transfor- mações das raspas de ferro. II. Cheiraram-se os conteúdos. O de A, assim como o de C, era inodoro. O de B provocou forte irritação na mu- cosa nasal. a) Identifique os gases dos recipientes A, B e C. Justifique. b) Escreva a equação balanceada da reação do conteúdo do recipiente B com o ferro. 31. (Fuvest-SP) Indique a afirmação incorreta sobre os elementos químicos cloro, bromo e iodo. a) Os 3 elementos são halogênios. b) Os 3 elementos são coloridos (cloro — verde; bromo — marrom; iodo — violeta). c) Os 3 elementos têm o mesmo número de elétrons na camada externa. d) Os 3 elementos reagem com metais alcalinos forman- do sais. e) Os 3 elementos são líquidos à temperatura de 18 ºC. 32. (UFBA) Entre suas características, o iodo (I2) apresenta como propriedades químicas (a resposta é dada pela soma dos números associados aos itens corretos): (01) brilho metálico. (02) odor característico. (04) vapores de tonalidade violeta. (08) solubilidade em álcool. (16) baixa solubilidade em água. (32) não combustibilidade. 98 Estudo da velocidade das reações 1. (Cesgranrio-RJ) O gráfico abaixo representa a variação das concentrações das substâncias X, Y e Z durante a reação em que elas tomam parte. Concentração X Y Z Tempo A equação que representa a reação é: a) X 1 Z Y. d) Y X 1 Z. b) X 1 Y Z. e) Z X 1 Y. c) X Y 1 Z. 2. (UFPE) No início do século XX, a expectativa da Pri- meira Guerra Mundial gerou uma grande necessidade de compostos nitrogenados. Haber foi o pioneiro na produção de amônia, a partir do nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num recipiente fechado, sua de- composição ocorre de acordo coma seguinte equação química não balanceada: 2 NH3 (g) N2 (g) 1 3 H2 (g) As variações das concentrações com o tempo estão ilustradas na figura a seguir: Concentração B C A Tempo A partir da análise da figura acima, podemos afirmar que as curvas A, B e C representam a variação tempo- ral das concentrações dos seguintes componentes da reação, respectivamente: a) H2, N2 e NH3. b) NH3, H2 e N2. c) NH3, N2 e H2. d) N2, H2 e NH3. e) H2, NH3 e N2. 3. (UFMG) Analise este gráfico, em que está represen- tada a variação da concentração de um reagente em função do tempo em uma reação química: Tempo (minutos) Concentração (mol/L) 0,100 0,900 1,00 5,00 Considerando-se as informações desse gráfico, é cor- reto afirmar que, no intervalo entre 1 e 5 minutos, a velocidade média de consumo desse reagente é de: a) 0,200 (mol/L)/min. b) 0,167 (mol/L)/min. c) 0,225 (mol/L)/min. d) 0,180 (mol/L)/min. 4. (PUC-RS) A penicilina, antibiótico natural derivado de um fungo e descoberto por Alexander Fleming, está disponível como fármaco desde a década de 1940, quando foi desenvolvida técnica de congelamento e preparação industrial. Esse antibiótico sofre uma de- terioração com o tempo, conforme o gráfico apresen- tado a seguir: Tempo (semanas) Concentração molar (mol/L) Velocidade de deterioração da penicilina ao ser estocada 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 0,15 10 20 30 40 Com base nas informações apresentadas, conclui- -se que a velocidade de deterioração da penicilina nas primeiras 10 semanas é, em mol · L1/semana, apro- ximadamente: a) 0,0025. b) 0,01. c) 0,025. d) 0,125. e) 0,166. 99 5. (Furg-RS) Abaixo é mostrada a equação de decomposi- ção da água oxigenada: H2O2 (,) H2O (,) 1 1 2 O2 (g) A decomposição foi realizada em determinadas con- dições e mediu-se a massa de H2O2 remanescente a intervalos de tempos regulares. Com os dados obtidos, montou-se a tabela abaixo: Tempo (min) 0 3 6 9 12 MH2O2 (g) 300 204 136 85 39 A velocidade média de decomposição do H2O2 em mol/s, no intervalo de tempo entre 0 e 3 minutos, é de, aproximadamente: a) 0,320 mol/s. b) 0,032 mol/s. c) 0,160 mol/s. d) 0,016 mol/s. e) 0,023 mol/s. 6. (PUC-MG) Durante a decomposição da água oxigena- da, ocorre a formação de água e oxigênio, de acordo com a equação: 2 H2O2 (aq) 2 H2O () 1 O2 (g) Se a velocidade de liberação de oxigênio é 1 10_4 mol · s_1, a velocidade de consumo da água oxigenada em mol · s1 é: a) 0,5 · 104. c) 2 · 104. b) 1 · 104. d) 3 · 104. 7. (ITA-SP) Considere a reação química representada pela seguinte equação: 4 NO2 (g) 1 O2 (g) 2 N2O5 (g) Num determinado instante de tempo t da reação, ve- rifica-se que o oxigênio está sendo consumido a uma velocidade de 2,4 · 102 mol · L1 · s1. Nesse tempo t, a velocidade de consumo de NO2 será de: a) 6,0 · 103 mol · L1 · s1. b) 2,4 · 102 mol · L1 · s1. c) 9,6 · 102 mol · L1 · s1. d) 1,2 · 102 mol · L1 · s1. e) 4,8 · 102 mol · L1 · s1. 8. (Unimontes-MG) A combustão do gás butano é repre- sentada pela seguinte equação não balanceada: C4H10 1 O2 CO2 1 H2O Considerando-se que foram consumidos 4 mol de bu- tano a cada 20 minutos de reação, o número de mol de gás carbônico produzido em uma hora de queima é: a) 16 mol. b) 48 mol. c) 6,0 mol. d) 12 mol. 9. (Uece) A camada de ozônio na atmosfera é um filtro solar natural que protege o ser humano da radiação ultravioleta que pode causar câncer de pele e catarata no globo ocular. O ozônio pode desaparecer a partir da seguinte reação: 2 O3 (g) 3 O2 (g) Se a velocidade de formação do O2, [O2]/t, for 9,0 · 104 mol/L · s num certo instante, o valor da velo- cidade de desaparecimento do O3, [O3]/t, no mes- mo instante, em mol/L · s, será: a) 18,0 · 104. c) 6,0 · 104. b) 13,5 · 104. d) 4,5 · 104. 10. (PUC-MG) Considere o gráfico a seguir, no qual estão representados o tempo e a evolução das concentra- ções das espécies B, C, D e E, que participam de uma reação química. Tempo (h) Concentrações (mol . L�1) 2 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0 10 20 30 40 50 B D E C A forma correta de representar essa reação é: a) B 1 3 C D 1 2 E b) D 1 2 E B 1 3 C c) B 1 2 C D 1 3 E d) D 1 3 E B 1 2 C 11. (UFPE) O gráfico a seguir representa a variação de concentração das espécies A, B e C com o tempo: Conc. (mol/L) C A B Tempo 0 0,5 1 Qual das alternativas a seguir contém a equação quí- mica que melhor descreve a reação representada pelo gráfico? a) 2 A 1 B C. d) 2 B 1 C A. b) A 2 B 1 C. e) B 1 C A. c) B 1 2 C A. 100 12. (Cesgranrio-RJ) Numa experiência envolvendo o processo N2 1 3 H2 2 NH3, a velocidade da reação foi expressa como ∆[NH3] ∆t 5 4,0 mol/L h. Considerando-se a não ocorrência de reações secun- dárias, a expressão dessa mesma velocidade, em ter- mos de concentração de H2, será: a) ∆[H2] ∆t 5 1,5 mol/L · h. b) ∆[H2] ∆t 5 2,0 mol/L · h. c) ∆[H2] ∆t 5 3,0 mol/L · h. d) ∆[H2] ∆t 5 4,0 mol/L · h. e) ∆[H2] ∆t 5 6,0 mol/L · h. 13. (PUC-RJ) Considere a reação de decomposição da substância A na substância B e as espécies a cada mo- mento, segundo o tempo indicado. Lu iz Fe rn an do R ub io 0 s 40 s20 s 1,00 mol A 0 mol B 0,54 mol A 0,46 mol B 0,30 mol A 0,70 mol B Sobre a velocidade dessa reação, é correto afirmar que a velocidade de: a) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol · s_1. b) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 20 a 40 s, é 0,012 mol · s_1. c) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,035 mol · s_1. d) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol · s_1. e) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,70 mol · s_1. 14. (UFG-GO) O hipoclorito de sódio (NaOC) é utilizado como alvejante. A ação desse alvejante sobre uma so- lução azul produz descoramento, devido à reação com o corante. O gráfico a seguir representa a variação na concentração do corante em função do tempo de reação com o alvejante. A concentração inicial do alvejante é mil vezes maior que a do corante. Concentração do corante (mol/L) Tempo (min) 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Analisando esse gráfico, julgue as proposições a seguir: 1) A velocidade da reação aumenta com o tempo. 2) A velocidade média da reação, entre 0 e 3 minutos, é 0,75 mol · L1 · min1. 3) Em 4 minutos a concentração do corante é a metade da inicial. 4) Após 24 horas a solução permanece azul. 15. (PUC-RS) Amostras de magnésio foram colocadas em so- luções aquosas de ácido clorídrico de diversas concentra- ções e temperaturas, havendo total consumo do metal e desprendimento do hidrogênio gasoso. Observaram-se os seguintes resultados: Amostra Massa de magnésio consumida (g) Tempo de reação (min) I 0,20 1 II 2,00 5 III 4,00 10 IV 4,00 20 Pela análise dos dados contidos na tabela anterior, é correto afirmar que: a) a velocidade média da reação na amostra I é maior do que na amostra II. b) a quantidade de hidrogênio desprendida na amostra II é maior do que na amostra IV. c) a velocidade média da reação na amostra III é igual à da amostra IV. d) a velocidade média de reação na amostra IV é a metade da velocidade média de reação na amostra II. e) a quantidade de hidrogênio desprendida na amostra III é menor do que na amostra IV. 16. (UFRJ) Um dos métodos de preparação de iodeto de hidrogênio com alto grau de pureza utiliza a reação di- reta entre as substâncias iodo e hidrogênio. Num expe- rimento, 20 mol de iodo gasoso e 20 mol de hidrogênio gasoso foram colocados em um reator fechado com um volume útil igual a 2 litros. A mistura foi aquecida até determinada temperatura, quando ocorreu a reação representada a seguir. Considere a reação irreversível. H2 (g) 1 I2 (g) 2 HI (g) 101 No experimento, a variaçãoda concentração de H2 (g) com o tempo de reação foi medida e os dados foram representados no gráfico a seguir: 6 12 20 22 24 26 28 3020 2 4 6 8 10 4 Tempo (min) (H2) mol/L 8 10 14 16 18 a) Calcule a velocidade média da reação em relação ao H2 em mol · L_1 · min_1 no intervalo de 0 a 14 min. b) Calcule a concentração de iodeto de hidrogênio após 10 minutos de reação. 17. (UFPR) Considere que um botijão de gás de cozinha, con- tendo gás butano (C4H10), foi usado durante 1 hora e 40 minutos e apresentou uma perda de massa de 580,0 g. Responda às questões a seguir com base na seguinte reação de combustão do butano: 2 C4H10 (g) 1 13 O2 (g) 8 CO2 (g) 1 10 H2O (g) ∆H 5 2.900 kJ Massas atômicas: C 5 12; H 5 1; O 5 16. a) Qual foi a quantidade de calor produzida devido à com- bustão do butano? b) Usando seus conhecimentos sobre gases ide- ais, qual é o volume de butano consumido a 25 ºC e 1,0 bar? (Considere o volume molar de um gás ideal a 25 ºC e 1,0 bar como 25,0 L.) c) Qual foi a velocidade com que o CO2 foi produzido em mol/min? 18. (UFPR) A velocidade média da reação a A 1 b B c C 1 d D pode ser definida pela seguinte expressão: Vm 5 1 a · ∆[A] ∆t 5 1 b · ∆[B] ∆t 5 5 1 c · ∆[C] ∆t 5 1 d · ∆[D] ∆t t (min) 0 10 20 30 [H2O2] em mol · L_1 0,80 0,50 0,30 0,20 Considere agora a reação de decomposição da água oxigenada. 2 H2O2 (aq) 2 H2O () 1 O2 (g) A tabela fornece as concentrações, em mol por litro, da água oxigenada, em função do tempo da reação. Julgue falsa ou verdadeira cada uma das afirmações seguintes: I. A velocidade média da reação é constante em todos os intervalos de tempo considerados. II. No intervalo de tempo entre 20 e 30 minutos, a ve- locidade média de formação do gás oxigênio é 5,0 · 103 mol · L1 · min1. III. Em valores absolutos, a velocidade média de decom- posição da água oxigenada é igual à velocidade média de formação da água, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado. IV. Entre 0 e 10 minutos, a velocidade média da reação, definida pela expressão I acima, é de 1,5 102 mol · L1 · min1. V. No intervalo de 10 a 20 minutos, a velocidade mé- dia de decomposição da água oxigenada é de 0,30 mol · L1 · min1. VI. A velocidade média, definida pela expressão I, é sem- pre um número positivo. 19. (Unifesp) Para neutralizar 10,0 mL de uma solução de ácido clorídrico, foram gastos 14,5 mL de solução de hidróxido de sódio 0,120 mol/L. Nessa titulação ácido-base foi utilizada fenolftaleína como indicador do ponto final da reação. A fenolftaleína é incolor no meio ácido, mas torna-se rosa na presença de base em excesso. Após o final da reação, percebe-se que a solução gradativamente fica incolor à medida que a fenolftaleína reage com excesso de NaOH. Nesse ex- perimento, foi cons truído um gráfico que representa a concentração de fenolftaleína em função do tempo. 100 200 4000 1 � 10�3 2 � 10�3 3 � 10�3 4 � 10�3 5 � 10�3 Tempo (s) Concentração de fenolftaleína (mol/L) 300 a) Escreva a equação da reação de neutralização e calcule a concentração, em mol/L, da solução de HC. b) Calcule a velocidade média da reação de decomposi- ção da fenolftaleína durante o intervalo de tempo de 50 segundos iniciais de reação. Explique por que a veloci- dade de reação não é a mesma durante os diferentes intervalos de tempo. 102 20. (Fuvest-SP) Alguns perfumes contêm substâncias muito voláteis, que evaporam rapidamente, fazendo com que o aroma dure pouco tempo. Para resolver esse problema, pode-se utilizar uma substância não volátil que, ao ser lentamente hidrolisada, irá liberan- do o componente volátil desejado por um tempo pro- longado. Por exemplo, o composto não volátil, indica- do na equação, quando exposto ao ar úmido, produz o aldeído volátil citronelal. Um tecido, impregnado com esse composto não volátil, foi colocado em uma sala fechada, contendo ar satura- do de vapor-d’água. Ao longo do tempo, a concentra- ção de vapor-d’água e a temperatura mantiveram-se praticamente constantes. Sabe-se que a velocidade de formação do aldeído é diretamente proporcional à con- centração do composto não volátil. Assim sendo, o dia- grama que corretamente relaciona a concentração do aldeído no ar da sala com o tempo decorrido deve ser: (não volátil) (volátil)vapor H2O H2N1 1N N O O ON 1 1N H N H Tempo Concentração de aldeído a) b) Tempo Concentração de aldeído c) Tempo Concentração de aldeído d) Tempo Concentração de aldeído e) Tempo Concentração de aldeído Condições para a ocorrência de reações 1. (Unifor-CE) Para que a reação representada por A — B 1 C — D → A — C 1 B — D possa ocorrer: • as moléculas AB devem colidir com as molé culas CD; • as moléculas que colidem devem possuir um mínimo de energia necessária à reação; • as colisões moleculares efetivas devem ocorrer com moléculas convenientemente orientadas. Dentre as orientações abaixo, no momento da colisão, a que deve favorecer a reação em questão é: a) A C c) A B D B C — D b) A D d) A — B C — D e) A — B D — C B C 2. (PUC-MG) A quantidade mínima de energia necessária para que as moléculas possam reagir chama-se: a) energia de ionização. d) energia de ativação. b) energia de ligação. e) energia de excitação. c) energia de dissociação. 3. (UFMG) Um palito de fósforo não se acende, espontanea- mente, enquanto está guardado. Porém, basta um ligeiro atrito com uma superfície áspera para que ele, imediata- mente, entre em combustão, com emissão de luz e calor. Considerando-se essas observações, é correto afir- mar que a reação: a) é endotérmica e tem energia de ativação maior que a energia fornecida pelo atrito. b) é endotérmica e tem energia de ativação menor que a energia fornecida pelo atrito. c) é exotérmica e tem energia de ativação maior que a energia fornecida pelo atrito. d) é exotérmica e tem energia de ativação menor que a energia fornecida pelo atrito. 4. (UFPE) O gráfico abaixo indica na abscissa o anda- mento de uma reação química desde os reagentes (A 1 B) até os produtos (C 1 D) e na ordenada as ener- gias envolvidas na reação. Qual o valor da energia de ativação da reação A 1 B → C 1 D? Energia (kcal) A � B C � D �50 �40 �30 �20 �10 20 40 60 80 100 103 5. (Ufal) Para a reação química representada por: A 1 B X C 1 D X 5 complexo ativado foi obtida a curva da entalpia em função do caminho da reação (coordenada da reação ou avanço). Entalpia Avanço da reação Copie e complete esse diagrama parcial indicando: a) posição de reagentes, produtos e complexo ativado; b) energia de ativação, Ea; c) energia liberada ou absorvida na reação, H. 6. (FGV-SP) A energia envolvida nos processos industriais é um dos fatores determinantes da produção de um produto. O estudo da velocidade e da energia envolvi- da nas reações é de fundamental importância para a otimização das condições de processos químicos, pois alternativas como a alta pressurização de reagentes gasosos, a elevação de temperatura ou ainda o uso de catalisadores podem tornar economicamente viáveis determinados processos, colocando produtos compe- titivos no mercado. O estudo da reação reversível A 1 B C 1 D re- velou que ela ocorre em uma única etapa. A variação de entalpia da reação direta é de 25 kJ. A energia de ativação da reação inversa é 180 kJ. Então, a energia de ativação da reação direta é igual a: a) 80 kJ. d) 180 kJ. b) 55 kJ. e) 1105 kJ. c) 155 kJ. 7. (UFRGS) As figuras abaixo representam as colisões entre as moléculas reagentes de uma mesma reação em três situações. 1 M ar co A ur éli o Si sm ot to situação I situação II situação III NO2 NO2 NO2 1 1 2 2 2 3 3 3 CO CO CO Pode-se afirmar que: a) na situação I, as moléculas reagentes apresentam energia maior que a energia de ativação, mas a geome-tria da colisão não favorece a formação dos produtos. b) na situação II, ocorreu uma colisão com geometria favorá- vel e energia suficiente para formar os produtos. c) na situação III, as moléculas reagentes foram comple- tamente transformadas em produtos. d) nas situações I e III, ocorreram reações químicas, pois as colisões foram eficazes. e) nas situações I, II e III, ocorreu a formação do com- plexo ativado, produzindo novas substâncias. 8. (PUC-RS) A velocidade de uma reação química depen- de: I. do número de colisões intermoleculares por unidade de tempo; II. da energia cinética das moléculas que colidem entre si; III. da orientação das moléculas na colisão, isto é, da geo- metria da colisão. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III. d) somente I e II. b) somente III. e) somente I. c) somente II. 9. (UFMG) O propeno, CH3 — CH CH2, ao reagir com o brometo de hidrogênio, HBr, produz uma mistu- ra de dois compostos — o brometo de n-propila, CH3 — CH2 — CH2Br, e o brometo de isopropila, CH3 — CHBr — CH3. As reações responsáveis pela formação desses compos- tos estão representadas nestas duas equações: Reação I CH3 — CH CH2 1HBr → CH3 — CH2 — CH2Br brometo de n-propila ∆H 150 kJ/mol Reação II CH3 — CH 5 CH2 1 HBr → CH3 — CHBr — CH3 brometo de isopropila ∆H 160 kJ/mol Sabe-se que a velocidade da reação II é maior que a da reação I. Comparando-se essas duas reações, é correto afirmar que, na II, a) a energia de ativação é maior. b) a energia do estado de transição é menor. c) a energia dos reagentes é maior. d) a energia liberada na forma de calor é menor. 10. (Ence-RJ-Uerj-Cefet-UFRJ) É proibido, por lei, o transporte de materiais explosivos e/ou corrosivos em veículos coletivos. Na Tijuca, bairro da Zona Norte do município do Rio de Janeiro, um sério acidente causou vítimas fatais quando uma caixa contendo explosivos foi arrastada pelo piso de um ônibus. A energia resul- tante do atrito iniciou uma reação de grande velocida- de, que liberou calor e promoveu reações em cadeia nos explosivos, provocando incêndio e liberando muitos ga- ses tóxicos. Dentre os gráficos a seguir, aquele que melhor repre- senta o fenômeno ocorrido com a caixa de explosivos no interior do coletivo é: 104 a) c) b) d) e) Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim 11. (UFBA) Considere o diagrama abaixo para a seguinte reação: Br 1 H2 → HBr 1 H. Energia potencial (kcal/mol) Caminho da reação 0 28 25 HBr � H Br � H2 A entalpia da reação e a energia de ativação represen- tadas são, respectivamente: a) 3 kcal/mol e 28 kcal/mol. b) 28 kcal/mol e 25 kcal/mol. c) 28 kcal/mol e 3 kcal/mol. d) 25 kcal/mol e 28 kcal/mol. e) 25 kcal/mol e 3 kcal/mol. 12. (PUC-MG) Considere a reação 1 2 H2 (g) 1 1 2 I2 (g) → → HI (g), que possui uma energia de ativação de 170 kJ e uma variação de entalpia H 5 130 kJ. A energia de ativação de decomposição do iodeto de hidrogênio é: a) 30 kJ. c) 140 kJ. b) 110 kJ. d) 170 kJ. 13. (ITA-SP) Considere as reações representadas pelas equações químicas abaixo: 1 1 � � →← 2 2 � � →← 3 3 � � →← A (g) B (g) C (g) e A (g) C (g) O índice positivo refere-se ao sentido da reação da es- querda para a direita, e o negativo, ao da direita para a esquerda. Sendo Ea a energia de ativação e H a va- riação de entalpia, são feitas as seguintes afirmações, todas relativas às condições padrão: I. H 13 5 H 11 1 H 12 II. H 11 5 H 1 III. Ea13 5 Ea11 1 Ea12 IV. Ea13 5 Ea3 Das afirmações acima está(ão) correta(s): a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e IV. d) apenas III. e) apenas IV. Fatores que influem na rapidez das reações 1. (UEL-PR) A conservação de alimentos pode ser feita de diferentes modos: pelo uso de um meio fortemen- te salgado, capaz de promover a desidratação dos microrganismos, como na carne seca; pela utilização de conservantes, como o benzoato de sódio, que redu- zem a velocidade de oxidação e decomposição; ou pela diminuição da temperatura, reduzindo a velocidade da reação, uma vez que o aumento de 10 ºC aproxi- madamente duplica a velocidade da reação. Supondo apenas o efeito da temperatura e considerando que, à temperatura ambiente (25 ºC), a validade de um ali- mento é de 4 dias, sobre a sua durabilidade, quando conservado em geladeira a 5 ºC, é correto afirmar: a) A velocidade de decomposição seria reduzida em apro- ximadamente um quarto. b) A velocidade de decomposição seria reduzida pela metade. c) O alimento teria um prazo de validade indeterminado. d) A durabilidade desse alimento é imprevisível. e) O alimento se deteriorará em uma semana. 2. (Udesc) A figura abaixo representa o diagrama de ener- gia da reação de combustão do etanol. Energia C2H5OH � 3 O2 2 CO2 � 3 H2O Coordenadas da reação A C B Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim Energia Sentido da reação início fim 105 I. A representa a energia de ativação. II. B representa a variação de entalpia. III. C representa a formação do produto da reação. IV. A reação é exotérmica. V. A diminuição da temperatura aumenta a velocidade da reação. Indique a alternativa correta. a) Todas as afirmativas são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas III e V são verdadeiras. 3. (Uerj) O gráfico a seguir refere-se às curvas de dis- tribuição de energia cinética entre um mesmo nú- mero de partículas, para quatro valores diferentes de temperatura T1, T2, T3 e T4, sendo T1que devemos mistu- rar com 80 cm3 de água destilada para obtermos uma solução alcoólica de densidade 0,93 g/cm3 é (despreze a contração de volume que acompanha a mistura de álcool com água): ( / ; , / )d g cm d g cmH O C H OH 2 3 2 5 31 0 79� � a) 4 cm3. b) 40 cm3. c) 60 cm3. d) 70 cm3. e) 65 cm3. 53. (Unicamp-SP) Uma receita de biscoitinhos petit-four de laranja leva os seguintes ingredientes: Ingrediente Quantidade (gramas) Densidade aparente (g/cm3) farinha de trigo 360 0,65 carbonato ácido de amônio 6 1,5 sal 1 2,0 manteiga 100 0,85 açúcar 90 0,90 ovo 100 (2 ovos) 1,05 raspas de casca de laranja 3 0,50 10 A densidade aparente da “massa” recém-preparada e antes de ser assada é de 1,10 g/cm 3. Entende-se por densidade aparente a relação entre a massa da “mas- sa” ou do ingrediente, na “forma” em que se encontra, e o respectivo volume ocupado. a) Qual o volume ocupado pela “massa” recém-prepara- da, correspondente a uma receita? b) Como se justifica o fato de a densidade aparente da “massa” ser diferente da média ponderada das densi- dades aparentes dos constituintes? 54. Determine o título de uma solução obtida pela dissolução de 60 g de NaOH em 340 cm3 de água. (dágua 5 1,0 g/cm3) 55. Em que volume de álcool devem ser dissolvidos 50 g de KOH para se obter uma solução de título igual a 0,2? (dálcool 5 0,8 g/mL) 56. O chumbo é um metal tóxico que pode afetar o sistema nervoso central. Uma amostra de água contaminada por chumbo contém 0,0011% em massa de chumbo. Determine o volume em mL dessa água que contém 115 mg de Pb21. Considere que a densidade da solução é de 1,0 g/mL. 57. O benzeno é uma substância carcinogênica (causa cân- cer). Uma amostra de água contaminada com benzeno contém 0,000037% em massa de benzeno. Calcule o vo- lume em litros de água que contém 175 mg de benzeno. Considere que a densidade da solução é de 1,0 g/mL. 58. A análise de uma amostra de água de uma nascente in- dicou a presença de 0,085% em massa de dioxina. Cal- cule a massa de dioxina presente em 2,5 L dessa água. Dado: dsolução 5 1.000 g/L. 59. (Uerj) Numa certa região oceânica, os níveis de mercú- rio na água e nos peixes são, respectivamente, de 0,05 e 200 ppb. Sabe-se que 1 ppb corresponde a 1 mg por tonelada. Comparando-se pesos iguais de peixes e de água, o fator que expressa a relação entre as massas de mercúrio nos peixes e na água é: a) 4,0 103. b) 2,5 1024. c) 2,5 103. d) 4,0 1024. 60. (UFPR) A tabela a seguir lista informações sobre alguns dos mais importantes gases estufa na atmosfera. No contexto dos gases estufa há que se consi- derar o metano. Esse gás tem, por molécula, um poder de absorção de radiação infravermelha cer- ca de 21 vezes maior que o CO2. No entanto, como o CO2 encontra-se numa concentração muito maior na atmosfera do que o metano, seu efeito como gás estufa é também maior. Gases Abundância atual Tempo de residência (anos) CO2 365 ppm 50-200 CH4 1,72 ppm 12 N2O 312 ppb 206 CFC-11 0,27 ppb 12.400 Halon-1301 0,002 ppb 16.000 HCFC-22 0,11 ppb 11.000 HFC-134a 2 ppt 9.400 Caderno Temático de Química Nova na Escola, n. 1, maio 2001. Química atmosférica: a química sobre nossas cabeças. Antonio A. Mozeto. A concentração de metano, em g/L, na atmosfera é de: (Considere 100 gramas de solução igual a 100 litros de solução.) a) 1,72 · 1024 g/L. b) 1,72 · 1026 g/L. c) 1,72 · 1028 g/L. d) 1,72 · 10212 g/L. e) 1,72 · 10210 g/L. 61. (FGV-SP) O nível medicinalmente aceito de chumbo (peso atômico 207) no sangue é de 200 μgL21. Isso é igual a aproximadamente: a) 200 ppm (ppm 5 parte por milhão) b) 200 ppb (ppb 5 parte por bilhão) c) 200 mol L21 d) 2 · 1026 mol L21 e) 1 μmol L21 62. (UFPI) A nova legislação de trânsito prevê um limite máximo de 6 decigramas de álcool — C2H5OH por litro de sangue do motorista (0,6 g/L). Considerando que a porcentagem média de álcool ingerida que fica no san- gue é de 15% em massa, indique, para um adulto com peso médio de 70 kg cujo volume de sangue é de 5 li- tros, o número máximo de latas de cerveja (volume 5 5 350 mL) ingeridas sem que o limite estabelecido seja ultrapassado. Dados complementares: a cerveja tem 5% de álcool em volume, e a densidade do álcool é de 0,80 g/mL. a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 63. (PUC-MG) As soluções químicas são amplamente uti- lizadas tanto em nosso cotidiano como em laborató- rios. Uma delas, solução aquosa de sulfato de cobre, CuSO4, a 5% p/v, é utilizada no controle fitossanitá- rio das plantas atacadas por determinados fungos. A massa necessária de sulfato de cobre, em gramas, para prepararmos 5 litros dessa solução, a 5% p/v, é: 11 a) 2,5. b) 2,5 · 101. c) 2,5 · 102. d) 2,5 · 103. 64. (Cesgranrio-RJ) Ambientalistas lutam para que o ín- dice ideal de exposição ao benzeno seja 0,1 ppm. A concentração de uma solução em ppm pode ser expressa na forma de miligramas de soluto em 1 litro de solução. Numa atmosfera, para se chegar ao nível de concen- tração ideal de exposição ao benzeno, desejado pelos ambientalistas, a quantidade máxima desse composto cancerígeno, em gramas, que pode estar presente em um ambiente de 10.000 L é igual a: a) 0,10. c) 1,0. e) 10. b) 0,81. d) 1,67. 65. (UFRRJ) Suponha que para a preparação de 500 mL de uma solução aquosa de sulfato de cobre com concentração 0,5 mol/L você disponha do reagen- te sólido sulfato de cobre pentaidratado (CuSO4 · 5 H2O; massa molar 5 249,6 g/mol). Qual massa (em gramas) de reagente deve ser pesada para o preparo dessa solução? 66. (Udesc) A solução de KC 1 mol · L21 é utilizada para extrair cátions do solo, pelo processo de troca iônica. Para preparar 2.500 mL de KC 1 mol · L21, quantos gramas desse sal em água são necessários dissolver? Dados: (KC 5 74,5 g · mol21). 67. (UEL-PR) Um medicamento polivitamínico e polimi- neral traz a seguinte informação técnica em sua bula: “Este medicamento consiste na associação do acetato de tocoferol (vitamina E), ácido ascórbico (vitamina C) e os oligoelementos zinco, selênio, cobre e magnésio. Essas substâncias encontram-se numa formulação adequada para atuar sobre os radicais livres. O efeito antioxidante do medicamento fortalece o sistema imu- nológico e combate o processo de envelhecimento.” Cada comprimido desse medicamento possui 600 mg de ácido ascórbico. Um indivíduo dissolveu um com- primido em 200 mL de água. Considerando que, após a dissolução do comprimido, não ocorreu mudança de volume e que o ácido ascórbico foi totalmente dissolvi- do nesse volume de água, aponte a alternativa que in- dica, corretamente, a concentração do ácido ascórbico nessa solução. Dado: 1 milimol 5 mmol 5 1023 mol. Fórmula molecular do ácido ascórbico 5 C6H8O6. Massas molares (g/mol): C 5 12,0; O 5 16,0; H 5 1,01. a) 10,0 mmol/L. b) 13,0 mmol/L. c) 15,0 mmol/L. d) 17,0 mmol/L. e) 21,0 mmol/L. 68. (Unesp) O teor de vitamina C em uma determinada bebida de soja com sabor morango foi determinado como sendo de 30 mg em uma porção de 200 mL. Dada a massa molar da vitamina C, 176 g · mol21, qual a sua concentração nes- sa bebida, em mmol · L21? Dado: (1 mmol 5 1 milimol 5 1023 mol) a) 0,15. b) 0,17. c) 0,85. d) 8,5. e) 17. 69. A utilização de perfumes já é um costume da civi- lização há vários séculos, tanto por homens como por mulheres, adquirindo cada vez mais importância social diretamente refletida no preço dos produtos oferecidos em função de sua composição química. Os produtos de perfumaria têm combinações odo- ríferas denominadas “notas de um perfume”, cons- tituídas por várias substâncias químicas, entre elas um solvente e uma essência; este último componen- te é preponderante no preço final desses artigos. A tabela a seguir apresenta diferentes formulações médias para alguns produtos de perfumaria em re- lação à essência. Apresentação Concentração da essência (%V/V) perfume 15 loçãoalternativa incorreta: a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica. b) A curva A apresenta maior energia de ativação que a curva B. c) A presença de um catalisador afeta o H da reação. d) A curva B representa a reação com a presença de um catalisador. e) A letra Z representa o H da reação de decomposição do H2O2. 106 7. (Udesc) A parte da química que estuda a velocidade com que as reações ocorrem é denominada Cinética Química. Indique a alternativa correta, considerando os fatores que influem na velocidade de uma reação. a) O catalisador diminui a energia de ativação, diminuin- do a velocidade de reação, sem ser consumido durante a reação. b) Quanto maior a temperatura, menor será a velocidade de reação. c) Aumentando a concentração dos reagentes há uma tendência maior no aumento da velocidade de reação. d) Quanto maior a superfície de contato, menor a veloci- dade de reação. e) Quanto maior a energia de ativação, menor será a ve- locidade de reação. 8. (PUC-MG) A água oxigenada ou solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2) é uma espécie oxidante bastante utilizada no dia a dia: descoloração dos ca- belos, desinfecção de lentes de contato, de ferimentos etc. A sua decomposição produz liberação de oxigênio e é acelerada por alguns fatores como a exposição à luz ou a catalisadores Fe21 (aq), Fe31 (aq) e Pt (s). Um estudo da cinética da reação foi realizado seguindo as condições experimentais descritas na tabela a seguir: Tempo de duração do experimento Temperatura (ºC) Catalisador t1 20 sem t2 25 sem t3 35 com t4 35 sem Indique a opção que classifica, de forma crescente, os tempos de duração dos experimentos. a) t1, t2, t4, t3 c) t2, t1, t3, t4 b) t3, t4, t2, t1 d) t4, t3, t1, t2 9. (Cefet-MG) Quando uma fita de magnésio é mergulha- da em uma solução aquosa de ácido clorídrico, ocorre a reação: Mg (s) 1 2 HC (aq) → MgC2 (aq) 1 H2 (g) A temperatura da solução e a concentração do ácido afetam a velocidade da reação de oxidação do magné- sio. Considere as condições experimentais durante a oxidação da fita de magnésio, de acordo com os regis- tros a seguir. Experimento Temperatura (ºC) Concentração do HC (mol · L1) 1 20 0,2 2 20 2,0 3 50 2,0 4 50 5,0 O magnésio será oxidado, mais rapidamente, no ex- perimento: a) 1. c) 3. b) 2. d) 4. 10. (UFSM-RS) Um comprimido efervescente de vitamina C intacto, pesando 5 g, quando colocado em um copo contendo água a 25 ºC, será dissolvido em dois minutos. Considerando essa informação, indique verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma das proposições. ( ) Se o comprimido efervescente estiver em pequenos pe- daços, o tempo de dissolução também será de dois mi- nutos, pois a massa continua sendo 5 g. ( ) O tempo de dissolução do comprimido efervescente in- tacto mantém-se quando o comprimido for dissolvido em água a 40 ºC, pois a área de contato é a mesma. ( ) Quanto maior a superfície de contato do comprimido efervescente com a água, maior o número de colisões favoráveis, portanto maior a velocidade de dissolução. ( ) O aumento da temperatura diminui a energia de ativa- ção, diminuindo, portanto, o tempo de dissolução. A sequência correta é: a) V F V V. b) F V F V. c) V V F V. d) F F V F. e) V V F F. 11. (Unifesp) Para investigar a cinética da reação repre- sentada pela equação NaHCO3 (s) 1 H1X (s) H2O H2O Na1 (aq) 1 X (aq) 1 CO2 (g) 1 H2O (,) H1X 5 ácido orgânico sólido foram realizados três experimentos, empregando comprimidos de antiácido efervescente, que contêm os dois reagentes no estado sólido. As reações foram iniciadas pela adição de iguais quantidades de água aos comprimidos, e suas velocidades foram estimadas observando-se o desprendimento de gás em cada ex- perimento. O quadro a seguir resume as condições em que cada experimento foi realizado. Experimento Forma de adição de cada comprimido (2 g) Temperatu- ra da água (ºC) I inteiro 40 II inteiro 20 III moído 40 Indique a alternativa que apresenta os experimentos em ordem crescente de velocidade de reação. a) I, II, III. d) II, III, I. b) II, I, III. e) III, I, II. c) III, I, II. 107 12. (UFU-MG) Uma reação química de grande importân- cia é a fotossíntese, com a qual, a partir de CO2 e H2O, obtém-se a glicose: 6 CO2 (g) 1 6 H2O (g) luz C6H12O6 (s) 1 6 O2 (g) Leia o enunciado anterior e considere as afirmativas apresentadas a seguir. I. A pressão não influi nesta reação. II. Na ausência de luz a velocidade da reação é quase nula. III. Com o aumento de temperatura maior será a velocida- de da reação. IV. A velocidade da reação será maior quando a concen- tração, em quantidade de matéria de CO2, aumentar. Qual alternativa a seguir apresenta a resposta cor- reta? a) Somente II, III e IV. c) Somente I e III. b) Todas estão corretas. d) Somente III. 13. (UFSM-RS) Entre os guaranis, a liderança religiosa de uma tribo era atribuição do pajé, que se servia do fogo para fazer suas curas e mágicas. A pólvora era o seu ar- tefato preferencial. Os componentes da mistura da pólvo- ra (carvão, salitre e enxofre) eram triturados para: a) aumentar a superfície de contato e a velocidade da reação. b) diminuir a intensidade da reação e, assim, manter o fogo por mais tempo. c) elevar a temperatura do fogo por um tempo maior. d) facilitar o trabalho operacional. e) se obter maior tempo de fogo, com menor quantidade de pólvora. 14. (UFTM-MG) Considere dois cubos de presunto de mes- ma massa e com 4 cm de aresta cada um. Um desses cubos foi cortado em 8 cubos de 2 cm de aresta; o ou- tro foi deixado intacto. Caso os cubos sejam expostos ao ar à mesma temperatura, os menores se deteriora- rão mais rapidamente, pois sua área total de contato com o ambiente é a) 2 vezes menor. d) 3 vezes maior. b) 3 vezes menor. e) 4 vezes maior. c) 2 vezes maior. 15. (Ufop-MG) Um estudante realizou um experimento a fim de medir a velocidade de reação entre o magnésio metálico e o ácido clorídrico em meio aquoso. Utilizan- do a montagem abaixo: Hé lio S en ato re ácido clorídrico balança com leitura direta chumaço de algodão para evitar respingo de ácido pedaços de magnésio metálico TAbELA Tempo (min) Massa de H2 (g) 2 1,5 4 2,5 6 3,1 8 3,4 10 3,6 16 3,8 O aluno pesava o frasco e calculava a massa de hidro- gênio liberada em um dado intervalo de tempo. Os re- sultados obtidos por ele são mostrados na tabela aci- ma. Considerando esses dados: a) Escreva uma equação balanceada para a reação entre o magnésio metálico e o ácido clorídrico. b) Em um quadro milimetrado, utilize uma linha cheia e esboce um gráfico dos resultados obtidos pelo aluno colocando a variável tempo no eixo das abscissas. c) Observando a variação da quantidade de hidrogênio libe- rada no início e no final do experimento, o que se pode concluir em relação à velocidade de produção do H2? d) No mesmo quadro milimetrado, utilizando uma linha tracejada, esboce o gráfico que seria esperado se os pedaços de magnésio tivessem sido pulverizados an- tes de se iniciar o experimento. 16. (PUC-SP) O dióxido de nitrogênio (NO2) reage com o monóxido de carbono (CO) formando o óxido nítrico (NO) e o dióxido de carbono (CO2). NO2 (g) 1 CO (g) → NO (g) 1 CO2 (g) �303 �77 55 0 Coordenada de reação H (kJ/mol) NO2 (g) � CO (g) NO (g) � CO2 (g) Analisando o diagrama de coordenadas de reação apre- sentado, um estudante fez as seguintes afirmações: I. A energia de ativação para a formação do óxido nítrico é de 132 kJ · mol1. II. A formação do óxido nítrico é um processo endotérmico. III. O aumento da temperatura do sistema reacional di- minui a velocidade de formação do óxido nítrico, pois aumenta a energia de ativação da reação. Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmação(ões): a) I. c) III. e) I e III. b) II. d) I e II. 108 17. (PUC-MG) Considere uma reação química completa que, quando realizada a 28 ºC,perfumada 8 água de toalete 4 água de colônia 2 deocolônia 1 Dados e informações: densidade da essência: 0,8 g/cm3; massa molar da essência: 240 g · mol21. Considere que 1 ppm corresponderá à concentração de 1 mg de soluto em 1 L de solução. Com base no exposto, as concentrações em mol/L no perfume, g/L na água de toalete e ppm na deocolônia serão, respec- tivamente: a) 0,5; 32 e 8.000. b) 0,5; 120 e 120.000. c) 1,0; 64 e 16.000. d) 1,0; 16 e 60.000. 70. (PUC-RJ) Água potável é a água considerada apropria- da para consumo humano. Água mineral natural são águas provenientes de fontes naturais, próprias para consumo humano, devendo ter características higiê- nicas naturais. A análise de uma água mineral natural apresentou o seguinte laudo no que se refere à sua composição: Composição química (mg/L) • Estrôncio — 0,067 • Cálcio — 17,48 • Magnésio — 6,54 • Potássio — 3,50 • Sódio — 8,74 • Sulfatos — 5,64 • Bicarbonatos — 103,7 • Fluoretos — 0,191 12 • Nitratos — 0,47 • Cloretos — 0,79 • Fosfatos — 0,09 Massa molar HCO2 3 5 61 g · mol21 Com auxílio da tabela periódica dos elementos e com as informações contidas no laudo, é correto afirmar que: a) átomos de estrôncio, cálcio e magnésio possuem so- mente um elétron na camada de valência. b) a maioria dos sais contendo íons potássio e sódio são muito pouco solúveis em água. c) uma garrafa contendo 300 mL de água mineral contém 1,69 g de SO4 22. d) a concentração em quantidade de matéria do bicarbo- nato (HCO2 3) é 1,7 1023 mol · L21. e) fluoretos são espécies que possuem oxigênio em sua composição química. 71. (Ufpel-RS) A qualidade do leite é avaliada através de análi- ses específicas envolvendo a determinação de den- sidade, teor de gordura, rancidez, acidez e presença de substâncias estranhas usadas para conservar ou mascarar a adição de água ao mesmo. A tabe- la a seguir mostra alguns materiais que já foram encontrados no leite e suas funções fraudulentas. O formaldeído ou metanal é um gás incolor, com odor irritante e altamente tóxico. Quando em solução aquosa a 40% é conhecido como formol, que também é utilizado como desinfetante. Desta forma, o formaldeído tem a propriedade de des- truir microrganismos. O bicarbonato de sódio re- age com o ácido lático de acordo com a equação: Lisbôa, J.C.F., Bossolani, M. Experiências lácteas. In: Química Nova na Escola, n. 6, 1997. [adapt.] Materiais Função Formol Conservar evitando a ação de microrganismos. Urina “Disfarçar” a adição de água mantendo a densidade. Amido “Disfarçar” a adição de água mantendo a densidade. Ácido bórico e boratos Conservar o leite evitando a ação de microrganismos. Bicarbonato de sódio “Disfarçar” o aumento de acidez, quando o leite está em estágio de deterioração. NaHCO (aq) H C CHOH (aq) H C CHOH COONa (aq) H O2 3 3 3 � � � � � (( ) CO (g)� � 2 A acidez do leite pode ser expressa em graus Domic, sendo que cada ºD corresponde a 0,1 g/litro de ácido lático — um leite é considerado impróprio para o con- sumo quando sua acidez é superior a 20 ºD. Isso consi- derado, está correto afirmar que um leite não deve ser consumido quando sua (massa molar do ácido lático 5 5 90 g/mol) a) concentração comum em ácido lático estiver compre- endida entre 1,6 e 2,0 g/litro. b) concentração comum em ácido lático for inferior a 0,022 mol/litro. c) concentração comum em ácido lático for igual a 0,022 mol/litro. d) concentração molar em ácido lático for superior a 0,023 mol/litro. e) concentração molar em ácido lático estiver compreen- dida entre 1,6 e 2,0 g/litro. 72. (UEL-PR) Segundo projeções da indústria sucro- alcooleira, a produção de açúcar e álcool deverá crescer 50% até 2010, tendo em vista as demandas internacionais e o crescimento da tecnologia de fabricação de motores que funcionam com com- bustíveis flexíveis. Com isso, a cultura de cana- -de-açúcar está se expandindo, bem como o uso de adubos e defensivos agrícolas. Aliado a isso, está o problema da devastação das matas ciliares, que tem acarretado impacto sobre os recursos hídricos das áreas adjacentes através do processo de lixivia- ção do solo. Além disso, no Brasil, cerca de 80% da cana-de-açúcar plantada é cortada manualmente, sendo que o corte é precedido da queima da palha da planta. A quantificação de metais nos sedimentos de cór- regos adjacentes às áreas de cultivo, bem como na atmosfera, é importante para reunir informações a respeito das consequências ambientais do cultivo da cana-de-açúcar. Uma análise quantitativa do filtrado indicou contami- nação por cobre após a extração ácida de uma amostra de sedimento e filtração da mistura. A contaminação por cobre pode ser atribuída à lixiviação de produtos agrícolas através das chuvas. A concentração de co- bre determinada foi 20,0 mg de cobre/kg de sedimento seco. Sabe-se que o filtrado que contém o metal dis- solvido foi obtido a partir de 1,00 g de sedimento seco e 25,0 mL da mistura dos ácidos. Considerando que o volume do filtrado é de 25,0 mL, a concentração molar (mol/L) do metal no filtrado é: Dado: massa molar (g/mol) Cu 5 64 a) 3,13 · 1024. b) 4,89 · 1022. c) 5,12 · 1022. d) 4,92 · 1023. e) 1,25 · 1025. 73. (Uerj) Em uma estação de tratamento de efluentes, um operador necessita preparar uma solução de sulfato de alumínio de concentração igual a 0,1 mol/L, para encher um recipiente cilíndrico, cujas 10 d m 6 dm Co nc eit og ra f 13 medidas internas, altura e diâmetro da base, estão in- dicadas na figura ao lado. Considerando π 5 3, a quantidade mínima de mas- sa de sulfato de alumínio necessária para o operador realizar sua tarefa é, em gramas, aproximadamente igual a: Dados: A2(SO4)3 5 342 g · mol21. a) 3.321. b) 4.050. c) 8.505. d) 9.234. 74. (Unicamp-SP) A população humana tem crescido inexo- ravelmente, assim como o padrão de vida. Consequen- temente, as exigências por alimentos e outros produtos agrícolas têm aumentado enormemente, e hoje, apesar de sermos mais de 6 bilhões de habitantes, a produção de alimentos na Terra suplanta nossas necessidades. Embora um bom tanto de pessoas ainda morra de fome e outro tanto morra pelo excesso de comida, a solução da fome passa, necessariamente, por uma mudança dos paradigmas da política e da educação. Não tendo, nem de longe, a intenção de se aprofundar nessa complexa matéria, essa prova simplesmente toca, de leve, em problemas e soluções relativos ao desenvolvimento das atividades agrícolas, mormente aqueles referentes à Química. Sejamos críticos no trato dos danos ambientais causados pelo mau uso de fer- tilizantes e defensivos agrícolas, mas não nos esque- çamos de mostrar os muitos benefícios que a Química tem proporcionado à melhoria e continuidade da vida. O boro é um micronutriente para plantas com impor- tante papel no processo de germinação e na formação de frutos, de grãos e de sementes. A solubilidade dos sais de boro em água constitui um problema para a cor- reção da deficiência desse elemento, que é facilmente “arrastado” pela chuva. Esse problema pode ser con- tornado pelo uso de materiais que adsorvam os sais de boro, liberando-os lentamente para a umidade do solo. O gráfico a seguir mostra a quantidade de boro adsorvi- do (Y/m) por alguns materiais em função da concentra- ção do boro em solução aquosa. 400 600 800 50 75 125 100 0 0 200 25 150 zeólita lama de esgoto lama solo C (µmol � mL�1) Y/m (µmol � kg-1) De acordo com o gráfico: a) Dos materiais em questão, qual é o mais eficiente para a retenção do boro? Justifique sua resposta. b) Para uma concentração de boro de 600 μmol · mL21, quanto o material do item a adsorve a mais que o solo em μmol de boro por tonelada? c) Entre as concentrações de 300 e 600 μmol mL21, as absorções podem ser descritas, aproximadamente, por retas. Levando isso em conta, escreva, para o caso da lama de esgoto, a equação da reta que correlaciona Y/m comC. 75. (PUC-RJ) É possível conhecer a concentração de uma espécie iônica em solução aquosa a partir do conheci- mento da concentração de soluto e se o soluto dissolvido dissocia-se ou ioniza-se por completo. Uma solução de sulfato de sódio, Na2SO4, possui concentração em quantidade de matéria igual a 0,3 mol · L21. Nessa solução a concentração em quan- tidade de matéria da espécie Na1 é: a) 0,2 mol L21. b) 0,3 mol L21. c) 0,6 mol L21. d) 0,8 mol L21. e) 0,9 mol L21. 76. (Unimontes-MG) As águas salgadas têm maior concen- tração de íons quando comparadas àquela encontrada em águas doces. O encontro das águas dos rios e do mar e o tempo que determinados íons permanecem no mar podem ser um indicador de alterações antrópicas. Admitindo que a concentração medida do íon sódio Na1 em águas doces é de 0,23 · 1023 mol/L e que o volume dessas águas lançado no oceano em todo o planeta é de 3,6 · 1016 L/ano, pode-se afirmar que, em 78 · 106 anos de permanência de íons Na1 em águas salgadas, a quantidade armazenada de matéria, mol, desses íons é aproximadamente: a) 4,7 1020. c) 6,0 1023. b) 8,3 1012. d) 6,5 1020. 77. (Fuvest-SP) Existem soluções aquosas de sais e glico- se, vendidas em farmácias, destinadas ao tratamento da desidratação que ocorre em pessoas que perderam muito líquido. Uma dessas soluções tem a composição apresentada na tabela. Calcule a concentração, em mol · L21, dos íons sódio e dos íons citrato, nessa solução. Substância Concentração mol/500 mL de solução cloreto de sódio 1,8 · 1022 citrato de potássio monoidratado 3,3 · 1023 citrato de sódio di-hidratado 1,7 · 1023 glicose 6,3 · 1022 A acidez do leite pode ser expressa em graus Domic, sendo que cada ºD corresponde a 0,1 g/litro de ácido lático — um leite é considerado impróprio para o con- sumo quando sua acidez é superior a 20 ºD. Isso consi- derado, está correto afirmar que um leite não deve ser consumido quando sua (massa molar do ácido lático 5 5 90 g/mol) a) concentração comum em ácido lático estiver compre- endida entre 1,6 e 2,0 g/litro. b) concentração comum em ácido lático for inferior a 0,022 mol/litro. c) concentração comum em ácido lático for igual a 0,022 mol/litro. d) concentração molar em ácido lático for superior a 0,023 mol/litro. e) concentração molar em ácido lático estiver compreen- dida entre 1,6 e 2,0 g/litro. 72. (UEL-PR) Segundo projeções da indústria sucro- alcooleira, a produção de açúcar e álcool deverá crescer 50% até 2010, tendo em vista as demandas internacionais e o crescimento da tecnologia de fabricação de motores que funcionam com com- bustíveis flexíveis. Com isso, a cultura de cana- -de-açúcar está se expandindo, bem como o uso de adubos e defensivos agrícolas. Aliado a isso, está o problema da devastação das matas ciliares, que tem acarretado impacto sobre os recursos hídricos das áreas adjacentes através do processo de lixivia- ção do solo. Além disso, no Brasil, cerca de 80% da cana-de-açúcar plantada é cortada manualmente, sendo que o corte é precedido da queima da palha da planta. A quantificação de metais nos sedimentos de cór- regos adjacentes às áreas de cultivo, bem como na atmosfera, é importante para reunir informações a respeito das consequências ambientais do cultivo da cana-de-açúcar. Uma análise quantitativa do filtrado indicou contami- nação por cobre após a extração ácida de uma amostra de sedimento e filtração da mistura. A contaminação por cobre pode ser atribuída à lixiviação de produtos agrícolas através das chuvas. A concentração de co- bre determinada foi 20,0 mg de cobre/kg de sedimento seco. Sabe-se que o filtrado que contém o metal dis- solvido foi obtido a partir de 1,00 g de sedimento seco e 25,0 mL da mistura dos ácidos. Considerando que o volume do filtrado é de 25,0 mL, a concentração molar (mol/L) do metal no filtrado é: Dado: massa molar (g/mol) Cu 5 64 a) 3,13 · 1024. b) 4,89 · 1022. c) 5,12 · 1022. d) 4,92 · 1023. e) 1,25 · 1025. 73. (Uerj) Em uma estação de tratamento de efluentes, um operador necessita preparar uma solução de sulfato de alumínio de concentração igual a 0,1 mol/L, para encher um recipiente cilíndrico, cujas 10 d m 6 dm Co nc eit og ra f 14 Fórmulas estruturais: C C C C CH2OH C C C C C HO HO H H H H2C H2C H glicose citrato de sódio H ONa ONa ONa O O O O OH OH OH 78. (Ufla-MG) Quando mergulhamos uma lâmina de zinco (Zn (s)) em uma solução aquosa de ácido clorídrico (HC (aq)), ocorre a seguinte reação química, com pro- dução de cloreto de zinco e gás hidrogênio: Zn (s) 1 2 HC (aq) → ZnC2 (aq) 1 H2 (g) a) Calcule a massa de gás hidrogênio (H2) formada após o consumo de 1 mol de Zn na reação. b) Calcule a massa de HC necessária para preparar 100 mL de solução desse ácido na concentração de 0,1 mol L21. Dados: H 5 1; C 5 35,5. 79. (Uece) Suponha que 500 mL de solução de iodeto de potássio, com concentração em quantidade de matéria de 1,0 mol/L, reajam com nitrato de chumbo II, confor- me a reação: 2 KI (aq) 1 Pb(NO3)2 (aq) → PbI2 (s) 1 KNO3 (aq) O iodeto de chumbo II produzido tem massa, aproxi- madamente, igual a: a) 57,63 g. b) 115,25 g. c) 166,00 g. d) 230,50 g. 80. (Ufes) Em diabéticos, a ingestão de 80 g de açúcar comum (sacarose) eleva a quantidade de glicose no sangue em 1,0 g de glicose para cada litro de sangue. Considerando-se que a taxa de glicose no sangue dos diabéticos, em condições normais, é de aproximada- mente 1,4 g/L, a concentração de glicose (C6H12O6) no sangue de uma pessoa diabética após o consumo de 100 g de açúcar será de, aproximadamente: (Dado: M(C6H12O6) 5 180 g/mol.) a) 7,8 1023 mol/L. b) 6,9 1023 mol/L. c) 6,9 1022 mol/L. d) 1,5 1022 mol/L. e) 1,5 1021 mol/L. 81. (Unesp) Há décadas são conhecidos os efeitos da fluoretação da água na prevenção da cárie dentária. Porém, o excesso de fluoreto pode causar fluorose, levando, em alguns casos, à perda dos dentes. Em re- giões onde o subsolo é rico em fluorita (CaF2), a água subterrânea, em contato com ela, pode dissolvê-la parcialmente. Considere que o VMP (Valor Máximo Permitido) para obter o fluoreto (F2) na água potável é 1,0 mg L21 e que uma solução saturada em CaF2, nas condições normais, apresenta 0,0016% em massa (massa de soluto/massa de solução) desse composto, com densidade igual a 1,0 g cm23. Dadas as massas molares, em g · mol21, Ca 5 40 e F 5 19, é correto afir- mar que, nessas condições, a água subterrânea em contato com a fluorita: a) nunca apresentará um teor de F2 superior ao VMP. b) pode apresentar um teor de F2 até cerca de 8 vezes maior que o VMP. c) pode apresentar um teor de F2 até cerca de 80 vezes maior que o VMP. d) pode apresentar um teor de F2 até cerca de 800 vezes maior que o VMP. e) pode apresentar valores próximos a 1021 mol L21 em F2. 82. (UFRGS) Soluções de ureia, (NH2)2CO, massa molar 0 g/mol, podem ser utilizadas como fertilizantes. Uma solução foi obtida pela mistura de 210 g de ureia e 1.000 g de água. A densidade da solução final é 1,05 g/mL. A concentração da solução em percentual de massa de ureia e em mol/L, respectivamente, é: Porcentagem em massa Concentração em mol/L a) 17,4% 3,04 b) 17,4% 3,50 c) 20,0% 3,33 d) 21,0% 3,04 e) 21,0% 3,50 83. (PUC-MG) Uma solução de hidróxido de alumínio (MM 5 78 g mol21), utilizada no combate à acidez esto- macal, apresenta uma concentração igual a 3,90 g L21. A concentração, em mol L21, dos íons hidroxila (OH2), presentes nessa solução, é igual a: a) 5,0 1021. c) 1,5 1022. b) 1,5 1021. d) 5,0 1022. 84. (PUC-MG) O ácido fosfórico (H3PO4) é um dos compo- nentes presentes em determinado refrigerante, for- mando uma solução de concentração igual a 0,49 g/L. A concentração mol/L dessa solução é igual a: a) 1 1022. c) 1 1023. b) 5 1022. d) 5 1023. 85. (Unesp) Com o objetivo de diminuir a incidênciade cáries na população, em muitas cidades adiciona-se fluoreto de sódio à água distribuída pelas estações de tratamento, de modo a obter uma concentração de 2,0 1025 mol L21. Com base nesse valor e dadas as massas molares em g mol21: F 5 19 e Na 5 23, po- demos dizer que a massa do sal contida em 500 mL dessa solução é: a) 4,2 1021 g. b) 8,4 1021 g. c) 4,2 1024 g. 15 d) 6,1 1024 g. e) 8,4 1024 g. 86. (UFU-MG) A água dos mares e oceanos é parte impor- tante da chamada hidrosfera, onde atua a indústria extrativa mineral, devido à quantidade de sais dissolvi- dos. Essa água não é própria para o consumo humano devido ao teor de sais da ordem de 3,4% em massa. Acerca desse assunto, faça o que se pede. a) Qual é a massa em quilogramas de sais dissolvidos na utilização de uma tonelada e meia de água marinha? b) Sabendo-se que existem, aproximadamente, 2,0 gramas de cloreto de sódio (NaC) em 100 mL de água do mar, calcule a concentração molar de NaC na água do mar. Dado: NaC 5 58,5 g/mol. 87. (UFRRJ) “As águas dos mares e oceanos contêm vários sais, cuja salinidade (quantidade de sais dissol- vida) varia de acordo com a região em que fo- ram colhidas as amostras. O mar Vermelho, por exemplo, é o que apresenta maior salinidade — aproximadamente 40 g de sais dissolvidos para cada litro de água (40 g/L). Já o mar Báltico é o que apresenta menor salinidade — em média 30 g/L. Cerca de 80% (em massa) dos sais dissolvidos são constituídos de cloreto de sódio; nos outros 20% são encontrados vários sais, como o cloreto de magnésio e o sulfato de magnésio.” Usberco & Salvador. Integrando seu conhecimento. São Paulo: Saraiva, 2006. Com base no texto e considerando a importância co- tidiana, para a vida das sociedades modernas, do uso do cloreto de sódio, determine a concentração molar (mol/L) de cloreto de sódio (NaC) no mar Vermelho. Dado: massa molar do NaC 5 58,5 g/mol. 88. (Ufla-MG) Soluções de sulfato de cobre pentaidrata- do (CuSO4 5 H2O) são utilizadas na agricultura para combater fungos parasitas das plantas e fornecer o nutriente cobre aos vegetais por meio de pulverização. Uma solução contendo 10 g desse sal por litro de solu- ção (1% p/v) é utilizada com grande frequência. A con- centração dessa solução em mol/L ou M equivale a: (Massa molar do CuSO4 5 H2O 5 250 g/mol.) a) 0,40 b) 4,00. c) 0,04. d) 2,50. e) 1,00. 89. (UFSC) A glicose, fórmula molecular C6H12O6, se pre- sente na urina, pode ter sua concentração determina- da pela medida da intensidade da cor resultante da sua reação com um reagente específico, o ácido 3,5-dini- trossalicílico, conforme ilustrado na figura: 0,2 0,4 0,6 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0,0 Concentração de glicose (g/100 mL) Intensidade da cor Imaginemos que uma amostra de urina, submetida ao tratamento acima, tenha apresentado uma intensidade de cor igual a 0,2 na escala do gráfico. Qualifique como V (ver- dadeira) ou F (falsa) cada uma das proposições adiante: I. a concentração de glicose corresponde a 7,5 g/L de urina. II. a amostra apresenta aproximadamente 0,028 mol de glicose por litro. III. observa-se, na figura, que a intensidade da cor diminui com o aumento da concentração de glicose na amostra. IV. a intensidade da cor da amostra não está relacionada com a concentração de glicose. V. uma vez que a glicose não forma soluções aquosas, sua presença na urina é impossível. 90. (Ufal) As afirmações abaixo referem-se à seguinte solu- ção: dissolvem-se 20 g de soda cáustica (massa molar 5 5 40 g/mol) em água suficiente para ter-se 0,50 litro de solução de densidade igual a 1,04 g/mL. Quais são verdadeiras e quais são falsas? I. A concentração da solução, em mol/L, é em relação ao soluto igual à unidade. II. Nesse volume de solução, a massa de água é igual a 500 g. III. Obtém-se uma solução aquosa de sacarose (massa molar 5 342 g/mol) de concentração, em mol/L, igual à solução acima, dissolvendo-se meio mol de sacarose em água suficiente para ter-se 1 litro de solução. IV. Na solução, a fração em mol da água é igual à fração em mol da soda cáustica. V. Na solução, a porcentagem em massa da soda cáusti- ca é de 3,8%. 91. (Unesp) O etanotiol (CH3CH2 — SH) é uma substância tóxica e tem um odor tão forte que uma pessoa pode detectar 0,016 mol disperso em 5,0 · 1010 g de ar. Sa- bendo-se que a densidade do ar é 1,25 g/L e supondo distribuição uniforme do etanotiol no ar, a quantidade limite, em mol/L, que uma pessoa pode detectar é: a) 1,6 1022. d) 4,0 10213. b) 2,0 10211. e) 1,0 10223. c) 2,5 10211. 92. (UFSM-RS) Os refrigerantes energéticos ingeridos pe- los atletas contêm uma grande variedade de íons (Na1, 16 K1, C2), essenciais para manter o equilíbrio eletrolíti- co dos fluidos do corpo. Considerando que essa bebida contenha 0,2222% (massa/volume) de CaC2 e densi- dade da solução de 1 g/mL, a concentração molar dos íons cloreto (C2) será, aproximadamente, de: a) 0,02 M. d) 0,20 M. b) 0,04 M. e) 0,69 M. c) 0,06 M. 93. (Unicamp-SP) Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios uti- lizando o conhecimento químico. Hoje estão se pre- parando para celebrar uma data muito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b devem, necessariamente, ser respondidos. Bem de manhã, Dina foi muito enfática: “Não se esque- ça de verificar o resultado do exame de sangue do Pipe- tão antes de escolher a ração adequada. Lembre-se de que os níveis de ureia e de creatinina são importantes na avaliação da saúde do animal!”. Omar deu uma olha- da no exame e o resultado indicava 1,20 1024 mol de creatinina por litro de sangue. Os valores de referência, como Rango sabia, seriam aceitáveis na faixa de 0,5 a 1,5 mg d L21. A comparação permitiu que ele decidis- se entre uma ração normal e uma indicada para cães com insuficiência renal. a) Qual o tipo de ração escolhido por Omar na alimenta- ção do Pipetão? Justifique. b) Dina disse que o exame de sangue pode avaliar o nível de ureia. Sabe-se que esse nível é influencia- do pela dieta alimentar. Nas embalagens de rações para animais, são dadas informações quantitati- vas de: umidade, proteína bruta, fibras, gorduras, matéria inorgânica, cálcio e fósforo. Se o Pipetão estivesse com o nível de ureia no sangue acima do limite normal, com qual dessas informações Rango deveria se preocupar ao escolher a ração mais ade- quada? Justifique. Dado: Fórmula estrutural da creatinina. N N NH O H H CH3 H Massa molar: 113 g/mol. 94. (UFMG) Um frasco que contém 1 litro de água oxigena- da, H2O2 (aq), na concentração de 1 mol/L, foi armaze- nado durante um ano. Após esse período, verificou-se que 50% dessa água oxigenada se tinha decomposto, como mostrado nesta equação: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O () 1 O2 (g) Considerando-se essas informações, é correto afirmar que a massa de oxigênio produzida nesse processo é: a) 8 g. b) 16 g. c) 17 g. d) 32 g. 95. A água oxigenada vendida no comércio é uma solução aquosa de H2O2 e a sua concentração é comumente ex- pressa em “volumes”. Exemplos: água oxigenada de 10 “volumes”, água oxigenada de 30 “volumes”. Quando dizemos água oxigenada de x “volumes”, sig- nifica que 1 L dessa água oxigenada pode fornecer x L de O2 (g) nas CNTP (Condições Normais de Tempera- tura e Pressão), pela decomposição total do H2O2 nela contido, segundo a reação: 2 H2O2 → 2 H2O 1 O2 (g) Qual a massa de H2O2 que uma indústria utiliza para produzir 100 L de uma água oxigenada de 28 “volu- mes”? (Volume molar nas CNTP 5 22,4 L/mol; massas molares em g/mol: H 5 1,0; O 5 16.) a) 28 kg. b) 8,5 kg. c) 17 kg. d) 3,4 kg. e) 6,8 kg. 96. (UFG-GO) A água oxigenada é vendida como uma solução de peróxido de hidrogênio(H2O2) em água (H2O). O peróxido se decompõe lentamente em O e H2O. Essa solução apresenta uma concentração me- dida em volumes (V), ou seja, 1 L de solução de água oxigenada 10 V é capaz de liberar 10 L de O2, a 0 ºC e 1 atm, quando decomposta. Assim, pode-se afirmar que o número de mol de O2 produzidos pela decom- posição de 1 L de uma solução de água oxigenada 20 V é: a) 0,04. b) 0,45. c) 0,89. d) 1,12. e) 17,8. 97. (UFPE) A água oxigenada, ou peróxido de hidrogênio (H2O2), é vendida nas farmácias com concentrações em termos de “volumes”, que correspondem à relação entre o volume de gás O2, liberado após completa de- composição do H2O2, e o volume da solução aquosa. Sabendo que a equação química de decomposição da água oxigenada é: H O (aq) O (g) 2 2 2 → H O 2 1 2 ( )� � calcule a concentração molar de uma solução de água oxigenada de 24,4 volumes a 25 ºC e 1 atm. (Dado: R 5 0,082 atm L K21 · mol21.) 98. Em uma solução aquosa de ureia (CO(NH2)2), a massa de ureia é igual a 1 3 da massa de água. Calcule a fração molar da ureia. (Dados: massa molar do CO(NH2)2 5 60 g/mol; H2O 5 18 g/mol.) 99. Calcule a fração em mol do NaOH em uma solução aquosa contendo 28% em massa de NaOH. (Dados: MA do Na 5 23; do O 5 16; do H 5 1.) 17 100. A fração em mol do LiOH em uma solução aquo- sa é igual a 0,2. Calcule a concentração em mol/L, sabendo que a densidade dessa solução é igual a 1,20 g/cm3. (Dados: MA do Li 5 7; do O 5 16; do H 5 1.) 101. A fração em mol do NaF em uma solução aquosa é igual a 0,15. Calcule a concentração em g/L, sabendo que a densidade da solução é igual a 1.250 g/L. (Dados: MA do Na 5 23; do F 5 19; do O 5 16; do H 5 1.) 102. (PUC-MG) Quando 39,2 g de ácido sulfúrico são dissol- vidos em 200 mL de água, obtém-se uma solução de volume igual a 220 mL. A molalidade (W) e a molarida- de (M) dessa solução são iguais a: a) 0,5 molar e 0,5 molal. b) 1,0 molal e 2,0 molar. c) 1,0 molar e 2,0 molal. d) 2,0 molar e 1,8 molal. e) 2,0 molal e 1,8 molar. 103. Qual é a molalidade de uma solução aquosa com 60% em massa de MgSO4? (Dados: MA do Mg 5 24; do S 5 32; do O 5 16.) 104. 254,0 g de I2 dissolvidos em 1.000 L de solvente forne- ceram 1.054 L de solução. Foram feitas as seguintes afirmações sobre essa solução. I. A solução será 0,95 molar e 1,00 molal se o solvente for a água, admitindo o iodo solúvel na água. II. A solução será 0,95 molar e 1,25 molal se o solvente for o álcool etílico. III. A solução será 0,95 molar e 2 3 molal se o solvente for o clorofórmio. IV. A solução será 0,95 molar e 0,95 molal se o solvente tiver densidade igual a 1.054 g/mL. Sabendo que as densidades do álcool etílico e do clo- rofórmio são iguais a 0,800 g/mL e 1,50 g/mL, respec- tivamente, quais das afirmações acima são corretas? (I 5 127.) Diluição de soluções 1. (UFPI) A uma amostra de 100 mL de NaOH de concen- tração 20 g/L foi adicionada água suficiente para com- pletar 500 mL. A concentração, em g/L, dessa nova solução é igual a: a) 2. d) 5. b) 3. e) 8. c) 4. 2. (Fuvest-SP) Se adicionarmos 80 mL de água a 20 mL de uma solução 0,1 molar de hidróxido de potássio, ob- teremos uma solução de concentração molar igual a: a) 0,010. d) 0,040. b) 0,020. e) 0,050. c) 0,025. 3. (UFPE) Num certo dia um tanque para tratamento de re- síduos químicos continha, quando cheio, 3 g de um dado sal numa concentração de 0,5 M. Hoje a concentração desse sal no tanque cheio é de 2,5 M. Qual a massa do sal no tanque? 4. (Vunesp) O volume final, em L, de suco diluído obtido a partir de 300 mL de suco de tangerina de alto teor de pol- pa, seguindo rigorosamente a suges- tão de preparo, é: a) 0,9. d) 1,8. b) 1,0. e) 2,3. c) 1,5. 5. Em 200 mL de solução aquosa de iodeto de potássio de concentração 10 g/L, adicionou-se água suficiente para completar 5,0 L de solução. Determine a concen- tração em g/L da nova solução. 6. (UnB-DF) A partir de uma solução de hidróxido de só- dio na concentração de 25 g/L, deseja-se obter 125 mL dessa solução na concentração de 10 g/L. Calcule, em mililitros, o volume da solução inicial necessário para esse processo. Despreze a parte fracionária de seu re- sultado, caso exista. 7. (UESPI) Na preparação de 200 mL de uma solução aquosa 1 M de ácido clorídrico, um estudante dis- põe de uma solução aquosa 5 M desse ácido. Qual o volume da solução inicial que será utilizado? a) 4 mL. d) 100 mL. b) 20 mL. e) 150 mL. c) 40 mL. 8. (Uerj) Diluição é operação muito empregada no nos- so dia a dia, quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Consi- dere 100 mL de determinado suco em que a con- centração do soluto seja de 0,4 mol · L21. O volume de água, em mL, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol · L21, será de: a) 1.000. c) 500. b) 900. d) 400.Lu iz Fe rn an do R ub io 18 9. (UFRRJ) Antigamente, o açúcar era um produto de pre- ço elevado e utilizado quase exclusivamente como me- dicamento calmante. No século XVIII, com a expansão das lavouras de cana-de-açúcar, esse cenário mudou. Hoje a sacarose é acessível à maior parte da população, sendo utilizada no preparo de alimentos e bebidas. Um suco de fruta concentrado de determinada marca foi adoçado com 3,42 g de açúcar (sacarose: C12H22O11) em 200 mL de solução. Com este suco, foi preparado um re- fresco, adicionando-se mais 800 mL de água. A concen- tração em mol/L de sacarose no suco e a concentração em g/L de sacarose no refresco são, respectivamente: Dado: Massa molar (C12H22O11 5 342 g/mol). a) 0,05 mol/L e 34,2 g/L. d) 0,5 mol/L e 34,2 g/L. b) 0,05 mol/L e 3,42 g/L. e) 0,05 mol/L e 342 g/L. c) 0,5 mol/L e 3,42 g/L. 10. (Udesc) A madeira tem uma considerável resistên- cia à ação de ácidos diluídos (H2SO4 e HC a 3%) à temperatura ambiente. Porém, quando submetida a temperaturas elevadas (mais de 100 ºC), mesmo ácidos minerais diluídos (H2SO4 e HC a 3%) oca- sionam hidrólise de grande parte das polioses. No caso de ácidos mais concentrados (H2SO4 a 60% ou HC a 37%), o ataque da estrutura da madeira pode ocorrer rapidamente. A hidrólise da madeira para obtenção de açúcares ou ob- tenção de lignina pode ser feita com ácidos ainda mais concentrados (H2SO4 a 72%, HC a 40%, H3PO4 a 85%). a) Escreva o nome dos ácidos citados no texto. b) Descreva a forma de preparar uma solução de H2SO4 1 mol · L21 e, a partir dela, o procedimen- to para preparar 200 mL de uma solução de H2SO4 0,025 mol · L21. Apresente os cálculos. 11. (UEG-GO) Um aluno resolveu fazer um suco para apli- car seus conhecimentos sobre soluções. Ele tinha em mãos um pacote com preparado sólido, conforme mostra a figura a seguir. Na preparação do suco, o só- R. B ar re to lido foi totalmente transferido para um recipiente e o volume foi completado para um litro, com água pura. Com base nas informações do texto, do desenho e em seus conhecimentos sobre química, é correto afirmar: a) A diluição do suco para um volume final de 2,0 L fará com que a massa do soluto se reduza à metade. b) O suco é um exemplo de uma mistura azeotrópica. c) A concentração de soluto no suco preparado é igual a 10.000 mg · L21. d) Caso o aluno utilize açúcar para adoçar o suco, haverá um aumento da condutividade elétrica da solução. 12. (Uerj) Os esquemas a seguir ilustram três experi- mentos envolvendo diluição seguida de evaporação de soluções de NaC,, cujas concentrações iniciais são iguais. As soluções resultantes desse processo, em cada um dos experimentos, têm suas concentrações, em quantidade de matéria, identificadas por 1, 2 e 3. experimento I 200 mL 100 mL 200 mL 400 mL 300 mL 300 mL 300 mL 200 mL 200 mL experimento II experimento III NaC NaC NaC NaC NaC NaC NaC NaC NaC H2O H2O H2O 200 mL 200 mL 100 mL 0,3 mol . L21 0,3 mol . L21 0,3 mol . L21 1 2 3 1