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Curso: Engenharia 2013.1 Disciplina: Química Geral Semestre: 1° Elaboração: Professores de Química Geral Resolução da Lista de Exercícios de Química Geral Tabela Periódica 1. Mendeleev, por meio de seus estudos sobre a tabela periódica, conseguiu prever a existência de átomos que ainda não tinham sido descobertos. Posteriormente, com a descoberta dos elementos em questão, verificou-se que as propriedades previstas por ele estavam em concordância. 2. Todos os elementos com número atômico maior que o do urânio (Z = 92) são considerados transurânicos. Já os elementos artificiais são aqueles produzidos pelo homem. 3. Porque, a cada período, aumenta o número de subníveis que podem acomodar elétrons: Primeiro período: somente subnível s. Segundo período: subníveis s e p. Terceiro período: subníveis s, p e d. E assim por diante. 4. I; II; III; IV; V 5. 16S 2- : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 13Aℓ 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 6. a) λ = 694 nm b) ν = 14409 ondas cm−1 c) A radiação cujo λ é 694 nm encontra-se na região do vermelho. 7. 8. Observando a figura da questão 6, verificamos que as radiações encontram-se na região do visível. Comparando os valores das energias calculadas nos itens 7(a) e 7(b), concluímos que a radiação de menor comprimento de onda, a luz azul, possui maior energia do que a luz vermelha de maior comprimento de onda. 9. Para o átomo de hidrogênio, Z = 1. Se o átomo se encontra no estado de menor energia, n = 1 e r = œ. A equação que expressa a energia de um elétron em um estado estacionário ou em uma órbita de Bohr é: onde A é uma constante cujo valor é 2,18 x 10 -18 J. Usando essa equação é possível calcular a energia das orbitais do átomo de hidrogênio. a) O elétron se encontra com menor energia quando está ocupando o primeiro estado estacionário ou seja, quando ocupa a primeira órbita. En = - 2,18 x 10 -18 . 1 2 /1 2 En = - 2,18 x 10 -18 J b) Para a segunda órbita, n = 2, logo: En = - 2,18 x 10 -18 . 1 2 /2 2 En = - 5,45 x 10 -19 J 10. Deduzida a equação para energia de uma órbita, Bohr calculou a energia emitida ou absorvida em uma transição eletrônica usando o 4° postulado, o qual estabelece que as transições eletrônicas obedecem à equação: ΔE = E2 – E1 = h ν sendo E2 o estado final de energia e E1 o estado inicial. Substituindo-se a energia de uma órbita ou de um estado estacionário, que é dada por , teremos: Z rearranjando a equação e colocando em evidência A e Z 2 obtém-se a seguinte equação: Substituindo os valores de A, h e c na equação A/hc, obtém-se 1, 096776 × 10 7 m −1 ; sendo, portanto, praticamente igual à constante de Rydberg (R = 1, 097373 × 10 7 m −1 ). a) Substituindo os valores dados: Z = 1 A = 2,18 x 10 -18 J n1 = 1 n2 = œ na equação: , teremos: A energia do fóton que promove a transição do elétron do átomo de hidrogênio do estado fundamental, n1, para o n = œ é 2,18 x 10-10 J / átomo. b) Um mol corresponde a 6,023 x 10 23 átomos, portanto, 11. L _ 2 subníveis (s e p), 4 orbitais. N _ 4 subníveis (s, p, d e f), 16 orbitais. P _ 3 subníveis (s, p e d), 9 orbitais. 12. 4p: 4 + 1 = 5 6d: 6 + 2 = 8 5s: 5 + 0 = 5 2p: 2 + 1 = 3 4f: 4 + 3 = 7 2p < 4p < 5s < 4f < 6d 13. 27Co: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7 Mais energético n = 3 l = 2 m = -1 s = + 1/2 14. Propriedades Periódicas 15. Tanto o 17Cℓ – quanto o 18Ar possuem a mesma quantidade de elétrons (18). No entanto, o argônio possui 18 prótons para atrair estes elétrons, fazendo com que eles sejam mais intensamente atraídos, dificultando a retirada. Portanto, o argônio possui maior energia de ionização. 16. A eletronegatividade do cloro é a maior do terceiro período, seguida pela do enxofre. Portanto, a eletronegatividade do cloro é 3,16 e a do enxofre é 2,58. Verifique na tabela de eletronegatividade de Pauling (Tabela 3.9, página 66). 17. 11Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 (3 o período, família 1). 13Aℓ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 (3 o período, família 13). 18Ar: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (3 o período, família 18). 19K:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 (4 o período, família 1). Raio atômico: 18Ar < 13Aℓ < 11Na < 19K. Energia de ionização: 19K < 11Na < 13Aℓ < 18Ar. Compostos iônicos 18. Mg (Z = 12) Mg2+ I (Z = 53) I- MgI2 19. Consultando a tabela periódica, verificamos que o alumínio possui três elétrons na última camada e é normalmente encontrado como o cátion Aℓ 3+ . Já o enxofre possui seis elétrons na última camada e normalmente é encontrado na forma de ânion S 2- . Aℓ 3+ S 2- Aℓ2S3 20. Isso ocorre quando eles não apresentam a mesma proporção (1:1) na formação do composto. Nesse caso, eles apresentarão diferentes números de coordenação (vizinhos). 21. Nesse caso, todos os compostos serão formados por um cátion +1 e um ânion -1. Portanto, a energia reticular vai ser muito dependente do tamanho dos íons: quanto menor o íon, mais perto as cargas, maior a interação. Por isso, a maior interação reticular deve ser do F - com o menor dos cátions, isto é, com o lítio (Li + ). 22. Elevado ponto de fusão e boa condutividade elétrica em solução aquosa. 23. Quanto maior a constante elétrica, maior a probabilidade de o composto iônico ser solúvel nesse solvente. Compostos covalentes 24. C F F F FS H HPH H Ha) b) c) 25. O NO2 tem, ao redor do N (átomo central), três ‘conjuntos’ de elétrons (ligação dupla, ligação simples, um elétron desemparelhado). Portanto, a melhor distribuição para eles é a plana trigonal. Por isso, esta espécie é angular. O CO2, por sua vez, tem, ao redor do C (átomo central), dois ‘conjuntos’ de elétrons (duas ligações duplas). Portanto, a distribuição é linear. Já o NO2 + fica parecido com o CO2. NO2 N OO N O O CO2 O C O NO2 + O N O + 26. I FF F F F F F C F F F Br F F a) IF7 b) CF3 c) BrF2 + 14 elétrons ao redor do iodo 10 elétrons ao redor do cloro 8 elétrons ao redor do bromo 27. S OO S O O 28. P F F F F F bipirâmide trigonal PF5 2 ângulos diferentes - 90o e 120o 29. a) SC4 S C C C C gangorra b) IC3 I C C C forma em "T" c) IF4 - I F F F F quadrado planar d) XeO3 Xe O OO pirâmide trigonal 30. a) CCℓ4: apolar = 0 b) C6Br6: apolar = 0 c) CO2: apolar = 0 d) H2O: polar ≠ 0 31. O3 O OO apolar CO2 O C O apolar C2 C C apolar Br O Br Br2O polar Cl2 < O3 < CO2 < Br2O O Br2O é o único composto polar; o CO2, apesar de ser apolar, apresenta ligações polares; entre o O3 e o Cℓ2, o O3 é angular e formado por um elemento mais eletronegativo 32. S HH polar ( 0) P C C C polar ( 0) Nas outras, o somatório é nulo e a constante dielétrica é zero ( = 0). 33. a) Iônica. b) Covalente e ligação de hidrogênio. c) Covalente e dipolo instantâneo-dipolo induzido. d) Covalente e dipolo instantâneo-dipolo induzido. e) Covalente e dipolo instantâneo-dipolo induzido.34. I) F: O aumento da força de ligação não influencia (a princípio) a temperatura de ebulição. II) V: Quanto maior a força da ligação química intermolecular, maior a temperatura de ebulição. III) V: Fica mais difícil vencer a barreira contrária para a molécula sair para o estado de vapor. IV) F: Independe da quantidade de líquido. 35. NaF, MgF2, AℓF3: compostos iônicos -- interação alta faz com que os pontos de ebulição sejam altos. SiF4, PF5, SF6: compostos covalentes -- a interação entre as moléculas acontece através de interações intermoleculares mais fracas que as ligações químicas (covalente e iônica). 36. Verificar: a condutividade nos estados sólido e fundido; a solubilidade em água; a condutividade em meio aquoso (caso seja solúvel); o ponto de fusão; e o ponto de ebulição. Ligações metálicas 37. a) Covalente. b) Covalente. c) Metálica. d) Iônica. e) Metálica. 38. A: dois elétrons de valência (metal). B: dois elétrons de valência (metal). Portanto, os elementos A e B devem formar uma liga metálica, com ligação tipicamente metálica. 39. Substância A: tipicamente iônica. Substância B: tipicamente covalente. Substância C: tipicamente metálica. 40. Alta resistência mecânica; alta resistência à corrosão; e alta resistência térmica. 41. O césio, pois possui PF inferior a 100 °C (temperatura máxima do banho Maria) -- o mercúrio já está no estado líquido (fundido). 42. O cobre (metal) tem poucos elétrons de valência, que possuem liberdade de movimento, fazendo com que ele possua alta condutividade. Já o vidro (composto covalente) possui muitos elétrons de valência, preenchendo mais os orbitais -- a mobilidade destes elétrons também é mais restrita, restringindo a condutividade. Ácidos e bases 43. a) Reação direta: H2O; reação inversa: H2S. b) Reação direta: HS - ; reação inversa: OH - . c) HS e H2S; H2O e OH - . 44. Pode-se aplicar o conceito de Lewis: Cr 3+ é o ácido (receptor do par de elétrons) e NH3 é a base (doador do par de elétrons). 45. HCℓ MM = 36,5 g mol -1 . 1 mol HCℓ ----- 36,5 g x ----- 3,65 g x = 0,1 mol Considerando que o HCℓ é um ácido forte em água, ele estará completamente ionizado: 0,1 HC 0,1 H+ (aq) + 0,1 C- (aq) em água [H+] = n V H + = 0,1 mol 10 L [H+] = 0,01 mol L-1 [OH-] = 1,0 x 10-14 [H+] = 1,0 x 10-14 0,01 [OH-] = 1,0 x 10-12 mol L-1 46. Kw = [H +] x [OH-] [H+] = Kw [OH-] = 1 x 10-14 1 x 10-3 [H+] = 1 x 10-11 mol L-1 Como a [H + ] < 1 10 -7 mol L -1 , a solução é básica (pH = 11). 47. São consideradas chuvas ácidas aquelas que apresentam pH inferior a 5,6, pois a chuva normalmente já é um pouco ácida devido ao ácido carbônico formado pela presença do gás carbônico (CO2 + H2O → H2CO3). A causa do aumento da acidez da chuva é, principalmente, a presença do SO2 e NO2 na atmosfera. H2O + SO3 → H2SO4 (ácido sulfúrico). H2O + 2NO2 → HNO3 + HNO2 (ácidos nítrico e nitroso, respectivamente). Podemos controlar a chuva ácida evitando (diminuindo) a emissão destes gases. 48. Leite de magnésio: pH = 11 [H + ] = 1 10 -11 mol L -1 . Bicarbonato de sódio: pH = 8 1 10 -8 mol L -1 . 1 10 -8 → 1 10 -11 Sais 49. Sulfato de sódio: Na2SO4. Sulfito de sódio: Na2SO3. Sulfeto de sódio: Na2S. 50. a) Mg(OH)2 + HBr → Mg(OH)Br + H2O (brometo hidróxi de magnésio). b) Ba(OH)2 + HCℓO4 → Ba(OH)CℓO4 + H2O (perclorato hidróxi de bário). 51. Tanto na solução aquosa de amônia quanto na solução aquosa de ácido acético, existem poucos íons livres; portanto, são maus condutores de corrente elétrica. Ao juntarmos as duas soluções (básica e ácida), ocorre a neutralização: NH3 + HAC → NH4 + AC - (sal). O sal formado é solúvel, ficando na forma dissociada -- NH4 + (aq) + AC - (aq) --; íons livres é sinônimo de boa condutividade. Óxidos 52. N2O: monóxido de dinitrogênio. NO: monóxido de (mono)nitrogênio. NO2: dióxido de (mono)nitrogênio. N2O4: tetróxido de dinitrogênio. N2O5: pentóxido de dinitrogênio. 53. I. F: O MgO apresenta boa solubilidade em água. Na verdade, o MgO acaba reagindo com a água e formando hidróxido de magnésio -- Mg(OH)2. II. V: O ZnO é um óxido anfótero. III. V: O CO é um óxido neutro. 103 (mil vezes mais básico) 54. CaO + H2O → Ca(OH)2. Ca(OH)2 + Mg 2+ → Mg(OH)2 + Ca 2+ . Como o Mg(OH)2 é pouco solúvel, ele precipita. 55. a) 1NCℓ3 + 3H2O → 1NH3 + 3HCℓO b) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 c) 6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O 56. 1MnO2 + 4H + + 2Cℓ - → 1Mn 2+ + 2H2O + 1Cℓ2. Observação: A carga antes (reagentes) deve ser igual a carga depois (produtos); isso é fundamental para determinar o balanceamento. Carga antes: 4H + e 2Cℓ - → +2. Carga depois: 1Mn 2+ → +2. Lei de Lavoisier e lei de Proust 57. 108 + 96 = 204 g de óxido Hoje, conhecendo a fórmula das substâncias, podemos verificar isso da seguinte maneira: Aℓ = 27 g mol -1 ; O = 16 g mol -1 . 4 Aℓ + 3O2 → 2Aℓ2O3 108 g + 96 g = 58. 160 g + 640 g = m (CO2) + 360 g Usando fórmulas: 1CH4 + 2O2 → 1CO2 + 2H2O 16 g + 64 g = 44 g + 36 g. Cálculos estequiométricos 59. MM em g mol -1 : C = 12; H = 1; O = 16. - Metanol: 1CH3OH + ⅔O2 → 1CO2 + 2H2O 32 g + 48 g = 44 g + 36 g. Cada mol de CH3OH consome 48 g de O2. - Etanol: 1CH3CH2OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O 46 g + 96 g = 88 g + 54 g. Cada mol de CH3CH2OH consome 96 g de O2. - Propanol: 1CH3CH2CH2OH + 9/2O2 → 3CO2 +4 H2O 60 g + 144 g = 132 g + 72 g Cada mol de CH3CH2CH2OH consome 144 g de O2. 60. x = 80 g O2 1CH4 + 2O2 1CO2 + 2H2O 16 g 64 g 44 g 36 g 1C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O 30 g 112 g 88 g 54 g 30 g C2H6 20 g C2H6 112 g O2 y 16 g CH4 64 g O2 20 g CH4 x y = 74,7 g O2 44 g 160 g 132 g 72 g 1C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O z = 72,7 g O2 z 160 g O2 20 g C3H8 44 g C3H8 58 g C4H10 20 g C4H10 208 g O2 t t = 71,7 g O2 1C4H10 + 13/2 O2 4CO2 + 5H2O 58 g 208 g 176 g 90 g x = 1; y = 4; z = 2; r = 1; s = 2; t = 1 204 g m (CO2) = 440 g 61. m = 0,32 g; V = 492 mL (0,492 L); T = 27 o C (300 K); P = 1 atm; R = 0,082 atm L mol -1 K -1 . MM = ? P V = n R T n = 1 atm x 0,492 L 0,082 atm L mol-1 K-1 x 300 K n = 0,02 mol 0,02 mol 0,32 g 1 mol x x = 16 g mol-1 62. MgO + SO2 + ½ O2 → MgSO4 40 g 64 g cada 40 g MgO 64 g SO2 x 9,6 x 103 t reage com x = 6 x 103 toneladas de MgO 63. 47 o C = 320 K. 2 C3H5N3O9 → 6 CO2 + 3 N2 + 5 H2O + ½ O2 2 × 227 g → 6 mol + 3 mol + 5 mol + 0,5 mol. Cada 227 g (1 mol) que reage de nitroglicerina forma: 3 mols de CO2 + 1,5 mol de N2 + 2,5 mols de H2O + 0,25 mol de O2 7,25 mols de gás. P V = n R T V = 190 LV = 7,25 mol x 0,082 atm L mol -1 K-1 x 320 K 1 atm Reagente limitante 64. 2H2 + O2 → 2H2O 4 g + 32 g = 36 g. Cada 32 g de O2 reage com 4 g de H2. Portanto, como há 8 g de H2, irão sobrar 4 g. 32 g de O2 + 4 g H2 irão produzir 36 g de H2O. Existem 4 g em excesso de H2. 65. R = 62,3 mmHg L mol -1 K -1 CH2 CH2 + H2 CH3 CH3 Pt V = 600 mL; P = 52 mmHg; T = 50 o C (323 K) V = 600 mL; P = 33,8 mmHg; T = 50 o C. P V = n R T n = 1,55 x 10-3 mol de gás início n = 52 mmHg x 0,6 L 62,3 mmHg L mol-1 K-1 x 323 K fim 62,3 mmHg L mol-1 K-1 x 323 K 33,8 mmHg x 0,6 L =n n = 1,01 x 10-3 mol de gásP V = n R T Houve uma redução de 1,55 × 10 -3 – 1,01 × 10-3 = 0,54 × 10 -3 mol. Esta é a quantidade de H2 que reagiu. Como cada mol de H2 reage com 1 mol de CH2 = CH2, significa que há 0,54 ×10 -3 de CH2 = CH2. início 0,54 x 10-3 mol de CH2 CH2 1,01 x 10-3 mol de H2 1,55 x 10-3 mol de gás 1,01 x 10 -3 mol de gás 0,47 x 10-3 mol de H2 (sobrou) CH2 CH20,54 x 10 -3 mol de fim 66. Significa que o Na está em excesso e o C2 é o limitante Usamos o limitante para fazer as contas: 2 Na + C2 2NaC 46 g 71 g 117 g 1 g 1 g cada 46 g de Na 71 g de C2 reage com 1 g de Na x x = 1,54 g cada 71 g de C2 117 g de NaC 1 g de C2 y produz y = 1,65 g de NaC 67. CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 1 mol 1 mol (79,5 g) (159,5 g) 79,5 g de CuO 159,5 g de CuSO4 7,83 mg de CuO x produz x = 15,71 mg de CuSO4 Impurezas 68. 1Cr2O3 + 3H2 2Cr + 3H2O 152 g 3 mol CNTP P = 1 atm T = 0oC (273 K) R = 0,082 atm L mol-1 K-1 5 g 4,25 g Cr2O3 - 15% 152 g de Cr2O3 3 mol de H2 4,25 g de Cr2O3 x reage com x = 8,39 x 10-2 mol P V = n R T V = 1,88 L de H2 V = 8,39 x 10 -2 mol x 0,082 atm L mol-1 K-1 x 273 K 1 atm 69. 20 t 16 t80% cada 160 g de Fe2O3 112 g Fe 16 t de Fe2O3 x produz x = 11,2 toneladas de Fe 1 Fe2O3 2 Fe 1 mol 2 mol (160 g) (112 g) 70. 1NH4NO3 1N2O + 2H2O 1 mol 1 mol (80 g) (44 g) 80 g NH4NO3 44 g N2O produz x 2 g N2O x = 3,64 g NH4NO3 Para produzir 2 g de N2O, são necessários 3,64 g de NH4NO3. Isto significa que dos 4 g usados 0,36 g (4 - 3,64 = 0,36 g) é de impureza. 4 g NH4NO3 100 % 3,64 g NH4NO3 y y = 91 % de pureza 71. 1 NaOH + 1HC 1NaC + 1H2O 40 g 36,5 g 58,5 g 18 g 40 g NaOH 58,5 g NaC produz x 234 g NaC x = 160 g de NaOH y = 80 % pureza 200 g 100 % 160 g y 72. 1CaC2 + 2H2O 1Ca(OH)2 + 1C2H2 64 g 36 g 74 g 26 g 1 kg 360 g carbureto36 % Cada 64 g CaC2 22,7 L (1 mol nas CNTP) 360 g CaC2 x produz x = 127,7 L de C2H2 Rendimento 73. 2CH3OH + O2 2CH2O + 2H2O 2 x 32 g 32 g 2 x 30 g 2 x 18 g rendimento de 9% de 3,2 kg de CH3OH, reage 288 g (9%). Cada 64 g CH3OH 60 g CH2O 288 g CH3OH x x = 270 g CH2O produz 74. 1NH3 + 1CH4 1HCN + 3H2 17 g 16 g 27 g 6 g x y 1 kg (rendimento de 80 %) 17 g NH3 27 g HCN x 1.000 g HCN x = 630 g NH3 630 g NH3 80% m NH3 100% m NH3 = 787,5 g m CH4 = 741 g m CH4 100% 593 g CH4 80% y = 593 g CH4 y 1.000 g HCN 16 g CH4 27 g HCN 75. SO2 + 1/2 O2 SO3 64 g 16 g 80 g Cada 260 kg de SO2 necessitam de 65 kg de O2; como foram colocados 75 kg, significa que irão sobrar 10 kg de O2. cada 64 g SO2 16 g O2 reage com 260 kg SO2 x x = 65 kg de O2 260 kg de SO2 + 65 kg de O2 325 kg de SO3 (rendimento máximo) 76. MgO + MgCO3 1,600 g MgCO3 MgO + CO2 1 mol 1 mol (84,3 g) (44 g) * O MgO restante é a soma do MgO existente e do MgO formado pela decomposição do MgCO3 1,294 g MgO x g de MgO que já existia y g de MgO que se formou na decomposição do MgCO3 x + y = 1,294 g é sinal que formou 1,600 - 1,294 g = 0,306 g de CO2tinha 1,600 g 1,294 g fica 84,3 g de MgCO3 44 g CO2 produz z 0,306 g de CO2 z = 0,586 g de MgCO3 1,600 g 0,586 g de MgCO3 1,014 g de MgO 1,600 g 100% 0,586 g t t = 36,6 % Solubilidade 77. a) Duas fases (gelo/solução água + carbonato de sódio). b) Considerando que o gelo é formado por água pura, podemos dizer que essa é a fase com substância pura. 78. Cada litro de solução contém 0,25 mol de K2CrO4. 1 mol de K2CrO4 (2 × 39,1) + (1 × 52) + (4 × 16) = 194,2 g mol -1 1 mol K2CrO4 194,2 g 0,25 mol K2CrO4 x x = 48,55 g 1 L 48,55 g y 38,8 g y = 0,8 L ou 800 mL 79. NaCℓ(s) Na + (aq) + Cℓ –1 (aq) C12H22O11(s) C12H22O11(aq) 80. Solução saturada: aquela em que a quantidade máxima de soluto dissolvido já foi alcançada -- qualquer quantidade adicional de soluto se depositará no fundo do recipiente. Solução insaturada: aquela na qual a quantidade de soluto dissolvida não atinge o limite de solubilidade. Adições posteriores de soluto continuam a ser dissolvidas até que seja alcançada a saturação. Corpo de fundo (ou corpo de chão): nome dado ao excesso de soluto que não se dissolve e que se acomoda no fundo do recipiente. Oxidação e redução 81. a) PC3 b) PC5 c) POC3 +3 -1 +5 -1 +5 -2 -1 82. a) Y2O3 BaCO3 CuO +3 -2 +2 +4 -2 +2 -2 b) O ítrio tem Nox = +3; o bário tem Nox = +2; e o oxigênio tem Nox = -2. Portanto, para que o somatório seja nulo, os três átomos de cobre devem ter, juntos, carga +7. Deste modo, temos que dois átomos de cobre têm Nox = +2, e um deles apresenta Nox = +3 (situação pouco comum para o cobre). 83. a) Na2O2 CO2 +1 -1 +4 -2 b) CO é o agente redutor, e Na2O2 é o agente oxidante. Pilhas H2O H2O 84. a) V: A reação I é uma oxidação -- ocorre no anodo. b) V: Na reação III, o níquel sofre redução (Nox passa de +4 para +2) -- ocorre no catodo (correto). c) F: O Cádmio é o agente redutor, e o NiO2 é o agente oxidante. 85. Ag2S + 2 e - → 2Ag o + S 2- . 86. Fe → Fe 2+ + 2e - /E (oxidação) = 0,41 V. Cr → Cr 3+ + 3 e - /E (oxidação) = 0,74 V. Como o potencial de oxidação do crômio é maior, ele acaba protegendo o ferro (retarda o seu enferrujamento). Embora tenha um potencial de oxidação relativamente alto, o crômio é utilizado para revestir aço e latão, pois forma uma película aderida e transparente de óxido insolúvel, que o protege de oxidações posteriores. 87. Cu Cu2+ + 2e- E1 = -0,34 V Pb2+ + 2e- Pb E2 = ? Cu + Pb2+ Cu2+ + Pb E = -0,47 V E = E1 + E2 -0,47 V = -0,34 V + E2 88. a) Esta cela de combustível pode ser chamada de ‘não poluente’ porque tem como produto água que não é tóxica e nem polui a atmosfera. b) X: eletrodo negativo (oxidação); H2 (anodo). H2 → 2H + + 2 e - . c) Balanceamento pelo número de elétrons: 2H2 → 4H + + 4 e - /2H2 = 4 g. O2 + 4H + + 4 e - → 2H2O/O2 = 32 g. Proporção de 4 g de H2: 32 g O2. 89. Zn 2 + 2 e - → Zn/E o = -0,76 V. Ag + + 1 e - → Ag/E o = -0,8 V. Manter a semi-reação da prata e inverter a semi-reação do zinco (menor potencial). Zn → Zn 2+ + 2 e - /E o = 0,76 V (oxidação).Ag+ 1 e - → Ag/E o = 0,8 V (redução). Sentido dos elétrons: do eletrodo de zinco para o eletrodo de prata. A placa de zinco sofre corrosão. 90. a) Zn Zn2+ + 2e- Eo = 0,76 V Ni2+ + 2e- Ni Eo = -0,23 V Zn + Ni2+ Zn2+ + Ni E = 0,53 V Q = [Zn2+] [Ni2+] n = 2 E = Eo - 0,0592 n log [Zn 2+] [Ni2+] E = 0,53 - 0,0592 2 log 0,10 0,001 E = 0,471 V E2 = -0,13 V (potencial de redução do Pb) b) 2A 2A3+ + 6e- Eo = 1,66 V 3Cu2+ + 6e- 3Cu Eo = 0,34 V 2A + 3Cu2+ 2A3+ + 3Cu E = 2,0 V Q = [A3+]2 [Cu2+]3 n = 6 E = Eo - 0,0592 n log Q E = 2,0 - 0,0592 log E = 1,98 V 6 (0,5)2 (0,1)3 Eletrólise 91. Q = i . t Q = 9,65 A x 1 x 10 4 s Q = 96.500 C 5e- 1Mn2+ 5 x 96.500 C 1 mol 96.500 C x x = 0,2 mol 92. AgNO3(s) → Ag + (aq) + NO3 - (aq). Oxidação: 2H2O → O2 + 4H + + 4 e - . Redução: 4Ag + + 4 e - → 4Ag. 1 mol O2 4e - 2 x 10-3 mol O2 x forma x = 8 x 10-3 mol de e- 8 x 10-3 mol e- 6 x 10-3 mol Ag+ + 6 x 10-3 mol e- 6 x 10-3 mol Ag sobra 2 x 10-3 mol de e- para o H2 2H+ + 2e- H2 2 x10-3 mol 1 x 10-3 mol de H2 (1 milimol) forma 93. M x+ + x e - → M x . 96.500 → 1 mol x . 96.500 = 2,895 × 10 5 C 94. A anodização aumenta a resistência à corrosão do alumínio porque forma uma camada mais espessa, protegendo o alumínio. Já o objeto de alumínio funciona como anodo (pólo positivo) –- oxidação do alumínio. Corrosão x = 3 95. a) A A3+ + 3e- Eo = 1,66 V 2H2O + 2e - H2 + 2OH - Eo = -0,83 V E = 0,83 V Como o potencial é positivo, a reação do alumínio com a água é um processo espontâneo. b) Na prática, a reação não ocorre pela formação de uma camada protetora de óxido de alumínio (passivação). 4Aℓ + 3O2 → 2Aℓ2O3 Questões ENADE: 96. B 97. A 98. D 99. B 100. E
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