IC370_Ex_A_-Conceitos_da_Quimica_Geral_CORRECAO

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IC 370 - Química Orgânica I- Exercícios A – (A.B.B.F)
CORREÇÃO
NA = 6,02x1023. Vmol = 22.400 ml
1. Qual a densidade (em g/ml) do H2? (Considere que as condições, quanto a temperatura e pressão, são as normais: 25ºC e 1 atm – as CNTP.)
Resp.: 2 g ocupam 22,4 ℓ nas CNTP. d = 2/(22,4x103) = 8,23x10-5 = 0,0000823 g/ml.
2. Qual a relação entre o volume de 18 g de água líquida (considere d=1g/ml) e o mesmo peso de vapor d’água? (Ignore correções entre as CNTP e as condições em que a água é vapor.)
Resp.: Vol. de 18 g de H2O (líq.) = 18 g/(1 g/ml) = 18 ml.
18 g de H2O é a massa de 1 mol de água, que, em fase gasosa (vapor d’água), ocupam cerca de 22,4 ℓ (ignorando correções). A relação Vágua líq./Vvapor d’água = 18/22400 = 1/1244 = 8,04x10-4.
3. A densidade do hélio (He) é 8 vezes menor que a do oxigênio (O2). Isso significa que:
a) A massa de um átomo de hélio é 4 vezes menor que a de um de oxigênio.
b) O volume de um átomo de hélio é 8 vezes menor que o de uma molécula de oxigênio.
Resp.: a) O princípio de Avogadro diz que volumes iguais de gases têm o mesmo número de moléculas (ou, no caso do He, que é formado por átomos isolados, por ser um gás nobre, o mesmo número de átomos). Logo o peso de 1 ml de He é 8 vezes menor que o peso de 1 ml de O2.
	Na verdade, no modelo dos gases ideais – aqueles que obedecem precisamente o Princípio de Avogadro – as moléculas (ou átomos isolados) constituintes se comportam como se fossem pontos, como se os seus volumes fossem despresíveis.
4. A densidade do mercúrio (Hg) é 13,6 vezes maior que a da água (H2O). Isso significa que:
a) A massa de um átomo de mercúrio é 13,6 vezes maior que a de uma molécula de água.
b) O volume de um átomo de mercúrio é 13,6 vezes menor que o de uma molécula de água.
c) Nenhuma das respostas anteriores.
Resp.: c) Não há nada parecido com o princípio de Avogadro que se aplique aos líquidos ou aos sólidos. 
5. Certas coisas, como pregos, tijolos, ou ovos, são comercializadas aos múltiplos: dúzias, centenas ou milheiros, por que é mais prático. Alguns professores chamam o mol de “a dúzia do químico”. 
a) Esta comparação é razoável? 
b) Porque foi escolhido para valor numérico desta “dúzia” o estranho número 6,02x1023? – em vez de um mais razoável, como mil, milhão, bilhão, etc. ou, ao menos, 1x1023 (cem mil bilhões de bilhões)?
Resp.: a) Não! Dúzia, grosa, dezena ou milheiro são números mais ou menos arbitrários. (Escolhidos porque têm muitos divisores – 12 e 144 – ou porque corresponde ao número de dedos (10) ou um seu múltiplo (1000). Já a constante de Avogadro ficou fixada quando foi escolhida a grama (ou o quiilograma) como unidade de massa.
b) Porque esse é o número de vezes que a massa de um átomo de H (ou melhor, 1/12 da massa do 12C) está contida em 1 grama.
6. O volume total de água nos oceanos da Terra é 1,3x109km3. Imaginemos uma água “mágica”, tal que suas moléculas têm uma “marca” especial. Se uma xícara de café (capacidade: 18 ml) dessa água fosse despejada no mar em Copacabana e esperássemos uns 20 anos, para ela se misturasse perfeitamente a toda a água dos oceanos da Terra. E se, passado esse tempo, alguém do outro lado do mundo, numa praia no Japão, enchesse uma xicarazinha igual com água do mar. Quantas das moléculas “marcadas”, despejadas no Rio, ele iria encontrar?:
a) Nenhuma; a probabilidade de encontrar uma delas seria desprezível. 
b) Cerca de uma. 
c) Umas 10. 
d) Mais de 1 bilhão. 
Resp.: 18g de água tem 6,02x1023 moléculas e ocupam 18 ml. A água total do mar ocupa 1,3x109x(103)3 m3 = 1,3x109x(103)3x103 litros = 1,3x109x(103)3x103x103 ml = 1,3x1024 ml.
Se as 6,02x1023 moléculas de água marcada estão uniformemente distribuídas em 1,3x1024 ml de água dos mares, sua “concentração” será: 6,02x1023/1,3x1024 ml = 0,46 ~ 0,5 molécula de água marcada por ml de água do mar.
Como a xícara do japonês tem 18 ml, ele encontrará umas 9 (ou 10, arredondando) moléculas de água de Copacabana! (resposta c).
7. Defina substância pura e mistura; dê um exemplo de cada.
Resp.: Substância pura: “é todo material com as seguintes características: 
Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si. 
Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc. 
A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.). 
Pode ser representada por uma fórmula, porque tem composição fixa. 
Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta.” 
(http://www.fisica.net/quimica/resumo7.htm)
Substância pura: “é um conjunto de moléculas quimicamente iguais. Pode ser de dois tipos:
- Substância pura simples: é aquela que apresenta um só elemento químico. Ex.: O2, S8, Cl2, O3, N2, P4.
- Substância pura composta: é aquela formada por mais de um elemento. Ex.: H2O, CO2, H2SO4,C12H22O11 “ (http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/tipos_de_substancias.htm)
	Percebam: a primeira definição é muito prolixa, a segunda, limitada (não incui substâncias iônicas).
Mistura: “Associação de duas ou mais substâncias em proporções arbitrárias, separáveis por meios mecânicos ou físicos.” (Novo Dicionário Eletrônico Aurélio, versão 5.0)
8. Explique o que são: átomo; elemento químico; molécula; íon; composto químico.
Resp.: Átomo : Sistema formado por um núcleo (constituído por prótons (+) e nêutrons) e elétrons ((), distribuídos em orbitais no espaço em torno do núcleo. (No átomo neutro o número de prótons no núcleo (número atômico, Z) é igual ao de elétrons; a soma do número de prótons mais o de nêutrons, do núcleo, é o número de massa, A.)
Elemento químico : Substância constituída por átomos com o mesmo número atômico.
Molécula : Sistema formado por dois ou mais átomos, iguais ou não, unidos por ligações químicas.
Íon :Átomo ou conjunto de átomos ligados quimicamente, em que o número total de prótons é diferente do número total de elétrons. (Se a carga elétrica resultante for positiva, será um cátion, se negativa, será um ânion.)
9. A destilação da água é um processo químico ou físico? Porque?
Resp.: Físico, pois a natureza química da água não se altera neste processo. (Não ocorrem quebras de ligações H(O.)
10. O que é um mol de um composto? O que é átomo-grama de um elemento?
Resp.: mol: “Unidade de quantidade de matéria do SI, igual à quantidade de matéria contida em tantas entidades elementares (que devem ser especificadas) quantos são os átomos existentes em 0,012kg do isótopo de número de massa 12 do carbono [símb.: mol]. [Tais entidades elementares podem ser átomos, moléculas ou íons de um dado tipo, partículas elementares, etc.]" (Míni Aurélio, 6a. ed.)
	Em sentido restrito, mol se aplica a compostos e átomo-grama a átomos.
11. O que é o número de Avogadro?
Resp.: Constante de Avogadro: Constante física que expressa o número de moléculas existentes na molécula-grama de qualquer substância, e que é igual a 6,022137 x 1023 moléculas. [Também. é chamada, impropriamente, número de Avogadro e número de Loschmidt.] (Novo Dicionário Eletrônico Aurélio, versão 5.0)
12. O quê determina o peso atômico de um átomo? E o número atômico?
Resp.: Massa atômica: Razão entre a massa de um átomo de um nuclídeo e 1/12 da massa de um átomo do nuclídeo carbono 12. [Tb. se diz, impr., peso atômico.] (idem)
	É determinada pela massa total dos prótons, nêutrons e – menos importantes – elétrons, contidos nesse átomo. 
Resp.: Número atômico: Número de prótons no núcleo de um elemento, o qual coincide com a ordem do elemento na classificação periódica. (idem)
13. É possível átomos do mesmo elemento terem pesos atômicos diferentes? Como?
Resp.: Sim. Se forem isótopos: mesmo Z (número atômico) e diferentes A (números de massa). (P. ex.: 1H , hidrogênio comum, núcleo formado por um só próton, e 2H , deutério, núcleo com um prótone um nêutron.)
14. Qual destes dois processos necessita maior energia fornecida e porque:		
Li ( Li+ + e-		F ( F+ + e-
Resp.: O segundo, retirar um e- do flúor (que é muito eletronegativo) exige muito mais energia que para fazer a mesma coisa com o lítio (que é muito pouco eletronegativo). A energia de ionização (ou potencial de ionização) do F é o maior de todos (com excessão dos gases nobres): 17,42 eV (eletron-volts; 1 eV = 23.06035 kcal mol-1); já o do lítio é 5,39 eV.
15. Como decidir se a ligação entre dois átomos, X e Y , é predominantemente iônica ou covalente?
Resp.: Se ElX (eletronegatividade de X) – ElY > 1,7, a ligação é é predominantemente iônica, caso contrário é predominantemente covalente.
16. Explique o contraste entre as propriedades destes dois compostos do estanho (Sn):
			p.m. (g)	p.f. (°C)	p.e. (°C)	solubilidade
Sn(CH2CH3)4 	234,9		-112		181		insol. em água
									sol. em hexano
SnF4			194,7		705 (sublima) -		sol. em água
									insol. em hexano
(p.m. = peso molecular; p.f. = ponto de fusão; p.e. = ponto de ebulição)
Resp.: As El do Sn, C e F são, respectivamente, 1,7, 2,5 e 4; logo, a ligação Sn-C é covalente e o Sn(CH2CH3)4 tem as propriedades típicas dos compostos moleculares (cujas moléculas são atraídas umas pelas outras apenas por interações intermoleculares do tipo van der Waals e dipolo-dipolo), enquanto que o Sn+4 4 F- é um composto tipicamente iônico.
17. O círculo à esquerda mostra uma vista ampliada de uma porção muito pequena de água líquida, dentro de um recipiente fechado. Como seria a vista ampliada depois que a água evaporasse? ((a)...(e))
Resp.: e. As moléculas de água só se afastam, não se decompõem.
18. Você acha que, se a separação mostrada entre as moléculas de água líquida está correta, a separação mostrada em (e), acima está também correta? Como você faria para calcular? 
Resp.: Não a separação ainda é muito pequena; seria muito maior no vapor: no líquido 6x1023 moléculas ocupam 18 mL; no gás essas mesma moléculas se distribuem por 22.400 mL; logo a rarefação é de cerca de 1000 vezes.
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