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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL ÁREA DO CONHECIMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS QUÍMICA BÁSICA E EXPERIMENTAL EXERCÍCIOS - ESTRUTURA ATÔMICA E NÚMEROS QUÂNTICOS 1) Linnus Pauling (1901-1994) elaborou na Química um diagrama de distribuição de elétrons, conhecido pelo nome de diagrama de Pauling. Observe a distribuição: 1s 2 2s 2 2p 4 e julgue os itens a seguir, assinalando V ou F a cada item: a) ( ) Segundo o diagrama de Pauling os subníveis acima estão em ordem decrescente de energia. b) ( ) O elemento químico acima descrito possui três camadas de elétrons. c) ( ) O elemento acima possui 6 elétrons na camada de valência. d) ( ) O átomo no seu estado fundamental possui 4 elétrons. e) ( ) O subnível de maior energia é o 2p4. 2) O titânio já foi chamado de “o metal maravilha” devido às suas excepcionais qualidades. É mais resistente a corrosão que o aço inoxidável, e suas ligas metálicas são utilizadas principalmente na indústria aeronáutica, em próteses e em implantes dentários. A produção mundial anual de titânio é de cerca de 10 milhões de toneladas, e as principais reservas estão no Canadá e na Austrália. Sobre o titânio (Z = 22) determine. a) Número de prótons, nêutrons e elétrons. b) Configuração eletrônica dos elétrons de valência. c) Número de elétrons na camada de valência. d) Configuração eletrônica do cátion bivalente. 3) Se um pouco de óleo cai no fogo enquanto fritamos algum alimento, surge uma característica chama amarela, devido à presença de sódio no sal de cozinha, que provavelmente estava misturado ao óleo. De acordo com o modelo de Bohr explique como os átomos de sódio emitem luz quando ativados. 4) Escreva a configuração eletrônica para: a) Cu (Z = 29) b) Ag (Z = 47) c) N-3 (Z = 7) d) Fe+2 (Z = 26) 5) Quais dos seguintes átomos ou íons devem ser paramagnéticos: a) Al (Z = 13) b) Zn (Z = 30) c) Ti+2 (Z = 22) d) W (Z = 74) 6) Qual é o número atômico do elemento que possui como último subnível mais energético 4d3? 7) Quais dos conjuntos de números quânticos são possíveis para um átomo? a) 3, 0, -1, +1/2 b) 2, 1, 1, -1/2 c) 4, 3, -4, +1/2 d) 6, 3, -3, +1/2 8) Quais são os números quânticos, principais e de momento angular do orbital, para cada um dos seguintes orbitais: a) 3p b) 5d c) 4f d) 6s 9) Nos conjuntos de quatro números quânticos (n, l, ml, ms) identifique quais os que não podem existir e explique o porquê: a) 4, 2, -1, +1/2 b) 5, 0, -1, +1/2 c) 4, 4, -1, +1/2 10) Preveja o número de elétrons de valência presente em cada um dos seguintes átomos: a) P (Z=15) b) Al (Z=13) c) Te (Z=52) d) Fe (Z=26) 11) Dê os 4 números quânticos do último elétron da camada de valência de: a) Na (Z=11) b) Al (Z=13) c) I (Z=53) d) Sr (Z=38) 12) Calcule o número de prótons, nêutrons e elétrons contidos no cátion bivalente do bário. 13) Se contarmos o número de elétrons do cátion manganês II e do átomo de vanádio (V), no estado fundamental, veremos que ambos possuem 23 elétrons. Podemos, então, afirmar que suas distribuições eletrônicas também são iguais? Justifique sua resposta. 14) Um elétron do nível 1, ao passar para o nível 2, absorve ou emite energia? 15) O que é orbital e qual o número máximo de elétrons que podem existir num determinado orbital? 16) Qual a letra correspondente a um subnível formado por orbitais em forma de haltere? 17) O átomo neutro de um elemento tem 2 elétrons no nível 1, 8 elétrons no nível 2 e 5 elétrons no nível 3. A partir destes dados, indique, quando possível, os seguintes valores? a) número atômico; b) número de massa; c) número total de elétrons no orbital s; d) número total de elétrons orbital; e) número total de elétrons orbital d. 18) Descreva as configurações eletrônicas para os estados fundamentais de: a) N, Fe, Fe3+ e Hg2+ b) Quantos elétrons desemparelhados existem em cada uma dessas partículas isoladas? 19) O cátion Na+ e ânion F- são espécies isoeletrônicas que têm configurações igual ao átomo neutro de qual elemento químico? 20) O níquel tem configuração eletrônica (Ar) 4s2 3d8. Como você explicaria a configuração do elemento seguinte, o cobre, que é (Ar) 4s1 3d10? GABARITO 1) a) F b) F c) V d) F e) V 2) a) p=22 n=26 e=22 b) 4s2 c) 2 elétrons d) 1s22s22p63s23p63d2 3) resposta pessoal 4) a) Cu 1s22s22p63s23p64s13d10 → efeito de blindagem; b) Ag 1s22s22p63s23p64s23d104p6 5s1 4d10 → efeito de blindagem; c) N-3 1s22s22p6 ; d) Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 5) a) Al1s22s2 2p63s23p1→ para magnético; b) Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 →diamagnético c) Ti2+ 1s22s22p63s23p63d2 → paramagnético; d) W 1s22s22p63s23p64s23d10 ... 5d4 → paramagnético 6) Z= 41 7) a) impossível; b) possível; c) impossível; d) impossível 8) a) 3p: n=3, l= 1; b) 5d: n=5, l= 2; c) 4f: n=4, l= 3; d) 6s: n=6, l= 0 9) a) possível; b) impossível por que o subnível s só possui um orbital; c) impossível porque o “ l “ só pode variar até 3 10) a) P → 5 elétrons; b) Al → 3 elétrons; c) Te → 6 elétrons; d) Fe → 2 elétrons 11) a) Na ... 3 s1 : n=3, l=0, ml=0, ms= + ½ b) Al ....3 p1 : n=3, l=1, ml=-1, ms= +½; c) I ....5 p5 : n=5, l=1, ml=0, ms=-½ d) Sr... 5 s2 : n=5, l=0, ml=0, ms= - ½ 12) P=56 n=81 e=54 13) V... 4s23d3 e Mn2+ ....3d5 não são iguais pois retira-se os dois elétrons do último nível do manganês, ou seja 4s2. 14) Absorve energia 15) Orbital é a região de maior probabilidade de encontrar o elétron. Pode conter no máximo 2 e-. 16) Letra p. 17) a) 15 (Fósforo) b) 31 c) s=6 elétrons d) p=9 elétrons e) d=0 elétrons 18) a) 7N= 1s 22s22p3; 26Fe1s 22s22p63s23p64s23d 6 ; 26Fe 3+ 1s22s22p63s23p63d5 ; 80Hg 2+ 1s22s22p63s23p64s23d10 4p6 5s2 4d10 5p6 4f14 5d10 b) N=3Fe= 4 Fe 3+=5 Hg2+= nenhum elétron desemparelhado 19) Neônio (Z=10) 20) Os átomos de cromo e cobre contém nos subníveis 4s apenas um elétron e o elétron “perdido” é encontrado no subnível 3d por que as configurações d5, d10, f7 e f14 são muito estáveis. EXERCÍCIOS - TABELA PERIÓDICA 1) Explique o decréscimo de energia de ionização entre o berílio e o boro. 2) Explique o grande decréscimo na afinidade eletrônica entre o flúor e o neônio. 3) Para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, preveja o tipo de orbital (por exemplo, 1s, 2p, 3d, 4f) do qual um elétron poderia ser removido para torná-lo um íon +1: (a) Zn; (b) Al; (c) Cu. 4) Dê o estado de oxidação mais comum para os seguintes elementos: (a) metais alcalinos; (b) oxigênio como encontrado em compostos; (c) halogênios 5) Quais elementos em cada um dos seguintes conjuntos têm a energia de ionização mais alta? (a) fósforo, arsênio antimônio; (b) cádmio, ródio, molibdênio; (c) potássio, cálcio, gálio. 6) Geralmente, a primeira energia de ionização cresce da esquerda para a direita em um período de elementos com aumento do número atômico. Por quê? 7) Organize os elementos dos seguintes conjuntos em ordem decrescente de raio atômico: (a) lítio, carbono, flúor; (b) escândio, vanádio, ferro; (c) ferro, rutênio, ósmio; 8) Coloque os seguintes íons em ordem crescente de raio iônico: Te2-, O2-, Se2-, S2-. 9) Qual dos elementos de cada conjunto tem o maior raio atômico: (a) níquel, zinco, manganês; (b) ósmio, platina, tântalo; (c) paládio, tungstênio, mercúrio? 10) Qual elemento tem a maior afinidade eletrônica: (a) oxigênio; (b) nitrogênio; (c) flúor; (d) cloro. 11) Coloque os seguintes elementos em ordem crescente de energia de ionização: magnésio, cálcio, bário.12) Classifique os elementos abaixo quanto à configuração eletrônica: a) 15P b) 23V c) 30Zn d) 90 Th 13) Explique porque o raio atômico do Li, que tem configuração eletrônica 1s2 2s1, é 157 pm, mas o raio iônico do Li+1 é somente 58 pm. GABARITO 1)O boro perde um elétron de um subnível de maior energia que o berílio. 2)A afinidade eletrônica é a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa. Uma afinidade eletrônica alta significa que uma grande quantidade de energia é liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa. Uma afinidade eletrônica negativa significa que energia deve ser fornecida para empurrar um elétron para ligar-se a um átomo. No caso do flúor, o elétron adicionado ocupa um orbital p próximo ao núcleo com carga alta e sentindo sua forte atração. No caso do neônio isso não ocorre pois já está completo então o elétron, se adicionado irá iniciar uma nova camada e sentirá a repulsão da carga negativa. Logo significa que muita energia é consumida, sendo sua afinidade eletrônica altamente negativa. 3)a) 4s b)3p c)4s 4) a)+1 b)- 2 c) -1 5) a) P b)Cd c)Ga 6)A carga nuclear efetiva cresce quando vamos da esquerda para a direita através de um período. Como resultado, o elétron mais externo é mais preso e as energias de ionização geralmente crescem. 7) a) Li, C, F b) Sc, V, Fe c)Os, Ru, Fe 8) O2-<S 2-<Se2-<Te2- 9)a) Mn b)Ta c)W 10) Cloro (Exceção) 11) Ba, Ca, Mg 12) a) Elemento representativo b) Elemento de transição c)Elemento de transição d) Elemento de transição interna, série dos actinídios. 13) Com a perda de 1e-, diminui o efeito de blindagem (repulsão) exercida pelos elétrons internos 1s2 e aumenta a atração devido a carga positiva do núcleo. EXERCÍCIOS - LIGAÇÃO IÔNICA E LIGAÇÃO COVALENTE 1) Escreva a configuração eletrônica dos íons cobre I e cobre II . 2) Escreva a configuração eletrônica (a) do íon manganês II e (b) do íon chumbo II . 3) Escreva a estrutura de Lewis do composto HBr e estabeleça quantos pares isolados cada átomo possui no composto. 4) Escreva a estrutura de Lewis para a molécula de uréia (NH2)2CO. 5) Escreva a estrutura de Lewis para a hidrazina, H2NNH2. 6) Dê a configuração do estado fundamental esperada para cada um dos seguintes íons: (a) Sb3+(b) Sn2+ (c) W2+ (d) S2- 7) Escreva a carga mais provável para os íons formados por cada um dos elementos: (a) Li(b) S (c) Ca (d) Al. 8) Escreva a carga mais provável para os íons formados por cada um dos elementos: (a) F(b) Ba (c) Se (d) O. 9) Escreva a estrutura de Lewis de (a) íon amônio NH4 +(b) íon hipoclorito, ClO- 10) Quem possui maior ponto de fusão cloreto de alumínio (AlCl3) ou sulfeto áurico(Au2S3)? 11) Escreva o íon fórmula dos compostos formados pelos seguintes pares de elementos: a)Mg e F b) Al e Cl c) Na e S 12) Os elementos X e Y do mesmo período da tabela periódica ,têm configurações eletrônicas s2p4 e s1, respectivamente, em suas camadas de valência. Escreva o íon fórmula do composto constituído pelos elementos X e Y? 13) O ácido iódico (HIO3) é composto incolor cristalino. Qual a fórmula estrutural do composto. 14) Na molécula Cl2 (Z = 17) teremos quantas ligações sigma e qual o tipo? GABARITO 1) Cu1+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 Cu2+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 2) a)Mn2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 b) Pb2+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 3) H – Br H→ nenhum par isolado Br→ 3 pares isolados 6) Sb3+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 Sn2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 W2+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 4f14 5d4S2-→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 7) a) Li1+ b) S2- c) Ca2+ d) Al3+ 8) a) F 1- b) Ba2+ c) Se 2- d) O2- 10) Au2 S3 11) a) MgF2 b) AlCl3 c) Na2S 12) Y2X 14) sigma p-p EXERCÍCIOS - GEOMETRIA, POLARIDADE E PROPRIEDADES 1) Qual é a forma da molécula de clorofórmio, CHCl3? 2) Determine a polaridade das seguintes substâncias: a)HF b) H2 c) CH4 d)H3CCl e)H2S f) HBr 3)Entre os compostos , H3C-CH3, H3C- COOH, H3C- CH2- COOH qual é o mais solúvel em água? Explique. 4) É possível separar um alcano da água por meio de um funil de separação? Por quê? 5)Disponha os compostos abaixo em ordem crescente de solubilidade em água: a) CH3-CH3b) CH3-CH2-OH c)CH3-CH2-CH2-OH 6)Considere os alcoóis metanol, etanol e propan 1ol. Em qual deles o iodo (I2) deve ser mais solúvel, a uma mesma temperatura? 7) Determine o composto com maior ponto de ebulição e justifique a razão dessa característica: a)metano (CH4) e butano (C4H10) b) etano (C2H6)e pentano (C5H12) 8)Por que o ponto de ebulição dos álcoois é maior que o dos hidrocarbonetos com aproximadamente a mesma massa molecular? 9)Identifique o álcool que apresenta maior ponto de ebulição: a) etanol (CH3CH2OH) b) butan 1 ol (CH3CH2CH2CH2OH) c) propan2 ol (CH3CHOH CH3) 10) Para cada um dos seguintes pares de ligações, decida qual é o mais polar e indique os polos negativos e positivos. a) B-Fe B-Cl b) Si-O e P-P c) C=O e C=S 11) Para cada um dos seguintes pares de ligações, decida qual é mais polar. Para cada ligação polar, indique os polos negativos e positivos. a) H-F e H-I b) B-C e B-F c) C-Si e C-S 12) As moléculas tetraédricas CH4, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 e CCl4, sendo que duas são moléculas apolares, e 3 são moléculas polares. Identifique cada grupo e justifique. GABARITO 1) Tetraédrica 2) a) polar b) apolar c) apolar d) polar e)polar f) polar 3) O ácido etanóico (H3C- COOH )pois é polar e tem a cadeia carbônica menor do que o ácido propanoico(H3C- CH2- COOH) 4) Sim, pois o alcano é apolar e, por isso, é imiscível em água e pode ser separado pelo funil de separação, uma vez que a mistura formada é heterogênea. 5) a) CH3-CH3 c) CH3-CH2-CH2-OH b) CH3-CH2-OH 6) No propan 1 ol, porque a parte apolar é maior. 7) a) Butano, pois possui maior massa molecular. b) Pentano, pois possui maior massa molecular 8) Por que as moléculas do álcool interagem entre si por ligações de hidrogênio, interação maior que as dos alcanos (dipolo induzido). Quanto maior a interação, maior o ponto de ebulição. 9) Butan 1 ol pois tem maior massa molecular. 10) a) B-F ; B positivo e F negativo b) Si-O; Si positivo e O negativo c) C-O; C positivo e O negativo 11) a) HF b) B-F c) C-S 12) apolar CH4 e CCl4 porque o momento dipolar é igual a 0 polar CH3Cl; CH2Cl e CHCl3 porque o momento dipolar é diferente de 0 EXERCÍCIOS - LIGAÇÃO INTERMOLECULARE LIGAÇÃO METÁLICA 1) Que espécie de forças intermolares devem agir nas seguintes substâncias: metano (CH4) triclorometano (CHCl3 )butan 1 ol (CH3CH2CH2 CH2OH) 2) Quais das seguintes moléculas provavelmente formam ligações de hidrogênio: a) HF; b) CH4; c) NH3; d) CH3OH? Justifique sua resposta. 3) Sugira, justificando, qual substâncias, em cada par, provavelmente tem o ponto de fusão mais alto: a) H2S ou H2O; b) NH3 ou PH3; c) KBr ou CH3Br; 4) As substâncias dadas pelas suas fórmulas moleculares CH4, H2S e H2O estão em ordem crescente de seus pontos de ebulição. Explique porque, do ponto de vista estrutural, esses compostos estão nessa ordem. 5) Dadas as substâncias CH4, C2H6 e CCl4, qual composto que possui maior ponto de ebulição? Justifique. 6) Os compostos éter dimetílico CH3-O-CH3 e álcool etílico CH3-CH2-OH apresentam mesma massa molecular 46g/mol.Qual deve apresentar maior ponto de ebulição? Justifique sua resposta. 7) Dê uma possível explicação para o fato de uma gota de acetona CH3COCH3, evaporar mais rapidamente que uma gota de etanol CH3-CH2-OH, ambas a mesma temperatura, levando em conta a rapidez de movimentação de suas partículas e a intensidade das forças de interação entre ela. 8) Considere o etanol(CH3-CH2-OH), propan 1ol(CH3- CH2-CH2-OH e glicerina (propanotriol) ( CH2OHCHOH CH2OH)PE = 78ºC, 97ºC, 290ºC. Com base nos seus pontos de ebulição, relacione as volatilidades desses líquidos. 9) Para dissolver S8 você escolheria água ou CCl4? Justifique 10) Estabeleça a ordem crescente de ponto de ebulição das seguintes substâncias cloradas: HCl, Cl2,NaCl e CCl4. Explique o porquê de suas previsões. 11) Com relação às moléculas: etanodiol (CH2OH-CH2OH), propanotriol (CH2OH-CHOH- CH2OH) qual substância deve possuir ponto de ebulição mais elevado? Justifique sua resposta. 12) Dê as razões de o ferro ser mais duro que o potássio, apesar de os dois serem metálicos. 13) Ao se entrar em uma sauna com uma corrente de ouro sobre a pele, percebe-se após alguns minutos que ela está queimando. Com isto se justifica e a que característica do metal se relaciona? 14)O ouro utilizado na fabricação de joias pode apresentar diversas tonalidades de cor vermelha. A que se deve essa coloração? 15)O que permite que o tungstênio(W) seja usado em filamentos de lâmpadas elétricas? GABARITO 1) CH4 – dipolo induzido CHCl3 – dipolo- dipolo butanol – ligação de hidrogênio 2) a) HF c)NH3 d) CH3OH Pois em todos o H está ligado diretamente ao F, O ou N. 3) a) H2O pois tem ligação de hidrogênio b)NH3 pois tem ligação de hidrogênio c) KBr pois é uma ligação iônica 4) CH4 –dipolo induzido H2S – dipolo dipolo H2 O – ligação de hidrogênio 5) O CCl4 pois todos têm a mesma interação, mas o CCl4 tem maior massa. 6) Álcool etílico porque a interação é ligação de hidrogênio, que é uma interação mais forte. 7) A acetona tem menor ponto de ebulição, já o etanol tem a interação ligação de hidrogênio que é mais forte, necessitando portanto de mais energia para evaporar. 8) Todos os compostos tem a mesma interação, ligação de hidrogênio, mas como o etanol tem menor peso molecular será portanto mais volátil. 9) Escolheria o CCl4 pois este composto é apolar assim como o S8 e semelhante dissolve semelhante. 10) Cl2 , CCl4 , HCl, NaCl. Devido ao tipo de interação presente em cada substância. 11) O propanotriol pois tem mais interações do tipo ligação de hidrogênio. 12) Porque o ferro tem mais orbitais d disponíveis. 13) Porque o ouro como metal que e , conduz bem o calor. A característica do metal é a boa condução de calor por parte dos metais. 14) A cor se deve a quantidade de cobre da liga. 15) Porque o tungstênio tem um ponto de fusão elevado , 3410ºC. EXERCÍCIOS - NOX, OXIDANTE E REDUTOR 1) Determine o número de oxidação do elemento em itálico nos seguintes compostos: (a) XeF4; (b) HClO; (c) NO; (d) HNO3; (e) SO2; (f) H2S 2) Identifique o número de oxidação do elemento em itálico em cada íon: (a) MnO-; (b) S2O3 2-; (c) SO4 2-; (d) MnO4 2-; (e) Cr2O7 2- 3) Em cada uma das seguintes reações, use números de oxidação para identificar a substância oxidada e a substância reduzida: a) Produção de iodo a partir da água do mar: Cl2(g) + 2 I -(aq) →I2(aq) + 2Cl -(aq) b )Reação que destrói o ozônio na estratosfera: NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) 4) Nos seguintes compostos constituídos por cátions e ânions, determine o número de oxidação dos elementos sublinhados: a) Al(ClO3)3 b) Ba (NO3)2 c) Al4 (P2O7)3 d) Na2SO3 e) NiCl2 f) N2O5 g) KClO3 h) NaClO2 i) Ba3(PO4)2 j) K2Cr2O7 5) Dadas as fórmulas das substâncias P2O5, H4P2O7, P4, Ca3(PO4)2, determine o número de oxidação do fósforo nas substâncias dadas. 6) No processo de obtenção do aço, ocorre a reação representada por: Fe2O3 + CO → CO2 + Fe a) Qual elemento sofre redução? b) Qual elemento sofre oxidação? c) Qual substância é o agente redutor? d) Qual substância é o agente oxidante? 7) Na equação: HBrO3 + SO2 + H2O → Br2 + H2SO4. Determine os agentes oxidante e redutor da equação. GABARITO 1) a) +4 b)+1 c)+2 d)+5 e)+4 f)-2 2) a)+1 b)+2 c)+6 d)+6 e)+6 3) a) oxidou: I- reduziu: Cl b) oxidou: N reduziu: O 4) a) +5 b) +5 c) +5 d) +4 e) +2 f) +5 g) +5 h) +3 i)+5 j)+62) +5,+5,0, +5 5) reduz: Fé oxidou: C agente oxidante: Fe2O3 agente redutor: CO 6) reduz: Br oxidou: S agente oxidante: HBrO3 agente redutor: SO2 EXERCÍCIOS - BALANCEAMENTO REDOX 1)Ajuste os coeficientes da equação (com os menores números inteiros possíveis), some os números obtidos e dê o resultado obtido: Zn +HNO3 → Zn (NO3)2 + NO + H2O 2) Dada a equação: MnO2 + HCl → MnCl2 + H2O + Cl2. Faça o balanceamento da equação. 3) Dada a equação: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O. Indique o conjunto de coeficientes que corresponde a equação equilibrada. (Dado:Cu(NO3)2 , Cu 2+ 4) Faça a balanceamento das seguintes equações: a) S + HNO3 → H2O + NO + SO2 b) K2Cr2O7 + HBr → KBr + CrBr3 + Br2 + H2O c) Ag + H2SO4→ Ag2SO4 + SO2 + H2O d) Na2S + HNO3 → Na2SO4 + NO + H2O e) FeSO4 + H2SO4 + H2O2 → Fe2(SO4)3 + H2O +2 +3 f) KMnO4 + KI + H2SO4→ K2SO4 + MnSO4 + I2 + H2O +2 g) Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO3 + H2O h) Zn + HNO3→ Zn (NO3)2 + NO + H2O i) HBrO3 + SO2 + H2O →Br2 + H2SO4 j) HNO3 +P4 + H2O →H3PO4 + NO GABARITO 1)3,8,3,2,4 2)1,4,1,2,1 3)3,8,3,2,4 4)A) 3,4,2,4,3 B) 1,14,2,2,3,7 C) 2,2,1,1,2 D) 3,8,3,8,4 E) 2,1,1,1,2 F)1,5,4,3,1,5/2,4 G)3,6,5,1,3 H) 3,8,3,2,4 I) 2,5,4,1,5 J) 5,3/4,2,3,5 EXERCÍCIOS - FUNÇÕES QUÍMICAS 1) Selecione um ácido e uma base para uma reação de neutralização que resulte na formação de (a) brometo de potássio; (b) nitrito de zinco; (c) cianeto de cálcio (d) fosfato de potássio. Escreva as equações para cada reação. 2) Determine o sal que é produzido da reação de neutralização entre (a) hidróxido de potássio e ácido carbônico (b) hidróxido de bário e ácido sulfúrico (c) hidróxido de sódio e ácido cianídrico. Escreva a equação para cada reação. 3) Use a Tabela Periódica para determinar quais óxidos formam soluções ácidas em água e quais formam soluções básicas: (a) CaO; (b) SO3; (c) N2O3; (d)Na2O 4) Selecione um ácido e uma base que, quando misturadas em solução, produzam: (a) Ba(NO3)2(aq); (b) Na2SO4(aq); (c) KClO4(aq); (d) NiCl2(aq) 5) Escreva as fórmulas de (a) óxido de magnésio (magnésia); (b) fosfato de cálcio (o mais importante componente inorgânico dos ossos); (c) sulfato de alumínio; (d) nitrito de cálcio. 6) Escreva as fórmulas de (a) hidróxido de potássio; (b) sulfato de bário; (c) cloreto de prata; (d) cloreto de cobre II 7) Escreva as fórmulas do (a) trióxido de selênio; (b) tetracloreto de carbono; (c) dissulfeto de carbono; (d) hexafluoreto de enxofre; (e) trissulfeto de diarsênico; (f) pentacloreto de fósforo; (g) óxido de dinitrogênio; (h) trifluoreto de cloro. 8) as seguintes soluções aquosas são ácidos comuns em laboratórios. Quais são os seus nomes? (a) HCl(aq); (b) H2SO4(aq); (c) HNO3(aq); (d) CH3COOH(aq); (e) H2SO3; (f) H3PO4(aq) 9) Os seguintes ácidos também são usados em laboratórios químicos, embora sejam menoscomuns que os do exercício precedente. Escreva as fórmulas de (a) ácido perclórico (b) ácido hipocloroso (c) ácido hipoiodoso (d) ácido fluorídrico (e) ácido periódico 10) Escreva as fórmulas para os compostos iônicos formados a partir de (a) sódio e íons óxidos (b) potássio e íons sulfato (c) prata e íons fluoreto (d) zinco e íons nitrato(e) alumínio e íons sulfeto. 11) Escreva as fórmulas para os compostos iônicos obtidos de (a) cálcio e íons cloreto (b) ferro (III) e íons sulfato (c) amônio e íons iodeto (d) lítio e íons sulfeto(e)cálcio e íons fosfeto. 12) Dê o nome dos compostos (a) FeCl3.6H2O (b) Co(NO3)2.6H2O (c) CuCl (d) MnO2 (e) Hg(NO3)2 (f) Ni(NO3)2 (g) N2O4; 13) Escreva as fórmulas para (a) fosfato de alumínio (b) nitrato de bário dihidratado (c) dissulfeto de silício (d) fosfato de sódio (e) ácido perclórico (f) óxido de cobre II (g) sulfato de prata 14) Fazer as reações de obtenção dos seguintes sais: a) Carbonato de magnésio f) Pirofosfato de cálcio b) Fosfato de cobre II g) Cloreto de amônio c) Perclorato de ferro III h) Sulfato de alumínio d) Sulfato de amônio i) Nitrato de sódio e) Iodeto de zinco j) Cianeto de césio 15) Equacione as reações e dê o nome dos produtos formados: a) NaOH + H2CO3 → b) Sn(OH)4 + HCN→ c) Pb(OH)2 + H3PO4 → d) Al(OH)3 + HIO4→ e) Cu(OH)2 + H2SO3→ GABARITO 1)) a) KOH + HBr→ KBr + H2O b) Zn(OH)2 +2 HNO2 → Zn(NO2)2 +2 H2O c) Ca(OH)2 +2 HCN→ Ca (CN )2 + 2H2O d)3 KOH + H3PO4 →K3PO4 + 3H2O 2) a) 2KOH + H2CO3 → K2CO3 + 2H2O carbonato de de potássio b) Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O sulfato de bário c) NaOH + HCN→ NaCN + H2O cianeto de sódio 3) a) básica b) ácida c) ácida d) básica 4) a) ácido: HNO3 base: Ba(OH)2 b)ácido: H2SO4 base: NaOH c) ácido: HClO4 base: KOH d) ácido HCl base: Ni(OH)2 5) a)MgO b) Ca3 (PO4)2 c) Al2(SO4)3 d) Ca(NO2)2 6) a) KOH b) BaSO4 c) AgCl d) CuCl2 7) a) SeO3 b) CCl4 c) CS2 d) SF6 e) As2S3 f)PCl5 g) N2O h)ClF3 8) a) ácido clorídrico b) ácido sulfúrico c) ácido nítrico d) ácido acético e) ácido sulfuroso f) ácido fosfórico 9) a) HClO4 b) HClO c) HIO d) HF e) HIO4 10) a) Na2O b) K2SO4 c) AgF d)Zn(NO3)2 e) Al2S3 11) a) CaCl2 b) Fe2(SO4)3 c) NH4I d) Li2S e) Ca3P2 12) a) cloreto de ferro III hexahidratado b) nitrato de cobalto II hexahidratado c)cloreto de cobre I d)óxido de manganês IV e) nitrato de mercúrio II f) nitrato de níquel II g) tetróxido de dinitrogênio 13) a) AlPO4 b)Ba(NO3)2 .2 H2O c)SiS2 d) Na3PO4 e) HClO4 f) CuO g) Ag2SO4 14) a) Mg(OH)2 + H2CO3 → Mg CO3 + 2 H2O b)3 Cu(OH)2 + 2 H3PO4 → Cu3 (PO4)2 + 6 H2O c)Fe(OH)3 + 3 HClO4 → Fe ( ClO4 )3 + 3 H2 O d)2NH4 OH + H2SO4 → (NH4)2 SO4 + 2H2O e) Zn(OH)2 + 2 HI → Zn I2 + 2 H2O f)2 Ca(OH )2 + H4P2O7 → Ca2 P2 O7 + 4 H2O g)NH4 OH + HCl→ NH4Cl + H2O h)2Al(OH) 3 +3H2SO4 → Al2 (SO4) 3 + 6H2O i) NaOH + HNO3→ NaNO3 + H2O j)CsOH + HCN→ CsCN + H2O 15) a) 2NaOH + H2 CO3 → Na2 CO3 + 2 H2O carbonato de sódio b)Sn(OH)4 + 4 HCN → Sn (CN)4 + 4 H2O cianeto de estanho IV c)3 Pb (OH)2 + 2 H3PO4 → Pb3 ( PO4)2 + 6 H2O fosfato de chumbo II d) Al(OH)3 + 3HIO4 → Al ( IO4)3 + 3 H2 O periodato de alumínio e) Cu (OH)2 + H2SO3 → CuSO3 + 2 H2O sulfito de cobre II EXERCÍCIOS - REAÇÕES QUÍMICAS 1) Escreva as equações química balanceadas para as seguintes reações: (a) A reação de óxido de sódio e água produz hidróxido de sódio. (b) O lítio metálico quente reagem em uma atmosfera de nitrogênio para produzir nitreto de lítio, Li3N. (c) A reação do cálcio metálico com água leva ao aparecimento do gás hidrogênio e a formação de hidróxido de cálcio . 2) Em um estágio da produção comercial de ferro metálico em um alto-forno, o óxido de ferro (III), Fe2O3, reage com monóxido de carbono para formar Fe3O4 e dióxido de carbono. Em um segundo estágio, o Fe3O4 reage com mais monóxido de carbono para produzir ferro elementar e dióxido de carbono. Escreva a equação balanceada para cada estágio deste processo. 3) Quando nitrogênio e oxigênio reagem no cilindro de um motor de automóvel, é formado óxido nítrico, NO. Depois que ele escapa para a atmosfera com os outros gases do escapamento, o óxido nítrico reage com oxigênio para produzir dióxido de nitrogênio, um dos precursores da chuva ácida. Escreva as duas equações balanceadas para as reações que levam à formação do dióxido de nitrogênio. 4) Escreva uma equação balanceada para a combustão completa do octano, C8H18, um componente típico dos hidrocarbonetos da gasolina, a dióxido de carbono e vapor de água. 5) A energia é obtida no corpo por uma série de reações, que no geral, é equivalente à combustão da sacarose (açúcar de cana), C12H22O11, a dióxido de carbono e água líquida. Escreva uma equação balanceada para esta combustão 6) O primeiro estágio na produção de ácido nítrico pelo processo de Ostwald é a reação da amônia com oxigênio, produzindo óxido nítrico, NO, e água. O óxido nítrico continua reagindo com oxigênio para produzir dióxido de nitrogênio que, quando dissolvido em água, produz ácido nítrico e óxido de nitrogênio. Escreva as três equações balanceadas que levam à produção de ácido nítrico. 7) Completar as reações: a) Óxido de zinco + ácido clorídrico → b) Óxido de potássio + água → c) Dióxido de carbono + água → d) Óxido de magnésio + água → e) Ácido sulfúrico + hidróxido de potássio → f) Ácido cianídrico + hidróxido de alumínio → g) Nitrato de prata + cloreto de sódio → h) Nitrato de chumbo II + sulfato de sódio → i) Hidróxido de potássio + cloreto de ferro II → j) Ácido clorídrico + magnésio → 8) Escreva as equações químicas: 1. Nitrato de prata é misturado com carbonato de sódio. 2. Nitrato de Chumbo II é misturado com iodeto de potássio. 3. Hidróxido de bário é misturado com ácido sulfúrico. 4. Hidróxido de potássio é misturado com cloreto de cobre II. 5. Sulfato de ferro III é misturado com hidróxido de sódio. 6. Carbonato de magnésio é misturado com nitrato de sódio. 7. Sulfato de sódio é misturado com cloreto de bário. GABARITO 1) a)Na2O+H2O→2 NaOH b)3 Li +1/2 N2→1 Li3N c) Ca + 2H2O→ Ca (OH)2 + H2 2) 3Fe2O3+ CO→ 2Fe3O4 +CO2 Fe3O4+ 4CO→ 3Fe+ 4CO2 3) N2+O2→2NO NO+1/2O2→ NO2 4) 1C8H18 +25/2O2→8 CO2+ 9H2O 5) C12H22O11+12O2→12 CO2+ 11H2O 6) 2NH3+5/2O2→2NO+ 3H2O 1NO+1/2O2→ 1NO23NO2 +H2O→2HNO3 + NO 7) a) ZnO +2 HCl → ZnCl2 + H2 O b) K2 O + H2 O → 2 KOH c) CO2 + H2 O → H2 CO3 d) MgO + H2 O → Mg (OH)2 e) H2SO4 + 2 KOH → K2 SO 4 + 2 H2O f) 3 HCN + Al ( OH )3 → Al (CN )3 + 3 H2 O g) Ag NO3 + Na Cl → AgCl + NaNO3 h) Pb ( NO3 )2 + Na2 SO4 → Pb SO4 + 2 NaNO3 i) 2KOH + FeCl2 → Fe ( OH )2 + 2 KCl j) 2HCl + Mg → MgCl2 + H2 8) 1)2 Ag NO3 + Na2 CO3 → Ag2 CO3 + 2NaNO3 2)Pb( NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3 3) Ba ( OH )2 + H2SO4 → Ba SO4 + 2 H2O 4) 2 KOH + CuCl2 → 2KCl + Cu ( OH )2 5) Fe2( SO4)3 + 6 NaOH → 3 Na2 SO4 + 2 Fe( OH )3 6) Mg CO3 + 2 NaNO3 → Mg ( NO3 )2 + Na2 CO3 7) Na2SO4 + BaCl2 → 2 NaCl + BaSO4 EXERCÍCIOS -ESTEQUIOMETRIA I 1) Tiossulfato de sódio, fixador de fotografias, reage com brometo de prata na emulsão filme para formar brometo de sódio e um composto solúvel de fórmula Na3[Ag(S2O3)2]: 2 Na2S2O3(aq) + AgBr(s) NaBr(aq)+ Na3[Ag(S2O3)2] (a) Quantos mols de Na2S2O3 são necessários para dissolver 1,0 mg de AgBr? (b) Calcule a massa de brometo de prata que irá produzir 0,033 mol de Na3[Ag(S2O3)2]. 2) Ácido fosfórico impuro para uso em preparação de fertilizantes é produzido pela reação de ácido sulfúrico sobre rocha de fosfato, cujo componente principal é Ca3(PO4)2. A reação é Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) 3 CaSO4(s) + 2 H3PO4(aq) (a) Quantos mols de H3PO4 podem ser produzidos pela reação de 200 kg de H2SO4? (b) Determine a massa de sulfato de cálcio que é produzida como subproduto da reação de 200 mols de Ca3(PO4)2. 3) O camelo armazena a gordura triestearina, C57H110O6, em sua corcova. Assim como uma fonte de energia, a gordura é também uma fonte de água pois, quando é usada ocorre a reação 2 C57H110O6(s) + 163 O2(g) 114 CO2(g) + 110 H2O(l) (a) Que massa de água pode ser obtida de 2,5 kg desta gordura? (b) Que massa de oxigênio é necessária para oxidar 2,5 g de triestearina? 4) Qual é a massa de 8,64 x 1024 átomos de flúor, lembrando que o flúor é usado na prevenção de cáries? 5) Qual é a massa de uma molécula de ácido sulfúrico ( H2SO4)? 6) Qual é a massa de 1,8x1025 moléculas de ácido fosfórico (H3PO4)? 7) Qual é o volume ocupado por 3x1023 moléculas de nitrogênio? 8) Qual é a massa de 1,24L de oxigênio? 9)16g de alumínio reagiram completamente com ácido sulfúrico, calcule: a) a massa de ácido consumido na reação; b) o número de mol do sal formado; c) o volume do gás produzido; d) o número de moléculas de ácido que reagiram 10) Qual é a massa de ácido sulfúrico e de hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4g de sulfato de sódio? 11) Considere a combustão completa de propano (C3H8): a) equacione a reação; b) qual é o número de moléculas de gás carbônico obtidas ao partir-se de 5x1023 moléculas de propano? c) Qual é a massa de propano capaz de produzir 2640g de gás carbônico? d) Qual é o número de moléculas de água obtidas ao serem consumidos 0,5g de propano? 12)Considerando a reação: FeS + 2HCl →FeCl2 + H2S. Qual é a massa de cloreto de ferro II obtida quando 1100g de sulfeto de ferro II 80% reagem com HCl? 13) Reagiram 108g de alumínio com ácido clorídrico produzindo 120L de hidrogênio nas CNTP. Calcule o rendimento da reação? GABARITO 1) a) 1.10-5 mol b) 6,204g 2) a) 1360,54 mol b) 81600g 3) a) 2780g b) 7,32g 4) 272,7 g 5) 1,62 x 10-22 g 6) 2930 g 7) 11,16 L 8) 1,77 g O2 9) a) 87,11 g b) 0,29 mol c) 19,91 L d) 5,35 x 1023 moléculas 10) 19,6 g H2SO4 16 g Na OH 11) b) 1,5 x 10 24 moléculas c) 880 g d) 2,73 x 1022 moléculas 12) 880 g FeS puro e 1270 g Fe Cl2 13) 134,4 L e 89,28 % EXERCÍCIOS -ESTEQUIOMETRIA II 1)O ácido fosfórico, usado em refrigerantes do tipo “cola” e possível causador da osteoporose, pode ser formado a partir da equação não balanceada: Ca3(PO4)2 + H2SO4→ H3PO4 + CaSO4Partindo-se de 62g de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO4, qual a massa, em g, de H3PO4 obtida? 2)Utilizando-se 184g de hidróxido de cálcio, a massa obtida de cloreto de cálcio, segundo a equação não balanceada é : HCl + Ca(OH)2 →CaCl2 + H2O 3) A respiração aeróbica, processo complexo que ocorre nas células das plantas e dos animais, pode, simplificadamente, ser representada pela seguinte equação não balanceada: C6H12O6 + O2→ CO2 + H2O . Calcule, em g, a quantidade de gás carbônico produzido na reação completa com 36g de glicose. 4) Calcule o volume de gás carbônico produzido na combustão completa de 960g do metano (CH4). 5)O airbag é inflado quando o nitrogênio (N2) é produzido através do azoteto de sódio, em condições especiais. Uma das reações envolvidas nesse processo é: 2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3N2(g). Considerando CNTP, calcule a massa de azoteto de sódio necessária para inflar um airbag de 10L com nitrogênio, conforme a equação dada acima. 6)Determine a massa, em g, de gás carbônico que se obtém, quando se provoca a combustão completa de 5,6L de gás metano (CH4), nas CNTP. 7)Um volume de 15L de hidrogênio, medido nas CNTP, reage completamente com cloro. Qual o volume de gás clorídrico produzido? 8) dada a equação química não balanceada: Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O. A massa de carbonato de sódio que reage completamente com 0,25mol de ácido clorídrico é de? 9)Quantas moléculas de gás carbônico podem ser obtidas pela queima completa de 4,8g de carbono puro, segundo a equação: C+ O2 → CO2 10)Dada a equação: Fé + HCl → FeCl3 + H2 . O número de moléculas de gás hidrogênio, produzidas pela reação de 112g de ferro, é de? 11)Uma amostra de calcita, contendo 80% de CaCO3, sofre decomposição quando submetida ao aquecimento, segundo a equação: CaCO3→ CaO + CO2 . Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir de 800g de calcita? GABARITO 1)39,2g 2) 276g 3) 52,8g 4) 1344L 5) 19,34g 6) 11g 7) 30L 8) 13,25g 9) 2,408.1023 moléculas 10) 18,06. 1023 moléculas 11) 358,4g EXERCÍCIOS -SOLUÇÕES I 1) Um químico estudando as propriedades de emulsões fotográficas precisa preparar 25,00 mL de AgNO3(aq) 0,155M,. que massa de nitrato de prata precisa ser colocada em um balão volumétrico de 25,00 mL e dissolvida e diluída até a marca com água? 2) (a) Um químico preparou uma solução dissolvendo1,230 g de KCl em água suficiente para preparar 150,0 mL de solução. Qual concentração molar do cloreto de potássio deveria aparecer no rótulo? (b) Se o químico cometeu um engano usando um balão volumétrico de 500 mL ao invés do de 150,0 mL , qual é a concentração molar do cloreto de potássio que o químico de fato preparou? 3) Que massa (em gramas) do soluto anidro é necessária para preparar cada uma das seguintes soluções? (a) 1,0 L de NaCl(aq) 0,10M (b) 250 mL de CaCl2(aq) 0,1 M (c) 500 mL de C6H12O6(aq) 0,63M 4) A solução aquosa de cloreto de sódio, vendida no comércio é usada como colírio ou para limpeza de lentes de contato é 0,9% m/v . Determine a massa de cloreto de sódio contida em 1L de solução. 5) Você precisa preparar 500mL de uma solução 4mol/L de ácido sulfúrico, para ser utilizado em baterias de chumbo de automóveis, a partir do ácido sulfúrico concentrado, cujos dados são: 96% p/p e 1,84g/cm3. Calcule o volume de H2SO4 necessário para preparar a solução. 6) O ácido clorídrico concentrado, encontrado à venda no comércio especializado, é uma solução aquosa 12mol/L de ácido clorídrico. Um laboratorista necessita obter 1L de solução de ácido clorídrico 1mol/L. Calcule o volume necessário para obter tal solução. 7) Para realizar a abertura de amostras de efluentes para análise de metais é necessário utilizar uma solução de ácido nítrico 0,2mol/L. Calcule o volume necessário de ácido nítrico para preparar 250mL de solução, sabendo que o ácido nítrico PA (para análise) é 68,1% m/m e densidade 1,405g/mL. 8) Sabendo que uma solução aquosa de sulfato de sódio contém 71g deste sal, dissolvidos em 250mL de solução, calcule a molaridade desta solução. 9)Calcule o volume necessário para preparar 100 mL de solução de HCl 0,1mol/L (HCl concentrado com pureza 37% m/m e densidade de 1,19g/cm3). GABARITO 1)0,658g 2) a) 0,11 mol/L b) 0,03 mol/L 3) a) 5,85g b) 2,775g c) 56,7g 4) 9g 5) 196g, 204,16g e 110,95 cm3 6) 0,083L ou 83,33 mL 7) 3,15g , 4,62g e 3,30mL 8) 2 mol/L 9) 0,365g, 0,986g e 0,828cm3 EXERCÍCIOS - SOLUÇÕES II 1) Calcular o volume de uma solução de HClde concentração 2,5mol/L que deve ser tomada para preparar 100mL de solução de HCl 0,05mol/L. 2)20mL de uma solução aquosa de NaOH de molaridade desconhecida foram titulados com uma solução aquosa 0,2mol/L de HNO3. O volume de ácido gasto na titulação foi de 50mL. Qual a molaridade da base. 3) Qual a molaridade de uma solução que contém 160g de H2SO4 em 620mL de solução? 4) Qual a molaridade de uma solução que contém 16g de H2S em 500mL de solução? 5) Calcular a quantidade de H2SO4 que deve ser tomada para preparar 250mL de solução 0,03mol/L, a partir de ácido sulfúrico de densidade 1,84g/mL e que contém 96% m/m de H2SO4. 6) A 200mL de uma solução de KOH 0,2mol/L adicionou-se água até o volume de 4L. Qual a concentração da solução obtida? 7) Qual o volume de água , em mL, que deve ser adicionado a 300mL de uma solução 0,6mol/L, para que se torne 0,08mol/L? GABARITO 1) 0,002L2) 0,5mol/L 3) 2,63 mol/L 4)0,94 mol/L 5) 0,735g , 0,765g , 0,41mL 6) 0,01mol/L 7) 1950mL