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Curso de Licenciatura em Ciências Biológicas 1a. Avaliação Presencial – 2018/2 Disciplina: ELEMENTOS DE QUÍMICA GERAL Nome: Pólo: Destaque esta folha e anexe ao seu caderno de respostas. Este Caderno de Avaliação Presencial possui enunciados de questões a serem resolvidas. O valor total da avaliação é 10,0 pontos. Cada questão deve ser resolvida, a caneta, no caderno de respostas que deverá ser identificado com o nome do aluno. Não serão corrigidas questões resolvidas fora do caderno de resposta Será permitido o uso de calculadora. Justifique todos os cálculos. A prova deverá ser devolvida para o coordenador da disciplina. 1a Questão (2,0 pontos) (Uespi adaptada) Os avanços tecnológicos na eletrônica levaram à invenção do espectrômetro de massa, um aparelho que determina a massa de um átomo. Um mineiro, procurando ouro em um riacho coleta 4,8 g de “pó de ouro”. Responda: a) Qual a massa de um átomo de ouro? b) Qual o número de átomos de ouro existente nessa amostra? Respostas: a) MM Au = 196,9 = 197 1 mol de Au = 197 g ---------- 6,02 x 10^23 átomos x ---------------- 1 átomos => x = 197/6,02 x 10^23 = 32,72 x 10-23 = 3,27 x 10-22 g b) n = m/MM => n = 4,8 g/ 196 g/mol = 0,024 mols 1 mol ------------ 6,02 x 10^23 0,024 mols --------- x => x = 0,024 x 6,02 x 10^23 = 0,14 x 10^23 =1,4 x 1022 átomos 2a Questão (2,0 pontos) Tem-se dois recipientes 1 e 2, ligados por um tubo munido de torneira, conforme desenho abaixo. O recipiente 1 contém 4,8 g de O2 e o recipiente 2 está vazio (vácuo). Abrindo-se a torneira de comunicação, a pressão de O2 nos dois recipientes interligados é igual a 0,5 atm. Sabendo-se que o volume do recipiente 1 é igual a 3L, calcule o volume do recipiente 2. A temperatura permaneceu constante e igual a 25 0C. Considere desprezível o volume do tubo de comunicação. Resposta Recipiente 1: m1 = 4,8 g => n1 = 4,8/32= 0,15 mols V1 = 3L, T1= T =25 0C = 298 K Recipiente 2: n2 = 0 mols V2 = ?, T2=T1=T= 298 K Quando a válvula é aberta Pf = 0,5 atm PfVf= nf RT 0,5 atm x Vf = 0,15 mols x 0,082 L atm/mol K x 298 K Vf = 7,33L Como Vf = V1 + V2 e V1 = 3L => V2 = 7,33 – 3 = 4,33L 3a Questão (2,0 pontos) Uma solução de volume igual a 500 mL foi preparada utilizando-se 340 g de KCl (solução mãe). Para formar duas soluções de concentrações diferentes foram realizadas as seguintes diluições: solução I => um alíquota de 10 mL da solução mãe foi colocada em um balão de 500 mL e o volume completado com água até o menisco. solução II => um alíquota de 25 mL da solução mãe foi colocada em um balão de 500 mL e o volume completado com água até o menisco. Responda realizando os cálculos necessários: a) qual a concentração em g/L da solução I ? b) qual a concentração em mol/L da solução II ? Solução inicial: Vi = 500 mL = 0,5 L mKCl = 340 g logo Ci= 340g/0,5 L = 680g/L a) 10 mL (0,01L) de alíquota em 500 mL (0,5L) => C1V1 = C2 V2 => 680g/L x 0,01L = Cf x 0,5L => Cf = 13,6g/L b) Solução inicial: Vi = 500 mL = 0,5 L mKCl = 340 g => nKCl = 340/74,5 = 4,56 mols logo M = 4,56 mols/0,5 L = 9,12 mol/L 25 mL (0,05L) de alíquota em 500 mL (0,5L) => C1V1 = C2 V2 => 9,12 x 0,025 = Cf x 0,5 => Cf = 0,456 mol/L 4a Questão (2,0 pontos) (Pucsp adaptada) A presença de ozônio na troposfera (baixa atmosfera) é altamente indesejável, e seu limite permitido por lei é de 160 microgramas por m3 de ar. No dia 30/06/98, em uma dada cidade brasileira, foi registrado um índice de 760 microgramas de O3 por m 3 de ar. Em termos de ppm qual a concentração de O3 na amostra coletada? Obs: a densidade do ar é igual a 1,2754 kg/m3 Resposta: 760 microgramas = 760 x 10-3 mg Cálculo da massa de ar em 1 m3 densidade do ar é 1,2754 kg/m3 mar= d=m/v => m = 1,2754 kg = 1,2754 x 10 6 mg 10 método: ppm = massa do soluto em mg massa do solvente em kg ppm = 760 x 10-3 mg/ 1,2754 kg = 595,89 x 10-3 = ~ 0,6 ppm 20 método: Por definição: 1 ppm corresponde ao número de partes de soluto que há em 1 milhão de partes de solução. Como estamos trabalhando com mg temos que 1 ppm = 1 mg /106 mg Então: 760 x 10-3 mg -------------------- 1,2754 x 106 mg x ------------------------ 106 mg => x = 760 x 10-3 x 106 / 1,2754 x 106 => x = 760 x 10-3/ 1,2754 = 595,9 x 10-3 = 0,6 ppm 5a Questão (2,0 pontos) a) Quantos mols de Cℓ2 devemos utilizar para a obtenção de 5,0 mols de KCℓO3 pela reação abaixo, sabendo que o rendimento da reação é igual a 75%? Obs: o balanceamento da reação NÃO está completo. Termine-o! Respostas 3 Cℓ2 + 6 KOH 5KCℓ + KCℓO3 + ? H2O 3 Cℓ2 + 6 KOH 3 mols 5KCℓ + KCℓO3 + 3 H2O 1 mol n =m/M onde n = número de mols C = m/V (g/L) ou M = n/V (mol/L) e C = M . massa molar C1V1 = C2V2 Formulário R = 0,082 L.atm/mol. K ou R = 8,314 J/mol. K PV = nRT 3 mols Cl2----- 1mol KClO3 x ------------------ 5 mols KClO3 x = 15 mols Cl2 como a reação é 75% teremos ; 15 mols Cl2 ------ 75% x --------------------100% x = 20 mols de Cℓ2 Ou 5 mols KClO3 -------- 75% X ------------------------- 100% X = 6,66 mols de KClO3 Sendo assim, pela regra de 3: 3 mols Cl2----- 1mol KClO3 x ------------------ 6,66 mols KClO3 x = 20 mols de Cℓ2 1 18 I A VIII A 1 2,2 2 II A Elementos de Química Geral Mendes, JO, Mendes, CLOM& Campos, ML 13 III A 14 IV A 15 V A 16 VI A 17 VII A 2 H He Hidrogênio Hélio 1,008 4,003 3 0,97 4 1,47 5 2,01 6 2,5 7 3,07 8 3,5 9 4,1 10 Ne Neônio 20,18 Li Be B C N O F Lítio Berílio Boro Carbono Nitrogênio Oxigênio Flúor 6,941 9,012 10,811 12,011 14,007 15,999 18,998 11 1,01 12 1,23 13 1,47 14 1,74 15 2,06 16 2,44 17 2,83 18 Ar Argônio 29,948 Na Sódio Mg Magnésio 3 III B 4 IV B 5 V B 6 VI B 7 VII B 8 VIII B 9 VIII B 10 VIII B 11 I B 12 II B Al Alumínio Si Silício P Fósforo S Enxofre Cl Cloro 22,99 24,305 26,982 28,086 30,974 32,065 35,453 19 0,91 20 1,04 21 1,2 22 1,32 23 1,46 24 1,56 25 1,6 26 1,64 27 1,7 28 1,75 29 1,75 30 1,66 31 1,82 32 2,02 33 2,2 34 2,48 35 2,74 36 Kr Kriptônio 83,798 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênio Selênio Bromo 39,098 40,078 44,956 47,867 50,942 51,996 54,938 55,845 58,933 58,69 63,546 65,409 69,723 72,64 74,92 78,96 79,904 37 0,89 38 0,99 39 1,11 40 1,22 41 1,23 42 1,3 43 1,36 44 1,42 45 1,45 46 1,35 47 1,42 48 1,46 49 1,49 50 1,72 51 1,82 52 2,01 53 2,21 54 Xe Xenônio 121,29 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Rubídio Estrôncio Itrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Estanho Antimônio Telúrio Iodo 85,468 87,62 88,906 91,224 92,906 95,94 97,907 101,07 102,91 106,42 107,87 112,41 114,82 118,71 121,76 127,6 126,9 55 0,86 56 0,97 72 1,23 73 1,33 74 1,4 75 1,46 76 1,52 77 1,55 78 1,44 79 1,42 80 1,44 81 1,44 82 1,55 83 1,67 84 1,76 85 1,9 86 Rn Radônio 222,02 Cs Ba Lantanídeos Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Césio Bário Háfnio Tântalo Tungsténio Rênio Ósmio Iridio Platina Ouro Mercúrio Tálio Chumbo BismutoPolônio Astato 132,91 137,33 178,49 180,95 183,84 186,21 190,23 192,22 195,08 196,97 200,59 204,38 207,2 208,98 208,98 209,99 87 0,86 88 0,97 104 Rf Rutherfórdio 267 105 Db Dubnio 270 106 Sg Seabórgio 269 107 Bh Bóhrio 270 108 Hs Hássio 270 109 Mt Meitnério 278 110 Ds Darmstádio 281 111 Rg Roentgênio 281 112 Cn Copernício 285 113 Nh Nihônio 286 114 Fl Flevório 289 115 Mc Moscóvio 289 116 Lv Livermório 293 117 Ts Tennessino 293 118 Og Oganessônio 294 Fr Ra Actinídeos Frâncio Rádio 233,02 226,03 Z Elet Símbolo Nome Massa atômica Z = número atômico Elet = eletronegatividade Lantanídeos 57 1,08 58 1,08 59 1,07 60 1,07 61 1,07 62 1,07 63 1,01 64 1,11 65 1,1 66 1,1 67 1,1 68 1,11 69 1,11 70 1,06 71 1,14 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio Gadolínio Térbio Disprósio Hólmio Érbio Túlio Itérbio Lutêcio 138,91 140,12 140,91 144,24 144,91 150,36 151,96 157,25 158,93 162,5 164,23 167,26 168,93 173,04 174,97 Actinídeos 89 1 Ac Actinío 227,03 90 1,11 Th Tório 232,04 91 1,14 Pa Protactínio 231,04 92 1,22 U Urânio 238,03 93 1,22 Np Netunio 237,05 94 1,22 Pu Plutônio 244,06 95 1,2 Am Americio 243,06 96 1,2 Cm Cúrio 247,07 97 1,2 Bk Berquélio 247,07 98 1,2 Cf Califórnio 251,08 99 1,2 Es Einstênio 252,08 100 1,2 Fm Férmio 257,1 101 1,2 Md Mendelévio 258,1 102 1,2 No Nobélio 259,1 103 Lr Lawrêncio 262,11