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– 37 Q U ÍM IC A B D E 1. (UFSM-RS) – A quantidade máxima de NaCl que se pode dissolver em 100 g de água é de 36 g, a 20°C. Nessa temperatura, foi preparada uma solução contendo 29,3 g de NaCl em 100 g de água. Analise as afirmativas: I. A solução preparada é uma solução saturada. II. Nessa solução, a água é considerada o solvente e o NaCl, o soluto. III.A 20°C, a solução resultante contém duas fases. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) apenas II e III. RESOLUÇÃO: I. Falsa. A quantidade de soluto adicionada (29,3 g) foi menor que 36 g (podendo ser dissolvida) e, portanto, a solução é insaturada. II. Verdadeira. A água é o solvente (determina o estado físico da solução), e o NaCl é o soluto. III.Falsa. A solução é insaturada (item I) e, portanto, contém uma única fase. Resposta: B 2. Em 540 g de uma solução saturada a 20°C, de um certo sal, existem xg de soluto dissolvidos em yg de solvente. Determine os valores de x e y, sabendo que a S = 80 g / 100 g de H2O a 20°C. RESOLUÇÃO: 80 g de sal ––––––––– 100 g de H2O –––––––– 180 g de solução x ––––––––– y –––––––– 540 g de solução x = 240 g de sal (soluto) y = 300 g de H2O (solvente) 3. (UNIFESP) – A lactose, principal açúcar do leite da maioria dos mamíferos, pode ser obtida a partir do leite de vaca por uma seqüência de processos. A fase final envolve a purificação por recristalização em água. Suponha que, para esta purificação, 100 kg de lactose foram tra - ta dos com 100 L de água, a 80ºC, agitados e filtrados a esta tem - peratura. O filtrado foi resfriado a 10°C. Solubilidade da lactose, em kg/100L de H2O: a 80°C .................. 95 a 10°C .................. 15 A massa máxima de lactose, em kg, que deve cristalizar-se com este procedimento é, aproxima damente, a) 5 b) 15 c) 80 d) 85 e) 95 RESOLUÇÃO: Ao adicionar 100 kg de lactose em 100 litros de água a 80°C, 95 kg irão dissolver-se e 5 kg serão sedimen ta dos. O sistema é filtrado e resfriado a 10°C. Como a 10°C se dissolvem 15 kg em 100 L de água, a mas sa máxima de lactose que se cristaliza é: m = (95 – 15) kg = 80 kg Resposta: C 1. (CESGRANRIO-RJ) – A curva de solubilidade de um sal hipo - tético é A quantidade de água necessária para dissolver 30 g do sal a 35°C, em g, é: a) 45 b) 75 c) 105 d) 60 e) 90 RESOLUÇÃO: Por intermédio do gráfico fornecido, a solubilidade do sal em 100 g de água a 35°C é 50 g, isto é, podemos dissolver no máximo 50 g de sal em 100 g de água a 35°C. 50 g ––––––– 100 g 30 g ––––––– x x = 60 g Resposta: D MÓDULO 15 SOLUÇÕES: SOLUBILIDADE MÓDULO 16 CURVAS DE SOLUBILIDADE SOLUBILIDADE DOS GASES EM LÍQUIDO FRENTE 1 – FÍSICO-QUÍMICA C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 37 2. (UNESP) – No gráfico, encontra-se representada a curva de solubilidade do nitrato de potássio (em gramas de soluto por 1000 g de água). Para a obtenção de solução saturada contendo 200 g de nitrato de potássio em 500 g de água, a solução deve estar a uma temperatura, aproximadamente, igual a a) 12°C. b) 17°C. c) 22°C. d) 27ºC. e) 32°C. RESOLUÇÃO: Cálculo da massa de nitrato de potássio em 1000 g de H2O na solução saturada: 500 g de H2O –––––––– 200 g de KNO3 1000 g de H2O –––––––– x x = 400 g de KNO3 Pelo gráfico, traçando as linhas de chamada, observamos que a temperatura do sistema deve ser da ordem de 27°C. Resposta: D 3. (MACKENZIE-SP) – As curvas de solubilidade têm grande im - por tância no estudo das soluções, já que a temperatura influi deci - sivamente na solubilidade das substâncias. Considerando as curvas de solubilidade dadas pelo gráfico, é correto afirmar que a) há um aumento da solubilidade do sulfato de cério com o aumento da temperatura. b) a 0ºC o nitrato de sódio é menos solúvel que o cloreto de potássio. c) o nitrato de sódio é a substância que apresenta a maior solubilidade a 20ºC. d) resfriando-se uma solução saturada de KClO3, pre parada com 100 g de água, de 90ºC para 20ºC, obser va-se a precipitação de 30 g desse sal. e) dissolvendo-se 15 g de cloreto de potássio em 50 g de água a 40ºC, obtém-se uma solução insaturada. RESOLUÇÃO: Com o aumento da temperatura, a solubilidade de Ce2(SO4)3 diminui. A 0°C, o nitrato de sódio (NaNO3) é mais solúvel que o cloreto de potássio (KCl). A 20°C, a substância de maior solubilidade é o iodeto de potássio (KI). A 90°C, 100 g de água dissolvem 50 g de KClO3 enquanto, a 20°C, 100 g de água dissolvem 10 g de KClO3. Observa-se a precipitação de 40 g de KClO3. A 40°C, 50 g de água dissolvem no máximo 20 g de KCl. Logo, a solução que tem 15 g de KCl dissolvidos em 50 g de água, a 40°C, é insaturada. Resposta: E 38 – Q U ÍM IC A B D E C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 02/03/11 08:14 Página 38 4. (FEPAR) – Os recifes de corais, uma das grandes belezas naturais do planeta, estão seriamente afe ta dos e ameaçados de desaparecer quase inteiramente. As vítimas mais recentes foram os deslumbrantes re cifes coloridos que coroam as 300 ilhas do arqui pélago Fiji no Oceano Pacífico. Cerca de 65% dos re cifes branquearam e 15% morreram por causa de um aquecimento de apenas 4°C entre março e abril de 2000. Segundo os ambientalistas da Aliança Global para Recifes de Coral, ONG que monitora 207 recifes em todo mundo, 75% deles sofreram bran queamento em 1998, quando as temperaturas estiveram acima da média. (Rev. Veja) A elevação da temperatura da água afeta a vida dos organismos, levando-os à morte porque a) aumenta a solubilidade do oxigênio na água. b) aumenta a solubilidade do gás carbônico na água. c) diminui a solubilidade do oxigênio na água. d) diminui a quantidade de nutrientes na água. e) aumenta a quantidade de nutrientes na água. RESOLUÇÃO: O aumento de temperatura diminui a solubilidade dos gases em líquidos, portanto diminui a solubilidade de oxigênio na água. Resposta: C 1. (UFRR-RR) – O nitrato de prata é muito usado tanto nos laboratórios de química como na medicina. Para isso, é necessário calcular a concentração das soluções corretamente. Calcule a concentração de uma solução de nitrato de prata, sabendo que ela encerra 60 g do sal em 300 mL de solução. A alternativa que corresponde a essa concentração é: a) 100 g/L b) 20 g/L c) 30 g/L d) 200 g/L e) 50 g/L RESOLUÇÃO: C = C = Resposta: D 2. (ENEM-2010) – Ao colocar um pouco de açúcar na água e mexer até a obtenção de uma só fase, prepara-se uma solução. O mesmo acontece ao se adicionar um pouquinho de sal à água e misturar bem. Uma substância capaz de dissolver o soluto é denominada solvente; por exemplo, a água é um solvente para o açúcar, para o sal e para várias outras substâncias. A figura a seguir ilustra essa citação. Disponível em: www.sobiologia. com.br. Acesso em: 27 abr. 2010. Suponha que uma pessoa, para adoçar seu cafezinho, tenha utilizado 3,42 g de sacarose (massa molar igual a 342 g/mol) para uma xícara de 50 m� do líquido. Qual é a concentração final, em mol/�, de sacarose nesse cafezinho? a) 0,02 b) 0,2 c) 2 d) 200 e) 2000 RESOLUÇÃO: Cálculo da quantidade de matéria de sacarose: 342 g –––––– 1 mol 3,42 g –––––– x x = 0,01 mol Cálculo da concentração em mol/L: 50 mL ––––––– 0,01 mol 1000 mL ––––––– y y = 0,2 mol portanto 0,2 mol/L Resposta: B 3. (ENEM-2010) – Todos os organismos necessitam de água e grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os processos bio lógicos, como respiração e fotossíntese, exercem pro funda influência na química das águas naturais em todo o planeta. O oxigênio é ator dominante na química e na bioquímica da hidrosfera. Devido a sua baixa solubilidade em água (9,0 mg/� a 20°C) a disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o limite entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse contexto, um parâmetro chamado Demanda Bioquímica deOxigênio (DBO) foi definido para medir a quantidade de matéria orgânica presente em um sistema hídrico. A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas necessária para realizar a oxidação total do carbono orgânico em um litro de água. BAIRD, C. Química Ambiental. Ed. Bookman, 2005 (adaptado). Dados: Massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16. Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2O e massa molar igual a 30 g/mol) são dissolvidos em um litro de água; em quanto a DBO será aumentada? MÓDULO 17 CONCENTRAÇÃO: %, g/L E MOL/L msoluto(g) –––––––– Vsolução(L) 60g ––––– 0,3L C = 200 g/L – 39 Q U ÍM IC A B D E C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 39 a) 0,4 mg de O2/litro b) 1,7 mg de O2/litro c) 2,7 mg de O2/litro d) 9,4 mg de O2/litro e) 10,7 mg de O2/litro RESOLUÇÃO: A equação química do processo é: (CH2O)n + nO2 → nCO2 + nH2O n . 30 g –––– n . 32 g 10 mg ––––– x x = 10,7 mg Ao dissolver 10 mg de açúcar em um litro de água (DBO igual a zero), são necessários 10,7 mg de O2 para a sua oxidação e, portanto, a DBO será aumentada de 10,7 mg de O2/litro. Resposta: E 1. (FAMECA-SP) – Têm-se 100 mL de solução 0,5 mol/L de H2SO4. Para se obter solução 0,25 mol/L do mesmo ácido, deve-se acrescentar o volume seguinte de água (em mL): a) 400 b) 200 c) 150 d) 100 e) 50 RESOLUÇÃO: M1 . V1 = M2 . V2 0,5 mol/L . 100 mL = 0,25 mol/L . V2 V2 = 200 mL Cálculo do volume de H2O adicionado: VH2O = V2 – V1 VH2O = 200 mL – 100 mL VH2O = 100 mL Resposta: D 2. (UFRN-2010) – Num laboratório de química, o estoque de rea - gentes disponível pode ser formado por soluções concentradas. Partir-se de uma solução concentrada para se obter uma solução diluída é um procedimento de rotina em laboratório. Na preparação de uma solução diluída, com base em uma mais concentrada, retira-se um volume de solução concentrada de hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/L para se preparar 500 mL de uma solução diluída de 0,2 mol/L. Se C1V1 = C2V2, o volume inicial de solução de NaOH 1 mol/L retira - do para se obter a solução diluída corresponderá a: a) 40 mL b) 200 mL c) 125 mL d) 100 mL RESOLUÇÃO: C1 . V1 = C2 . V2 1 mol/L . V1 = 0,2 mol/L . 400 mL Resposta: D 3. (UFERSA-RN) – Quando 200 mL de uma solução 0,1 mol . L–1 de NaNO3 são misturados com 300 mL de uma solução 0,2 mol . L–1 de Ba(NO3)2, a concentração de íons nitrato na solução resultante, expressa em mol.L–1, será igual a a) 0,03 b) 0,07 c) 0,14 d) 0,28 RESOLUÇÃO: Cálculo da concentração de íons nitrato em cada solução: NaNO3 ⎯→ Na+ + NO – 3 0,1 mol/L 0,1 mol/L Ba(NO3)2 ⎯→ Ba+ + 2NO–3 0,2 mol/L 0,4 mol/L Cálculo da concentração de íons nitrato na solução final: M1 . V1 + M2 . V2 = M3 . V3 0,1 . 200 + 0,4 . 300 = M3 . 500 20 + 120 = M3 . 500 140 = M3 . 500 M3 = Resposta: D MÓDULO 18 DILUIÇÃO E MISTURA V1 = 100 mL 140 ––––– 500 M3 = 0,28 mol/L 40 – Q U ÍM IC A B D E C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 40 – 41 Q U ÍM IC A B D E 1. (MACKENZIE-SP) Na substância acima, identificamos os grupos fun cionais: a) éter, cetona e fenol. b) cetona, álcool e éter. c) ácido carboxílico e éter. d) ácido carboxílico, fenol e éter. e) álcool, aldeído e éster. RESOLUÇÃO: Resposta: A 2. (FUVEST-SP) – Dentre as estruturas abaixo, duas representam moléculas de substâncias, pertencentes à mesma função orgânica, responsáveis pelo aroma de certas frutas. Essas estruturas são: a) A e B b) B e C c) B e D d) A e C e) A e D RESOLUÇÃO: As estruturas responsáveis pelo aroma de certas frutas são os ésteres, que correspondem às estruturas A e C. Resposta: D 3. (PUC-SP) – Os aromas e sabores dos alimentos são essenciais para nossa cultura na escolha, no preparo e na degus ta ção dos alimen tos. A seguir, estão representadas algumas das substâncias respon sáveis pelas sensa ções características do gengibre, da fram boesa, do cravo e da baunilha. A função química presente nas quatro estruturas repre sentadas é a) éster. b) álcool. c) cetona. d) aldeído. e) fenol. RESOLUÇÃO: As funções orgânicas presentes nas substâncias são: Gingerona: éter, fenol e cetona. Eugenol: éter e fenol. p-hidroxifenil-2-butanona: fenol e cetona. Vanilina: fenol, éter e aldeído. Resposta: E MÓDULO 15 ESTRUTURA E NOMES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS III: ÁCIDO CARBOXÍLICO, ÉSTER E ÉTER CH3 C — — O OH O CH3 C — — O OH O cetona fenol éter FRENTE 2 – QUÍMICA ORGÂNICA C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 41 1. (UNIP-SP) – As fórmulas representadas abaixo correspondem às seguintes funções orgânicas, res pec tivamente, a) amina, amida, fenol e álcool. b) amina, amida, álcool e fenol. c) amida, amina, fenol e álcool. d) amida, ácido carboxílico, álcool e álcool. e) amina, aldeído, cetona e álcool. RESOLUÇÃO: Resposta: B 2. (ITA-SP) – A estrutura molecular da morfina está representada abaixo. Assinale a opção que apresenta dois dos grupos funcionais presentes nesta substância. a) Álcool e éster. b) Amina e éter. c) Álcool e cetona. d) Ácido carboxílico e amina. e) Amida e éster. RESOLUÇÃO: Resposta: B 3. Complete as equações químicas RESOLUÇÃO: I) NH2 C NH2 — = O II) CH2 — OH III) OH IV) amina amida álcool fenol a) H3C — C— — — O OH H2O OH H2Ob) c) H3C — NH2 + H2O a) H3C — C— — — O OH H2O OH H2Ob) H+ + H3C — C — — O — O– H+ + O– c) H3C — NH2 + HOH H3C — NH3 + OH– + I) NH2 C NH2 — = O II) CH2 — OH III) OH IV) MÓDULO 16 AMIDA E AMINA 42 – Q U ÍM IC A B D E C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 42 – 43 Q U ÍM IC A B D E 1. (FIT-MG) – O timol (A), o carvacrol (B) e o mentol (C) são produtos naturais empregados em den ti frí cios, devido à sua ação antisséptica e sabor agra dá vel: Assinale a opção que indica corretamente a relação entre esses compostos: a) A e B são isômeros de posição. b) A e C são isômeros de função. c) B e C são isômeros de cadeia. d) A e C são compostos da função álcool. e) A, B e C são aromáticos. RESOLUÇÃO: O timol e o carvacrol são isômeros de posição. Possuem a mesma fórmula molecular e diferem na posição da hidroxila (OH). Resposta: A 2. (FGV) – Considere os compostos orgânicos: (I) 1-butanol, (II) metoxipropano, (III) ácido butanoico, (IV) butanal e (V) 2-butanona. O etanoato de etila é isômero do composto a) I b) II c) III d) IV e) V RESOLUÇÃO: O etanoato de etila é isômero (de função) de composto (III) ácido butanoico: Ambos possuem a mesma fórmula molecular: Resposta: C 3. Quantos isômeros possui o composto com fórmula molecular igual a C5H12? RESOLUÇÃO: H3C — C — C — C — CH3 H2 H2 H2 Pentano H H3C — C — C — CH3| H2CH3Metilbutano CH3| H3C — C — CH3| CH3Dimetilpropano 1. (UEPG-PR) – Os compostos representam isômeros a) de cadeia. b) de função. c) de posição. d) de compensação. e) geométricos. RESOLUÇÃO: Isômeros geométricos: cada C da dupla com ligantes dife rentes entre si. Resposta: E H3C — C — — O — O — CH2 — CH3 H3C — C — C — C — — O — OHH2 H2 C4H8O2 MÓDULO 18 ISOMERIA GEOMÉTRICA C = C — — — — H COOHHOOC H C = C — — — — COOH HHOOC H e C = C — — — — H COOHHOOC H C = C — — — — COOH HHOOC H e cis trans C CHHC HC C C CH3 CH H3C CH3 OH C CHC HC CH C CH3 CH H3C CH3 OH MÓDULO 17 ISOMERIA PLANA A CH3 OH CH — CH3 — H3C CH3 OH CH — CH3 — H3C CH3 OH CH — CH3 —H3CB C C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 43 44 – Q U ÍM IC A B D E 2. (UNISINOS–RS) – As fórmulas de quatro com pos tos orgânicos são: I) H2C = CHCH3 II) ClHC = CHCl III) (H3C)2HC – CH3 IV) O(s) que apresenta(m) isomeria geométrica é (são) a) todos. b) apenas III. c) apenas I e II. d) apenas II e III. e) apenas II e IV. RESOLUÇÃO: II) cada carbono da dupla com ligantes diferentes entre si IV) dois carbonos do ciclo com ligantes diferentes entre si Resposta: E 3. (UNESP) – As abelhas rainhas produzem um feromônio cuja fórmula é apresentada a seguir. O|| CH3 — C — (CH2)5 — CH = CH — COOH a) Forneça o nome de duas funções orgânicas pre sentes na molécula deste feromônio. b) Sabe-se que um dos compostos responsáveis pelo poder regulador que a abelha rainha exerce sobre as demais abelhas é o isômero trans deste feromônio. Forneça as fórmulas estruturais dos isômeros cis e trans e identifique-os. RESOLUÇÃO: a) O feromônio: possui as funções cetona e ácido carboxílico. b) Os isômeros cis e trans são: Obs.: As condições para que uma subs tância apresente isomeria cis-trans são possuir dupla ligação entre átomos de carbono e ligantes diferentes entre si em cada carbono da dupla. Cl H C H2C C Cl H H H C = C Cl Cl Cl H C H2C C H Cl C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 44 – 45 Q U ÍM IC A B D E 1. (UESPI) – A produção do amoníaco ocorre de acor do com a equação: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Considerando que o consumo de gás nitrogênio ocor re com velo cidade média igual a 0,5 mol/min, qual a velocidade média de pro dução do amoníaco, em mols por hora? a) 3 mol/h b) 6 mol/h c) 0,5 mol/h d) 30 mol/h e) 60 mol/h RESOLUÇÃO: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ↓ ↓ 1 mol –––––––––– 2mol 0,5 mol/min ––––– x x = 1 mol de NH3/min 1 mol de NH3 ––––––– 1 min y –––––––––––––––– 60 min (1h) y = 60 mol de NH3 Resposta: E 2. (MACKENZIE-SP) – A combustão da gasolina pode ser equa - cionada por C8H18 + O2 → CO2 + H2O (equação não-balan ceada). Considere que após uma hora e meia de reação foram produzidos 36 mols de CO2. Dessa forma, a velocidade de reação, expressa em quantidade em mol de C8H18 consumida por minuto, é de a) 3,0 b) 4,5 c) 0,1 d) 0,4 e) 0,05 RESOLUÇÃO: C8H18 + O2 → 8CO2 + 9H2O 1 mol ––––––––––– 8 mol x ––––––––––– 36 mol x = 4,5 mol v = v = ∴ v = 0,05 mol/min Resposta: E 3. (PUC-RS) – O peróxido de hidrogênio em solução é conhecido como água oxigenada e utilizado como antisséptico. Essa substância se decompõe como mostra a equação: 2H2O2(aq) ⎯→ 2H2O(l) + O2(g) Num laboratório, a tabela abaixo foi obtida a partir de dados de concentração de peróxido reagente versus tempo de reação: (Dados: O = 16g/mol; H = 1g/mol) Com base na tabela, assinale a alternativa correta: a) A velocidade de consumo de H2O2(aq) é a metade da velocidade de formação de O2(g). b) A velocidade média de formação da água é igual a velocidade de formação de oxigênio. c) A velocidade média de consumo de H2O2 no intervalo de 0 a 30 minutos é 1,5 . 10–2 mol . L–1 . min–1. d) No intervalo de 10 a 20 minutos, a velocidade média de consumo de água oxigenada é 0,02 mol . L–1 . min–1. e) A velocidade média de consumo de H2O2 é o dobro da velocidade média de formação da água. RESOLUÇÃO: 2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g) 2 mol 2 mol 1 mol A relação entre as velocidades de cada componente é: vH2O2(aq) = vH2O(l) = 2 . vO2(g) Cálculo da velocidade média de consumo de H2O2 nos intervalos: v0 → 30min = = = = 2,0 . 10–2 mol . L–1 . min–1 v10 → 20min = = = = 0,02 mol . L–1 . min–1 Resposta: D MÓDULO 15 CINÉTICA QUÍMICA (I): VELOCIDADE (RAPIDEZ) DE UMA REAÇÃO QUÍMICA 25 ––– 2 Δn ––– Δt 4,5 mol ––––––– 90 min [H2O2] mol . L–1 0,8 0,5 0,3 0,2 tempo (min) 0 10 20 30 0,6 –––– 30 0,2 – 0,8� ––––––––�30 – 0Δ [H2O2]� –––––––––�Δt 0,2 –––– 10 0,3 – 0,5� ––––––––�20 – 10Δ [H2O2]� –––––––––�Δt FRENTE 3 – FÍSICO-QUÍMICA C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 02/03/11 08:01 Página 45 46 – Q U ÍM IC A B D E 1. (PUC-RS) – A velocidade de uma reação química depende: 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 geometria da colisão. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III b) somente III c) somente II d) somente I e II e) somente I RESOLUÇÃO: I. Correta. A velocidade em geral depende da concentração dos reagentes. II. Correta. A velocidade em geral depende da temperatura. III.Correta. Se a velocidade não dependesse da geometria da colisão todas as reações químicas seriam rápidas. Resposta: A 2. Dado o gráfico, assinale a alternativa falsa. a) A reação é exotérmica. b) A entalpia dos reagentes vale 20 kcal/mol. c) A energia de ativação da reação direta é 50 kcal/mol. d) Os produtos apresentam um conteúdo energético menor do que o dos reagentes. e) A variação de entalpia da rea ção direta é ΔH = –10 kcal/mol. RESOLUÇÃO: A energia de ativação é (50 kcal/mol) – (20 kcal/mol) = 30 kcal/mol Resposta: C 3. (UESPI) – Observe o gráfico abaixo: 1) O gráfico corresponde a um processo endo tér mico. 2) Avariaçãode entalpia da reação é iguala+ 226 kcal. 3) A energia de ativação da reação direta é igual a 560 kcal. Está(ão) correta(s): a) 1 apenas b) 2 apenas c) 2 e 3 apenas d) 1 e 3 apenas e) 1, 2 e 3 RESOLUÇÃO: 1) Correta. Hp > Hr ⇒ reação endotérmica 2) Correta. ΔH = Hp – Hr ΔH = (226 – 0) kJ ΔH = + 226 kJ 3) Correta. Resposta: E MÓDULO 16 COMPLEXO ATIVADO: ENERGIA DE ATIVAÇÃO C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 46 – 47 Q U ÍM IC A B D E 1. (PUC-SP-2010) – As substâncias nitrato de chumbo (II) e iodeto de potássio reagem entre si tanto no estado sólido quanto em solução aquosa, formando o iodeto de chumbo (II), sólido amarelo insolúvel em água a temperatura ambiente. reação 1: Pb(NO3)2(s) + 2KI(s) → PbI2(s) + 2KNO3(s) reação 2: Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq) Sob determinadas condições, o carvão reage em contato com o oxigênio. Nas churrasqueiras, pedaços de carvão são queimados, fornecendo calor suficiente para assar a carne. Em minas de carvão, muitas vezes o pó de carvão disperso no ar entra em combustão, causando acidentes. reação 3: C(pedaços) + O2(g) → CO2(g) reação 4: C(em pó) + O2(g) → CO2(g) A síntese da amônia é um processo exotérmico, realizado a partir da reação do gás nitrogênio e do gás hidrogênio. Em um reator foram realizadas duas sínteses, a primeira a 300°C e a segunda a 500°C. A pressão no sistema reacional foi a mesma nos dois experimentos. reação 5: N2(g) + 3 H2(g) → 2NH3(g) t = 300°C reação 6: N2(g) + 3 H2(g) → 2NH3(g) t = 500°C Analisando os fatores envolvidos nos processos acima que influenciam na rapidez das reações descritas, pode-se afirmar sobre a velocidade (v) de cada reação que a) v1 > v2, v3 > v4, v5 > v6 b) v1 < v2, v3 > v4, v5 > v6 c) v1 < v2, v3 < v4, v5 < v6 d) v1 < v2, v3 > v4, v5 < v6 e) v1 > v2, v3 < v4, v5 < v6 RESOLUÇÃO: Reações 1 e 2 A reação 2 ocorre em meio aquoso e as substâncias estão dissociadas. Assim, o número de choques efetivos é maior em relação à reação 1. Na reação 1 os íons estão presos nos retículos cristalinos, portanto v1 < v2. Reações 3 e 4 Na reação 4 o carvão está em pó e na reação 3 está em pedaços, portanto a superfície de contato entre os reagentes é maior na reação 4, logo esta apresenta maior velocidade, portanto v3 < v4. Reações 5 e 6 A reação 6 é realizada a uma temperatura maior em relação à reação 5. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de reação, portanto v5 < v6. Resposta: C 2. (FGV-SP) – Paraa reação A + B → C, os valo res de entalpia são apresentados no gráfico a seguir, em duas situações: na presença e na ausência de catalisador. Considere as seguintes afirmações: I. A reação A + B → C é endo térmica. II. A velocidade da reação é au men tada na presença de catalisador devi - do a um aumento da energia de ativação. III.A energia de ativação da reação na ausência do catalisador é 50 kJ. Está correto o contido em a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e II, apenas. d) II, apenas. e) I, apenas. RESOLUÇÃO: I. Verdadeira. De acordo com o gráfico, a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes, portanto, a reação A + B → C é endotérmica. II. Falsa. A presença de catalisador aumenta a velocidade da reação devido a uma diminuição da energia de ativação. III.Falsa. A energia de ativação é a energia necessária para atingir o complexo ativado: Ea = 140 kJ – 40 kJ = 100 kJ. Resposta: E 3. (UNESP-SP) – O peróxido de hidrogênio, H2O2, pode reagir com íons I– em solução aquosa, segundo uma reação que se processa em duas etapas: 1ª etapa: H2O2 + I– → H2O + IO– 2ª etapa: H2O2 + IO– → H2O + O2 + I– Com base nessas etapas, pode-se afirmar que a reação é catalisada? Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO: Sim, pois íons I– criam um mecanismo alternativo para a decomposição do H2O2 e não são efetivamente consumidos no processo global: 2H2O2 → 2H2O + O2 MÓDULO 17 FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA: TEMPERATURA, SUPERFÍCIE DE CONTATO E CATALISADOR C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 47 48 – Q U ÍM IC A B D E 1. (UEL-PR) – Os dados experimentais para a velocidade de reação, v, indicados no quadro a seguir, foram obtidos a partir dos resultados em diferentes concentrações de reagentes iniciais para a combustão do monóxido de carbono, em temperatura constante. A equação de velocidade para essa reação pode ser escrita como v = k . [CO]a [O2]b, onde a e b são, respectivamente, as ordens de reação em relação aos componentes CO e O2. De acordo com os dados experimentais, é correto afirmar que, respectivamente, os valores de a e b são: a) 1 e 2. b) 2 e 1. c) 3 e 2. d) 0 e 1. e) 1 e 1. RESOLUÇÃO: Experimentos 1 e 2 [O2] = 2,0 mol/L [CO] dobra ∴ v dobra conclusão: a = 1 Experimentos 3 e 1 [CO] = 1,0 mol/L [O2] dobra ∴ v quadruplica conclusão: b = 2 Resposta: A 2. (UNIRIO) – “O anúncio da construção de uma usina termoelétrica a carvão na ilha da madeira, município de Itaguaí, Baixada Fluminense, acendeu a luz amarela para o que pode representar um novo problema ambiental para o estado do Rio de Janeiro. A con sequência mais grave seria a chuva ácida, além da emissão de gases que atacam a camada de ozônio”. (JB) A qualidade da água da chuva pode variar em função do tipo de carga poluidora e das condições meteorológicas. O dióxido de nitrogênio é um dos principais poluentes da atmosfera. A reação entre o dióxido de nitrogênio e o ozônio, encontrado na troposfera, foi estudada a 231K. A experiência mostrou que a reação é de primeira ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e ao ozônio. 2NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) a) Escreva a equação de velocidade da reação. b) Como se altera a velocidade da reação se a concentração de dióxido de nitrogênio for duplicada? RESOLUÇÃO: a) v = k [NO2]1 . [O3]1 b) Dobrando a concentração de NO2, a velocidade da reação dobra. 3. (UNESP-SP) – O gás cloreto de carbonila, COCl2 (fosgênio), extrema mente tóxico, é usado na síntese de muitos compostos orgânicos. Conhecendo os seguintes dados coletados a uma dada temperatura: a expressão da lei de velocidade e o valor da constante k de velocidade para a reação que produz o cloreto de carbonila, CO(g) + Cl2(g) → COCl2(g), são, respectivamente: a) v = k [CO(g)]1 + [Cl2(g)]2, k = 0,56 L2.mol–2.s–1 b) v = k [CO(g)]2 [Cl2(g)]1, k = 31,3 L2.mol–2.s–1 c) v = k [Cl2(g)]2 , k = 2,25 L2.mol–2.s–1 d) v = k [CO(g)]1 [Cl2(g)]2, k = 18,8 L2.mol–2.s–1 e) v = k [CO(g)]1 [Cl2(g)]1, k = 0,28 L2.mol–2.s–1 RESOLUÇÃO: Comparando-se os resultados das experiências 1 e 2, temos a concentração de Cl2 mantida constante e a concentração de CO duplicada, o que acarretou a du plicação da velocidade, logo a velocidade é pro porcional à concentração de CO: ordem 1. Comparando-se os resultados das experiências 2 e 3, temos a concentração de CO mantida constante e a concentração de Cl2 duplicada, fazendo a velocida de quadruplicar, logo a velocidade é propor cional ao quadrado da concentração de Cl2: ordem 2. Substituindo na expressão os dados da experiência 1, temos: 0,09 mol . L–1 . s–1 = k . 0,12 mol . L–1 . (0,20 mol . L–1)2 Resposta: D Concentração inicial (mol. L–1) Velocidade inicial (mol COCl2.L–1.s–1)Experimento CO(g) Cl2(g) 1 0,12 0,20 0,09 2 0,24 0,20 0,18 3 0,24 0,40 0,72 v = k . [CO]1 . [Cl2]2 k = 18,75 . L2 . mol–2 . s–1 Experimento CO(mol/L) O2 (mol/L) v (mol/L . s) 1 1,0 2,0 4 . 10–6 2 2,0 2,0 8 . 10–6 3 1,0 1,0 1 . 10–6 MÓDULO 18 EQUAÇÃO DA VELOCIDADE C4_BDE_QUIM_Tony_Prof 25/02/11 14:09 Página 48