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Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Avaliação a Distância – AD1 Disciplina: Elementos de Química Geral Período: 02/2019 Nome:_________________________________________________________ Pólo:__________________________________________________________ Prezado aluno, essa avaliação vale até 2,0 pontos na N1 (se você obtiver a pontuação máxima a ela atribuída = 10,0 pontos). Essa atividade serve como base para o entendimento do conteúdo da matéria. Pesquise preferencialmente em livros, em artigos, na TECA, na biblioteca da plataforma CEDERJ e no EDUCapes. Não façam “copie e cole”, pois existem vários programas que detectam plágio, e esses são utilizados durante a correção. Não serão aceitas respostas coladas da internet ou de seus colegas. 1ª QUESTÃO – (2,0 pontos). JUSTIFIQUE. Em um sistema de airbag de um carro, um sensor detecta rápidas diminuições de velocidade. Ao detectar uma grande desaceleração, produz uma descarga elétrica que provoca o aquecimento e a decomposição da azida de sódio (NaN3). O gás nitrogênio (N2), ao ser liberado na reação, infla rapidamente a bolsa, protegendo assim motoristas e passageiros. Considere a primeira etapa de uma sequência de reações que ocorrem em um airbag: NaN3(s) → Na(s) + N2(g) a) Apresente a equação balanceada. b) Considerando a decomposição de 130 g de azida de sódio, a 30 o C e 1 atm, qual seria o volume de gás N2 formado? c) Qual seria o volume do gás N2 obtido a partir de 87 g de NaN3 nas CNTP? d) Qual o número de átomos de Na formados a partir de 150 g de NaN3, considerando um rendimento de 95% a) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 b) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 130 g -------------3 mol pV = nRT V = nRT/p = (3 mol*0,082 atm.L/mol.K *303 K)/1 atm V = 74,54 L c) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 130 g ---------------3*22,4L 87 g --------------- x x = 44,97 L x ~ 45 L d) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 130 g -----2*6,02.10 23 átomos 150 g ----- x x = 13,89.10 23 átomos = 1,39.10 24 átomos 1,39.10 24 átomos ----- 100% de rendimento y ----- 95% de rendimento y = 1,32.10 24 átomos de Na 2ª QUESTÃO – (2,0 pontos). JUSTIFIQUE. A oxidação espontânea do _ Ferro, representada na equação, leva à formação da ferrugem, caracterizada como Fe2O3. 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) → Fe2O3(s) Suponha que uma placa deste metal com massa de 648 g foi guardada em um recipiente fechado, com ar. Após a degradação completa, detectou-se 925,7 g de ferrugem. a) Qual a massa de oxigênio, em quilos, consumida nessa reação? b) Quantos mols de ferrugem foram produzidos? c) Quantas moléculas de gás oxigênio participaram da reação? Respostas a) 925,7 g – 648 g = 277,7 g ~ 278,0 g 1 kg --- 1000 g x --- 278,0 g x = 0,278 Kg Ou 1mol de Fe2O3 ------ (56 x 2) + (16 x 3) = 160 g X --------- 925,7 g X = 5,78 mol de Fe2O3 ~ 5,8 mol de Fe2O3 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) → Fe2O3(s) 2 mol 1,5 mol 1 mol X ------- 5,8 mol X = 8,67 mol de O2 ~ 8,7 mol de O2 1 mol O2 ---- 32 g 8,7 mol ---- m = 278,4 g ~ 278,0 g 1 kg --- 1000 g x --- 278,0 g x = 0,278 kg b) 1 mol de Fe2O3 --- [(56X2) + (16X3)] = 160 g X ------- 925,7 g X = 5,78 mol de Fe2O3 ~ 5,8 mol de Fe2O3 c) 1 mol --- 32 g O2 x --- 278 g x = 8,7 mol de O2 1 mol --- 6,02 x 10 23 moléculas 8,7 mol --- x x = 5,23 x 10 24 moléculas de O2 3ª QUESTÃO – (2,0 pontos). JUSTIFIQUE. Ao reagir 84 g de ferro com 52 g de enxofre obtém-se 132g de sulfeto ferroso, restando 4g de enxofre. Aquecendo-se 51 g de ferro com 28 g de enxofre obtém-se 77g de sulfeto ferroso, restando 2g de ferro. Demonstre como esses resultados obedecem às leis de Lavoisier e Proust. Resposta: Segundo a Lei de Lavoisier a soma das massas dos reagentes deve ser igual à soma das massas dos produtos. Ferro (Fe) + Enxofre (S) === > Sulfato de enxofre ( FeS) 84g 48g ==== > 132g 4 g em excesso de S Ferro (Fe) + Enxofre (S) === > Sulfato de enxofre ( FeS) 49g 28g ==== > 77g 2 g em excesso de Fe Confirmação da Lei de Lavoisier Na primeira reação: 84g + 48g ==== > 132g Na segunda reação: 49g + 28g ==== > 77g Segundo a Lei de Proust a proporção das massas que reagem e que são produzidas são fixas. Confirmação da Lei de Proust Ferro/Enxofre = 84/48 = 1,75 Ferro/Enxofre = 49/28 = 1,75 4ª QUESTÃO – (2,0 pontos). JUSTIFIQUE. A limpeza de pisos de mármore pode ser feita com solução de ácido clorídrico comercial. Esta solução ácida ataca o mármore, formando água e gás carbônico, conforme a reação a seguir: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Supondo que ao se limpar um piso de mármore, um empregado provoque uma reação com 9,5 g de carbonato de cálcio, responda: a) Qual o volume de água formado em litros (L)? Considere que o valor da densidade da água, nesse caso, é 1g/mL. b) Qual o volume de gás carbônico formado nas CPTP ? Respostas: a) Relação estequiométrica 1 mol de CaCO3 para 1 mol de H2O CaCO3 (s) + 2HCl (aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 100g 18g 100g ======= 18g 9,5 g ====== X X = 1,7 g de água Densidade da água igual a 1g/mL, então teremos um volume de 1,7 mL. A resposta em Litros: 1,7 mL = 1,7x10 -3 L de água b) Relação estequiométrica: 1 mol CaCO3 para 1 mol de CO2 nº de mols de CaCO3 para 9,5 g de CaCO3 n = m/M n = 9,5/100 = 0,095 mols Pela relação estequiométrica de 1:1 , temos 1mol de CO2 ====== 22,7L 0,095mol de CO2 ====== X X = 2,15 L de CO2 5ª QUESTÃO – (2,0 pontos) a) O que pesa mais, um quilo de papel ou um quilo de chumbo? E quem tem maior densidade? Justifique suas respostas. b) Explique através da equação geral dos gases porque balões de aniversário estouram quando expostos ao Sol. Respostas: a) A massa dos dois corpos é a mesma (1 kg), logo o peso é idêntico (se ambos estiverem no mesmo lugar). O volume de 1 kg de papel é muito maior do que o de 1 kg de chumbo. Então, lembrando que a densidade é a razão entre a massa de um corpo e seu volume, concluímos que a densidade do papel é menor que a do chumbo. b) A equação geral dos gases demonstra que há uma variação diretamente proporcional entre volume e temperatura. PV = nRT Com isso, quando enchemos balões de aniversário com a boca, expelimos CO2 e este gás fica submetido a uma determinada pressão conferida pelas paredes do balão. Quando expomos este balão aoSol, a temperatura a que este gás está submetido aumenta e o seu volume também, já que são grandezas diretamente proporcionais. Com o aumento do volume confinado em uma mesma área ocorre o estouro do balão.