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CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR A DISTÂNCIA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL I - PERÍODO:2019-1 PROF. SERGIO LUIS CARDOSO PRIMEIRA AVALIAÇÃO Á DISTÂNCIA – AD1 – data: 16/02/2019 data limite envio na plataforma: 02/03/2019 (23:55 h) GABARITO QUESTÕES VALOR NOTA 1 0,40 2 0,40 3 0,40 4 0,40 5 0,40 6 0,40 7 0,40 8 0,40 9 0,40 10 0,40 11 0,40 12 0,40 13 0,40 14 0,40 15 0,40 16 0,40 17 0,40 18 0,40 19 0,40 20 0,40 21 0,40 22 0,40 23 0,40 24 0,40 25 0,40 TOTAL 10,00 1) (0,40 ponto) Efetue os seguintes cálculos e arredonde as respostas com o número correto de algarismos significativos. Observe que os valores são relativos a medidas experimentais e as respectivas unidades estão omitidas). a) (2,568 x 5,8)/4,186 Resposta: como 5,8 tem o menor número de algarismos significativos = 2 então a resposta deverá ter 2 algarismos significativos. Resposta final arredondada = 3,6 b) 5,41 - 0,398 Resposta: como 5,41 tem o menor número de algarismos significativos = 3 e 2 casas decimais então a resposta deverá ter duas casas decimais. Resposta final arredondada = 5,01 c) 3,38 - 3,01 Resposta: os dois números possuem 3 algarismos significativos e 2 casas decimais então a resposta deverá ter duas casas decimais. Resposta final arredondada = 0,37 - observe que a resposta possuem 2 casas decimais porém somente dois algarismos significativos. d) 4,18 - 58,16 x (3,38 - 3,01) Resposta: Efetua-se primeiro o cálculo entre parênteses e depois a multiplicação. Finalmente efetuamos apor último a subtração: 4,18 - 58,16 x (0,37) - como 0,37 possuí 2 algarismos significativos então a resposta final após a multiplicação deverá ter somente dois algarismos significativos: 4,18 - 21,5192 ou 4,18 - 21 Resposta final arredondada = - 17 2) (0,40 ponto) Qual o resultado correto da seguinte soma: 34,530 g + 12,1 g + 1.222,34 g Resposta: 1.268,97 g........pela regra da soma temos que o número com menor número de algarismos significativos na sua parte decimal é 12,1 (1 algarismo significativo na parte decimal) e pela regra do arredondamento 1.268,97 g 1.269,0 g 3) (0,40 ponto) Um estudante verifica que existe um vidro de reagente sem rótulo no almoxarifado do laboratório. Ele observa que trata-se de líquido incolor, usado como solvente. Para identificar a substância, o aluno determina a densidade deste líquido. Em uma proveta graduada ele coloca um volume de 35,1 mL. Posteriormente o aluno pesa esta amostra obtendo uma massa de 30,5 g. Qual é a densidade do líquido. Procure na literatura as densidades dos seguintes solventes: - álcool n-butílico, etileno glicol, álcool isopropílico e tolueno. Pelo valor da densidade encontrada e das densidades destes 4 solventes, qual seria o nome provável do solvente que estava sem o rótulo? Resposta: d = m/v = 30,5 g/35,1 mL = 0,869 g/mL As densidades dos solventes pesquisados são: álcool n-butílico (0,810 g/mL), etileno glicol (1,114 g/mL), álcool isopropílico (0,785 g/mL) e tolueno (0,866 g/mL). Dentro dos erros experimentais o solvente seria provavelmente o tolueno 4) (0,40 ponto) Em uma experiência são necessários 43,7 gramas de álcool isopropílico. Quando estamos trabalhando com líquidos, muitas vezes ao invés de medirmos a massa deste optamos em medir o volume correspondente. Sabendo-se que a densidade do álcool isopropílico é 0,785 g/mL, qual o volume de álcool necessário para a realização da experiência (dê sua resposta com o número correto de algarismos significativos? Resposta: d = m/v então v = m/d = 43,7 g/0,785 g/mL = 55,7 mL (observe que a resposta possuí 3 algarismos significativos) 5) (0,40 ponto) O nitrogênio gasoso é o componente mais abundante no ar atmosférico. Uma amostra de nitrogênio, num balão de vidro, pesa 243 mg. Como se exprime esta massa na unidade fundamental de massa do Sistema Internacional (SI) ou seja, em quilogramas? Resposta: 1 mg = 10-3 g então 243 mg x (10-3 g/1 mg) = 2,43 x 10-1 g 1 Kg = 10 3 g então 2,43 x 10-1 g x (1 Kg/103 g) = 2,43 x 10-4 g 6) (0,40 ponto) Uma liga de estanho e chumbo é utilizada como solda em circuitos eletrônicos. Uma determinada liga tem um ponto de fusão de 224 0C. Qual é a sua temperatura de fusão em Fahrenheit? Resposta: pela relação: oF = 90F/50C x (0C) + 320F então: 90F/50C x (2240C) + 320F = 435 0F 7) (0,40 ponto) O hélio possuí o ponto de ebulição mais baixo dentre todos os elementos sendo este igual a - 452 0F. Converta esta temperatura para 0C. Resposta: pela relação: oC = (oF - 320F) x 50C/90F então (-452 0F - 320F) x 50C/90F = -269 0C 8) (0,40 ponto) O mercúrio é o único metal que existe no estado líquido à temperatura ambiente. Ele funde-se a -38,9 0C. Qual o valor do seu ponto de fusão na escala kelvin de temperatura? Resposta: pela relação: K = (0C + 273,150C) x (1K/10C) então -38,9 0C + 273,15 0C = 234,3 K 9) (0,40 ponto) O tetracloreto de carbono (CCl4) é um composto líquido e tem densidade igual a 1,58 g/cm3. Se você colocar um pedaço de garrafa plastica de refrigerante cuja densidade é igual a 1,37 g/cm3 e um pedaço de alumínio (d = 2,70 g/cm3) em CCl4, o plastico e o alumínio flutuarão ou irão afundar? Resposta: se a densidade do material for maior que a densidade do líquido então este material irá afundar. Se a densidade for menor então irá flutuar. Neste caso, o plástico irá flutuar e o pedaço de alumínio irá afundar. 10) (0,40 ponto) Uma nota de 1 real mede aproximadamente 14 cm de comprimento. O diâmetro de um átomo de cobre é de apenas 2,6 Ǻ. Quantos átomos de cobre podem ser enfileirados, lado a lado sobre o comprimento de uma nota de 1 real? Dado: 1Å = 10-10 m Resposta: 1 átomo de cobre ocupa 2,6 Ǻ. Primeiramente convertemos o comprimento da nota de 1 real para ângstron: 1Å = 10-10 m x = 0,14 m X = 1,4 x 109 Å 1 átomo --------- 2,6 Å y--------------------1,4 x 109 Å Y = 5,38 x 108 átomos 11) (0,40 ponto) Uma liga de estanho e chumbo é utilizada como solda em circuitos eletrônicos. Uma determinada liga tem um ponto de fusão de 224 0C. Qual é a sua temperatura de fusão em Fahrenheit? Resposta: pela relação: oF = 90F/50C x (0C) + 320F então: 90F/50C x (2240C) + 320F = 435 0F 12) (0,40 ponto) O mercúrio é o único metal que existe no estado líquido à temperatura ambiente. Ele funde-se a -38,9 0C. Qual o valor do seu ponto de fusão na escala kelvin de temperatura? Resposta: pela relação: K = (0C + 273,150C) x (1K/10C) então -38,9 0C + 273,15 0C = 234,3 K 13) (0,40 ponto) O tetracloreto de carbono (CCl4) é um composto líquido e tem densidade igual a 1,58 g/cm3. Se você colocar um pedaço de garrafa plastica de refrigerante cuja densidade é igual a 1,37 g/cm3 e um pedaço de alumínio (d = 2,70 g/cm3) em CCl4, o plastico e o alumínio flutuarão ou irão afundar? Resposta: se a densidade do material for maior que a densidade do líquido então este material irá afundar. Se a densidade for menor então irá flutuar. Neste caso, o plástico irá flutuar e o pedaço de alumínio irá afundar. 14) (0,40 ponto) Aquecem-se ao ar 2,53 gramas de mercúrio metálico obtendo-se 2,73 gramas de uma substância vermelha alaranjada. Imagine que esta transformação química é a reação entre o metal e o oxigênio do ar. mercúrio + oxigênioresíduo vermelho alaranjado a) Qual a massa de oxigênio que reage com o mercúrio? Resposta: Pela lei da conservação da massa: Massa de mercúrio + massa de oxigênio = massa do resíduo laranja avermelhado 2,53 g + massa de oxigênio = 2,73 g Massa de oxigênio = (2,73 - 2,53) gramas = 0,20 gramas b) Quando aquecemos o resíduo vermelho alaranjado, observamos que ocorre a sua decomposição, recuperando-se o mercúrio e recolhendo-se o oxigênio liberado na decomposição. Qual a massa de oxigênio recolhido? Resposta: Pela lei da conservação da massa: Massa de oxigênio recolhido com o resíduo vermelho é decomposto é igual a massa do oxigênio que reagiu com o mercúrio = 0,20 gramas 15) (0,40 pontos) Em relação ao processo histórico e científico de construção de um Modelo Atômico, descreva sucintamente a participação e contribuição de cada um dos filósofos/cientistas abaixo para a formulação de um modelo atômico. Nos casos em que foi proposto um modelo, faça uma descrição sucinta destes:: a) Democritus Atomismo Grego - primeiros passos da teoria atômica Demócrito afirma na sua teoria Atomística que o universo tem uma constituição elementar única que é o átomo, partícula invisível, indivisível, impenetrável e animada de movimento próprio. As vibrações dos átomos provocam todas as nossas sensações. Todas as coisas são constituídas por uma infinidade de partículas minúsculas, invisíveis, eternas, imutáveis e indivisíveis as quais denominou ÁTOMOS. A palavra átomo significa indivisível. Considerou que na natureza existia uma infinidade de átomos diferentes b) Roger Bacon Pioneiro na busca do conhecimento pela prática experimental. Crítico a respeito de algumas posições da filosofia aristoteliana, defendendo o papel prioritário da investigação científica. Foi o precursor do empirismo moderno. c) Willian Gilbert Eletrificação dos corpos Pesquisador dos campos do Magnetismo e eletricidade. Estudou a eletricidade estática usando âmbar (em grego ambar é chamado elektron), chamando então o fenômeno de “ efeito âmbar” para descrever um corpo eletrizado. Foi o primeiro a utilizar os termos elétrico, eletrizar, eletricidade e eletrização. d) Charles Coulomb Lei de Coulomb Experiência com balança de torção para determinar a força exercida entre duas cargas elétricas (Lei de Coulomb). Formulou as primeiras Leris quantitativas para fenômenos elétricos e magnéticos. O módulo da força entre duas cargas elétricas puntiformes(q1 e q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre eles. Esta força pode ser atrativa ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atrativa se as cargas tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal. e) Antoine Lavoisier Princípio Conservação da Massa Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Descobriu que a água é uma substância composta, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio: o H2O. Os estudos experimentais realizados por Lavoisier levaram-no a concluir que, numa reação química que se processe em um sistema fechado, a massa permanece constante, ou seja, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos: m(reagentes) = m(produtos) f) Joseph Proust Lei de Proust ou Lei das proporções definidas Proust realizou experimentos com substâncias puras e concluiu que independentemente do processo usado para obtê-las, a composição em massa dessas substâncias era constante. As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma proporção constante. Através de análises de inúmeras substâncias adquiridas por diferentes processos foi possível verificar que uma mesma substância tem sempre a mesma composição qualitativa e quantitativa. Por exemplo, qualquer amostra de água apresenta sempre 88,9 % de oxigênio e 11,1 % em massa de hidrogênio combinados na mesma proporção. g) John Dalton Teoria atômica da matéria Fundamentada na Lei de conservação da Massa e na Lei das Proporções Definidas criou os postulados: − A matéria é composta de partículas indivisíveis chamadas átomos − Todos os átomos de um dado elemento têm as mesmas propriedades (tamanho, forma e massa), as quais diferem das propriedades de todos os outros elementos. − Uma reação química consiste, simplesmente, num rearranjo de átomos de um conjunto de combinações para outro. Entretanto, os átomos individuais permanecem intactos. Explica a Lei das Proporções definidas proposta por Proust. Prediz a Lei das proporções múltiplas ( quando dois compostos diferentes são formados pelos mesmos dois elementos, as massas de um elemento que reagem com a massa fixa do outro, encontram-se numa proporção de pequenos números inteiros. h) Michael Faraday Leis da Eletrólise Primeira Lei de Faraday - Durante uma eletrólise, a massa de uma substância libertada em qualquer um dos eletrodos, assim como a massa da substância decomposta, é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que passa pela solução. Segunda Lei de Faraday - Quando uma mesma quantidade de eletricidade atravessa diversos eletrólitos, as massas das espécies químicas libertadas nos eletrodos, assim como as massas das espécies químicas decompostas, são diretamente proporcionais aos seus equivalentes químicos. Após o ano de 1834, a interpretação das leis da eletrólise de Michael Faraday permitiu que se concluísse que os átomos transportavam carga elétrica. Esta carga elétrica foi denominada por Stoney electron, nome grego dado ao âmbar amarelo; pois este, quando friccionado, tem a propriedade de atrair corpos leves, o que conduziu à descoberta de efeitos eletrostáticos. i) Joseph John Thomson Tubo de raios catódicos/Razão massa carga do elétron/Modelo atômico de Thomson Após os trabalhos de Faraday e Stoney foi grande a procura da carga elementar, isto é, da menor carga que poderia ser transportada na eletrólise. Em 1887 confirmou a existência do elétron utilizando um tubo de raios catódicos (tubo de Crookes) e determinou a relação entre a carga e a massa desta partícula. Thomson sugeriu que os elétrons estariam mergulhados em uma massa homogênea, como ameixas em um pudim (Plum Pudding). Esta proposta é conhecida como "Modelo Atômico de Thomson" o modelo de Thomson é conhecido como "modelo do pudim de passas" ou "bolo de ameixas". j) Robert Andrews Millikan Determinação da carga do elétron Trabalhou durante nove anos (1909-1917) na determinação da carga do elétron na sua célebre experiência da gota de óleo. k) Ernest Rutherford Núcleo atômico/Modelo Atômico de Rutherford Conduziu experiências para verificar se o modelo de átomo de J.J. Thomson era correto. Utilizou o espalhamento de partículas alfa (mostrou que o raio alfa era átomo de hélio sem elétron) em núcleos pesados. Desta experiência resultou para o átomo um modelo análogo ao do nosso sistema planetário. Experimento da lâmina de ouro - bombardeio de folha de ouro com partículas alfa obtendo: - A grande maioria dos raios alfa passou direto pela lâmina. (grande espaço vazio entre os átomos) - Pouquíssimos raios alfa foram refletidos pela lâmina. - Pouquíssimos raios alfa passaram pela lâmina sofrendo desvio. (o núcleo é positivamente carregado Concluiu que: − Há um grande espaço vazio entre os átomos. − Há uma região muito pequena e muito densa denominada de núcleo. − O núcleo é positivamente carregado. − A região vazia em torno do núcleo é denominada eletrosfera que seria onde os eletróns estão localizados Sugeriu um modelo atômico conhecido como modelo planetário do átomo ou átomo de rutherford. O átomo teria um núcleo positivo,que seria muito pequeno em relação ao todo mas teria grande massa e, ao redor deste, os elétrons descreveriam órbitas helicoidais em altas velocidades, para não serem atraídos e caírem sobre o núcleo. A eletrosfera, local onde se situam os elétrons - seria cerca de dez mil vezes maior do que o núcleo atômico, e entre eles haveria um espaço vazio. 16) (0,40 ponto) A combustão e o fogo sempre chamaram a atenção da humanidade. No final do século XVII pensava-se que deveria existir um princípio da inflamabilidade, que recebeu o nome de flogisto. Todo material combustível deveria ter uma boa quantidade de flogisto, que se desprendia com os gases de combustão. Depois de arder, nas cinzas já não existia flogisto. A teoria do flogisto foi desenvolvida por Stahl por volta de 1700. A partir de 1756 descobriram-se vários tipos de “ar”, derrubando-se assim o conceito de que o ar era um elemento. Dados os tipos de “ar” descobertos abaixo, identifique a quais substâncias correspondem hoje. a) Em 1756 Black descobre o ar fixado Resposta: CO2 b) Em 1766, Cavendish descobre um gás leve e inflamável que anteriormente havia sido confundido com o próprio flogisto e depois recebeu o nome de ar inflamável. Resposta: H2 c) Em 1772, Rutherford descobre o ar flogistado Resposta: N2 d) Em 1771 e 1774, Scheele e Priestley, independentemente, descobrem o ar deflogistado. Resposta: O2 17) (0,40 ponto) Qual o nome e o símbolo do nuclídeo que tem o núcleo com 42 prótons e 56 nêutrons? Resposta: número atômico = número de prótons = 42 massa nuclídica = número de prótons + número de nêutrons = 42 + 56 = 98 consultando uma tabela periódica identificamos o nuclídeo como sendo um nuclídeo do elemento Mo (Molibdenio) 18) (0,40 ponto) O elemento Mo (molibdenio) tem as seguintes massas isotópicas e abundâncias relativas de seus nuclídeos: Número de massa Massa isotópica (u) Abundância relativa 92 91,906809 0,1484 94 93,905086 0,0925 95 94,905841 0,1592 96 95,904678 0,1668 97 96,906020 0,0955 98 97.905406 0,2413 100 99,907476 0,0963 Qual a massa atômica (antiga massa atômica média) do elemento molibdenio? Forneça o número correto de algarismos significativos na sua resposta! Qual o número de massa do nuclídeo mais abundante? Quantos prótons, elétrons e nêutrons possuí este nuclídeo? Resposta: a massa atômica é a soma das contribuições relativas da massa de cada nuclídeo. = (91,906809 x 0,1484) + (93,905086 x 0,0925) + (94,905841 x 0,1592) + (95,904678 x 0,1668) + (96,906020 x 0,0955) + (97.905406 x 0,2413) + (99,907476 x 0,0963) = 13,64 u + 8,69 u + 15,11 u + 16,00 u + 9,25 u + 23,625 u + 9,62 u = 95,94 - mas só posso expressar com 3 algarismos significativos (regra soma) = 95,9 u O nuclídeo mais abundante é o de número de massa igual a 98 (soma de prótons e nêutrons). Como o número atômico do elemento molibdenio é 42 então este possui 42 prótons, 42 elétrons e (98 - 42 = 56 nêutrons). 19) (0,40 ponto) Indique a quantidade de átomos de cada elemento das seguintes substâncias: a) Al(NO3)3 Al = 1 átomo, N = 3 átomos e O = 9 átomos b) Mg(ClO3)2 Mg = 1 átomo, Cl = 2 átomos e O = 6 átomos c) Ca3(PO4)2 Ca = 3 átomos, P = 2 átomos e O = 8 átomos 20) (0,40 ponto) Responda para cada uma das afirmações abaixo se são afirmações falsas (F) ou verdadeiras(V) e, quando falsas, corrija a afirmação tornando-a verdadeira. a) “cada elemento é composto por partículas extremamente pequenas denominadas átomos” é um postulados da Teoria Atômica de Rutherford ( F ) Falso – este postulado é da Teoria Atômica de Dalton b) No início do Século XX J. J. Thomsom propôs um modelo atômico conhecido como “pudim de passas” (V) Verdadeiro c) “A maior parte da massa do átomo, e a totalidade da carga positiva, está concentrada numa região muito pequena, extremamente densa, a que denominou núcleo” – esta descrição corresponde ao Modelo Atômico proposto por Rutherford. (V) Verdadeiro d) Átomos de um certo elemento que tenham números diferentes de prótons são denominados isótopos ( F ) Falso – são números diferentes de nêutrons e) Na simbologia 126C o número sobrescrito é denominado número atômico e o subscrito denominado número de massa do átomo de carbono. ( F )Falso – inverso, o número sobrescrito é o número de massa e o subscrito o número atômico f) o Mol é definido como a quantidade de matéria que contém tantas partículas quantos forem os átomo presentes em exatamente 13g do isótopo de carbono 13C. ( F ) Falso – 12g do isótopo de carbono 12C. g) um átomo com número atômico 79 possuí 79 nêutrons ( F ) Falso – possuí 79 prótons e (considerar como resposta complementar 79 elétrons) h) Se um átomo de Mg pesa 24 u.m.a., 24g deste átomo consistem de 6,02 x 1023 átomos de Magnésio Considerar ambas as respostas: (V) Verdadeiro - se o aluno considerou o uso de u.m.a correto (embora recomende-se o uso de u) (F) Falso - se o aluno considerou que atualmente deve-se usar u e não u.m.a 21) (0,40 ponto) “Um aluno do curso de Licenciatura em Química da UENF procedeu aos cálculos estequiométricos da reação de combustão de 2 moles de octano (C8H18) e constatou serem necessários 30 moles de oxigênio (O2) para formar 16 moles de CO2, 18 moles de H2O e 3 moles de NH3”. Este aluno estava certo? Caso necessário corrija TODOS os erros encontrados na frase acima, substituindo, modificando ou retirando termos que tornam a frase e/ou as relações estequiométricas erradas. Resposta: “Um aluno do curso de Licenciatura em Química da UENF procedeu aos cálculos estequiométricos da reação de combustão de 2 mols (ou mol se estiver usando o símbolo) de octano (C8H18) e constatou serem necessários 25 mols (ou mol se estiver usando o símbolo) de oxigênio (O2) para formar 16 mols (ou mol se estiver usando o símbolo) de CO2 e 18 mols (ou mol se estiver usando o símbolo) de H2O e 3 moles de NH3”. 22) (0,40 ponto) Qual o termo correto Quantidade de Matéria ou Quantidade de Substância. Justifique sua resposta. Em que casos a palavra mol pode ser utilizada no plural e qual é o seu plural correto? Conforme artigos indicados para leitura, de acordo com a Regulamentação Metrológica baixada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - CONMETRO, o termo correto para o nome da grandeza é Quantidade de Matéria. Esta mesma regulamentação prevê que o plural de mol é mols. A palavra mols deve ser utilizada no plural em linguagem falada quando nos referimos ao plural: Ex. 1 grama de queijo - 1 mol de nitrogênio 10 gramas de queijo - 10 mols de nitrogênio (palavra e não símbolo) Na linguagem escrita podemos usar no plural quando palavra ou singular quando símbolo 1 grama de queijo - 1 mol de nitrogênio (palavra) 1 g de queijo - 1 mol de nitrogênio (símbolo) 10 gramas de queijo - 10 mols de nitrogênio (palavra) 10 g de queijo - 10 mol de nitrogênio (símbolo) 23) (0,40 ponto) Faça uma crítica ao Modelo Atômico de Rutherford ressaltando os pontos que levaram este modelo a ser abandonado. Resposta: A falha do modelo de Rutherford é consequência da aplicação de Leis e Princípios da Física Clássica (como eletromagnetismo e princípios de conservação da energia) que invalidam o modelo: Toda partícula com carga elétrica submetida a uma aceleração origina a emissão de energia sob a forma de radiação eletromagnética. O elétron em seu movimento orbital está submetido a uma aceleração centrípeta e, portanto, emitirá energia. Essa emissão, pelo princípio da conservação de energia faria com que o elétron perdesse energia, caindo progressivamente sobre o núcleo,fato que não ocorre na prática. Esta falha foi corrigida pelo Modelo Atômico de Bohr. 24) (0,40 ponto) Poderíamos esperar que a massa de deutério, (2H ou D), fosse a soma das massas das partículas que o constituem (1 próton, 1 elétron e um nêutron). Os experimentos demonstram porém que esta massa do deutério é 2,01355 u. a) Calcule o valor da diferença de massa utilizando a massa esperada em função das massas dos prótons, nêutrons e elétrons que constituem 1 átomo de deutério em comparação a massa obtida experimentalmente. Resposta: massa prevista = massa do próton + massa nêutron + massa elétron massa prevista = 1,007276 u + 1,00865 u + 0,0005485799 u = 2,015941 u diferença de massa = massa real - massa prevista = 2,01355 u - 2,015941 = - 0,00239 u b) Utilizando a relação desenvolvida por Einstein (E = mc2), o valor de 1u = 1,661 x 10-24 g e a velocidade da luz no vácuo = 3 x 108 m/s, calcule o valor da energia (em joules) que equivale a esta diferença de massa quando ocorre a formação de 1 átomo de deutério.(utilize a relação 1 Joule = 1 Kg.m2/s2). Resposta: Pela relação E = mc2 temos E = 0,00239 u x 1,661 x 10-24 g/u x (3 x 108)2 (m/s)2 E = 3,573 x 10-10 g.m2/s2 como 1 Kg = 1000 g então E = 3,573 x 10-10 gm2/s2 x (1Kg/1000g) = 3,573 x 10-13 Kg.m2/s2 ou J para 1 átomo de deutério. c) Sabendo-se que a capacidade calorífica específica da água (quantidade de energia necessária para elevar 1 grama de água em 1 oC) é de 4,184 J/g0C. Calcule a quantidade de água que poderia ser aquecida de 250C para 260C com a energia equivalente a diferença de massa observada na formação de 1 mol (2 gramas) de deutério. ci) Resposta: formação de 1 átomo de deutério.................3,573 x 10-13 J 6,02 x 2023 átomos-----------------------------x = 2,151 x 1011 J 4,184 J------------------------1 g água em 1 0C 2,151 x 1011 J-------------------------Y = 5,14 x 1010 gramas = 5,14 x 107 Kg 1 tonelada-----------------------1000 Kg Z--------------------------------5,14 x 107 Kg Z = 51.400 toneladas de água. Obs. Considerar os arredondamentos que forem adequados e, caso o aluno utilize os valores das massas das partículas com até 5 algarismos significativos refazer os cálculos para conferir e considerar as respostas correspondentes. 25) (0,40 ponto) Assinale Falso (F) ou Verdadeiro (V) ( F ) Um elemento pode em uma substância mais simples ( V ) A água é classificada como um composto e também como uma molécula ( V ) Ar, Sangue e água do mar são classificados como misturas ( V ) Um composto é uma substância formada por 2 ou m ais tipos de átomos combinados quimicamente. ( F ) Um composto pode ser facilmente separado formando os respectivos elementos QUESTÕES Experimento da lâmina de ouro - bombardeio de folha de ouro com partículas alfa obtendo: - A grande maioria dos raios alfa passou direto pela lâmina. (grande espaço vazio entre os átomos) - Pouquíssimos raios alfa foram refletidos pela lâmina. - Pouquíssimos raios alfa passaram pela lâmina sofrendo desvio. (o núcleo é positivamente carregado
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