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1 Grandezas da Química I – conceito de massa atômica Aula 01 1B Química Medida relativa Para se efetuar uma medida relativa, o primeiro passo é a escolha de um “padrão”. As medidas serão feitas em relação ao padrão, daí o nome medidas re- lativas. Em seguida, a partir do padrão, determinamos a unidade. Uma vez escolhido o padrão e, por meio dele, de- terminada a unidade, será possível estabelecer a massa relativa de um átomo ou de qualquer objeto. O padrão: a partir de 1961, convencionou-se (IUPAC) adotar como padrão o isótopo mais comum do elemen- to carbono ( 6 12 C), ao qual foi atribuída a massa atômica igual a 12,00000 unidades. Podemos representá-lo da seguinte maneira: 6 12 12 12 00000C MA uC� � , A unidade: para chegarmos à unidade, basta dividir- mos o padrão em 12 partes iguais. Assim: dividindo em 12 partes iguais 1 átomo de C-12 (Padrão) (Massa atômica fixada em 12 unidades) = 1 u (unidade de massa atômica) do C-121 12 Unidade de massa atômica (u): é igual a 1/12 da massa do átomo de C-12. Massas atômicas Massa atômica (MA): é a massa de um átomo ex- pressa em u. Exemplos: MAMg = 24 u, MAO = 16 u, MAHe = 4 u, MAC = 12 u Interpretando valores de massas atômicas MAO = 16 u • Um átomo de oxigênio tem massa igual a 16 u. • Um átomo de oxigênio tem massa 16 vezes maior que 1/12 da massa do átomo de C -12. Cuidado 1 u 1 g. Na realidade, 1 u ≅ 1,66 . 10– 24 g Conclusões O padrão escolhido para determinação de massas atômicas é o isótopo mais comum do ele- mento carbono. Seu número de massa (A) é igual a 12, e o valor de sua massa atômica foi arbitraria- mente adotado como 12,00000 u. A unidade para que se determinem valores de massas atômicas corresponde a 1/12 da massa do padrão. A partir de agora, pesar um átomo significa compará-lo com 1/12 da massa do átomo de C -12. Observação: Tanto a escolha do padrão quanto a escolha da unidade são totalmente arbitrárias. 2 Extensivo Terceirão MAMg = 24 u • Um átomo de magnésio tem massa igual a 24 u. • Um átomo de magnésio tem massa 24 vezes maior que 1/12 da massa do átomo de C -12. • Um átomo de magnésio tem massa 2 vezes maior que a massa de um átomo de C -12. Comparando valores de massas atômicas MAO = 16 u e MAHe = 4 u • Um átomo de oxigênio tem massa 4 vezes maior que a massa de um átomo de hélio. Conclusão Massa atômica é o número que indica quantas vezes a massa de um átomo de um certo elemento é maior que 1/12 da massa de um átomo de C -12. Massa atômica de um elemento Quando um elemento é formado por vários isótopos, sua massa atômica é a média ponderada das massas atômicas de seus isótopos. Exemplo: O elemento cloro 35 37 C C � � � � � �� ℓ ℓ 25% de ocorrência 75% de ocorrência MA uC � � 35 37 35 5 75 25 100 ,ℓ Interpretando o valor da massa atômica de um elemento Cada átomo pertencente ao elemento cloro pesa, em média, 35,5 vezes mais que 1/12 da massa de um átomo de C -12. Observação: Como a grande maioria dos elementos quí- micos é constituída de dois ou mais isótopos, os valores das massas atômicas de tais elementos correspondem a uma média ponderada das massas atômicas de seus isótopos. Massa molecular Massa molecular (MM): corresponde à massa de uma molécula de uma determinada substância, expres- sa em u. Em termos numéricos, a massa molecular é igual à soma das massas atômicas de todos os átomos presen- tes na molécula dessa substância. Exemplo: Cálculo da massa molecular do ácido sulfúrico (H2SO4). Dados: MAH = 1 u, MAO = 16 u, MAS = 32 u MMH2SO4 = 2(1) + 1(32) + 4(16) = 98 u Portanto, MMH2SO4 = 98 u Interpretando valores de massas moleculares • Uma molécula de ácido sulfúrico tem massa igual a 98 u. • Uma molécula de ácido sulfúrico tem massa 98 vezes maior que 1/12 da massa de um átomo de C−12. Comparando valores de massas moleculares MMH2O = 18 u; MMHNO3 = 63 u • Uma molécula de HNO3 tem massa 3,5 vezes maior que a massa de uma molécula de H2O. HNO3/ H2O = 63 u/18 u = 3,5 Alguns autores utilizam a expressão Massa Fórmula (MF) para se referir à massa do conjunto de íons que aparece na formula usada para representar o composto iônico. Exemplos: MA (u) {k = 39; Cl = 35,5; Aℓ = 27; O = 16 1.o MFKCℓ = 39 + 35,5 = 74,5u KCℓ ou K+Cl– Cloreto de Potássio 2.o MFAℓ2O3 = 2(27) + 3(16) = 102u Aℓ2O3 ou Al 3+ 2 O 2– 3 Óxido de Alumínio Aula 01 3Química 1B Testes Assimilação 01.01. Quando seguramos, em uma de nossas mãos, uma latinha de refrigerante zero caloria e, na outra mão, uma latinha da versão açucarada, é possível no- tar que, no conjunto, a latinha de refrigerante versão açucarada é ligeiramente mais pesada que a latinha de refrigerante zero caloria. Isso ocorre, essencialmente, pela presença de açúcar na versão açucarada, que faz com que esse refrigerante seja um pouco mais denso que o refrigerante zero caloria. Sabendo que o açúcar utilizado na versão açucarada é a sacarose (C12H22O11), Qual é o valor da massa molecular desse composto? Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc36_3/11-EEQ-05-13.pdf>. Dados: M.A. C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u. a) 342 u. b) 342 g c) 182 u d) 182 g e) 180 u 01.02. Calda Bordalesa é das formulações mais antigas utilizadas na agricultura. Foi descoberta há mais de 100 anos, na França, na região de Bordeaux, que empresta seu nome à calda. É um tradicional fungicida agrícola, obtido na mistura de sulfato de cobre (CuSO4), cal virgem (CaO) e água. Tem eficiência comprovada sobre diversas doenças fúngicas e alguma ação contra bactérias. Disponível em: <http://www.cpra.pr.gov.br/arquivos/File/fcaldabord.pdf>. Dados: M.A. Cu = 63,5 u; S = 32 u; O = 16 u; Ca = 40 u. Conforme os dados fornecidos encontre as massas do (CuSO4) e (CaO), respectivamente, em u. a) 111,5 e 56. b) 150 e 40. c) 56 e 159,5. d) 159,5 e 56. e) 159,5 e 36. 01.03. Assinale a opção que apresenta as massas molecula- res dos seguintes compostos: C6H12O6; Ca3(PO4)2 e Ca(OH)2, respectivamente: Dados: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u; Ca = 40 u; P = 31 u. a) 180, 310 e 78. b) 150, 340 e 73. c) 180, 150 e 74. d) 200, 214 e 58. e) 180, 310 e 74. 01.04. (UFG – GO) – Em uma molécula de glicose (C6H12O6), a razão entre a quantidade em massa de carbono e a massa molecular é: Dados: M.A.C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u. a) 1 4 b) 1 3 c) 2 5 d) 3 5 e) 2 3 Aperfeiçoamento 01.05. (UEG – GO) – Um composto Al2(XO4)3 apresenta uma “massa molecular” igual a 342 u. Determine a massa atômica do elemento “X”. Dados: O = 16 u.; Al = 27 u. a) 8 u. b) 16 u. c) 32 u. d) 48 u. e) 96 u. 01.06. (UFPB) – A massa de três átomos do isótopo 12 do carbono é igual à massa de dois átomos de um certo ele- mento X. Pode-se dizer, então, que a massa atômica de X, em unidades de massa atômica, é: Dado: massa atômica do carbono = 12 u. a) 12. b) 36. c) 3. d) 18. e) 24. 4 Extensivo Terceirão 01.07. (IFMT) – O primeiro transplante cardíaco (TC) completou 50 anos em 3 de dezembro de 2017. Ele foi realizado por Christian Barnard, na África do Sul. Seis meses depois, Euryclides Zerbini realizou o primeiro TC no Brasil. Apesar de uma euforia inicial, os resulta- dos foram insatisfatórios, com elevada mortalidade. No final dos anos 1970, com o surgimento da ciclosporina, medicamento que possibilitava um melhor controle da rejeição, ocorreu um grande desenvolvimento na realização dos transplantes em geral, inclusive do TC. Mangini, S. et al. Transplante cardíaco: revisão. Einstein, v.13, n.2, p. 310-8, 2015. A fórmula molecular da ciclosporina é C62H111N11O12. Pode-se afirmar que a massa molecular da ciclosporina é: Dados: C: 12u; H: 1u; N: 14u; O: 16u a) 1.201 gramas/mol. b) 1.201 u. c) 196 u. d) 43 gramas/mol. e) 43 mol. 01.08. (UFRGS) – O elemento bromo apresenta massa atômica 79,9. Supondo que os isótopos 79Br e 81Br tenham massas atômicas, em unidades de massa atômica, exatamen- te iguais aos seus respectivosnúmeros de massa, qual será a abundância relativa de cada um dos isótopos? a) 75% 79Br e 25% 81Br. b) 55% 79Br e 45% 81Br. c) 50% 79Br e 50% 81Br. d) 45% 79Br e 55% 81Br. e) 25% 79Br e 75% 81Br. 01.09. (PUC – RJ) – Oxigênio é um elemento químico que se encontra na natureza sob a forma de três isótopos estáveis: oxigênio 16 (ocorrência de 99%); oxigênio 17 (ocorrência de 0,60%) e oxigênio 18 (ocorrência de 0,40%). A massa atômica do elemento oxigênio, levando em conta a ocorrência natural dos seus isótopos, é igual a: a) 15,84 b) 15,942 c) 16,014 d) 16,116 e) 16,188 01.10. (UFG – GO) – Uma amostra de um elemento E tem isótopos AE e BE com abundâncias 75% e 25%, respectiva- mente. Considerando-se que a massa atômica do isótopo AE é 34,97 e que a massa atômica média do elemento E, nessa amostra, é 35,47, o número de massa B é: a) 35 c) 37 e) 39 b) 36 d) 38 Aprofundamento 01.11. (UEPB) – A Organização das Nações Unidas (ONU) instituiu 2011 como o Ano Internacional da Química, para conscientizar o público sobre as contribuições dessa ciência ao bem-estar da humanidade, coincidindo com o centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie. O prêmio recebido pela pesquisadora polaca teve como finalidade homenageá-la pela descoberta dos elementos químicos Polônio (Po) e Rádio (Ra). Na verdade, este foi o segundo prêmio Nobel recebido, sendo o primeiro em Física, em 1903, pelas descobertas no campo da radioatividade. Marie Curie, assim, se tornou a primeira pessoa a receber dois prêmios Nobel. Como outra homenagem, desta vez post mortem, os restos mortais de Marie Curie foram trans- ladados em 1995 para o Panteão de Paris, local onde estão as maiores personalidades da França, em todos os tempos. Além disso, o elemento de número atômico 96 recebeu o nome Cúrio (Cm) em homenagem ao casal Curie, Marie e seu marido Pierre. O Brasil, querendo assumir uma projeção no cenário diplomático internacional, juntamente com a Turquia, fez um acordo com o Irã sobre o enriquecimento de Urânio. De fato, o processo de enriquecimento de Urânio significa aumentar o teor do Urânio-235, utilizado em fissão nuclear. Sabendo que as proporções dos isótopos naturais do Urânio são: 99,27 % de Urânio-238, 0,72 % de Urânio-235 e 0,0055 % de Urânio-234, qual a Massa atômica do Urânio enriquecido se as quantidades forem 70 % de Urânio-238 e 30 % de Urânio-235? a) 237,1 g. b) 238,03 g. c) 237,1 u. d) 238,03 u. e) 236,5 u. Aula 01 5Química 1B 01.12. Considere as informações sobre os isótopos do Ferro contidas na tabela abaixo. ISÓTOPO ABUNDÂNCIA (%) 54 Fe 5,845 56 Fe 91,754 57 Fe 2,119 58 Fe 0,282 Com relação às informações listadas na tabela acima, encontre a massa atômica do ferro a ser representada na tabela periódica. 01.13. Consultando a tabela periódica verificamos que a massa atômica do oxigênio é 16 u. Com base nas informações fornecidas e nos conceitos químicos, analise as afirmações a seguir. Dados: Massa Atômica: C = 12 u; Br = 80 u I. A massa de um átomo de oxigênio é 16 g. II. A razão entre as massas de um átomo de oxigênio e um átomo de carbono é 16. III. A massa de um átomo de oxigênio é aproximadamente 2,656 x 10-23 gramas. IV. A razão entre as massas de um átomo de bromo e um átomo de oxigênio é 5. Todas as afirmações corretas estão em: a) I - II – III. c) II – III. e) I - II – III – IV. b) III – IV. d) II - III – IV. 01.14. (UERJ) – Em 1815, o médico inglês William Prout formulou a hipótese de que as massas atômicas de todos os elementos químicos corresponderiam a um múltiplo inteiro da massa atômica do hidrogênio. Já está comprovado, porém, que o cloro possui apenas dois isótopos e que sua massa atômica é fracionária. Os isótopos do cloro, de massas atômicas 35 e 37, estão pre- sentes na natureza, respectivamente, nas porcentagens de: a) 55% e 45% c) 75% e 25% b) 65% e 35% d) 85% e 15% 01.15. O magnésio é composto por três isótopos naturais cujos valores aproximados de suas massas atômicas e as respectivas abundâncias isotópicas são indicados na tabela. Dado: consulte a tabela periódica. ISÓTOPOS ABUNDÂNCIA (%) 24Mg X 25Mg 10 26Mg y O valor de x na tabela pode ser corretamente substituído por a) 80. b) 70. c) 65. d) 45. e) 25. 01.16. Sais Hidratados são sais que possuem molé- culas de água integradas ao seu arranjo cristalino. As moléculas de água se encontram em uma proporção determinada em relação á fórmula do sal. A essa proporção damos o nome de grau de hidratação. Na fórmula de um sal hidratado, deve vir indicado o grau de hidratação, ou seja, o número de moléculas de água associadas com cada substância de soluto. Disponível em: <www.ctec.ufal.br/professor/ccr/BME/1%C2%AA%20 Avalia%C3%A7%C3%A3o/Aula%205%20%20BME.pdf>. Para a determinação do número de moléculas de água do sal MgSO4 . x H2O, foi realizado o aquecimento da substância em um forno e a massa perdida de água foi igual a 108 u. De acordo com o enunciado, encontre a fórmula química do sal hidratado e a massa da substância em u. Dados: Consulte a tabela periódica. 6 Extensivo Terceirão 01.17. (IFSC) – O método mais moderno e preciso para determinar as massas atômicas é o do espectrômetro de massa. É um aparelho onde os átomos são ionizados, ace- lerados e desviados por um campo eletromagnético. Pelo maior ou menor desvio, pode-se calcular a massa atômica de isótopo por isótopo. Com esse aparelho, obtemos massas atômicas com precisão de até cinco casas decimais, além da abundância de cada isótopo na natureza. FONTE: FELTRE, Ricardo. Química Geral. São Paulo: Moderna, 2004. O magnésio é um elemento de origem mineral encontrado, em boa quantidade, nas sementes, nos frutos secos e nas leguminosas, desempenhando importante papel no controle do metabolismo biológico. Há três isótopos do magnésio na natureza: o isótopo de massa atômica 23,98u e abundância 79%, o isótopo de massa atômica 24,98u e abundância 10% e o isótopo de abundância 11%. Sabendo que a massa atômica do magnésio obtida a partir da média ponderal é 24,30u, a massa do isótopo, cuja abundância é 11% é de: a) 26,98. c) 22,68. e) 21,28. b) 25,98. d) 27,98. 01.18. (UEM – PR) – Assinale a(s) alternativa(s) que apresenta(m) uma correta descrição de medidas de quan- tidade de átomos, íons e moléculas. 01) A massa atômica de um elemento químico é a massa ponderal média de seus átomos (isótopos). 02) A massa molecular da água é 18 u, enquanto a massa molecular da água deuterada é 20 u. 04) A massa atômica do sódio (Na) é 23 u, enquanto a mas- sa atômica do íon sódio (Na+) é 22 u. 08) A massa atômica não arredondada de um átomo não é exatamente igual ao seu número de massa, porque as massas dos prótons e nêutrons não são exatamente 1u e porque existe uma pequena contribuição da massa dos elétrons. Desafio 01.19. A tabela a seguir apresenta as massas atômicas e abun- dâncias (valores arredondados) na natureza dos isótopos dos elementos químicos carbono e cloro. De acordo com seus co- nhecimentos em química, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). ELEMENTOS MASSA ATÔMICA ABUNDÂNCIA 12C 12u 99% 13C 13,003u 1% 35Cℓ 34,969 u 75% 37Cℓ 36,966o u 25% 01) A massa do elemento cloro encontrado em tabelas pe- riódicas é obtida a partir do cálculo da média simples entre valores de massa de seus isótopos. 02) A massa molecular de uma única molécula de tetracloreto de carbono (CCℓ4) pode variar entre 151,876 u e 160,864 u. 04) Uma única molécula de tetracloreto de carbono (CCℓ4) pode apresentar dez valores diferentes de massa molecular. 08) A massa do 12C é 12u por definição, enquanto que a massa de todos os outros átomos e seus isótopos é re- lativa a 1/12 do 12C. 01.20. (FUVEST – SP) – Na natureza, existem os seguintes isótopos: 79Br e 81Br, cada um com a probabilidade de ocor- rência de 50%, e 35Cℓ e 37Cℓ, com probabilidades de 75% e 25%, respectivamente. Um instrumento chamado espectrô- metro de massas pode serutilizado para analisar moléculas constituídas por diferentes combinações desses isótopos. Nessa análise, formam-se os chamados íons moleculares, pela perda de um elétron de cada uma dessas moléculas. O resultado é um gráfico, chamado espectro de massas, onde esses íons moleculares são registrados na forma de linhas, em ordem crescente de massa molecular. A intensidade de cada linha, correspondendo a uma mesma massa, depende da probabilidade de ocorrência de cada combinação isotópica no íon formado. Assim, por exemplo, para o composto BrCℓ, foram obtidos os seguintes resultados: cátions-radicais massa molecular intensida- de relativa 79Br35Cℓ+ 114 3 79Br37Cℓ+ 116 4 81Br35Cℓ+ 116 81Br37Cℓ+ 118 1 114 116 118Massa molecular 5 4 3 2 1 In te ns id ad e re la tiv a Aula 01 7Química 1B Note e adote: Considere que, na natureza, tanto a porcentagem de 12C como a de 19F é 100%. O halon-1211 é um gás cuja fórmula molecular é CBrCℓF2. Quando esse gás foi analisado em um espectrômetro de massas, formaram-se íons moleculares. a) Mostre a fórmula molecular do íon molecular de maior massa, especificando os isótopos de Br e Cℓ presentes. b) Mostre as fórmulas moleculares, especificando os isótopos de Br e Cℓ presentes, para todos os íons de massa molecular 166 formados. c) Baseando-se somente nas informações apresentadas, mostre, no gráfico abaixo, como poderia ser o espectro obtido para a análise do halon-1211. Massa molecular 5 4 3 2 1 In te ns id ad e re la tiv a 01.01. a 01.02. d 01.03. e 01.04. c 01.05. c 01.06. d 01.07. b 01.08. b 01.09. c 01.10. c 01.11. c 01.12. a massa atômica = 55,90 u Gabarito 01.13. b 01.14. c 01.15. a 01.16. A fórmula do sal hidratado MgSO4 . 6 H2O e sua massa 228 u. 01.17. b 01.18. 11 (01 + 02 + 08) 01.19. 14 (02 + 04 + 08) 01.20. a) 12C 81Br 37Cl 19F2 + b) 12C 79Br 37Cl 19F2 + e 12C 81Br 35Cl 19F2 + c) o espectro obtido para a análise do ha- lon-1211 poderia ser representado por: Massa molecular 5 4 3 2 1 In te ns id ad e re la tiv a 164 166 168 Aula 02 8 Extensivo Terceirão Química 1B Mol e massa molar Constante de Avogadro (NA) Elemento MassaAtômica (MA) Significado C 12 u 12 u é a massa de 1 átomo de C Mg 24 u 24 u é a massa de 1 átomo de Mg Fe 56 u 56 u é a massa de 1 átomo de Fe Elemento Massa Significado C 12 g 12 g é a massa de 6,02 ∙ 1023 átomos de C Mg 24 g 24 g é a massa de 6,02 ∙ 1023 átomos de Mg Fe 56 g 56 g é a massa de 6,02 ∙ 1023 átomos de Fe Mol Assim, 0,012 kg de C = 12 g de C = 6,02 ∙ 1023 átomos de C = número de Avogadro de átomos de C = 1 mol de Carbono. Exemplos: • Dado: MA do Aℓ = 27 u 1 mol de átomos de Aℓ = 6,02 ∙ 1023 átomos = núme- ro de Avogadro de átomos = 27 g de Aℓ • Dado: MM da H2O = 18 u 1 mol de moléculas de H2O = 6,02 ∙ 10 23 moléculas = número de Avogadro de moléculas = 18 g de H2O • Dado: MF do NaCℓ = 58,5 u 1 mol de fórmulas de NaCℓ = 6,02 ∙ 1023 fórmulas = número de Avogadro de fórmulas = 58,5 g de NaCℓ • Dado: Massa do íon NO 3 = 62 u 1 mol de íons NO 3 = 6,02 ∙ 10 23 íons = número de Avogadro de íons = 62 g de íons NO 3 © W ik ip éd ia C om m on s/C . Se nti er Amedeo Avogadro 1 1 6 02 10 23 g u x g x u � � , o valor 6,02 ∙ 1023 foi denominado mol ou constante de Avogadro. Constante de Avoga- dro (NA): é o número de entidades (6,02 ∙ 1023), por unidade de quanti- dade de matéria (quanti- dade de mols). Observe a relação abaixo: Conclusões • O valor numérico da massa atômica, expresso em u, corresponde à massa de um único áto- mo do elemento. • O valor numérico da massa atômica, expres- so em g (gramas), corresponde à massa de 6,02 ∙ 1023 (constante de Avogadro) átomos do elemento. Observação: Ao se utilizar o mol, as entidades elementares devem ser especificadas. Tais entidades podem ser átomos, moléculas, fórmulas, íons, elétrons, outras partículas ou grupamentos especificados de tais partículas. O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 kg de 12C. Aula 2 9Química 1B • N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 1 molécula 3 moléculas 2 moléculas 6 ∙ 1023 3 ∙ (6 ∙ 1023) 2 ∙ (6 ∙ 1023) moléc. moléc. moléc. 1 mol. 3 mol. 2 mol. Massa molar (M) A ilustração mostra um mol de cada uma das seguintes substâncias: açúcar, sal, água, alumínio e carbono. 27 g de alumínio 12 g de carbono/grafite342 g de açúcar 58,5 g de sal 18 mL de água n → Quantidade de matéria (Quantidade de mols) n m M massa g Massa molar g mol n m M mol ( ) ( / ) Exemplos: • Determine a massa molar do Na, cuja MA = 23 u 1 mol de Na = número de Avogadro de átomos = 6,02 ∙ 1023 átomos = 23 g de Na Assim: MNa = 23 g/mol • Determine a massa molar do H2SO4, cuja MM = 98 u 1 mol de H2SO4 = número de Avogadro de moléculas = 6,02 ∙ 1023 moléculas = 98 g de H2SO4 Assim: MH SO2 4 = 98 g/mol A constante de Avogadro (NA) tem seu valor igual a 6,02 ∙ 1023 mol–1. • Determine a massa molar do NO 3 Dado: Massa do íon NO 3 = 62 u 1 mol de íons = 6,02 ∙ 1023 íons = número de Avogadro de íons = 62 g de íons NO 3 Assim: M NO3 = 62 g/mol Exemplo: Qual a quantidade de matéria (de mols) em 180 g de água (H2O)? Dado: MH O2 = 18 g/mol Resolução: n m M g g mol molH O2 180 18 10 / Outra maneira de resolver: M g mol g mol g nH O2 18 18 1 180 � � � � � / ? = x10 n = 10 mol x10 Observação: Observe que a proporção em número de moléculas é igual à proporção em quantidade de mols. É a massa correspondente a 1 mol de uma de- terminada entidade (átomos, moléculas, fórmulas, íons, elétrons, outras partículas ou grupamentos especificados de tais partículas) expressa em g/mol ou g ∙ mol–1 10 Extensivo Terceirão Testes Assimilação 02.01. (UFPR) – Em momentos de estresse, as glândulas suprarrenais secretam o hormônio adrenalina, que, a partir da aceleração dos batimentos cardíacos, do aumento da pressão arterial e da contração ou relaxamento de músculos, prepara o organismo para a fuga ou para a defesa. HO HO OH H N CH3 Adrenalina Dados: M ( g . mol-1): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. Qual é o valor da massa molar (em g . mol-1) desse composto? a) 169. c) 177. e) 187. b) 174. d) 183. 02.02. (PUCCAMP – SP) – O consumo excessivo de sal pode acarretar o aumento da pressão das artérias, também cha- mada de hipertensão. Para evitar esse problema, o Ministério da Saúde recomenda o consumo diário máximo de 5g de sal (1,7g de sódio). Uma pessoa que consome a quantidade de sal máxima recomendada está ingerindo um número de íons sódio igual a: Dados: Massa molar do Na = 23,0 g/mol.; Constante de Avogadro: 6,0 x 1023mol-1. a) 1,0 × 1021 c) 3,8 × 1022 e) 6,0 × 1023 b) 2,4 × 1021 d) 4,4 × 1022 02.03. (PUC – PR) – Em janeiro de 2018 a revista da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) está re- comendando uma nova definição de mol baseada em um número específico de entidades elementares: Note e Adote: massa do papel escrito igual a 4,68 mg; composição do lápis carbono puro. a) 2,31 × 1020 átomos. b) 2,35 × 1020 átomos. c) 4,01 × 1018 átomos. d) 4,01 × 1021 átomos. e) 4,82 × 1019 átomos. 02.04. Originalmente os chás são provenientes da Camellia sinensis, um arbusto nativo da China que se reproduz em zonas de alta umidade e de temperaturas amenas. É relevante ressaltar que um só tipo de planta, a Camellia sinensis, apresenta uma complexidade em sua composição química (polifenóis, alcaloides, minerais etc.), o que confere uma variedade de sabores e aromas dependendo das condições de cultivo, coleta, preparo e acondicionamento das folhas. Uma característica impor- tante dos chás provenientes da Camellia sinensis é que todos apresentam cafeína em sua composição química. A cafeína, que pertence à classe dos alcaloides, e é consi- derada um estimulante da atividade cardiovascular e da circulação sanguínea, possui efeito sobre a função mental e comportamental,produz excitação, euforia, redução da sensação de fadiga, aumento da atividade motora, além de poder afetar na qualidade do sono. A estrutura da cafeína está representada a seguir. BRAIBANTE, M. E. F.; SILVA, D.; BRAIBANTE, H. T. S.; PAZINATO, M. S. A Química dos Chás. Química nova na escola, Vol. 36, N° 3, p. 168-175, agosto 2014. Dados: M ( g . mol-1): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. N N N N CH3 CH3 OH3C O Cafeína De acordo com o enunciado, encontre o valor da massa molar desse composto. a) 169 g/mol. b) 174 g/mol. c) 177 g/mol. d) 183 g/mol. e) 194 g/mol. “O mol, símbolo mol, é a unidade do SI da quan- tidade de substância. Um mol contém exatamen- te 6,022140 × 1023 entidades elementares. Este número é o valor numérico fixo da constante de Avogadro, NA, quando expresso em mol -1, e é chamado de número de Avogadro.” No entanto, um professor a fim de adequar um grupo de estudantes de química às novas recomendações, solicitou que os mesmos anotassem, todos com o mesmo lápis, em uma folha de papel o seguinte exposto: Pontifícia Univer- sidade Católica do Paraná. Sabendo que a massa do papel limpo era de 4,60 mg, determinada previamente, marque a alternativa CORRETA com o número de átomos de carbono encontrados pelos alunos no exposto. Aula 2 11Química 1B Aperfeiçoamento 02.05. (CEFET – MG) – Atletas de levantamento de peso passam pó de magnésio (carbonato de magnésio (MgCO3)) em suas mãos para evitar que o suor atrapalhe sua perfor- mance ou, até mesmo, cause acidentes. Suponha que, em uma academia especializada, o conjunto de atletas utilize 168,8g de pó de magnésio por dia. A massa mais aproximada de Mg, em kg, associada à compra de pó de magnésio, para 30 dias de uso, é: Dados: consulte a tabela períodica. a) 0,05 b) 0,21 c) 1,46 d) 2,92 02.06. (FPP – PR) – No dia 21/02/2019 algumas cidades do estado do Paraná, dentre elas Curitiba, foram prejudicadas devido às fortes chuvas que atingiram a mesma. As chuvas causaram enormes transtornos, pois foram registrados, de acordo com algumas estações meteorológicas, 109 milí- metros de chuva na cidade de Curitiba. Conforme o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) para se calcular a quantidade de chuva nas estações meteorológicas utiliza-se um equipamento chamado pluviômetro. Com o pluviôme- tro é possível determinar o índice pluviométrico (expressa normalmente em milímetros) que se refere à quantidade de chuva por metro quadrado em determinado local e em determinado período. Em conformidade com o enunciado, encontre a quantidade de matéria de água que foi coletada em um pluviômetro com um 0,5 m2 de área da base e al- tura pluviométrica de 218 milímetros. Isto posto, assinale a alternativa CORRETA. Note e adote: densidade da água = 1 g/mL a) aproximadamente 2200 mol de H2O. b) aproximadamente 3500 mol de H2O. c) aproximadamente 4056 mol de H2O. d) aproximadamente 5600 mol de H2O. e) aproximadamente 6056 mol de H2O. 02.07. (UFRGS) – O sal rosa do Himalaia é um sal rochoso muito apreciado em gastronomia, sendo obtido diretamente de uma reserva natural aos pés da cordilheira. Apresenta baixo teor de sódio e é muito rico em sais minerais, alguns dos quais lhe conferem a cor característica. Considere uma amostra de 100g de sal rosa que contenha em sua composição, além de sódio e outros minerais, os seguintes elementos nas quantidades especificadas: Magnésio = 36mg; Potássio = 39mg; Cálcio = 48mg Os elementos, colocados na ordem crescente de número de mols presentes na amostra, são: a) K, Ca, Mg. b) K, Mg, Ca. c) Mg, K, Ca. d) Ca, Mg, K. e) Ca, K, Mg. 02.08. (FAMERP) – O elemento estrôncio ocorre na natureza como componente de dois minerais: a estroncianita, SrCO3 (massa molar 147,6 g/mol) e a celestita, SrSO4 (massa molar 183,6 g/mol). A partir desses minerais são obtidos os sais de estrôncio, utilizados na pirotecnia para conferir a cor verme- lho-carmim intensa a fogos de artifício. Considere a relação: % em massa de Sr na estroncianita % em massa de Sr na celestita O valor desse quociente é, aproximadamente, a) 0,48. c) 0,81. e) 0,59. b) 1,2. d) 1,9. 12 Extensivo Terceirão 02.09. (UNIFOR –CE) – Os dispositivos eletrônicos contêm pequenas quantidades de metais nobres como ouro, prata, platina etc. Pensando nisso, o Comitê Olímpico responsável pelos jogos de 2020, em Tóquio, anunciou que pretende que todas as medalhas dos jogos olímpicos sejam feitas a partir de resíduos eletrônicos para incentivar, ainda mais, a reciclagem no país e no Mundo. Para isso, iniciou uma campanha para arrecadação de dispositivos eletrônicos, prin- cipalmente celulares antigos e sem uso. O Comitê Olímpico Internacional estabelece que sejam utilizados pelo menos 6 g de ouro 24 quilates na composição da medalha de ouro. Suponha que cada celular antigo doado para a companha das medalhas recicladas contenha, em média, 1x10–3 mol de ouro 24 quilates. Dessa forma a quantidade de celulares antigos necessários para fabricação de cada medalha de ouro será, aproximadamente: a) 100. c) 60. e) 30. b) 75. d) 40. 02.10. (PUCCAMP – SP) – O branqueamento da celulose para fabricação de papel ocorre em várias etapas, consu- mindo as seguintes quantidades de reagentes, para cada tonelada de celulose seca: REAGENTES QUANTIDADES (KG) Cloro (Cℓ2) 15 – 20 Soda Cáustica (NaOH) 15 – 25 Dióxido de cloro (CℓO2) 5 – 8 Peróxido de hidrogênio (H2O2) 4 – 6 Oxigênio (O2) 16 – 24 A razão entre as quantidades molares máximas de cloro e oxigênio usadas para o branqueamento indicado na tabela corresponde a, aproximadamente, Dados: Massas molares (g/mol): Cℓ = 35,5; O = 16,0 a) 0,18. c) 0,56. e) 0,93. b) 0,37. d) 0,74. Aprofundamento 02.11. (IBMEC – SP) – A hidroxiapatita é um mineral cons- tituído pelos íons cálcio, fosfato e hidróxido e tem fórmula unitária Ca10(PO4)6(OH)2. Ela é o principal constituinte dos osso e dentes. Não se dissolve em água, porém reage com ácido clorídrico (HCl) concentrado que neutraliza o hidróxido e, com o fosfato, forma H3PO4. Disponível em: (http://www.chemtube3d.com/solidstate/ SShydroxyapatite.htm) O pão francês, que é o pãozinho vendido regularmente nas padarias de São Paulo, tem em sua composição diversos nutrientes. Cada unidade de 50 g de pão francês tem 10 mg de cálcio. Essa massa de cálcio é suficiente para originar a quantidade máxima, em mol, de hidroxiapatita igual a a) 1,0 × 10–3. b) 2,5 × 10–2. c) 1,0 × 10–5. d) 2,5 × 10–3. e) 2,5 × 10–5. 02.12. (PUCCAMP – SP) – Fertilizantes do tipo NPK possuem proporções diferentes dos elementos nitrogênio (N), fósforo (P), e potássio (K). Uma formulação comum utilizada na produção de pimenta é a NPK 4-30-16 que significa 4% de nitrogênio total, 30% de P2O5 e 16% de K2O em massa. Assim, a quantidade, em mol, de P contida em 100g desse fertilizante é de, aproximadamente, Dados: massas molares (g . mol-1)O = 16,0; P = 31,0 a) 0,25. c) 0,42. e) 0,68. b) 0,33. d) 0,51. Aula 2 13Química 1B 02.13. (UEL – PR) – A sociedade contemporânea tem expe- rimentado avanços significativos na área de nanotecnologia com benefícios na saúde, na agricultura, na indústria, nos esportes. Entre os materiais nanoestruturados amplamente utilizados, encontram-se os nanotubos de carbono, uma forma alotrópica do carbono. Por outro lado, há evidências de que o descarte inadequado desses materiais em corpos d’água causa problemas de contaminação ambiental e de saúde pública. Estudos apontam que os nanotubos de carbo- no potencializam a toxicidade de metais pesados. Em um ex- perimento, um peixe com massa de 2,0 kg foi tratado, em um tanque com capacidade de 500L, com ração contaminada com nanotubos de carbono e 10,0 mg de chumbo. Sabe-se que, na ausência de nanotubos de carbono, a absorção de chumbo pelo peixe é de 1,0 mg. Supondo que, na presença de nanotubos de carbono, a absorção de chumbo represente 60 % de sua massa total adicionada à ração, assinale a alternativa que representa, cor- retae aproximadamente, o número de átomos de chumbo absorvidos por grama de peixe. Dados: constante de Avogadro: 6,02 × 1023/mol; Massa molar do chumbo: 207,2 g/mol a) 5,0 × 103. c) 9,0 × 1015. e) 1,0 × 1023. b) 2,0 × 1010. d) 6,0 × 1020. 02.14. (FUVEST – SP) – A grafite de um lápis tem quinze centímetros de comprimento e dois milímetros de espessura. Dentre os valores abaixo, o que mais se aproxima do número de átomos presentes nessa grafite é Nota: 1. Assuma que a grafite é um cilindro circular reto, feito de grafita pura. A espessura da grafite é o diâmetro da base do cilindro. 2. Adote os valores aproximados de: 2,2g/cm3 para a den- sidade da grafita; 12g/mol para a massa molar do carbo- no; 6,0x1023mol-1 para a constante de Avogadro a) 5 × 1023 c) 5 × 1022 e) 5 × 1021 b) 1 × 1023 d) 1 × 1022 02.15. Quando animais são submetidos ao estresse por aumento da temperatura ambiente, reduz-se não somente a produção de leite, mas também alguns de seus componentes como, por exemplo, a lactose, que pode ser medida pelo conteúdo das moléculas, cuja estrutura é mostrada abaixo. H3C C OH H COOH Em duas amostras de 750 mL, uma do animal submetido a estresse e a outra do animal não submetido a estresse, foram encontrados: (1) 0,13 mol e (2) 10,1 gramas de ácido lático. Qual é a amostra do animal submetido a estresse? Qual foi o percentual perdido devido a estresse? Dados: C = 12 g . mol-1; H = 1 g . mol-1; O = 16 g . mol-1. 02.16. (FMP – RJ) – O Ibuprofeno é um remédio indica- do para o alívio da febre e da dor, como dor de cabeça, dor muscular, dor de dentes, enxaqueca ou cólica menstrual. Além disso, também pode ser usado para aliviar a dor no corpo e febre, em caso de sintomas de gripes e resfriados comuns. Disponível em: <https://www.tuasaude.com/ibuprofeno-alivium/>. Acesso em: 10 jul. 2018. Adaptado. A dose recomendada de Ibuprofeno 600 mg é de 1 compri- mido, preferencialmente de 8 em 8 horas. Os comprimidos devem ser engolidos inteiros, juntamente com um copo de água ou leite, sem partir ou mastigar, após as refeições. OH O Ibuprofeno Ao final do dia, a quantidade de matéria, em mols, de Ibupro- feno que um paciente sob essa prescrição médica irá ingerir será, aproximadamente, Dados: consulte a tabela períódica a) 6 × 10–2 b) 6 × 10–3 c) 3 × 10–2 d) 8,7 × 10–3 e) 1,2 × 10–2 14 Extensivo Terceirão 02.17. (UFRGS) – Por questões econômicas, a medalha de ouro não é 100% de ouro desde os jogos de 1912 em Estocolmo, e sua composição varia nas diferentes edições dos jogos olímpicos. Para os jogos olímpicos de 2016, no Rio de Janeiro, a composição das medalhas foi distribuída como apresenta o quadro abaixo. MEDALHA COMPOSIÇÃO EM MASSA Ouro Prata (98,8%) e ouro (1,2%) Prata Prata (100%) Bronze Cobre (95%) e zinco (5%) Considerando que as três medalhas tenham a mesma massa, assinale a alternativa que apresenta as medalhas em ordem crescente de número de átomos metálicos na sua composição. Dados: Ag = 108; Au = 197; Cu = 63,5; Zn = 65,4. a) Medalha de bronze < medalha de ouro < medalha de prata. b) Medalha de bronze < medalha de prata < medalha de ouro. c) Medalha de prata < medalha de ouro < medalha de bronze. d) Medalha de prata < medalha de bronze < medalha de ouro. e) Medalha de ouro < medalha de prata < medalha de bronze. 02.18. (UNICAMP – SP) – Dois estudantes, de massa cor- poral em torno de 75 kg, da Universidade de Northumbria, no Reino Unido, quase morreram ao participar de um expe- rimento científico no qual seriam submetidos a determinada dose de cafeína e a um teste físico posterior. Por um erro técnico, ambos receberam uma dose de cafeína 100 vezes maior que a dose planejada. A dose planejada era de 0,3 g de cafeína, equivalente a três xícaras de café. Sabe-se que a União Europeia, onde o teste ocorreu, classifica a toxicidade de uma dada substância conforme tabela a seguir. CATEGORIA DL50 (MG/KG DE MASSA CORPORAL) muito tóxica menor que 25 tóxica de 25 a 200 nociva de 200 a 2000 Considerando que a DL50 – dose necessária de uma dada substância para matar 50% de uma população – da cafeína é de 192 mg/kg, no teste realizado a dose aplicada foi cerca de a) 100 vezes maior que a DL50 da cafeína, substância que deve ser classificada como nociva. b) duas vezes maior que a DL50 da cafeína, substância que deve ser classificada como tóxica. c) 100 vezes maior que a DL50 da cafeína, substância que deve ser classificada como tóxica. d) duas vezes maior que a DL50 da cafeína, substância que deve ser classificada como nociva. Desafio 02.19. A água pesada, conhecida também como água deuterada é quimicamente semelhante água normal, sendo formada por 1 átomo de oxigênio e 2 de hidrogênio, embora a principal diferença está na massa do isótopo deutério (deutério possui um nêutron). Água pesada tem importante aplicação na captura de nêutrons liberados pela fissão do urânio em um reator nuclear. Quando ocorre a fissão dos áto- mos de urânio, ocorre a liberação de nêutrons, que colidem com outros átomos de urânio, por consequência reação em cadeia. Contudo, a água pesada funciona como moderador de nêutrons nos reatores nucleares. Em conformidade com o enunciado, determine a massa molar da água pesada em unidades de massa atômica. Dado: Número de Avogadro = 6,02 . 1023 mol-1. Aula 2 15Química 1B 02.01. d 02.02. d 02.03. c 02.04. e 02.05. c 02.06. e 02.07. a 02.08. b 02.09. e 02.10. b 02.11. e 02.12. c 02.13. c 02.14. c 02.15. A amostra de 10,1g de ácido lático cor- responde ao animal que foi submetido ao stresse e foi perdido um total de 13,67% Gabarito 02.20. (UNICAMP – SP) – A derrubada de florestas para mineração causa indignação em muitos cidadãos preocupados com a proteção ambiental. Contudo, não se observa o mesmo nível de preocupação em relação à atividade pecuária. A produção de carne é também responsável pelo desmatamento e por cerca de 18% da emissão de gases do efeito estufa. A evolução da emissão total de gás carbônico equivalente da humanidade (em Gt CO2 eq por ano) é mostrada na figura A. Já a figura B mostra a emissão anual média de gás carbônico equivalente (em t CO2 eq por pessoa por ano) somente com a alimentação, para duas diferentes dietas. Dados: a população mundial atual é de 7,6 x 109 habitantes; Giga-toneladas (Gt) = 1,0 x 109 toneladas. (Figura A: adaptada de PBL Netherlands Environment Agency. Disponível em www.pbl.nl. Figura B: adaptada de Shrink That Footprint. Disponível em www.shrinkthatfootprint.com. Acessados em 15/10/2017.) a) Considerando que toda a população mundial seja “amante de carne”, qual é a porcentagem de emissão de CO2 equivalente devida somente à alimentação, em relação à emissão total? Mostre os cálculos. b) Se, em 2018, toda a população da Terra resolvesse adotar uma dieta vegana, a emissão total de gases voltaria ao nível de qual ano? Justifique sua resposta. Considere que toda a população atual seja “amante de carne”. 02.16. d 02.17. e 02.18. b 02.19. 1,204 . 1025 u 02.20. a) 44% da emissão total. b) De acordo com a figura A, esse valor de emissão ocorreu por volta dos anos 1987, 1992 e 2001. Aula 03 16 Extensivo Terceirão Química 1B As grandezas da Química II – volume molar Condições normais de temperatura e pressão (CNTP, CN ou TPN) Nestas condições, os valores de temperatura e pressão são, respectivamente, 0oC ou 273 K e 1 atm ou 760 mmHg. Exemplos: • 1 mol (254 g) de I2(sólido) a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 0,05 L. É o volume molar do iodo sólido a 0ºC e 1 atm. • 1 mol (12 g) de Cgrafite a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 0,005 L. É o volume molar do Cgrafite a 0ºC e 1 atm. • 1 mol (18 g) de H2Olíquida a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 0,018 L. É o volume molar da H2Olíquida a 0°C e 1 atm. • 1 mol (160 g) de Br2(líquido) a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 0,052 L. É o volume molar do Br2(líquido) a 0ºC e 1 atm. • 1 mol (2 g) de H2(gasoso) a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 22,4 L. É ovolume molar do H2(gasoso) a 0ºC e 1 atm. • 1 mol (64 g) de SO2(gasoso) a 0ºC e 1 atm ocupa o volume de 22,4 L. É o volume molar do SO2(gasoso) a 0ºC e 1 atm. • 1 mol (44 g) de CO2(gasoso) a 0ºC e 1 atm ocupa o volu- me de 22,4 L. É o volume molar do CO2(gasoso) a 0ºC e 1 atm. Lembrete m3 dm3 cm 3 x10–3 x10–3 x10–6 x103 x10 3 x106 L mL É importante saber Condição ambiente t C T K P atm o� � � � � � � �� 25 298 1 Condição ambiente CNTPObservação: Analisando os dados acima, notamos que substâncias gasosas, na quantidade de matéria correspondente a 1 mol e nas CNTP, terão o valor do volume molar igual a 22,4 L, indepen- dente do gás. Volume molar É o volume ocupado por 1 mol de uma determi- nada substância química. A hipótese de Avogadro Volumes iguais de dois ou mais gases quaisquer, estando nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Exemplo: O2 O3 V V As Aula 3 17Química 1B Testes Assimilação 03.01. (IFSUL) – supondo um comportamento de gás ideal, a opção que indica, aproximadamente, a massa em gramas de 1,12 L de NH3 nas CNTP é: a) 0,85 g. b) 1,50 g. c) 8,50 g. d) 22,4 g. 03.02. (IFSP) – uma massa de 44 g de CO2 corresponde a 1,0 mol de CO2 e ocupa, nas CNTP, um volume fixo de 22,4 L. Desse modo, assinale a alternativa que apresenta, aproximadamente, o volume ocupado por 188 g de gás carbônico (CO2). a) 90 L. b) 80 L. c) 44 L. d) 96 L. e) 22 L. 03.03. (IFSP) – Um cilindro hermeticamente fechado, cuja capacidade é de 2 litros, encerra 5 kg de nitrogênio (N2). Assinale a alternativa que apresenta o volume contido neste cilindro ao ser liberado para a atmosfera nas CNTP. Dados: volume molar = 22,4 L; N2 Massa Molar = 28 g . mol -1. a) 2.000 L. b) 4.000 L. c) 1.120 L. d) 5.000 L. e) 1.000 L. 03.04. (MACK – SP) – Considerando dois gases com com- portamento ideal, CH4 e C2H6, contidos em compartimentos separados e fechados, ambos com volumes iguais a 10 L, sob mesmas condições de temperatura e pressão, de acordo com a hipótese de Avogadro, pode-se afirmar que ambos os gases a) contêm a mesma quantidade de moléculas. b) possuem a mesma massa. c) possuem a mesma massa molar. d) contêm, respectivamente, 2 e 5 mols. e) possuem iguais massas do elemento carbono. Aperfeiçoamento 03.05. (UEA – AM) – O volume ocupado por 0,5 mol de hidrogênio gasoso, H2(g), em determinadas condições de pressão e temperatura, é igual a 24,6 L. Nessas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume molar desse gás (volume ocupado por 1,0 mol de gás), em L/mol, é igual a a) 12,3. c) 49,2. e) 95,4. b) 24,6. d) 73,8. 03.06. (UNIEVANGÉLICA – GO) – Segundo Avogadro, “Gases quaisquer, ocupando o mesmo volume, nas mesmas condi- ções de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas”. Considere os seguintes sistemas fechados contendo gases, todos com a mesma temperatura e pressão: Há maior número de átomos de oxigênio e hidrogênio, respectivamente, nos sistemas: a) I e IV b) II e III c) II e IV d) I e III 03.07. (PUCCAMP – SP) – Uma caixinha de metal para rapé contém 24 g de prata, Ag. Para fazê-la em ouro, Au, com a mesma quantidade de átomos contidos na caixinha de prata, é neces- sária uma massa de ouro, em gramas, de, aproximadamente, Dados: Massas molares (g/mol) Ag = 108 Au = 197 Constante de Avogadro: 6,0 x 1023/mol a) 98. b) 43. c) 68. d) 32. e) 305. 18 Extensivo Terceirão 03.08. (UEPG – PR) – Com relação à massa molecular dos sistemas abaixo, assinale o que for correto. I. 1 mol de H2SO4. II. 6,02 x 1023 moléculas de hidrogênio. III. 22,4 L de gás carbônico (CNTP). IV. 5 mol de ferro. V. 0,28 L de água. Dados (g/mol): H = 1; O = 16; S = 32; Fe = 56; C = 12. 01) O sistema I contém massa maior do que o sistema III. 02) Considerando a sequência IV, I e III, as massas encon- tram-se em ordem crescente. 04) A massa do sistema III é maior do que a massa do sis- tema II. 08) Os sistemas IV e V apresentam a mesma massa. 03.09. (UFG – GO) – Um determinado volume de água foi colocado em um recipiente de formato cúbico e em seguida resfriado à 0°C. Após a mudança de estado físico, um analista determinou o número de moléculas presentes no cubo de água formado. Desprezando possíveis efeitos de compressão ou expansão e admitindo a aresta do cubo igual a 3 cm, o número de moléculas de água presentes no cubo será, aproximadamente, igual a: Dados: Densidade da água: 1g/cm3 constante de Avogadro: 6,0 x 1023 moléculas mol–1. a) 1,0 × 1023. d) 7,0 × 1023. b) 3,0 × 1023. e) 9,0 × 1023. c) 5,0 × 1023. 03.10. (IFSUL – RS) – Recentemente as denúncias das Operações da Polícia Federal contra as fraudes em frigoríficos reacenderam os debates sobre o uso de aditivos alimentares e segurança alimentar. Dentre os diversos grupos de aditivos alimentares, estão os acidulantes, definidos pela ANVISA como “substância que aumenta a acidez ou confere um sabor ácido aos alimentos” (ANVISA, Portaria 540/1997). São exemplos de acidulantes o ácido fosfórico, o ácido cítrico e o ácido acético. O vinagre é uma solução de aproximadamente 7% (em massa) de ácido acético, com densidade de 1 g/mL. Sabendo-se que a massa molecular desse ácido é 60 g/mol, quantos mols de ácido acético tem-se em 2,4 litros desse vinagre? a) 3,4 b) 2,8 c) 0,34 d) 0,28 Aprofundamento 03.11. A hemoglobina (Hb) é encontrada exclusivamente nos eritrócitos, onde sua principal função é transportar oxigênio (O2) dos pulmões até os capilares dos tecidos. É uma proteína tetramérica composta por quatro cadeias polipeptídicas. Cada cadeia polipeptídica contém um grupo prostético heme, que tem por função ligar, de forma reversível, o O2. A hemoglobina é uma proteína de elevada massa molar, esta pode ser calculada por experimentos em laboratório. Em um desses experimentos, constatou-se que 1 g de hemoglobina é capaz de transportar 2,24 x 10–4 L de oxigênio molecular, nas CNTP. Sabendo que no transporte de oxigênio molecular 1 mol de hemoglobina é proporcional a 4 mol de oxigênio molecular, calcule a massa molar da hemoglobina utilizada no experimento. Disponível em: <www.ufrgs.br/lacvet/restrito/pdf/toxicos_Hb.pdf> a) 1 × 105 g/mol. b) 2 × 105 g/mol. c) 3 × 105 g/mol. d) 4 × 105 g/mol. e) 5 × 105 g/mol. 03.12. Em um laboratório de química um analista tem disponível três recipientes indeformáveis com volumes exa- tamente iguais a 10,00 litros cada. No recipiente I foi inserido 10,00 litros de água pura a 25°C e 1 atm. No recipiente II foi colocado 10,00 litros de oxigênio molecular puro a 25°C e 1 atm. Por fim no recipiente III foi adicionado 10,00 litros de hélio puro a 25°C e 1 atm. Sabendo que todos os recipientes são herméticos analise a proposições a seguir e marque a alternativa correta. Note e adote: Dados: Massa (g . mol–1): O = 16; H = 1; He = 4; dH2O = 1g . cm –3 a) o número de moléculas de água é igual ao número de moléculas de oxigênio molecular. b) o número de moléculas de gás oxigênio é maior que o número de átomos de hélio. c) a massa de água é menor à massa de oxigênio molecular. d) a massa de oxigênio é maior do que a massa de hélio. e) o número total de átomos de oxigênio é menor que o número total de átomos de Helio. Aula 3 19Química 1B 03.13. (FAMERP – SP) – Um isqueiro descartável contém gás isobutano (C4H10). Mesmo após o uso total desse isqueiro, resta um resíduo do gás em seu interior. Considerando que o volume desse resíduo seja igual a 1 mL e que o volume molar de gás nas condições de pressão e temperatura no interior do isqueiro seja 25 L/mol, a massa de isobutano restante no isqueiro é, aproximadamente, a) 3 mg. c) 1 mg. e) 5 mg. b) 4 mg. d) 2 mg. 03.14. (UERJ) – Em seu ciclo, um átomo de carbono pode ser incorporado a diferentes compostos por meio de proces- sos contínuos de decomposição e formação de novas mo- léculas. Os átomos de carbono desta apostila, por exemplo, serão degradados ao longo do tempo e, posteriormente, incorporadosa outros seres vivos. Considere que, ao se de- gradarem, os átomos de carbono desta apostila se distribuam igualmente entre os 7,5 bilhões de habitantes do planeta. Sabendo que a apostila possui 90 g de massa, com 45% de carbono em sua composição, o número de átomos que será incorporado em cada habitante é igual a: a) 2,7 × 1014 b) 6,0 × 1014 c) 2,0 × 1024 d) 6,7 × 1024 03.15. (UFU – MG) – A vitamina E tem sido relacionada à prevenção ao câncer de próstata, além de atuar como an- tioxidante para prevenir o envelhecimento precoce. A dose diária recomendada para uma pessoa acima de 19 anos é de 15 mg. Considerando-se que, em alguns suplementos ali- mentares, existam 0,105 × 1020 moléculas da vitamina E, por comprimido, fórmula molecular C29H50O2, e que o número de Avogadro é 6 × 1023 moI–1, o número de comprimidos que deve ser consumido em um mês (30 dias) para manter a dose recomendada diária é cerca de: a) 30 comprimidos. b) 45 comprimidos. c) 60 comprimidos. d) 15 comprimidos. 03.16. (UEMG) – O Diesel S-10 foi lançado em 2013 e teve por objetivo diminuir a emissão de dióxido de enxofre na atmosfera, um dos principais causadores da chuva ácida. O termo S-10 significa que, para cada quilograma de Diesel, o teor de enxofre é de 10 mg. Considere que o enxofre presente no Diesel S-10 esteja na forma do alótropo S8 e que, ao sofrer combustão, forme apenas dióxido de enxofre. O número de mols de dióxido de enxofre, formado a partir da combustão de 1000 L de Diesel S-10, é, aproximadamente, Dado: Densidade do Diesel S-10 = 0,8 kg/L a) 2,48 mol. b) 1,00 mol. c) 0,31 mol. d) 0,25 mol. 03.17. (FMABC – SP) – A substituição dos combustíveis fósseis está apenas no começo. Cada tonelada de CO2 lançada na atmosfera provoca derretimento de 3 metros quadrados de gelo no Ártico, segundo levantamento de 2016 − o que significa que cada americano é, na média, responsável pela perda de 49 metros quadrados de gelo por ano. Cada prédio que poupa energia − tudo ajuda. Mas nada vai valer a pena se o mundo não adotar, logo, fontes renováveis de energia. (Revista National Geographic, abril de 2017) O volume de CO2 lançado na atmosfera em cada ano por americano, segundo o texto, nas condições ambientais de tem- peratura e pressão, CATP, corresponde a, aproximadamente, Dado: Volume molar de gás, nas CATP = 25 L/mol a) 9 000 m3 b) 11 000 m3 c) 20 000 m3 d) 2 000 m3 e) 5 000 m3 20 Extensivo Terceirão c) Considerando que as entidades elementares se en- contram no estado gasoso e estão submetidas às condições normais de temperatura e pressão (CNTP), as 6.02214076 × 1023 entidades elementares devem ocupar um volume de 24,6 litros. d) Se 1 mol corresponde a 6.02214076 × 1023 entidades elementares, em um átomo de hidrogênio (que apresenta apenas 1 próton), a quantidade de elétrons presentes é 6.02214076 × 1023 e) Em trezentos e sessenta gramas de glicose (C6H12O6), há um total de 48 × 6.02214076 × 1023 átomos. Desafio 03.19. (UFPR) – O carbonato de sódio é um composto lar- gamente usado para corrigir o pH em diversos sistemas, por exemplo, água de piscina. Na forma comercial, ele é hidrata- do, o que significa que uma quantidade de água está incluída na estrutura do sólido. Sua fórmula mínima é escrita como Na2CO3 . × H2O, em que x indica a razão de mols de água por mol de Na2CO3. O valor de x pode ser determinado através de uma análise gravimétrica. Uma amostra de 2,574 kg do sal hidratado foi aquecida a 125°C, de modo a remover toda a água de hidratação. Ao término, a massa residual de sólido seco foi de 0,954 kg. Dados: M (g . mol-1 ): Na2CO3 = 106; H2O = 18. a) Calcule a quantidade de matéria presente no sal seco. Mostre claramente seus cálculos. b) Calcule a quantidade de matéria de água que foi removida pelo aquecimento. Mostre claramente seus cálculos. c) Calcule a razão entre os resultados dos itens b) e a). d) Forneça a fórmula mínima do sal hidratado incluindo o valor de x. Uma nova definição de mol chegou Após uma extensa consulta à comunidade quí- mica, e após uma revisão e avaliação crítica da literatura, a IUPAC está recomendando uma nova definição de mol baseada em um número especí- fico de entidades elementares: O mol, símbolo mol, é a unidade do SI da quanti- dade de substância. Um mol contém exatamente 6.02214076 × 1023 entidades elementares. Esse número é o valor numérico fixo da constante de Avogadro, NA, quando expresso em mol−q , e é chamado de número de Avogadro. [...] Esta nova definição está em contraste com a atual definição adotada em 1971, que se baseia na massa do quilograma. A nova definição vem antes da re- visão antecipada do Sistema Internacional de Uni- dades (SI) anunciada em 2011 pela Conferência Geral sobre Pesos e Medidas (CGPM) do Bureau Internacional de Poids et Mesures (BIPM), o órgão internacional responsável por a comparabilida- de global das medições. O novo SI estará ligando todas as sete unidades básicas a constantes físicas fundamentais. Em novembro de 2018, as defini- ções revisadas do quilograma, ampere, kelvin e mol devem ser aprovadas pela CGPM e espera-se que as definições revisadas entrem em vigor no Dia Mundial da Metrologia, 20 de maio de 2019. [...] Respondendo ao anúncio da nova definição, o Pro- fessor Peter W. Atkins, presidente fundador do Co- mitê de Educação em Química da IUPAC, comen- tou o seguinte: “Eu sempre fiquei intrigado com a visão generalizada de que o mol é um assunto difícil: sempre pareceu para mim, muitos instrutores dizem a seus alunos que é um conceito sofisticado, e os estudantes, então, se perguntam sobre o motivo de todo esse rebuliço, suspeitando que o entenderam mal ou que não apreciaram sua sutileza. A nova definição corta o núcleo do significado de 1 mol e, portanto, deve ser bem-vinda. Embora haja sutilezas em sua determinação, não pode ha- ver mais nenhuma desculpa para entender mal sua definição”. [...] Disponível em: <https://iupac.org/new-definition-mole-arrived/>. Acesso 27/fev./2019. 03.18. (FPP – PR) – O texto a seguir foi retirado do sítio da União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC. De acordo com as informações anteriores e com base nos seus conhecimentos em química, assinale a alternativa CORRETA. a) Antes do surgimento da nova definição de mol, ele era classificado como sendo a quantidade de átomos exis- tentes em 16 g (0,016kg) do isótopo – 16 do oxigênio. b) Define-se como massa molar a massa em miligramas de 6.02214076 × 1023 unidades elementares. Aula 3 21Química 1B 03.01. a 03.02. d 03.03. b 03.04. a 03.05. c 03.06. a 03.07. b 03.08. 13 (01 + 04 + 08) 03.09. e 03.10. b 03.11. d 03.12. d 03.13. d 03.14. a 03.15. c 03.16. d 03.17. a 03.18. e 03.19. a) X = 9 mol b) Quantidade de matéria de água 90 mol c) Razão entre os resultados dos itens b) e a) = 10 mol d) Na2CO3 . 10 H2O 03.20. a) O processo de síntese 1 é a melhor opção, pois apresenta a maior economia percentual de átomos; 47,06% > 37,43%. b) o processo de síntese utilizado foi o 2. Gabarito 03.20. (UNICAMP – SP) – Na indústria química moderna, a economia percentual de átomos tem uma forte compo- nente ambiental, sendo, inclusive, um aspecto muito mais importante que o rendimento percentual, que tem uma com- ponente mais econômica. A hidrazina (N2H4) um poderoso combustível para foguetes, pode ser obtida por diferentes reações de síntese, duas das quais estão representadas pelas equações químicas abaixo: 2 NH3 + H2O2 N2H4 + 2 H2O (1) 2 NH3 + OCℓ – N2H4 + H2O + Cℓ – (2) a) Imagine que você deve orientar a cúpula administrativa de uma indústria a utilizar uma dessas duas sínteses. Com base na maior economia percentual de átomos, qual seria a sua sugestão? Mostre que sua sugestão é a melhor opção. b) Considere que, numa síntese de hidrazina, partindo-se de 2 mols de amônia e excesso do outro reagente, tenham sido obtidos 14 g de hidrazina. Considerando-se que o rendimento percentual da reação, nesse caso, foimaior que a economia percentual de átomos, qual processo de síntese foi utilizado, o 1 ou o 2? Justifique. Dados: economia percentual de átomos = {(massa do produto desejado) / (massa de todos os reagentes)} x 100, levando-se em conta apenas a estequiometria da reação; rendimento percentual da reação = {(massa obtida do produto desejado) / (massa teórica esperada do produto desejado)} x 100. Observações: • A fórmula molecular indica a proporção entre os átomos (ou mols de átomos) dos elementos presentes em uma molécula (ou mols de moléculas) da substância. A fórmula mínima indica a menor pro- porção inteira entre os átomos (ou mols de átomos) dos elementos na referida substância. • Em vários compostos, a fórmula mínima é igual à fórmula molecular: – Substância água → FM = H2O; fm = H2O • Em quase todos os compostos inorgânicos (NaCℓ, H2SO4, CaCO3, etc.) a fórmula “molecular” coincide com a fórmula mínima. • Existem diferentes substâncias (com diferentes fórmulas molecula- res) que podem apresentar a mesma fórmula mínima: – Substância glicose → FM = C6H12O6; fm = CH2O – Substância ácido acético → FM = C2H4O2; fm = CH2O 22 Extensivo Terceirão Química 1BAula 04 Determinação de fórmulas Seja um composto formado por 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio. Ele pode ser representado por um nome ou por fórmulas. Assim: Nome: Glicose Fórmulas: C6H12O6, CH2O, C40%H6,7%O53,3% A fórmula de um composto é a sua representação abreviada. Cada composto pode ser repre- sentado por mais de uma fórmula (como no caso da glicose). Cada uma das fórmulas fornece algum tipo de informação sobre a substância considerada. A seguir, estudaremos fórmula molecular, fórmula mínima e fórmula centesimal. Fórmula molecular (FM) Indica os elementos e o número de átomos de cada elemento que participam da molécula de uma determinada substância. Exemplo: A fórmula molecular da subs- tância glicose é C6H12O6. Os índices numéricos que aparecem na fórmula molecular indicam a proporção atômica em que os elementos se combinam para formar uma molécula da substância. Indicam também a proporção molar em que os elementos se combinam para formar um mol da substância. Assim, cada fórmula molecular pode ter mais de uma interpretação: • Cada molécula da substância glicose é formada pelos elementos C, H e O, sendo 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio. • Cada mol da substância glicose é formado pelos elementos C, H e O, sendo 6 mols de átomos de carbono, 12 mols de átomos de hidrogênio e 6 mols de átomos de oxigênio. Fórmula mínima, empírica ou estequiométrica (fm) Indica a proporção entre os números de átomos de cada elemento na formação de uma determinada substância, expressa pelos menores números inteiros. Exemplo: A fórmula mínima da substância glicose é CH2O. Para obtê-la, usamos o seguinte procedimento: C6H12O6 (÷6) CH2O Fórmula molecular da glicose Fórmula mínima da glicose D Aula 04 23Química 1B Fórmula centesimal ou porcentual Exemplo: Indica as porcentagens em massa de cada elemento constituinte da substância. Exemplo: A fórmula porcentual da substância glicose é C40%H6,7%O53,3%. Para obtê-la, partimos da fórmula molecular da glicose (C6H12O6) e usamos o seguinte raciocínio: 1 mol da glicose = 6 mols de C + 12 mols de H + 6 mols de O 180 g = 72 g de C + 12 g de H + 96 g de O 100 g = X g de C + Y g de H + Z g de O X = 40 g de C em 100 g de glicose Y = 6,7 g de H em 100 g de glicose F. centesimal: C40%H6,7%O53,3% Z = 53,3 g de O em 100 g de glicose Interpretação: A fórmula centesimal C40%H6,7%O53,3% indica que em cada 100 g da subs- tância glicose existem 40 g do elemento C, 6,7 g do elemento H e 53,3 g do elemento O. Substância F. Molecular F. Mínima F. Centesimal Água H2O H2O H11,1%O88,9% Dióxido de carbono CO2 CO2 C27,3%O72,7% Acetileno C2H2 CH C92,3%H7,7% Benzeno C6H6 CH C92,3%H7,7% Glicose C6H12O6 CH2O C40%H6,7%O53,3% Transformando a fórmula centesimal em fórmula mínima Como, a partir da fórmula centesimal, podemos chegar à fórmula mínima? Exemplo 1: Um óxido apresenta a fórmula centesimal S40%O60%. Qual sua fórmula mínima? Dados: MAS = 32 u; MAO = 16 u Resolução: A fórmula centesimal indica que 100 g desse óxido contêm 40 g de S e 60 g de oxigênio. Vamos deter- minar a quantidade (número) em mols de átomos de cada elemento: n m M n m M S O 40 32 1 25 60 16 3 75 , , A relação entre os números de mols de átomos é a própria relação entre os números de átomos. Poderíamos escrever a fórmula S1,25O3,75, porém na fórmula míni- ma a proporção entre o número de átomos deve ser expressa pelos menores inteiros. Dividindo pelo menor, chegare- mos à fórmula mínima: S1,25O3,75 ÷1,25 SO3 Fórmula mínima Exemplo 2: Determine a fórmula mínima de um composto que encerra 70% de ferro e 30% de oxigênio. Dados: MAFe = 56 u; MAO = 16 u Resolução: n m M n m M Fe O 70 56 1 25 30 16 1 875 , , Fe1,25O1,875 ÷1,25 Fe1O1,5 Como ainda não conseguimos os menores números inteiros, de- vemos multiplicar por 2, por 3, por 4, etc., até chegarmos a números inteiros. Assim: Fe1O1,5 × 2 Fe2O3 Fórmula mínima • A fórmula molecular é um múltiplo da fórmula mínima (empírica): Substância Glicose F. molecular e MM C6H12O6 e 180 F. mínima e mfm CH2O e 30 C6H12O6 = (CH2O)6 → (FM) = (fm) ∙ x → MM = (mfm) ∙ x Sendo a massa molecular (MM) da glicose igual a 180 u e a massa da fórmula mínima (mfm) igual a 30 u, podemos calcular o valor de x. Assim: C6H12O6 = CH2O ∙ x → 180 = 30 ∙ x → x = 6 24 Extensivo Terceirão Assimilação 04.01. O cinamaldeído ou óleo de canela é obtido através da destilação da casca da planta Cinnamomum zeylanicum. O cinamaldeído apresenta a fórmula molecular C9H8O, que por sua vez, é a mesma fórmula mínima. Com base nesses dados, qual a composição percentual em massa de carbono desse composto? Dados: massas molares H = 1 g.mol–1, C = 12 g.mol–1 e O = 16 g.mol–1. a) 81,82 % de carbono. b) 6,06 % de carbono. c) 12,12 % de carbono. d) 75,84 % de carbono. e) 71,82 % de carbono. 04.02. (UEG – GO) – O composto conhecido como glicol possui uma composição centesimal de 39 % de carbono, 51 % de oxigênio e 10 % de hidrogênio. Dentre as opções a seguir, identifique aquela que pode ser considerada a fórmula mínima do glicol. Dados: massas molares H = 1 g.mol–1, C = 12 g.mol–1 e O = 16 g.mol–1. a) CH4O b) CH6O2 c) CH3O d) C2H4O3 e) C3H5O2 04.03. (FAMERP – SP) – Analise a tabela, que mostra a composição de alguns minerais de ferro. MINERAL COMPOSIÇÃO MASSA MOLAR (g/MOL) Goethita Fe2O3 . H2O 178 Hematita Fe2O3 160 Pirita FeS2 120 Siderita FeCO3 116 Os minerais que apresentam maior e menor porcentagem em massa de ferro são, respectivamente, a) hematita e pirita. b) goethita e hematita. c) hematita e siderita. d) goethita e pirita. e) pirita e siderita. Testes 04.04. (UERJ) – Considere as informações a seguir sobre a perfluorodecalina, substância utilizada no preparo de sangue artificial. Fórmula mínima: C5F9. Massa molar: 462 g/mol. Sua fórmula molecular é representada por: a) C25F45 b) C20F36 c) C15F27 d) C10F18 Dados: Consulte a tabela periódica. Aperfeiçoamento 04.05. (UFGD) – O primeiro caso comprovado de doping no futebol brasileiro foi no início da década de 1970. Cosme da Silva Campos, jogador do Atlético Mineiro, foi flagrado no exame antidoping no dia 18 de novembro de 1973, em uma partida contra o Vasco. O resultado deu positivo para efedrina. Essa mesma substância foi a responsável por um dos maiores escândalos das Copas do Mundo, quando, em 1994, o ídolo argentino Diego Maradona foi excluído do torneio. A efedrina é uma amina simpaticomimética similar aos derivados sinté- ticos da anfetamina, muito utilizada em medicamentos para emagrecer, pois ela acelera o metabolismo. Dados: massa molar H = 1,008 g/mol; C = 12,01 g/mol; N = 14,01 g/mol; O = 16,00 g/mol. OH CH3HN CH3 Estrutura da Efedrina Observando a estrutura da efedrina, assinale a alternativa que representa corretamente a fórmula percentual de seus elementos constituintes. a) C = 74,97%; H = 6,29%; N = 8,75% e O = 9,99% b) C = 73,59%; H = 8,03%; N = 8,58% e O = 9,80% c) C = 75,94%; H = 5,13%; N = 8,91% e O = 10,02% d) C = 10,10%; H = 8,92%; N = 5,16% e O = 75,82% e) C = 72,69%; H = 9,15%; N = 8,48% e O = 9,68% Aula 04 25Química 1B 04.06. Vários minerais cristalinos são chamados popular- mente de pedras preciosas. Um deles é a pedra esmeralda, cuja composição química é Aℓ2Be3[Si6O18]. A porcentagem total em massa de berílio e alumínio nesse mineral é de, aproximadamente, Dados: Massas molares (g/mol): Be = 9,0; Aℓ = 27,0; Si = 28; O = 16 a) 15%. d) 40%. b) 28%. e) 53%. c) 32%. 04.07. (EBMSP) – A realização excessiva de exames de maneira indistinta é vista hoje como um dos mais graves problemas da saúde pública. Além dos custos elevados, há questionamentos sobre o impacto real desses testes na mortalidade. Entre os exames questionados estão o teste do antígeno prostático específico, PSA, feito pelo exame de sangue, para diagnóstico do câncer de prós- tata; a mamografia anual para as mulheres a partir de 40 anos; e, para avaliar o coração, procedimentos como tomografias, cintilografias, ecocardiografias; além da ressonância por estresse farmacológico, realizada com administração de medicação vasodilatadora, como a adenosina, e de contrastes intravenosos para realçar as imagens obtidas na ressonância, a exemplo de soluções constituídas por complexos químicos que apresentam íons gadolínio, Gd3+, na estrutura. Disponível em: <http://istoe.com.br>. Acesso em: abr. 2017. Adaptado. Com base na estrutura química da adenosina, determine a massa molar e o percentual de nitrogênio, em massa, dessa substância química, apresentando os cálculos que justifi- quem as respostas. OHOH HO O N N N N NH2 adenosina Dados: Consulte a tabela periódica. Instrução: (UEL – PR) - Leia o texto a seguir e responda às questões 04.08 e 04.09. O rompimento da barragem da Samarco em novembro de 2015 em Mariana (MG) é um dos maiores desastres do século XXI, considerando o volume de rejeitos des- pejados no meio ambiente. Pesquisadores apontam que o resíduo sólido da barragem é constituído por Goethita 60 %, Hematita (óxido de ferro) 23 %, Quartzo (SiO2) 11,0 %, Caulinita Aℓ2Si2O5(OH)4 5,9 % e alguns metais, tais como bário, chumbo, crômio, manganês, sódio, cá- dmio, mercúrio e arsênio. (Adaptado. Disponível em: Acesso em: 26 abr 2017.) Dados: Massas atômicas de: Fe = 56 u; O = 16 u; Si = 28 u; Al = 27 u; H = 1 u. 04.08. Sendo a Hematita composta por 70 % de ferro, assi- nale a alternativa que apresenta, corretamente, sua fórmula molecular. a) FeO c) Fe2O3 e) Fe3O2 b) Fe3O4 d) Fe2O4 04.09. Se a Caulinita possui um teor de 21,7 % de silício, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a por- centagem total de silício no resíduo sólido da barragem. a) 1,1 b) 2,5 c) 3,4 d) 5,0 e) 6,4 04.10. (UFPR) – Um certo metal (M), de massa molar igual a 48 g mol–1, forma um sal de cloreto bastante reativo, que em água sofre hidrólise e produz o óxido desse metal. Verificou-se que na composição de 80 g do óxido, 48 g correspondem a massa apenas do metal. (Dado: massa molar do oxigênio igual a 16 g mol–1) A fórmula mínima desse óxido é: a) MO. b) MO2. c) M2O. d) M2O3. e) M3O4. 26 Extensivo Terceirão Aprofundamento 04.11. (UERJ) – A proporção de moléculas de água presen- tes na forma hidratada de um sal pode ser representada da seguinte forma, na qual X corresponde ao número de mols de água por mol desse sal: CuSO4 . X H2O Uma amostra de 4,99 g desse sal hidratado foi aquecida até que toda a água nela contida evaporou, obtendo-se uma massa de 3,19 g de sulfato de cobre II. O número de mols de água por mol de sulfato de cobre II na composição do sal hidratado equivale a: a) 2 b) 5 c) 10 d) 20 Dados: Consulte a tabela periódica. 04.12. (UEPG –PR) – Um mol de um determinado compos- to contém 72g de carbono (C),12 mols de hidrogênio (H) e 12 × 1023 átomos de oxigênio (O). Constante de Avogadro = 6,0 . 1023 mol–1. Sobre o composto, assinale o que for correto. Dados: C = 12g/mol; H = 1g/mol; O = 16g/mol 01) A fórmula mínima do composto é C3H6O. 02) A massa molar do composto é 116 g/mol. 04) 2,0 mols do composto possuem 3,6 × 1024 átomos de carbono. 08) 58 g do composto possuem 2 mols de oxigênio. 16) A combustão completa do composto forma CO e H2O. 04.13. (UDESC) – Com o rompimento da barragem de Brumadinho, vários elementos químicos, oriundos do rejeito de minério, foram lançados no rio Paraopeba. O rejeito de mi- nério era composto, principalmente, pelos elementos ferro, manganês e alumínio. Uma amostra de cerca de 5,0040 g do sedimento do rio Paraopeba, contendo alumínio, foi coletada e submetida a tratamento químico (adição de reagentes) e, posteriormente, à ignição, resultando em 1,0200 g de Al2O3. A equação química (não balanceada), abaixo, representa a reação química envolvida na determinação do alumínio. Al(OH)3(s) Al2O3(s) + H2O(l) A partir dos dados fornecidos no texto e na equação química, a porcentagem de alumínio encontrada no sedimento do rio Paraopeba é de aproximadamente: a) 20,0 % d) 18,5 % b) 40,0 % e) 11,0 % c) 1,1 % Dados: Consulte a tabela periódica. 04.14. (UNICAMP – SP) – Fake News ou não? Hoje em dia, a disponibilidade de informações é muito grande, mas precisamos saber interpretá-las corretamente. Um artigo na internet tem o seguinte título: “Glutamato monossódico, o sabor que mata!”. Em determinado ponto do texto, afirma-se: “Só para você ter ideia dos riscos, organizações internacio- nais de saúde indicam que a ingestão diária de sódio para cada pessoa seja de 2,3 gramas. O glutamato é composto por 21 % de sódio e, com certeza, não será o único tempero a ser acrescentado ao seu almoço ou jantar. Além disso, o realçador (glutamato) só conta um terço do nutriente que é encontrado no sal de cozinha.” Dados de massas molares em g/mol: sódio = 23, cloreto = 35,5, glutamato monossódico = 169. Para tornar a argumentação do artigo mais consistente do ponto de vista químico, você sugeriria a seguinte reescrita dos trechos destacados: a) “A porcentagem em massa de sódio no realçador (gluta- mato) é de 13,6%.”; “Por outro lado, o realçador só conta com cerca de um terço do nutriente que é encontrado no sal de cozinha.”. b) “A porcentagem em massa de sódio no realçador (glutamato) é de 39,3%.”; “Além disso, o realçador contém cerca de três ve- zes mais nutriente do que o encontrado no sal de cozinha.”. 7 c) “A porcentagem em massa de sódio no realçador (glutamato) é de 11,2%.”; “Por outro lado, o realçador conta com cerca de um terço do nutriente que é encontrado no sal de cozinha.”. d) “A porcentagem em massa de sódio no realçador (glutamato) é de 21,0%.”; “Além disso, o realçador contém cerca de três vezes mais nutriente do que o encontrado no sal de cozinha.” 04.15. (FPP – PR) – A talidomida é um derivado do ácido glutâmico que foi sintetizado na Alemanha, em 1953. Em pouco tempo, conquistou o mercado como um remédio eficaz que controlava a ansiedade e os enjoos de mulheres grávidas. Mas, a partir de 1960, foi descoberto que o remédio provocava má formação de fetos dessas gestantes. Nasceu, nos anos seguintes, uma geração com graves anomalias, conhecidas como síndrome da talidomida. Em uma amostra de 2,58 g desse composto, existem 1,56 g de carbono, 0,10 g de hidrogênio, 0,28 g de nitrogênio e 0,64 g de oxigênio, portanto, a fórmula molecular da talidomida é: Dados: consulte a tabela periódica; a fórmula mínima é igual a fórmula molecular.. a) C26H20N4O8. b) C8H10NO2. c) C6H8N3O. d) C13H10N2O4. e) C10H10NO4. Aula 04 27Química 1B 04.16. (FPS – PE) – A fosfoetanolamina é um composto químico orgânico presente naturalmente no organismo de diversos mamíferos.No Brasil, uma versão artificial da fosfoetanolamina começou a ser sintetizada. Após relatos de que essa fosfoetanolamina teria propriedades medicinais capazes de combater alguns tipos de tumores, pacientes acometidos pelo câncer obtiveram liminares na justiça para conseguir acesso às cápsulas desta substância, produzidas na Universidade de São Paulo. Calcule a fórmula mínima da fosfoetanolamina, sabendo que ela possui 17,01% de Car- bono, 5,67% de Hidrogênio, 9,92 % de Nitrogênio, 45,40% de Oxigênio e 22,00% de Fósforo. Dados de massas molares: Carbono = 12 g.mol–1, Hi- drogênio: 1 g.mol–1, Nitrogênio: 14 g.mol–1, Oxigênio: 16 g.mol–1 e Fósforo: 31 g.mol–1; fórmula mínima é igual a fórmula molecular. a) C3H9N2O4P b) C1,5H4N1,5O2P1,5 c) C4H16N2O8P2 d) C6H18N4O8P2 e) C2H8NO4P 04.17. (PUCPR) – A Vale é a maior produtora mundial de minério de ferro e pelotas (pequenas esferas de ferro), matérias-primas essenciais para a fabricação de aço. O mi- nério de ferro é encontrado na natureza na forma de rochas, misturado a outros elementos que por meio de diversos processos industriais é beneficiado para, posteriormente, ser vendido para as indústrias siderúrgicas. As rochas de minério de ferro possuem diferentes compostos que contém o ele- mento ferro. Dentre os minerais mais abundantes nas rochas de minério de ferro encontram-se de modo geral, Magnetita (Fe3O4), Hematita (Fe2O3), Goethita (Fe2O3.H2O), Siderita (FeCO3) e Pirita (FeS2). Em conformidade com o enunciado, assinale a alternativa CORRETA que mostra qual, dentre os compostos presentes no minério, apresenta o maior teor de ferro em massa. Observação: consulte a tabela periódica a) Fe2O3 b) Fe2O3 . H2O c) FeCO3 d) Fe3O4 e) FeS2 04.18. (EBMSP) – Segundo especialistas em saúde mental, a formação de profissionais com vocação para cuidar dos outros, a exemplo dos médicos, requer a capacitação desses profissionais para que possam estabelecer uma relação sau- dável com o trabalho e preservar o tempo fora do expediente, estimulando atividades sociais, físicas e de lazer, porque esses profissionais também precisam saber cuidar de si. O médico deve criar empatia com o paciente e se preocupar com ele, entretanto é necessário que mantenha o distanciamento necessário para elaborar estratégias efetivas para enfrentar as situações mais estressantes do trabalho, o que contribui para manter a sua saúde física e mental ao longo do tempo. O aumento do estresse estimula a secreção do cortisol, hor- mônio de massa molar 362 g . mol–1 que atua no equilíbrio eletrolítico, no metabolismo de carboidratos, proteínas e lipídios e, como anti-inflamatório. A composição química percentual do cortisol, em massa, é de 69,6 % de carbono, 22,1 % de oxigênio e 8,3% de hidrogênio. Com base nessas informações e nos dados da Tabela Periódica, determine a fórmula molecular do cortisol, apresentando os cálculos necessários para a resposta. Desafio 04.19. (PUC – SP) – A criolita é um minério cujo principal componente é o fluoreto de alumínio e sódio. Sua principal aplicação é na produção do alumínio, onde é adicionada à alumina (óxido de alumínio), obtendo-se uma mistura de temperatura de fusão de 950°C, tornando economicamente viável a eletrólise da alumina e a obtenção do metal alumínio. A relação entre a massa de sódio e de alumínio na criolita é de 23/9 e, portanto, a fórmula mínima do fluoreto de alumínio e sódio é: a) NaAℓF. b) NaAℓF4. c) Na3AℓF4. d) Na3AℓF6. 28 Extensivo Terceirão 04.01. a 04.02. c 04.03. a 04.04. d 04.05. e 04.06. a 04.07. A massa molar é igual a 267g . mol–1 e o percentual do nitrogênio, em massa, é de, aproximadamente, 26%. 04.08. c 04.09. e 04.10. b 04.11. b 04.12. 03( 01 + 02). 04.13. e 04.14. a 04.15. d 04.16. e 04.17. d 04.18. Fórmula molecular é C21H30O5 (massa molar 362 g/mol). 04.19. d 04.20. Fórmula mínima (CXHYOZ) = C7H14O1 Gabarito 04.20. O biodiesel é um combustível renovável obtido a partir de um processo químico denominado transesterificação. Por meio desse processo, os triglicerídeos presentes nos óleos e gordura animal reagem com um álcool primário, metanol ou etanol, gerando dois produtos: o éster e a glicerina. O primeiro somente pode ser comercializado como biodiesel, após passar por processos de purificação para adequação à especificação da qualidade, sendo destinado principalmente à aplicação em motores de ignição por compressão (ciclo Diesel). Disponível em: www.anp.gov.br/biocombustiveis/biodiesel Uma amostra de biodiesel (CXHYOZ) passa por um processo de combustão completa conforme a representação a seguir. Nesse processo foram injetados 400,0 g de oxigênio, sendo rejeitados, na forma de oxigênio não utilizado, 80,0 g. Observou-se ainda, no recipiente absorvedor de H2O, um acréscimo de massa de 126,0 g e no recipiente absorvedor de CO2, um acréscimo de massa de 308,0 g. em conformidade com o enunciado, qual a fórmula mínima para o biodiesel analisado. Note e adote: (Massas molares: H = 1 g/mol; O = 16 g/mol; C = 12 g/mol) Dada a equação que retrata a reação de combustão do Biodiesel: CXHYOZ + O2 x CO2 + Y2 H2O
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