Prova de Geoquimica

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EXTENSÃO DA BEIRA
Curso de Licenciatura em Geologia
2º Ano 1º Teste de Geoquímica Duração: 1h Data: 13/04/2021
1. Para cada um dos pares de minerais indicados, escolha o composto em que a ligação química tem um carácter mais covalente. Diga em que classe de minerais incluiria cada um dos compostos referidos.
a) KCl e CaF2		b) Cu2O e Cu2S	c) Fe2O3 e Al2O3
2. Explique porque razão as substituições entre os elementos que a seguir se indicam não são comuns em minerais. Justifique.
a) Li1+ por Cs1+		b) Fe3+ por Li1+	c) Mn7+ por Pt2+
3. As olivinas são nesossilicatos e constituem um bom exemplo de uma solução sólida completa, porque podem apresentar qualquer composição entre um termo puramente ferroso e um termo puramente magnesiano. 
a) Diga porque razão o ferro e o magnesio substituem-se facilmente na estrutura da olivina.
b) Apresente os nomes e as fórmulas químicas das duas variantes da olivina.
4. existem pelo menos nove tipos de configurações possíveis em que todos os oxigénios dos tetraedros SiO44- são partilhados, constituindo um conhecido caso de polimorfismo.
a) O que entendes por poliforfismo?
b) Apresente os nomes de pelo menos 3 polimorfos da sílica.
5. A distribuição dos elementos no nosso sistema solar são resultados da síntese nuclear de diferentes mecanismos conhecidos como processos s, processo r e p. Indique resumidamente a diferença entre estes três processos. 
6. Considere os minerais, cuja fórmula química está representada na Tabela 1. Preencha a tabela nas colunas correspondente ao nome do mineral (2) e o grupo químico (3) a que pertencem.
	Fórmula Química
	Mineral
	Grupo químico
	(1)
	(2)
	(3)
	Mg2SiO4
	
	
	CaAl2Si2O8
	
	
	Ca(Mg,Fe)Si2O6
	
	
	FeS2
	
	
	CaCO3
	
	
7. Determine o peso atómico dos elementos Cl e N a partir dos dados da tabela que se segue.
	Isótopo
	Peso atómico
	Abundância, %
	14N
	14.0031
	99.64
	15N
	14.9949
	0.36
	35Cl
	34.9688
	75.53
	37Cl
	36.9660
	24.47
8. Uma amostra de minério contendo magnetite e quartzo pesa 1.3 g. Sabendo que todo o ferro da amostra foi analisado sob a forma de Fe2O3 e se obteve um peso de 0.85 g de Fe2O3, calcule a percentagem de magnetite (Fe3O4) existente na amostra.
Boa Sorte!
EXTENSÃO DA BEIRA
Curso de Licenciatura em Geologia
2º Ano Guião de correção do 1º Teste de Geoquímica Data: 13/04/2021
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	1. Carácter das ligações químicas (3.0 valores)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	 
	Electronegatividade
	Carácter
	Carácter
	Minerais
	Nome
	 
	catião
	anião
	dif
	Ligação
	Ligação
	Classe
	 
	KCl
	0.8
	3.0
	2.2
	mais cov.
	70%
	haleto
	Silvite
	CaF2
	1.0
	4.0
	3.0
	mais iónic.
	89%
	haleto
	Fluorite
	Cu2O
	1.9
	3.5
	1.6
	mais iónic.
	47%
	óxido
	Cuprite
	Cu2S
	1.9
	2.5
	0.6
	mais cov.
	9%
	sulfureto
	Calcocite
	Fe2O3
	1.8
	3.5
	1.7
	mais cov.
	51%
	óxido
	Hematite
	Al2O3
	1.5
	3.5
	2.0
	mais iónic.
	63%
	óxido
	Corindo
	2. Substituições (1.5 valores)
	
	
	
	
	valência
	raio iónico
	
	
	Li 1+
	1+
	0.60
	diferença de raio
	
	Cs 1+
	1+
	1.69
	
	
	
	Fe 3+
	3+
	0.64
	diferença de carga
	
	Li 1+
	1+
	0.60
	
	
	
	Mn 7+
	7+
	0.46
	diferença de carga e raio
	Pt 2+
	2+
	0.96
	
	
	
3. a) Devido à semelhança de tamanho e de carga dos iões Mg2+ e Fe2+, os dois catiões substituem-se facilmente na estrutura da olivina, o que permite exprimir a sua composição em função das proporções dos dois componentes envolvidos: forsterite (Fo) e faialite (Fa). (1.0 valor)
b) as duas variantes da olivina são: (2.0 valor)
- Forsterite (Fo): Mg2SiO4
- Faialite (Fa): Fe2SiO4
4. a) O polimorfismo dá-se quando os átomos ou iões dos mesmos elementos químicos se ordenam nas três direcções do espaço segundo arranjos diferentes, fazendo com que se formem minerais com estrutura distinta e composição química idêntica. A possibilidade de ocorrência de polimorfismo é determinada por um conjunto complexo de relações em que intervêm as características (dimensões e carga) dos átomos e iões e as condições de pressão e temperatura em que se geram os minerais (Carvalho, 2002). (1.0 valor)
b) Os nove arranjos geométricos de SiO2 no espaço tridimensional dão origem a nove polimorfos de sílica: quartzo α e β, tridimite α e β cristobalite α e β, coesite, keatite (variedade sintética) e stishovite (Dana & Hurlbut, 1976). (1.5 valores)
O quartzo (SiO2) é um dos polimorfos de silica. A pressões e temperaturas altas, tendem a formar-se outros polimorfos que são mais estáveis porque apresentam entropias ou densidades superiores.
Fig. 1.21 – Polimorfos de SiO2
5. Diferença entre os processos s, r e p. (1.5 valores)
· Processo s
Um dos produtos da fusão são os neutrões. Estes neutrões podem ser capturados pelos núcleos dos elementos no interior das estrelas. Como a captura de neutrões se dá a uma velocidade relativamente pequena, estas reacções são consideradas lentas e o processo é conhecido como “slow process” ou processo-s.
· Processo r
Quando o núcleo de uma estrela se converte quase completamente em Ferro, a sua existência chega praticamente ao fim. O núcleo da estrela colapsa, o seu diâmetro (quase igual ao da terra) passa para apenas 100 km e a densidade para 3x1014g/cm3. Este colapso ocorre em menos de um segundo e produz uma onda de choque que leva à explosão da estrela. Durante a explosão, geram-se grandes quantidades de neutrões, num período de menos de dois minutos. Os neutrões podem assim ser adicionados aos núcleos instáveis, antes que estes tenham tempo de decaír. Como consequência, forma-se um grande número de isótopos radioactivos que sofrerão decaímento radioactivo depois do fluxo de neutrões cessar. Alguns destes isótopos têm tempos de meia-vida muito longos e ainda estão a decaír actualmente, constituíndo a base dos métodos de datação modernos. O processo de formação rápida de neutrões é chamado processo r e dá origem aos isótopos mais pesados (mais ricos em neutrões) de um elemento.
· Processo p
O outro processo que ocorre durante a explosão de uma supernova é a captura de protões, processo p. Este processo é responsável pela formação dos isótopos mais leves de um elemento, mas é menos comum que o processo r, porque a captura de um protão requer energias muito altas. No conjunto, os três processos combinam-se para dar os vários elementos da Tabela Periódica.
6. Preenchimento da tabela (2.5 valores)
	Fórmula Química
	Mineral
	Grupo químico
	(1)
	(2)
	(3)
	Mg2SiO4
	Olivina (Forsterite)
	Silicatos
	CaAl2Si2O8
	Plagioclase (Anortite)
	Aluminosilicatos
	Ca(Mg,Fe)Si2O6
	Piroxena (Augite)
	Silicatos
	FeS2
	Pirite
	Sulfuretos
	CaCO3
	Calcite
	Carbonatos
	7. CÁLCULO PESO ATÓMICO (3.0 valores)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	 
	 
	DADOS
	CÁLCULOS
	
	
	
	 
	PA
	Abund
	PA 
	 
	
	
	
	14 N
	14.0031
	99.64
	14.0067
	 
	
	
	
	15 N
	14.9949
	0.36
	 
	 
	
	
	
	35 Cl
	34.9688
	75.53
	35.4575
	 
	
	
	
	37 Cl
	36.9660
	24.47
	 
	 
	
	
	
	 
	 
	 
	 
	 
	
	
	
	8. CÁLCULO da % Fe2O3 (3.0 valor)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Amostra
	Fe2O3
	Fe3O4
	Fe2O3
	Fe
	Conversões
	Resposta
	gramas
	gramas
	P. MOL.
	P. MOL.
	P. ATÓM.
	Fe2O3 - Fe
	Fe-Fe3O4
	Magnetite
	1.30
	0.85
	231.539
	159.692
	55.847
	0.595
	0.822
	63.20101