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A QUÍMICA DIRETO
ATÉ VOCÊ.
Importante!
A polaridade das substâncias ajuda a prever a sua solubilidade.
Solvente polar H2O o�tende a dissolver substâncias polares.
Solvente apolar CC"4 o�tende a dissolver substâncias apolares.
Em geral:
“Semelhante tende a se dissolverem semelhante”.
Questão 1
(UFRJ) Um professor decidiu decorar seu laboratório comum “relógio de Química” no qual, no
lugar das horas, estivessem alguns elementos, dispostos de acordo com seus respectivos números
atômicos, como mostra a fi gura a seguir.
Mg
Na
Ne
F
O
N
C
B
Be
Li
He
H
INDIQUE a fórmula mínima e o tipo de ligação do composto eletricamente neutro que é formado
quando o relógio do professor marca:
A) nove horas:
B) Sete horas e cinco minutos:
Questão 2
(UNESP) Linus Pauling, falecido em 1994, recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1954, por seu
trabalho sobre a natureza das ligações químicas. Através dos valores das eletronegatividades dos
elementos químicos, calculados por Pauling, é possível prever se uma ligação terá caráter covalente
ou iônico.
Com base nos conceitos de eletronegatividade e de ligação química, pede-se:
A) IDENTIFICAR dois grupos de elementos da Tabela Periódica que apresentam, respectivamente,
as maiores e as menores eletronegatividades.
Maior:
Menor:
Questão 1
Questão 2
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B) Que tipo de ligação apresentará uma substância binária, formada por um elemento de cada um
dos dois grupos identifi cados?
Questão 3
(UNICAMP) Observe as seguintes fórmulas eletrônicas
C
H
H H
H
NH H
H
O H
H
F H
Consulte a Classifi cação Periódica dos Elementos e ESCREVA as fórmulas eletrônicas das moléculas
formadas pelos seguintes elementos:
A) Fósforo e hidrogênio
B) Enxofre e hidrogênio
C) Flúor e carbono
Questão 4
(PUC) Analise as propriedades físicas na tabela abaixo:
Condução de corrente elétrica
Amostra T.F. (ºC) T.E. (ºC) A 25º A 100º
A 801 1413 Isolante Condutor
B 45 182 Isolante -
C 1535 2 761 Condutor Condutor
Questão 3
Questão 4
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Segundo a tabela, as substâncias A, B e C podem apresentar estados físicos diferentes devido ao tipo
de ligação. Conclui-se e ntão que o composto iônico, o molecular e o metálico são, respectivamente:
A) A, B, C
B) B, C, A
C) C, A, B
D) C, B, A
E) A, C, B
Questão 5
(UFMG) A fi gura que melhor representa a evaporação do metanol – CH3OH – é:
A) OH
CH3
CH
3
CH
3OHCH3OH
CH3OH
OH
B) CH3
CH3
CH
3OHCH3OH
CH3OH
O
O
H
H
C)
CH3
–CH3
–
OH–
OH–
CH
3OH
CH3
OH
CH3OH
CH3OH
D)
CH
3O
H
CH3OH
CH3OH
CH
3
OH
CH3OH
CH3OH
E)
CH
3OH
CH 3
OH CH 3
OH
CH3OH
O
O
H
H
H
C
C H
H
H
H
Questão 5
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Questão 6
(UFPE) Considerando os seguintes haletos de hidrogênio HF, HC" e HBr, pode-se afi rmar que:
A) a molécula mais polar é HF
B) a molécula mais polar é HCl
C) todos os três são compostos iônicos
D) somente HF é iônico, pois o fl úor é muito eletronegativo
E) somente HBr é covalente, pois o bromo é um átomo muito grande para formar ligações iônicas.
Questão 7
(UFLA-MG) O alumínio e o cobre são largamente empregados na produção de fi os e cabos elétricos.
A condutividade elétrica é uma propriedade comum dos metais. Este fenômeno deve-se:
A) à presença de impurezas de ametais que fazem a transferência de elétrons.
B) ao fato de os elétrons nos metais estarem fracamente atraídos pelo núcleo.
C) à alta afi nidade eletrônica desses elementos.
D) à alta energia de ionização dos metais.
E) ao tamanho reduzido dos núcleos dos metais.
Questão 8
(UERJ) Um laboratório recebe três amostras para análise. A tabela a seguir descreve alguns de suas
principais características.
Amostra
Aspecto
do
material
Condutividade
elétrica à temperatura
ambiente
T.F.
(ºC)
T.E.
(ºC)
I Sólido Alta - -
II Pó
Branco
Muito baixa 194 -
III Pó
Branco
Muito baixa 714 1 412
Três elementos químicos fazem parte da constituição das amostras; no entanto, cada uma composta
por apenas dois deles. Os átomos desses três elementos, no estado fundamental, possuem 2, 3 e 7
elétrons de valência situados na terceira camada eletrônica.
EXPLIQUE a alta condutividade elétrica da amostra I, a partir de sua composição química, e INDIQUE
as fórmulas das substâncias presentes nas amostras II e III.
Questão 6
Questão 7
Questão 8
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Questão 9
(UNESP) Considere os seguintes compostos, todos contendo cloro: BaC"2; CH3C"; CC"4 e NaC"
Sabendo que o sódio pertence ao grupo 1, o bário ao grupo 2, o carbono ao grupo 14, o cloro ao grupo 17
da Tabela Periódica e que o hidrogênio tem número atômico igual a 1:
A) TRANSCREVA a fórmula química dos compostos iônicos e IDENTIFIQUE-os, fornecendo seus
nomes
B) APRESENTE a fórmula estrutural para os compostos moleculares e IDENTIFIQUE a molécula
que apresenta o momento dipolar resultante diferente de zero.
Questão 10
Considerando os seguintes elementos: hidrogênio (Z=1), sódio (Z=11), carbono (z=6) e enxofre (z=16),
é CORRETO afi rmar que:
A) a ligação formada entre átomos de carbono e enxofre é iônica
B) a ligação formada entre hidrogênio e sódio é covalente.
C) o composto formado por hidrogênio e enxofre tem fórmula S2H.
D) o composto formado por sódio e enxofre é sólido em condição ambiente.
E) o composto CH4, formado entre carbono e hidrogênio, é polar.
Questão 11
(UFU-MG) A molécula apolar que possui ligações polares é
A) CH3C"
B) CHC"3
C) C"2
D) CC"4
Questão 12
A fosfatidilserina é um fosfolipídio aniônico cuja interação com cálcio livre regula processos de
transdução celular e vem sendo estudada no desenvolvimento de biossensores nanométricos.
A fi gura representa a estrutura da fosfatidilserina:
H3C
O
O
O
H NH3
+
H
O O
–
CH3
O
O
Questão 9
Questão 10
Questão 11
Questão 12
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Com base nas informações do texto, a natureza da interação da fosfatidilserina com o cálcio livre
é do tipo:
Dado: número atômico do elemento cálcio: 20
A) iônica somente com o grupo aniônico fosfato, já que o cálcio livre é um cátion monovolante.
B) iônica com o cátion amônio, porque o cálcio livre é representado como um ânion monovalente.
C) iônica com os grupos aniônicos fosfato e carboxila, porque o cálcio em sua forma livre é um
cátion divalente.
D) covalente com qualquer dos grupos não carregados da fosfatidilserina, uma vez que estes
podem doar elétrons ao cálcio livre para formar a ligação.
E) covalente com qualquer grupo catiônico da fosfatidilserina, visto que o cálcio na sua forma
livre poderá compartilhar seus elétrons com tais grupos.
Questão 13
(PUC/2009) Analise as propriedades físicas na tabela a seguir.
Considerando-se os modelos de ligação A , B e C podem ser classifi cados, respectivamente, como
compostos:
Condução de
corrente elétrica
Amostra T.F. (°C) T.E. (°C) 25° 1 000°
A 805 1 413 Isolante Condutor
B 45 180 Isolante -
C 1 540 2800 Condutor Condutor
A) iônico, metálico e molecular.
B) metálico, molecular e iônico.
C) molecular, metálico e iônico.
D) iônico, molecular e metálico.
Questão 14
(UFMG) Algumas propriedades físicas são características do conjunto das moléculas de uma substância,
enquanto outras são atributos intrínsecos a moléculas individuais. Assim sendo, é CORRETO afi rmar
que uma propriedade intrínseca de uma molécula de água é a:
A) densidade.
B) polaridade.
C) pressão de vapor.
D) temperatura de ebulição.
Questão 13
Questão 14
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Questão 15
(PUC) Para o estudo das relações entre o tipo de ligação química e as propriedades físicas das
substâncias X e Y, sólidas à temperatura ambiente, foram realizados experimentos que permitiram
concluir que:
• A substância X conduz corrente elétrica no estado líquido, mas não no estado sólido.
• A substância Y nãoconduz corrente elétrica em nenhum estado.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afi rmar que:
A) a substância X é molecular e a substância Y é iônica.
B) a substância X é iônica e a substância Y é metálica.
C) a substância X é iônica e a substância Y é molecular.
D) as substâncias X e Y são moleculares.
Questão 16
Relacione a fórmula, forma geométrica e polaridade a seguir, assinalando a opção CORRETA:
Fórmula Forma Geométrica Polaridade
A) CO2 Linear Polar
B) CC"4 Tetraédrica Polar
C) NH3 Piramidal Apolar
D) BeH2 Linear Apolar
Questão 17
Questão 18 (PUC) Sejam dadas as seguintes moléculas: H2O, BeH2, BC"3 e CC"4.
As confi gurações espaciais dessas moléculas são, respectivamente:
A) angular, linear, trigonal, tetraédrica
B) angular, trigonal, linear, tetraédrica
C) angular, linear, piramidal, tetraédrica
D) trigonal, linear, angular, tetraédrica
Questão 19
(ENEM) Quando defi nem moléculas, os livros geralmente apresentam conceitos como: “a menor
parte da substância capaz de guardar suas propriedades”. A partir de defi nições desse tipo, a ideia
transmitida ao estudante é a de que o constituinte isolado (moléculas) contém os atributos do
todo. É como dizer que uma molécula de água possui densidade, pressão de vapor, tensão superfi cial,
ponto de fusão, ponto de ebulição, etc. Tais propriedades pertencem ao conjunto, isto é, manifestam-se
nas relações que as moléculas mantêm entre si.
(Adaptado de OLIVEIRA, R. J. O Mito da Substância. Química Nova na Escola, no 1, 1995.)
Questão 15
Questão 16
Questão 17
Questão 19
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O texto evidencia a chamada visão substancialista que ainda se encontra presente no ensino da
Química. A seguir estão relacionadas algumas afi rmativas pertinentes ao assunto.
I. O ouro é dourado, pois seus átomos são dourados.
II. Uma substância “macia” não pode ser feita de moléculas “rígidas”.
III. Uma substância pura possui pontos de ebulição e fusão constantes, em virtude das interações
entre suas moléculas.
IV. A expansão dos objetos com a temperatura ocorre porque os átomos se expandem.
Dessas afi rmativas, estão apoiadas na visão substancialista criticada pelo autor apenas:
A) I e II.
B) III e IV.
C) I, II e III.
D) I, II e IV.
E) II, III e IV.
Questão 20
A curva abaixo mostra a variação da energia potencial Ep em função da distância entre os átomos,
durante a formação da molécula H2 a partir de dois átomos de hidrogênio, inicialmente a uma
distância infi nita um do outro.
Ep (kJ/mol)
H-H
0
0
-458
0,074
distância interatômica (nm)
Em relação às informações obtidas da análise do gráfi co, assinale a afi rmativa FALSA.
A) A energia potencial diminui na formação da ligação química.
B) A quebra da ligação H-H consome 458 kJ/mol.
C) O comprimento de ligação da molécula H2 é de 0,074nm.
D) Os átomos separados por uma distância infi nita se atraem mutuamente.
Questão 21
(UFMG) Considere as variações de entalpia de alguns processos químicos:
I. H2O (") o H2O (g) 'H = 44kJ/mol
II. H2O (g) o 2H(g) + O (g) 'H = 934 kJ/mol
III. NaF (s) o Na+ (g) + F– (g) 'H = 912 kJ/mol
IV. N2 (g)�o 2N (g) 'H = 945 kJ/mol
Questão 20
Questão 21
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A) Explique, em termos moleculares, qual é a diferença entre os processos I e II que justifi ca a
grande diferença de energia entre eles.
B) Considerando-se os dados fornecidos para os processos III e IV, analise a afi rmativa: “Ligações
covalentes são muito mais fracas do que ligações iônicas.”
Decida se essa afi rmativa é verdadeira ou falsa e justifi que sua resposta.
Questão 22
(UFMG) Nas fi guras I e II, estão representados dois sólidos cristalinos, sem defeitos, que exibem
dois tipos diferentes de ligação química.
Considerando-se essas informações, é correto afi rmar que
A) A fi gura II corresponde a um sólido condutor de eletricidade
B) A fi gura I corresponde a um sólido condutor de eletricidade
C) A fi gura I corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico
D) A fi gura II corresponde a um material que, no estado líquido, é um isolante elétrico.
Questão 23
(PUC Minas) Considere os compostos
CH4 H2S H2O H2Te H2Se
I II III IV V
Questão 22
Questão 23
Nuvem de elétrons
Figura I
Figura II
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+– +– +– +– –
+– +– +– +– –
+ –+– +– +– +–
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A ordem decrescente dos ângulos entre os átomos de hidrogênio nos compostos é
A) I > II > III > IV > V
B) I > III > II > V > IV
C) IV > V > III > II > I
D) IV > V > II > III > I
E) III > II > IV > V > I
Questão 24
(CMMG) Utilizando o modelo de repulsão de pares de elétrons, um estudante preparou a tabela a
seguir, que relaciona algumas espécies químicas e suas respectivas geometrias.
Espécie química Geometria
H3O
+ Piramidal trigonal
CO2 Linear
SO4
2– Tetraédrica
O número de erros cometidos pelo estudante é
A) 0 B) 1 C) 2 D) 3
Questão 25
O fosgênio (COC"2) é um gás incolor, tóxico, asfi xiante e de cheiro penetrante. Esse gás, utilizado
como arma na Primeira Guerra Mundial, era produzido a partir da reação do monóxido de carbono
(CO) e do gás cloro (C"2). Qual é a geometria de cada uma dessas moléculas, respectivamente?
A) Linear, trigonal plana e tetraédrica.
B) Angular, linear e linear.
C) Trigonal plana, angular e linear
D) Tetraédrica, linear, angular.
E) Trigonal plana, linear e linear.
Questão 26
O hexafl uoreto de enxofre (SF6) é um gás incolor, inodoro, não infl amável e inerte utilizado
como isolante em transformadores de alta tensão elétrica e em equipamentos de distribuição de
eletricidade. A respeito do SF6, é correto afi rmar que:
A) apresenta geometria molecular octaédrica.
B) apresenta geometria molecular bipirâmide trigonal.
C) apresenta átomos de fl úor e de enxofre unidos entre si por meio de ligações iônicas.
D) tem geometria molecular idêntica à da amônia (NH3).
E) é uma substância simples
Questão 24
Questão 25
Questão 26
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Questão 27
Sabe-se que a atmosfera do nosso planeta é composta por uma mistura gasosa que apresenta,
por exemplo, os gases CH4, O3, N2 e SO3. As moléculas desses gases, respectivamente, apresentam
quais geometrias moleculares?
A) Tetraédrica, Trigonal, Linear e Trigonal.
B) Trigonal, Angular, Angular e Tetraédrica.
C) Trigonal, Linear, Tetraédrica e Angular.
D) Tetraédrica, Angular, Linear e Trigonal.
Questão 28
Questão 29 (ENEM–2015) Pesticidas são substâncias utilizadas para promover o controle de pragas.
No entanto, após sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas organoclorados são arrastados
pela água até lagos e rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem difundir-se para seus tecidos
lipídicos e lá se acumularem. A característica desses compostos, responsável pelo processo descrito
no texto, é o(a)
A) baixa polaridade.
B) baixa massa molecular.
C) ocorrência de halogênios.
D) tamanho pequeno das moléculas.
E) presença de hidroxilas nas cadeias.
Questão 30
(CFTMG) A relação entre a molécula, sua geometria e sua polaridade está representada
corretamente em
A) CC"4, tetraédrica e polar.
B) PBr3, piramidal e apolar.
C) BeF2, angular e polar.
D) CO2, linear e apolar.
E) NH3, angular e apolar.
Questão 27
Questão 28
Questão 30
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Questão 31
(Unifesp 2009) Na fi gura, são apresentados os desenhos de algumas geometrias moleculares
I: Linear
III: Piramidal IV: Trigonal
II: Angular
SO3, H2S e BeC"2 apresentam, respectivamente, as geometrias moleculares:
A) III, I e II.
B) III, I e IV.
C) III, II e I.
D) IV, I e II.
E) IV, II e I.
Questão 32
(UFRS) As substâncias SO2 e CO2 apresentam moléculas que possuem ligações polarizadas. Sobre
as moléculas destas substâncias é correto afi rmar-seque
A) ambas são polares, pois apresentam ligações polarizadas.
B) ambas são apolares, pois apresentam geometria linear.
C) apenas o CO2 é apolar, pois apresenta geometria linear.
D) ambas são polares, pois apresentam geometria angular.
E) apenas o SO2 é apolar, pois apresenta geometria linear.
Questão 31
Questão 32
GABARITOGABARITO
1) A) MgF2: ligação iônica
B) NH3: ligação covalente
2) A) maior eletronegatividade: VIIA
menor eletronegatividade: IA
B) Ligação iônica, pois elementos com alta eletronegatividade tendem a formar íons e os baixa eletronegatividade
tendem a formar cátions, ocorrendo a atração eletrostática.
3) A) PH H (PH3)
H
B) S H (H2S)
H
C)
CF F (CF4)
F
F
4) A
5) D
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6) A
7) B
8) A amostra I é constituída por material sólido com alta condutividade elétrica; portanto apresenta elétrons livres para
movimentar-se. Conclui-se que é formada por elementos cujos átomos apresentam pequenos números de elétrons na
última camada, ou seja, metais: Mg e A". No 3º período o elemento com 7 elétrons na camada de valência é o cloro, com
3 é o Alumínio e com 2 é o magnésio. Portanto:
Amostra II: A"Cl3
Amostra III: MgC"2
9) A) BaCl2: cloreto de bário
NaCl: cloreto de sódio
B) O tetraclorometano é polar; não há pares de elétrons não ligantes e tem todos os ligantes iguais; portanto é uma
molécula apolar. O clorometano tem um ligante diferente; portanto é uma molécula polar.
10) D
11) D
12) C
13) D
14) B
15) C
16) D
17) A
18) D
19) D
20) A) O processo I representa uma mudança de estado, em que são rompidas interações intermoleculares, no
caso, ligações de hidrogênio, que são muito mais fracas que as ligações covalentes rompidas no processo II. Assim,
a energia gasta no processo I é menor que a energia gasta no processoII.
B) Falsa. Ambas ligações são muito fortes. Isso pode ser verifi cado na baixa diferença de energia envolvida
nos dois processos.
21) A
22) B
23) A
24) E
25) A
26) D
27) A
28) D
29) E
30) C
100
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Interações Intermoleculares
As propriedades físicas de líquidos e sólidos moleculares são
relativas, em grande parte, às forças ou interações intermoleculares,
as forças que existem entre as moléculas.
A intensidade das forças intermoleculares em diferentes
substâncias varia em uma grande faixa, mas elas são muito mais
fracas que as ligações iônicas e covalentes. Dessa forma, é necessário
menos energia para vaporizar um líquido ou fundir um sólido do que
para quebrar ligações covalentes em moléculas.
Quanto mais forte as forças de atração, maior é a temperatura na qual o líquido entra em ebulição.
De forma similar, o ponto de fusão de um sólido aumenta à medida que as forças intermoleculares
fi cam mais fortes. Sabe-se que existem três tipos de forças atrativas entre moléculas neutras:
forças dipolo-dipolo, de dispersão de London e de ligação de hidrogênio. Essas forças são também
chamadas forças de Van de Waals em homenagem a Johannes Van der Waals. Todas essas forças são
eletrostáticas por natureza, envolvendo atrações entre espécies positivas e negativas. Todas tendem
a ser até 15% menos fortes que as ligações covalente e iônica.
1.1 Dipolos Instantâneos Dipolos Induzidos ou Forças de Dispersão
de London
As interações dipolos instantâneos dipolos
induzidos são as atrações existentes entre
átomos e moléculas apolares. A origem de
suas atrações foi inicialmente proposta em
1930 por Fritz London. London identifi cou que
o movimento de elétrons em um átomo ou
molécula pode criar um momento de dipolo
instantâneo. Em uma coleção de moléculas de
H2, por exemplo, a distribuição média de elétrons
em cada molécula é simétrica. As moléculas são apolares e não possuem dipolo permanente. Entretanto,
a distribuição instantânea dos elétrons pode ser diferente da distribuição média. Se pudéssemos congelar
o movimento de elétrons de uma molécula em determinado instante, a nuvem eletrônica poderia estar
deslocada para um lado da molécula. Apenas nesse momento, então, a molécula teria um momento de
dipolo instantâneo.
Como os elétrons se repelem, os movimentos em uma molécula infl uenciam os movimentos dos
elétrons em seus vizinhos. Assim, o dipolo temporário em uma molécula pode induzir um dipolo
similar em uma molécula adjacente, fazendo com que as moléculas sejam atraídas entre si, como
mostrado na fi gura acima.
G–
G–G+ G+ G– G+
Uma distorção momentânea
da nuvem eletrênica produz
um dipolo instantâneo...
Molécula Molécula
... que induz o
aparencimento
de um dipolo na
molécula vizinha.
Molécula
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Essa interação atrativa é chamada força de dispersão de London. Tal força é signifi cativa tão
somente quando as moléculas estão próximas.
A facilidade com que a distribuição de cargas em uma molécula pode ser distorcida por um
campo elétrico externo é chamada polarizabilidade. Podemos pensar na polarizabilidade de uma
molécula como uma medida da ‘maciez’ de sua nuvem eletrônica; quanto maior a polarizabilidade de
uma molécula, mais facilmente sua nuvem eletrônica será distorcida para dar um dipolo momentâneo.
Dessa forma, moléculas mais polarizáveis têm forças de dispersão de London mais fortes. Em geral,
moléculas maiores tendem a ter maiores polarizabilidades porque elas têm maior número de elétrons,
que estão mais afastados do núcleo. A intensidade das forças de dispersão de London, portanto,
tendem a aumentar com o aumento do tamanho molecular. Uma vez que o tamanho molecular e a
massa geralmente assemelham-se, as forças de dispersão tendem a aumentar em intensidade com
o aumento da massa molecular.
Quando duas moléculas apolares se aproximam, tornam- se momentaneamente polarizadas
e se atraem. Essa polarização se dá porque, em uma das moléculas, os elétrons podem estar
momentaneamente localizados em um lado da molécula, criando um dipolo instantâneo e, na outra
molécula, cria-se um dipolo induzido.
As substâncias que fazem esse tipo de interação possuem baixos pontos de fusão e ebulição e
tendem a ser pouco solúveis em água.
Exemplos de substâncias que podem fazer interações dipolos induzidos.
H2, O2, N2, hidrocarbonetos
1. Dipolos Permanentes ou Dipolo-Dipolo
Essas interações ocorrem entre moléculas polares, nas quais o pólo positivo de uma molécula
atrai o negativo de outra. As forças dipolo-dipolo são efetivas tão somente quando moléculas polares
estão mais próximas.
Representação:
+ – –+
Molécula polar x molécula polar
(dipolo x dipolo)
Quanto maiores forem os momentos dipolares (criados pela diferença de eletronegatividade
entre os átomos), maior é a força de atração intermolecular.
As substâncias que fazem esse tipo de interação tendem a possuir pontos de fusão e pontos
de ebulição mais altos que aquelas que fazem interações dipolos instantâneos (comprando-se
substâncias com massas molares semelhantes) e tendem a se dissolver em água, pois interagem com
a mesma.
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2. Ligações de Hidrogênio
Essas interações ocorrem entre moléculas que possuem o hidrogênio
diretamente ligado a átomos muito eletronegativos, como fl úor, oxigênio e
nitrogênio e ela ocorre devido à atração do próton exposto H+ por um de alta
eletronegatividade da molécula vizinha.
O diagrama a seguir representa as temperaturas de ebulição de compostos
moleculares binários nos quais um dos elementos é o hidrogênio.
H20
HF
NH3
CH4
SiH4
PH3
HCA3
H3S
HBr
H2Se
H2Te
HI
SbH3
SnH3
AsH3GeH3
100
–100
–200
Período
2 3 4 5
Po
nt
o
de
e
bu
liç
ão
/
°C
Ao analisarmos as temperaturas de ebulição para a maioria desses compostos, verifi camos
que moléculas maiores e polares apresentam interações mais intensas. Entretanto, três compostos
parecem destoar da análise geral – NH3, HF e H2O.
Poderíamos, a princípio, esperar que suas interações intermoleculares fossem mais fracasdevido
às suas menores nuvens eletrônicas. Todavia, suas temperaturas de ebulição são consideravelmente
mais elevadas que o previsto, sugerindo que tais moléculas realizam entre si ligações de hidrogênio.
Abaixo, estão representadas as possibilidades de ligação de hidrogênio envolvendo os três
elementos mais eletronegativos (fl úor, oxigênio e nitrogênio).
Uma Molécula Outra Molécula (Polar)
Ligação de hidrogênio
N – H N
N – H O
N – H F
As ligações de hidrogênio podem ser consideradas atrações dipolo-dipolo especiais. Como F, N
e O são muito eletronegativos, uma ligação entre o hidrogênio e qualquer um desses três elementos
é bastante polar, com o hidrogênio no lado positivo.
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A QUÍMICA DIRETO
ATÉ VOCÊ.
Observe os exemplos da água e da amônia:
+ +
+
+
+ +
I
–
– H H H
N N
H H H
H
L.H.
H H
O átomo de hidrogênio possui apenas um elétron. Assim, o lado positivo do dipolo da ligação
tem a carga concentrada parcialmente exposta, quase exibindo o próton do núcleo do hidrogênio.
Essa carga positiva é atraída pela carga negativa de um átomo eletronegativo em uma molécula
próxima. Como o hidrogênio pobre em elétrons é muito pequeno, ele pode aproximar-se muito de
um átomo eletronegativo para, em seguida, interagir fortemente com ele. Em virtude de as ligações
de hidrogênio serem geralmente mais fortes que as forças dipolo-dipolo e de dispersão (dipolo
instantâneo-dipolo induzido), elas têm papel importante em muitos sistemas químicos, incluindo os
de signifi cância biológica. Por exemplo, as ligações de hidrogênio ajudam a estabilizar as estruturas
das proteínas, que são partes principais da pele, músculos e outros componentes estruturais dos
tecidos animais. Elas são também responsáveis pela maneira como o DNA é capaz de transportar a
informação genética.
3. Ligações de Hidrogênio Intramoleculares
Em muitas moléculas orgânicas ocorre a formação da ligação de hidrogênio intramolecular que
acontece entre grupos próximos da mesma molécula.
Substâncias que fazem ligações de hidrogênio intramoleculares possuem temperatura de fusão
e de ebulição menores se comparadas a estruturas similares que não fazem ligações de hidrogênio
intramoleculares. Isso ocorre porque substâncias que fazem ligações de hidrogênio intramoleculares
fazem interações intermoleculares menos intensas. Observe:
Orto-aminofenol:
OH
OH
NH2
NH2
Para-aminofenol:
Orto-aminofenol:
Os grupos hidroxila e amino fazem ligações de hidrogênio intramoleculares devido a proximidade
dos mesmos. A temperatura de ebulição é menor que a do para-aminofenol.
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ATÉ VOCÊ.
Para-aminofenol:
OH
OH
NH2
NH2
Para-aminofenol:
Orto-aminofenol:
Os grupos hidroxila e amino não fazem ligações de hidrogênio entre si. Esses grupos fazem
interações com outras moléculas. Assim, a temperatura de ebulição é maior que a do orto-aminofenol.
4. Força Dipolo Permanente – Dipolo Induzido
Existe ainda um tipo de interação que pode ocorrer entre uma molécula polar e uma apolar.
Uma molécula com um dipolo permanente pode induzir um dipolo em uma segunda molécula que
esteja localizada próxima no espaço. A força desta interação irá depender do momento de dipolo da
primeira molécula e da polarizabilidade da segunda molécula. A polarizabilidade de uma molécula
é uma grandeza física que indica com que facilidade a densidade eletrônica da molécula pode ser
polarizada, isto é, formando uma distribuição assimétrica de densidade eletrônica (cargas) e, por
conseguinte, ocorrendo a formação de dipolos instantâneos na molécula. Estes dipolos instantâneos
podem então se alinhar de várias maneiras com o dipolo permanente da primeira molécula, originando
a interação dipolo permanente-dipolo induzido.
Exemplo: interação entre as moléculas de água (polar) e oxigênio (apolar).
O
H
H
G–
G+
O O
G– G+
O O
Dipolo induzido–dipolo induzido
Dipolo induzido na molécula
de oxigênio, pela aproximação
da molécula de água
Dipolo permanente da
molécula de água (polar)
Molécula de
Oxigênio (apolar)
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ATÉ VOCÊ.
5. Força Íon-dipolo
Uma força íon-dipolo existe entre íon e carga parcial oposta em certo lado de uma molécula polar.
As moléculas polares são dipolo; elas têm um lado positivo e outro negativo. Os íons positivos são
atraídos pelo pólo negativo de um dipolo, enquanto os
negativos são atraídos pelo pólo positivo. A magnitude
da atração aumenta conforme a carga do íon ou
magnitude do dipolo aumenta. As forças íon-dipolo são
especialmente importantes em soluções.
Exemplo: a água (molécula polar) solvatando os
íons do cloreto de sódio (NaC").
6. Cristais Covalentes
Alguns compostos formados por não metais apresentam uma rede indefi nida de átomos, unidos
por ligações covalentes. Esses são chamados de sólidos ou cristais covalentes.
Nessas substâncias, o compartilhamento de elétrons ocorre interligando todos os átomos, formando
um retículo cristalino e não sendo possível identifi car moléculas independentes.
São substâncias covalentes, o diamante (C), grafi ta (C), sílica (SiO2) e carbeto de silício (SiC).
O diamante – usado industrialmente como abrasivo e em ferramentas de corte por causa de sua
dureza – possui uma estrutura em que cada átomo, considerado no centro de um tetraedro, liga-se
covalentemente a quatro outros, situados nos vértices.
O carboneto do silício, um abrasivo industrial comum, possui a estrutura do diamante, em que
cada átomo de silício liga-se tetraedricamente a quatro átomos de carbono e vice-versa.
B
ra
si
l E
sc
o
la
O dióxido de silício ou sílica, SiO2, existe em várias formas cristalinas. Todas apresentam uma
rede tridimensional de ligações Si-O. A forma mais comum é a do quartzo, cuja estrutura pode ser
considerada semelhante ao do diamante.
A grafi ta é também um cristal covalente. Entretanto, contrastando com as substâncias que
acabamos de discutir, sua estrutura apresenta átomos de carbono dispostos em camadas planas
paralelas. Cada átomo de carbono liga-se covalentemente a três outros, de sua própria camada,
formando uma rede infi nita de anéis de seis membros. Entre as camadas, existem forças menos
intensas denominadas dipolo instantâneo – dipolo induzido.
Na+
H2ONa
CA–
CA
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ATÉ VOCÊ.
Estrutura da grafi ta:
7. Propriedades dos Compostos Covalentes
• São sólidos a temperatura ambiente.
• São insolúveis em todo tipo de solvente.
• Apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição.
• São quebradiços.
• Não são condutores de eletricidade, exceto o grafi te.
EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS
Questão 1
(UFC-CE) As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas e químicas
das moléculas, como, por exemplo, a temperatura de ebulição. Considere as moléculas de F2, Cl2
e Br2
A) Quais as principais forças intermoleculares presentes nessas espécies?
B) ORDENE essas espécies em ordem crescente de temperatura de ebulição e JUSTIFIQUE sua
resposta.
Ordem:
Justifi cativa:
Questão 1
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ATÉ VOCÊ.
Questão 2
(UNICAMP) Considere três substâncias: CH4, NH3 e H2O e três temperaturas de ebulição: 373K, 112K
e 240K. Levando-se em conta a estrutura e a polaridade das moléculas dessas substâncias, pede-
se:
A) CORRELACIONE as temperaturas de ebulição às substâncias
CH4:
NH3:
H2O:
B) JUSTIFIQUE a correlação que você estabeleceu
Questão 3
(UFBA) FORNEÇA a ordem crescente de temperaturas de ebulição das substâncias com as
fórmulas moleculares abaixo, JUSTIFICANDO sua escolha.
CH3–CH2–OH CH4 CH3–CH3
I II III
Ordem:
Justifi cativa:
Questão 4
(FGV-SP) O conhecimento dasestruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que
as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias, como odor, sabor, coloração
e solubilidade.
As fi guras apresentam as estruturas das moléculas CO2, H2O, NH3, CH4, H2S e PH3.
Questão 2
Questão 3
Questão 4
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ATÉ VOCÊ.
Quanto às forças intermoleculares, a molécula que melhor interage com a água através de ligações
de hidrogênio é:
A) H2S
B) CH4
C) NH3
D) PH3
E) CO2
Questão 5
(PUC-MG) Analise o gráfi co, que apresenta as temperaturas de ebulição de
compostos binários do hidrogênio com elementos do grupo 16 (coluna VIA),
à pressão de 1 atm.
H2O
Massa Molar
Temperatura (°C)
H2S
H2Se
H2Te
0
0
50
80604020
–50
–100
100
150
100 120 140
A partir das informações apresentadas, é INCORRETO afi rmar que:
A) a substância mais volátil é o H2S, pois apresenta menor temperatura de ebulição
B) a água apresenta maior temperatura de ebulição, pois realiza ligações de hidrogênio.
C) todos os hidretos são gases à temperatura ambiente, exceto a água, que é líquida.
D) a 100º, a água ferve, rompendo as ligações covalentes antes das intermoleculares.
Questão 6
(UFScar) A tabela apresenta valores de temperatura de ebulição de alguns compostos com
hidrogênio com elementos dos grupos 14, 15 e 16 da Tabela Periódica.
Grupo 14 Grupo 15 Grupo 16
Composto T.E. (º) Composto T.E. (ºC) Composto T.E.(º)
2ºP CH4 X NH3 Y H2O 100
3ºP SiH4 –111 PH3 –88 H2S –60
4ºP GeH4 –88 AsH3 –62 H2Se Z
Os compostos do grupo 14 são formados por moléculas apolares, enquanto os compostos dos
grupos 15 e 16 são formados por moléculas polares.
Considerando as forças intermoleculares existentes nestes compostos, as faixas estimadas para os
valores de X, Y e Z são, respectivamente:
A) > –111, > –88 e > –60
B) > –111, > –88 e < –60
C) < –111, < –88 e > –60
D) < –111, < –88 e < –60
E) < –111, > –88 e > –60
Questão 5
Questão 6
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Questão 7
A pele humana, quando está bem hidratada, adquire boa elasticidade e aspecto macio e suave. Em
contrapartida, quando está ressecada, perde sua elasticidade e se apresenta opaca e áspera. Para
evitar o ressecamento da pele é necessário, sempre que possível, utilizar hidratantes umectantes,
feitos geralmente à base de glicerina e polietilenoglicol:
HO – CH2 – CH2 [ O – CH2 – CH2]n – O – CH2 – CH2 – OH
HO OH OH
H2C CH CH2
Glicerina
Polietilenoglicol
HO – CH2 – CH2 [ O – CH2 – CH2]n – O – CH2 – CH2 – OH
HO OH OH
H2C CH CH2
Glicerina
Polietilenoglicol
A retenção de água na superfície da pele promovida pelos hidratantes é consequência da interação
dos grupos hidroxila dos agentes umectantes com a umidade contida no ambiente por meio de
A) ligações iônicas.
B) forças de London.
C) ligações covalentes.
D) forças dipolo-dipolo.
E) ligações de hidrogênio.
Questão 8
(ENEM) As fraldas descartáveis que contêm o polímero polia-crilato de sódio (1) são mais efi cientes
na retenção de água que as fraldas de pano convencionais, constituídas de fi bras de celulose (2).
A maior efi ciência dessas fraldas descartáveis, em relação às de pano, deve-se às
A) Interações dipolo-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às ligações de
hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
B) Interações íon-íon mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às
ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
C) Ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às interações íon-
dipolo entre a celulose e as moléculas de água.
D) Ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação as
interações dipolo induzido-dipolo induzido entre a celulose e as moléculas de água.
E) Interações íon-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às
ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.
Questão 9
A fosfatidilserina é um fosfolipídio aniônico cuja interação com cálcio livre regula processos de
transdução celular e vem sendo estudada no desenvolvimento de biossensores nanométricos.
A fi gura representa a estrutura da fosfatidilserina:
Questão 7
Questão 8
Questão 9
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Com base nas informações do texto, a natureza da interação da fosfatidilserina com o cálcio livre
é do tipo:
Dado: número atômico do elemento cálcio: 20
A) iônica somente com o grupo aniônico fosfato, já que o cálcio livre é um cátion monovolante.
B) iônica com o cátion amônio, porque o cálcio livre é representado como um ânion monovalente.
C) iônica com os grupos aniônicos fosfato e carboxila, porque o cálcio em sua forma livre é um
cátion divalente.
D) covalente com qualquer dos grupos não carregados da fosfatidilserina, uma vez que estes
podem doar elétrons ao cálcio livre para formar a ligação.
E) covalente com qualquer grupo catiônico da fosfatidilserina, visto que o cálcio na sua forma livre
poderá compartilhar seus elétrons com tais grupos.
Questão 10
(UFMG) Algumas propriedades físicas são características do conjunto das moléculas de
uma!substância, enquanto outras são atributos intrínsecos a moléculas individuais. Assim sendo,
é CORRETO afi rmar que uma propriedade intrínseca de uma molécula de água é a:
A) densidade.
B) polaridade.
C) pressão de vapor.
D) temperatura de ebulição.
Questão 11
(CMMG) Em relação às propriedades de substâncias, assinale a alternativa INCORRETA.
A) Quando átomos se ligam através de ligações covalentes, as substâncias resultantes podem
existir, na temperatura ambiente, em qualquer um dos estados físicos.
B) Grafi ta e diamante apresentam diferente condutividade elétrica, devido à existência de
diferentes ligações entre os átomos que as constituem.
C) A temperatura de fusão pode ser usada para distinguir uma substância covalente de uma
molecular.
D) O arranjo das moléculas no gelo é o responsável por sua menor densidade em relação à água líquida.
Questão 12
(FCMMG) No início do século XX surgiram os primeiros modelos consistentes de ligações químicas,
quando o químico norte-americano Lewis e o químico alemão Kossel propuseram, respectivamente,
as teorias da ligação covalente e da ligação iônica.
Com relação às ligações químicas, assinale a alternativa INCORRETA.
A) Os cristais iônicos são, em geral, bons condutores de eletricidade.
B) A ligação iônica não é a transferência de elétrons de um átomo para o outro.
C) No processo de ebulição do hidrogênio (H2) são rompidas forças dipolo induzido.
D) Todas as moléculas diatômicas de átomos de igual eletronegatividade são moléculas apolares.
Questão 10
Questão 11 Questão 11 Questão 11
Questão 12
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Questão 13
O gráfi co a seguir mostra a variação dos pontos de ebulição (T.E.) dos hidretos dos elementos do
grupo do carbono e do nitrogênio.
0
2 3 4 5
–50
–100
–200
–250
–150
NH3
AsH3
PH3
CH4
SbH3
SnH4
GeH4
SiH4
Período
Po
nt
os
d
e
eb
ul
iç
ão
(°
C)
Pede-se
EXPLIQUE a variação das T.E. dos hidretos dos elementos do grupo do carbono.
EXPLIQUE por que a T.E. dos hidretos dos elementos do grupo do carbono são menores que as T.E.
dos hidretos dos elementos do mesmo período do grupo do nitrogênio.
EXPLIQUE por que NH3 apresenta T.E. superior aos dos demais hidretos do grupo e por que essa
discrepância não é observada para o CH4 em relação aos demais hidretos do seu grupo.
Questão 14
(UFMG) Observe as formas de uma gota de água e de uma gota de dodecano, CH3(CH2)10CH3, colocada
sobre uma superfície de polietileno, um polímero de fórmula –(CH2CH2)–, mostradas nesta fi gura:
Água Dodecano
Polietileno
Questão 13
Questão 14
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ATÉ VOCÊ.
A) Considerando as interações intermoleculares entre a água e a superfície do polietileno e as
interações das moléculas de água entresi, JUSTIFIQUE o fato de a gota de água apresentar uma
pequena área de contato com o polietileno.
B) Considerando as interações intermoleculares entre o dodecano e a superfície do polietileno
e as interações das moléculas de dodecano entre si, JUSTIFIQUE o fato de a gota de dodecano
apresentar uma grande área de contato com o polietileno.
C) Nesta fi gura, está representada uma gota de água depositada sobre uma superfície de vidro
limpo:
Água
Vidro
INDIQUE se, nesse caso, a superfície do vidro apresenta características polares ou apolares
Questão 15
(UFPE-2003) A compreensão das interações intermoleculares é importante para a racionalização
das propriedades físico-químicas macroscópicas, bem como para o entendimento dos processos
de reconhecimento molecular que ocorrem nos sistemas biológicos. A tabela abaixo apresenta as
temperaturas de ebulição (TE), para três líquidos à pressão atmosférica.
Líquido Fórmula Química TE(°C)
Acetona (CH3)2CO 56
Água H2O 100
Etanol CH3CH2OH 78
Com relação aos dados apresentados na tabela acima, podemos afi rmar que:
A) as interações intermoleculares presentes na acetona são mais fortes que aquelas presentes
na água.
B) as interações intermoleculares presentes no etanol são mais fracas que aquelas presentes na
acetona.
C) dos três líquidos, a acetona é o que apresenta ligações de hidrogênio mais fortes.
D) a magnitude das interações intermoleculares é a mesma para os três líquidos.
E) as interações intermoleculares presentes no etanol são mais fracas que aquelas presentes na
água.
Questão 15
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ATÉ VOCÊ.
Questão 16
(UFSCar-2002) A sacarose (açúcar comum), cuja estrutura é mostrada na fi gura, é um dissacarídeo
constituído por uma unidade de glicose ligada à frutose.
A solubilidade da sacarose em água deve-se
A) ao rompimento da ligação entre as unidades de glicose e frutose.
B) às ligações de hidrogênio resultantes da interação da água com a sacarose.
C) às forças de van der Waals, resultantes da interação da água com a unidade de glicose
desmembrada.
D) às forças de dipolo-dipolo, resultantes da interação da água com a unidade de frutose
desmembrada.
E) às forças de natureza íon-dipolo, resultantes da interação do dipolo da água com a sacarose.
Questão 17
(UFC-1999) A temperatura normal de ebulição do 1- propanol, CH3CH2CH2OH, é 97,2 °C, enquanto o
composto metoxietano, CH3CH2OCH3, de mesma composição química, entra em ebulição normal
em 7,4 °C.
Assinale a alternativa que é compatível com esta observação experimental.
A) O mais elevado ponto de ebulição do 1-propanol deve-se principalmente às ligações de
hidrogênio.
B) O 1-propanol e o metoxietano ocorrem no estado líquido, à temperatura ambiente.
C) Geralmente, os álcoois são mais voláteis do que os éteres, por dissociarem mais facilmente o
íon H+.
D) Em valores de temperatura abaixo de 7,4 oC, a pressão de vapor do metoxietano é maior do
que a pressão atmosférica.
E) Em valores de temperatura entre 7,4 e 96 oC, a pressão de vapor do 1-propanol é sempre
maior do que a de igual quantidade do metoxietano.
Questão 18
(UERJ-1997) Água e etanol são dois líquidos miscíveis em quaisquer proporções devido a ligações
intermoleculares, denominadas:
A) iônicas.
B) ligações de hidrogênio.
C) covalentes coordenadas.
D) dipolo induzido - dipolo induzido.
E) dipolo permanente
Questão 16
Questão 17
Questão 18
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ATÉ VOCÊ.
Questão 19
(Fuvest-2002) Alguns alimentos são enriquecidos pela adição de vitaminas, que podem ser
solúveis em gordura ou em água. As vitaminas solúveis em gordura possuem uma estrutura
molecular com poucos átomos de oxigênio, semelhante à de um hidrocarboneto de longa
cadeia, predominando o caráter apolar. Já as vitaminas solúveis em água têm estrutura com
alta proporção de átomos eletronegativos, como o oxigênio e o nitrogênio, que promovem forte
interação com a água.
Abaixo estão representadas quatro vitaminas:
H3C CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
COOH
CH3
CH3 CH3 CH3
CH2
CH3
(I)
(II)
(III)
(IV)
Dentre elas, é adequado adicionar, respectivamente, a sucos de frutas puros e a margarinas, as
seguintes:
A) I e IV
B) II e III
C) II e IV
D) III e I
E) IV e II
Questão 20
As colas são produzidas de forma a ter afi nidade com os materiais que devem ser colados.
Questão 19
Questão 20
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ATÉ VOCÊ.
Quando passamos cola em dois objetos a fi m de uni-los as moléculas da cola interagem fortemente,
por meio de interações com as moléculas de ambos os objetos.
A palavra correta da lacuna é:
A) iônicas
B) intermoleculares
C) covalentes
D) metálicas
Questão 21
(UFMG-1997) Foram apresentadas a um estudante as fórmulas de quatro pares de substâncias. Foi
pedido a ele que, considerando os modelos de ligações químicas e de interações intermoleculares
apropriados a cada caso, indicasse, em cada par, a substância que tivesse a temperatura de fusão
mais baixa. O estudante propôs o seguinte:
Pares de substâncias Substâncias de temperatura de fusão mais baixa
CH4,CH3OH CH4
NaC",HC" NaC"
SiO2, H2O SiO2
I2, Fe I2
A alternativa que apresenta o número de previsões corretas feitas pelo estudante é
A) 0
B) 1
C) 2
D) 3
Questão 21
GABARITOGABARITO
1) A) As interações intermoleculares são do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido.
2) B) F2 – Cl2 – Br2. As interações do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido depende da polarizabilidade. Quanto
maior o número de elétrons, maior a polarizabilidade e mais intensas são as interações dipolo instantâneo-dipolo
induzido. Assim, o Br2 apresenta maior número de elétrons que o Cl2, que apresenta maior número de elétrons que o F2.
3)
A) CH4: 112k; NH3: 240K; H2): 273K
B) CH4: interações mais fracas do tipo dipolo instantâneo--dipolo induzido. H2O e NH3: Ambas realizam Ligações
de Hidrogênio entre suas moléculas, entretanto, as ligações de hidrogênio na água são mais fortes, uma vez que,
que são feitas com o oxigênio, que é mais eletronegativo que o nitrogênio.
117
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ATÉ VOCÊ.
4) II – III- I : A substância I apresenta maior temperatura de ebulição, já que entre as sua moléculas realizam-se interações
do tipo ligações de hidrogênio que são mais fortes que as dipolo instantâneo-dipolo induzido realizadas pelas substâncias
II e III. A substância III apresenta maior temperatura de ebulição que a II, pois, apresenta maior número de elétrons, o que
acarreta maior polarizabilidade da sua nuvem eletrônica, intensifi cando suas interações intermoleculares.
5) C
6) D
7) E
8) E
9) E
10) C
11) b
12) b
13) a
14)
A) Os hidretos do grupo do carbono possuem geometria tetraédrica e natureza elétrica apolar, estabelecendo
entre si interações intermoleculares do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido. À medida que a nuvem eletrônica
da molécula aumenta, aumenta a sua polarizabilidade, o que intensifi ca as sua interações. Logo, maiores serão
as temperaturas de ebulição.
B) Os hidretos dos elementos do grupo são apolares, estabelecendo entre si interações mais fracas que as
estabelecidas pelos hidretos da família do nitrogênio, que são polares.
C) As moléculas de NH3 estabelecem entre si ligações de hidrogênio, mais fortes que as dipolo permanente-
dipolo permanente estabelecidas entre os demais hidretos da mesma família.
15)
A) As Interações intermoleculares – Ligações de Hidrogênio- entre as moléculas de água são mais intensas que
as interações intermoleculares entre as moléculas e a superfície de polietileno. Assim, as moléculas tendem a
fi car mais próximas entre si, tendo uma pequena área com a superfície do polietileno.
B) As interações intermoleculares entre as moléculas de dodecano são mais fracas que as interações entre o
dodecano e o polietileno. Logo, a área de contato como polietileno se torna maior.
C) Polares
16) E
17) B
18) A
19)B
20) E
21) B
22) C
118
119
Introdução à Química Orgânica
1 HISTÓRICO
Em meados do século XVIII, Torbern
Olof Bergman definia a Química Orgânica
como a área de estudos das substâncias
advindas de seres vivos, e a Inorgânica
como a Química dos seres inanimados. Em
1807, Jöns Jacob Berzelius admitia que
somente os organismos vivos eram
capazes de produzir compostos orgânicos
(Teoria da Força Vital ou Vitalismo).
Entretanto, em 1828, Friedrich Wöhler,
aluno de Berzelius, sintetizou a ureia, um
composto orgânico, a partir de reagentes
inorgânicos (cianato de amônio), refutando
a teoria do Vitalismo.
Em 1858, Friedrich August Kekulé
formulou a Teoria Estrutural. De acordo
com ela, a Química Orgânica seria a área
de estudos dos compostos do carbono.
Atenção: todos os compostos orgânicos
são formados por átomos de carbono, mas
nem todo composto com carbono é
orgânico. Exemplos de compostos que são
inorgânicos: CO2, HCN, CCl4, CaCO3, etc.
2 CARACTERÍSTICAS GERAIS
DOS COMPOSTOS
ORGÂNICOS
a) Estado físico: são encontrados, à
temperatura ambiente, nos três estados
físicos (sólido, líquido, gasoso). Ex: glicose
(sólida), etanol (líquido) e metano (gás).
b) Solubilidade: compostos orgânicos
apolares são praticamente insolúveis em
água, mas solúveis em solventes apolares
(por exemplo, graxa – hidrocarbonetos de
cadeia longa – pode ser removida com
gasolina). Já os polares podem ser solúveis
em água, tais como açúcar, etanol e ácido
acético (contido no vinagre).
c) Combustibilidade: a grande maioria dos
compostos que sofrem combustão
(queima) são de origem orgânica.
Exemplo: Combustão completa do etanol
CH3CH2OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+ 3H2O(v) + energia
d) Encadeamento: os átomos de carbono
têm a propriedade de se unir, formando
estruturas denominadas cadeia carbônicas.
Essa propriedade é a principal responsável
pela existência de milhões de compostos
orgânicos.
Exemplos: cadeia linear, cadeia ramificada,
cadeia heterogênea (presença de oxigênio,
chamado de heteroátomo)
3 ESTUDO DO CARBONO
De acordo com a Teoria da Ligação de
Valência, o carbono hibridizado apresenta
quatro elétrons desemparelhados, sendo,
portanto, tetravalente (realiza quatro
ligações). Ele pode ser encontrado em três
formas hibridizadas distintas, de acordo
com os tipos de ligações químicas
realizadas, conforme ilustrado na tabela
baixo:
[NH4]+ [OCN]-
H2N
C
O
NH2
Δ
Cianato de amônio
(sal inorgânico)
Ureia
(substância orgânica)
120
Introdução à Química Orgânica
Atenção : l embre-se da o rdem do
comprimento da ligação: C-C > C=C > C≡C.
A ordem da energia de ligação é o inverso:
C≡C > C=C > C-C.
4 REPRESENTAÇÃO
a) Fórmula Molecular: mostra a quantidade
de átomos de uma substância, porém não
evidencia as ligações entre eles. Sua
utilização em química orgânica é limitada
pois muitos compostos orgânicos podem
apresentar a mesma fórmula molecular
(isômeros).
Ex: C5H12
b) Fórmula Estrutural Plana, de Traço ou de
Kekulé: mostra a conectividade entre todos
os átomos de um composto orgânico,
porém sem demonstrar a geometria
adequada.
c) Fórmula Estrutural Condensada: forma
de representação de compostos orgânicos
em que nem todas as ligações são
explicitamente evidenciadas.
Ex: CH3CH2CH2CH2CH3 ou CH3(CH2)3CH3
d) Fórmula Estrutural de Linhas ou de
Bastão: mostra a conectividade entre
todos os átomos, omitindo a escrita dos
átomos de carbono e de hidrogênio a eles
ligados.
Atenção: Ao escrever a fórmula de
linhas para um composto que possui
carbono que faz uma ligação tripla, muitos
alunos cometem erros. Veja um exemplo
abaixo:
A representação acima está errada, pois
os carbonos da ligação tripla devem ter
geometria linear. O correto seria:
e) Fórmula Espacial: destaca a geometria
das ligações em um composto orgânico.
Tente relacionar a representação espacial
acima com a seguinte figura:
5 CLASSIFICAÇÃO DO
CARBONO
a) Quanto ao número de átomos de
carbono ligantes:
C
H
CH3
F
Cl
Classificação do
Carbono
Definição
Primário Ligado a nenhum ou a 1
outro átomo de
carbono.
Secundário Ligado a 2 outros
átomos de carbono.
Terciário Ligado a 3 outros
átomos de carbono.
Quaternário Ligado a 4 outros
átomos de carbono.
Tanto o hidrogênio
quanto o grupo CH3
e s t ã o n o m e s m o
plano. O flúor está
para frente (cunha
cheia) e o cloro para
trás (linha tracejada).
121
Introdução à Química Orgânica
Atenção: substâncias orgânicas que
apresentam um carbono, como o metano
CH4, é classificado como primário, porém
também pode ser chamado de metílico.
Veja, o exemplo abaixo:
b) Carbono assimétrico ou quiral: é
chamado de carbono assimétrico um
átomo de carbono sp3 que faz ligações
com quatro ligantes diferentes.
Ligantes são considerados toda a parte
da cadeia que se estende de uma ligação.
Na figura abaixo, o carbono destacado é
assimétrico, e circulados estão os seus
quatro ligantes:
Atenção: por convenção, o carbono
assimétrico ou quiral pode ser destacado
com um asterisco.
6 CLASSIFICAÇÕES DA
CADEIA CARBÔNICA
A cadeia carbônica é o conjunto de
átomos de carbono e heteroátomos
(átomos diferentes de carbono que se
encontram entre carbonos) que constituem
a molécula. Os principais heteroátomos são
O, N, P e S.
Atenção: não confunda cadeia carbônica
com cadeia principal.
a) Cadeia aberta (acíclica), fechada
(cíclica) ou mista: as cadeias abertas são
aquelas em que existem pelo menos dois
carbonos primários, que constituem as
extremidades da cadeia, não podendo
haver nenhum encadeamento dos átomos,
ou seja, não há a presença de nenhum
fechamento. Exemplo:
Já as cadeias fechadas ocorrem quando
há um fechamento na cadeia, formando-se
um ciclo, núcleo ou anel. Exemplo:
As cadeias mistas são aquelas que
apresentam partes abertas e partes
fechadas ligadas entre si. Exemplo:
b) Cadeia homogênea ou heterogênea: a
cadeia é homogênea quando, na cadeia, só
existem átomos de carbono. Exemplo:
A cadeia é heterogênea quando ela
possuir pelo menos um heteroátomo.
Exemplo:
C∗ CC
H
OHH
H
H O
H
O
122
Introdução à Química Orgânica
Atenção: a cadeia carbônica da molécula
abaixo é homogênea, pois o oxigênio não é
um heteroátomo, já que não está entre
átomos de carbono. Veja:
c) Saturada ou Insaturada: cadeias
saturadas são aquelas em que os átomos
da cadeia estão ligados somente por
ligações simples. Exemplo:
ou
Cadeias insaturadas são aquelas em que
alguns dos átomos da cadeia estão ligados
por uma ou mais ligações duplas ou triplas.
Exemplo:
ou
Atenção: não confunda (in)saturação da
cadeia carbônica com a da molécula.
Perceba que a molécu la aba ixo é
insaturada, entretanto a sua cadeia
carbônica é saturada. Veja:
d) Normal ou Ramificada: cadeia normal
( o u l i n e a r ) é a q u e l a e m q u e o
encadeamento segue uma sequência única.
Na realidade, não existem cadeias retas,
pois os átomos de carbono irão se dispor
na geometria correspondente à sua
hibridização (tópico 1.3). Dessa forma, a
l igação entre átomos da cadeia é
representada em ziguezague Exemplo:
Cadeia ramificada é aquela em que
apresentam "ramos" ou "ramificações" de
átomos de carbono ligados à cadeia.
Exemplo:
Atenção: Toda cadeia mista é ramificada.
Exemplo:
Cuidado: Quando somente átomos
diferentes de carbono estão ramificados, a
classificação da cadeia carbónica é normal
ou linear. molécula abaixo possui cadeia
carbônica normal. Veja:
e) Aromática ou Al i fát ica: cadeias
aromáticas apresentam ao menos um anel
aromático. O anel aromático mais comum é
o núcleo benzênico, que é um sistema
hexagonal insaturado. Veja:
O
O
OH
C
C
C
C
C
C
123
Introdução à Química Orgânica
O benzeno, comercialmente denominado
benzol, é uma substâncialíquida a
temperatura ambiente, e sua estrutura
apresenta um núcleo benzênico com todos
átomos de carbono ligados somente a
á to m o s d e h i d ro g ê n i o . P o d e s e r
representado de duas formas:
ou
As cadeias aromáticas podem ainda ser
classificadas como:
• cadeias aromáticas mononucleares:
apresentam apenas um anel aromático.
ou
• cadeias aromáticas polinucleares:
apresentam dois ou mais anéis
aromáticos. Conforme a disposição dos
anéis, teremos núcleos isolados, em
que os anéis são separados por alguma
ligação química entre eles, ou núcleos
condensados, em que dois ou mais
átomos de carbono fazem parte de
mais de um anel aromático.
Exemplo cadeias aromáticas polinucleares
isoladas:
Exemplo cadeias aromáticas polinucleares
condensadas:
As cadeias alifáticas são quaisquer
cadeias que não sejam aromáticas, ou seja,
não possuem anel aromático.
Exemplo:
Atenção: cadeias al i fát icas cícl icas
( a l i c í c l i c a s ) p o d e m t a m b é m s e r
classificadas como polinucleares isoladas
ou condensadas.
Exemplo cadeias alifáticas polinucleares
isoladas:
Exemplo cadeias alifáticas polinucleares
condensadas:
CH3 CH3
O
O
NH
O
O
124
Introdução à Química Orgânica
Lembre-se:
• Cadeia fechada = cadeia cíclica
• Cadeia fechada e ramificada =
cadeia mista
• Cadeia fechada e homogênea =
homocíclica
• Cadeia fechada e heterogênea =
heterocíclica
• Os compostos alifáticos são aqueles
que não são aromáticos.
• Cadeia fechada e al i fát ica =
alicíclico.
• C a d e i a m o n o c í c l i c a o u
mononucleada = cadeia fechada
com apenas um ciclo.
• Cadeia policíclica condensada ou
polinucleada condensada = cadeia
fechada com mais de um ciclo, em
que há átomos de carbono em
comum.
• Cadeia policíclica não condensada
(isolada) ou polinucleada não
condensada (isolada) = cadeia
fechada com mais de um ciclo, em
que não há átomos de carbono em
comum.
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (UNIFOR CE/2020)
O geraniol é um líquido amarelado que
apresenta um agradável odor de rosas,
sendo utilizado na fabricação de
fragrâncias e perfumes, de fórmula
estrutural:
Em relação à cadeia carbônica, pode-
se afirmar que é
a) acíclica, ramificada, saturada,
heterogênea.
b) c í c l i c a , l i n e a r , s a t u r a d a ,
homogênea.
c) acíclica, ramificada, insaturada,
homogênea.
d) cíclica, ramificada, insaturada,
heterogênea.
e) acíclica, ramificada, saturada,
homogênea.
Questão 02 - (FGV SP/2019)
A mandioca contém linamarina em
to d a s a s p a r te s d a p l a n t a . A
decomposição da linamarina por
enzimas produz o ácido cianídrico
(HCN), que é um ácido fraco com
constante de ionização (Ka) igual a 5
10–10 a 25 ºC. A fabricação de farinha
da mandioca é feita com a prensagem
da massa obtida por meio da ralação
das raízes descascadas. A água
resultante desse processo arrasta a
linamarina e os seus produtos de
decomposição, podendo causar
contaminação do meio ambiente e
intoxicação em animais e plantas.
(OLIVEIRA, Suzy Sarzi. Metabolismo da linamarina
em reator de digestão
anaeróbia com separação de fases. 2003. xiv, 88
f. Tese (doutorado) –
Universidade Estadual Paulista, Faculdade de
Ciências Agronômicas, 2003.
Disponível em: <http://hdl.handle.net/
11449/101739>. Adaptado)
(https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?
img=PMC3475106_1476-511X-11-74-1&req=4.
Adaptado)
Sobre o tipo de ligação dos átomos de
carbono na molécula da linamarina,
aquele identificado por I e o átomo de
carbono identificado por II fazem,
respectivamente
125
Introdução à Química Orgânica
a) quatro ligações sigma – duas
ligações sigma e duas ligações pi.
b) quatro ligações sigma – três
ligações sigma e uma ligação pi.
c) quatro ligações sigma – uma
ligação sigma e três ligações pi.
d) quatro ligações pi – duas ligações
sigma e duas ligações pi.
e) quatro ligações pi – uma ligação
sigma e três ligações pi.
Questão 03 - (UECE/2019)
O átomo de carbono tem quatro
elétrons externos e pode formar
q u a t r o l i g a ç õ e s c o v a l e n t e s ,
distribuídas em geometrias distintas,
que resultam estruturas espaciais
d i fe rentes . Cons iderando essa
informação, analise os três itens a
seguir:
Está correto somente o que consta em
a) I.
b) I e III.
c) II e III.
d) II.
Questão 04 - (PUC SP/2018)
O Tamiflu ou fosfato de oseltamivir,
utilizado para o tratamento da gripe, é
produzido do composto ativo do anis-
estrelado, também conhecido como
ácido shikimico. Esse ácido é um
potente ant iv i ra l . Sua fórmula
estrutural está representada abaixo.
Sobre esse composto, é CORRETO
afirmar que
a) é um composto aromático.
b) p o s s u i a p e n a s c a r b o n o s
secundários e terciários.
c) p o s s u i c a d e i a c a r b ô n i c a
homocíclica.
d) p o s s u i c a d e i a c a r b ô n i c a
ramificada.
Questão 05 - (UFRGS RS/2018)
Considere o composto representado
abaixo.
Os ângulos aproximados, em graus,
das l igações ent re os á tomos
representados pelas letras a, b e c,
são, respectivamente,
a) 109,5 – 120 – 120.
b) 109,5 – 120 – 180.
c) 120 – 120 – 180.
d) 120 – 109,5 – 120.
e) 120 – 109,5 – 180.
Questão 06 - (ENEM/2018)
O grafeno é uma forma alotrópica
do carbono constituído por uma folha
planar (arranjo bidimensional) de
átomos de carbono compactados e
com a espessura de apenas um átomo.
126
Introdução à Química Orgânica
Sua estrutura é hexagonal, conforme a
figura.
Nesse arranjo, átomos de carbono
possuem hidridação
a) sp de geometria linear.
b) sp2 de geometria trigonal planar.
c) sp3 alternados com carbonos com
hibridização sp de geometria
linear.
d) sp3d de geometria planar.
e) sp3d2 com geometria hexagonal
planar.
Questão 07 - (ENEM/2018)
A r a d i a ç ã o n a r e g i ã o d o
i n f rave rme lho i n te rage com a
oscilação do campo elétrico gerada
pelo movimento vibracional de
átomos de uma ligação química.
Quanto mais fortes forem as ligações
e mais leves os átomos envolvidos,
maior será a energia e, portanto, maior
a f r e q u ê n c i a d a r a d i a ç ã o n o
infravermelho associada à vibração da
ligação química. A estrutura química
da molécula 2-amino-6-cianopiridina é
mostrada.
A ligação química dessa molécula,
envolvendo átomos diferentes do
hidrogênio, que absorve a radiação no
infravermelho com maior frequência é:
a) C – C
b) C – N
c) C = C
d) C = N
e) C N
Questão 08 - (ENEM/2017)
O hidrocarboneto representado
pela estrutura química a seguir pode
ser isolado a partir das folhas ou das
flores de determinadas plantas. Além
disso, sua função é relacionada, entre
outros fatores, a seu perf i l de
insaturações.
Considerando esse perfil específico,
quantas ligações pi a moléculas
contém?
a) 1
b) 2
c) 4
d) 6
e) 7
Questão 09 - (ENEM/2013)
As moléculas de nanoputians
lembram figuras humanas e foram
criadas para estimular o interesse de
jovens na compreensão da linguagem
expressa em fórmulas estruturais,
muito usadas em química orgânica.
U m e x e m p l o é o N a n o K i d ,
representado na figura:
127
Introdução à Química Orgânica
CHANTEAU, S. H. TOUR. J.M. The Journal of Organic
Chemistry, v. 68, n. 23. 2003 (adaptado).
Em que parte do corpo do NanoKid
existe carbono quaternário?
a) Mãos.
b) Cabeça.
c) Tórax.
d) Abdômen.
e) Pés.
Questão 10 - (FCM MG/)
A cafeína, um estimulante bastante
comum no café, chá, guaraná etc., tem
a seguinte fórmula estrutural:
Podemos afirmar corretamente que a
fórmula molecular da cafeína é:
a) C5H9N4O2
b) C6H10N4O2
c) C6H9N4O2
d) C3H9N4O2
e) C8H10N4O2
Questão 11 - (UEA AM/2017)
Em uma cadeia carbônica, um átomo
de carbono é considerado quaternário
quando está ligado diretamente a
quatro
a) funções orgânicasdiferentes.
b) outros átomos de carbono.
c) átomos de hidrogênio.
d) pares de elétrons.
e) íons positivos.
Questão 12 - (FAMERP SP/2016)
Considere a liotironina, um hormônio
produzido pela glândula tireoide,
também conhecido como T3.
A molécula da liotironina apresenta
128
Introdução à Química Orgânica
a) átomo de carbono assimétrico.
b) cadeia carbônica homogênea.
c) cadeia carbônica alifática.
d) dois heterociclos.
e) quatro átomos de hidrogênio.
Questão 13 - (UERN/2014)
“A morfina é uma substância narcótica
e sintética (produzida em laboratório),
derivada do ópio retirado do leite da
papoula. Com uma grande utilidade na
medicina, a morfina é usada como
analgésico em casos extremos, como
traumas, partos, dores pós-operativas,
graves queimaduras etc.”
(Disponível em: http://www.mundoeducacao.com/
drogas/morfina.htm.)
Com relação à morfina, é correto
afirmar que
a) possui 4 carbonos secundários.
b) não possui carbono quartenário.
c) s u a f ó r m u l a m o l e c u l a r é
C17H19NO3.
d) possui 5 carbonos com hibridação
sp2.
Questão 14 - (FM Petrópolis RJ/2013)
A anemia falciforme é uma doença
provocada por uma mutação no
cromossomo 11. Caracteriza-se pela
substituição de um ácido glutâmico
por uma valina em uma das cadeias
q u e co m p õ e m a m o l é c u l a d e
hemoglobina. Essa alteração provoca
a mudança da forma das hemácias
fazendo com que elas apresentem
uma estrutura em forma de foice, o
que gera graves dificuldades para a
sua circulação pelos vasos sanguíneos.
Abaixo, estão as estruturas químicas
do ácido glutâmico e da valina.
a) Quantos carbonos primários,
secundários e terciários existem
na estrutura do ácido glutâmico e
da valina?
b) Qual é a função da molécula de
h e m o g l o b i n a p re s e n te n a s
hemácias?
129
Introdução à Química Orgânica
Questão 15 - (UFRN/2008)
P ro d u t o s a g r í c o l a s s ã o m u i t o
importantes em uma dieta alimentar. O
tomate, por exemplo, é fonte de
vitaminas e contém licopeno – de ação
antioxidante –, cuja estrutura é:
a) Apresente quatro classificações da
cadeia carbônica do licopeno.
b) Qual o tipo de hibridização dos
carbonos (a e b) indicados na
figura? Justifique sua resposta
baseando-se no número e no tipo
de l igações formadas nesses
carbonos.
GABARITO:
1) Gab: C
2) Gab: A
3) Gab: D
4) Gab: C
5) Gab: B
6) Gab: B
7) Gab: E
8) Gab: C
9) Gab: A
10) Gab: E
11) Gab: B
12) Gab: A
13) Gab: C
14) Gab:
a) ácido glutâmico: 2 primários e 3
secundários; valina: 3 primários, 1
secundário e 1 terciários.
b) interargir com moléculas dos
gases oxigênio e gás carbônico,
efetuando assim, o transporte de
gases.
15) Gab:
a) cadeia aberta, alifática ou acíclica;
ramificada; insaturada e homogênea.
b) Ca possui hibridização sp3 porque
apresenta 4 ligações sigmas (ou 4
ligações simples).
Cb possui hibridação sp2 porque
apresenta 3 ligações sigmas (ou 3
ligações simples) e 1 ligação pi (ou 1
ligação dupla).
130
131
Hidrocarbonetos
1 FUNÇÕES ORGÂNICAS
Diversas propriedades fisico-químicas de
compostos orgânicos, como por exemplo
solubi l idade, reat iv idade, ac idez e
b a s i c i d a d e , e s t ã o m u i t a s v e z e s
relacionadas a grupos substituintes
existentes em suas estruturas químicas.
Dessa forma, substâncias que apresentem
grupos substituintes específicos, os
chamados grupos funcionais, apresentarão
características similares entre si.
Função orgânica é definida, portanto,
como um grupo de compostos orgânicos
que apresentam similaridade fisico-química
devido à presença de um grupo funcional
em comum.
Neste e nos próximos capítulos daremos
ênfase ao estudo das diferentes funções
orgânicas e suas principais características
fisico-químicas.
2 HIDROCARBONETOS
Apesar de alguns livros apresentarem os
hidrocarbonetos como uma grande função
orgânica, na verdade esta classe de
compostos orgânicos abrange quatro
funções orgânicas distintas.
Devemos nos atentar, portanto, que os
hidrocarbonetos NÃO correspondem a
uma função orgânica, e sim a uma classe
de compostos que abrange quatro funções
orgânicas: os alcanos, os alcenos, os
alcinos e os arenos.
Por terem sido agrupados em uma única
classe, os diferentes hidrocarbonetos
apresentam algumas semelhanças fisico-
químicas entre seus integrantes. Dentre as
pr incipais caracter íst icas podemos
destacar:
a) Os hidrocarbonetos são formados
exclusivamente por átomos de
carbono (C) e de hidrogênio (H).
b) C o m o a d i f e r e n ç a d e
eletronegatividade entre átomos de
carbono é zero, e entre átomos de
carbono e hidrogênio é muito
pequena, considera-se que todas as
l i g a ç õ e s c o v a l e n t e s e m
h idrocarbonetos apresentam
caráter fortemente apolar. Dessa
forma, os hidrocarbonetos são
APOLARES.
c) Como consequência da baixa
polaridade de hidrocarbonetos,
estes apresentam baix íss ima
solubi l idade em água, sendo
classificados como hidrofóbicos,
lipofílicos, ou ainda lipossolúveis.
2.1 ALCANOS
Os alcanos, conhecidos também como
parafinas, são hidrocarbonetos alifáticos
(ou seja, não aromáticos) que apresentam
somente l igações simples em suas
estruturas. Dessa forma, dentre as
principais características, os alcanos se
destacam por:
a) Apresentarem somente átomos de
carbono sp3.
b) Serem pouco reativos: parafina =
sem afinidade.
c) S e r e m s a t u r a d o s , o u s e j a ,
apresentam o maior número
possível de átomos de hidrogênio
em relação ao de carbono.
d) Apresentarem fórmula molecular
CnH2n+2.
Exemplo: Qual a fórmula molecular do 5-
etil-4-isopropil-3metileptano?
N ã o p re c i s a m o s co n t a r to d o s o s
hidrogênios e correr risco de esquecer
algum na contagem. Somente contamos o
número de carbonos e aplicamos à fórmula
CnH2n+2.
O composto apresenta 13 C. Logo, C13H28
Atenção: os cicloalcanos, ou ciclanos –
alcanos que apresentam cadeia alicíclica –
vão ter fórmula molecular diferenciada de
acordo com o número de ciclos. A fórmula
132
Hidrocarbonetos
geral é CnH2n+2-2X em que X equivale ao
número de ciclos. Portanto:
2.2 ALCENOS OU ALQUENOS
Os alcenos também são hidrocarbonetos
alifáticos, e se diferenciam dos alcanos pois
apresentam ao menos uma dupla ligação
C=C em sua estrutura. Podem ser
c h a m a d o s d e o l e fi n a s . P o r t a n t o ,
caracterizam-se por:
a) Apresentarem ao menos um par de
carbonos com hibridização sp2.
b) Serem mais reativos que alcanos,
devido à presença da ligação Pi.
c) Apresentarem fórmula molecular
g e r a l C n H 2 n + 2 - 2 X e m q u e X
corresponde ao número de duplas
E ciclos.
Exemplo: Quais as fórmulas moleculares
dos alcenos abaixo?
2.3 ALCINOS OU ALQUINOS
Os alcinos são hidrocarbonetos alifáticos
que apresentam ao menos uma ligação
tripla C≡C em sua estrutura. Podem ser
chamados de acetilenos.
Portanto, os alcinos caracterizam-se por:
a) Apresentarem ao menos um par de
carbonos com hibridização sp.
b) Serem menos reativos que alcenos
e mais reativos que alcanos. Ou
seja, a escala de reatividade relativa
é:
alceno > alcino > alcano
c) Apresentam fórmula molecular
g e r a l C n H 2 n + 2 - 4 Y e m q u e Y
corresponde ao número de triplas.
E x e m p l o : Q u a i s a s f ó r m u l a s
moleculares dos alcenos abaixo?
Observação: devemos nos atentar ao
comprimento relativo dos diferentes tipos
de ligação entre átomos de carbono.
2.4 ARENOS
Muitos não estão familiarizados com a
função orgânica “Areno” por conhecerem o
nome mais usual desta função, os
aromáticos. O principal integrante desta
função é o benzeno, porém existem
diversos outros anéis aromáticos já
conhecidos. Para que um composto seja
Total de C: 6
No de ciclos: 1
Fórmula:
C6H12
Total de C: 8
No de ciclos: 2
Fórmula:
C8H14
Total de C:
11
No de ciclos: 2
Fórmula:
C11H20Total de C: 8
No de ciclos e
duplas: 2
Fórmula:
C8H14
Total de C: 6
No de ciclos e
duplas: 3
Fórmula: C6H8
Total de C: 6
No de triplas:
1
Fórmula:
C6H10
Total de C: 6
No de triplas:
2
Fórmula: C6H6
mais longa mais curta
C C C C C C> >
σ σ
π
σ
π
π
133
Hidrocarbonetos
classificado como aromático existem 4
regras a serem respeitadas:
a) O composto deve ser cíclico,
podendo apresentar cadeia cíclica
ou mista.
b) A parte cíclica do composto deve
ser plana, ou seja, todos os átomos
d o c i c l o d eve m a p re s e n t a r
hibridização sp2 (geometria trigonal
plana).
c) Todos os elétrons Pi do ciclo devem
estar conjugados, ou seja, em
ressonância.
d) O número de elétrons Pi deve
seguir a regra de Hückel
4n+2=no e- π ꓯ n Є N (números naturais)
Exemplos: Todas as estruturas abaixo
apresentam anéis planos em que todos os
elétrons Pi estão conjugados. Determine
quem é aromático segundo a regra de
Hückel.
2.4.1 NOMENCLATURA DE
ARENOS
A p r e n d e m o s a t é o m o m e n t o a
nomenclatura de compostos orgânicos que
apresentavam cadeia principal alifática.
Veremos como dar nomes às substâncias
orgânicas quando a cadeia principal for um
anel aromático.
a) NÃO SUBSTITUÍDOS
b) MONOSSUBSTITUÍDOS
Benzeno
no e- π: 6
4n+2=6
n=1
é aromático
Naftaleno
no e- π: 10
4n+2=10
n=2
é aromático
Piridina
no e- π: 6
4n+2=6
n=1
é aromático
Pirrol
no e- π: 6
4n+2=6
n=1
é aromático
N
H
N
Furano
no e- π: 6
4n+2=6
n=1
é aromático
Imidazol
no e- π: 6
4n+2=6
n=1
é aromático
Ciclobutadieno
no e- π: 4
4n+2=4
n=1/2
não é aromático
O
N
N
H
benzeno naftaleno antraceno
tolueno ou
metilbenzeno
vinilbenzeno ou
estireno
134
Hidrocarbonetos
c) DISSUBSTITUÍDOS
A nomenclatura de derivados benzênicos
dissubstituídos pode seguir a regra IUPAC
para numeração dos grupos substituintes
ou a numeração pode ser substituída por
um prefixo de posição, como apresentado
na tabela abaixo:
Exemplos:
d) TRISSUBSTITUÍDOS
3 ESTABILIDADE DO ANEL
BENZÊNICO
O composto mais simples dessa
família é o benzeno de fórmula C6H6.
No anel benzênico, as seis ligações
carbono-carbono apresentam o mesmo
comprimento (140pm). Essa distância é
intermediária entre uma ligação simples C-
C (~153 pm) e uma ligação dupla C=C
(~134pm). Dessa forma, o anel benzênico
representa um híbrido de ressonância, em
q u e o s s e i s e l é t r o n s π e s t ã o
deslocalizados, em contraste com a
situação dos alquenos, nos quais os
elétrons estão localizados em ligação dupla
entre dois carbonos.
anilina fenol
OH
NH2
Posição dos
substituintes
Prefixo
1,2 orto ou o
1,3 meta ou m
1,4 para ou p
1
2
3
4
1,2-dimetilbenzeno
2-metiltolueno
o-dimetilbenzeno
o-metiltolueno
o-xileno
1,3-dimetilbenzeno
3-metiltolueno
m-dimetilbenzeno
m-metiltolueno
m-xileno
1,4-dimetilbenzeno
4-metiltolueno
p-dimetilbenzeno
p-metiltolueno
p-xileno
1-etil-2-
isopropilbenzeno
orto-
etilisopropilbenzeno
obs: em caso de empate
na numeração, considera-
se a ordem alfabética.
3-etil-1-isopropil-2-
metilbenzeno
obs: deve-se usar a
m e n o r n u m e r a ç ã o
possível (seção 1.3,
capítulo 2)
135
Hidrocarbonetos
Nenhuma das estruturas contribuintes de
ressonância representa verdadeiramente a
estrutura do benzeno. A estrutura
verdadeira – híbrido de ressonância – é
d a d a p o r u m a m é d i a d o s d o i s
contribuintes de ressonância.
A seguinte analogia i lustra a
d i f e re n ç a e n t re co n t r i b u i n te s d e
ressonância e híbrido de ressonância.
O rinoceronte poderia ser resultado do
cruzamento entre um unicórnio e um
dragão. Entretanto, o unicórnio e o dragão
não existem realmente, portanto, são
contribuintes de ressonância. Como o
rinoceronte é real, ele seria um híbrido de
ressonância.
As ligações do benzeno são representadas
da seguinte forma:
Ligações σ carbono-
carbono e carbono -
hidrogênio
O orbital p em cada
carbono do benzeno pode se sobrepor
com dois orbitais p adjacentes.
Nuvens de elétrons acima e
abaixo do plano do anel de
benzeno
Essa última representação demonstra que
os seis elétrons π estão deslocalizados –
eles vagam livremente dentro das nuvens
eletrônicas que existem acima e abaixo do
anel de átomos de carbono.
4 PRINCIPAIS
HIDROCARBONETOS
a) Gás natural
O Gás natural corresponde ao gás
metano (CH4), que é incolor e inodoro que
pode ser obtido a partir da extração de
jazidas marítimas de petróleo, minas de
carvão mineral ou da decomposição de
matéria orgânica em aterros sanitários
(denominado biogás). Também é um
subproduto da digestão de herbívoros e
pode ser lançado na atmosfera devido à
atividade vulcânica.
Pode ser utilizado como combustível de
automóveis e até de termelétricas.
b) GLP (gás liquefeito de petróleo)
O GLP é formado principalmente pelos
gases butano (C4H10) e propano (C3H8) e
são utilizados como combustíveis em
cozinhas domésticas e industriais. São
incolores e inodoros, e, exatamente por
esse motivo, são adicionadas mercaptanas
voláteis – compostos orgânicos que
apresentam grupo funcional (R-SH) – que,
devido ao seu forte odor, ajudam a
identificar algum vazamento.
c) Gasolina
A gasolina é um combustível líquido
largamente ut i l izados em veículos
automotores e é constituída basicamente
por uma mistura de dois hidrocarbonetos
principais: heptano (C7H16) e isoctano
(2,2,3-trimetilpentano, C8H18). Quanto
maior a porcentagem de isoctano, maior a
octanagem e melhor a qualidade do
combustível.
d) Etileno
O etileno ou eteno (C2H4) é um gás
incolor e inodoro que já foi muito utilizado
como gás anestésico. É produzido por
136
Hidrocarbonetos
plantas, e é um hormônio vegetal que tem
papel no amadurecimento de frutos.
e) Acetileno
O acetileno ou etino (C2H2) é um gás
inco lo r e i nodoro u t i l i zado como
combustível de maçaricos, pois suas
chamas atingem temperaturas superiores a
3000 oC . O acet i l eno é u t i l i zado
industrialmente como mimético hormonal
do etileno, apresentando atividade similar
ao hormônio vegetal no amadurecimento
de frutos.
f) Benzeno
O benzeno (C6H6) é um líquido incolor e
com odor bastante agradável (foi a
primeira substância identificada do grupo
dos aromáticos) e ainda é utilizado em
alguns processos como solvente apolar.
Devido sua alta toxicidade e elevado
potencial carcinogênico, vem sendo
substituído por outros solventes, como
tolueno e éter de petróleo (mistura de
alcanos de 5 e 6 carbonos).
g) Tolueno
O tolueno (metilbenzeno) é um líquido
incolor com um odor característico. Ocorre
na forma natural no petróleo e na árvore
tolú. Também é produzido durante a
manufatura da gasolina e de outros
combustíveis a partir do petróleo cru e na
manufatura do coque a partir do carvão.
É u s a d o c o m o a n t i d e t o n a n t e d e
combustíveis e solvente para tintas. Está
presente em cola de sapateiro.
h) Naftaleno ou naftalina
É vendida com o nome de naftalina
sendo um hidrocarboneto aromático
formado por dois anéis benzênicos
condensados de fórmula molecular C10H8.
Trata-se de uma substância sólida cristalina
a temperatura ambiente, de cor branca,
odor muito forte, solúvel em água, infl
amável e tóxica.
Uma das principais formas de obtenção do
naftaleno é a partir da destilação do
alcatrão de hulha (um tipo de carvão
mineral, também conhecido como carvão
de pedra).
A naftalina é caracterizada, principalmente,
pela sua capacidade de sublimação, que é
a passagem direta do estado sólido para o
gasoso, sem passar pelo estado líquido.
Sob a forma de gás, a substância produz
um vapor tóxico, e, devido a essa
propriedade, é há muito tempo utilizada
como repelente de traças e baratas. No
comércio, é encontrada sob a forma de
bolinhas de naftalina, que são colocadas
em armários e gavetaspara proteger
roupas, tecidos e papéis do ataque desses
insetos.
Exercícios
Questão 01 - (UEA AM)
Entre os hidrocarbonetos indicados
nas alternativas, o único que apresenta
geometria molecular linear é o
a) etano.
b) eteno.
c) etino.
d) metano.
e) propeno.
Questão 02 - (UECE)
Assinale a opção que completa correta
e re spec t i vamente o segu in te
enunciado: “Muitas substâncias
orgânicas têm em sua estrutura um
ciclo formado por _____________1
átomos de carbono com três ligações
duplas _____________2.
Compostos que têm esse ciclo são
chamados de _____________3”.
a) seis1, alternadas2, parafínicos3
b) cinco1, contínuas2, aromáticos3
c) cinco1, contínuas2, parafínicos3
d) seis1, alternadas2, aromáticos3
137
Hidrocarbonetos
Questão 03 - (UNCISAL)
Nas proximidades de uma indústria
q u í m i c a , f o i c o n s t a t a d a a
contaminação do so lo por um
composto orgânico que vazou de um
dos tanques de armazenamento da
indústria, que ficam enterrados, por
questão de segurança, e, portanto, são
de difícil acesso. Na indústria, havia um
total de cinco tanques, contendo, cada
u m d e l e s , u m d o s s e g u i n t e s
c o m p o s t o s , t o d o s p o s s í v e i s
contaminantes: benzeno, n-hexano,
c i c l o e x a n o , c i c l o e x e n o e
ciclopentadieno. Para a identificação
do tanque a partir do qual ocorreu o
v a z a m e n t o , o c o n t a m i n a n t e
encontrado no solo foi isolado e
analisado, sendo determinado que sua
fórmula mínima era CH2.
Na situação descrita no texto, o
vazamento ocorreu a partir do tanque
que continha
a) benzeno.
b) n-hexano.
c) cicloexano.
d) cicloexeno.
e) ciclopentadieno.
Questão 04 - (UNIFOR CE)
Os hidrocarbonetos aromáticos
policíclicos, também conhecidos como
HPAs (hidrocarbonetos policíclicos
aromáticos), são compostos químicos
que constituem vários tipos de
combustíveis, e são responsáveis por
boa parte da poluição atmosférica que
a f e t a o m e i o a m b i e n t e . O s
h i d r o c a r b o n e t o s p o l i c í c l i c o s
a ro m á t i co s s ã o p re j u d i c i a i s e
altamente tóxicos ao organismo. Sua
toxicidade depende da presença de
HAPs específicos, variando seu grau de
toxicidade moderada a extremamente
tóxico. Atualmente existem sete HPAs
mais conhecidos por serem altamente
cancerígenos; esses hidrocarbonetos
policíclicos aromáticos específicos têm
sido associados a uma variedade de
cânceres, incluindo câncer de mama e
de pulmão. São poluentes orgânicos
de g rande pe r s i s tênc i a (POP)
ambiental, e muitos deles e/ou seus
de r i vados são potenc i a lmente
carcinogênicos e ou/ mutagênicos. O
HPAs são formados durante processos
de combustão incompleta, incineração
de matér ia orgânica , erupções
vulcânicas, assim como resultado de
processos industr iais ou outras
atividades humanas, incluindo o
processamento e preparação de
alimentos. Um dos principais HPA
apresenta a seguinte estrutura:
D e a c o r d o c o m a I U P A C , a
nomenclatura correta para o composto
acima é
a) Trataceno.
b) Pireno.
c) Antraceno.
d) Naftaleno.
e) Fenantreno.
Questão 05 - (UFRGS RS)
C o n s i d e r e a r e p r e s e n t a ç ã o
tridimensional da molécula orgânica
mostrada abaixo.
Sobre essa molécula, é correto afirmar
que
a) é um hidrocarboneto saturado de
cadeia homogênea e ramificada.
138
Hidrocarbonetos
b) possui todos os átomos de
carbono com geometria trigonal
plana.
c) tem, na nomenclatura oficial
IUPAC, o nome 2-metilbut-1-eno.
d) apresenta isomeria geométrica.
e) possui fórmula molecular C5H12.
Questão 06 - (UERN)
Hidrocarbonetos são compostos que
apresentam em sua composição
átomos de carbono e hidrogênio. Um
caso de hidrocarboneto são os alcinos
que apresentam cadeias alifáticas
insaturadas por uma tripla ligação.
Considere o alcino apresentado na
figura.
Afirma-se que o composto está
INCORRETO, pois
a) possui 1 carbono a menos.
b) o nome não está adequado.
c) não poderia ser representado por
linhas.
d) o ângulo entre os carbonos que
possuem a tripla não está correto.
Questão 07 - (UFRR)
O Menteno, é um hidrocarboneto
encontrado na hortelã, tem o nome
sistemático 1 – isopropi l – 4 –
metilciclohexeno. Com base nessa
informação, assinale a alternativa em
que aparece a fórmula molecular:
a) C9H16
b) C10H18O
c) C9H18
d) C10H17
e) C10H18
Questão 08 - (UEL PR)
A gasolina é uma mistura de vários
compostos. Sua qualidade é medida
e m o c t a n a s , q u e d e fi n e m s u a
capacidade de ser comprimida com o
ar, sem detonar, apenas em contato
com uma faísca elétrica produzida
pelas velas existentes nos motores de
veículos. Sabe-se que o heptano
apresenta octanagem 0 (zero) e o
2,2,4-trimetilpentano (isoctano) tem
octanagem 100. Assim, uma gasolina
com octanagem 80 é como se fosse
uma mistura de 80% de isoctano e
20% de heptano.
Com base nos dados apresentados e
n o s c o n h e c i m e n t o s s o b r e
hidrocarbonetos, responda aos itens a
seguir.
a) Quais são as fórmulas estruturais
simplificadas dos compostos
orgânicos citados?
b) Escreva a equação química
b a l a n c e a d a d a r e a ç ã o d e
combustão completa de cada um
dos hidrocarbonetos usados.
Questão 09 - (UNITAU SP)
O gás l iquefeito de petróleo é
composto por uma mistura cujos
componentes principais são
a) C3H8 e C4H10
b) C6H14 e C12H26
c) C10H22 e C16H34
d) C5H12 e C6H14
e) CH3 e CH4
139
Hidrocarbonetos
Questão 10 - (PUC RJ)
Considere as afirmativas a seguir sobre
o 2-metilpentano.
I. Possui cadeia carbônica normal.
II. Possui fórmula molecular C6H14.
III. É um hidrocarboneto insaturado.
IV. Possui três átomos de carbono
primários.
É correto o que se afirma somente em:
a) I e II
b) I e III
c) I e IV
d) II e III
e) II e IV
Questão 11 - (UNITAU SP)
O acetileno (C2H2), gás de propriedade
anestésica, admite diversas aplicações
industriais. Assinale a alternativa
INCORRETA em relação ao acetileno.
a) É um hidrocarboneto.
b) Apresenta uma ligação tripla entre
os carbonos.
c) Seu nome oficial é etino.
d) A p r e s e n t a c a d e i a a c í c l i c a
ramificada.
e) A p r e s e n t a d o i s c a r b o n o s
primários.
Questão 12 - (UFCG PB)
Octanagem é o índice de resistência à
detonação da gasolina. O índice faz
relação da equivalência à resistência de
detonação de uma mistura percentual
de isoctano (2,2,4- trimetilpentano) de
fórmula molecular C8H18.
Considerando os três compostos de
mesma fórmula molecular que o
isoctano, quais são os radicais que
podem ser identificados?
a) Os radicais metila, etila e séc-butila.
b) Os radicais metila, etila e propila.
c) Os radicais metila, etila e isobutila.
d) Os radicais metila e etila.
e) Os radicais metila, etila e isopropila.
Questão 13 - (UDESC SC/2011)
Analise o composto representado na figura
abaixo:
Sobre o composto, é incorreto afirmar que:
a) o seu nome é 2,2,4- trimetil-4-
penteno.
b) apresenta dois carbonos com
hibridização sp2.
c) é um alceno ramificado de cadeia
aberta.
d) é um hidrocarboneto ramificado
de cadeia aberta.
e) apresenta seis carbonos com
hibridização sp3.
Questão 14 - (UFPB/2010)
Gigantes reservas de petróleo foram
encontradas recentemente no Brasil. Essas
reservas situam-se em regiões de grandes
profundidades em águas oceânicas e
H3C C
CH3
CH3
CH2 C CH2
CH3
140
Hidrocarbonetos
abaixo de uma camada de sal, por isso,
denominadas de pré-sal. Com a exploração
dessas reservas, o Brasil aumentará
significativamente a produção de petróleo.
Após a extração, o petróleo é transportado
até as refinarias, onde passará por uma
sér ie de processos de pur ificação
denominada de refino, em que o petróleo
entra na fornalha, é aquecido e segue para
a torre de destilação, onde serão separadas
as diversas frações.
Os hidrocarbonetos correspondentesàs
frações pesadas do petróleo (moléculas
maiores) podem ser quebrados em frações
mais leves (moléculas menores) pelo
processo de craqueamento conforme
representação abaixo:
Considerando que os compostos A, B e C
são hidrocarbonetos de cadeia aberta sem
ramificações, julgue as afirmativas:
I. O composto A apresenta 7 ligações
simples entre os carbonos.
II. O composto A apresenta 6 ligações
simples e 1 ligação dupla entre os
carbonos.
III. O composto B apresenta 1 ligação
simples e 1 ligação dupla entre os
carbonos.
IV. O composto C apresenta 1 ligação
tripla entre os carbonos.
V. O composto B apresenta 1 ligação
simples e 1 ligação tripla entre os
carbonos.
É correto o que se afirma em
a) I, II, III e V
b) II, III e IV
c) I, II e IV
d) III e IV
e) I, II, IV e V
Questão 15 - (UEA AM/2014)
Considere o acetileno, C2H2, um gás
extremamente inflamável, empregado em
maçaricos oxi-acetileno, que os funileiros
utilizam para corte e solda de metais. Esse
gás pode ser obtido pela reação de
carbeto de cálcio com água, de acordo
com a equação:
CaC2(s) + 2 H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(s)
Quanto à polaridade e à geometria
molecular, é correto afirmar que as
moléculas de acetileno são
a) apolares e lineares.
b) apolares e angulares.
c) apolares e tetraédricas.
d) polares e lineares.
e) polares e tetraédricas.
Questão 16 - (UERJ/2018)
A exposição ao benzopireno é associada
ao aumento de casos de câncer. Observe a
fórmula estrutural dessa substância:
Com base na fórmula, a razão entre o
número de átomos de carbono e o de
hidrogênio, presentes no benzopireno,
corresponde a:
a)
b)
c)
d)
(C) (B) (A)
H2CHCHCHCHC 222631883014 ++++→
→
7
3
5
6
6
7
3
5
141
Hidrocarbonetos
GABARITO:
1) Gab: C
2) Gab: D
3) Gab: C
4) Gab: C
5) Gab: C
6) Gab: D
7) Gab: E
8) Gab:
a) CH3–CH2– CH2– CH2– CH2– CH2–
CH3 e
b) C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8H2O
2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O
9) Gab: A
10) Gab: E
11) Gab: D
12) Gab: D
13) Gab: A
14) Gab: D
15) Gab: A
16) Gab: D
142
143
iQuimica.com.br
A QUÍMICA DIRETO
ATÉ VOCÊ.
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iQuimica.com.br
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Naftas e solventes 8,96
Querosenes (iluminação e aviação) 4,36
Óleo diesel 34,86
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Outros 4,91
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149
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2) B
3) E
4) B
5) C
6) E
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150
151
Reações orgânicas
1. REAÇÕES DE ADIÇÃO
As reações de adição podem ser
caracterizadas pela quebra de uma ligação
! para a formação de duas novas ligações
δ e consequente adição de dois grupos a
uma molécula orgânica.
Dentre as principais reações de adição,
se destacam:
• Hidrogenação catalítica: adição de
H2;
• Halogenação: adição de X2;
• Hidroalogenação: adição de HX;
• Hidratação: adição de H2O.
1.1. HIDROGENAÇÃO CATALÍTICA
As reações de hidrogenação catalítica
envolvem a adição de gás hidrogênio (H2)
à compostos orgânicos de cadeia
carbônica insaturada, na presença de
catalisadores metálicos (Ni, Pt, Pd). Esses
catalisadores apresentam a função de
adsorver o H2(g) e os compostos orgânicos
insaturados à superfície sólida do metal,
enfraquecendo as ligações !C-C e δH-H,
acelerando a formação de duas ligações
δC-H.
Obs 1: Para cada mol de ligação !
rompida, consome-se 1 mol de gás
hidrogênio.
Obs 2: Para que um alcino forme um
alceno como produto (exemplo 3), é
necessár io que o cata l isador se ja
“e nve n e n a d o ” , o u s e j a , d eve s e r
adicionado ao catalisador um uma
substância inerte que consiga diminuir a
eficiência catalítica, tornando possível a
hidrogenação parcial.
1.2. HALOGENAÇÃO
As reações de halogenação envolvem a
adição de halogênios (F2, Cl2, Br2 ou I2)
dissolvidos em solvente inerte (geralmente
CCl4).
Obs 1: a adição de cada átomos de
halogênio de X2 ocorre por faces inversas
(chama adição anti). Dessa forma, a adição
de X2 a alcinos na proporção 1:1 (como no
exemplo 2) dará sempre o produto com
estereoquímica E (trans).
Obs 2: Br2 é um líquido de cor castanha.
Dessa forma, para identificação de
insaturações em compostos orgânicos,
pode-se realizar o chamado Teste de
B r o m o . Q u a n d o u m a s u b s t â n c i a
apresentar cadeia insaturada, a solução
ficará incolor devido ao consumo de Br2,
conforme observado na reação de adição
acima.
1.3. HIDROALOGENAÇÃO (ADIÇÃO
DE HX)
As reações de hidroalogenação envolvem
a adição de haletos de hidrogênio (HF,
HCl, HBr ou HI).
Quando consideramos alcenos ou alcinos
não simétricos, a adição de HX pode levar
a dois isômeros de posição distintos.
H2C CH2
HC CH
HC CH
+ H H
H H+
HH
H H+
HC CH
HC CH
H2C CH2
H H
H H
HH
H H
Pd ou Pt
Ni
Pd/C
eteno
eteno
etino
etino
etano
etano
H
C CH2
C CH
+ Cl Cl
Br Br+ C C
C
H
CH2
Cl
Br
propeno
E-1,2-dibromopropeno
propino
1,2-dicloropropano
CCl4
CCl4
H3C
H3C
Br
H3C
H3C
H
Cl
H2C CH2 + H Cl H2C CH2
H Cl
eteno cloroetano
152
Reações orgânicas
No entanto, somente um dos produtos
é formado major i tar iamente. Essa
tendência está relacionada à Regra de
Markovnikov. Essa regra diz que o átomo
de hidrogênio é adicionado ao carbono
mais hidrogenado da instauração. Dessa
forma, o produto principal da reação é
chamado de produto Markovnikov.
Obs: a adição de HX (principalmente HBr e
HCl) na presença de peróxidos (H2O2 ou
peróxidos orgânicos) leva à formação do
produto ant i -Markovn ikov, po is o
hidrogênio é adicionado no carbono
menos hidrogenado da insaturação (Regra
de Karash).
1.4. HIDRATAÇÃO (ADIÇÃO DE
H2O)
As reações de hidratação envolvem a
adição de água (H2O). Essa reação deve
ser realizada em meio ácido, pois o íon
hidrônio (H3O+) é catalisador.
Pode-se observar que a adição de água
em alcenos não simétricos obedece à
Regra de Markovnikov: o hidrogênio é
adicionado ao carbono mais hidrogenado
da instauração.
2. REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO
As reações de eliminação irão ocorrer
de forma oposta às de adição: elas são
caracterizadaspela quebra de duas
ligações δ para a formação de uma nova
ligação ! e consequente eliminação de
dois grupos que estavam ligados a uma
molécula orgânica.
As principais reações de eliminação
são:
• Desidrogenação: eliminação de H2;
• Desalogenação: eliminação de X2
• Desidroalogenação: eliminação de
HX;
• Desidratação intramolecular :
eliminação de H2O;
2.1. DESIDROGENAÇÃO
(ELIMINAÇÃO DE H2)
Essa reação é caracterizada pela
obtenção de um alceno a partir de um
alcano, com respectiva perda de H2 a
partir de um processo de aquecimento
chamado craqueamento.
H
C CH2 + H Cl
C
H
CH2
H
propeno
1-cloropropano
(produto minoritário)
H3C
H3C
Cl
C
H
CH2
Cl
2-cloropropano
(produto majoritário)
H3C
H
H2C CH2 + H OH H2C CH2
H OH
eteno etanol
H3O+
153
Reações orgânicas
2.2. DESALOGENAÇÃO
(ELIMINAÇÃO DE X2)
Essa reação consiste na eliminação de
X2 a partir de haletos orgânicos vicinais, ou
s e j a , c o m p o s t o s o r g â n i c o s q u e
apresentem átomos de halogênio em
carbonos vizinhos. Trata-se de uma reação
de oxirredução, portanto, o metal utilizado
(geralmente o zinco) é consumido na
reação. Dessa forma, o metal NÃO é um
catalisador.
2.3. DESIDROALOGENAÇÃO
(ELIMINAÇÃO DE HX)
Essa reação consiste na eliminação de
HX em meio básico, levando a formação
de compostos insaturados.
Obs: Apesar de no balanceamento
representarmos a eliminação de HX, como
o meio está básico, HX reage com a base
(geralmente KOH), formando água e um
sal (KX).
A eliminação de HX em alguns
compostos organoalogenados podem dar
origem a dois isômeros de posição em
relação à formação da nova ligação !. O
produto principal formado será aquele em
que o alceno apresentar o maior número
de substituintes.
Dessa forma, o átomo de H a ser
e l iminado sa i do carbono MENOS
hidrogenado. Isso está de acordo com a
regra de Zaitsev.
2.4. DESIDRATAÇÃO
INTRAMOLECULAR (ELIMINAÇÃO
DE H2O)
A reação de desidratação intramolecular
ocorre a partir da eliminação de uma
molécula de água a partir de um álcool,
levando à formação de um alceno. Para
que essa reação ocorra, é necessário que
se adicione um agente desidratante,
geralmente ácido sulfúrico concentrado, e
a reação deve ser aquecida a 180 oC.
Como é uma reação análoga à
desidroalogenação, a desidratação
intramolecular de á lcoois também
obedece à regra de Zaitsev.
3. REAÇÕES DE OXIDAÇÃO
As reações de oxidação envolvem a
transferência de elétrons de átomos de
carbono em uma substância orgânica para
agentes oxidantes. Dessa forma, haverá
um aumento no valor dos números de
oxidação (NOx) dos átomos de carbono
envolvidos na reação.
Dentre as principais reações de
oxidação destacam-se as oxidações de
álcoois, aldeídos, alcenos e alcinos.
3.1 OXIDAÇÃO EM ÁLCOOIS
As oxidações de álcoois podem levar a
formação de diferentes produtos de
acordo com sua classificação em relação
ao grupo hidroxila.
Os principais agentes oxidantes de
álcoois são substâncias contendo Mn(VII)
e Cr(VI), como por exemplo KMnO4,
K2Cr2O7, H2CrO4, entre outros.
C
H
Cl
2-clorobutano
H
CH3C
H
CH2
H
K+ -OH
C
H
H2
CH3C CH2
C
H
H
CH3C CH3
but-1-eno
but-2-eno
(produto majoritário)
dupla
monossubstituída
dupla
dissubstituída
+ H2O + KCl
C
H
OH
butan-2-ol
C
H
H3C
H
CH3 C
H
H
CH3C CH3
but-2-eno
(produto majoritário)
dupla
dissubstituída
+ H2O
H2SO4 conc.
180 oC
154
Reações orgânicas
Exemplo:
3.2 OXIDAÇÃO EM ALDEÍDOS
Como observado anteriormente,
aldeídos podem
ser oxidados a ácidos carboxílicos, ao
passo que cetonas não sofrem oxidação
subsequente. Dessa forma, diversos testes
qualitativos que envolvem reações de
oxidação de aldeídos foram criados com o
intuito de determinar e diferenciar os
grupos funcionais cetona e aldeído.
a) Oxidação com Reativo de Tollens: Teste
do espelho de Prata, utilizando para
diferenciar aldeídos de cetonas.
b) Oxidação com Reativo de Fehling:
Identificação e diferenciação de açúcares
redutores (aldoses) de não-redutores
(cetoses).
c) Teste de Benedict: Identificação e
diferenciação de açúcares redutores
(aldoses) de não-redutores (cetoses).
Solução desta reação é mais estável que o
reativo de Fehling.
3.3 OXIDAÇÃO EM ALCENOS E
ALCINOS
A oxidação de alcenos e alcinos utiliza
como agentes oxidantes o ozônio (O3) ou
o permanganato de potássio (KMnO4).
E s t e t e m s e u p o d e r o x i d a t i v o
potencializado ou reduzido dependendo
do pH do meio: em meio ácido o KMnO4 é
um oxidante mais brando, ao passo que
em meio ácido esse se torna um potente
agente de oxidação.
a) Oxidação Branda: Teste de Bayer,
utilizado para identificar a presença de
insaturação na cadeia carbônica.
Em meio básico o Mn(VII) é reduzido a
Mn(IV), ou seja, a capacidade oxidativa
não atinge o máximo de seu potencial.
Dessa forma, considera-se uma oxidação
branda pois somente as ligações ! C-C
são rompidas.
155
Reações orgânicas
Exemplos:
b) Oxidação enérgica: Em meio ácido o
Mn(VII) é reduzido a Mn(II), ou seja, a
capacidade oxidativa atinge o máximo de
seu potencial. Dessa forma, considera-se
uma oxidação enérgica pois tanto as
ligações ! quanto δ entre carbonos
insaturados são rompidas.
Os produtos formados dependem da
classificação do carbono insaturado:
1) Carbono primário – forma H2O e
CO2
2) Carbono secundário – forma ácido
carboxílico
3) Carbono terciário – forma cetona
Exemplos:
c ) O z o n ó l i s e : A o z o n ó l i s e t e m
características semelhantes à oxidação
enérgica, pois observam-se as quebras de
ligações ! e δ entre carbonos insaturados.
No entanto o produto da oxidação por
ozonólise se limita aos grupos aldeído ou
cetona.
Os produtos formados dependem da
classificação do carbono insaturado:
1) Carbono primário – forma aldeído
2) Carbono secundário – forma
aldeído
3) Carbono terciário – forma cetona
Exemplos:
4. REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO
As reações de substituição são aquelas
em que um um átomo (ou um grupo de
á to m o s) d a m o l é c u l a o rg â n i c a é
substituído por outro átomo (ou grupo de
átomos).
As principais reações de substituição são:
• Substituição nucleofílica;
• Substituição radicalar em alcanos;
• Substituição eletrofílica aromática.
4.1 SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA
(SN)
Para que uma reação de substituição
ocorra, é necessário ter um NUCLEOFÍLO
(Z:), que é uma base de Lewis, que reagirá
com um composto orgânico, que será
chamado de ELETRÓFILO (C com δ+), que
é um ácido de Lewis. Como se trata de
uma reação de substituição, algo deve sair
para Z: entrar. Dessa forma, ligado ao
composto orgânico existe um GRUPO
ABANDONADOR (Y) que será substituído.
156
Reações orgânicas
a) Esterificação e hidrólise ácida de
ésteres
Exemplo:
OBS: Perceba que a reação de hidrólise
ácida de ésteres está em equilíbrio
químico com a esterificação em meio
ácido. Dessa forma, deve-se utilizar algum
dos princípios de Le Chatelier para se
deslocar o equilíbrio para a formação do
produto de interesse em maior proporção.
No exemplo acima, para se obter o éster
(produto de interesse), adicionou-se álcool
em excesso para deslocar o equilíbrio para
a d i r e i t a . P o d e r i a s e r f e i t o ,
concomitantemente, a retirada de água do
meio.
b) Hidrólise básica de ésteres
Exemplo: Reação de Saponificação
c) Transesterificação:
Éster 1 + Álcool 1 → Éster 2
+ Álcool 2
Exemplo 1:
Exemplo 2: Produção de Biodiesel
4.2 SUBSTITUIÇÃO RADICALAR
EM ALCANOS
Reações radicalares envolvem a quebra
homolítica de uma ligação C-H, formando
um radical livre orgânico, que reagirá com
outro grupo radical, levando à formação
de um produto de substituição.
Carbonos terciários sofrem reações de
substituiçãoradicalar mais facilmente que
secundários, e esses, mais facilmente que
primários.
a) Halogenação: Envolve a troca de um
átomo de H por um de halogênio (X).
Exemplo 1:
Exemplo 2: o produto principal da
h a l o g e n a ç ã o d o p ro p a n o é o 2 -
cloropropano pois carbonos secundários
são mais susceptíveis a substituição
radicalar do que carbonos primários.
157
Reações orgânicas
b) Nitração: Envolve a substituição de um
átomo de hidrogênio de uma substância
orgânica por um grupo nitro (-NO2)
advindo do ácido nítrico (HNO3 ou HO-
NO2)
c) Sulfonação: Envolve a substituição de
um átomo de h idrogênio de uma
substância orgânica por um grupo
sulfônico (-SO3H) advindo do ácido
sulfúrico (H2SO4 ou HO-SO3H)
4.3 SUBSTITUIÇÃO ELETROFÍLICA
AROMÁTICA (SEA)
Diferentemente das SN, em que o
composto orgânico age como ácido de
Lewis, nas SEA a substância orgânica é a
base de Lewis e, portanto, esta age como
doadora de par de elétrons, num primeiro
momento, para uma estrutura química
deficiente em elétrons chamada Eletrófilo
(E+). O mecanismo genérico para as SEA é
apresentado no esquema abaixo.
Pode-se observar que inicialmente uma
ligação ! do anel aromático age como
base de Lewis, se ligando a um eletrófilo,
formando um intermediário instável devido
à quebra momentânea de aromaticidade.
Essa aromaticidade é regenerada com a
saída de H+ e formação da ligação !
novamente.
Dessa fora, o que observamos é uma
reação de substituição, em que um
eletrófilo E+ substitui um íon H+ que sai do
anel aromático.
As principais reações de SEA são:
ATENÇÃO!
Efeito do substituinte
Grupos ativadores: aumentam a densidade
eletrônica no anel, aceleram a reação de
SEA e orientam a substituição nas posições
orto-para.
Grupos desativadores: diminuem a
dens idade e letrônica , d iminuem a
velocidade da reação de SEA e orientam a
substituição na posição meta, exceto os
halogênios que são desativadores e
orientadores orto-para.
158
Reações orgânicas
Exemplos:
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
Questão 01 - (FM Petrópolis RJ) O
estireno é um hidrocarboneto obtido a
partir da desti lação fracionada do
petróleo, tem odor característico e seu
ponto de ebulição é baixo, a ele conferindo
uma volatilidade elevada. É empregado
industrialmente como isolante térmico e
nas reações de polimerização para a
fabricação de plásticos e borrachas.
O produto da reação de adição do
ácido clorídrico à parte alifática do
estireno está representado em
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 02 - (UEA AM) Um exemplo de
reação orgânica classificada como adição
é a que ocorre entre
a) ácido oleico e soda cáustica,
produzindo água e oleato de
sódio.
b) ácido acético e etanol, produzindo
acetato de etila e água.
c) metano e oxigênio, produzindo
dióxido de carbono e água.
d) benzeno e cloro, produzindo
monoclorobenzeno.
e) etileno e água, produzindo etanol.
Questão 03 - (FPS PE) Álcoois, haletos de
alquila e dihaletos de alquila podem ser
preparados a partir de alcenos, através de
reações de adição à ligação dupla. Com
base nessa informação, assinale a
alternativa correta.
a) A reação de hidratação catalisada
por ácido do 1-penteno gera como
produto o 1-pentanol.
b) A adição de HBr ao 1-metil-
cicloex-1-eno segue a regra de
Estireno
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
159
Reações orgânicas
Markovnikov, gerando 1-bromo-1-
metilcicloexano.
c) A reação 1-hexeno com bromo
(Br2), em um solvente apolar,
como o tetracloreto de carbono,
ge ra como produto o 2 , 2 -
dibromohexano.
d) A reação de h id rogenação
catalítica do 1-hexeno não é um
exemplo de reação de adição à
ligação dupla.
Questão 4 - (FGV SP) O sucesso da
experiência brasileira do Pró-álcool e do
desenvolvimento da tecnologia de
motores bicombustíveis é reconhecido
mundialmente. Países europeus usam a
experiência brasileira como base para
projetos de implantação da tecnologia de
veículos movidos a células a combustível,
que produzem energia usando hidrogênio.
Como o H2 não existe livre na natureza, ele
pode ser obtido a partir do etanol de
acordo com a reação:
H3C-CH2-OH (l) + 2 H2O(g) + ½O2 (g) → 5
H2(g) + 2 CO2(g)
Dentre as reações que podem ocorrer com
o etanol, está a reação de eliminação
intramolecular. Nela o produto orgânico
formado é
a) um éter.
b) um éster.
c) um alceno.
d) uma cetona.
e) um ácido carboxílico.
Questão 5 - (Unimontes MG) O estireno é
matéria-prima para a fabricação do
polímero poliestireno, muito utilizado na
indústria para produzir vários utensílios
domésticos. O processo de síntese do
e s t i r e n o é m o s t r a d o , d e f o r m a
simplificada, a seguir:
Sabendo-se que o nome sistemático do
estireno é etenilbenzeno (vinilbenzeno), a
reação usada para se chegar ao estireno, a
partir do etilbenzeno, é a
a) acilação de Friedel-Crafts.
b) desidrogenação catalítica.
c) substituição aromática.
d) hidrogenação catalítica.
Questão 06 - (UNITAU SP) O aroma do
fruto morango pode estar relacionado à
presença de butanoato de meti la ,
butanoato de etila e hexanoato de metila,
e mais dezenas de outros compostos
voláteis. Os três compostos citados
poderiam ser formados, respectivamente,
a partir de uma reação entre
a) metanona e butanol, etanona e
butanol, hexanona e metanol.
b) butanal e metanol, butanal e
etanol, hexanal e metanol.
c) butanona e metanol, butanona e
etanol, hexanona e metanol.
d) metanal e ácido butanoico, etanal
e ácido butanoico, hexanal e ácido
metanoico.
e) ácido butanoico e metanol, ácido
b u t a n o i co e e t a n o l , á c i d o
hexanoico e metanol.
Questão 07 - (UNIFOR CE) Os ésteres são
compostos orgânicos que apresentam o
g r u p o f u n c i o n a l R ’ C O O R ” , s ã o
empregados como aditivos de alimentos e
conferem sabor e aroma artificiais aos
produtos industrializados, imitam o sabor
de frutas em sucos, chicletes e balas. Os
compostos orgânicos que podem reagir
para produzir o seguinte éster, por meio de
uma reação de ester i f icação são,
respectivamente,
a) ácido benzóico e etanol.
b) ácido butanóico e etanol.
c) ácido etanóico e butanol.
d) ácido metanóico e butanol.
e) ácido etanóico e etanol.
CH2CH3
estireno
H3C O CH3
O
éster que apresenta aroma de abacaxi
160
Reações orgânicas
Questão 08 - (UECE) O produto orgânico
o b t i d o p r e f e r e n c i a l m e n t e n a
monocloração do 2,4-dimetilpentano é o
a) 1-cloro-2,4-dimetilpentano.
b) 5-cloro-2,4-dimetilpentano.
c) 3-cloro-2,4-dimetilpentano.
d) 2-cloro-2,4-dimetilpentano.
Questão 09 - (FGV SP) O hidrogênio para
células a combustível de uso automotivo
poderá ser obtido futuramente a partir da
reação de reforma do etanol. Atualmente,
nessa reação, são gerados subprodutos
indesejados: etanal (I) e etanoato de etila
(II). Porém, pesquisadores da UNESP de
Araraquara verificaram que, com o uso de
um catalisador adequado, a produção de
h id rogên io do e tano l poderá se r
viabilizada sem subprodutos.
(Revista Pesquisa Fapesp, 234, agosto de 2015.
Adaptado)
A reação da transformação de etanol no
subproduto I e a substância que reage
co m o e t a n o l p a ra fo r m a ç ã o d o
s u b p r o d u t o I I s ã o , c o r r e t a e
respectivamente,
a) substituição e etanal.
b) redução e etanal.
c) redução e ácido acético.
d) oxidação e etanal.
e) oxidação e ácido acético.
Questão 10 - (ENEM) O permanganato de
potássio (KMnO4) é um agente oxidante
forte muito empregado tanto em nível
laboratorial quanto industrial. Na oxidação
de alcenos de cadeia normal, como o 1-
fenil-1-propeno, ilustrado na figura, o
KMnO4 é utilizado para a produção de
ácidos carboxílicos.
Os produtos obtidos na oxidação do
alceno representado, em solução
aquosa de KMnO4, são:
a) Á c i d o b e n zo i co e á c i d o
etanoico.
b) Á c i d o b e n zo i co e á c i d opropanoico.
c) Ácido etanoico e ácido 2-
feniletanoico.
d) Ácido 2-feniletanoico e ácido
metanoico.
e) Ácido 2-feniletanoico e ácido
propanoico.
GABARITO
1. C
2. E
3. B
4. C
5. B
6. E
7. B
8. D
9. E
10. A
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
Questão 01 - (ENEM)
O ácido acetilsalicílico é um
analgésico que pode ser obtido
pela reação de esterificação do
á c i d o s a l i c í l i c o . Q u a n d o
armazenado em condições de
elevadas temperaturas e umidade,
ocorrem mudanças f ís icas e
qu ímicas em sua est rutura ,
gerando um odor característico. A
f igura representa a fórmula
estrutural do ácido acetilsalicílico.
Esse odor é provocado pela
liberação de
1-fenil-1-propeno
161
Reações orgânicas
a) etanol.
b) etanal.
c) ácido etanoico.
d) etanoato de etila.
e) benzoato de etila.
Questão 02 - (ENEM)
A ozonólise, reação utilizada na
indúst r ia madei re i ra para a
produção de papel, é também
utilizada em escala de laboratório
na síntese de aldeídos e cetonas.
As duplas ligações dos alcenos são
clivadas pela oxidação com o
ozônio (O3), em presença de água
e zinco metálico, e a reação produz
aldeídos e/ou cetona, dependendo
do grau de substituição da ligação
d u p l a . L i g a ç õ e s d u p l a s
dissubstituídas geram cetonas,
enquanto as l igações duplas
terminais ou monossubstituídas
dão origem a aldeídos, como
mostra o esquema.
C o n s i d e r e a o z o n ó l i s e d o
composto 1-fenil-2-metilprop-1-
eno:
MARTINO, A. Química, a ciência global. Goiânia:
Editora W, 2014 (adaptado).
Quais são os produtos formados
nessa reação?
a) Benzaldeído e propanona.
b) Propanal e benzaldeído.
c) 2-fenil-etanal e metanal.
d) Benzeno e propanona.
e) Benzaldeído e etanal.
Questão 03 - (ENEM)
O trinitrotolueno (TNT) é um
poderoso explosivo obtido a partir
da reação de nitração do tolueno,
como esquematizado.
A síntese do TNT é um exemplo de
reação de
a) neutralização.
b) desidratação.
c) substituição.
d) eliminação.
e) oxidação.
Questão 04 - (ENEM)
A maioria dos alimentos contém
substânc ias o rgân icas , que
possuem grupos funcionais e/ou
ligações duplas, que podem ser
alteradas pelo contato com o ar
a t m o s f é r i co , re s u l t a n d o n a
mudança do sabor, aroma e
aspecto do alimento, podendo
também produzir substâncias
tóxicas ao organismo. Essas
alterações são conhecidas como
rancificação do alimento.
Essas modificações são resultantes
de ocorrência de reações de
a) oxidação.
b) hidratação.
c) neutralização.
d) hidrogenação.
e) tautomerização.
162
Reações orgânicas
Questão 05 - (ENEM)
Nucleófilos (Nu–) são bases de
Lewis que reagem com haletos de
alquila, por meio de uma reação
chamada substituição nucleofílica
(SN), como mostrado no esquema:
R–X + Nu– R–Nu + X–
(R = grupo alquila e X = halogênio)
A reação de SN entre metóxido de
sódio (Nu– = CH3O–) e brometo de
metila fornece um composto
orgânico pertencente à função
a) éter.
b) éster.
c) álcool.
d) haleto.
e) hidrocarboneto.
Questão 06 - (ENEM)
Um bafômetro simples consiste
em um tubo contendo uma mistura
sólida de dicromato de potássio
em sílica umedecida com ácido
sulfúrico. Nesse teste, a detecção
da embriaguez por consumo de
álcool se dá visualmente, pois a
reação que ocorre é a oxidação do
álcool a aldeído do dicromato
(alaranjado) a cromo(III) (verde)
ou cromo(II) (azul).
A equação balanceada da reação
química que representa esse teste
é:
a) Cr2O72– (aq) + 2 H+ (aq) + 3
CH3–CH2–OH (g) 2 Cr2+ (aq)
+ 4 H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
b) Cr2O72– (aq) + 8 H+ (aq) + 3
CH3–CH2–OH (g) 2 Cr3+ (aq)
+ 7 H2O (l) + 3 CH3–CHO (g)
c) CrO42– (aq) + 2 H+ (aq) + 3
CH3–CH2–OH (g) Cr3+ (aq) +
4 H2O (l) + 3 CH3–CHO (g)
d) Cr2O72– (aq) + 8 H+ (aq) + 3
CH3–CHO (g) 2 Cr3+ (aq) + 4
H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
e) CrO42– (aq) + 2 H+ (aq) + 3
CH3–CHO (g) Cr2+ (aq) +
H2O (l) + 3 CH3–COOH (g)
Questão 07 - (ENEM)
O permanganato de potássio
(KMnO4) é um agente oxidante
forte muito empregado tanto em
nível laboratorial quanto industrial.
Na oxidação de alcenos de cadeia
normal, como o 1-fenil-1-propeno,
ilustrado na figura, o KMnO4 é
utilizado para a produção de
ácidos carboxílicos.
Os produtos obtidos na oxidação
do alceno representado, em
solução aquosa de KMnO4, são:
a) Á c i d o b e n zo i co e á c i d o
etanoico.
b) Á c i d o b e n zo i co e á c i d o
propanoico.
c) Ácido etanoico e ácido 2-
feniletanoico.
163
Reações orgânicas
d) Ácido 2-feniletanoico e ácido
metanoico.
e) Ácido 2-feniletanoico e ácido
propanoico.
Questão 08 - (ENEM)
Hidrocarbonetos podem ser
obt idos em laboratór io por
descarboxilação oxidativa anódica,
p r o c e s s o c o n h e c i d o c o m o
eletrossíntese de Kolbe. Essa
reação é utilizada na síntese de
hidrocarbonetos diversos, a partir
de óleos vegetais, os quais podem
ser empregados como fontes
a l ternat ivas de energia , em
substituição aos hidrocarbonetos
f ó ss e i s . O e s q u e m a i l u s t ra
simplificadamente esse processo.
AZEVEDO, D. C.; GOULART, M. O. F.
Estereosseletividade em reações
eletródicas.
Química Nova, n. 2, 1997 (adaptado).
Com base nesse processo, o
hidrocarboneto produzido na
eletrólise do ácido 3,3-dimetil-
butanoico é o
a) 2,2,7,7-tetrametil-octano.
b) 3,3,4,4-tetrametil-hexano.
c) 2,2,5,5-tetrametil-hexano.
d) 3,3,6,6-tetrametil-octano.
e) 2,2,4,4-tetrametil-hexano.
Questão 09 - (ENEM)
O benzeno é um hidrocarboneto
aromático presente no petróleo, no
carvão e em condensados de gás
natural. Seus metabólitos são
altamente tóxicos e se depositam
na medula óssea e nos tecidos
gordurosos. O limite de exposição
pode causar anemia, câncer
( l e u ce m i a ) e d i s t ú r b i o s d o
comportamento. Em termos de
reatividade química, quando um
eletrófilo se liga ao benzeno,
o c o r r e a f o r m a ç ã o d e u m
intermediário, o carbocátion. Por
f i m , o c o r r e a a d i ç ã o o u
substituição eletrofílica.
Disponível em: www.sindipetro.org.br.
Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado).
Disponível em: www.qmc.ufsc.br.
Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado).
Com base no texto e no gráfico do
progresso da reação apresentada,
as estruturas químicas encontradas
em I, II e III são, respectivamente:
a)
b)
c)
164
Reações orgânicas
d)
e)
Questão 10 - (ENEM)
A própolis é um produto natural
conhecido por suas propriedades
anti-inflamatórias e cicatrizantes.
Esse material contém mais de 200
compostos identificados até o
momento. Dentre eles, alguns são
de estrutura simples, como é o
caso do C6H5CO2CH2CH3, cuja
estrutura está mostrada a seguir.
O ácido carboxílico e o álcool
capazes de produzir o éster em
apreço por meio da reação de
esterificação são, respectivamente,
a) ácido benzoico e etanol.
b) ácido propanoico e hexanol.
c) ácido fenilacético e metanol.
d) ácido propiônico e cicloexanol.
e) ácido acético e álcool benzílico.
Questão 11 - (Mackenzie SP)
Em condições apropriadas, são
realizadas três reações orgânicas,
representadas abaixo.
Assim, os reagentes X, Y e Z, são
respectivamente,
a) bromometano, propan-2-ol e
metilbut-2-eno.
b) brometo de et i la , á lcoo l
isopropílico e but-2-eno.
c) bromometano, isobutanol e 2-
metilbut-2-eno.
d) brometo de metila, isopropanol
e ácido but-2-enoico.
e) brometo de metila, propanol e
2-metilbut-2-eno.
Questão 12 - (UERJ)
A reação química de adição entre
haletos orgânicos e magnésio
produz compostos de Grignard.
Um exemplo desses compostos é o
brometo de etilmagnésio.
Em um experimento, a pentan-2-
ona reagiu com o brometo de
etilmagnésio. Posteriormente, o
p r o d u t o d e s s a r e a ç ã o f o i
submetido à hidrólise.
Apresente a fórmula estrutural do
reagente oxigenado, empregando
a notação em linha de ligação.
Considerando os dois produtosformados ao final da hidrólise,
nomeie o produto orgânico e
indique a fórmula química do
produto inorgânico.
Questão 13 - (UFGD MS)
Os ésteres é uma classe muito
i m p o r t a n te p a ra a q u í m i c a
orgânica, pois desempenha um
165
Reações orgânicas
papel importante na indústria
farmacêutica, de perfumes, de
polímeros, de cosméticos. São
geralmente obtidos pelo método
de esterificação de Fischer, e
possui esse nome em homenagem
a Emil Fisher, que realizou em 1895
essa reação pela primeira vez
utilizando catálise ácida. Ésteres
também estão presentes em
gorduras animais e em polímeros
como o poliéster, e acetato de
celulose, presente em fi lmes
fotográficos. Muitos ésteres são
utilizados como flavorizantes como
o acetato de benzila (Estrutura 1),
que é um dos componentes de
medicamentos com sabores
artificiais de cereja e morango.
Para a síntese do acetato de
benzila, via esterif icação de
Fischer, são necessários:
a) ácido acético, álcool benzílico
e hidróxido de sódio.
b) ácido benzoico, álcool etílico e
ácido sulfúrico.
c) ácido acético, álcool benzílico
e água.
d) ácido benzoico, álcool etílico e
água.
e) ácido acético, álcool benzílico
e ácido sulfúrico.
Questão 14 - (UERJ)
Ao abrir uma embalagem de
chocolate, pode-se perceber seu
aroma. Esse fato é explicado pela
presença de mais de duzentos
tipos de compostos voláteis em
sua composição. As fórmulas A, B
e C, apresentadas a seguir, são
exemplos desses compostos.
Escreva o nome do composto A e
a fórmula estrutural do isômero
plano funcional do composto B.
Utilizando fórmulas estruturais,
escreva, também, a equação
química completa da reação do
etanol com o composto C. Em
seguida, nomeie o composto
orgânico formado nessa reação.
Questão 15 - (PUC Camp SP)
A margarina é produzida a partir
de óleo vegetal, por meio da
hidrogenação. Esse processo é
uma reação de I na qual uma
cadeia carbônica II se transforma
em outra III saturada.
As lacunas I, II e III são correta e
respectivamente substituídas por
a) adição − insaturada − menos
b) adição − saturada − mais
c) adição − insaturada − mais
d) substituição − insaturada −
menos
e) substituição − saturada − mais
Questão 16 - (Mackenzie SP)
Os detergentes são substâncias
orgânicas sintéticas que possuem
como principal característica a
capacidade de promover limpeza
p o r m e i o d e s u a a ç ã o
emulsificante, isto é, a capacidade
de promover a dissolução de uma
s u b s t â n c i a . A b a i x o , e s t ã o
representadas uma sér ie de
equações de reações químicas,
envolvidas nas diversas etapas de
síntese de um detergente, a partir
do benzeno, rea l i zadas em
condições ideais de reação.
166
Reações orgânicas
1)
2)
3)
A respeito das equações acima,
são feitas as seguintes afirmações:
I. A equação 1 representa uma
alquilação de Friedel-Crafts.
II. A equação 2 é uma reação de
substituição, que produz um
ácido meta substituído.
III. A equação 3 trata-se de uma
reação de neutralização com a
formação de uma substância
orgânica de característica
anfipática.
Sendo assim,
a) apenas a afirmação I está
correta.
b) apenas a afirmação II está
correta.
c) apenas a afirmação III está
correta.
d) apenas as afirmações I e III
estão corretas.
e) todas as afirmações estão
corretas.
Questão 17 - (FUVEST SP)
Pequenas mudanças na estrutura
molecular das substâncias podem
produzir grandes mudanças em
seu odor. São apresentadas as
fórmulas estruturais de dois
c o m p o s t o s u t i l i z a d o s p a ra
p r e p a r a r a r o m a t i z a n t e s
empregados na indústr ia de
alimentos.
Esses compostos podem sofrer as
seguintes transformações:
I. O álcool isoamílico pode ser
transformado em um éster que
apresenta odor de banana.
Esse éster pode ser hidrolisado
com uma solução aquosa de
ácido sulfúrico, liberando odor
de vinagre.
II. O ácido butírico tem odor de
manteiga rançosa. Porém, ao
r e a g i r c o m e t a n o l ,
transformase em um composto
que apresenta odor de abacaxi.
a) Escreva a fórmula estrutural do
composto que tem odor de
banana e a do composto com
odor de abacaxi.
b) Escreva a equação química que
representa a transformação em
que houve liberação de odor
de vinagre.
Questão 18 - (PUC SP)
A reação entre ácido etanóico e
propan-2-ol, na presença de ácido
sulfúrico, produz
a) propanoato de etila.
b) ácido etanóico de propila.
c) ácido pentanóico.
d) etanoato de isopropila.
Questão 19 - (UCB DF)
As reações de oxidação formam
uma importante classe dentro dos
variados fenômenos químicos que
podem ocorrer nos materiais. A
equação apresentada corresponde
à oxidação de um álcool primário,
sob a ação de permanganato de
potássio em meio ácido.
167
Reações orgânicas
Considerando essa informação e as
reações com álcoois, assinale a
alternativa correta.
a) O álcool em questão é o
pentan-2-ol.
b) As substâncias A e B podem
ser, respectivamente, o butanal
e o ácido butanoico.
c) As substâncias A e B podem
ser, respectivamente, o ácido
pentanoico e o dióxido de
carbono.
d) No álcool, a ligação C-C-O tem
ângulo igual a 120º, uma vez
que um dos carbonos tem
hibridação sp2.
e) No dióxido de carbono, o
carbono é bivalente e tem
hibridação sp.
Questão 20 - (FCM PB)
As reações de subst i tu ição
aromática eletrofílica, assim como
as de substituição nucleofólica
envolvendo haletos de alquila, são
muito importantes, pois permitem
a adição de diversos grupos
funcionais ao anel benzênico
permitindo a formação de várias
substâncias orgânicas que podem
ser importantes na área da
medicina. Partindo de um benzeno
é p o s s í v e l s i n t e t i z a r o s
medicamentos mais utilizados pela
população, como o paracetamol ou
o á c i d o a c e t i l s a l i c í l i c o .
Suponhamos que se dese ja
sintetizar um derivado benzênico
com três substituintes e a reação
apresentou três etapas que
ocorreram na seguinte ordem:
Primeira etapa: Nitração
Segunda etapa: Halogenação
com bromo
Terceira etapa: Alquilação com
grupo metila
Qual substância seria formada
como produto principal?
a) 5-bromo-3-metil-nitrobenzeno
b) 3-bromo-4-metil-nitrobenzeno
c) 3-bromo-5-metil-nitrobenzeno
d) 5-bromo-4-metil-nitrobenzeno
e) 3-bromo-6-metil-nitrobenzeno
GABARITO:
1) Gab: C
2) Gab: A
3) Gab: C
4) Gab: A
5) Gab: A
6) Gab: B
7) Gab: A
8) Gab: C
9) Gab: A
10) Gab: A
11) Gab: A
168
Reações orgânicas
12) Gab:
Reagente oxigenado:
Produto orgânico: 3-metil-hexan-3-
ol.
Produto inorgânico: MgOHBr.
13) Gab: E
14) Gab:
Composto A: 2-fenil etanol.
Composto orgânico: etanoato de
etila.
15) Gab: C
16) Gab: D
17) Gab:
a) O éster com odor de banana é
formado pela reação de um
ácido carboxílico com o álcool
isoamílico. Na hidrólise desse
éster, percebe-se a formação
de ácido acético (vinagre),
indicando o ácido em questão.
Assim, a fórmula estrutural do
éster é:
O éster com odor de abacaxi é
formado pela reação do ácido
butírico com etanol. Portanto,
a fórmula estrutural do éster é:
b) A reação de hidrólise é:
18) Gab: D
19) Gab: B
20) Gab: C
169
170
S
171
172
173
174
175
176
177
2(CO ).
( )π
178
benzeno-1,4-dioico.
179
180
Biomoléculas
Lipídios
Definem um conjunto de substâncias
químicas que, ao contrário das outras
classes de compostos orgânicos, não são
caracterizadas por algum grupo funcional
comum, e sim pela sua alta solubilidade
e m s o l ve n t e s o r g â n i c o s e b a i x a
solubilidade em água. Juntamente com as
proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos,
os lipídios são componentes essenciais das
estruturas biológicas. Os lipídios se
encontram distribuídos em todos os
tecidos, principalmente nas membranas
celulares e nas células de gordura.
Existemdiversos tipos de moléculas
diferentes que pertencem à classe dos
lipídios. Embora não apresentem nenhuma
característica estrutural comum todas elas
possuem muito mais ligações carbono-
hidrogênio do que as outras biomoléculas,
e a grande maioria possui poucos
heteroátomos. Isto faz com que estas
moléculas sejam pobres em dipolos
localizados.
Os lipídios são altamente energéticos
(fornecem 9,0 kcal/g) e pouco solúveis,
por isso constituem a maior forma de
armazenamento de energia do organismo.
O tecido adiposo ajuda a manter os órgãos
e nervos no lugar, protegendo-os contra
choques e lesões traumáticas. A camada
subcutânea de gordura isola o organismo,
preservando o calor do corpo e mantendo
a temperatura constante. Os lipídios ainda
auxiliam no transporte e na absorção de
vitaminas lipossolúveis (A, D e E),
amenizam as secreções gástricas e
produzem sensação de saciedade.
Algumas classificações de lipídios:
1. Ácidos graxos
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos
formados por uma cadeia hidrocarbonada
com variados índices de insaturações. Os
ácidos graxos comuns, presentes em
sistemas biológicos, apresentam de 16 a 24
átomos de carbono.
Este grupo é geralmente chamado de
lipídios saponificáveis, porque a reação
destes com uma solução quente de
h i d r ó x i d o d e s ó d i o p r o d u z o
correspondente sal sódico do ácido
carboxílico, isto é, o sabão.
181
Biomoléculas
2. Cerídeos
Os cerídeos são ésteres formados a partir
de um ácido graxo e de um álcool
(monoálcool) graxo.
São conhecidos como ceras e podem ser
de origem animal ou vegetal. São usados
na fabricação de cosméticos, velas,
sabões, graxas de sapato e ceras de
assoalho, entre outras aplicações.
3. Triacilgliceróis (triacilglicerídeos ou
glicerídeos)
Os glicerídeos são triésteres formados a
partir de três moléculas de ácidos graxos
(iguais ou diferentes) e uma molécula do
triálcool glicerol (propanotriol). A hidrólise
ácida dos triacilglicerídeos leva aos
correspondentes ácidos carboxílicos.
Os triacilgliceróis líquidos na temperatura
ambiente são chamados, em geral, óleos;
os que são sól idos são chamados
gorduras.
São os óleos de vegetais ou as gorduras
de origem animal. Entre eles estão
substâncias comuns como o óleo de
amendoim, o óleo de soja, o óleo de milho,
o óleo de semente de girassol, a manteiga,
o toucinho e o sebo.
Obs: Gordura trans
Carboidratos
São os principais substratos energéticos
da célula, através da degradação da
glicose por via anaeróbia e aeróbia.
Popularmente são chamados de açúcares
em virtude do seu mais conhecido
representante, a sacarose, formada por um
molécula de glicose e outra de frutose
com sabor doce característico. O amido
(um polímero linear ou ramificado de
glicose), entretanto, é a forma de
carboidrato mais comum na alimentação,
representando cerca de 90% dos
182
Biomoléculas
carboidratos da dieta. Em mamíferos, a
lactose (formada por glicose e galactose)
é importante fonte energética presente no
leite, apesar da maioria dos mamíferos
utilizarem o leite como única fonte de
alimento somente em seus primeiros
períodos de vida (em ratos alguns dias, em
humanos cerca de um ano).
De qualquer forma, os carboidratos são as
principais biomoléculas energéticas, uma
vez o metabolismo glicolítico anaeróbio é
via comum de todos os seres vivos (à
exceção dos vírus por não terem estrutura
celular).
Monossacarídeos
São os carboidratos mais simples.
Possuem de 3 a 8 carbonos, sendo
denominado, respectivamente, trioses,
tetroses, pentoses, hexoses, heptoses e
octoses.
Têm uma única unidade cetônica ou
aldeídica, possuindo pelo menos um
átomo de carbono assimétrico (C*)
e x i s t i n d o , p o r t a n t o , f o r m a s
estereoisoméricas, com exceção da
dihidróxicetona, que não possui C*.
As pentoses e as hexoses, em solução
aquosa, existem em equilíbrio com suas
formas cíclicas, que são mais estáveis. A
forma mais estável é obtida por uma
reação intramolecular que ocorre entre a
carbonila do grupamento funcional de
aldeídos ou cetonas com uma das muitas
hidroxilas da molécula, formando um
composto cíclico denominado hemiacetal
ou hemicetal, respectivamente.
Dissacarídeos
São formados por dois monossacarídeos
unidos por ligação covalente (ligação
glicosídica). A ligação glicosídica ocorre
ent re as h id rox i l a s do C 1 de um
monossacarído com qualquer um outro
carbono do outro monossacarídeo.
Sacarose = glicose + frutose α (1→2), a
forma mais comum de açúcar, obtida da
cana-de-açúcar, beterraba etc.
183
Biomoléculas
Obs: A hidrólise da sacarose produz
açúcar invertido.
A solução aquosa do açúcar invertido
mantém-se no estado l íquido sob
condições ambientes, pois possui menor
temperatura de congelamento do que a do
açúcar comum.
Polissacarídeos
Os polissacarídeos são polímeros de
monossacarídeos (hexoses) unidos por
ligação glicosídicas na forma α ou β.
Alguns funcionam como reserva de
carboidratos, outros atuam na morfologia
celular.
Os polissacarídeos de reserva mais
importantes são o amido e o glicogênio,
ambos de alto peso molecular e polímeros
da glicose em ligações α(1→4) nas cadeias
principais e ligações α(1→6) nos pontos de
ramificação, sendo o glicogênio mais
c o m p a c t o p o r a p r e s e n t a r m a i s
ramificações em sua molécula.
Apenas a forma de amilose do amido não
é ramificada, pois possui somente ligações
do tipo α(1→4); a forma amilopectina do
amido é semelhante à molécula de
glicogênio (ramificada).
A molécula de amilose não se dispõe em
linha reta, como, por simplificação,
aparece na figura acima, mas forma uma
espiral devido às ligações de hidrogênio
entre grupos da cadeia. Devido a essa
estrutura é que se deve o mais simples
teste de identificação do amido, pois o
iodo se liga a distâncias fixas em cada
volta da hélice, produzindo uma intensa
coloração azul.
184
Biomoléculas
Outros polissacarídeos possuem papel
estrutural nas paredes celulares. A
celulose é formada por moléculas de
glicose unidas por ligações β(1 → 4) e é o
principal constituinte estrutural da parede
celular dos vegetais, responsável por
extrema resistência.
Graças à natureza da ligação β(1→4) entre
as unidades de glicose, há a formação de
pontes de hidrogênio dentro da molécula,
o que torna a molécula de celulose
bastante rígida e plana, permitindo o
empilhamento de várias cadeias formando
uma estrutura polimérica extremamente
resistente.
É impregnada por outras substâncias
poliméricas, não sendo digerida pelos
animais, que não apresentam enzimas para
quebrar este tipo de ligação, a exceção de
animais herbívoros e cupins, que possuem
bactérias e protozoários que digerem a
celulose no aparelho digestivo desses.
A celulose, como fibras vegetais, é
importante na composição dos alimentos
por manterem o trânsito intestinal e
melhorar o metabolismo de proteínas,
carboidratos e lipídios.
Proteínas
As proteínas são macromoléculas de alto
peso molecular, polímeros de compostos
orgânicos simples, os α-aminoácidos.
Aminoácidos
São conhecidos 20 aminoácidos (Alanina,
Arginina, Aspartato, Asparagina, Cisteína,
Fenilalanina, Glicina, Glutamato, Glutamina,
Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina,
Metinonina, Prolina, Serina, Tirosina,
Treonina, Triptofano e Valina) encontrados
nas moléculas de proteínas, com sua
síntese controlada por mecanismos
genéticos, envolvendo a replicação do
DNA e transcrição do RNA.
A metade dos aminoácidos é sintetizada
p e l o o r g a n i s m o e v a i s u p r i r a s
necessidades celulares; aqueles que não
são sintetizados precisam estar presentes
na dieta e são chamados de aminoácidos
essenciais e os aminoácidos não-essenciais
aque les que são s i n te t i zados no
organismo.
O grupamento funcional (amino e ácido) é
constante em todos os aminoácidos,
var iandoa composição da cadeia
carbonada, denominada de grupamento R.
O estudo da composição e polaridade do
grupamento R permite agrupar os
aminoácidos em quatro classes distintas:
a) Aminoácidos com grupamento R
apolar ou hidrofóbico: são os menos
s o l ú v e i s , d e v i d o à a u s ê n c i a d e
185
Biomoléculas
grupamentos hidrofílicos no grupamento
R. São eles:
b) Aminoácidos com grupamento R polar
não-carregado: possuem grupamentos
hidrofílicos na cadeia carbonada que não
se ionizam, porém conferem maior
solubilidade ao aminoácido. São eles:
c) Aminoácidos com grupamento R polar
carregado positivamente (básicos): lisina,
arginina e histidina; todos possuem
grupamento R de 6 carbonos e a carga
positiva localiza-se em um átomo de
nitrogênio do R.
d) Aminoácidos com grupamento R polar
carregado negativamente (ácidos): ácido
aspártico e ácido glutâmico. São citados
como aspartato e glutamato em virtude de
se ionizarem em pH fisiológico adquirindo
carga negativa no grupamento carboxila (-
COO-).
Propriedades ácido-básicas dos
aminoácidos
Os grupamentos amino e ácido encontram
- se na forma ionizada quando em solução.
Dependendo do pH, o grupamento amino
com carga positiva (forma catiônica) ou o
grupamento ácido com carga negativa
(forma aniônica), podem predominar.
P o r é m , e m d e t e r m i n a d o p H ( p H
isoelétrico), haverá somente uma forma
dipolar (ou seja, positiva e negativa ao
mesmo tempo), onde será observada uma
neutralidade elétrica na molécula.
Estes íons dipolares , são também
chamados de zwitterions (expressão alemã
que ao pé da letra significaria algo como
"íons hermafroditas"), predominam no pH
isoelétrico (pHi). A forma catiônica
predominará em pH abaixo do pHi,
e n q u a n t o q u e a f o r m a a n i ô n i c a
predominará em pH acima do pHi, uma
vez que abaixo ou acima do pHi haverá
deficiência ou excesso de H+ na solução,
respectivamente, o que varia a carga
elétrica pois o grupamento COO- receberá
H+ e o NH3+ doará ser H+.
186
Biomoléculas
Ligações peptídicas
Nas moléculas protéicas os aminoácidos
se ligam covalentemente, formando longas
cadeias não ramificadas, através de
ligações peptídicas envolvendo o radical
amino (-NH2) de um aminoácido e o
radical ácido (-COOH) de um outro,
havendo a liberação de uma molécula de
água durante a reação.
A união entre dois aminoácidos forma um
dipeptídeo, assim como três unem-se
formando um tr ipept ídeo e ass im
sucessivamente, sendo que a união de
vários aminoácidos irá dar origem a uma
cadeia polipeptídica.
Ácidos Nucléicos
Nos seres vivos, há 2 tipos de ácidos
nucleicos: o ácido desoxirribonucléico
(DNA ou ADN) e o ácido ribonucléico
(RNA ou ARN) com funções distintas. O
DNA é encontrado nos cromossomos,
dirige a síntese das enzimas e, desta
forma, controla as atividades metabólicas
da célula. O RNA transfere as informações
do DNA para os ribossomos, onde as
enzimas e outras proteínas são produzidas.
Os ácidos nucléicos são formados pela
união de nucleotídeos. Cada nucleotídeo
tem três subunidades: um grupo fosfato,
uma pentose e uma base nitrogenada.
O grupo fosfato se origina do ácido
fosfórico (H3PO4). Há duas pentoses que
podem participar da estrutura dos
nucleot ídeos: a r ibose (RNA) e a
desoxirribose (DNA).
As bases nitrogenadas possuem estrutura
em anel, com átomos de nitrogênio na
molécula. Classificam-se em bases púricas
(adenina e guanina) e bases pirimídicas
[citosina, timina(DNA) e uracila(RNA)].
187
Biomoléculas
O Ácido Desoxirribonucléico (DNA)
Estudando a composição de moléculas de
DNA de diferentes espécies, Erwin
Charga! determinou, em todas, uma
relação constante:
Composição de bases do DNA de algumas
espécies:
Estudos com difração de raio X, nos anos
50, mostravam que a molécula do DNA
deveria ter a estrutura de uma grande
hélice. James D. Watson e Francis Crick
propuseram um modelo para a molécula
do DNA, visando a explicar tanto suas
características químicas quanto seus
papéis biológicos. Segundo o modelo de
Watson e Crick, a molécula do DNA tem a
estrutura de uma dupla hélice, como uma
escada retorcida, com dois filamentos de
nucleotídeos.
Os corrimãos da escada do modelo de
Watson e Crick são formados pelas
unidades açúcar-fosfato dos nucleotídeos.
Cada degrau é constituído por um par de
bases nitrogenadas (uma de cada
filamento), sempre uma base púrica
pareada com uma base pirimídica.
Fig BFig A
Fig C
188
Biomoléculas
Observe, no esquema anterior (fig. C),
que os dois filamentos complementares
"correm" em sentido contrário.
A partir das relações descobertas por
Chargaff, e estudando os possíveis locais
de estabelecimento de pontes de
h i d r o g ê n i o e n t r e d u a s b a s e s
nitrogenadas, Watson e Crick concluíram
que as duas cadeias paralelas de
nucleotídeos permanecem unidas por
pontes de hidrogênio entre as bases,
sempre da mesma maneira: adenina com
t i m i n a e c i t o s i n a c o m g u a n i n a .
Independentemente de qual seja a
seqüência de bases em um filamento, o
outro tem seqüênc ia exatamente
complementar. Por exemplo, se em um
filamento se encontra a seqüência:
o f i l a m e n t o c o m p l e m e n t a r t e r á ,
obrigatoriamente:
Os dois filamentos da molécula poderiam
ser assim representados:
Uma propriedade importante do material
genético é conter toda a informação
genética.
A seqüência de bases do DNA é um
"alfabeto" com quatro letras (A, T, C e G),
nas mais diversas combinações. Um vírus
tem filamentos de DNA com 10.000
nucleotídeos, enquanto o DNA presente
nos 46 cromossomos humanos possui
cerca de 3,2 bilhões de nucleotídeos.
Outra propr iedade importante da
molécula de DNA é a capacidade de se
autoduplicar, gerando cópias perfeitas de
si mesma. A expressão autoduplicação
não é totalmente correta, pois, sem as
enzimas e a matéria-prima necessárias,
ela não ocorre.
Durante a duplicação do DNA, os dois
filamentos se separam (por ruptura das
pontes de hidrogênio), e a enzima DNA-
polimerase utiliza cada filamento como
"molde" para a montagem de um
filamento novo. Os novos nucleotídeos
são unidos entre si, obedecendo à
seqüência ditada pelo filamento original.
Em frente a uma adenina, posiciona-se
uma timina (ou vice-versa) e, em frente a
uma citosina, coloca-se uma guanina (ou
vice-versa).
Dessa forma, quando o processo se
completa, cada filamento original serviu
de molde para a montagem de um
filamento novo. Cada nova molécula de
DNA tem, portanto, um filamento recém-
formado e um filamento remanescente da
mo lécu la in ic ia l . A dup l i cação é
semiconservativa.
Ácido Ribonucléico
A molécula de RNA é formada por um
único filamento, que pode estar dobrado
sobre si mesmo.
Existem três tipos de RNA.
I. RNA mensageiro (RNAm): é um único e
longo filamento de RNA. Forma-se a
partir de um filamento de DNA, que lhe
serve de molde. Sua formação chama-se
transcrição, e esse filamento é catalisado
pela enzima RNA-polimerase. Por ruptura
de pontes de hidrogênio, os filamentos de
DNA se separam. Nucleotídeos de RNA
emparelham-se aos seus complementares
do DNA e unem-se para formar o
filamento de RNA. No final do processo, o
filamento recém-formado de RNA se
desprende e os dois filamentos de DNA
voltam a se ligar.
189
Biomoléculas
As mensagens no RNAm são transmitidas
em seqüências de três nucleotídeos, os
códons
II. RNA de transferência ou transportador
(RNAt): suas moléculas também são
formadas a partir de um molde de DNA,
mas com 80 a 100 nucleotídeos apenas.
Constitui-se de um único filamento
dobrado sobre si mesmo, com aspecto de
"folha de trevo".
Todas as moléculas de RNAt são
semelhantes. Existe pouco mais de vinte
tipos de RNAt, um para cada tipo de
aminoácido encontrado nas proteínas. A
f u n ç ã o d o R N A t é t r a n s p o r t a raminoácidos presentes no citoplasma da
célula e fazer a ligação dos aminoácidos
com o RNAm na síntese de proteínas.
III. RNA ribossômico (RNAr): forma-se a
partir do DNA da região organizadora do
n u c l é o l o , p r e s e n t e e m a l g u n s
cromossomos. Junto com as proteínas, são
componentes estruturais dos ribossomos.
Embora não totalmente clara, a função do
RNAr parece orientar o RNAm, os RNAt e
os aminoácidos durante o processo de
síntese de proteínas.
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (ENEM/2018)
Para serem absorvidos pelas células
do intestino humano, os lipídios
ingeridos precisam ser primeiramente
emuls i f icados . Nessa etapa da
digestão, torna-se necessária a ação
dos ácidos biliares, visto que os
lipídios apresentam uma natureza
apolar e são insolúveis em água.
Esses ácidos atuam no processo de
modo a
a) hidrolisar os lipídios.
b) agir como detergentes.
c) tornar os lipídios anfifílicos.
d) promover a secreção de lipases.
e) estimular o trânsito intestinal dos
lipídios.
Questão 02 - (ENEM/2018)
Te n s o a t i vo s s ã o co m p o sto s
o r g â n i c o s q u e p o s s u e m
comportamento anfifílico, isto é,
p o s s u e m d u a s r e g i õ e s , u m a
hidrofóbica e outra hidrofílica. O
principal tensoativo aniônico sintético
surgiu na década de 1940 e teve
grande aceitação no mercado de
detergentes em razão do melhor
desempenho comparado ao do sabão.
No entanto, o uso desse produto
p r ovo c o u g ra n d e s p r o b l e m a s
ambientais, dentre eles a resistência à
degradação biológica, por causa dos
diversos carbonos terciários na cadeia
que compõe a porção hidrofóbica
desse tensoat ivo an iôn ico. As
ramificações na cadeia dificultam sua
degradação, levando à persistência no
meio ambiente por longos períodos.
Isso levou a sua substituição na
maioria dos países por tensoativos
biodegradáveis, ou seja, com cadeias
alquílicas lineares.
PENTEADO, J. C. P.; EL SEOUD, O. A.; CARVALHO, L.
R. F. […]:
uma abordagem ambiental e analítica. Química
Nova, n. 5, 2006 (adaptado).
Q u a l a f ó r m u l a e s t r u t u ra l d o
tensoativo persistente no ambiente
mencionado no texto?
190
Biomoléculas
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 03 - (ENEM/2018)
Em derramamentos de óleo no mar,
os produtos conhec idos como
“dispersantes” são usados para reduzir
a tensão superficial do petróleo
derramado, permitido que o vento e
as ondas “quebrem” a mancha em
gotículas microscópicas. Estas são
dispensadas pela água do mar antes
que a mancha de petróleo atinja a
costa. Na tentativa de fazer uma
reprodução do efeito desse produto
em casa, um estudante prepara um
recipiente contendo água e gotas de
óleo de soja. Há disponível apenas
azeite, vinagre, detergente, água
sanitária e sal de cozinha.
Qual dos mater ia is disponíveis
provoca uma ação semelhante à
situação descrita?
a) Azeite.
b) Vinagre.
c) Detergente.
d) Água sanitária.
e) Sal de cozinha.
Questão 04 - (ENEM/2016)
O esquema representa, de maneira
simplificada, o processo de produção
de etanol utilizando milho como
matéria-prima.
A etapa de hidrólise na produção de
etanol a partir do milho é fundamental
para que
a) a glicose seja convertida em
sacarose.
b) as enzimas dessa planta sejam
ativadas.
c) a m a c e r a ç ã o f a v o r e ç a a
solubilização em água.
d) o amido seja transformado em
s u b st ra to s u t i l i z á ve i s p e l a
levedura.
e) o s g r ã o s c o m d i f e r e n t e s
composições químicas sejam
padronizados.
Questão 05 - (ENEM/2016)
Recentemente um estudo feito em
campos de trigo mostrou que níveis
elevados de dióxido de carbono na
atmosfera prejudicam a absorção de
n i t r a t o p e l a s p l a n t a s .
Consequentemente, a qualidade
nutricional desses alimentos pode
diminuir à medida que os níveis de
dióxido de carbono na atmosfera
atingirem as estimativas para as
próximas décadas.
191
Biomoléculas
BLOOM, A. J. et al. Nitrate assimilation is inhibited by
elevated CO2 in field-grown wheat
Nature Climate Change, n. 4, abr. 2014
(adaptado).
N e s s e c o n t e x t o , a q u a l i d a d e
nutricional do grão de trigo será
modif icada pr imariamente pela
redução de
a) amido.
b) frutose.
c) lipídeos.
d) celulose.
e) proteínas.
Questão 06 - (ENEM/2016)
Os tensoativos são compostos
capazes de interagir com substâncias
polares e apolares. A parte iônica dos
tensoativos interage com substâncias
polares, e a parte lipofílica interage
com as apolares. A estrutura orgânica
d e u m t e n s o a t i v o p o d e s e r
representada por:
Ao adicionar um tensoativo sobre a
água, suas moléculas formam um
arranjo ordenado.
E s s e a r r a n j o é r e p r e s e n t a d o
esquematicamente por:
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 07 - (ENEM/2014)
A capacidade de limpeza e a
eficiência de um sabão dependem de
sua propriedade de formar micelas
estáveis, que arrastam com facilidade
as moléculas impregnadas no material
a ser limpo. Tais micelas têm em sua
estrutura partes capazes de interagir
com substâncias polares, como a
água, e partes que podem interagir
com substâncias apolares, como as
gorduras e os óleos.
SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S. (Coords.). Química e
sociedade.
São Paulo: Nova Geração, 2005 (adaptado).
192
Biomoléculas
A substância capaz de formar as
estruturas mencionadas é
a) C18H36.
b) C17H33COONa.
c) CH3CH2COONa.
d) CH3CH2CH2COOH.
e) CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3.
Questão 08 - (ENEM/2013)
A qualidade de óleos de cozinha,
compostos pr inc ipa lmente por
moléculas de ácidos graxos, pode ser
medida pelo índice de iodo. Quanto
maior o grau de insaturação da
molécula, maior o índice de iodo
determinado e melhor a qualidade do
óleo. Na figura, são apresentados
alguns compostos que podem estar
presentes em diferentes óleos de
cozinha:
Dentre os compostos apresentados, os
dois que proporcionam melhor
qualidade para os óleos de cozinha
são os ácidos
a) esteárico e oleico.
b) linolênico e linoleico.
c) palmítico e esteárico.
d) palmítico e linolênico.
e) linolênico e esteárico.
Questão 09 - (ENEM/2012)
Quando colocados em água, os
fosfolipídeos tendem a for mar
lipossomos, estruturas formadas por
uma bicamada lipídica, conforme
mostrado na figura. Quando rompida,
essa estrutura tende a se reorganizar
em um novo lipossomo.
Disponível em: http://course1.winona.edu.
Acesso em 1 mar. 2012 (adaptado).
Esse arranjo característico se deve ao
fato de os fosfolipídios apresentarem
uma natureza
a) polar, ou seja, serem inteiramente
solúveis em água.
b) apolar, ou seja, não serem solúveis
em solução aquosa.
c) anfotér ica , ou se ja , podem
comportar-se como ácidos e
bases.
d) insaturada, ou seja, possuírem
duplas ligações em sua estrutura.
e) anfifílica, ou seja, possuírem uma
parte hidrofílica e o u t r a
hidrofóbica.
Questão 10 - (ENEM/2011)
A bile é produzida pelo fígado,
armazenada na vesícula biliar e tem
papel fundamental na digestão de
lipídeos. Os sais biliares são esteroides
sintetizados no fígado a partir do
colesterol, e sua rota de síntese
envolve várias etapas. Partindo do
ácido cólico representado na figura,
ocorre a formação dos ácidos glicólico
e taurocólico; o prefixo glico- significa
a presença de um res íduo do
aminoácido glicina e o prefixo tauro-,
do aminoácido taurina.
193
Biomoléculas
UCKO, D. A. Química para as Ciências da Saúde: uma
Introdução à Química Geral, Orgânica e
Biológica. São Paulo: Manole,1992 (adaptado).
A combinação entre o ácido cólico e a
glicina ou taurina origina a função
amida, formada pela reação entre o
grupo amina desses aminoácidos e o
grupo
a) carboxila do ácido cólico.
b) aldeído do ácido cólico.
c) hidroxila do ácido cólico.
d) cetona do ácido cólico.
e) éster do ácido cólico.
Questão 11 - (ENEM/2009)
Sabões são sais de ácidos carboxílicosde cadeia longa utilizados com a
f ina l idade de fac i l i tar, durante
processos de lavagem, a remoção de
substâncias de baixa solubilidade em
água, por exemplo, óleos e gorduras. A
figura a seguir representa a estrutura
de uma molécula de sabão.
Em solução, os ânions do sabão podem
hidrolisar a água e, desse modo, formar
o ácido carboxílico correspondente.
Por exemplo, para o estearato de
sódio, é estabelecido o seguinte
equilíbrio:
Uma vez que o ácido carboxílico
formado é pouco solúvel em água e
menos eficiente na remoção de
gorduras, o pH do meio deve ser
controlado de maneira a evitar que o
equilíbrio acima seja deslocado para a
direita.
Com base nas informações do texto, é
correto concluir que os sabões atuam
de maneira
a) mais eficiente em pH básico.
b) mais eficiente em pH ácido.
c) mais eficiente em pH neutro.
d) eficiente em qualquer faixa de pH.
e) mais eficiente em pH ácido ou
neutro.
Questão 12 - (UNIFOR CE/2018)
Observe as estruturas dos ácido
graxos abaixo denominados A, B e C.
Considerando a estrutura dos três
ácidos graxos acima (A, B e C), pode-
se afirmar que
a) o ácido graxo “A” tem o ponto de
fusão mais alto e, por isso,
encontra-se no estado líquido a
temperatura ambiente.
ácido cólico
H2C
CH
C
H2
C
H
C
H2
C
C
H2
CHOH
C
H
C
H
C
CH
H2C
CH2
CH2
C
H
CH3
HO
OH
CH3
CH
CH3 CH2CH2C OH
O
H
C
−→
←
− ++ OHCOOH)CH(CHOHCOO)CH(CH 162321623
194
Biomoléculas
b) o ácido graxo “B” apresenta
estrutura t rans e é o mais
saudável para a dieta humana,
sendo comumente encontrado em
azeite de oliva.
c) os ácidos graxos A e C são
estruturalmente semelhantes,
portanto têm exatamente os
m e s m o s e f e i t o s s o b r e o
organismo humano.
d) o ácido graxo “B” apresenta ponto
de fusão mais baixo que o ácido
graxo “C” e apresentam impactos
diferentes sobre a saúde humana.
e) o ácido graxo “C” apresenta
e s t r u t u r a c i s e p o d e s e r
e n c o n t r a d o e m p r o d u t o s
alimentícios como margarinas,
gordura vegetal hidrogenadas e
sorvetes.
Questão 13 - (UECE/2016)
Em nossa alimentação, é comum
inger i rmos a l imentos f r i tos em
gorduras e óleos de origem animal e
vegetal, tais como: banha, óleo de
milho, óleo de caroço de algodão, etc.
Atente ao que se diz a respeito de
gorduras e óleos a seguir, e assinale
com V o que for verdadeiro e com F o
que for falso.
( ) Possuem, em suas estruturas, a
mistura de parafina e glicerina.
( ) S ã o c o n s t i t u í d o s p o r
hidrocarbonetos não saturados.
( ) Pertencem à família dos glicídios.
( ) São ésteres de ácidos carboxílicos
de número de carbonos variável e
glicerina.
( ) Em geral são ésteres de ácidos
graxos com os mais variados
álcoois.
A sequência correta, de cima para
baixo, é:
a) F, F, V, V, V.
b) V, F, V, V, F.
c) F, F, F, V, V.
d) F, V, F, F, V.
Questão 14 - (UNITAU SP/2015)
O consumo elevado de gorduras trans
na dieta tem sido associado à
ocorrência de doenças cardíacas
coronarianas e aterosclerose. Um
fosfolipídeo (FL) de membranas
contendo ácidos graxos cis e um outro
contendo ácidos graxos trans foram
sintetizados artificialmente, e suas
propriedades determinadas, conforme
tabela abaixo.
Com relação aos ácidos graxos cis e
trans, afirma-se:
I. Ácidos graxos cis e trans são
isômeros geométricos que surgem
devido à impossibilidade de
rotação dos carbonos da dupla
ligação.
II. A tabe la ac ima ind ica que
membranas contendo FL trans
serão menos fluídas, pois o seu
ponto de fusão é mais elevado, e a
permeabilidade é menor.
III. A diminuição da área molecular
do FL trans indica que a sua
densidade pode diminuir.
IV. Os ácidos graxos cis e trans estão
representados pelas figuras A e B,
respectivamente.
195
Biomoléculas
Dentre as afirmativas anteriores, quais
estão CORRETAS?
a) I e IV, apenas.
b) I, III e IV, apenas.
c) II e III, apenas.
d) I, II e IV, apenas.
e) II, III e IV, apenas.
Questão 15 - (FAMERP SP/2019)
A remoção da lactose de leite e
derivados, necessária para que
pessoas com intolerância a essa
substância possam consumir esses
produtos, é feita pela adição da
enzima lactase no leite, que quebra a
molécula de lactose, formando duas
moléculas menores, conforme a
equação:
As substâncias 1 e 2 produzidas na
quebra da lactose pertencem ao
grupo de moléculas conhecidas como
a) glicerídeos.
b) lipídeos.
c) polímeros.
d) aminoácidos.
e) glicídios.
Questão 16 - (UCS RS/2019)
Desde os tempos mais antigos, o
h o m e m ve m d e s e n h a n d o n a s
superfícies de diferentes materiais.
Nessa atividade, tão intimamente
ligada ao raciocínio, ele utilizou
inicialmente as superfícies daqueles
materiais que a natureza oferecia
praticamente prontos para seu uso,
tais como paredes rochosas, ossos e
f o l h a s d e c e r t a s p l a n t a s .
Acompanhando a evo lução da
i n t e l i g ê n c i a h u m a n a , a s
representações gráficas foram se
tornando cada vez mais complexas,
passando a significar ideias. Esse
processo evolutivo possibilitou o
desenvolvimento de suportes mais
adequados para essa finalidade, tais
como tabletes de barro cozido,
tecidos de fibras diversas, papiros,
pergaminhos e, finalmente, papel. A
maioria dos historiadores concorda em
atribuir ao chinês Tsai Lun (105 d. C.),
um dos ministros do Imperador Ho, a
primazia de ter produzido papel pela
primeira vez, a partir de redes de
pesca e trapos, e mais tarde usando
f ibras vegetais . Tamanha foi a
importância que o papel tomou na
vida cotidiana do homem que o
consumo por indivíduo passou a ser
considerado como um dos índices de
avaliação do padrão de vida de uma
região. Atualmente, a celulose, cuja
est rutura qu ímica encont ra-se
representada acima, é o principal
componente do papel comum, como
este que você está utilizando para
fazer a sua prova.
C
HH
O
OH
A
C
H
H
O
OH
B
196
Biomoléculas
Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/
Celulose>;<https://
riannedissertation.wordpress.com/online-
materials/history/>;<http://
www.madeira.ufpr.br/disciplinasklock/
polpaepapel/manualpolpa2013.pdf>.
Acesso em: 21 ago. 18. (Parcial e adaptado.)
Em relação à celulose, é correto
afirmar que
a) é um polissacarídeo formado por
moléculas de frutose, unidas entre
s i p o r m e i o d e l i g a ç õ e s
glicosídicas.
b) é muito solúvel em água, em
função da sua alta hidrofilicidade
e baixa polaridade.
c) é facilmente metabolizada pelo
organismo humano, devido à
presença de enzimas altamente
específicas que se encontram no
sistema digestório.
d) constitui a principal reserva
alimentar dos animais, podendo
ser facilmente hidrolisada, em
meio ácido, em moléculas de
glicose.
e) produz uma substância explosiva,
ao reagir com uma mistura de
ácido nítrico e ácido sulfúrico
concentrados, conhecida como
trinitrocelulose.
Questão 17 - (UNCISAL/2018)
A cana-de-açúcar é matéria-prima
para a obtenção da sacarose, também
conhecida como açúcar comum. Além
do açúcar, com o caldo de cana, pode-
se obter o etanol, cuja produção por
meio da fermentação alcoólica tenta
atender à demanda por energia
alternativa no setor de transporte do
Brasil. Considerando o processo de
fermentação alcoólica, as substâncias
nele envolvidas e a importância de
combustíveis no cotidiano, assinale a
alternativa correta.
a) A sacarose é classificada como
um polissacarídeo, pois é um
carboidrato formado por cinco
unidades de monossacarídeos.
b) A f r u to s e e a g l i co s e s ã o
hidrocarbonetos de alto ponto de
fusão e que, em contato com
fermento biológico, produzem
álcool.
c) A cana-de-açúcar apresenta
grande teor de sacarose que, ao
ser hidrolisada, produz glicose e
frutose, que são isômeros de
função.
d) O etanol obtido pela fermentação
alcoólica da sacarose tem um
poder calorífico maior que o da
gasolina e do diesel,o que gera
maior energia e faz com que ele
tenha um maior rendimento em
termos de quilometragem.
e) Na síntese do etanol, feita pela
fermentação alcoólica, a sacarose
presente no caldo da cana é
convertida em glicose e frutose
(pela enzima invertase) que,
p o s t e r i o r m e n t e , s ã o
t ransformadas em etanol e
dióxido de carbono.
Questão 18 - (PUC Camp SP/2017)
O amido, um carboidrato presente em
grande quantidade na farinha, é a
principal forma de armazenamento de
energia das plantas, ocorrendo
principalmente nas raízes, frutos e
sementes. Nos mamíferos, a reserva de
carboidratos que corresponde ao
amido
a) são os lipídeos, acumulados no
tecido adiposo.
b) são os triglicérides, abundantes
no plasma sanguíneo.
c) é o glicogênio, encontrado no
fígado e nos músculos.
197
Biomoléculas
d) é a glicose, armazenada no
c i t o p l a s m a d a s c é l u l a s
pancreáticas.
e) é o ATP, que é a principal fonte de
energia de todas as células.
Questão 19 - (UEA AM/2017)
Considere as substâncias a seguir e as
suas fórmulas estruturais.
A t r i o l e í n a e a m a l t o s e s ã o ,
respectivamente,
a) uma proteína e um lípídeo.
b) um lipídeo e um glicídio.
c) um aminoácido e uma proteína.
d) um lipídeo e um aminoácido.
e) uma proteína e um glicídio.
Questão 20 - (UECE/2017)
A g l i co s e e a f r u to s e s ã o a s
substâncias responsáveis pelo sabor
doce do mel e das frutas. São
isômeros, de fórmula C6H12O6. Na
digestão, a frutose é transformada em
glicose, substância capaz de gerar
energia para as atividades corporais.
Essas substâncias são chamadas de
hidratos de carbono ou carboidratos.
G l i c o s e e f r u t o s e p o s s u e m
respectivamente os seguintes grupos
funcionais:
a) álcool e ácido carboxílico; álcool e
cetona.
b) álcool e cetona; álcool e ácido
carboxílico.
c) álcool e cetona; álcool e aldeído.
d) álcool e aldeído; álcool e cetona.
Questão 21 - (UFPR/2020)
A estrutura química mostrada abaixo é
a de um neurotransmissor que age
como inibidor no sistema nervoso
central. Quando esse neurotransmissor
se liga ao seu receptor cerebral,
experimenta-se um efeito calmante,
que ajuda em casos de ansiedade,
estresse ou medo. Trata-se de um γ-
aminoácido comumente conhecido
como GABA, do inglês Gamma
AminoButyric Acid.
O nome desse composto, segundo a
nomenclatura da IUPAC, é:
a) ácido 1-aminobutanoico.
b) ácido 2-aminobutanoico.
c) ácido 3-aminobutanoico.
d) ácido 4-aminobutanoico.
e) ácido 5-aminobutanoico.
Questão 22 - (FCM MG/2020)
Proteínas, carboidratos e ácidos
n u c l é i c o s ( D N A e R N A ) s ã o
biopolímeros essenciais para a vida.
Em relação a esses biopolímeros,
foram feitas as seguintes afirmativas:
198
Biomoléculas
I. Á c i d o n u c l é i c o
desoxirribonucléico (DNA) é o
responsável pelo armazenamento
de informação genética.
II. G l icer ídeos são os ó leos –
compostos saturados – e as
gorduras – espécies insaturadas.
III. Aminoácidos são substâncias
q u i r a i s e s e u s p o l í m e r o s
constituem as proteínas.
IV. Glicídeos, como glicose, são
a l d e í d o s o u c e t o n a s
monohidroxilados, sendo fonte de
energia.
Estão CORRETAS as afirmativas:
a) II, III e IV, apenas.
b) I, III e IV, apenas.
c) II e IV, apenas.
d) I e III, apenas.
Questão 23 - (UFRGS RS/2020)
Na coluna da direita, são apresentados
compostos de origem natural (fontes
renováveis); na da esquerda, o
p r i n c i p a l c o m p o n e n t e d e s s e s
compostos.
Associe adequadamente a coluna da
direita à da esquerda.
(1) Glicídios
(2) Proteínas
(3) Lipídios
( ) Melaço de cana
( ) Cera de abelha
( ) Amido de milho
( ) Clara de ovo
( ) Banha de porco
A sequência correta de preenchimento
dos parênteses, de cima para baixo, é
a) 1 – 3 – 1 – 2 – 3.
b) 1 – 3 – 3 – 2 – 3.
c) 2 – 3 – 1 – 3 – 1.
d) 2 – 1 – 1 – 2 – 3.
e) 3 – 1 – 2 – 3 – 1.
Questão 24 - (FCM MG/2019)
Na anemia falciforme, as moléculas de
hemoglobina são anormais, tendo
baixa solubilidade e, dessa forma,
ocorre cristalização na solução.
Analise parte de cadeias laterais e
aminoácidos e assinale a alternativa
em que a cade ia latera l ser ia
responsável pela anemia falciforme.
a)
b)
c)
d)
Questão 25 - (UEG GO/2019)
A creatina e a L-carnitina, moléculas
orgânicas largamente utilizadas por
atletas e esportistas para elevarem
s u a s p e r f o r m a n ce s , t ê m s u a s
estruturas químicas apresentadas a
seguir.
199
Biomoléculas
E m c o m u m , e s s a s m o l é c u l a s
apresentam
a) ligações glicosídicas.
b) grupo hidroxila.
c) a mesma fórmula mínima.
d) carbono trigonal planar.
e) carbono com quatro ligantes
diferentes.
GABARITO:
1) Gab: B
2) Gab: B
3) Gab: C
4) Gab: D
5) Gab: E
6) Gab: C
7) Gab: B
8) Gab: B
9) Gab: E
10) Gab: A
11) Gab: A
12) Gab: D
13) Gab: C
14) Gab: D
15) Gab: E
16) Gab: E
17) Gab: E
18) Gab: C
19) Gab: B
20) Gab: D
21) Gab: D
22) Gab: D
23) Gab: A
24) Gab: C
25) Gab: D
200
201
202
→
→
→
→
203
α
α
α α
204
α
= 0 ( Fraco)
= 1 (Moderado)
=2 ( Forte)
=3 ( Muito forte)
205
Per __________________ ico (7+)
Nome do elemento
__________________ ico (5+)
Nome do elemento
__________________oso (3+)
Nome do elemento
Hipo ________________ oso (1+)
206
→
→
207
α
α
α
Hidróxido de _________________________
Nome do cátion ligado ao ânion
208
→
→
→
Ácido + Base → Sal + H2O
Nome do ânion + de + nome do cátion
( ácido) (base)
209
210
→
211
→
→
212
→
→
→
→
→
→
→
→
Óxido básico + água → Hidróxido
Óxido básico + ácido → sal + água
Óxido ácido + água → ácido
Óxido ácido + base → sal + água
213
Óxido ácido de ________________
nome do elemento
Óxido ácido de ________________ (NOx)
nome do elemento
214
→
215
α
α α α
α α
216
α
217
218
219
→
→
→
220
→
→
→
→
221
222
→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
→
223
→
→
224
225
226
•
227
228
x
x
x
229
230
→
→
→
→
→
→
231
Æ
Æ
→
→
→
232
o
Æ
Æ
•
•
•
Æ
Æ
Æ
o
o
233
→
→
Æ
Æ
Æ
234
→ ℓ
→
→
235
Æ
→
Æ
→
236
Æ
≠
Æ
Æ
Æ
1
2
Æ
Æ
237
238
o
o
239
o
o
o
o
o
o
o
240
o
o
o
241
242
Soluções
1 - DEFINIÇÃO
As soluções químicas são misturas
homogêneas formadas por duas ou
mais substâncias.
Os componentes de uma solução
são denominados de soluto e solvente:
• Soluto:! representa a substância
dissolvida.
• Solvente:! é a substância que
dissolve.
Geralmente, o soluto de uma solu-
ção está presente em menor quanti-
dade que o solvente.
Um exemplo de solução é a mistura
de água com açúcar dissolvido, sendo
a água o solvente e o açúcar,o soluto.
Atenção!
A água é considerada o solvente
universal, devido ao fato de dissolver
uma grande quantidade de substânci-
as.
2 - CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES
1. Quanto à natureza do soluto
• Soluções eletrolíticas (iônicas): a
solução é condutora de corrente
elétrica devido a presença de íons
livres.
• Soluções não-eletrolíticas (molecu-
lares): a solução não é condutora de
corrente elétrica. O soluto é consti-
tuído de moléculas que não sofre-
ram ionização.
A figura anterior, representa três so-
luções. A primeira (figura a) mostra
uma solução molecular. As outras
duas são eletrolíticas, porém a terceira
(figura c) é mais condutora que a se-
gunda (figura b), devido a maior con-
centração iônica.
2. Quanto ao estado físico
• Soluções sólidas: ligas metálicas.
Ex.: latão (Cu + Zn).
• Soluções líquidas: soluções aquo-
sas.
Ex.: soro fisiológico.
• Soluções gasosas: toda mistura ga-
sosa é uma solução.
Ex.: ar atmosférico purificado.
243
Soluções
3. Quanto a quantidade de soluto em
relação ao solvente
• Solução diluída: a quantidade de
soluto é pequena em relação a de
solvente.
• Solução concentrada: a quantidade
de soluto é elevada em relação a de
solvente.
3 - COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE
(CS)
É a quantidade máxima de soluto
que uma quantidade padrão de sol-
vente consegue dissolver a uma dada
temperatura.
Ex.: CS NaCl (a 20 °C) = 36g/100
mL H2O
Dependendo da quantidade de so-
luto dissolvida podemos classificar a
solução em:
• Insaturada: quando a quantidade de
soluto dissolvida é menor que o co-
eficiente de solubilidade.
• Saturada: quando a quantidade de
soluto dissolvida é igual ao coefici-
ente de solubilidade.
Atenção!
Quando, numa dada temperatu-
ra, a quantidade de soluto que foi
adicionada ao solvente é maior que
o coeficiente de solubilidade, o solu-
to em excesso se deposita no fundo
do recipiente. Nesse caso, classifi-
camos a solução como saturada e o
sistema é formado por uma solução
saturada com corpo de fundo.
• Supersaturada: quando uma quan-
tidade maior que o coeficiente de
solubilidade é dissolvida. Para que
isso aconteça, geralmente, aquece-
se o solvente a fim de aumentar o
coeficiente de solubilidade. Nesta
temperatura, todo o soluto adicio-
nado é dissolvido. Após a dissolu-
ção total do soluto, a solução é res-
friada cautelosamente. Se não acon-
tecer nenhuma perturbação, todo o
soluto continua dissolvido, ou seja,
não formará corpo de fundo com a
diminuição da temperatura.
• Entretanto, se ocorrer uma pertur-
bação, a solução formará um preci-
pitado e deixará de ser supersatu-
rada, tornando-se saturada com
corpo de fundo. Observe o exemplo,
a seguir, que ilustra o preparo de
uma solução supersaturada.
O coeficiente de solubilidade de-
pende pouco da pressão em solução
líquida, no entanto, a sua dependência
da temperatura é muito grande. Por
isso, podemos expressar essa relação
em um gráfico denominado curva de
solubilidade.
Veja, a seguir, a influência da tempe-
ratura no coeficiente de solubilidade
de alguns sais:
244
Soluções
Quando a elevação da temperatura
aumenta o coeficiente de solubilidade
da substância, favorecendo a dissolu-
ção, diz-se que a dissolução é endo-
térmica, por exemplo, o KNO3. Entre-
tanto, quando um aumento da tempe-
ratura diminui a solubilidade, diz-se
que a dissolução é exotérmica, por
exemplo, o Ca(C2H3O2)2.
No caso de sais hidratados, a curva
de solubilidade apresenta pontos de
inflexão que representam uma mudan-
ça na estrutura do soluto e, conseque-
temente, uma alteração na sua solubil-
didade. Essa mudança corresponde à
eliminação da água de hidratação que
interagia com os íons do soluto no es-
tado sólido.
Ex.: No gráfico anterior, a dissolução
do Na2SO4.10H2O é endotérmica e
após a eliminação das molécuculas de
hidratação ela passa a ser exotérmica.
É importante lembrar que os gases
têm sua solubilidade aumentada
quando estão à baixa temperatura e
sob elevada pressão. Isso explica o
derramamento de refrigerante ao
abrirmos uma garrafa.
4 CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES
Expressa a quantidade de soluto
presente numa certa quantidade de
solução.
1. Concentração comum - C
Indica a massa, em gramas, do solu-
to presente em 1,0 litro de solução.
Ex.: uma solução 30 g/L é uma so-
lução que contém 30 gramas de soluto
em 1,0 L de solução.
Atenção!
Não confunda concentração comum
com densidade. Densidade é a razão
entre a massa de uma solução pelo vo-
lume ocupado pela mesma.
2. Concentração molar ou molaridade
– [ ] ou M
É a quantidade de matéria do soluto
(mol) presente em 1,0 L de solução.
Lembre-se de que:
Em que:
n = número de mols,
m = massa em gramas,
M = massa molar (g/mol).
3. Concentração Percentual
• Percentual massa por volume (%m/
V ou %p/V): corresponde à massa,
em gramas, do soluto presente em
100 mL de solução.
Ex.: O soro fisiológico é uma solu-
ção à 0,9 %m/V de cloreto de sódio.
Assim, pode-se realizar a seguinte in-
terpretação: a cada 100 mL de soro
fisiológico há 0,9 g de NaCl.
245
Soluções
• Percentual em massa (%m/m ou
%p/p): corresponde à massa, em
gramas, do soluto presente em 100
g de solução.
Ex.: Na embalagem do anestésico
tópico Xylocaína observa-se que a
concentração do anestésico é de 5%
em massa. Isso significa que a cada
100 gramas da pomada, há 5 gramas
do princípio ativo (lidocaína).
• Percentual em volume (%v/v): indi-
ca o volume, em mL, do so-
luto em 100 mL de solução.
Ex.: Vodka 40% em volume
ou 40 oGL (Gay-Lussac): A
cada 100 mL da bebida há 40
mL de álcool etílico.
Atenção!
A água oxigenada é uma solução
aquosa que à temperatura ambiente
sofre decomposição, conforme a
equação:
H2O2(aq) → H2O(l) + O2(g)
!
As soluções de água oxigenada são
comercializadas com as seguintes
concentrações: 10, 20, 30 e 40 volu-
mes. Essa concentração indica o volu-
me, em litros, de O2 produzido, nas
CNTP, após a decomposição de toda a
água oxigenda presente em 1,0 litro de
solução.
Ex.: Água oxigenada
10 volumes
Cada 1,0 L de solução
de H2O2 produz 10 L de
O2(g) nas CNTP (0 °C e
1,0 atm).
Devido a liberação do oxigênio, esta
solução é utilizada como antisséptico
na limpeza de ferimentos, pois o oxi-
gênio liberado elimina as bactérias ae-
róbicas, que causam o apodrecimento
do tecido.
4. Partes por milhão (ppm), por bi-
lhão (ppb) ou por trilhão (ppt)
Indicam a quantidade de partes do
soluto presente em um milhão (106),
em um bilhão (109) ou em um trilhão
(1012) de partes da solução.
ou
Essas unidades de concentração são
utilizadas quando as soluções são
muito diluídas. Por isso, caso a solução
seja aquosa, a sua densidade será
aproximadamente igual a da água,
logo, a concentração pode ser expres-
sa em partes de soluto, em massa, e
partes da solução em volume. Além
disso, no caso de soluções gasosas,
essas concentrações também podem
ser calculadas utilizando-se os dados
relativos aos volumes do soluto e da
solução.
Ex.: A concentração de CO2 na at-
mosfera vem aumentando e, atualmen-
te, atinge recordes de 410 ppm no ar
atmosférico, ou seja, a cada 1 m3 (106
mL) de ar atmosférico filtrado, 410 mL
são de gás carbônico.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01. (Unimontes-MG–2009) Em algu-
mas circunstâncias, pode-se preparar
soluções com mais ou menos soluto
do que o necessário para preparar uma
solução saturada, a uma dada tempe-
ratura. A solubilidade do sulfato de
cobre (II), a 20 ºC, é cerca de 21 g por
100 g de água. Se uma solução foi
246
Soluções
preparada pela adição de 2,5 g desse
sal a 10 g de água, a solução é, a 20 ºC,
A) insaturada. C) saturada.
B) supersaturada. D) heterogê-
nea.
2. (UFV-MG) A solubilidade do nitrato
de potássio (KNO3), em função da
temperatura, é representada no gráfico
a seguir:
De acordo com o gráfico, assinale a
alternativa que indica CORRETAMEN-
TE amassa de KNO3, em gramas, pre-
sente em 750g de solução, na tempe-
ratura de 30 °C.
A) 250 D) 100
B) 375 E) 500
C) 150
3. (UNIFESP) A contaminação de
águas e solos por metais pesados tem
recebido grande atenção dos ambien-
talistas, devido à toxicidade desses
metais ao meio aquático, às plantas,
aos animais e à vida humana. Entre os
metais pesados há o chumbo, que é
um elemento relativamente abundante
na crosta terrestre, tendo uma concen-
tração ao redor de 20 ppm. Uma
amostra de 100 g da crosta terrestre
contém um valor médio, em mg de
chumbo, igual a
A) 20. B) 10. C) 5. D)
2. E) 1.
4. (Ueg 2011) A figura abaixo mostra
três soluções com as respectivas quan-
tidades de solutos, utilizados em sua
preparação.
A análise da figura permite concluir
que os valores das concentrações a, b
e c são, respectivamente,
Dados:
a) 0,2; 2,0; 0,30 c) 0,4; 4,0;
0,10
b) 0,4; 2,0; 0,01 d) 0,6; 3,0;
0,02
5. (FATEC SP/2015) O uso de flúor é
eficaz no combate à cárie dentária. Por
isso, foram estabelecidos protocolos
de utilização do flúor na área de saúde
bucal como a adição de flúor na água
de abastecimento público e em pastas
dentais. A escovação dental é conside-
rada um dos métodos mais eficazes na
prevenção da cárie, ao aliar a remoção
da placa à exposição constante ao
flúor.
Todavia, a exposição excessiva pode
causar alguns malefícios à saúde. Para
isso, foram estabelecidos níveis segu-
ros de consumo do flúor, quando este
oferece o máximo benefício sem risco
à saúde. As pastas de dente apresen-
tam uma concentração de flúor que
varia entre 1 100 e 1 500 ppm.
É importante ressaltar que as pastas
de dente com flúor devem ser utiliza-
das durante a escovação e não ingeri-
das.
(http://tinyurl.com/ovrxl8b Acesso
em: 29.08.2014. Adaptado)
A concentração máxima de flúor
presente nas pastas de dente mencio-
nada no texto, em porcentagem em
massa, corresponde a
Na 23; C 35,5; O 16; H 1.= = = =�
Introdução ao estu-
do de soluções
Introdução ao estu-
do de soluções
247
Soluções
a) 0,0015%.
b) 0,015%.
c) 0,15%.
d) 1,5%.
e) 15%.
GABARITO
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Questão 01 - (FGV SP) Foram prepa-
radas quatro soluções aquosas satura-
das a 60 ºC, contendo cada uma delas
100 g de água e um dos sais: iodeto de
potássio, KI, nitrato de potássio, KNO3,
nitrato de sódio, NaNO3, e cloreto de
sódio, NaCl. Na figura, são representa-
das as curvas de solubilidade desses
sais:
Em seguida, essas soluções foram res-
friadas até 20 ºC, e o sal cristalizado
depositou-se no fundo de cada recipi-
ente.
Considerando-se que a cristalização
foi completa, a maior e a menor massa
de sal cristalizado correspondem, res-
pectivamente, aos sais
a) KI e NaCl.
b) KI e KNO3.
c) NaNO3 e NaCl.
d) KNO3 e NaNO3.
e) KNO3 e NaCl.
Questão 02 - (FPS PE) Considere a
curva de solubilidade do cloreto de
amônio em água:
Um técnico de laboratório preparou
uma solução saturada deste sal a 60
ºC e removeu todo o corpo de fundo.
Após resfriamento, a temperatura che-
gou em 30 ºC. O técnico filtrou o NH4-
Cl sólido que havia precipitado e veri-
ficou que sua massa era igual a 60 g.
Qual foi o volume aproximado de água
utilizada no preparo da solução?
a) 400 mL
b) 350 mL
c) 250 mL
d) 200 mL
e) 150 mL
Questão 03 - (UNITAU SP) Um laticí-
nio recebeu dois caminhões (caminhão
1 e caminhão 2) carregados com 4.000
e 6.100 litros de leite, respectivamente,
provenientes da coleta de diversos
produtores rurais. O laboratório de
análises químicas do laticínio fez uma
análise do leite recebido. Os resultados
estão descritos na tabela abaixo.
O leite dos dois caminhões é mis-
turado em um único recipiente e,
posteriormente, passa pelo pro-
cesso de pasteurização, no qual há
evaporação de 1% de água do leite.
1.
C
2.
A
3.
D
4.
B
5.
C
248
Soluções
Assinale a alternativa que apresen-
ta a soma CORRETA da massa de
sólidos (carboidratos + proteínas +
cálcio), por porção de 1000 mL de
leite, obtida a partir da mistura do
leite contido nos dois caminhões.
a) 81,1 g
b) 76,7 g
c) 87,3 g
d) 37,9 g
e) 70,6 g
Questão 04 - (Unievangélica GO)
Atualmente, a população brasileira tem
consumido uma quantidade conside-
rável de refrigerantes, o que tem cau-
sado obesidade e muitos outros male-
fícios, devido, principalmente, à con-
centração média do açúcar. No rótulo
de um determinado refrigerante infor-
ma-se que 200 mL do produto contém
27 gramas de açúcar. Houve um anún-
cio de que o fabricante desse mesmo
refrigerante, usando essa concentra-
ção, reduziu aproximadamente 10 to-
neladas de açúcar de seus refrigeran-
tes, mas não se informa há quanto
tempo isso aconteceu.
Com essa quantidade de açúcar
que ele economizou, o volume de
refrigerantes que o mesmo produ-
ziria é de aproximadamente
a) 74 mil litros
b) 148 mil litros
c) 124 mil litros
d) 1,450 mil litros
Questão 05 - (PUC Camp SP) Os xa-
ropes são soluções concentradas de
açúcar (sacarose). Em uma receita ca-
seira, são utilizados 500 g de açúcar
para cada 1,5 L de água. Nesse caso, a
concentração mol/L de sacarose nesse
xarope é de, aproximadamente,Dado:
Massa molar da sacarose = 342 g/mol
a) 2,5.
b) 1,5.
c) 2,0.
d) 1,0.
e) 3,0.
Questão 06 - (UNIRG TO) Os polivi-
tamínicos apresentam vitaminas e oli-
goelementos em sua composição. Um
certo polivitamínico apresenta 600 mg
de ácido ascórbico, de fórmula mole-
cular C6H8O6, em sua formulação.
Após dissolver um comprimido desse
produto comercial em 200 mL de
água, considerando-se que todo o áci-
do ascórbico tenha dissolvido nesse
volume de água e que não ocorreu
mudança de volume, assinale a única
alternativa que apresenta a concentra-
ção, em mol.L–1, de ácido ascórbico na
solução:
Dados: massas atômicas de C = 12,
O = 16 e H = 1.
a) 0,017.
b) 0,010.
c) 0,015.
d) 0,021.
Questão 07 - (UFRGS RS) O soro fisio-
lógico é uma solução aquosa 0,9% em
massa de NaCl. Um laboratorista pre-
parou uma solução contendo 3,6 g de
NaCl em 20 mL de água.Qual volume
aproximado de água será necessário
adicionar para que a concentração
corresponda à do soro fisiológico?
a) 20 mL.
b) 180 mL.
c) 380 mL.
d) 400 mL.
e) 1000 mL.
Questão 08 - (UEFS BA) Certa solução
aquosa antisséptica, usada para desin-
fecção de feridas da pele, contém gli-
conato de clorexidina na concentração
de 10 mg/mL. Expressa em porcenta-
gem (m/V), a concentração dessa so-
lução é igual a
a) 0,01%.
b) 0,1%.
c) 1%.
d) 10%.
e) 100%.
249
Soluções
Questão 09 - (Mackenzie SP) Em uma
embalagem de 2 L de água sanitária,
facilmente encontrada em supermer-
cados, encontra-se a seguinte infor-
mação:
O teor de cloro ativo do produto varia
de 2 % a 2,5 % (m/V)
Essa solução pode ser utilizada para
tratamento de água de piscina nas
concentrações de 1,0 a 2,0 mg de cloro
ativo por litro; sendo que, acima de 2,0
mg de cloro ativo por litro, a água se
torna irritante aos olhos. Em duas pis-
cinas (A e B), de capacidades volumé-
tricas diferentes, foram adicionados 2
L de água sanitária a cada uma delas.
Desta forma, ocorreu a diluição da
água sanitária na água contida em
cada piscina, conforme descrito na ta-
bela abaixo.
Sendo assim, foram feitas as seguintes
afirmações.
I. Há de 20 a 25 g de cloro ativo
por litro dessa solução comer-
cial.
II. Na piscina A, a solução for-
mada após a diluição seria irri-
tante aos olhos do usuário des-
sa piscina.
III. Na piscina B, a solução for-
mada após a diluição seria
adequada ao tratamento de
água.
Das afirmações realizadas,
a) nenhuma é correta.
b) são corretas, apenas, I e II.
c) são corretas, apenas, II e III.
d) são corretas, apenas, I e III.
e) todas são corretas.
Questão 10 - (FMABC SP) Próteses de
acrílico podem ser desinfetadas em
ambiente odontológico por imersão
em solução de hipoclorito de sódio a
1% (m/V) por 10 minutos. Partindo de
uma solução a 5%(m/V) de hipoclori-
to de sódio, o preparo de 1,0 L de so-
lução a 1% (m/V) requer a tomada de
a) 500 mL da solução mais
concentrada, adicionando-se
água até completar o volume
desejado.
b) 100 mL da solução mais
concentrada e adicionar 900
mL de água.
c) 500 mL da solução mais
concentrada e adicionar 500
mL de água.
d) 100 mL da solução mais
concentrada, adicionando-se
água até completar o volume
desejado.
e) 200 mL da solução mais
concentrada, adicionando-se
água até completar o volume
desejado.
Questão 11 - (UEA AM) 100 mL de uma
solução aquosa contendo 10 g de sa-
carose (açúcar comum) dissolvidos
foram misturados com 100 mL de uma
solução aquosa contendo 20 g desse
açúcar dissolvidos. A concentração de
sacarose na solução obtida, expressa
em porcentagem (m/V), é
a) 5%.
b) 10%.
c) 15%.
d) 25%.
e) 30%.
Questão 12 - (ACAFE SC) Para prepa-
rar 1,0 L de [NaOH] = 1,0 mol/L se dis-
põe de dois frascos distintos contendo
soluções de NaOH, um na concentra-
ção de 7% (m/v, frasco A) e outro 2%
(m/v, frasco B).
Dados: Na = 23 g/mol; O = 16 g/
mol; H = 1 g/mol.
Assinale a alternativa que contém os
respectivos volumes das soluções A e
B que uma vez misturados resultará na
mistura desejada.
a) 200mL e 800mL
b) 500mL e 500mL
c) 350mL e 650mL
d) 400mL e 600mL
250
Soluções
Questão 13 - (UNESP SP) De acordo
com o Relatório Anual de 2016 da
Qualidade da Água, publicado pela
Sabesp, a concentração de cloro na
água potável da rede de distribuição
deve estar entre 0,2 mg/L, limite mí-
nimo, e 5,0 mg/L, limite máximo. Con-
siderando que a densidade da água
potável seja igual à da água pura, cal-
cula-se que o valor médio desses limi-
tes, expresso em partes por milhão,
seja
a) 5,2 ppm.
b) 18 ppm.
c) 2,6 ppm.
d) 26 ppm.
e) 1,8 ppm.
Questão 14 - (UERJ) Em análises me-
talúrgicas, emprega-se uma solução
denominada nital, obtida pela solubili-
zação do ácido nítrico em etanol. Um
laboratório de análises metalúrgicas
dispõe de uma solução aquosa de áci-
do nítrico com concentração de 60%
m/m e densidade de 1,4 kg/L. O volu-
me de 2,0 mL dessa solução é solubili-
zado em quantidade de etanol sufici-
ente para obter 100,0 mL de solução
nital.
Com base nas informações, a concen-
tração de ácido nítrico, em g.L –1, na
solução nital é igual a:
a) 10,5
b) 14,0
c) 16,8
d) 21,6
Questão 15 - (IFBA) A solução de hi-
poclorito de sódio (NaOCl) em água é
chamada comercialmente de água sa-
nitária. O rótulo de determinada água
sanitária apresentou as seguintes in-
formações:
Solução 20% m/m
Densidade = 1,10 g/mL
Com base nessas informações, a con-
centração da solução comercial desse
NaOCl será:
a) 1,10 mol/L
b) 2,00 mol/L
c) 3,00 mol/L
d) 2,95 mol/L
e) 3,50 mol/L
Questão 16 - (UECE) Na fabricação de
hambúrgueres, utiliza-se hidróxido de
amônio como agente antimicrobiano e
alvejante. Depois de os filés e outros
cortes de carne serem separados, reti-
ra-se a gordura, e adiciona-se hidróxi-
do de amônio à parte da carne que é
moída para a fabricação dos hambúr-
gueres. Durante o controle de qualida-
de, uma amostra é tratada através da
titulação de hidróxido de amônio
aquoso com ácido clorídrico aquoso. A
equação química balanceada para essa
reação é:
a) NH4OH(aq) + HCl(aq)
NH4Cl(s) + H2O(l).
b) NH3OH(aq) + HCl(aq)
NH3Cl(s) + H2O(l).
c) NH3OH(aq) + HCl(aq) NH3
(g) + ½ Cl2(g) + H2O(l).
d) NH4OH(aq) + HCl(aq)
NH4Cl(s) + H2(g) + ½ O2(g).
Questão 17 - (Unievangélica GO) Em
um procedimento, misturam-se 300
mL de uma solução de ácido sulfúrico
0,10 mol.L–1 com 200 mL de uma outra
solução de hidróxido de sódio 0,15
mol.L–1. Em seguida, acrescenta-se 500
mL de água destilada, formando uma
solução resultante.
Sobre a solução resultante, verifica-se
que
a) a concentração molar do sal
formado será de aproximada-
mente 0,06 mol.L–1.
b) nessa mistura, o reagente
limitante é o hidróxido de só-
dio, com excesso de ácido sul-
fúrico em torno de 0,15 mol.
c) haverá uma neutralização
parcial entre os reagentes, ob-
tendo-se uma solução de pH <
7.
251
Soluções
d) houve neutralização total entre
os reagentes das soluções,
formando uma solução neutra.
Questão 18 - (UniCESUMAR PR) O
ácido fosfórico (H3PO4) é um acidulan-
te utilizado como aditivo em bebidas
refrigerantes. Para determinar a con-
centração de uma solução aquosa de
ácido fosfórico, um técnico de labora-
tório titulou uma amostra de 25,0 mL
dessa solução com uma solução aquo-
sa de hidróxido de sódio de concen-
tração 0,30 mol.L–1. A adição gota a
gota da solução de hidróxido de sódio
foi feita até que ocorresse a mudança
de cor do indicador fenolftaleína de
incolor para um tom levemente rosa.
Considerando que foi necessária a adi-
ção de 10,0 mL da solução alcalina
para que ocorresse a viragem do indi-
cador, pode-se afirmar que a concen-
tração de ácido fosfórico na amostra é
de
a) 0,001 mol.L–1.
b) 0,040 mol.L–1.
c) 0,12 mol.L–1.
d) 0,10 mol.L–1.
e) 0,75 mol.L–1.
Questão 19 - (UniCESUMAR PR) Uma
amostra de 5,0 g de soda cáustica foi
titulada utilizando-se uma solução
aquosa de ácido sulfúrico de concen-
tração 0,80 mol.L–1. Considerando que
foram necessários 50 mL da solução
ácida para neutralizar completamente
essa amostra e que nenhuma das im-
purezas presentes reage com ácido
sulfúrico, pode-se concluir que o teor
de hidróxido de sódio na soda cáustica
analisada é de
a) 32 %.
b) 48 %.
c) 64 %.
d) 80 %.
e) 90 %.
Questão 20 - (Faculdade São Francis-
co de Barreiras BA)
2NaHCO3(s) + H2SO4(aq)
Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2CO2(g)
A manipulação inadequada de solu-
ções constituídas por ácidos ou bases
pode resultar no derramamento aci-
dental desses materiais que, para se-
rem removidos do ambiente, devem
ser inicialmente neutralizados. Um pe-
queno volume de ácido sulfúrico, H2-
SO4(aq), derramado em uma bancada
de laboratório pode ser neutralizado
com o uso de hidrogeno-carbonato de
sódio, NaHCO3(s), de acordo com a
reação representada pela equação
química. O sólido é adicionado sobre o
líquido até que a efervescência causa-
da pela formação de dióxido de car-
bono, CO2(g), acabe.
Considerando-se as informações, é
correto afirmar:
a) O dióxido de carbono, CO2(g),
é um óxido neutro constituído
por moléculas lineares e pola-
res.
b) A massa de NaHCO3(s) ne-
cessária para neutralizar, com-
pletamente, 20,0mL de solu-
ção 3,0mL de H2SO4(aq) é de,
aproximadamente, 10,1g.
c) O sulfato de sódio, obtido após
a reação química, é um com-
posto molecular que pode ser
removido da bancada com o
auxílio de uma espátula.
d) A quantidade de matéria de
CO2(g) formada a partir do uso
de 8,4g de NaHCO3(s) para a
neutralização total de uma so-
lução de H2SO4(aq) é de 0,2-
mol.
e) O hidrogeno-carbonato de
sódio, na presença de água,
dissolve-se e libera íons hidró-
xido, OH–, devido à existência
do cátion sódio, Na+, na sua
fórmula química.
252
Soluções
GABARITO:
1) Gab: E
2) Gab: A
3) Gab: B
4) Gab: A
5) Gab: D
6) Gab: A
7) Gab: C
8) Gab: C
9) Gab: D
10) Gab: E
11) Gab: C
12) Gab: D
13) Gab: C
14) Gab: C
15) Gab: D
16) Gab: A
17) Gab: C
18) Gab: B
19) Gab: C
20) Gab: B
253
254
Diluição e mistura de soluções
DILUIÇÃO
Diluir uma solução consiste em adicio-
nar uma quantidade de solvente puro,
que provoca uma mudança no volume,
mudando com isso a proporção solu-
to/solvente e, portanto, a concentra-
ção da solução se altera (diminui).
Consideremos o seguinte sistema:
Para a solução inicial:
Para a solução final:
Como foi adicionado apenas solvente,
não alteramos a quantidade de soluto
(m1 = m'), portanto:
C · V = C’ · V’
Utilizando o título, encontramos:
Utilizando a concentração molar:
Não esquecendo que
V’ = V + V2 ou m’ = m + m2
Observação
Concentrar uma solução significa au-
mentar a concentração pela retirada
de solvente. O solvente é retirado por
meio de uma evaporação, desde que o
solutonão seja volátil. As fórmulas uti-
lizadas são as mesmas apresentadas
anteriormente, apenas, ao invés de
aumentar o volume final, ele deve di-
minuir.
Exercício resolvido
Quanto de água deve ser acrescentado
à 100 mL de álcool 96%(v) a fim de
transformá-lo 46%(v).
Resolução
1ª Opção (Utilizando a fórmula)
% . V = %' . V' → 96 . 100 = 46 . V' !→
V' = 208,7 mL
Vágua = V' - V = 208,7 mL - 100 mL →
Vágua = 108,7 mL
2ª Opção (Interpretação por regra de
três)
Antes da diluição:
Vsolução = 100 mL
%soluto = 96% (v) → 96 mL
Após a diluição
%soluto = 46% (v) →! 46 mL
Vsolução = ?
100 mL de solução → 96 mL de soluto
!!!!!!!!!!!!!X!!!!!!!!!!!!!!! →! 46 mL de soluto
!!!!!!!!!!!!!! X = 208,7 mL de solução
255
Diluição e mistura de soluções
Cálculo do volume de água acrescen-
tado:
Vágua = Vapós a diluição - Vantes da diluição →
Vágua = 208,7 - 100 = 108,7 mL!!!!!!!
MISTURA DE SOLUÇÕES DE
MESMO SOLUTO
Consideremos o esquema abaixo:
Utilizando o título, o raciocínio é o
mesmo, portanto:
Exercício resolvido
Calcule a concentração (g/L) de um
detergente proveniente da mistura de
300 mL de detergente 30 g/L com
200 mL de detergente 50 g/L.
Resolução
1ª Opção (Utilizando a fórmula)
C . V = C' . V' + C" . V" → C . 0,5 = 30 .
0,3 + 50 . 0,2 !→ C . 0,5 = 9 + 10! → C
= 38 g/L
2ª Opção (Interpretação por regra de
três)
MISTURAS DE SOLUÇÕES COM
REAÇÃO QUÍMICA
Neste caso, os exercícios são resolvi-
dos como na estequiometria, ou seja:
a) montar a equação química:
b) balancear a equação química;
c) determinar a quantidade em mols
de cada reagente;
d) fazer a proporção em mols.
Exemplo
Misturam-se para reagir 1,0 L de solu-
ção 2,0 M de NaOH, com 0,5 L de so-
lução 4,0 M de HCl.
a) A solução final, após a mistura, será
ácida, básica ou neutra?
b) Calcule a concentração molar da
solução final em relação ao sal forma-
do.
Esquematicamente, temos:
!
Resolução
1o passo: montar a equação envolvida
na mistura, balanceá-la e relacionar os
256
Diluição e mistura de soluções
coeficientes com quantidades em mols
de reagentes e produtos.
2o passo: determinar a quantidade em
mols de cada soluto nas soluções a se-
rem misturadas.
3o passo: verificar se a quantidade de
cada reagente (em mols) está na pro-
porção indicada pela equação do pro-
blema.
Como as quantidades do NaOH e do
HCl estão na proporção correta, todo
ácido e toda base irão reagir (não ha-
verá excesso), produzindo 2 mols de
NaCl, que estarão dissolvidos em 1,5 L
de solução (volume da solução final).
Respostas
a) A solução final será neutra.
!TITULAÇÃO
Consiste em determinar
a concentração de uma
solução, pela reação
com outra solução de
concentração conheci-
da. Podemos dizer que a
titulação é a principal
operação da chamada
análise volumétrica ou volumetria rea-
lizada em laboratório, onde a solução
padrão (concentração conhecida) con-
tida em uma bureta é misturada gota a
gota na solução problema (concentra-
ção desconhecida) existente em um
erlenmeyer. A solução problema deve
apresentar algumas gotas de indicador
para determinar o final da titulação,
em virtude da mudança de cor da
mesma.
O ponto final da titulação é conhecido
como ponto de viragem. Como a titu-
lação consiste de uma reação entre o
soluto da solução padrão e o soluto do
problema, os problemas devem ser re-
solvidos por estequiometria.
Exemplo
Retiramos, com auxílio de uma pipeta,
50 mL da solução contida no frasco
abaixo, (observe que a solução possui
concentração molar desconhecida) e
transferimos para um frasco erlen-
meyer.
No frasco erlenmeyer, contendo a
solução básica, adicionamos algu-
mas gotas de fenolftaleína, um indi-
cador que, na presença de base, ad-
quire a coloração avermelhada.
Com o auxílio de uma bureta (figura
a seguir), adicionamos cautelosa-
mente à solução contida no erlen-
meyer uma solução de HCl(aq) 2,0 M.
257
Diluição e mistura de soluções
Assim, no erlenmeyer haverá a
seguinte reação, representada
pela equação.
1 HCl(aq) + 1 KOH(aq) 1 KCl(aq) + 1 H2O(l)
Pela equação, observaremos que a
neutralização entre o ácido e a base
será completa quando o número de
mols de do ácido for igual ao nú-
mero de mols de da base.
Esse fato é verificado exatamente no
momento em que a coloração verme-
lha, devido ao meio básico, muda para
incolor. Neste momento, o número de
mols , provenientes do ácido neu-
tralizam totalmente o número de mols
do , provenientes da base.
Anotamos o volume de ácido gasto
(25 mL), e calculamos quantos mols
do ácido foram utilizados para reagir
completamente com a base.
Vejamos agora como se calcula a con-
centração molar do KOH(aq):
x = quantidade em mols de OH– pre-
sente no erlenmeyer = 0,05 mol
Assim, para calcular a concentração
molar da base:
Exercício resolvido
Por lei, o vinagre (solução aquosa de
ácido acético) pode conter, no máximo
4% em massa (0,67 mol/L) de ácido
acético. Para você verificar se o vina-
gre utilizado em sua casa atende às
especificações legais, para isso você
verifica que 40 mL de vinagre são neu-
tralizados por 8 mL de solução aquosa
de NaOH 2 M. A que conclusão você
chegou?
Dados:
Vinagre: V = 40 mL = 0,04 L, [ác. acé-
tico] = ? (mols/L)
NaOH(aq): V = 8 mL = 0,008 L,
[NaOH] = 2 mols/L
RESOLUÇÃO
Cálculo do número de mols de NaOH
que reage:
2 mols de NaOH → 1 L de solução
!!!!!!! X!!!!!!!!!!!!!!!!→ 0,008 L de solução
!!!!!!! X = 0,016 mol
Cálculo do número de mols de ác.
acético que será neutralizado pelo
NaOH:
CH3-COOH + NaOH → CH3-COO-Na+ +
H2O
!!! 1 mol!!!!!!!!!!! 1 mol
!!!!!X!!!!!!!!!!!!!!!! 0,016 mol
!!!!!X = 0,016 mol
Cálculo da [ác. acético] no vinagre:
258
Diluição e mistura de soluções
0,016 mol de ác. acético → 40 mL de
vinagre
! X!!!!!!!!!!!!!!!!!! → 1000 mL de vi-
nagre (1 L)
X = 0,4 mol, com isso temos que: [ác.
acético] = 0,4 mol/L
Como a concentração de ác. acético
máxima exigida por lei, no vinagre, é
de 0,67 mol/L, com isso concluímos
que a amostra de vinagre analisada
não atende às especificações exigi-
das.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
Questão 01 - (UEG GO) Uma solu-
ção estoque de hidróxido de sódio foi
preparada pela dissolução de 4 g do
soluto em água, obtendo-se ao final
100 mL e, posteriormente, determina-
do volume foi diluído para 250 mL ob-
tendo-se uma nova solução de con-
centração igual a 0,15 mol.L–1.
O volume diluído, em mL, da solu-
ção estoque, é aproximadamente
a) 26
b) 37
c) 50
d) 75
Questão 02 - (UEA AM) 100 mL de
uma solução aquosa contendo 10 g de
sacarose (açúcar comum) dissolvidos
foram misturados com 100 mL de uma
solução aquosa contendo 20 g desse
açúcar dissolvidos. A concentração de
sacarose na solução obtida, expressa
em porcentagem (m/V), é
a) 5%.
b) 10%.
c) 15%.
d) 25%.
e) 30%.
Questão 03 - (ACAFE SC) Para pre-
parar 1,0 L de [NaOH] = 1,0 mol/L se
dispõe de dois frascos distintos con-
tendo soluções de NaOH, um na con-
centração de 7% (m/v, frasco A) e ou-
tro 2% (m/v, frasco B).
Dados: Na = 23 g/mol; O = 16 g/mol;
H = 1 g/mol.
Assinale a alternativa que contém os
respectivos volumes das soluções A e
B que uma vez misturados resultará na
mistura desejada.
a) 200mL e 800mL
b) 500mL e 500mL
c) 350mL e 650mL
d) 400mL e 600mL
Questão 04 - (Unievangélica GO)
Em um procedimento, misturam-se
300 mL de uma solução de ácido sul-
fúrico 0,10 mol.L–1 com 200 mL de uma
outra solução de hidróxido de sódio
0,15 mol.L–1. Em seguida, acrescenta-se
500 mL de água destilada, formando
uma solução resultante.
Sobre a solução resultante, verifica-
se que
a) a concentração molar do sal
formado será de aproximada-
mente 0,06 mol.L–1.
b) nessa mistura, o reagente
limitante é o hidróxido de só-
dio, com excesso de ácido sul-
fúrico em torno de 0,15 mol.
c) haverá uma neutralização
parcial entre os reagentes, ob-
tendo-se umasolução de pH <
7.
d) houve neutralização total entre
os reagentes das soluções,
formando uma solução neutra.
Questão 05 - (UniCESUMAR SP) O
ácido fosfórico (H3PO4) é um acidulan-
te utilizado como aditivo em bebidas
refrigerantes. Para determinar a con-
centração de uma solução aquosa de
ácido fosfórico, um técnico de labora-
tório titulou uma amostra de 25,0 mL
dessa solução com uma solução aquo-
DILUIÇÃO E MISTU-
RA DE SOLUÇÕES
259
Diluição e mistura de soluções
sa de hidróxido de sódio de concen-
tração 0,30 mol.L–1. A adição gota a
gota da solução de hidróxido de sódio
foi feita até que ocorresse a mudança
de cor do indicador fenolftaleína de
incolor para um tom levemente rosa.
Considerando que foi necessária a
adição de 10,0 mL da solução alcalina
para que ocorresse a viragem do indi-
cador, pode-se afirmar que a concen-
tração de ácido fosfórico na amostra é
de
a) 0,001 mol.L–1.
b) 0,040 mol.L–1.
c) 0,12 mol.L–1.
d) 0,10 mol.L–1.
e) 0,75 mol.L–1.
GABARITO:
1) Gab: B
2) Gab: C
3) Gab: D
4) Gab: C
5) Gab: B
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Questão 01 - (UCB DF)
Em determinado exame clínico uti-
lizado para medir a intolerância a
carboidratos, um adulto deve be-
ber 200 mL de uma solução de
glicose a 30% (70% de água e 30%
de glicose). Quando uma criança é
submetida a esse exame, a concen-
tração de glicose deve ser reduzi-
da para 20%. Quantos mililitros de
água devem ser adicionados a 200
mL de uma solução de glicose a
30% para se preparar uma solução
de glicose a 20%?
a) 150
b) 80
c) 120
d) 100
e) 50
Questão 02 - (Univag MT)
O volume de água que deve ser
adicionado a 300 mL de uma solu-
ção de cloreto de sódio de concen-
tração 20 g/L com a finalidade de
se obter uma solução de concen-
tração equivalente a 15 g/L é
a) 100 mL.
b) 400 mL.
c) 700 mL.
d) 500 mL.
e) 200 mL.
Questão 03 - (UCB DF)
O cloro é frequentemente adicio-
nado às piscinas para controlar mi-
crorganismos. Se o nível de cloro
subir acima de 3 ppm (partes por
milhão), os nadadores sentirão ar-
dor nos olhos e desconforto na
pele. Se o nível cair abaixo de 1
ppm, existe a possibilidade de a
água ficar verde. O cloro deve ser
adicionado à água da piscina em
intervalos regulares. Se nenhum
cloro for adicionado a uma piscina
durante um período de 24 horas,
então 20% do cloro se dissiparão
para a atmosfera e 80% permane-
cerão na água.
260
Diluição e mistura de soluções
Considerando essa informações, se
uma piscina tiver inicialmente 3,75
ppm de cloro, então o tempo mí-
nimo para que o nível de cloro es-
teja abaixo de 3 ppm será igual a
a) 4 dias.
b) 2 dias.
c) 3 dias.
d) 1 dia.
e) 5 dias.
Questão 04 - (ENEM)
Nos municípios onde foi detec-
tada a resistência do Aedes aegyp-
ti, o larvicida tradicional será subs-
tituído por outro com concentra-
ção de 10% (v/v) de um novo prin-
cípio ativo. A vantagem desse se-
gundo larvicida é que uma peque-
na quantidade da emulsão apre-
senta alta capacidade de atuação,
o que permitirá a condução de
baixo volume de larvicida pelo
agente de combate às endemias.
Para evitar erros de manipulação,
esse novo larvicida será fornecido
em frascos plásticos e, para uso em
campo, todo o seu conteúdo deve
ser diluído em água até o volume
final de um litro. O objetivo é obter
uma concentração final de 2% em
volume do princípio ativo.
Que volume de larvicida deve con-
ter o frasco plástico?
a) 10 mL
b) 50 mL
c) 100 mL
d) 200 mL
e) 500 mL
Questão 05 - (PUC Camp SP)
Caldas cúpricas podem ser insu-
mos químicos utilizados como de-
fensivos agrícolas alternativos. A
calda bordalesa, por exemplo, é
indicada no combate a fungos e
bactérias quando aplicada preven-
tivamente, podendo também ter
ação repelente. Para o preparo de
10 L da calda, procede-se da se-
guinte maneira:
– Colocar 100 g de sulfato de co-
bre (II), CuSO4 5H2O, dentro de um
pano de algodão, amarrar e mer-
gulhar em um vasilhame plástico
com 1 litro de água morna.
– Colocar 100 g de cal virgem,
CaO, em um balde com capacida-
de para 10 litros. Em seguida, adi-
cionar 9 litros de água, aos poucos.
– Adicionar, aos poucos e mexendo
sempre, o litro da solução de sulfa-
to de cobre dentro do balde da
água de cal.
A quantidade final, em mol, de íons
de cobre em cada litro de calda
bordalesa é, aproximadamente,
Dados:
Massa molar do CuSO4 5H2O =
250 g/mol
a) 4,0 mol.
b) 2,5 mol.
c) 0,40 mol.
d) 0,25 mol.
e) 0,040 mol.
⋅
⋅
261
Diluição e mistura de soluções
Questão 06 - (FCM PB)
No dia 19 de junho de 2008 foi
promulgada a Lei 11705, conhecida
como Lei Seca, que instituiu mais
rigor aos condutores que dirigem
sob efeito de álcool. A Lei, que
causou impacto, auxiliou na dimi-
nuição de acidentes causados por
condutores embriagados, princi-
palmente em cidades onde a fisca-
lização é mais eficiente. Para apli-
cação da lei, é utilizado equipa-
mento denominado etilômetro
vulgarmente chamado de bafôme-
tro. Os primeiros bafômetros fun-
cionavam a base de reações quí-
micas com o dicromato de potás-
sio. O etanol não absorvido pelo
organismo é eliminado pela respi-
ração. O indivíduo suspeito de es-
tar dirigindo embriagado deve as-
soprar a mistura contida no apare-
lho. Se ele estiver embriagado, a
cor laranja do dicromato de potás-
sio em meio ácido muda para ver-
de, cor característica do sulfato de
crômio, mostrando a redução do
dicromato e a oxidação do álcool.
Quanto maior o teor de álcool ex-
pirado pelo motorista, mais intensa
a cor verde. Na fabricação de um
bafômetro faz-se necessário a pre-
paração de uma solução de dicro-
mato de potássio (K2Cr2O7). Uma
solução foi preparada transferindo-
se 29,4 g de K2Cr2O7, em um balão
volumétrico de 500 mL, e diluída
com H2O destilada até a marca de
aferição. Uma alíquota de 25 mL
desta solução foi transferida para
um balão volumétrico de 250 mL e
diluída com H2O até a referida
marca. Depois 10 mL da solução
diluída foram transferidos para um
balão de 100 mL e diluídos com
H2O até o traço de aferição.
A concentração final da solução é
de aproximadamente:
a) 2 10–2 mol/L
b) 2 100 M
c) 2 10–1 mol/L
d) 2 101 M
e) 2 10–3 mol/L
Questão 07 - (UNITAU SP)
Uma solução é obtida misturando-
se 300 g de uma solução A com
400 g de uma solução B. A solu-
ção A consiste em uma mistura
cuja concentração do soluto é 25%
(m/m), enquanto que, na solução
B, a concentração do soluto é 40%
(m/m).
Qual a porcentagem de massa to-
tal do soluto (m/m) da solução ob-
tida?
Obs: m/m = massa/massa
a) 66,43%
b) 33,57%
c) 25,0%
d) 40,0%
e) 50, 0%
Questão 08 - (UEA AM)
100 mL de uma solução aquosa
contendo 10 g de sacarose (açúcar
comum) dissolvidos foram mistu-
rados com 100 mL de uma solução
aquosa contendo 20 g desse açú-
car dissolvidos. A concentração de
sacarose na solução obtida, ex-
pressa em porcentagem (m/V), é
×
×
×
×
×
262
Diluição e mistura de soluções
a) 5%.
b) 10%.
c) 15%.
d) 25%.
e) 30%.
Questão 09 - (ACAFE SC)
Para preparar 1,0 L de [NaOH] = 1,0
mol/L se dispõe de dois frascos
distintos contendo soluções de
NaOH, um na concentração de 7%
(m/v, frasco A) e outro 2% (m/v,
frasco B).
Dados: Na = 23 g/mol; O = 16 g/
mol; H = 1 g/mol.
Assinale a alternativa que contém
os respectivos volumes das solu-
ções A e B que uma vez mistura-
dos resultará na mistura desejada.
a) 200mL e 800mL
b) 500mL e 500mL
c) 350mL e 650mL
d) 400mL e 600mL
Questão 10 - (PUC SP)
Em um béquer foram misturados
200 mL de uma solução aquosa de
cloreto de cálcio de concentração
0,5 mol.L–1 e 300 mL de uma solu-
ção 0,8 mol.L–1 de cloreto de sódio.
A solução obtida apresenta con-
centração de ânion cloreto de
aproximadamente
a) 0,34 mol.L–1
b) 0,65 mol.L–1
c) 0,68 mol.L–1
d) 0,88 mol.L–1
e) 1,3 mol.L–1
Questão 11 - (UNIRG TO)
O ácido acético (CH3COOH) é um
componente do vinagre. A deter-
minação do teor desse ácido em
vinagreé feita por titulação com
NaOH 0,1 mol/L. Na titulação, o
número de mols de NaOH e CH3-
COOH que reage é igual. Para titu-
lar 2 ml de vinagre são gastos 14
ml da base. Neste caso, seu teor de
ácido acético é:
Massa Molar do ácido acético = 60
g/mol
a) 4,2 %.
b) 4,0 %.
c) 3, 8 %.
d) 3,5 %.
Questão 12 - (Unioeste PR)
A titulação é uma técnica analítica
bastante utilizada para determinar
a concentração de substâncias que
não são padrões primários. Assim,
utiliza-se geralmente um padrão
primário para padronizar as solu-
ções que são usadas para outras
titulações. Com base neste concei-
to, uma amostra de 0,3180 g de
carbonato de sódio (Na2CO3), pa-
drão primário, necessitou de 30,00
mL de uma solução de HCl para
completa neutralização. Em rela-
ção à concentração de HCl e à es-
tequiometria da reação abaixo, as-
sinale a alternativa CORRETA.
Dados: MM(Na2CO3) = 106g/mol
263
Diluição e mistura de soluções
Na2CO3 + HCl NaCl + H2CO3
a) A concentração de HCl é 0,10
mol/L, e a relação estequiomé-
trica Na2CO3:HCl, é 1:1.
b) A concentração de HCl é 0,20
mol/L, e a relação estequiomé-
trica Na2CO3:HCl, é 1:2.
c) A concentração de HCl é 0,10
mol/L, e a relação estequiomé-
trica Na2CO3:HCl, é 1:2.
d) A concentração de HCl é 0,20
mol/L, e a relação estequiomé-
trica Na2CO3:HCl, é 1:1.
e) A concentração de HCl é 0,10
mol/L, e a relação estequiomé-
trica Na2CO3:HCl, é 2:1.
Questão 13 - (PUC SP)
A análise gravimétrica é baseada
em medidas de massa. A substân-
cia a ser testada pode ser mistura-
da com um reagente para forma-
ção de um precipitado, o qual é
pesado. É possível determinar a
quantidade de cálcio presente na
água, por exemplo, misturando a
amostra com excesso de ácido
etanodióico, seguida de uma solu-
ção de amônia. Os íons cálcio rea-
gem com íons etanodioato for-
mando, etanodioato de cálcio. O
etanodioato de cálcio é convertido
em óxido de cálcio, através de
aquecimento, o qual é pesado.
Uma amostra de 200 cm3 de água
foi submetida ao tratamento des-
crito acima. A conversão de eta-
nodioato de cálcio em óxido de
cálcio foi feita em um cadinho que
tinha uma massa de 28,520 g.
Após a conversão, a massa obtida
foi de 28,850 g.
Qual a concentração, aproximada,
de íons cálcio na amostra de água?
a) 3 10–2 mol/L
b) 6 10–3 mol/L
c) 3 10–5 mol/L
d) 0,33 mol/L
Questão 14 - (PUC Camp SP)
O veneno de formiga contém o
ácido metanoico, HCOOH. Para
neutralizar 1,0 mL de solução 0,1
mol/L desse ácido, é necessário
utilizar um volume de solução de
NaOH 0,02 mol/L igual a
a) 5 mL.
b) 10 mL.
c) 15 mL.
d) 20 mL.
e) 25 mL.
Questão 15 - (FCM PB)
Quando 25mL de uma solução
desconhecida foram titulados, ob-
teve-se o gráfico ao lado, onde o
pH do ponto de equivalência da
curva de titulação é 5,28.
Com base nesse gráfico, considere
as seguintes proposições.
⇔
×
×
×
264
Diluição e mistura de soluções
I. A titulação feita envolveu uma
base forte e um ácido forte.
II. Um indicador apropriado para
essa titulação seria o vermelho
de metila, que muda de cor
(vermelho para amarelo), na
faixa de pH entre 4,8 e 6,0.
III. A substância titulada é uma
base fraca, e a titulante é um
ácido forte.
IV. As primeiras gotas do titulante,
ao serem adicionadas, provo-
cam a formação de uma solu-
ção tampão.
Está(ão) correta(s):
a) I, II, III e IV
b) apenas I, II e III
c) apenas I , II e IV
d) apenas I, III e IV
e) apenas II, III e IV
Questão 16 - (ENEM)
O vinagre é um produto alimen-
tício resultante da fermentação do
vinho que, de acordo com a legis-
lação nacional, deve apresentar um
teor mínimo de ácido acético
(CH3COOH) de 4% (v/v). Uma em-
presa está desenvolvendo um kit
para que a inspeção sanitária seja
capaz de determinar se alíquotas
de 1 mL de amostras de vinagre
estão de acordo com a legislação.
Esse kit é composto por uma am-
pola que contém uma solução
aquosa de Ca(OH)2 0,1 mol/L e um
indicador que faz com que a solu-
ção fique cor-de-rosa, se estiver
básica, e incolor, se estiver neutra
ou ácida. Considere a densidade
do ácido acético igual a 1,10 g/cm3,
a massa molar do ácido acético
igual a 60 g/mol e a massa molar
do hidróxido de cálcio igual a 74
g/mol.
Qual é o valor mais próximo para o
volume de solução de Ca(OH)2, em
ml, que deve estar contido em
cada ampola do kit para garantir a
determinação da regularidade da
amostra testada?
a) 3,7
b) 6,6
c) 7,3
d) 25
e) 36
Questão 17 - (ENEM)
Laboratórios de química geram
como subprodutos substâncias ou
misturas que, quando não têm
mais utilidade nesses locais, são
consideradas resíduos químicos.
Para o descarte na rede de esgoto,
o resíduo deve ser neutro, livre de
solventes inflamáveis e elementos
tóxicos como Pb, Cr e Hg. Uma
possibilidade é fazer uma mistura
de dois resíduos para obter um
material que apresente as caracte-
rísticas necessárias para o descar-
te. Considere que um laboratório
265
Diluição e mistura de soluções
disponha de frascos de volumes
iguais cheios dos resíduos, listados
no quadro.
Qual combinação de resíduos po-
derá ser descartada na rede de es-
gotos?
a) I e II
b) II e III
c) II e IV
d) V e VI
e) IV e VI
Questão 18 - (UNITAU SP)
25 mL de HCl é titulado com
0,185M de NaOH, usando fenolfta-
leína como indicador de pH. Se
32,6 mL de NaOH são necessários
para mudar a cor do indicador, a
concentração de HCl (M) é igual a
a) 0,060
b) 0,125
c) 0,241
d) 0,500
e) 1,000
GABARITO:
1) Gab: D
2) Gab: A
3) Gab: D
4) Gab: D
5) Gab: E
6) Gab: E
7) Gab: B
8) Gab: C
9) Gab: D
10) Gab: D
11) Gab: A
12) Gab: B
13) Gab: A
14) Gab: A
15) Gab: E
16) Gab: A
17) Gab: C
18) Gab: C
266
267
Propriedades Coligativas e Colóides
PROPRIEDADES
COLIGATIVAS
A água pura à pressão de 1 atm pos-
sui ponto de fusão de 0oC e ponto
de ebulição de 100oC.
No entanto, quando adicionamos
um soluto não volátil à água, o solu-
to modifica as propriedades físicas
da água. Agora a água congela abai-
xo de 0oC e ferve acima de 100oC.
Estas alterações das propriedades
físicas da água devido à adição do
soluto são denomi-
nados de efeitos
coligativos.
Adição de um solu-
to não volátil à água
Para cada propriedade física que
modifica temos uma propriedade
coligativa que estuda este efeito:
Os efeitos coligativos dependem
somente do número de partículas
do soluto dissolvidas. Quanto maior
for o número de partículas do soluto
dissolvidas, maiores serão os efeitos
coligativos.
!
Pressão Máxima de Vapor
1. Definição
Vamos imaginar um cilindro munido
de um êmbolo totalmente apoiado
em um líquido puro contido no seu
interior.
Se elevarmos o êmbolo, criaremos
um espaço vazio, e o líquido come-
çará a vaporizar-se.
I) Inicialmente temos evaporação,
pois ainda não existem moléculas no
estado de vapor;
II) A velocidade de evaporação é
maior que a velocidade de conden-
sação;
III) Após algum tempo, a velocidade
de condensação iguala-se à veloci-
dade de evaporação e o sistema
atinge um equilíbrio dinâmico: a
cada unidade de tempo, o número
de moléculas que passam para o es-
tado gasoso é igual ao nº de molé-
culas que retornam para a fase líqui-
da;
Em resumo, no início, a velocidade
com que o líquido passa a vapor é
alta e a velocidade com que o vapor
volta ao líquido é baixa. No decorrer
do processo, a velocidade com que
o líquido passa a vapor vai dimi-
nuindo, e aumenta a velocidade com
que o vapor volta ao líquido. Quan-
do temos a impressão de que o pro-
cesso parou, o que ocorreu realmen-
te foi um equilíbrio, isto é, as duas
velocidades se igualaram.
Nesta situação, dizemos que foi
atingida a pressão máxima de vapor
do líquido.
EFEITO COLI-
GATIVO
PROPRIEDADE
COLIGATIVA
Diminuição da pres-
são de vapor Tonoscopia
Aumento do Ponto
de Ebulição Ebulioscopia
Diminuição do Pon-
to de Congelamento Crioscopia
Aumento da PressãoOsmótica Osmoscopia
268
Propriedades Coligativas e Colóides
2. Fatores que Influenciam
A pressão máxima de vapor depen-
de de alguns fatores:
2.1. Natureza do Líquido
Líquidos mais voláteis como éter,
acetona etc. evaporam-se mais in-
tensamente, o que acarreta uma
pressão de vapor maior.
O gráfico abaixo mostra a variação
da pressão de vapor de alguns líqui-
dos em função da temperatura.
O gráfico mostra que quanto maior
a pressão de vapor de um líquido,
ou melhor, quanto mais volátil ele
for, mais rapidamente entrará em
ebulição.
2.2. Temperatura
Aumentando a temperatura, qual-
quer líquido irá evaporar mais inten-
samente, acarretando maior pressão
de vapor.
Observe a variação de pressão má-
xima de vapor da água em função
da temperatura e o respectivo gráfi-
co:
Observação – A passagem de uma
substância da fase líquida para a
fase gasosa pode ocorrer de duas
formas:
I. Evaporação
Consiste em uma vaporização relati-
vamente lenta, em que as moléculas
mais velozes vencem as forças de
atração intermoleculares e passam
para o estado gasoso. Um líquido
evapora em busca de maior estabili-
dade, pois, as moléculas que esca-
pam são as mais energéticas.
A evaporação depende da superfície
de contato entre o líquido e fase ga-
sosa: quanto maior for a superfície
de contato, mais intensa será a eva-
poração.
II. Ebulição
É uma vaporização turbulenta, na
qual a passagem da fase líquida para
a gasosa pode ocorrer em qualquer
ponto da fase líquida, e não apenas
na superfície. Esse tipo de vaporiza-
ção apresenta como característica a
formação de bolhas, isto é, porções
de vapor cercadas por uma película
de líquido.
269
Propriedades Coligativas e Colóides
As bolhas só podem existir se a
pressão de seu vapor for igual ou
maior que a pressão externa – a
pressão atmosférica mais a pressão
da massa líquida, que comumente é
desprezível.
Um líquido entra em ebulição quan-
do a sua pressão de vapor se iguala
à pressão atmosférica.
Exemplo – O gráfico abaixo mostra
a variação da pressão de vapor da
água em função da temperatura.
Ao nível do mar, onde a pressão at-
mosférica é de 760 mmHg, a água
ferve a 100 °C. Isto quer dizer que a
100 °C a pressão da água é igual a
760 mmHg. Observando-se o gráfi-
co acima, verifica-se que a tempera-
turas diferentes o líquido também
pode ferver, bastando, para isso, que
se altere a pressão externa que atua
sobre ele.
Assim, no alto de uma montanha,
onde a pressão atmosférica é menor
que 1 atm, a água ferve abaixo de
100 °C, enquanto em uma panela de
pressão, onde a pressão é superior a
1 atm, a água ferve acima de 1000C.
A temperatura na qual o líquido fer-
ve, sob pressão de 1 atm, é chamada
de temperatura de ebulição normal
ou ponto de ebulição normal.
Desta forma, o ponto de ebulição
normal da água é de 100°C.
Exemplo – No pico Everest, a água
ferve em torno de 70 °C; numa pa-
nela de pressão, ela ferve em torno
de 110°C.
Pressão Máxima de Vapor e Ponto
de Ebulição
Para que um líquido entre em ebuli-
ção, é necessário que a pressão de
vapor no interior da bolha seja igual
à pressão atmosférica sobre a super-
fície do líquido.
Patm = Pressão de vapor
A temperatura do líquido corres-
ponde a sua temperatura de ebuli-
ção.
A temperatura de ebulição de um
líquido varia quando ocorre mudan-
ça da pressão atmosférica sobre ele,
ou seja, mudança de local.
Pressão Máxima de Vapor e Ponto
de Ebulição
Quanto menor a pressão atmosféri-
ca, menor a pressão de vapor de um
líquido, a sua temperatura de ebuli-
ção e vice-versa.
Pvapor = Patm
270
Propriedades Coligativas e Colóides
3. Diagrama de Fases da Água
Se representarmos em um mesmo
gráfico a variação da temperatura
de ebulição e a variação de tempe-
ratura de solidificação da água em
função de sua pressão de vapor, ob-
teremos o seguinte.
No ponto onde a pressão é igual a
4,579 mmHg, a temperatura é igual
a 0,01 °C e a curva de ebulição coin-
cide com a curva de solidificação da
água. Isso significa que nessa pres-
são e temperatura temos o equilí-
brio:
água sólida água líquida água
vapor
Esse ponto (4,579 X 0,01) é chama-
do de ponto triplo da água. Abaixo
de 4,579 mmHg, a água passa dire-
tamente da fase sólida à fase de va-
por, ou seja, ocorre a sublimação.
Se acrescentarmos ao gráfico acima
a variação da temperatura em pres-
são abaixo de 4,579 mmHg, obtere-
mos a curva de sublimação.
O gráfico anterior é conhecido como
diagrama de fase da água. Nele, ob-
servamos que:
• No ponto triplo coexistem as 3 fa-
ses de equilíbrio:
água sólida água líquida água
vapor[
• Na curva de sublimação coexistem
as fases sólida e !vapor:
água sólida água vapor
• Na curva de solidificação coexis-
tem as fases sólida e!líquida:
água sólida água líquida
• Na curva de ebulição coexistem as
fases líquida e vapor:
água líquida água vapor
• Em toda região à direita das curvas
de ebulição e de! sublimação existe
somente a fase vapor d’água.
• Em toda região entre as curvas de
solidificação e de ebulição existe
somente a fase líquida da água.
Tonoscopia
É o estudo do abaixamento da pres-
são máxima de vapor de um líquido,
que é ocasionado pela dissolução de
um soluto não-volátil.
A pressão de vapor da solução for-
mada por um soluto (não-volátil) em
271
Propriedades Coligativas e Colóides
solvente é menor que a do solvente
puro, pois a dissolução de um soluto
não volátil aumenta a entropia do
líquido e consequentemente a esta-
bilidade do mesmo. Sendo assim, o
líquido emite menos vapor, o que
acarreta diminuição da sua pressão
de vapor naquela temperatura. Por-
tanto, quanto maior o número de
partículas do soluto em solução,
maior o abaixamento da pressão
máxima de vapor e menor a pressão
de vapor do solvente.
Esquematicamente, podemos repre-
sentar:
Efeito Tonoscópico
A experiência mostra que a dissolu-
ção de uma substância não-volátil
num solvente provoca o abaixamen-
to de sua pressão de vapor, isto é, a
cada temperatura, a solução possui
menor pressão de vapor que o sol-
vente puro.
O diagrama mostra o abaixamento
da pressão de vapor da solução em
relação ao solvente puro, sendo:
p2: pressão de vapor do solvente
puro;
p = pressão de vapor da solução;
Δp = p2 – p = abaixamento absoluto
da pressão de vapor;
Ebulioscopia
É o estudo da elevação da tempera-
tura de ebulição de um líquido, por
meio da adição de um soluto não
volátil.
A diminuição da pressão máxima de
vapor do solvente, devido à adição
de um soluto não-volátil, leva inevi-
tavelmente ao aumento da tempera-
tura de ebulição, já que para um lí-
quido ebulir sua pressão de vapor
tem que se igualar à pressão exter-
na.
Quanto maior a concentração de
partículas do soluto, maior a eleva-
ção da temperatura de ebulição do
solvente e maior a temperatura de
ebulição do mesmo.
∆te = Elevação da temperatura de
ebulição
Onde temos:
te2 = temperatura de ebulição do
solvente puro;
te = temperatura de ebulição do sol-
vente na solução.
272
Propriedades Coligativas e Colóides
Crioscopia
Efeito Crioscopico do sal no Ponto
de Solidificação da água: à direita
água pura com Ponto de Solidifica-
ção de 0oC e a esquerda água e sal
com Ponto de Solidificação de -18oC.
É o estudo do abaixamento da tem-
peratura de congelação de um líqui-
do, por meio da adição de um soluto
não-volátil.
A diminuição da pressão de vapor
do solvente, devido à adição de um
soluto, leva à diminuição da tempe-
ratura de congelamento. Isso se
deve ao fato de a dissolução do so-
luto não-volátil aumentar a entropia
do líquido, e para congelar tal líqui-
do diminuindo a sua entropia com a
formação do retículo cristalino, é
necessário a retirada de uma maior
quantidade de energia térmica.
Quanto maior a concentração de
partículas do soluto, maior o abai-
xamento da temperatura de conge-
lamento do solventee menor a tem-
peratura de congelamento do mes-
mo.
∆tc = Abaixamento da temperatura
de congelamento
Onde temos:
tc2 = temperatura de congelamento
do solvente puro;
tc = temperatura de congelamento
do solvente na solução.
Graficamente, podemos representar
os efeitos ebulioscópico e crioscópi-
co.
Onde:
• tc = temperatura de solidificação
do líquido na solução;
• = temperatura de solidificação
do líquido puro;
• ΔtC= efeito crioscópico;
• te = temperatura de ebulição do
líquido na solução;
• = temperatura de ebulição do
líquido puro;
• ΔtE= efeito ebulioscópico;
• No ponto A ocorre a solidificação
do líquido puro;
273
Propriedades Coligativas e Colóides
• No ponto A' ocorre a solidificação
do líquido na solução;
• No ponto B ocorre a ebulição do
líquido puro;
• No ponto B' ocorre a ebulição do
líquido na solução.
Osmose
Osmose é a passagem de um sol-
vente de um meio mais diluído para
um meio mais concentrado, através
de uma membrana semipermeável
(MSP). A osmose também é uma
propriedade coligativa da solução,
pois depende do número de partícu-
las do soluto não volátil dissolvidas.
Nota:
A membrana semipermeável (MSP),
que pode ser feita de bexiga de
animal ou celofane, é seletiva, ou
seja, deixa passar o solvente, mas
não deixa passar o soluto.
Observa-se que o nível do solvente
diminui após um certo tempo, en-
quanto o nível da solução aumenta.
Exemplo:
Dadas duas soluções de um mesmo
soluto, A e B, inicialmente 0,1 M e 0,2
M, separadas por uma membrana
semipermeável.
Verifica-se que as soluções A e B
mudam de concentração após a os-
mose.
Pressão Osmótica (Osmoscopia)
Pressão osmótica é a pressão que se
deveria aplicar sobre a solução para
impedir a passagem do solvente
através da membrana semipermeá-
vel. A pressão osmótica é represen-
tada pela letra grega ". Essa pres-
são é equivalente à pressão exercida
pelo solvente na passagem através
da membrana.
Osmoscopia é a medida da pressão
osmótica, que pode ser medida por
aparelhos chamados osmômetros.
Soluções isotônicas são soluções de
mesma pressão osmótica. Uma solu-
ção será hipotônica em relação à
outra, quando tiver menor pressão
osmótica; e será hipertônica quando
tiver maior pressão osmótica.
Exemplo:
Uma solução 0,4 molar de um certo
soluto será hipertônica em relação a
uma solução 0,1 molar do mesmo
soluto, no mesmo solvente e à mes-
ma temperatura.
274
Propriedades Coligativas e Colóides
Leis de Van’t Hoff para a Osmose
1a) A pressão osmótica é diretamen-
te proporcional à temperatura abso-
luta da solução:
2a) A pressão osmótica é diretamen-
te proporcional à concentração mo-
lar da solução:
Juntando-se as duas leis pela pro-
porcionalidade mútua, obtém-se:
Sabendo-se que
logo a equação (I) fica:
Onde:
k – constante universal dos gases
perfeitos (R);
ou
p = Pressão osmótica da solução
(atm ou mmHg);
V = Volume da solução (litros);
n = Quantidade em mols do soluto;
T = Temperatura absoluta da solu-
ção (kelvin).
Membranas semipermeáveis são
membranas existentes na natureza
que têm a capacidade de deixar
passar somente um líquido (a água),
ou solvente, mas não deixam passar
sais nela dissolvidos. Na verdade, o
que se verifica é uma propriedade
seletiva, isto é, o solvente água pas-
sa de um lado para o outro da
membrana com muito mais facilida-
de do que os solutos (sais) existen-
tes.
As paredes das células dos seres vi-
vos são membranas semipermeáveis
naturais, regulando a passagem de
sais e nutrientes para dentro da cé-
lula ou para fora dela.
Os cientistas descobriram que exis-
tem membranas sintéticas que exi-
bem a mesma propriedade. Talvez a
mais comum delas seja o acetato de
celulose, aquele papel transparente
que costuma envolver os maços de
cigarro. Com uma folha de acetato
de celulose pode-se efetuar uma
experiência de osmose, fenômeno
descrito a seguir.
A osmose natural ocorre quando
duas soluções salinas de concentra-
ções diferentes encontram-se sepa-
radas por uma membrana semiper-
meável. Neste caso, a água (solven-
te) da solução menos concentrada
tenderá a passar para o lado da so-
lução de maior salinidade. Com isto,
esta solução mais concentrada, ao
receber mais solvente, se dilui, num
processo impulsionado por uma
grandeza chamada “pressão osmóti-
ca”, até que as duas soluções atin-
jam concentrações iguais.
Para melhor entender o fenômeno,
recorre-se ao pequeno aparato exi-
bido abaixo: um vaso dividido ao
meio por uma membrana semiper-
meável.
275
Propriedades Coligativas e Colóides
A água do lado direito do vaso ten-
de a passar para o lado esquerdo,
aumentando o nível da solução; a
diferença de altura h corresponde à
pressão osmótica.
Osmose Reversa
A osmose reversa ocorre quando se
aplica uma pressão no lado da solu-
ção mais salina ou concentrada, re-
vertendo-se a tendência natural.
Neste caso, a água da solução salina
passa para o lado da água pura, fi-
cando retidos os íons dos sais nela
dissolvidos.
A pressão a ser aplicada equivale a
uma pressão maior do que a pressão
osmótica característica da solução.
Dessalinizadores
São equipamentos destinados a
produzir água potável a partir de
água do mar ou salobra, empregan-
do o processo de osmose reversa e
membranas osmóticas sintéticas. As
condições de trabalho de um dessa-
linizador são bastante severas, pois
aliam um elemento altamente corro-
sivo (íon cloreto) a altas pressões (5
600 a 16 800 atm).
Classificação de uma Solução quan-
to à Natureza do Soluto
Em uma solução iônica, há íons em
solução; as partículas dissolvidas são
íons provenientes da dissolução de
um sólido iônico ou da ionização de
uma substância molecular. Exem-
plos: solução aquosa de sal de cozi-
nha (NaCl); solução aquosa de ácido
sulfúrico (H2SO4);
Como as propriedades coligativas
dependem apenas do número de
partículas de soluto, e não de sua
natureza, temos que, numa solução
iônica, os efeitos coligativos são
mais intensos que na solução mole-
cular de mesma concentração.
Sendo assim, o número de partículas
de soluto existentes na solução vai
depender:
⇒ do número de íons presentes
em cada fórmula do compos-
to;
⇒ do grau de dissociação ou io-
nização (a) desse composto a
uma dada temperatura.
Exemplo
Cons idere o ác ido su l fú r ico,
H2SO4(aq), com grau de ionização a =
61% ou 0,61 a 18°C.
A ionização de uma molécula de H2-
SO4 é dada pela equação:
Se considerarmos 100 moléculas de
H2SO4, nas condições descritas, te-
mos:
276
Propriedades Coligativas e Colóides
Isto significa que cada 100 molécu-
las de H2SO4 dissolvidas em água
dão origem a 222 partículas em so-
lução.
O cientista holandês Jakobus Henri-
cus Van’t Hoff, por volta de 1882,
percebeu que o número de partícu-
las, em solução iônica, poderia ser
calculado! pelo produto do número
de partículas dissolvidas por um cer-
to fator i que, em sua homenagem, é
conhecido como fator de correção
de Van’t Ho!.
Nº de partículas em solução = Nº de
partículas dissolvidas . i
Observe no nosso exemplo:
222 = 100 · i onde:
Van’t Hoff demonstrou que o fator
de correção (i) podia ser calculado
pela relação:
Onde:
a = grau de ionização ou dissociação
do composto;
q = no total de íons liberados na io-
nização de 1 molécula ou na dissoci-
ação de 1 agregado iônico.
!
Como vimos, o soluto iônico apre-
senta um número de partículas mai-
or e, conseqüentemente, o efeito co-
ligativo será mais acentuado.
Portanto, torna-se necessário, então,
corrigir as equações, introduzindo
um fator corretivo de Van't Hoff (i).
Então temos:
TEXTO COMPLEMENTAR
O Processo de Dessalinização
As usinas de dessalinização em Abu
Dhabi também produzem eletricida-
de
Dessalinizadores funcionam segun-
do o princípio de osmose reversa.
Esse fenômeno, conhecido dos cien-
tistas desde o fim do séculopassa-
do, passou a ser aplicado em pro-
cessos industriais na década de 60.
desde a década de 80, o emprego
de membranas semipermeáveis sin-
téticas em aplicações industriais
passou a se difundir, ampliando o
campo de aplicação deste processo.
Isto resulta em contínuas reduções
de custo, não só pela maior escala
de produção permitida como tam-
bém pelo crescente conhecimento
tecnológico adquirido. Nos anos re-
277
Propriedades Coligativas e Colóides
centes, os avanços científicos no
campo de indústria de microchips e
da biotecnologia provocaram uma
demanda por água de elevada pure-
za. Por outro lado, a consciência de
preservação do meio ambiente da
sociedade implica também trata-
mentos de rejeitos industriais mais
sofisticados e de maior eficiência.
Nestes campos a osmose reversa
tem se desenvolvido bastante. A es-
cassez de água potável em muitas
regiões do planeta também deter-
mina uma demanda por processos
de dessalinização seguros e econô-
micos. Assim, o processo de dessali-
nização por osmose reversa tem se
difundido, seus custos vêm decres-
cendo e sendo colocados até ao al-
cance do indivíduo, viabilizando
muitos projetos antes impensáveis.
COLÓIDES
Como você perceberá, as disper-
sões coloidais possuem participa-
ções importantes em nosso cotidi-
ano, sendo classificadas de acordo
com o estado físico dos participan-
tes. Vários alimentos, medicamen-
tos e produtos cosméticos são sis-
temas coloidais. Veja alguns exem-
plos no quadro abaixo:
Os sistemas coloidais vêm sendo
utilizados pelas civilizações desde
os primórdios da humanidade. Os
povos utilizaram géis de produtos
naturais como alimento, dispersões
de argilas para fabricação de uten-
sílios de cerâmica e dispersões co-
loidais de pigmentos para decorar
as paredes das cavernas com mo-
tivos de animais e de caça.
Graham, em 1861, introduziu os
termos colóide e diálise em um
estudo sobre a difusão da matéria
nos estados gasoso e líquido. O
termo colóide, do grego, signifi ca
cola e na época referiu-se às solu-
ções de goma arábica, substância
sem estrutura defi nida e de natu-
reza viscosa hoje conhecida como
macromolécula. A goma arábica
(colóide) difundia mais lentamente
que soluções de sais (cristalóide).
Diálise é o processo de separação
através do qual, moléculas meno-
res atravessam uma membrana
semipermeável enquanto as molé-
culas maiores ou partículas coloi-
dais são retidas pela mesma mem-
brana.
Sistemas coloidais estão presentes
no cotidiano desde as primeiras
horas do dia, na higiene pessoal
(sabonete, xampu, pasta de dente
e espuma ou creme de barbear),
maquiagem, cosméticos, e no café
da manhã, (leite, café, manteiga,
cremes vegetais e geléias de fru-
tas). No caminho para o trabalho
podemos enfrentar neblina, polui-
ção do ar ou ainda apreciar a cor
azul do céu, parcialmente explica-
da pelo espalhamento Rayleigh da
luz do Sol ao entrar na atmosfera
contendo moléculas e partículas
de poeira cósmica atraídas pela
Terra. No almoço, temperos, cre-
mes e maionese para saladas. No
entardecer, ao saborear cerveja,
refrigerante ou sorvete estamos
ingerindo colóides. Os colóides
ainda estão presentes em diversos
processos de produção de bens de
consumo, incluindo o da água po-
tável, os processos de separação
278
Propriedades Coligativas e Colóides
nas indústrias, de biotecnologia e
de ambiente.
São também muito importantes os
colóides biológicos, tais como o
sangue, o humor vítreo e o cristali-
no.
EFEITO TYNDALL
As partículas que compõem os sis-
temas coloidais são muito peque-
nas para serem identifi cadas a
olho nu, mas o seu tamanho é qua-
se igual ao do comprimento de
onda da luz visível. Por isso, uma
luz que atravesse um sistema co-
loidal irá ser refletida pelas partícu-
las. Esse é o chamado Efeito Tyn-
dall, e pode ser vis-
to, por exemplo, no
desvio da luz do
sol por partículas
coloidais de fuma-
ça ou de neblina,
em um pôr-do-sol
vermelho brilhante
ou no ar nebuloso
de uma floresta.
O efeito Tyndall recebeu esse
nome , em homenagem ao brilhan-
te físico inglês, John Tyndall (1820
– 1893), que demonstrou por que o
céu é azul, e estudou de forma
muito completa os fenômenos de
espalhamento da luz por partículas
e poeira. Esse efeito também foi
observado por Tyndall quando um
pincel de luz atravessava alguns
sistemas coloidais. Esse espalha-
mento da luz é seletivo, isto é, de-
pende das dimensões das partícu-
las dispersas e do comprimento de
onda da radiação. Dessa forma, é
possível que uma determinada cor
de luz se manifeste de maneira
mais acentuada do que outras.
MOVIMENTO BROWNIANO
Uma outra característica típica dos
sistemas coloidais é o Movimento
Browniano, observado pela primei-
ra vez pelo biólogo inglês Robert
Brown. Uma gota de uma disper-
são coloidal, ao ser colocada ao
microscópio, mostrará pontos lu-
minosos se movimentando. Essa
movimentação das partículas dis-
persas se deve ao choque entre
elas e as moléculas da substância
dispersante.
COLÓIDES HIDROFÓBICOS E HI-
DROFÍLICOS
Os colóides mais importantes são
aqueles em que o meio dispersan-
te é a água. São classificados em
hidrofóbicos (possuem aversão à
água) e hidrofílicos (possuem
atração pela água).
Os colóides hidrofílicos são está-
veis devido à atração que exercem
sobre as moléculas da água, e se
assemelham mais às misturas ho-
mogêneas ou soluções verdadei-
ras. Exemplos típicos são o sabão,
goma de roupa solúvel, detergen-
tes sintéticos e soro de sangue.
Partículas hidrofóbicas, não pos-
suindo afi nidade com água, preci-
sam ser estabilizadas de alguma
forma, caso contrário acabam se
separando em uma fase distinta.
Esta estabilização pode ser feita
pela adsorção de íons em sua su-
perfície. A maior parcela de turbi-
dez oriunda de matérias orgânica e
279
Propriedades Coligativas e Colóides
inorgânica, encontrada nas águas
naturais, é dessa espécie. As partí-
culas individuais são mantidas se-
paradas por forças de repulsão
eletrostáticas, desenvolvidas por
íons positivos adsorvidos na sua
superfície provenientes da solução.
As partículas coloidais podem
agregar-se irreversivelmente na
presença de eletrólitos e resultar
em agregados grandes e compac-
tos (coágulos) por um processo
denominado coagulação, enquanto
na presença de polieletrólitos pode
haver a formação de agregados
menos densos (flóculos), os quais
podem ser facilmente rompidos e
redispersos por agitação vigorosa
(cisalhamento). A coagulação do
leite, por exemplo, resulta da adi-
ção de vinagre (eletrólito) e a eli-
minação de resíduos da água de
piscina por sulfato de alumínio
(forma polieletrólito na água) é fei-
ta após a floculação.
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (FUVEST SP)
Em supermercados, é comum en-
contrar alimentos chamados de
liofilizados, como frutas, legumes e
carnes. Alimentos liofilizados con-
tinuam próprios para consumo
após muito tempo, mesmo sem re-
frigeração. O termo “liofilizado”,
nesses alimentos, refere-se ao pro-
cesso de congelamento e posterior
desidratação por sublimação da
água. Para que a sublimação da
água ocorra, é necessária uma
combinação de condições, como
mostra o gráfico de pressão por
temperatura, em que as linhas re-
presentam transições de fases.
Apesar de ser um processo que
requer, industrialmente, uso de cer-
ta tecnologia, existem evidências
de que os povos pré-colombianos
que viviam nas regiões mais altas
dos Andes conseguiam liofilizar
alimentos, possibilitando estocá-
los por mais tempo. Assinale a al-
ternativa que explica como ocorria
o processo de liofilização natural:
a) A sublimação da água ocorria
devido às baixas temperaturas
e à alta pressão atmosférica
nas montanhas.
b) Os alimentos, após congelados
naturalmente nos períodos fri-
os, eram levados para a parte
mais baixa das montanhas,
onde a pressão atmosférica era
menor, o que possibilitava a
sublimação.
c) Os alimentos eram expostos ao
sol para aumentara tempera-
tura, e a baixa pressão atmos-
férica local favorecia a solidifi-
cação.
d) As temperaturas eram baixas o
suficiente nos períodos frios
280
Propriedades Coligativas e Colóides
para congelar os alimentos, e a
baixa pressão atmosférica nas
altas montanhas possibilitava a
sublimação.
e) Os alimentos, após congelados
naturalmente, eram prensados
para aumentar a pressão, de
forma que a sublimação ocor-
resse.
Questão 02 - (UEL PR)
A presença de nanomateriais é
bem perceptível no cálice de Ly-
curgus que muda sua coloração,
passando de verde para vermelha,
quando exposto à luz branca. Isso
ocorre devido à presença de na-
nopartículas de ouro e prata na
composição do vidro do cálice.
‘‘Lycurgus cup”, 4th C AD Vidro, Altu-
ra: 15,8 cm (6.2 pol.) Museu Britânico
Admitindo o comportamento ideal
de uma solução aquosa não coloi-
dal contida no cálice, formada por
200 mL de água pura (solvente) e
por nanopartículas metálicas de
ouro e prata (solutos não eletróli-
tos) que se desprenderam da pa-
rede interna sob pressão de 1,0
atm, e com base nos conceitos so-
bre propriedades coligativas, assi-
nale a alternativa correta.
a) A temperatura de solidificação
da solução aquosa é maior que
a do solvente puro.
b) A temperatura de ebulição da
solução aquosa é maior que a
do solvente puro.
c) A densidade da solução é
menor que a do solvente puro.
d) A pressão de vapor do sol-
vente na solução é maior que
da água pura, sob mesma tem-
peratura.
e) A elevação da temperatura de
solidificação da solução de-
pende da natureza química do
soluto não volátil.
Questão 03 - (UNICAMP SP)
O “Ebulidor de Franklin” é um
brinquedo constituído de dois bul-
bos de vidro conectados por um
tubo espiralado, preenchido com
líquido colorido. Seu uso consiste
em encostar a mão na base do
bulbo inferior, fazendo com que o
líquido seja aquecido e ascenda
para o bulbo superior. Popularmen-
te, a libido de uma pessoa é avali-
ada com base na quantidade de
líquido que ascende. O sucesso de
venda, obviamente, é maior quanto
mais positivamente o brinquedo
indicar uma “alta libido”. Abaixo
apresenta-se um gráfico da pres-
são de vapor em função da tempe-
ratura para dois líquidos, A e B,
que poderiam ser utilizados para
preencher o “Ebulidor de Franklin”.
281
Propriedades Coligativas e Colóides
Considerando essas informações, é
correto afirmar que a pressão no
interior do brinquedo
a) não se altera durante o seu
uso, e o ebulidor com o líquido
A teria mais sucesso de ven-
das.
b) aumenta durante o seu uso, e o
ebulidor com o líquido A teria
mais sucesso de vendas.
c) não se altera durante o seu
uso, e o ebulidor com o líquido
B teria mais sucesso de vendas.
d) aumenta durante o seu uso, e o
ebulidor com o líquido B teria
mais sucesso de vendas.
Questão 04 - (UNICAMP SP)
“O sal faz a água ferver mais rápi-
do?” Essa é uma pergunta frequen-
te na internet, mas não tente res-
ponder com os argumentos lá
apresentados. Seria muito difícil
responder à pergunta tal como
está formulada, pois isso exigiria o
conhecimento de vários parâme-
tros termodinâmicos e cinéticos no
aquecimento desses líquidos. Do
ponto de vista termodinâmico, en-
tre tais parâmetros, caberia anali-
sar os valores de calor específico e
de temperatura de ebulição da so-
lução em comparação com a água
pura. Considerando massas iguais
(água pura e solução), se apenas
esses parâmetros fossem levados
em consideração, a solução ferve-
ria mais rapidamente se o seu calor
específico fosse
a) menor que o da água pura,
observando-se ainda que a
temperatura de ebulição da so-
lução é menor.
b) maior que o da água pura,
observando-se ainda que a
temperatura de ebulição da so-
lução é menor.
c) menor que o da água pura,
observando-se, no entanto,
que a temperatura de ebulição
da solução é maior.
d) maior que o da água pura,
observando-se, no entanto,
que a temperatura de ebulição
da solução é maior.
Questão 05 - (Mackenzie SP)
Sob mesma pressão atmosférica,
foram analisados volume iguais das
seguintes soluções aquosas, cada
uma com as concentrações apon-
tadas na tabela a seguir.
282
Propriedades Coligativas e Colóides
A respeito do comportamento
dessas soluções, são realizadas al-
gumas afirmações.
I. A solução de glicose é aquela
cuja condução de corrente elé-
trica será a maior sob mesma
temperatura.
II. Os pontos de ebulição das
soluções salinas serão iguais.
III. Todas as soluções apresen-
tarão a mesma concentração
de partículas dissolvidas.
Das afirmações acima,
a) nenhuma está correta.
b) estão corretas apenas I e II.
c) estão corretas apenas I e III.
d) estão corretas apenas II e III.
e) todas estão corretas.
Questão 06 - (FPS PE)
Considere uma solução aquosa 0,1
M de NaCl. De acordo com as pro-
priedades coligativas, é correto
afirmar que, a 1 atm, esta solução
possui:
a) temperatura de ebulição maior
que 100 ºC.
b) temperatura de fusão maior
que 0 ºC.
c) pressão de vapor igual à da
água pura.
d) densidade menor que 1 g/mL.
e) pressão osmótica igual à da
água pura.
Questão 07 - (FPP PR)
O excerto abaixo foi retirado da
pesquisa de Roberta Cristina de
Silva, Et al. para a Jornada de Ensi-
no, Pesquisa e Extensão da UFRPE
em 2009.
A IMPORTÂNCIA DO TRATAMEN-
TO DA ÁGUA PARA HEMODIÁLISE
A água é essencial aos seres vivos,
pois a mesma é a principal respon-
sável pelas reações metabólicas
dos organismos.
Devido ao seu grande poder de
dissolução a água é considerada
um solvente universal. Fazendo-a
com que haja uma variação no seu
teor salino durante o seu ciclo hi-
drológico.
Portanto, é importante ressaltar a
necessidade de um controle do
teor dos sais uma vez que uma alta
quantidade pode causar danos aos
organismos humanos. Para contro-
lar isso foi criado um padrão de
potabilidade que é regido por
normas governamentais cuja por-
taria mais recente é a Portaria 518
de 25 de março de 2004.
Entretanto, este padrão de potabi-
lidade não pode ser utilizado por
pessoas que são submetidas ao
tratamento dialítico. “mesmo sen-
do essencial, existem pessoas que
não podem ingerir um único copo
de água”, pois essas pessoas são
acometidas de uma enfermidade
chamada de insuficiência renal, ne-
cessitando que a água esteja no
seu grau mais absoluto de pureza,
por isso há um tratamento especí-
fico para a retirada de substâncias
maléficas a saúde desses pacien-
tes.
283
Propriedades Coligativas e Colóides
Para o tratamento adequado da
água dialítica, é preciso seguir as
normas estabelecidas pelas autori-
dades através de Portarias e uma
aparelhagem adequada que pode
ser: Deionizadores, filtros Mecâni-
cos, Abrandadores, filtros de car-
vão ativado e Osmose Reversa. […]
Disponível em: http://www.eventosufr-
pe.com.br/jepex2009/cd/resumos/
r1417-1.pdf
Acesso 14/fev/2019.
Usando o texto acima como apoio
e com base nos seus conhecimen-
tos em propriedades coligativas,
assinale a alternativa CORRETA.
a) A osmose reve r sa é um
processo não espontâneo, uma
vez que o solvente (água) é
transferido do meio hipertôni-
co para o meio hipotônico
através de uma membrana se-
mipermeável.
b) Quando estudamos as pro-
priedades coligativas, estuda-
mos as variações químicas
causadas nos solventes graças
a adição de solutos não volá-
teis a eles.
c) Para calcularmos os efeitos
coligativos, levamos em consi-
deração somente a concentra-
ção em quantidade de matéria
das soluções formadas devido
à adição dos solutos não volá-
teis, desprezando assim o grau
de dissociação ou ionização
dos solutos nas mesmas.
d) A pressão osmótica ( ) é a
pressão realizada sobre a colu-
na de líquido hipotônica afim
de favorecer a osmose.
e) Em cálculos das propriedades
ebulioscópicas e crioscópicas,
não nos importamos com o
solvente, uma vez que as cons-
tantes ebuliométricas e crio-
métricas dependem apenas
dos solutos não voláteis.
Questão08 - (FCM MG)
A água apresenta muitas proprie-
dades e características que são
muito úteis e importantes. Em re-
lação à água e algumas de suas
propriedades, podemos afirmar
que:
a) quando misturada com o
açúcar, tem sua temperatura
de congelação aumentada.
b) sua presença numa mistura de
HCl(g) e NaOH(s) diminui a ve-
locidade da reação.
c) quando são formadas as duas
ligações H-O, ocorre absorção
de energia.
d) sua interação com o cloreto de
sódio é do tipo íon – dipolo
permanente.
Questão 09 - (UECE)
Uma solução de glicose e outra de
sacarose contêm a mesma massa
de soluto por litro de solução.
Quanto a essas soluções, é correto
afirmar que
a) o ponto de congelação dessas
soluções é maior do que o da
água pura.
b) o ponto de congelação da
solução de glicose é menor do
que o da sacarose.
π
284
Propriedades Coligativas e Colóides
c) ambas apresentam o mesmo
valor para o ponto de congela-
ção.
d) ambas são isotônicas.
Questão 10 - (UDESC SC)
Propriedades coligativas têm rela-
ção somente com a quantidade de
partículas presentes, independen-
temente da natureza destas.
Sobre esse tema, correlacione as
colunas A e B.
Coluna A
(1) Ebulioscopia
(2) Osmometria
(3) Crioscopia
Coluna B
( ) Ao se adicionar etilenoglicol à
água dos radiadores dos car-
ros, evita-se o congelamento,
em países que nevam.
( ) Ao se adicionar sal de cozinha
(NaCl) à água fervente, obser-
va-se o cessar da fervura.
( ) Ao colocar ameixas secas em
água, com o tempo, nota-se
que as ameixas incham.
Assinale a alternativa que contém
a sequência correta, de cima para
baixo.
a) 3 – 1 – 2
b) 2 – 3 – 1
c) 1 – 3 – 2
d) 3 – 2 – 1
e) 1 – 2 – 3
Questão 11 - (ENEM)
Em regiões desérticas, a obten-
ção de água potável não pode de-
pender apenas da precipitação.
Nesse sentido, portanto, sistemas
para dessalinização da água do
mar têm sido uma solução. Alguns
desses sistemas consistem basi-
camente de duas câmaras (uma
contendo água doce e outra con-
tendo água salgada) separadas por
uma membrana semipermeável.
Aplicando-se pressão na câmara
com água salgada, a água pura é
forçada a passar através da mem-
brana para a câmara contendo
água doce.
O processo descrito para a purifi-
cação da água é denominado
a) filtração.
b) adsorção.
c) destilação.
d) troca iônica.
e) osmose reversa.
Questão 12 - (ENEM)
Bebidas podem ser refrigeradas
de modo mais rápido utilizando-se
caixas de isopor contendo gelo e
um pouco de sal grosso comercial.
Nesse processo ocorre o derreti-
mento do gelo com consequente
formação de líquido e resfriamento
das bebidas. Uma interpretação
equivocada, baseada no senso
comum, relaciona esse efeito à
grande capacidade do sal grosso
de remover calor do gelo.
285
Propriedades Coligativas e Colóides
Do ponto de vista científico, o res-
friamento rápido ocorre em razão
da
a) variação da solubilidade do sal.
b) alteração da polaridade da
água.
c) elevação da densidade do
líquido.
d) modificação da viscosidade do
líquido.
e) diminuição da temperatura de
fusão do líquido.
Questão 13 - (ENEM)
Alguns tipos de dessalinizadores
usam o processo de osmose rever-
sa para obtenção de água potável
a partir da água salgada. Nesse
método, utiliza-se um recipiente
contendo dois compartimentos
separados por uma membrana se-
mipermeável: em um deles coloca-
se água salgada e no outro reco-
lhe-se a água potável. A aplicação
de pressão mecânica no sistema
faz a água fluir de um comparti-
mento para o outro. O movimento
das moléculas de água através da
membrana é controlado pela pres-
são osmótica e pela pressão me-
cânica aplicada.
Para que ocorra esse processo é
necessário que as resultantes das
pressões osmótica e mecânica
apresentem
a) mesmo sent ido e mesma
intensidade.
b) sentidos opostos e mesma
intensidade.
c) sentidos opostos e maior
intensidade da pressão osmó-
tica.
d) mesmo sentido e maior in-
tensidade da pressão osmótica.
e) sentidos opostos e maior
intensidade da pressão mecâ-
nica.
Questão 14 - (ENEM)
Uma das estratégias para con-
servação de alimentos é o salga-
mento, adição de cloreto de sódio
(NaCl), historicamente utilizado
por tropeiros, vaqueiros e sertane-
jos para conservar carnes de boi,
porco e peixe.
O que ocorre com as células pre-
sentes nos alimentos preservados
com essa técnica?
a) O sal adicionado diminui a
concentração de solutos em
seu interior.
b) O sal adicionado desorganiza e
destrói suas membranas plas-
máticas.
c) A adição de sal altera as
propriedades de suas mem-
branas plasmáticas.
d) Os íons Na+ e Cl– provenientes
da dissociação do sal entram
livremente nelas.
e) A grande concentração de sal
no meio extracelular provoca a
saída de água de dentro delas.
286
Propriedades Coligativas e Colóides
Questão 15 - (ENEM)
A escassez de água doce é um
problema ambiental. A dessaliniza-
ção da água do mar, feita por meio
de destilação, é uma alternativa
para minimizar esse problema.
Considerando os componentes da
mistura, o princípio desse método
é a diferença entre
a) suas velocidades de sedi-
mentação.
b) seus pontos de ebulição.
c) seus pontos de fusão.
d) suas solubilidades.
e) suas densidades.
Questão 16 - (ENEM)
A horticultura tem sido reco-
mendada para a agricultura famili-
ar, porém as perdas são grandes
devido à escassez de processos
compatíveis para conservar frutas
e hortaliças. O processo, denomi-
nado desidratação osmótica, tem
se mostrado uma alternativa im-
portante nesse sentido, pois origi-
na produtos com boas condições
de armazenamento e qualidade
semelhante à matéria-prima.
GOMES, A. T.; CEREDA, M. P.; VILPOUX, O. Desidrata-
ção osmótica: uma tecnologia de
baixo custo para o desenvolvimento da agricul-
tura familiar. Revista Brasileira de Gestão e
Desenvolvimento Regional, n. 3, set.-dez. 2007
(adaptado).
Esse processo para conservar os
alimentos remove a água por
a) aumento do ponto de ebulição
do solvente.
b) passagem do soluto através de
uma membrana semipermeá-
vel.
c) utilização de solutos voláteis,
que facilitam a evaporação do
solvente.
d) aumento da volatilidade do
solvente pela adição de solutos
ao produto.
e) pressão gerada pela diferença
de concentração entre o pro-
duto e a solução.
Questão 17 - (ENEM)
Osmose é um processo espontâ-
neo que ocorre em todos os orga-
nismos vivos e é essencial à manu-
tenção da vida. Uma solução 0,15
mol/L de NaCl (cloreto de sódio)
possui a mesma pressão osmótica
das soluções presentes nas células
humanas.
A imersão de uma célula humana
em uma solução 0,20 mol/L de
NaCl tem, como consequência, a
a) adsorção de íons Na+ sobre a
superfície da célula.
b) difusão rápida de íons Na+ para
o interior da célula.
c) diminuição da concentração
das soluções presentes na célu-
la.
d) transferência de íons Na+ da
célula para a solução.
e) transferência de moléculas de
água do interior da célula para
a solução.
Questão 18 - (ENEM)
A obtenção de sistemas coloi-
dais estáveis depende das intera-
ções entre as partículas dispersas
e o meio onde se encontram. Em
um sistema coloidal aquoso, cujas
287
Propriedades Coligativas e Colóides
partículas são hidrofílicas, a adição
de um solvente orgânico miscível
em água, como etanol, desestabili-
za o coloide, podendo ocorrer a
agregação das partículas prelimi-
narmente dispersas.
A desestabilização provocada pelo
etanol ocorre porque
a) a polaridade da água no
sistema coloidal é reduzida.
b) as cargas superficiais das
partículas coloidais são dimi-
nuídas.
c) as camadas de solvatação de
água nas partículas são dimi-
nuídas.
d) o processo de miscibilidade da
água e do solvente libera calor
para o meio.
e) a intensidade dos movimentos
brownianos das partículas co-
loidais é reduzida.
Questão 19 - (ENEM)
O efeito Tyndall é um efeito óptico
de turbidez provocado pelas partí-
culasde uma dispersão coloidal.
Foi observado pela primeira vez
por Michael Faraday em 1857 e,
posteriormente, investigado pelo
físico inglês John Tyndall. este efei-
to é o que torna possível, por
exemplo, observar as partículas de
poeiras suspensas no ar por meio
de uma réstia de luz, observar go-
tículas de água que formam a ne-
blina por meio do farol do carro
ou, ainda, observar o feixe lumino-
so de uma lanterna por meio de
um recipiente contendo gelatina.
REIS, M. completamente Química: físi-
co-Química. São Paulo: FTD, 2001
(adaptado).
Ao passar por um meio contendo
partículas dispersas, um feixe de
luz sofre o efeito Tyndall devido
a) à absorção do feixe de luz por
este meio.
b) à interferência do feixe de luz
neste meio.
c) à transmissão do feixe de luz
neste meio.
d) à polarização do feixe de luz
por este meio.
e) ao espalhamento do feixe de
luz neste meio.
Questão 20 - (UFPR)
Evidências científicas mostraram
que a poluição produzida por na-
vios de guerra durante a Segunda
Guerra Mundial interferiram no
crescimento das árvores na Noru-
ega. Embarcações da Alemanha
ficaram estacionadas boa parte da
guerra na costa da Noruega, com a
função de impedir uma possível
invasão dos inimigos. Para camu-
flar as embarcações, era produzida
uma névoa química, e foi essa né-
voa artificial a responsável por li-
mitar o crescimento das árvores
nesse período. Uma estratégia mui-
to comum para gerar essa névoa
artificial era por meio da queima
incompleta de óleo combustível,
mas também outros métodos fo-
ram empregados, como o lança-
mento na atmosfera de misturas
que produziam cloreto de zinco,
óxido de titânio ou pentóxido de
fósforo.
Esses métodos capazes de produ-
zir névoa artificial se baseiam em
reações que:
288
Propriedades Coligativas e Colóides
a) geram gases irritantes.
b) formam líquidos imiscíveis.
c) produzem compostos voláteis.
d) formam precipitados sus-
pensos na atmosfera.
e) sintetizam compostos que
absorvem a radiação eletro-
magnética no espectro visível.
GABARITO:
1) Gab: D
2) Gab: B
3) Gab: B
4) Gab: C
5) Gab: A
6) Gab: A
7) Gab: A
8) Gab: D
9) Gab: B
10) Gab: A
11) Gab: E
12) Gab: E
13) Gab: E
14) Gab: E
15) Gab: B
16) Gab: E
17) Gab: E
18) Gab: C
19) Gab: E
20) Gab: D
289
290
291
𝑬 𝒌
𝑸𝟏 𝑸𝟐
𝒅
𝑄 𝑚𝑐𝛥𝑡
292
∆𝑬 𝑸 𝑾
Δ
293
𝑯 𝑬 𝑷𝑽
Δ
∆𝐻 ∆𝐸 𝑃∆𝑉
Δ Δ
∆𝐻 𝑄 𝑊 𝑊
∆𝑯 𝑸
∆𝑯 𝑯 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒕𝒐𝒔 𝑯 𝒓𝒆𝒂𝒈𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔
Δ
Δ
294
Δ
Δ
Δ
Δ
C (s) + O2 (g) Æ CO2 (g) ΔH -395,5 kJ
ou
C (s) + O2 (g) Æ CO2 (g) + 395,5 kJ
SnO2(s) Æ Sn(s) + O2 (g) ΔH kJ
ou
SnO2(s) +581 kJ Æ Sn(s) + O2 (g)
295
Æ
Δ
Δ
Æ
Δ
Δ
Æ
Δ
Δ
Δ
Δ Δ
≠
Δ
296
Æ
Δ
Δ
Δ 6 Δ 6 Δ
o
Δ 6 Δ 6 Δ
Δ Δ Δ
Δ Δ
Δ
Δ
Δ
Æ
297
Æ Δ
Æ Δ
Æ
Δ
Δ
Æ
Δ
Æ
Δ
Æ
Δ
Æ
Δ
Δ
Δ
→ Δ
→ Δ
Δ
Æ
Δ
298
→
ℓ Æ
299
ℓ
Δ
Æ Δ
Æ Δ
Æ Δ
Æ
Δ
Δ
Δ
300
Δ
Δ
Æ
Æ
Δ
a)
b)
c)
d)
Δ
301
a)
b)
c) Æ
d)
Δ
Δ
Æ
Æ
Æ
Æ
→ Δ
→ Δ
→ Δ
Δ
302
Æ
Æ
→
→
303
304
o
305
A)
B)
C)
D)
E)
306
→
→
Δ
→
Δ
A)
B)
C)
D)
E)
Δ
Δ
307
→
Δ
308
309
Æ
Δ Δ
Δ Δ
Δ Δ
Δ
Δ
Æ
Δ Δ Δ Δ
310
→
α
Æ
311
Æ
D
312
Δ
313
Æ Δ
314
Æ
Æ
Æ
→
315
316
→
→
317
Δ
Δ
318
Entalpia
Percurso da reação
o
Etapa-I O (g) + Cl(g) O (g) + ClO (g)
Etapa II ClO(g) + O (g) 2O (g) + Cl(g)
3
3
2
2
o
o
o
o
319
320
321
→
322
→
→
→
→
323
Δ
324
325
Equilíbrio Químico
INTRODUÇÃO
O equilíbrio Químico é um tipo de
equilíbrio dinâmico que ocorre com as
reações reversíveis . Nesse estado,
reagentes e produtos se interconvertem
com a mesma rapidez de tal forma que as
propriedades macroscópicas do sistema
(cor, pressão, densidade, concentração,
etc.) se mantêm e todas as espécies
coexistam.
Quando o equilíbrio é atingido, as
reações se processam normalmente, ou
seja, os reagentes continuam formando
produtos e vice-versa. As alterações
microscópicas continuam, pois o equilíbrio
químico é um processo dinâmico e não
estático.
Praticamente toda reação é reversível
em sistemas fechados, variando apenas o
grau de reversibilidade, maior ou menor.
Entretanto, algumas reações têm um
r e n d i m e n t o m u i t o e l e v a d o , d e
prat icamente 100% (cons ideradas
irreversíveis), como é o caso das reações
de combustão. Outras reações têm
rendimento tão baixo que, na prática,
podemos dizer que a reação não ocorre.
1. Condições
Para que o estado de equilíbrio químico
seja estabelecido é necessário que
• o sistema deve ser fechado,
• não haja mudanças macroscópicas no
sistema ( alteração de cor, formação de
precipitado, efervescência ... ),
• todos os reagentes e produtos devem
estar presentes,
• as concentrações dos reagentes e
produtos sejam constantes, não
necessariamente iguais e que
• a velocidade da reação direta é igual a
da inversa.
2. Análise gráfica
No in íc io da reação, só temos
reagentes; logo, a velocidade a reação
direta é máxima. Com o passar do tempo,
os produtos vão sendo formados e
começa a existir a velocidade inversa. À
medida que as concentrações dos
produtos vão aumentando, a velocidade
da reação inversa também aumenta. Já a
velocidade da reação direta diminui,
devido à diminuição das concentrações
dos reagentes, e a velocidade inversa
aumenta , dev ido ao aumento das
concentrações dos produtos. Essas
variações ocorrem até que as velocidades
se igualam, e, a partir desse instante, as
velocidades instantâneas direta e inversa
não valem zero, mas possuem o mesmo
valor conforme mostra o gráfico a segui.
Além do gráfico de velocidade versus
tempo, pode-se estudar os equilíbrios
químicos pelos gráficos concentração
versus tempo. Nesses tipos de gráficos,
verificaremos que, com o passar do tempo,
as concentrações dos reagentes sempre
i r ã o d i m i n u i r, p o i s e s t ã o s e n d o
consumidos, enquanto as concentrações
dos produtos irão aumentar, partindo do
zero, pois estão sendo formados. No
entanto, a concentração das espécies em
equilíbrio dependerá do rendimento da
reação na temperatura do experimento e,
por isso, há três possíveis gráficos para
uma mesmo a reação:
• Reação com rendimento de 50%
326
Equilíbrio Químico
• Reação com rendimento maior que 50%
• Reação com rendimento inferior a 50%
3. Tipos de equilíbrio químico
• Quanto ao número de fases:
Homogêneo: todas as espécies na mesma
fase de agregação.
Heterogêneo: espécies em fases de
agregação diferentes.
• Quanto à natureza das espécies:
Iônicos: pelo menos uma das espécies é
iônica.
Moleculares: reagentes e produtos são
moleculares.
CONSTANTES DE EQUILÍBRIO
1. Constante de equilíbrio em termos da
concentração em mol.L-1(Kc)
Para uma equação genérica
aA + bB ⇄ cC + dD
em que todos os participantes estão em
equilíbrio homogêneo, tem-se que a Lei da
velocidade para as reaçõe direta e inversa
são dadas por:
vd = kd . [A]a . [B]b e vi = ki . [C]c . [D]d
No equilibrio, vd = vi, portanto
kd . [A]a . [B]b = ki . [C]c . [D]d
Assim, pode-se expressar Kc como
Exemplo: para a equação de obtenção
do tetróxido de dinitrogênio, a constante
Kc é
Atenção!
Sólidos e líquidos puros não entram na
expressão de Kc, pois suas concentrações
são constantes.
2. Constante de equilíbrio em termos da
pressão parcial em atm (Kp)
É expressa da mesma forma que o Kc,
entretanto, somente gases entram na
expressão de Kp.
Exemplos:
Quanto maiores foremos valores de Kc
ou Kp, maior será a extensão da
ocorrência da reação direta – maior
concentração dos produtos. E quanto
menores forem os valor de Kc ou Kp,
maior será a extensão da ocorrência da
reação inversa.
O valor numérico da constante de
equilíbrio depende dos coeficientes
estequiométricos e da temperatura da
reação. Por isso, a IUPAC recomenda que a
constante de equilíbrio seja estabelecida a
p a r t i r d o s m e n o re s c o e f i c i e n t e s
estequiométricos inteiros.
3. Relação entre Kc e Kp
Consideremos a seguinte reação
genérica:
aA + bB ⇄ cC + dD
em que a constante Kc e kp são dadas
por:
327
Equilíbrio Químico
Considerando o comportamento ideal
dos gases , a pressão parc ia l dos
participantes do equilíbrio pode ser
relacionada da seguinte maneira com a
concentração em mol.L–1:
PV = nRT
Como [gás] = n/V e aplicando essa
expressão para os componentes da reação
genérica, temos:
PA = [A]RT PB = [B]RT
PC = [C]RT PD = [D]RT
Substituindo esses dados na expressão
do Kp obtém – se:
O que é equivalente a:
Simplificando:
Portanto
Kp = Kc (RT)∆n
E m q u e ∆n é a v a r i a ç ã o d o s
coeficientes estequiométricos dos gases
em equilibrio:
∆n = (c + d) – (a + b)
4. Cálculo da constante de equilíbrio
• A partir de dados experimentais
Em um recipiente fechado, com
capacidade de 2 L, em temperatura de
100ºC, há 20 mol de N2O4. Nessas
condições, verifica-se a ocorrencia da
seguinte reação reversível: N2O4(g) ⇆
NO2(g).
Após o equilíbrio ser atingido, verificou-
se que a concentração de NO2!era igual a
4 mol.L-1. Determine o valor da constante
de equilíbrio, Kc, para reação a 100 °C.
RESOLUÇÃO
Nesse tipo de exercício, deve-se
determinar as concentrações de todas as
espécies no equilíbrio com o auxílio de
uma tabela – tabela de equilíbrio químico.
No exemplo anterior, sabe-se que foram
formados 8 mol de NO2,, pois o volume do
recipiente é de 2 L ([NO2] = 4 mol.L-1).
Assim, como a proporção da reação é de
1 : 2, conclui-se que foram gastos 4 mol de
N2O4. Dessa forma, resta, 16 mol do
reagente no sistema e, portanto, sua
concentração no equilíbrio é igual a 8
mol.L-1.
Agora basta substituir os valores
encontrados na expressão da constante de
equilíbrio Kc dessa reação:
Kc =![NO2]2 = !(4)!2 = 2
[N2O4] (8)
Atenção!
A linha da quantidade que reagem e
que se formam é a única que deve
obedecer a estequiometria da reação.
• A partir de equações químicas
Nesse tipo de exercício, deve-se
manipular as equações fornecidas, como
se fossem equações matemátivcas, para se
obter a equação desejada. No entanto, ao
mudar os coeficientes estequiométricos da
reação, altera-se os expoentes da
constante de equilíbrio. Por isso, deve-se
r e a l i z a r a s m e s m a s o p e r a ç õ e s
matemáticas aplicadas às equações com
os expoentes da constante de equilíbrio.
Além disso, ao somar as equações, deve-
se multiplicar os valores das constantes.
Exemplo: Determine o valor de Kc para
a reação hipotética a seguir.
A(s) + 3/2 B(g) + C(l) ⇆ D(aq)
Dados:
A(s) + B(g) ⇆ E(g) Kc = 2
2F(g) ⇆ 2E(g) + B(g) Kc = 0,25
D(aq) ⇆ F(g) + C(l) Kc = 0,1
328
Equilíbrio Químico
RESOLUÇÃO
A partir da análise das equações
fornecidas, verifica-se que, para se obter a
equação desejada, deve-se manter -
multiplicar por 1 - a primeira equação,
inverter e dividir por dois – multiplicar por
(-1/2) - a segunda, inverter a terceira –
multiplicar (-1) e somar as equações
maniuladas.
x1 A(s) + B(g) ⇆ E(g) (Kc = 2)1
x(-1/2) 2F(g) ⇆ 2E(g) + B(g) (Kc = 0,25)-1/2
=
x(-1) D(aq) ⇆ F(g) + C(l) (Kc = 0,1)-1
Portanto, tem-se:
A(s) + B(g) ⇆ E(g) Kc = 2
E(g) + ½B(g) ⇆ F(g) Kc = 2
F(g) + C(l) ⇆ D(aq) Kc = 10
A(s) + 3/2 B(g) + C(l) ⇆ D(aq)
Kc = 40
QUOCIENTE REACIONAL (Q)
A expressão que define o quociente
reacional é a mesma utilizada para a
constante de equilíbrio, com a diferença de
que, na primeira, as concentrações
empregadas não são necessariamente as
de equilíbrio.
O quociente reacional é utilizado para
prever se uma mistura reacional qualquer
está ou não em equilíbrio químico. No caso
de não haver equilíbrio, é possível saber a
direção da reação.
Se
• Q < K, o sistema não está em equilíbrio,
e parte dos reagentes deve ser
convertida em produtos, ou seja, a
reação tem de avançar no sentido
direto para estabelecer o equilíbrio.
• Q = K, o sistema está em equilíbrio.
• Q > K, o sistema não está em equilíbrio,
e parte dos produtos deve ser
convertida em reagentes, ou seja, a
reação tem de avançar no sentido
inverso para o equilíbrio ser alcançado.
GRAU DE EQUILÍBRIO OU
RENDIMENTO (Α)
O grau de equilíbrio é a razão entre a
quantidade de um reagente consumido até
que o equilíbrio seja atingido (n0 – neq.) e a
sua quantidade inicial (n0).
O grau de equilíbrio pode aparecer
também na forma percentual.
Quando o grau de equilíbrio é, por
exemplo, igual a 0,6, significa que 60% dos
reagente foi consumido até o equilíbrio.
DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO
1. Princípio de Le Chatelier
Quando um sistema em equilíbrio sofre
uma perturbação externa, a reação se
processa (se desloca) no sentido de
amenizar essa perturbação, buscando um
novo estado de equilíbrio.
Atenção!
Deslocar o equilíbrio corresponde a
alterar a a velocidade da reação direta e/
ou a da inversa em diferentes proporções.
2. Fatores que afetam o equilíbrio
• Concentração
As velocidades das reações são
proporcionais às concentrações dos
re a g e n te s . A ss i m , o a u m e n to d a
concentração de uma espécie desloca o
equilíbrio no sentido contrário em que
houve aumento da concentração, pois a
velocidade da reação no sentido consumo
dessa espécie aumenta. Já a redução da
concentração, desloca o equilíbrio no
mesmo sentido em que houve diminuição
de concentração, pois a velocidade de
consumo da espécie será menor que a de
formação.
Atenção!
A adição de um sólido ou líquido puro
não desloca o equilíbrio, pois suas
concentrações são constantes.
• Pressão
Quando aumentamos a pressão sobre
um equil íbrio envolvendo gases, à
temperatura constante, ele se desloca no
sentido da reação capaz de diminuir esse
aumento da pressão e vice-versa. Assim, o
aumento da pressão desloca o equilíbrio
no sentido de produção do menor número
de mols gasosos e a diminuição da
pressão desloca o equilíbrio no sentido
que gera o maior número de mols gasosos.
Isso ocorre, pois quando aumenta-se a
pressão de um sistema gasoso, as
concentrações e pressões parciais de seus
componentes são aumentadas, o que
329
Equilíbrio Químico
acelera tanto a reação direta quanto a
invesa. Contudo, caso a reação apresente
o mesmo número de mols gasosos nos
dois lados da reação, essas velocidades
são alteradas na mesma proporção e, por
isso, o equilíbrio não é perturbado.
Atenção!
A adição de um gás inerte não desloca
o equilíbrio, pois essa perturbação só vai
alterar a pressão total, não mudando a
pressão parcial de algum gás participante
da reação.
• Temperatura
O aumento da temperatura aumenta a
energia cinética média das particulas,
acelerando a reação direta e a inversa.
Entretanto, a reação endotérmica é a mais
favorecida, já que esta absorve energia.
Ass im, tem-se que o aumento da
temperatura desloca o equilíbrio no
sentido da reação endotérmica, enquanto
que a diminuição da temperatura desloca
o equi l íbrio no sentido da reação
exotérmica.
Atenção!
O catalisador acelera a reação direta e
indireta na mesma proporção, porque
produz o mesmo abaixamento da energia
de ativação nas duas reações. Assim, o
catalisador não altera o estado final de
equilíbrio, ou seja, não desloca. O
catalisador apenas faz com que o estado
d e e q u i l í b r i o s e j a a t i n g i d o m a i s
rapidamente.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
1.(UFMG) Considere os gráficos de I a V.
Aquele que representa CORRETAMENTEa evolução do sistema até atingir o
equilíbrio é
A) I B) II C) III D) IV
E) V
2.(PUC RS) O monóxido de dinitrogênio,
quando inalado em pequenas doses,
produz uma espécie de euforia, daí ser
chamado de gás hilariante. Ele pode ser
obtido por meio da decomposição do
nitrato de amônio, conforme equação
representada a seguir:
Com re lação a essa reação em
equilíbrio, está CORRETO afirmar que
A) a produção de monóxido de
dinitrogênio aumenta com o aumento de
temperatura.
B) a adição de um catalisador aumenta
a formação do gás hilariante.
C) o equilíbrio químico é atingido
quando as concentrações dos produtos se
igualam.
D) um aumento na concentração de
água desloca o equilíbrio químico no
sentido da reação de formação do
monóxido de dinitrogênio.
E) uma diminuição na concentração de
monóxido de dinitrogênio desloca o
equilíbrio químico no sentido da reação de
decomposição do nitrato de amônio.
330
Equilíbrio Químico
3.Os gases oxigênio (O2) e nitrogênio (N2)
presentes no ar atmosférico podem
reagir, durante a combustão da gasolina,
no motor de um automóvel. A equação
para a reação de equilíbrio é dada por
À temperatura ambiente, a constante
de equ i l íb r io é igua l a 4 ,8x 10–31 .
Considerando o equil íbrio dado, é
INCORRETO afirmar que
A) a decomposição do NO é favorecida
em temperaturas mais baixas.
B) o valor da constante de equilíbrio é
quadruplicado ao se dobrar a [NO].
C) o aquecimento do motor contribui
para a formação de NO.
D ) a c o n c e n t r a ç ã o d e N O , à
temperatura ambiente, é muito baixa.
4.A certa temperatura, 2,0 mol de COCl2(g)
foram colocados em um frasco de volume
constante e igual a 1,0 L. Esse composto
dissociou-se segundo a reação
No equilibrio, 50% de COCũ2(g) estava
dissociado. A quantidade de matéria de
COCũ2(g) que deve ser colocada no mesmo
frasco de 1,0 L para que 25% do COCũ2(g)
total se dissocie, na mesma temperatura, é
igual a
A) 12 mol.
B) 4,0 mol.
C) 1,0 mol.
D) 0,083 mol.
5.A reação A ⇆ 2B + C apresenta, numa
dada temperatura, constante de equilíbrio
K = 1. A tabela abaixo representa, sob
essa mesma temperatura, concentrações
de A, B e C presentes numa mistura de A,
B e C.
É
CORRETO afirmar que está em equilíbrio a
mistura:
a) I b) II c) III d) IV
6.Abaixo estão mostradas duas reações
em fase gasosa, com suas respectivas
constantes de equilíbrio.
CO (g) + H2O (g) ⇆ CO2 (g) + H2 (g) K =
0,23
CH4 (g) + H2O (g) ⇆ CO (g) + 3 H2 (g) K
= 0,20
Pode-se concluir que, nessas mesmas
condições, a constante de equilíbrio para a
reação
CH4 (g) + 2H2O (g) ⇆CO2 (g) + 4 H2 (g)
é de
a) 0,030.
b) 0,046.
c) 0,230.
d) 0,430.
e) 1,150.
7.A reforma de hidrocarbonetos, em
presença de vapor, é a principal via de
obtenção de hidrogênio de alta pureza.
Esse processo envolve diversas etapas,
incluindo a conversão de monóxido em
dióxido de carbono. Na indústria, essa
etapa remove o monóxido de carbono
residual e contribui para o aumento da
produção de hidrogênio. A equação da
reação reversível de conversão do CO e o
gráfico da variação da concentração
desses reagentes e produtos, em função
do tempo, estão apresentados a seguir:
CO (g) + H2O (g) ⇆ H2(g) + CO2(g)
Considere que ocorre um aumento da
concentração dos reagentes, deslocando o
equilíbrio dessa reação. Nesse contexto, a
variação da concentração dos reagentes e
p r o d u t o s e m f u n ç ã o d o t e m p o ,
qualitativamente, é descrita pelo gráfico:
a)
215,0IV
15,01III
111II
112I
L mol/]C[L mol/]B[L mol/]A[Mistura 111 −−−
331
Equilíbrio Químico
b)
c)
d)
e)
08. Até o início do século XX, a principal
fonte natural de compostos nitrogenados
era o NaNO3 (salitre do Chile), que
r e s u l t a v a d a t r a n s f o r m a ç ã o d e
excrementos de aves marinhas em regiões
de clima seco, como acontece no Chile. O
salitre natural não seria suficiente para
suprir a necessidade atual de compostos
n i t rogenados . Ass im a s íntese do
amoníaco, descrita abaixo, solucionou o
problema da produção de salitre:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Considerando que em um sistema, a
mistura dos gases tem pressões parciais
de 0,01atm, 0,1atm e 0,5atm para o NH3, H2
e N 2 , re s p e c t i va m e n te , e m a l t a s
temperaturas, o valor de Kp é igual a:
a) 0,15
b) 0,18
c) 0,20
d) 0,24
e) 0,25
GABARITO
1. E
2. E
3. B
4. A
5. B
6. B
7. A
8. C
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Questão 01 - (ENEM/2015)
Vários ácidos são utilizados em
indústrias que descartam seus
efluentes nos corpos d’água, como
rios e lagos, podendo afetar o
e q u i l í b r i o a m b i e n t a l . P a r a
n e u t ra l i z a r a a c i d ez , o s a l
carbonato de cálcio pode ser
ad ic ionado ao ef luente , em
quantidades apropriadas, pois
produz bicarbonato, que neutraliza
a água. As equações envolvidas no
processo são apresentadas:
(I) CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l)
Ca2+ (aq) + 2 HCO3– (aq)
(II) HCO3– (aq) H+ (aq) + CO32–
(aq) K1 = 3,0 10–11
(III) CaCO3 (s) Ca2+ (aq) + CO32–
(aq) K2 = 6,0 10–9
→
←
×
×
332
Equilíbrio Químico
(IV) CO2 (g) + H2O (l) H+ (aq) +
HCO3– (aq) K3 = 2,5 10–7
Co m b a s e n o s va l o re s d a s
constantes de equil íbrio das
reações II, III e IV a 25 ºC, qual é o
valor numérico da constante de
equilíbrio da reação I?
a) 4,5 10–26
b) 5,0 10–5
c) 0,8 10–9
d) 0,2 105
e) 2,2 1026
Questão 02 - (ENEM/2018)
O sulfato de bário (BaSO4) é
mundialmente utilizado na forma
de suspensão como contraste em
radiografias de esôfago, estômago
e intestino. Por se tratar de um sal
pouco solúvel, quando em meio
aquoso estabelece o seguinte
equilíbrio:
BaSO4 (s) Ba2+(aq) + SO42–(aq)
Por causa da toxicidade do
bário (Ba2+), é desejado que o
contraste não seja absorvido,
sendo totalmente eliminado nas
fezes. A eventual absorção de íons
Ba2+, porém, pode levar a reações
adversas ainda nas primeiras horas
após sua administração, como
vômito, cólicas, diarreia, tremores,
crises convulsivas e até mesmo a
morte.
PEREIRA, L. F. Entenda o caso da intoxicação por
Celobar®.
Disponível em: www.unifesp.br.
Acesso em: 20 nov. 2013 (adaptado).
Para garantir a segurança do
p a c i e n t e q u e f i z e r u s o d o
contraste, deve-se preparar essas
suspensão em
a) água destilada.
b) soro fisiológico.
c) solução de cloreto de bário,
BaCl2.
d) solução de sulfato de bário,
BaSO4.
e) solução de sulfato de potássio,
K2SO4.
Questão 03 - (ENEM/2015)
Hipoxia ou mal das alturas
consiste na diminuição de oxigênio
(O2) no sangue a r te r i a l do
organismo. Por essa razão, muitos
atletas apresentam mal-estar
(dores de cabeça, tontura, falta de
ar etc.) ao praticarem atividade
física em altitudes elevadas. Nessas
c o n d i ç õ e s , o c o r r e r á u m a
diminuição na concentração de
hemoglobina oxigenada (HbO2)
em equilíbrio no sangue, conforme
a relação:
Hb (aq) + O2 (aq) HbO2 (aq)
Mal da montanha. Disponível em: www.feng.pucrs.br.
Acesso em: 11 fev. 2015 (adaptado).
A alteração da concentração de
hemoglobina oxigenada no sangue
ocorre por causa do(a)
a) elevação da pressão arterial.
b) aumento da temperatura
corporal.
c) redução da temperatura do
ambiente.
×
×
×
×
×
×
333
Equilíbrio Químico
d) queda da pressão parcial de
oxigênio.
e) diminuição da quantidade de
hemácias.
Questão 04 - (ENEM/2014)
A formação de estact i tes
depende da reversibilidade de uma
reação química. O carbonato de
cálcio (CaCO3) é encontrado em
depósitos subterrâneos na forma
de pedra calcária. Quando um
volume de água rica em CO2
dissolvido infiltra-se no calcário, o
minério dissolve-se formando íons
Ca2+ e HCO3–. Numa segunda
etapa, a solução aquosa desses
íons chega a uma caverna e ocorre
a reação inversa, promovendo a
liberação de CO2 e a deposição de
CaCO3, de acordo com a equação
apresentada.
Ca2+ (aq)+ 2 HCO3– (aq) CaCO3 (s)
+ CO2 (g) + H2O (l) ΔH = +40,94 kJ/
mol
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. L.; WEAVER, R. C. Química
geral e reações químicas.
São Paulo: Cengage Learning, 2010 (adaptado).
Considerando o equilíbrio que
ocor re a segunda e tapa , a
formação de carbonato será
favorecida pelo(a)
a) diminuição da concentração de
íons OH– no meio.
b) aumento da pressão do ar no
interior da caverna.
c) diminuição da concentração de
HCO3– no meio.
d) aumento da temperatura no
interior da caverna.
e) aumento da concentração de
CO2 dissolvido.
Questão 05 - (ENEM/2011)
Os refrigerantes têm-se tornado
cada vez mais o alvo de políticas
públicas de saúde. Os de cola
apresentam ácido fosfór ico,
substância prejudicial à fixação de
cálcio, o mineral que é o principal
componente da matriz dos dentes.
A cárie é um processo dinâmico de
desequilíbrio do processo de
desmineralização dentária, perda
de minerais em razão da acidez.
S a b e - s e q u e o p r i n c i p a l
componente do esmalte do dente
é u m s a l d e n o m i n a d o
hidroxiapatita. O refrigerante, pela
p r e s e n ç a d a s a c a r o s e , f a z
decrescer o pH do biofilme (placa
b a c t e r i a n a ) , p rovo c a n d o a
desmineralização do esmalte
dentário. Os mecanismos de
defesa salivar levam de 20 a 30
minutos para normalizar o nível do
pH, remineralizando o dente. A
e q u a ç ã o q u í m i c a s e g u i n t e
representa esse processo:
Ca5(PO4)3OH(s)
5 Ca2+(aq) + 3 PO43–(aq) + OH–(aq)
GROISMAN, S. Impacto do refrigerante nos dentes é
avaliado sem tirá-lo da dieta.
Disponível em: http://www.isaude.net. Acesso em: 1
maio 2010 (adaptado).
Considerando que uma pessoa
consuma refrigerantes diariamente,
poderá ocorrer um processo de
desmineralização dentária, devido
ao aumento da concentração de
→
←
desmineralização
mineralização
334
Equilíbrio Químico
a) OH–, que reage com os íons
Ca2+, deslocando o equilíbrio
para a direita.
b) H+, que reage com as hidroxilas
OH–, deslocando o equilíbrio
para a direita.
c) OH–, que reage com os íons
Ca2+, deslocando o equilíbrio
para a esquerda.
d) H+, que reage com as hidroxilas
OH–, deslocando o equilíbrio
para a esquerda.
e) C a 2+ , q u e re a g e co m a s
hidroxilas OH–, deslocando o
equilíbrio para a esquerda.
Questão 06 - (ENEM/2010)
À s v e z e s , a o c o b r i r u m
refrigerante, percebe-se que uma
p a r t e d o p r o d u t o v a z a
rapidamente pela extremidade do
recipiente. A explicação para esse
f a t o e s t á r e l a c i o n a d a à
perturbação do equilíbrio química
ex i s ten te en t re a lguns dos
ingredientes do produto, de
acordo com a equação:
CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)
A alteração do equilíbrio anterior,
relacionada ao vazamento do
re f r i g e ra n te n a s co n d i ç õ e s
descritas, tem como consequência
a
a) l iberação de CO2 para o
ambiente.
b) elevação da temperatura do
recipiente.
c) elevação da pressão interna no
recipiente.
d) elevação da concentração de
CO2 no líquido.
e) formação de uma quantidade
significativa de H2O.
Questão 07 - (UNITAU SP/2019)
O gráfico abaixo representa a
variação da concentração de
reagentes (C1) e produtos (C2) ao
longo do tempo. Com relação a
esse gráfico, assinale a alternativa
CORRETA.
a) A velocidade da reação na
ordem direta e inversa é igual
nessa reação, apesar de as
c o n c e n t r a ç õ e s n ã o s e
igualarem no equilíbrio (t2).
b) Nem em t1, nem em t2, a reação
atingiu o equilíbrio, pois as
c o n c e n t r a ç õ e s n ã o s e
igualaram.
c) E m t 2 , a ve l o c i d a d e d e
formação do produto é maior
em relação a sua reação na
ordem reversa.
d) A reação estava em equilíbrio
n o t e m p o 0 , p o r q u e a
concentração de reagentes foi
m a i o r e m r e l a ç ã o à
concentração de produtos.
e) A constante de equilíbrio da
reação (K) é independente da
temperatura.
→
←
335
Equilíbrio Químico
Questão 08 - (Faculdade Santo
Agostinho BA/2018)
Considere o seguinte equilíbrio
químico em água:
HCO (aq) H+ (aq) + CO (aq).
Qual das seguintes afirmativas
pode ser concluída utilizando-se
apenas da equação?
a) As concentrações no equilíbrio
de todos os participantes são
iguais.
b) O equi l íbr io fo i at ingido
começando com apenas
em solução.
c) A expressão da constante de
equilíbrio leva-se em conta
apenas .
d) A velocidade da reação direta
iguala-se à reação inversa.
Questão 09 - (UERJ/2020)
Considere as quatro reações
q u í m i c a s e m e q u i l í b r i o
apresentadas abaixo.
Após submetê-las a um aumento
de pressão, o deslocamento do
equilíbrio gerou aumento também
na concentração dos produtos na
seguinte reação:
a) I
b) II
c) III
d) IV
Questão 10 - (UEG GO/2020)
Considere que na reação química
hipotética representada a seguir
um mol de um composto A seja
misturado com um mol de um
composto B e, transcorrido certo
tempo, estabeleça-se o equilíbrio
químico, momento em que se
verifica que existem 2/5 de mol de
A.
A + B C + D
O valor numérico da constante de
equilíbrio, Kc, será igual a:
a) 2,50
b) 3,25
c) 2,25
d) 5,70
e) 8,30
Questão 11 - (IFPR/2020)
O gráfico a seguir apresenta a
variação da concentração (em
linhas tracejadas) dos gases A e B,
ao longo do progresso da reação
que ocorre em recipiente fechado,
dotado de êmbolo móvel.
−
3
−2
3
-
3HCO
-
3HCO
336
Equilíbrio Químico
Com base nas informações, analise
os itens I a III.
I) A reação balanceada entre as
espécies citadas é 3A 2B.
II) O valor da constante de
equilíbrio da reação é 4 102.
III) O equilíbrio estabelecido é
deslocado para os produtos ao
se diminuir o volume do
recipiente.
Está(ão) correto(s):
a) apenas I.
b) apenas I e III.
c) apenas II e III.
d) I, II e III.
Questão 12 - (UERJ/2020)
Na naftalina, produto comercial
utilizado para repelir traças e
baratas de residências, existe uma
grande quantidade da substância
naftaleno, que muda de estado
físico, estabelecendo o equilíbrio
representado abaixo.
C10H8(s) C10H8(g) Kc = 4 10–6
mol/L, a 25 ºC e a 1 atm
Considere a apresentação da
naftalina, comumente vendida em
m e rc a d o s , s o b a fo r m a d e
pequenas esferas, cada uma com
massa de 256 mg.
Nomeie a mudança de estado
físico que ocorre com o naftaleno e
represente sua fórmula estrutural.
Em seguida, calcule o número de
esferas de naftalina necessárias
para atingir o equilíbrio químico no
interior de um armário com 2 m3
de volume.
Questão 13 - (FM Petrópolis RJ/
2019)
O Níquel tetracarbonilo, Ni(CO)4, é
um complexo organometálico
incolor que representa um versátil
r e a g e n t e . É ex t r e m a m e n t e
venenoso e sua toxicidade e
vo l a t i l i d a d e à te m p e ra t u ra
ambiente o fez ganhar o apelido
de “morte líquida”.
Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/
wiki/N%C3%ADquel_tetracarbonilo>.
Acesso em: 10 jul. 2018. Adaptado.
Ni(s) + 4 CO(g) Ni(CO)4(g)
Os equi l íbr ios heterogêneos
apresentam reagentes e produtos
em fases diferentes e, partindo de
0,6 mols de Ni(s) e CO(g) em um
recipiente de um litro, constatou-se
que, ao se atingir o equilíbrio
químico numa dada temperatura, a
concentração da espécie CO, em
quantidade de matéria, estabilizou-
se em 0,2 mol L–1.
A constante de equilíbrio (Kc)
desse processo será, em (mol.L–1) –
3,
a) 75,5
b) 375
c) 62,5
×
×
337
Equilíbrio Químico
d) 416,7
e) 50
Questão 14 - (ACAFE SC/2019)
Considere os equilíbrios químicos
g e n é r i c o s a s e g u i r e s u a s
respect ivas constantes , sob
temperatura de 25 ºC:
1) A B + C K1 = 3 10–
2
2) D 2B + E K2 = 2 10–
5
3) 2A + E 2C + D K3 = ?
Baseado nos conceitos químicos e
nas informações fornecidas ,
assinale a alternativa correta que
contém o valor da constante K3:
a) 6 10–7
b) 3000
c) 45
d) 1500
Questão15 - (FCM MG/2020)
A figura abaixo ilustra uma reação
hipotética de A(g) B(g) .
Na f igura, as bol inhas em I
correspondem ao reagente A e a
sequência da esquerda para a
direita indica o sistema à medida
que o tempo passa.
Sendo os processos elementares
com constantes de velocidade 4,2
10–3 s–1 para a reação direta e 1,5
10–1s–1 para a reação inversa,
assinale a alternativa CORRETA.
(BROWN, LeMay, BURSTEN. Química Central. 9a
Edição.
PEARSON: SP, 2005, p. 558. Adaptado.)
a) O valor da constante de
equilíbrio para a reação A(g) =
B(g) é 2,8 10–4.
b) A t e m p e r a t u r a , a o s e r
aumentada, diminui o número
de bolas escuras.
c) A pressão parcial de A, no
equilíbrio, é igual à pressão
parcial de B.
d) O sistema A(g) = B(g) atinge
um estado de equ i l íb r io
químico em IV.
Questão 16 - (FPS PE/2020)
A tabela a seguir mostra os valores
da constante de equilíbrio K para o
equilíbrio entre os gases N2O4
(incolor) e NO2 (marrom) em
diferentes temperaturas:
N2O4(g) 2 NO2(g)
Sobre o equilíbrio apresentado e
os dados da tabela, são feitas as
seguintes afirmações:
1) A c o m p r e s s ã o t o r n a a
c o l o r a ç ã o m a r r o m m a i s
acentuada.
2) O r e s f r i a m e n t o t o r n a a
c o l o r a ç ã o m a r r o m m a i s
acentuada.
↔ ×
↔ ×
↔
×
→ 0H >Δ
⋅
⋅
⋅
338
Equilíbrio Químico
3) A reação é endotérmica no
sentido direto.
Está(ão) incorreta(s):
a) 1, apenas.
b) 1 e 2, apenas.
c) 2 e 3, apenas.
d) 1 e 3, apenas.
e) 1, 2 e 3.
Questão 17 - (UFRGS RS/2020)
E m a l t a s t e m p e r a t u r a s , o
hidrogênio molecular pode estar
em equilíbrio com o hidrogênio
atômico através da seguinte
reação
H2(g) 2H(g)
Sobre essa reação, são feitas as
seguintes afirmações.
I. A quantidade de hidrogênio
atômico aumenta com o
aumento da temperatura,
p o r q u e a r e a ç ã o é
endotérmica.
II. E m c o n d i ç õ e s d e b a i x a
temperatura, não há energia
suf ic iente para romper a
ligação.
III. A v a r i a ç ã o d e e n t a l p i a
envolvida na reação é o dobro
da entalpia de formação do
h i d ro g ê n i o a t ô m i co n a s
condições da reação.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
Questão 18 - (UCB DF/2019)
Na história da química, um dos
p r o c e s s o s q u í m i c o s m a i s
conhecidos é o de Haber-Bosch.
De forma simplificada, o intuito do
processo é a obtenção da amônia
a partir do nitrogênio gasoso, que
é abundante na atmosfera. Tal
processo pode ser representado
pela equação química a seguir.
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
A constante de equilíbrio Kp, na
temperatura de 300 K, é igual a
4,3 10–3, e a reação é exotérmica.
Com base nessas informações,
assinale a alternativa correta.
a) A v a r i a ç ã o d a e n t a l p i a
associada à reação tem valor
positivo.
b) A 300 K e a baixas pressões, a
reação no equilíbrio tende a
formar mais produtos que
reagentes.
c) O abaixamento da temperatura
de reação desloca o equilíbrio
para a formação da amônia,
mas diminui a velocidade de
reação.
d) O abaixamento da temperatura
de reação diminui a energia de
a t i v a ç ã o d o f e n ô m e n o ,
tornando o processo mais
lento.
e) A mudança de pressão sobre o
sistema faz com que haja
deslocamento do equilíbrio,
339
Equilíbrio Químico
transformando o valor da
constante de equilíbrio Kp.
Questão 19 - (UFT TO/2019)
As substâncias nitrogenadas
desempenham importante papel
em nossa sociedade. Dentre as de
maior importância estão a amônia
e o ácido nítrico, usadas na
f a b r i c a ç ã o d o n á i l o n e d o
poliuretano. A conversão de NH3
em NO com o uso de catalisador é
o primeiro passo para a fabricação
industrial do ácido nítrico e a rota
industrial para a obtenção de
s u b s t â n c i a s ox i g e n a d a s d o
nitrogênio. A reação de produção
de NO a partir de NH3 é:
4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) +
6H2O(g), com .
Q u a n d o a re a ç ã o a t i n g e o
equ i l íb r io , uma mane i ra de
aumentar a produção de NO(g) é
aumentando a(o):
a) volume do sistema.
b) pressão sobre o sistema.
c) concentração de água.
d) temperatura do sistema.
Questão 20 - (UERJ/2019)
Na Copa do Mundo de 2018, os
jogadores russos, durante as
p a r t i d a s , i n a l ava m a m ô n i a ,
substância cujo uso não é proibido
pela Agência Mundial Antidoping.
Segundo o técnico da seleção,
essa prática melhorava o fluxo
sanguíneo e respiratório dos
atletas.
Industrialmente, a amônia é obtida
a partir dos gases nitrogênio e
hidrogênio, conforme o equilíbrio
q u í m i co re p re s e n t a d o p e l a
seguinte equação:
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)
Nomeie a geometria da molécula
de amônia e aponte, de acordo
c o m a t e o r i a d e L e w i s , a
característica responsável pelo
caráter básico dessa substância.
Indique, também, as alterações na
pressão e na temperatura do
sistema necessárias para aumentar
a produção de amônia.
GABARITO:
1) Gab: B
2) Gab: E
3) Gab: D
4) Gab: D
5) Gab: B
6) Gab: A
7) Gab: A
kJ/mol 950H −=Δ
/molkcal 22H −=Δ
340
Equilíbrio Químico
8) Gab: D
9) Gab: B
10) Gab: C
11) Gab: D
12) Gab:
Mudança de estado: sublimação.
Uma das seguintes fórmulas
estruturais:
Kc = [C10H8] 4 10–6 = [C10H8]
4 10–6 mol ____ 1 L
y ____ 2000 L
y = 8 10–3 mol
1 mol ____ 128 g
8 10–3 mol ____ z
z = 1,024 g
1 esfera _____ 0,256 g
w _____ 1,024 g
w = 4 esferas
13) Gab: C
14) Gab: C
15) Gab: D
16) Gab: B
17) Gab: E
18) Gab: C
19) Gab: A
20) Gab:
Geometria: piramidal.
Característica: par de elétrons não
ligante disponível.
Alterações: aumentar a pressão e
diminuir a temperatura.
×
×
×
×
341
342
Equilíbrio Iônico
AUTOIONIZAÇÃO DA ÁGUA
A água é um eletrólito muito fraco
que sofre autoionização segundo a
reação:
Como essa é uma reação reversível,
ela atinge o estado de equilíbrio, que
pode ser representado por uma
c o n s t a n t e e m t e r m o s d e
concentração:
Como a concentração de água é
praticamente constante, pode-se
escrever:
KW = [H+].[OH-]
Kw é o produto entre Ki e [H2O]. O
valor experimental para Kw, a 25 °C, é
de 10-14. Sendo assim, para uma
amostra de água pura a 25 ºC, temos:
Kw(25 °C) ≅ 1x10–14 e [H+] = [OH–],
pois a amostra é neutra.
Kw = [H+] . [OH–]
1x10–14 = [H+]2
[H+] = [OH–] = 1x10–7 mol.L–1
Porém, se a água não for pura, o
soluto pode ou não alterar as
concentrações hidrogeniônicas ([H+])
ou as concentrações hidroxiliônicas
([OH–]). Caso isso ocorra, tem-se:
• Solução ácida ⇒ [H+] > [OH–]
Portanto, a 25 °C: [H+] > 10–7 mol.L–
1
• B) Solução básica ⇒ [H+] < [OH–]
Logo, a 25 °C: [OH–] > 10–7 mol.L–1
Atenção!
O valor de Kw a 60 ° C é igual a,
aproximadamente, 1x10-13. Isso indica
que a reação de autoiozação da água
é favorecida com o aumento da
temperatura e, portanto, é uma
reação endotérmica.
EQUILÍBRIO IÔNICO PARA
ÁCIDOS E BASES
1. Equilíbrio iônico para ácidos
O s á c i d o s s ã o s u b s t â n c i a s
moleculares que sofrem ionização em
meio aquoso. Essa reação é reversível
e, portanto, estabelece equilíbrio.
Considere a ionização do ácido
genérico HA:
A constante de ionização ou
constante de acidez desse ácido é
dada por:
Para os poliácidos, como o ácido
sulfúrico, tem-se:
Em que Kn = K1 . K2
O K1 é maior que K2 pois o primeiro
hidrogênio é mais ionizável que o
segundo. Isso é válido para todos os
ácidos.
É válido lembrar que, quanto maior
o Ka, mais forte é um ácido. Ou seja,
mais ionizado em H+ o ácido estará.
Observe a tabela:
O grau de ionização é a relação
entre o número de moléculas
ionizadas e o número de moléculas
i n i c i a l m e n t e e n v o l v i d a s .
Matematicamente:
343
Equilíbrio Iônico
2. Equilíbrio iônico para basesAo contrário dos ácidos, a maioria
das bases sofrem dissociação quando
dissolvidas em água. No entanto, as
observações feitas para os equilíbrios
em meios ácidos são, também,
constatadas para os equilíbrios em
meios básicos. Por exemplo, se Kb é
um valor baixo, temos que a base é
fraca e se dissocia pouco em água.
Ve j a o e q u i l í b r i o a b a i xo , d e
dissociação do Hidróxido de Amônio:
3. Relação entre Ka e Kb de um par
conjugado
Considerando a reação de um
ácido genérico HA e sua base
conjugada com a água, tem-se:
HA(aq) + H2O(l) ⇆ A-(aq) + H3O+(aq)
Ka = [A-].[H3O+]/[HA]
A-(aq) + H2O(l) ⇆ HA(aq) + OH-(aq)
Kb = [HÁ].[OH-]/[A-]
2 H2O(l) ⇆ H3O+(aq) + OH-(aq) Kw =
[H+].[OH-]
Portanto,
KW = Ka . Kb
A partir da análise dessa equação,
conclui-se que quanto maior for a
força de um ácido ou de uma base,
menor será a força do seu par
conjugado e vice-versa.
LEI DE DILUIÇÃO DE OSTWALD
Considerando a dissolução de um
monoácido (ácido que possui apenas
um hidrogênio ionizável) de fórmula
HX que se encontra dissolvido em
água, formando uma solução com
concentração molar M, e o seu grau
de ionização, tem-se:
A constante de equilíbrio é dada
pela expressão:
P o r t a n t o , a m a n i p u l a ç ã o
matemática das constantes de acidez
e de basicidade para monoácidos e
para monobases leva à equação da
Lei da Diluição de Ostwald:
Em que M é a molaridade da
solução.
Para os ácidos e as bases que
apresentam grau de ionização ou
dissociação muito baixo, a expressão 1
– α é considerada aproximadamente
igual a 1. Logo, a constante de
ionização, o grau de ionização e a
concentração inicial se relacionam
pela expressão:
K = M . α2
A p a r t i r d a a n á l i s e d e ss a s
expressões, pode-se concluir que,
• quanto mais diluída for a solução,
ma ior é a extensão de sua
ionização ou dissociação.
• quanto maior o grau de ionização
ou de dissociação, mantendo
constante a concentração molar da
344
Equilíbrio Iônico
solução, maior é a força do
eletrólito.
pH E pOH
Devido aos baixos valores de Kw,
[H+] e [OH–], Sörensen propôs
representar a concentração desses
íons numa escala cologaritmica. A
esse logaritmo negativo (colog), na
base 10, fo i dado o nome de
potencial, sendo representado por p.
Logo:
p = colog = – log ou p = 1/log
Assim, a concentração de íons H+ e
OH–, em solução, será expressa em
termos de potenciais:
pH = – log [H+] ⇒ potencial
hidrogeniônico
pOH = – log [OH–] ⇒ potencial
hidroxiliônico
Atenção!
O pH e o pOH são definidos
somente para concentrações em
mol.L–1. Além disso, esses potenciais
são grandezas adimensionais. Para as
soluções, a concentração dos íons H+
e OH– é calculada pelas expressões:
[H+] = 10–pH e [OH–] = 10–pOH
Portanto, para cada unidade de pH
ou pOH que é alterada numa solução,
a concentração dos íons H+ e OH– é
alterada 10 vezes.
1. Relação entre pH, pOH e Kw
Aplicando colog na expressão de
kw, tem-se:
Kw = [H+] . [OH-] (- log)
- log Kw = - log ([H+] . [OH-])
- log Kw = - log [H+] + (- log [OH-])
Como, - log Kw = pKw, tem-se:
pKw = pH + pOH
A 25 °C, Kw = 1x10-14, portanto:
pKw = - log 10-14 = 14
Assim,
pH + pOH = 14
A partir dessa relação, pode-se
classificar as soluções a partir da
escala de pH e de pOH, a 25 °C:
345
Equilíbrio Iônico
INDICADORES ÁCIDO-BASE
Indicadores são ácidos ou bases
fracos que apresentam espécies
coloridas em equilíbrio. Por isso, de
acordo com o pH, a solução com o
indicador pode apresentar diferentes
cores.
O funcionamento dos indicadores
baseia-se no deslocamento de
equilíbrio causado pela alteração de
pH da solução.
Considere um indicador ácido,
representados genericamente por
(HIn), que ionizam-se conforme o
equilíbrio.
A adição de um ácido aumenta a
concentração de íons H+, deslocando
o equilíbrio para a esquerda. Assim, a
so lução se torna amare la . Se
adicionarmos uma base, o equilíbrio
se desloca para a direita, tornando
meio vermelho.
Todos os indicadores apresentam
uma faixa de viragem. A zona ou faixa
de viragem é o nome dado ao
intervalo de pH no qual um indicador
ácido-base sofre a mudança de
coloração. A faixa de viragem é útil
para determinar com maior precisão
o intervalo de pH de uma solução.
A tabela a seguir mostra a cor e a
f a i x a d e v i r a g e m d e a l g u n s
indicadores.
SOLUÇÃO TAMPÃO
As soluções tampões são soluções
que sofrem apenas uma pequena
alteração de pH quando a elas são
adicionadas pequenas quantidades
de ácidos ou bases fortes ou quando
ocorre uma diluição. Essa resistência
é resu l tado do des locamento,
Princípio de Le Châtelier, do equilíbrio
entre as espécies participantes do
tampão.
Um tampão é constituído de uma
mistura de um ácido fraco e sua base
conjugada ou de uma base fraca e
seu ácido conjugado. Na prática, em
geral, são soluções formadas por um
á c i d o f r a c o e o s e u s a l
correspondente, ou por uma base
fraca e o seu sal correspondente.
Exemplos
Ácido acético + acetato de sódio
Ácido cítrico + citrato de sódio
Ácido fosfórico + fosfato de sódio
Amônia + cloreto de amônio
O s t a m p õ e s t ê m u m p a p e l
importante em processos químicos e
bioquímicos, nos quais é essencial a
manutenção do pH. Assim, muitos
processos industriais e fisiológicos
requerem um pH fixo para que
d e t e r m i n a d a f u n ç ã o s e j a
desempenhada. Por exemplo, o
sistema tampão HCO3–/H2CO3 é
importante fisiologicamente, uma vez
346
Equilíbrio Iônico
que controla o transporte de CO2 no
sangue e o pH do mesmo.
A f ó r m u l a d e H e n d e r s o n -
Hasselbach é utilizada para calcular o
pH de um tampão. Ela é derivada da
expressão da constante de ionização
ou dissociação.
Para tampão ácido
Para tampão básico
Em que [sal] é a concentração em
mol.L–1 do sal, [ácido] a concentração
em mol.L–1 do ácido e [base] a
concentração em mol.L–1 da base.
Atenção!
A máxima eficiência do tampão
ocorrre quando a concentração dos
pares conjugados na solução são
iguais. Por isso, geralmente, no
preparo dessas soluções, iguala-se a
concentração do ácido com a do sal,
ou a concentração da base com a do
sal correspondente. Dessa forma, a
equação poderia ser simplificada:
Tampão ácido: pH ≅ pKa
Tampão básico: pOH ≅ pKb
HIDRÓLISE SALINA
A hidrólise salina é o processo em
que o(s) íon(s) proveniente(s) de um
sal reage(m) com a água, produzindo
soluções com diferentes valores de
pH.
O termo hidrólise é uma lembrança
das antigas definições de ácidos e de
bases. Durante anos, a palavra
hidrólise tem sido utilizada para
significar o contrário de neutralização.
Com o crescente uso da definição de
ácido-base de Brönsted-Lowry, essa
palavra foi perdendo o significado e
hoje se circunscreve às reações entre
íons doadores ou receptores de
prótons com a água.
1. Hidrólise de um sal derivado de
um ácido forte e uma base fraca
Nesse caso, o cátion derivado da
base fraca é um ácido mais forte que
a água, enquanto que o ânion, por
derivar de um ácido forte, é uma base
mais fraca que ela. Assim, apenas o
cátion é capaz de reagir com água,
tornando o meio ácido.
Exemplo:
NH4NO3(aq) → NH4+ (aq) + NO3- (aq)
NH4+ (aq) + H2O(l) ⇆ NH3(aq) + H3O+
(aq)
Solução ácida (pH < 7)
Kh = Ka (NH4+) = Kw /Kb(NH3)
2. Hidrólise de um sal derivado de
um ácido fraco e uma base forte
Nesse caso, apenas o ânion
derivado do ácido fraco é capaz de
reagir com água, tornando o meio
básico, visto que este é uma base
mais forte que ela.
Exemplo:
KCN(aq → K+ (aq) + CN- (aq)
CN-(aq) + H2O(l) ⇆ HCN(aq) + OH-(aq)
Solução básica (pH > 7)
Kh = Kb (CN-) = Kw /Ka(HCN)
3. Hidrólise de um sal derivado de
um ácido e uma base fracos
Ambos os íons derivados da
dissociação do sal, por derivarem de
ácidos e bases fracos, são ácidos e
bases mais fortes que a água e, por
isso, reagem com ela. No entanto, o
caráterda solução resultará da
espécie mais forte. Assim, tem-se:
Se Ka > Kb → solução ligeiramente
ácida (pH < 7)
347
Equilíbrio Iônico
Se Ka < Kb → solução ligeiramente
básica (pH > 7)
Se Ka = Kb → solução neutra (pH =
7)
Exemplo:
NH4CN(aq) → NH4+(aq) + CN-(aq)
NH4+ (aq) + H2O(l) ⇆ NH3(aq) + H3O+
(aq)
CN-(aq) + H2O(l) ⇆ HCN(aq) + OH-(aq)
Kh = Kw /(Ka(HCN). Kb(NH3))
4. Hidrólise de um sal derivado de
ácido forte e base forte
Como a base e o ácido são fortes,
o s í o n s s ã o á c i d o s e b a s e s
conjugados mais fracos que a água e,
por isso, não são capazes de reagir
com ela. Assim, a única reação que
o c o r r e n o s i s t e m a é a d a
autoionização da água que gera a
mesma quantidade de H+ e OH-, o
que resulta numa solução neutra.
Exemplo:
NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq)
2H2O(l) ⇆ H3O+(aq) + OH-(aq)
KH = Kw = [H+].[OH-]
Em resumo:
EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE E
KPS
Quando um soluto está dissolvido
em água formando uma solução
saturada com corpo de fundo,
o co r re m , s i m u l t a n e a m e n te , a
d isso lução do só l ido e a sua
precipitação, estabelecendo, assim,
um equilíbrio dinâmico heterogêneo.
A constante desse equilíbrio é
denominada constante do produto de
solubilidade, Kps, ou apenas constante
de solubilidade, Ks.
O produto de solubilidade (Kps) é
u m a c o n s t a n t e d e e q u i l í b r i o
relacionada com solução saturada, ou
seja , que apresenta a máxima
quantidade de soluto dissolvida.
Coeficiente de solubilidade (C.S.) ou,
simplesmente solubilidade (S) é o
nome, que se dá a essa máxima
quantidade de soluto que uma
determinada quantidade de solvente
consegue dissolver a uma dada
temperatura. O coef ic iente de
solubilidade será dado em mol/L
Exemplo:
FeS(s) ⇆ Fe2+(aq) + S2–(aq)
Como a concentração do sólido é
constante, temos:
Kps = [Fe2+] . [S2–] = 5x10–18, a 25
°C.
Genericamente, tem-se:
AxBy(s) ⇆ xAy+(aq) + yBx–(aq)
Kps = [Ay+]x . [Sx–]y
Atenção!
Quando os solutos apresentam a
m e s m a e s t e q u i o m e t r i a d e
dissociação, quanto maior for o Kps
maior será a sua solubi l idade.
Contudo, caso a estequiometria seja
diferente, deve-se realizar o cálculo
da solubilidade para determinar o
soluto mais solúvel.
348
Equilíbrio Iônico
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:
• De uma forma geral, valores muito
pequenos de Kps revelam que a
solubilidade do soluto é muito
baixa;
• Se o produto das concentrações
dos iôns elevados aos respectivos
coeficientes estequiométricos
(produto iônico) for maior que o
Kps, ocorrerá precipitação da
substância;
• Se o produto iônico for igual ao
Kps, a solução formada será
saturada;
• Se o produto iônico for menor que
o Kps, a solução formada será
insaturada;
• A presença de um íon comum na
solução acarreta na diminuição da
solubilidade do soluto (efeito do
íon comum).
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (FCMMG)
O sulfato de bário – BaSO4 – é
utilizado para diagnóstico radiológico
como principal forma de contraste. É
muito pouco solúvel em água (kps =
1,1 x 10–10), impedindo a liberação de
cátions Ba2+, tóxicos. Há 10 anos, um
produto de um contraste de sulfato
de bário continha carbonato de bário
– BaCO3 – que, apesar de baixa
solubilidade em água (kps = 1,5 x 10–
9), liberou grande quantidade de
cátions Ba2+ no estômago de vários
pacientes, provocando muitas mortes.
Cons ideram-se as segu intes
proposições:
1. O sulfato não libera cátions
Ba2+ em grandes quantidades no
estômago, como o carbonato.
2. O sulfato forma um ácido forte,
e o carbonato forma um ácido fraco.
A respeito dessas proposições,
assinale a opção CORRETA:
a) A primeira é uma proposição
falsa e a segunda é uma proposição
verdadeira.
b) A primeira é uma proposição
verdadeira e a segunda é uma
proposição falsa.
c) As duas são proposições
verdadeiras e a segunda é uma
justificativa correta da primeira.
d) As duas são proposições
verdadeiras, mas a segunda não é
uma justificativa correta da primeira.
Questão 02 - (FCMMG)
Um laboratorista preparou 140,0
mL de uma solução diluída 0,5 mol.L–1
de ácido nítrico – HNO3 – a partir de
u m a s o l u ç ã o co n ce n t ra d a d e
densidade 1,40g/mL–1 e 63%( m/m).
Em relação ao ácido, à solução
concentrada e à solução diluída,
foram feitas as seguintes afirmativas:
I. O ácido nítrico é um poderoso
agente redutor.
II. A concentração da solução
concentrada é de 14,0 mol.L–1.
III. Foram utilizados 5,0 mL da
solução concentrada na preparação
da solução diluída.
IV. 20,0 mL da solução diluída
apresenta um pH = 2.
Estão CORRETAS as afirmativas:
a) I e IV, apenas.
b) II e III, apenas.
c) III, II e I, apenas.
d) IV, III e II, apenas.
Questão 03 - (FCM MG)
À m e d i d a q u e s e a d i c i o n a
NaOH(aq) a uma solução aquosa
ácida de H2CO3, as espécies HCO–3 e
CO2–3 são formadas, como mostram
os seguintes equilíbrios:
H2CO3(aq) H+(aq) + HCO–3(aq)
HCO–3(aq) H+(aq) + CO2–3(aq)
A fração de cada espécie, α,
existente em função do pH, está
mostrada no gráfico abaixo.
←
→
←
→
349
Equilíbrio Iônico
Baseado no gráfico e nos seus
conhecimentos, pode-se afirmar que
a alternativa ERRADA é:
a) No pH = 6,37, as concentrações
de H2CO3 e H CO–3 são iguais.
b) A segunda constante de
dissociação do H2 CO3 é igual a 10–
10,25.
c) No sangue, cujo pH ≅ 7,4 , a
espécie química predominante é o H
CO–3.
d) A eficiência do tampão H CO–
3 / CO2–3, de pH = 10,25, é maior do
que a do tampão H2CO3 / H CO–3, de
pH = 6,37.
Questão 04 - (ENEM)
Uma das etapas do tratamento da
água é a desinfecção, sendo a
cloração o método mais empregado.
Esse método consiste na dissolução
do gás cloro numa solução sob
pressão e sua aplicação na água a ser
desinfectada. As equações das
reações químicas envolvidas são:
Cl2 (g) + 2 H2O (l) HClO (aq) +
H3O+ (aq) + Cl– (aq)
HClO (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) +
ClO– (aq) pKa = –log Ka = 7,53
A ação desinfetante é controlada
pelo ácido hipocloroso, que possui
um potencial de desinfecção cerca de
8 0 v e z e s s u p e r i o r a o â n i o n
h ipoc lo r i to . O pH do me io é
importante, porque influencia na
e x t e n s ã o c o m q u e o á c i d o
hipocloroso se ioniza.Para que a
desinfecção seja mais efetiva, o pH da
água a ser tratada deve estar mais
próximo de
a) 0.
b) 5.
c) 7.
d) 9.
e) 14.
Questão 05 - (ENEM)
Visando min imizar impactos
ambientais, a legislação brasileira
determina que resíduos químicos
lançados diretamente no corpo
receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0.
Um resíduo líquido aquoso gerado em
u m p r o c e s s o i n d u s t r i a l t e m
concentração de íons hidroxila igual a
1,0 × 10–10 mol/L. Para atender a
legislação, um químico separou as
s e g u i n t e s s u b s t â n c i a s ,
disponibilizadas no almoxarifado da
empresa: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH,
K2CO3 e NH4Cl.
Para que o resíduo possa ser
lançado diretamente no corpo
receptor, qual substância poderia ser
empregada no ajuste do pH?
a) CH3COOH
b) Na2SO4
c) CH3OH
d) K2CO3
e) NH4Cl
Questão 06 - (ENEM)
Com o aumento da demanda por
alimentos e a abertura de novas
fronteiras agrícolas no Brasil, faz-se
cada vez mais necessária a correção
da acidez e a fertilização do solo para
determinados cultivos. No intuito de
diminuir a acidez do solo de sua
plantação (aumentar o pH), um
f a z e n d e i r o f o i a u m a l o j a
e s p e c i a l i z a d a p a r a c o m p r a r
conhecidos insumos agr ícolas ,
indicados para essa correção. Ao
chegar à loja, ele foi informado que
esses produtos estavam em falta.
Como só havia disponíveis alguns
tipos de sais, o fazendeiro consultou
um engenheiro agrônomo procurando
saber qual comprar.
O engenheiro, após verificar as
propriedades desses sais, indicou ao
fazendeiro o
a)
b) CaCO3
c)
d) Na2SO4
e) Ba(NO3)2
Questão 07 - (ENEM)
C i n c o i n d ú s t r i a s d e ra m o s
diferentes foram instaladas ao longo
do curso de um rio.O descarte dos
efluentes dessas indústrias acarreta
impacto na qualidade de suas águas.
O pH foi determinado em diferentes
pontos desse rio, a 25 ºC, e os
resultados são apresentados no
quadro.
→
←
→
←
�HC
�CNH4
350
Equilíbrio Iônico
A indústria que descarta um
efluente com características básicas é
a
a) primeira.
b) segunda.
c) terceira.
d) quarta.
e) quinta.
Questão 08 - (ENEM)
Um pesquisador percebe que o
rótulo de um dos vidros em que
guarda um concentrado de enzimas
digestivas está ilegível. Ele não sabe
qual enzima o vidro contém, mas
desconfia de que seja uma protease
gástrica, que age no estômago
digerindo proteínas. Sabendo que a
digestão no estômago é ácida e no
intestino é básica, ele monta cinco
tubos de ensaio com alimentos
diferentes, adiciona o concentrado de
enzimas em soluções com pH
determinado e aguarda para ver se a
enzima age em algum deles.
O tubo de ensaio em que a enzima
deve agir para indicar que a hipótese
do pesquisador está correta é aquele
que contém
a) cubo de batata em solução
com pH = 9.
b) pedaço de carne em solução
com pH = 5.
c) clara de ovo cozida em solução
com pH = 9.
d) p o r ç ã o d e m a c a r r ã o e m
solução com pH = 5.
e) bo l inha de mante iga em
solução com pH = 9.
Questão 09 - (ENEM)
As antocianinas (componente
natural de frutas roxas, como uva e
açaí) são moléculas interessantes
para a produção de embalagens
inteligentes, pois têm capacidade de
mudar de cor, conforme muda o pH.
Em soluções com pH abaixo de 3,0,
essas moléculas apresentam uma
coloração do laranja ao vermelho
mais intenso. Com o aumento do pH
para a faixa de 4,0 a 5,0, a coloração
vermelha tende a desaparecer. E
aumentos adicionais de pH levam as
antocianinas a apresentarem uma
coloração entre o verde e o azul.
D i s p o n í v e l e m :
www.biotecnologia.com.br.
Acesso em: 25 nov. 2011 (adaptado).
Estas embalagens são capazes de
identificar quando o alimento está em
decomposição, pois se tornam
a) vermelho claro, pela formação
de uma solução neutra.
b) verde e azul, devido à presença
de substâncias básicas.
c) l a ran ja e verme lho, pe la
liberação de hidroxilas no alimento.
d) laranja e vermelho intenso, pela
produção de ácidos orgânicos.
e) ve rde e azu l , dev ido ao
aumento de íons de hidrogênio no
alimento.
Questão 10 - (ENEM)
O pH do solo pode variar em uma
faixa significativa devido a várias
causas. Por exemplo, o solo de áreas
com chuvas escassas, mas com
concentrações elevadas do sal solúvel
carbonato de sódio (Na2CO3), torna-
se básico devido à reação de hidrólise
do íon carbonato, segundo o
equilíbrio:
Esses tipos de solos são alcalinos
demais para fins agrícolas e devem
ser remediados pela utilização de
aditivos químicos.
BAIRD, C. Química ambiental. São
Paulo: Artmed, 1995 (adaptado).
Suponha que, para remediar uma
amostra desse tipo de solo, um
técnico tenha utilizado como aditivo a
cal virgem (CaO). Nesse caso, a
remediação
a) foi realizada, pois o caráter
básico da cal virgem promove o
deslocamento do equilíbrio descrito
para a direita, em decorrência da
elevação de pH do meio.
)aq(OH)aq(HCO )l(OH)aq(CO 32
2
3
−−→
←
− ++
351
Equilíbrio Iônico
b) foi realizada, pois o caráter
ácido da cal virgem promove o
deslocamento do equilíbrio descrito
para a esquerda, em decorrência da
redução de pH do meio.
c) não foi realizada, pois o caráter
ácido da cal virgem promove o
deslocamento do equilíbrio descrito
para a direita, em decorrência da
redução de pH do meio.
d) não foi realizada, pois o caráter
básico da cal virgem promove o
deslocamento do equilíbrio descrito
para a esquerda, em decorrência da
elevação de pH do meio.
e) não foi realizada, pois o caráter
neutro da cal virgem promove o
deslocamento do equilíbrio descrito
para a esquerda, em decorrência da
manutenção de pH do meio.
Questão 11 - (PUC MG)
p H s i g n i f i c a p o t e n c i a l
hidrogeniônico (quantidade de
prótons H+), que indica a acidez,
neutralidade ou alcalinidade de uma
solução aquosa.
pH< 7 significa acidez e quanto
menor o número do pH, mais ácida é
a solução aquosa. O pH é medido em
escala logarítmica, o que significa que
com a diminuição de 1 ponto no pH
torna a solução 10 vezes mais ácida.
Ou seja uma solução com pH 3 é 10
vezes mais ácida que uma solução de
pH 4 e 100x mais ácida que uma
solução de pH 5, 1000 x mais ácida
que uma solução de pH 6 e 10.000 x
mais ácida que uma solução com pH
7.
É CORRETO afirmar que o pH da
água pura é:
a) 0
b) 1
c) 7
d) 10
Questão 12 - (PUC MG)
O pH de uma solução diminui de
4,0 para 2,0. A concentração de H3O+
presente na solução foi multiplicada
por:
a) 0,01
b) 0,5
c) 2
d) 100
Questão 13 - (PUC MG)
Qual é a concentração de íons
hidróxido numa solução aquosa
0,1mol L–1 de HCl ?
a) 0 mol L–1
b) 10–1 mol L–1
c) 0,13 mol L–1
d) 10–13 mol L–1
Questão 14 - (PUC MG)
Um estudante classificou três
ácidos utilizando a propriedade de
condutividade elétrica das soluções
aquosas contendo os ácidos. Nesse
sentido, ele preparou três soluções
aquosas de 1mol L–1 de cada ácido e
elaborou as montagens a seguir.
A ordem CRESCENTE do pH das
soluções é:
a) solução 1 – solução 2 – solução
3
b) solução 1 – solução 3 – solução
2
c) solução 3 – solução 2 – solução
1
d) solução 3 – solução 1 – solução
2
Questão 15 - (FUVEST SP)
Dispõe-se de 2 litros de uma
solução aquosa de soda cáustica que
apresenta pH 9. O volume de água,
em litros, que deve ser adicionado a
esses 2 litros para que a solução
resultante apresente pH 8 é
a) 2
b) 6
c) 10
d) 14
e) 18
352
Equilíbrio Iônico
GABARITO
1. C
2. B
3. D
4. B
5. D
6. B
7. B
8. B
9. D
10. D
11. C
12. D
13. D
14. C
15. E
353
354
Δ Δ
Δ
Δ
Δ Δ
Δ
Δ
Δ
Total de elétrons
cedidos pelo
redutor
Total de elétrons
recebidos pelo
oxidante
355
Æ
Δ
Δ
Æ
Æ
Δ
Æ Δ
Æ Δ
Æ
Æ
Δ
Æ
356
357
Æ
Æ
Æ
358
Æ
Æ
359
360
361
Æ
Æ
362
Æ
Æ
Æ
Æ
363
Æ
Δ Δ
Æ
364
Æ
a)
b)
c) Æ
d)
e)
f) Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
365
Æ
→
→
→
366
367
2O .
(E ')q
2 3 2
2 2
2 CO 7 H 8e CH OO 2 H O E ' 0,3 V
O 4 H 4e 2 H O E ' 0,8 V
� � �
� �
� � o � q �
� � o q �
4,4 V?
3
4
6
9
15
368
369
370
2 6C H O
2 6 2 4C H O(g) C H O(g) 2H (aq) 2e
� �o � �
2 2
1O (g) 2H (aq) 2e H O( )
2
� �� � o
H�
H�
371
2 4C H O H
�
2 4C H O
KI),
Enzimas
6 12 6(aq) 2(g) 2 ( ) 6 12 7(aq) 2 2(aq)C H O O H O C H O H O� � �����o �
2 2(aq) (aq) 3(aq) 2 ( ) 2(g)2 H O 3 I I 2 H O O
� �� o � �
(NaOH)
(E )q
E (V)q
2 22 H O 2 e H 2 OH
� �� o � 0,83�
2Co(OH) 2 e Co 2 OH
� �� o � 0,73�
2Cu(OH) 2 e Cu 2 OH
� �� o � 0,22�
2PbO H O 2 e Pb 2 OH
� �� � o � 0,58�
4A (OH) 3 e A 4 OH
� � �� o � 2,33�
2Fe(OH) 2 e Fe 2 OH
� �� o � 0,88�
A
372
Co
2Cu(OH)
2Fe(OH)
Pb
2(g)H
2(g)O
2 ( )H O
(aq)OH
�
2
4(aq)Zn(OH)
�
2 3 2(A O 3 H O),�
1.000 C.q
2CO ,
2 2 3Cu (OH) CO ,
2 3( Fe O )α �
(C) 3(CaCO ),
2.000 C.q
200 Cq 700 C :q
2 3 3 4 23 Fe O CO 2 Fe O CO� o �
373
3 2CaCO CaO COo �
3 4 2Fe O CO 3 FeO CO� o �
700 Cq 1.200 C :q
2C CO 2 CO� o
2FeO CO Fe CO� o �
1.200 Cq 2.000 C :q
3(CaSiO )
22 C O 2 CO� o
C.
CO.
2CO .
CaO.
3CaCO .
2C
2C
2 2
(s) (aq) (aq) (s)Zn / Zn // Cu / Cu ,
� �
1,10 V,�
3 3[Au(NO ) ].
2H 3NO
�
2N Au
Au 2O
Au 2NO
2O 2H
374
Æ Æ
Æ Æ
Æ Æ
Æ Æ Æ
Æ
375
376
Æ
Æ
●
●
●
α β γ
α
377
α
β
β
β
β
β
β
J
J
378
α β γ
α
β γ
α β
α β γ
379
β
380
2
𝑚
𝑚
2
𝑡 𝑥𝑃
381
382
Æ
383
384
385
α β γ
β
α
β
α
γ
386
387
388
389
390
P
P
391
a)
b)
c)
d)
e)
392
393
394Química Ambiental
ATMOSFERA
O século XX foi marcado por grandes
transformações da qualidade do ar não
somente das grandes metrópoles e de
regiões fortemente industrializadas mas
também de áreas remotas devido por
exemplo às queimadas de florestas
naturais. Fenômenos globais (como o
efeito estufa e o buraco na camada de
ozônio) foram detectados e ganharam
notoriedade. A ciência ambiental da
atmosfera tem pela frente, neste novo
século, o grande e complexo papel de
contribuir para o aprimoramento de nosso
entendimento sobre o que são e como se
comportam a atmosfera e espécies tóxicas
sobre os ecossistemas e sua biota.
Ondas Eletromagnéticas
Ondas eletromagnéticas são ondas bem
diferentes das ondas mecânicas (como as
ondas do mar ou o som). Elas são
osc i lações de um campo e lét r ico
perpendiculares a oscilações de um campo
magnético (Figura 1).
A principal diferença entre as ondas
mecânicas e as ondas eletromagnéticas é
que estas não precisam de um meio físico
para se propagar, ou seja, podem se
propagar no vácuo. As ondas, tanto
mecânicas quanto eletromagnéticas,
possuem três características importantes;
o comprimento de onda, a frequência e a
velocidade. Essas características estão
relacionadas entre si, para as ondas
eletromagnéticas, onde a velocidade é c,
pela equação 1.
No início do século XX vários físicos
e s t a v a m p e s q u i s a n d o o n d a s
eletromagnéticas em conjunto com a física
q u â n t i c a . E l e s p e r c e b e r a m q u e ,
diferentemente de ondas mecânicas, onde
a energia está associada à amplitude da
o n d a , a e n e r g i a d a s o n d a s
eletromagnéticas está relacionada à
frequência delas pela equação 2, na qual h
é a constante de Planck, e vale 6,62 x 10-34
J.s.
Ou seja, quanto maior a frequência de uma
onda, maior sua energia.
Espectro eletromagnético
O espectro eletromagnético é o conjunto
das várias ondas eletromagnéticas
existentes. No espectro eletromagnético
elas são ordenadas de acordo com a
energia que possuem. Para melhor serem
classif icadas elas são separadas e
agrupadas dependendo de sua frequência
ou comprimento de onda (Figura 2).
Figura 1 - Espectro eletromagnético
Atmosfera
A terra é dividida em inúmeros setores
para que seu estudo seja facilitado. Dentro
da parte sólida podemos citar, por
exemplo, a litosfera, o manto e o núcleo.
Essa divisão, bem simplificada, é feita de
acordo com a variação na constituição da
parte sólida. Uma divisão semelhante
também é feita na parte gasosa da terra, a
atmosfera.
Essa divisão é feita de acordo com a
altitude, a constituição e a temperatura
395
Química Ambiental
média daquela altitude. A figura 3 mostra
uma divisão clássica da nossa atmosfera.
Figura 3 - Regiões da Atmosfera
A principal função da atmosfera é
proteger a terra da incidência de radiações
eletromagnéticas potencialmente danosas.
Essa proteção é feita de maneira que as
espécies presentes na região absorvam a
radiação, aumentando sua energia, de
forma que a radiação seja barrada e
consequentemente não consegue penetrar
nas áreas mais internas da atmosfera não
atingindo os seres vivos. Obviamente essa
proteção não é completa, mas sem ela
com certeza não poderia haver vida na
terra da maneira como a conhecemos hoje.
A troposfera é a região da atmosfera em
que nos encontramos. Em geral sua
altitude varia de 10 a 16 km e é definida
pela tropopausa. A tropopausa é a região
da atmosfera que possui uma temperatura
de -56ºC e ela é que define o término da
troposfera e início da estratosfera. Essa
barreira, com baixa temperatura, serve
para condensar o vapor de água presente
na mistura gasosa evitando assim que a
água chegue a altitudes onde se foto
dissociaria e escaparia da terra.
A troposfera tem uma composição
homogênea e constante. A composição
média é de: 78% nitrogênio gasoso (N2),
21% oxigênio gasoso (O2), 0,9% argônio
(Ar) e 0,1% de outros gases, dos quais os
mais abundantes são vapor de água (H2O)
e dióxido de carbono (CO2).
É nessa região onde ocorrem dois dos
fenômenos que são estudados na química
ambiental, a chuva ácida e o efeito estufa.
A estratosfera (do grego stratus que
significa camadas) é a região logo acima
da troposfera e tem esse nome devido a
n ã o m o v i m e n t a ç ã o v e r t i c a l d o s
componentes, criando as camadas que são
a origem do nome. A temperatura nessa
região é crescente, de -56ºC até -2ºC,
devido à absorção da radiação ultravioleta,
i n c i d e n te d o S o l , p e l o p r i n c i p a l
componente dessa região, o ozônio (O3). É
nessa região que existe a camada de
ozônio.
Efeito estufa
O efeito estufa, ao contrário do que
normalmente se pensa, não é causado
pelo homem e também não é prejudicial
para os seres vivos. Na verdade, o efeito
estufa é o que evita que o calor
proveniente da terra escape para o espaço.
Sem esse efeito a Terra seria cerca de 20oC
mais fria, o que praticamente impediria a
existência da vida humana na Terra.
O nome efeito estufa, Greenhouse E!ect,
vem exatamente da referência a uma
estufa. Uma estufa atua da seguinte
maneira: radiação muito energética (alta
frequência) atravessa o vidro e atinge o
solo e as plantas dentro. As plantas e o
solo então reemitem a radiação, porém
menos energética (menor frequência), já
que parte da energia foi utilizada para
aquecimento e para a realização da
fotossíntese. Parte dessa radiação
reemitida não consegue ultrapassar o
396
Química Ambiental
vidro de volta, e fica presa dentro da
estufa. Aquecendo mais o ambiente.
O efeito estufa natural, que ocorre na Terra
é semelhante, porém quem atua como
v idro são a lguns gases da nossa
atmosfera.
O balanço energético da Terra
A luz solar incidente na atmosfera terrestre
é constituída basicamente de três
componentes. A radiação ultravioleta,
visível e infravermelha. Da luz incidente
total 50% atingem a superfície terrestre,
onde os fótons são absorvidos. Do
restante, 20 % são absorvidos por gases, a
radiação ultravioleta pelo ozônio e a
radiação infravermelha pelo CO2 e H2O,
principalmente. Os restantes 30% são
refletidos por corpos refletores, como as
nuvens, o gelo e a neve.
Como dito anteriormente a Terra reemite
radiação, porém de menor frequência,
logo, apesar de absorver um pouco de
raios UV e visível, a Terra reemite apenas
radiação na região do infravermelho.
Essa radiação reemitida é então absorvida
por alguns gases na atmosfera que então
as reemitem novamente. Porém essa
emissão é caótica, e, portanto, parte atinge
a superfície terrestre, causando um
aquecimento adicional.
Figura 4 - Absorção e emissão de radiação pela Terra
Gases do efeito estufa
Os principais gases da nossa atmosfera,
N2, O2 e Ar, são incapazes de absorver
radiação no infravermelho.
Então o que faz com que um gás seja um
gás de efeito estufa?
Para que um gás seja um gás de efeito
estufa ele deve ser capaz de absorver
radiação na região do infravermelho. Para
que isso ocorra é necessário que em algum
instante seu momento de dipolo elétrico,
ou momento dipolar, seja diferente de
zero.
Ou seja, toda e qualquer molécula polar é
c a p a z d e a b s o r v e r r a d i a ç ã o n o
infravermelho, no entanto algumas
moléculas apolares também são capazes
de absorver radiação na região do IV. Para
que isso ocorra é necessário que em algum
de seus movimentos vibracionais o
momento dipolar seja diferente de zero.
Isso faz com que praticamente todas as
moléculas sejam capazes de absorver
radiação na região do IV. As únicas
397
Química Ambiental
espécies que nunca conseguem absorver
radiação infravermelha são os gases
monoatômicos (gases nobres) e os gases
diatômicos homonucleares, assim como o
N2, O2 e H2. Porém, para ser um gás estufa,
a molécula tem que ser capaz de absorver
IV térmico (λ=4.000-50.000 nm).
Principais gases do efeito estufa.
Pode-se perceberna figura 5 que os
principais gases responsáveis pelo efeito
estufa são o CO2, a H2O, o CH4 e o O3.
Sendo que esse último corresponde ao
ozônio troposférico, e não ao encontrado
na camada de ozônio na estratosfera.
A figura acima mostra a intensidade da luz
infravermelha que deveria deixar a Terra
( l i n h a t r a c e j a d a ) e m f u n ç ã o d o
comprimento de onda da mesma. Essa
quantidade foi calculada teoricamente. Já
a linha preenchida mostra a quantidade
que realmente escapa.
Figura 5 - Absorção de radiação IV por gases
Dióxido de carbono
A figura abaixo mostra o espectro de
absorção do CO2. Esse gráfico mostra
quais são as frequências, e quanto dessas
frequências, as moléculas são capazes de
absorver.
Figura 6 - Espectro de absorção do CO2
As moléculas de CO2 hoje na atmosfera
são responsáveis pela absorção de metade
da luz infravermelha térmica refletida que
possui comprimento de onda na região
entre 12 e 18 μm. A partir da análise do
gráfico percebe-se por que o dióxido de
carbono é considerado o vilão do efeito
estufa. Sua faixa de absorção coincide com
a faixa de frequências que a Terra mais
emite, logo ele é o maior responsável pelo
bloqueio dos raios reemitidos.
A maior parte do CO2 atmosférico é
p r o v e n i e n t e d a c o m b u s t ã o d e
combustíveis fósseis, como carvão vegetal
e petróleo. Cerca de 5,5 gigatoneladas
(1012 kg) de carbono são emitidas para a
atmosfera assim. As florestas tropicais, já
quase que completamente desenvolvidas,
e, portanto, com uma taxa fotossintética
menor do que a taxa respiratória, emitem
por volta de 1,6 gigatonelada. Os oceanos
liberam para a atmosfera cerca de 90
gigatoneladas de carbono, devido à
respiração de todos os animais marinhos e
ao próprio equilíbrio de solubilidade do
gás em água. As outras florestas são
capazes de absorver anualmente 1,8
gigatonelada de carbono, enquanto as
águas oceânicas rasas absorvem cerca de
92 gigatoneladas. Existe ainda uma taxa
de transferência de CO2 dissolvido de
águas rasas para águas profundas, cerca
de 1,6 gigatonelada de carbono é mandada
para águas profundas anualmente assim.
A i n d a h á u m a t r a n s f e r ê n c i a d e
aproximadamente 0,2 gigatonelada de
carbono das águas profundas para os
sedimentos do fundo do oceano.
Vapor de água
As moléculas de água presentes na
atmosfera também são responsáveis pela
a b s o r ç ã o d e b o a p a r t e d a l u z
infravermelha emitida pela superfície
terrestre. No entanto a água representa
um problema bem mais complicado de
resolver. Primeiramente porque quanto
398
Química Ambiental
maior for a quantidade de moléculas de
á g u a n a a t m o s fe ra m a i o r s e r á a
quantidade de luz absorvida. E quanto
maior for a quantidade de luz absorvida
maior será o aquecimento provocado pelo
efeito estufa, e consequentemente maior
será a pressão de vapor da água. Logo
maior será a quantidade de água presente
na forma gasosa na atmosfera.
Por conta desses problemas, e pelo fato da
água ser essencial para a vida, o
aquecimento da Terra provocado por essas
moléculas geralmente ou é omitido, ou é
contabilizado juntamente com o de outros
gases.
Metano
Depois da água e do CO2 o metano é o gás
de efeito estufa de maior importância. Isso
se deve ao fato de que uma molécula de
metano é capaz de absorver 21 vezes mais
quantidade de luz infravermelha do que
uma molécula de CO2. No entanto, a
concentração de metano na atmosfera é
bem menor do que a quantidade de CO2,
e, portanto, geralmente se dá uma menor
importância a esse gás.
A quantidade de gás metano na atmosfera
vem aumentando desde a era industrial.
Presume-se que o aumento no nível desse
gás seja consequência de várias atividades
humanas, como o aumento da produção
de alimentos, o uso de combustíveis
fósseis e o desflorestamento, por exemplo.
Cerca de 70% do metano hoje emitido é
de origem antropogênica. Ele é produzido
por via biológica pela decomposição
anaeróbica de matéria de origem vegetal.
Tal processo se dá em grande escala onde
ocorre a decomposição de plantas
submersas em água, como por exemplo,
pântanos, brejos e terrenos úmidos como
o do cultivo do arroz.
Terras alagadas são a maior fonte natural
das emissões de metano. A expansão de
áreas a lagadas para a cr iação de
hidroelétricas soma-se ao total de metano
produzido.
Animais ruminantes, como gado bovino,
ovelhas e certos animais selvagens
produzem grandes quantidades de
metano como subproduto em seus
estômagos quando digerem a celulose. Os
animais depois podem arrotar o metano,
liberando-o para a atmosfera.
O aquecimento global
O verdadeiro problema do efeito estufa
não é ele por si próprio, pois como já foi
dito sem esse efeito a temperatura da
Terra seria entre 30 e 40ºC mais fria, mas a
sua intensificação. A intensificação do
e f e i t o e s t u f a é c o n h e c i d a c o m o
a q u e c i m e n t o g l o b a l e e l e v e m
preocupando os cientistas já que as
medidas de temperatura média da Terra,
realizadas desde meados do século XVIII,
mostram um constante aumento de
temperatura.
A i n d a s e d i s c u te m u i to s o b re o
aquecimento global. Alguns cientistas
dizem que a temperatura na troposfera
está aumentando, porém a temperatura na
estratosfera está diminuindo mais do que a
t e m p e r a t u r a n a t r o p o s f e r a e s t á
aumentando. O que significaria que a
temperatura da Terra na verdade está
diminuindo. Outros cientistas dizem que as
medidas realizadas na troposfera não são
confiáveis.
Outros cientistas ainda dizem que a
elevação da temperatura na Terra é parte
do ciclo geológico normal da Terra. Esses
ciclos são os responsáveis pelas eras
glaciais, sendo que a última ocorreu cerca
de 10000 anos atrás.
Principais problemas causados pelo
aquecimento global
O aquecimento da Terra, como o próprio
nome já diz, é considerado um problema
ambiental global, e, portanto, atinge toda a
superfície terrestre.
Devido ao aquecimento global já podemos
citar como consequências:
O derretimento do Ártico e da Groelândia,
o que acaba por provocar aumento do
399
Química Ambiental
nível do mar e inundação de cidades
litorâneas. Além disso, os furacões estão
cada vez ma is fo r tes . Dev ido ao
aquecimento das águas, a ocorrência de
furacões das categorias 4 e 5 (os mais
intensos da escala), dobrou nos últimos 35
anos. O litoral sul do Brasil foi varrido por
um forte ciclone em 2004.
O total de áreas atingidas por secas
dobrou em trinta anos. Um quarto da
superfície do planeta é agora de deserto.
Só na China, as áreas desérticas avançam
10.000 quilômetros quadrados por ano.
A Organização das Nações Unidas estima
que 150.000 pessoas morrem anualmente
por causa de secas, inundações, doenças e
outros fatores relacionados diretamente ao
aquecimento global.
Muitas das espécies de peixes de águas
doces e de águas do mar que consumimos
como alimento correm o risco de serem
extintas.
Rãs e insetos também são animais que
estão ameaçados. Muitos deles estão se
acasalando antes do tempo previsto e
outros estão emigrando por conta do
calor.
Uma das ameaças é a destruição dos
mangues, possíveis de serem alagados
pela elevação do nível do mar.
Além de todas essas já ditas os ursos
polares também correm o risco de serem
extintos, devido à diminuição de sua área
de convivência e consequentemente
diminuição de sua área de caça às focas,
seu principal alimento.
TEXTO COMPLEMENTAR
Créditos de Carbono
Os créditos de carbono são uma espécie
de moeda que se pode obter em
negociações internacionais por países que
ainda desconsideram o efeito estufa e o
aquecimento global. Esses são adquiridos
por países que tem um índice de emissão
de CO2 reduzidos, através desses fecham
negociações com países poluidores. A
quantidade de créditos de carbono
re ce b i d a va r i a d e a co rd o co m a
quantidade de emissão de carbonoreduzida. Para cada tonelada reduzida de
carbono o país recebe um crédito, o que
também vale para a redução do metano,
só que neste caso o país recebe cerca de
vinte e um créditos.
Os países que mais negociam créditos de
carbono são os países da Europa e Japão
que por l iberarem pouco carbono
acumulam grande quantidade de créditos
aumentando assim a renda do país, pois
aliviam os países que desconsideram o
Protocolo de Kyoto, estabelecido em 1997,
e o aquecimento global, que compram
créditos como ocorre com os Estados
Unidos e com a Austrália, esses relacionam
o acordo à diminuição do desenvolvimento
econômico.
Existem pessoas que discutem sobre este
sistema de créditos de carbono, pois
julgam que este favorece o mercado e não
propriamente o meio ambiente como
propõe. Também julgam que tal crédito dá
aos países poluidores o direito de
continuarem poluindo se pagarem pelos
créditos que a priori possui cota de
compra limitada. Por outro lado, o sistema
de crédito de carbono dá aos países
menos poluidores o incentivo para que
continuem o processo de valorizar o meio
ambiente e em troca melhorar sua
economia já que este sistema é altamente
rentável aos países que o adere.
Chuva ácida
A chuva ácida é um fenômeno ambiental
extremamente prejudicial, tanto para a
qualidade de vida de animais e vegetais
quanto para a formação mineralógica dos
vários ambientes, quanto para estruturas e
monumentos construídos pelo homem.
Como o próprio nome já diz a chuva ácida
é uma precipitação que ocorre e que é rica
em ácidos. Porém deve-se tomar cuidado
com isso. A chuva, mesmo que na ausência
de poluentes, que possam afetar o seu pH,
é naturalmente ácida, ou seja, possui pH
menor do que sete. Isso se deve a um
constituinte natural e essencial da
400
Química Ambiental
atmosfera terrestre, o gás carbônico (CO2).
Quando em contato com a água esse gás
se dissolve, e por ser um óxido ácido, é
capaz de formar um ácido, que por sua
vez se ioniza, aumentando a concentração
de íons hidrônio (H3O+) na água da chuva,
diminuindo seu pH. Esses fenômenos estão
exemplificados na figura 7.
Figura 7 - Etapas da acidificação da água pelo CO2
Dessa maneira não se pode chamar uma
chuva de chuva ácida somente porque seu
pH é menor do que sete, tendo em vista
que isso ocorre naturalmente por conta do
CO2. O fenômeno chuva ácida é o nome
dado para as precipitações com pH
menor do que 5,6, pH normal de uma
solução de ácido carbônico.
Para que o pH da chuva se torne menor do
5,6 é necessário que nela exista um ácido
mais forte do que o ácido carbônico.
A primeira ocorrência de chuva ácida
registrada na história devido a efeitos
antrópicos foi na Noruega e na Dinamarca.
Estudos da época mostraram que a chuva
ácida nessa região foi devido à revolução
industrial que ocorria na Inglaterra naquela
época.
Nos Estados Unidos foi feita uma pesquisa
do pH da chuva em todos os 48 estados
continentais, o resultado é mostrado
abaixo na figura
Figura 8 - Isopletas do pH da chuva nos EUA
A primeira revolução industrial ocorreu
com o uso do carvão. A queima do carvão
libera, principalmente, gás carbônico, o
que, como já discutido, não causa chuva
ácida. No entanto, carvão vegetal também
possu i , mesmo que em pequenas
quantidades, compostos sulfurados, que
contem enxofre. Os gases de enxofre,
principalmente SO2 e SO3, são gases
formadores de ácidos bem mais fortes que
o ácido carbônico, e são, portanto, gases
causadores da chuva ácida.
Principais gases da chuva ácida
Nitrogênio:
Existem cinco óxidos de nitrogênio:
NO: óxido nítrico
N2O: óxido nitroso
NO2: anidrido nítrico-nitroso
N2O3: anidrido nitroso
N2O5: anidrido nítrico
Os dois primeiro gases, NO e N2O, são
óxidos neutros, ou seja, não reagem com a
água. Os outros três, como o nome já diz,
são anidridos, ou seja, óxidos ácidos.
Quando em contato com a água esses
óxidos geram os ácidos nitroso (HNO2) e/
ou nítrico (HNO3), cujos valores das
constantes de dissociação (Ka) são 7,1 x
10-4 e praticamente infinito, já que a
dissociação pode ser considerada
completa, respectivamente. Valores
maiores do que o valor do Ka do ácido
carbônico, 4,45 x 10-7 para a primeira
dissociação e 4,69 x 10-11 para a segunda
dissociação. O que significa que são ácidos
ma is for tes e consequentemente ,
causadores da chuva ácida.
Suas reações com H2O formando os ácidos
nitroso e nítrico são apresentadas na
figura 9.
Figura 9 - reação dos anidridos de nitrogênio com água
Porém os óxidos de nitrogênio não são
abundantes no nosso planeta. Isso porque,
os dois óxidos neutros são extremamente
tóxicos, e os outros três formam ácidos
fortes o suficientes para que acabem
existindo apenas na forma de ânions na
terra, como os ânions nitrito NO2- e nitrato
NO3-. Porém o gás mais abundante na
atmosfera é o gás nitrogênio, um gás
extremamente inerte, devido à sua forte
ligação covalente, que pode, sobre certas
circunstâncias, reagir com o oxigênio
também presente na atmosfera e formar
os óxidos de nitrogênio. Essa é uma
reação extremamente lenta, devido à sua
elevada energia de ativação, porém os
raios, que ocorrem nas tempestades,
CO2(g) CO 2(aq) Solubilização do gás carbônico
H2O
CO2(aq) + H2O(l) H 2CO3(aq) Formação do ácido carbônico
H2CO3(aq) + H2O(l) H3O
+
(aq) + HCO3
-
(aq) Primeira ionização do ácido carbônico
HCO3
-
(aq) + H2O(l) H3O
+
(aq) + CO3
2-
(aq) Segunda ionizição do ácido carbônico
2NO2(g) + H2O(l) HNO2(aq) + HNO3(aq)
N2O3(g) + H2O(l) 2HNO2(aq)
N2O5(g) + H2O(l) 2HNO3(aq)
401
Química Ambiental
acabam por fornecer a energia necessária
para que a reação ocorra. Os óxidos
formados podem agora se dissolver na
água da chuva, acidificando-a, formando a
chuva ácida.
Enxofre:
Os gases de enxofre são liberados para a
atmosfera principalmente pela queima
indiscriminada de combustíveis fósseis
com alto teor de enxofre.
Durante a queima os átomos de enxofre
são oxidados, principalmente a SO2. Esse
gás pode reagir com a água formando o
ácido sulfuroso ou ainda ser oxidado e
formar o SO3 que pode reagir com a água
formando o ácido sulfúrico.
Figura 11 – Formação da Chuva ácida
Principais problemas causados pela chuva
ácida
Os problemas ambientais podem ser
divididos entre problemas locais, regionais
ou globais. Isso varia de acordo com a área
que o problema atinge. Pro exemplo,
poluição do ar é um problema local, só
interferindo na cidade em que o ar é
poluído. A chuva ácida é considerada um
problema ambiental regional, já que
devido a correntes de ar os gases
causadores desse efeito podem ser
transportados para locais um pouco mais
distantes. Existem ainda os problemas
ambientais globais, que irão afetar toda a
superfície terrestre.
A chuva ácida é capaz e alterar o pH de
sistemas aquáticos e terrestres. Isso faz
com que as propriedades da fauna e da
flora de ambos os ambientes sejam
alteradas, podendo levar à morte de
algumas espécies e conseqüente alteração
do ecossistema.
Figura 10 - reações dos gases de enxofre
A alteração do pH de solos e águas
também pode torná-las impróprias para a
utilização por humanos. A água pode se
tornar tão ácida que fica imprópria para o
consumo enquanto o solo pode se tornar
infértil. A chuva ácida também é capaz de
diminuir a produtividade de plantações
devido à destruição causada nas folhas,
isso acaba por causar enormes prejuízos
para a economia agrária.
Figura 12 – Fotografia de uma floresta alemã tirada
em 1970 e depois em 1983, após a ação da chuva
ácida na região
Além dessas alterações a chuva ácida é
capaz de acentuar a dissolução de solos
calcários, já que os ácidos são capazes de
reagir com os carbonatos existentes. Esse
processo pode acelerar a formação de
cavernas ou até mesmo causar a erosão de
solosque servem como suporte para
construções.
A reação que ocorre com os solos
calcários é a mesma que ocorre quando
ácidos entram em contato com mármore,
r o c h a m e t a m ó r f i c a c o n s t i t u í d a
basicamente de calcita (carbonato de
cálcio), motivo pelo qual algumas obras de
a r te d e m á r m o re , p ro d u z i d a s n o
Renascimento, principalmente, tiveram de
ser movidas, de maneira que ficassem
protegidas. O maior exemplo disso é a
estátua de Davi de Michelangelo, que foi
re t i ra d a d a P ra ç a d e F l o re n ç a e
transportada para dentro da Academia.
SO2(g) + 0,5O2(g) SO 3(g)
SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)
SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq)
402
Química Ambiental
Figura 13 – Estragos causados pela chuva ácida em
uma estátua
Outro exemplo de corrosão de obras de
arte é a corrosão que ocorre nos Profetas
de Aleijadinho, na cidade de Congonhas.
Os profetas foram feitos a partir de pedra-
sabão, uma rocha constituída a partir de
talco, um mineral extremamente macio, e
consequentemente a reação com ácido
facilita sua dissolução.
Os ácidos constituintes da chuva ácida
também são capazes de corroer metais e
estruturas metálicas. Isso é um grande
problema na construção civil devido ao
enfraquecimento dessas estruturas, a base
para a construção. Outro problema
relacionado à construção civil é a corrosão
do concreto ut i l izado, que possui
carbonatos em sua constituição, que
podem ser dissolvidos por ácidos.
Um grande problema é que a chuva ácida
pode cair até 3.750 quilômetros de
distância da fonte original da poluição. As
chaminés e os automóveis do centro
industrial do meio-oeste causam chuva
ácida que prejudica o leste dos Estados
Unidos e o noroeste do Canadá. Grande
parte da chuva ác ida que ca i na
Escandinávia vem de origens européias do
oeste, do Reino Unido em particular.
Camada de ozônio
Como dito anteriormente a principal fonte
de luz para a Terra é o Sol. E dos raios que
saem da superfície do mesmo os principais
a atingirem as camadas mais internas da
superfície são as radiações infravermelha,
visível e ultravioleta.
A mais energética, e consequentemente
mais danosa para nós, é a radiação
ultravioleta. No entanto, na parte mais
ba ixa da est ratos fera ex i ste uma
concentração relativamente alta, por volta
de 130 nanobar (em termos da pressão
parcial), de ozônio. O ozônio, O3, é uma
molécula capaz de absorver radiação na
região do UV.
As radiações dessa região geralmente
estão relacionadas com movimentos
eletrônicos. O que faz o ozônio ser então
capaz de absorver fótons nessa região é a
ressonância que existe em sua molécula.
Figura 14 - Ressonância na molécula de ozônio
A absorção da radiação UV pelo ozônio é
o que faz com que a temperatura da
estratosfera seja maior do que se esperaria
devido ao ar rarefeito.
O ozônio da estratosfera é criado a partir
da interação entre os raios ultravioletas e
as moléculas de oxigênio gasoso. O
esquema da figura 15 mostra isso com
clareza.
Figura 12 - Síntese e decomposição do ozônio
estratosférico
403
Química Ambiental
Dessa maneira existe um equilíbrio
químico entre ambas as espécies. De
maneira que, sem perturbações, suas
concentrações deveriam ser constantes, o
que faria com que a camada de ozônio
t i v e s s e s e m p r e u m a e s p e s s u r a
praticamente fixa. No entanto, sabemos
que não é isso que ocorre.
Destruição catalítica do ozônio
Como vimos existe um equilíbrio entre as
espécies oxigênio e ozônio na estratosfera,
no entanto, existem algumas substâncias
que são capazes de catalisar a destruição
do gás ozônio.
Nos primeiros anos da década de 60
percebeu-se que existem espécies capazes
de catalisar o processo de destruição do
ozônio. Essas espécies seriam capazes de
acelerar o processo de decomposição do
ozônio, diminuindo dessa maneira a
c o n c e n t r a ç ã o d e s s a e s p é c i e n a
estratosfera, o que faria com que a
incidência dos raios UV na superfície da
Terra aumentasse, o que é extremamente
prejudicial para os seres vivos.
Clorofluorcarbonetos
Os Clorofluorcarbonetos (CFCs) são
espécies que contém carbono, flúor, cloro
e podem ou não conter átomos de
hidrogênio.
Exemplos disso são os:
CFC-11 (CFCl3),
CFC-12 (CF2Cl2) ou ainda o
CFC-21 (CHFCl2).
(Baird, 2002)
E s s a s s u b s t â n c i a s , a s s i m c o m o
praticamente todos os haletos de alquila
são extremamente estáveis. Porém, no
caso dos CFCs, além de estáveis, as
moléculas ainda são inertes, atóxicas,
inodoras e não-inflamáveis. Por conta
disso, e por conta da sua capacidade de
compressão esses gases foram muito
utilizados no início dos anos 30 em
refrigeradores. No entanto no início da
década de 40 esses refrigeradores
começaram a ter defeitos e foram
descartados por seus donos.
N o s f e r r o s - v e l h o e a f i n s , e s s e s
refrigeradores eram danificados e o gás
escapava para a atmosfera. Esses gases
subiam para a alta atmosfera e chegavam
à estratosfera. Na estratosfera eles eram
atingidos pelos raios UV. Esses raios UV
eram capazes de quebrar as ligações C-Cl
homoliticamente. Isso gerava átomos de
cloro, que são catalisadores extremamente
eficientes para a destruição da camada de
ozônio.
Figura 13 - Destruição catalítica do ozônio
Porém, essa catálise não é capaz de
destruir significativamente a quantidade
de ozônio estratosférica, já que a
quantidade de CFC que chega por tempo
é muito pequena, logo o oxigênio
produzido por essa destruição catalítica
acelera a produção do ozônio, de maneira
que a quantidade de ozônio é rapidamente
restabelecida.
Cl + O
-O
O
+ OCl + OO
OCl + O Cl + OO
O3 + O 2 O 2
404
Química Ambiental
O buraco na camada de ozônio
Em 1985 os cientistas perceberam que a
espessura da camada de ozônio sobre o
cont inente da Antár t ida d iminu ía
substancialmente em algumas épocas do
ano. Isso ocorre porque devido aos ventos
contra-alísios os gases CFCs liberados em
toda a super f í c ie são quase que
completamente levados para os pólos.
Essa grande quantidade de CFCs poderia
então explicar a diminuição da espessura
da camada de ozônio, criando inclusive,
em algumas ocasiões, os buracos na
camada de ozônio.
No entanto os ventos contra-alísios
concentram os CFCs em ambos os pólos,
isso não explica porque o buraco no Pólo
Sul é muito mais acentuado e maior do
que a pequena diminuição na espessura da
camada de ozônio no Pólo Norte.
Vórtices Antártico e Ártico
Devido às baixíssimas temperaturas que os
pólos atingem no inverno, o Pólo Sul
atinge no inverno cerca de -80ºC, há uma
diminuição da pressão atmosférica. Isso,
associado ao movimento de rotação da
Terra cria um vórtice, capaz de prender os
gases que chegam aos pólos. Esses gases
ficam presos durante todo o inverno polar,
cerca de seis meses.
Quando os primeiros raios de Sol atingem
os pólos os cristais de gelo que aprisionam
esses gases derretem, liberando os gases
que então atacam a camada de ozônio.
Como a liberação de gases é maciça o
a t a q u e a o o z ô n i o o c o r r e m u i t o
rapidamente, o que então cria os famosos
buracos na camada de ozônio. Esse buraco
diminui de tamanho com o passar dos
meses , até a chegada do outono
novamente, onde o vórtice reaparece e os
gases são novamente aprisionados e
acumulados.
O buraco na camada de ozônio no
hemisfério Sul é mais acentuado do que o
do hemisfério norte devido à inclinação do
eixo terrestre, ao fato da órbita da Terra
ser elíptica, e à proporção maritimidade /
continentalidade desse hemisfério, o que
faz com que o inverno no Pólo Sul seja
bem mais severo que o do Pólo Norte.
D e ss a m a n e i ra m a i s g a s e s s e r ã o
acumulados e na primavera mais gases
serão lançados de uma só vez na
estratosfera. (Baird, 2002)
Principais problemas causados pela
destruição da camada de ozônio
A destruiçãoda camada de ozônio
aumenta a incidência de raios UV-A e UV-
B na superfície terrestre. Esses raios são
extremamente nocivos a todos os seres
vivos.
Esses raios são capazes de destruir
m o l é c u l a s i m p o r t a n t e s p a r a o
funcionamento dos organismos, como
proteínas e até mesmo o DNA. A
destruição das moléculas de DNA pode
levar ao aparecimento de vários tipos de
tumores de pele, inclusive melanomas,
mais raros e mais perigosos que os outros
tipos de tumores.
Além disso, a radiação UV é capaz de
aquecer a superfície terrestre, mesmo que
pouco, o que aumentaria a pressão de
vapor da água, aumentando a taxa de
evaporação e aumentando a quantidade
de água na atmosfera o que aumentaria o
efeito estufa, o que poderia levar ao
aquecimento global.
TEXTO COMPLEMENTAR
Fora CFC!!!
Entre 1978 a 1994, a camada de ozônio
sobre a Antárctica diminuiu em mais de
50%. Na década de 60, o surgimento de
novos instrumentos de química analítica
permitiu o exame da concentração de
clorofluorcarbonos na estratosfera. Em
1974, havia 0.1 ppb (partes por bilhão) de
CFC na estratosfera. Este número cresceu
para 0.2 ppb, em 1975 e para 0.4 ppb em
1987. Há uma forte relação, como se
percebe, entre a presença de CFC e a
diminuição da camada de ozônio.
A certeza da presença de CFC na
estratosfera, em 1974, levou Mario Molina e
Sherwood Rowland a p ropôr um
mecanismo detalhando a destruição do
ozônio pelo CFC. O primeiro passo requer
a quebra do CFC pela luz UV em um
átomo reativo de cloro.
CF2C2 + UV CF2Cl + Cl
O próximo passo envolve o ataque ao
ozônio pelo átomo de cloro:
Cl + O3 ClO + O2
405
Química Ambiental
O átomo de cloro é regenerado
ClO + O Cl + O2
O átomo de cloro, que pode ser reciclado
milhares de vezes, faz com que apenas 1
molécula de CFC provoque a quebra de
mais de 1000 moléculas de ozônio! O
átomo de cloro reside por mais tempo na
estratosfera quando a temperatura é muito
baixa - que é o caso da Antárctica.
Tal como os clorofluorcarbonos, os
bromofluorcarbonos são prejudiciais à
camada de ozônio; o átomo reativo, neste
caso, é o bromo.
O s q u í m i c o s M o l i n a e R ow l a n d ,
juntamente com o meteorologista Paul
Crutzen, ganharam o Prêmio Nobel em
Química de 1995, por seu trabalho
descrevendo a formação e decomposição
no ozônio atmosférico.
Todos concordam que a redução da
camada de ozônio permite uma maior
quantida de luz UV chegar à troposfera,
resultando em aumento do câncer nos
humanos. Por isso, os políticos decretaram
que os CFC devem morrer.
Antes da síntese dos CFC (final da década
de 20), os gases refrigerantes mais
utilizados eram a amônia, o butano,
isobutano e propano. Todos são tóxicos e/
ou explosivos. Hoje, os refrigerantes são,
em geral, misturas binárias azeotrópicas
contendo CFC e HFC (hidrofluorcarbonos)
ou HCFC (hidroclorofluorcarbonos). Os
tratados internacionais preveêm a
completa retirada dos CFC do mercado
neste ano, e dos HCFC por volta de 2030.
Químicos do mundo inteiro já trabalham a
procura de substituintes para os CFC e
HCFC. Isto não é uma tarefa fácil. Os gases
que possuem as qualidades necessárias
são, em gera l , mu i to tóx icos . Os
substituintes mais promissores são os HFC
(hidrofluorcarbonos) que, como não têm
cloro em sua estrutura, não agridem o
ozônio. Alguns estudos, entretanto,
indicam que os HFC também devem ser
banidos. Será que teremos que voltar a
velha amônia?!
SOLO
O que é Lixo?
Chamamos ‘lixo’ a uma grande diversidade
de res íduos sól idos de di ferentes
procedências, dentre eles o resíduo sólido
urbano gerado em nossas residências. A
taxa de geração de resíduos sólidos
urbanos está relacionada aos hábitos de
consumo de cada cultura, onde se nota
uma correlação estreita entre a produção
de lixo e o poder econômico de uma dada
população. O lixo faz parte da história do
homem, já que a sua produção é inevitável.
Para Teixeira e Bidone (1999), o lixo é
definido de acordo com a conveniência e
preferência de cada um. O IPT/CEMPRE
(1995) define-o como restos das atividades
humanas, consideradas pelos geradores
como inúteis, indesejáveis ou descartáveis.
Normalmente apresentam-se em estado
sólido, semi-sólido ou semilíquido (com
quantidade de líquido insuficiente para
que possa fluir livremente). São também
classificados como resíduos sólidos vários
resíduos industriais, resíduos nucleares e
lodo de esgoto desidratado, conforme
aponta Mata-Alvarez et al. (2000).
A classificação do lixo visa separar os
vários tipos de resíduos para que cada um
tenha um tratamento adequado à sua
natureza. No lixo domiciliar, por exemplo,
encontramos diversos materiais que
podem ser reciclados. Já o lixo industrial
precisa passar por processos especiais de
tratamento para isolar os agentes
p o l u e n t e s , e o l i x o r a d i o a t i v o ,
perigosíssimo, tem de ser armazenado em
locais muito bem isolados e protegidos.
Cada um desses tipos de lixo possui
propriedades químicas e físicas diferentes.
O conhecimento dessas propriedades
permite o desenvolvimento de tecnologia
adequada para tratá-los. Esse estudo
implica a necessidade do conhecimento da
composição de seus materiais.
Lixões
As centenas de milhares de toneladas de
lixo produzidas diariamente no Brasil
ficam, em sua maioria, amontoadas em
grandes depósitos a céu aberto: os lixões.
Mantidos em grandes áreas, normalmente
afastadas dos centros urbanos, esses
lugares são completamente tomados por
toda sorte de resíduos vindos dos mais
406
Química Ambiental
diversos lugares, como residências,
indústrias, feiras e hospitais.
Como o lixo é mal acondicionado nos
lixões, permanecendo livre no ambiente
ele contamina o solo e os lençóis
subterrâneos de água, além de contribuir
para a proliferação de insetos e ratos
transmissores de doenças. Mas isso não
acontece só nos lixões. Qualquer lugar em
q u e o l i x o e s t e j a a c u m u l a d o
i n a d e q u a d a m e n t e é p r o p í c i o à
disseminação das mais diversas e graves
doenças . Dengue , feb re amare la ,
d i s e n te r i a , f e b re t i f ó i d e , c ó l e ra ,
leptospirose, giardíase, peste bubônica,
t é t a n o , h e p a t i t e A , m a l á r i a e
esquistossomose são apenas alguns
exemplos.
Para onde vai o Lixo?
Nos lixões, dezenas de pessoas disputam
restos que possam ser reaproveitados,
garantindo o mínimo necessário à
sobrevivência. Adultos, crianças e animais
domésticos misturam-se aos dejetos,
c r iando um ambiente favoráve l à
disseminação de doenças.
Segundo dados do IBGE de 2000, em
cerca de 71,5% das cidades brasileiras com
serviço de l impeza urbana, o l ixo
depositado em lixões. Uma pesquisa
encomendada pelo Unicef em 1998 revela,
ainda, que há lixões em 26% das capitais
brasileiras, em 73% dos municípios com
mais de 50 mil habitantes e em 70% dos
munic íp ios com menos de 50 mi l
habitantes. E praticamente em todos esses
lixões existem pessoas trabalhando,
incluindo crianças.
Tratamento do Lixo
A partir do estudo das propriedades das
substâncias é possível separar os materiais
encontrados no lixo em diferentes sistemas
de tratamento. Conheça os mais utilizados
no país.
Aterro Sanitário – É projetado por
engenheiros para reduzir bastante o
impacto do lixo sobre o meio ambiente. O
lixo é reduzido ao menor volume possível e
coberto periodicamente com uma camada
d e t e r r a . O l o c a l é i s o l a d o e
i m p e r m e a b i l i z a d o , p a ra ev i t a r a
contaminação das águas superficiais e
subterrâneas por metais pesados e pelo
chorume, um líquido escuro e malcheiroso,
resultante do processo de decomposição
anaeróbica (sem a presença de oxigênio)
de material orgânico.
Aterro Controlado – É um sistema
intermediário entre o lixão a céu aberto e
o aterro sanitário. Não possui uma
estrutura adequada de impermeabilização
que trate o chorume. Embora não seja a
solução ideal para o destinodo lixo, os
aterros controlados podem, em curto
prazo e com investimento relativamente
baixo, reduzir a agressão ambiental e a
degradação social gerada pelos lixões a
céu aberto. Nesses aterros, o lixo é
recoberto periodicamente, reduzindo a
proliferação de insetos. O local para
implantação deve ser escolhido de forma
muito criteriosa, para diminuir o risco da
contaminação de mananciais de água.
407
Química Ambiental
Incineração – O lixo é queimado em alta
temperatura ( acima de 900oC ), o que
reduz seu volume. Em algumas usinas, essa
q u e i m a é c o n d u z i d a d e m o d o a
transformar o calor liberado em energia
elétrica. Nesse processo, há necessidade
do tratamento final dos gases altamente
poluentes emitidos pelo incinerador, por
meio de filtros.
Compostagem – É um dos métodos mais
antigos e consiste na decomposição
natural de resíduos de origem orgânica em
reservatórios instalados nas chamadas
usinas de compostagem. Nesse processo,
o material orgânico (restos de alimentos,
folhas, cascas de legumes, etc.) é
transformado por microorganismos em
húmus (composto orgânico), que pode ser
usado como adubo. Na natureza, o húmus
resulta da decomposição de vegetais,
formando um material de cor escura que
recobre a primeira camada do solo.
Tanto na incineração como nas usinas de
compostagem, o lixo passa por uma etapa
inicial de separação de materiais que não
serão incinerados ou transformados em
adubo. Esses processos são conduzidos
nas us inas por meio de s i stemas
mecânicos de esteiras, garras e eletroímãs
(veja o esquema abaixo). Os materiais
isolados nessa etapa inicial são enviados
para indústrias de reciclagem.
A reciclagem consiste em utilizar metais,
vidros, plásticos e papéis que já foram
descartados como fonte de manufatura de
novos mater ia i s . Esse s i stema de
tratamento de lixo contribui para preservar
os recursos naturais e diminuir a poluição.
É um método interessante também do
ponto de vista econômico. Gasta-se muito
mais água e energia elétrica para produzir
um material a partir de matéria-prima
bruta do que para reciclar.
Na coleta seletiva, os materiais recicláveis
são separados nos lugares onde o lixo é
gerado. Eles são, então, acondicionados
em recipientes adequados, coletados e
enviados para as indústrias de reciclagem.
Num programa de coleta se let iva
recupera-se, em geral, cerca de 90% dos
materiais para reciclagem (papéis,
plásticos, vidros e metais). Os 10%
restantes são rejeitos, ou seja, materiais
que não podem ser reaproveitados, como
isipor, trapos, papel-carbono, fraldas
descartáveis, couro, louça, cerâmica e
objetos produzidos com muitas peças de
diferentes materiais.
Todos esses métodos apresentam
vantagens e desvantagens e a sua
implantação depende de uma pesquisa
detalhada das condições de cada cidade, a
qual deve incluir um estudo de impacto
ambiental. A tabela abaixo apresenta
algumas vantagens e desvantagens de três
desses processos de disposição de lixo.
408
Química Ambiental
Sem dúvida, a associação do crescimento
populacional à intensa urbanização e às
mudanças de consumo está mudando o
perfil do lixo brasileiro. Porém, essa
‘ m o d e r n i d a d e ’ n ã o e s t á s e n d o
acompanhada das medidas necessárias
para dar ao lixo gerado um destino
adequado. Segundo a Pesquisa Nacional
de Saneamento Básico (PNSB), realizada
em 1989 pelo Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE) e editada
em 1991 (IPT/CEMPRE, 1995), “o brasileiro
convive com a maioria do lixo que produz.
São 241.614 toneladas de lixo produzidas
diariamente no país. Fica a céu aberto
(lixão) 76% de todo esse lixo.
Apenas 24% recebe tratamento mais
adequado”.
Dos 24% de tratamento considerado mais
adequado, 13% é através de aterro
controlado, o que ainda possibilita a
contaminação do lençol freático. Mesmo
os 10% de aterro sanitário não são
e f i c i ê n c i a e q u a l i d a d e d ev i d o à
necessidade constante de controle e
manutenção, o que nem sempre acontece,
mesmo porque são raros os aterros que
operam convenientemente do ponto de
vista ambiental.
Período de tempo de decomposição
do!lixo
O tempo de decomposição é uma previsão
em média. Portanto, a informação pode
variar. Por este motivo, existem variações
entre livros e sites, sobre o tempo de
decomposição.
A i n fo r m a ç ã o s o b re o te m p o d e
decomposição do vidro é a mais variável:
algumas fontes afirmam que são 4 mil
anos, outras 10 mil anos, e até 1 milhão de
anos… Mas isso não importa. Importante é
reciclar!
• Papel: 3 a 6 meses
• Jornal: 6 meses
• Palito de madeira: 6 meses
VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS PROCESSOS
DE DISPOSIÇÃO DO LIXO
Processo Vantagens Desvantagens
Lixão
No curto
prazo, é o
meio mais
barato de
todos, pois
não implica
em custos de
tratamento
nem controle
Contamina a água,
o ar e o solo, pois a
decomposição do
lixo sem tratamento
produz chorume,
gases e favorece a
proliferação de
insetos (baratas,
moscas), ratos e
germes patológicos,
que são vetores de
doença
Aterro
Sanitário
Solução mais
econômica,
pode ocupar
áreas já
degradadas,
como antigas
minerações
Tem vida útil curta;
se não houver
controle pode
receber resíduos
perigosos como lixo
hospitalar e nuclear.
Se não for feito com
critérios de
engenharia, pode
causar os mesmos
problemas do lixão;
os materiais
recicláveis não são
aproveitados
Incineração
Propicia uma
redução no
volume de
lixo; destrói a
maioria do
material
orgânico e do
material
perigoso, que
no aterro
causa
problemas;
não necessita
de áreas
muito
grandes; pode
gerar energia
através do
calor
É um sistema caro
que necessita de
manutenção
rigorosa e
constante. Pode
lançar diversos
gases poluentes e
fuligem na
atmosfera (dioxinas,
furanos). Suas
cinzas concentram
substâncias tóxicas
com potencial de
contaminação do
ambiente
Compostagem
O composto
originado
pode vir a ser
usado como
adubo na
agricultura ou
em ração para
animais, e
poderá ser
comercializad
o. Reduz a
quantidade de
resíduos a ser
dispostos no
aterro
sanitário
Quando implantado
com técnicas
incorretas pode
causar transtornos
às áreas vizinhas,
como mau cheiro e
proliferação de
insetos e roedores,
produzindo
compostos de baixa
qualidade e
contaminados com
metais pesados, se
houver falhas na
separação
409
Química Ambiental
• Toco de cigarro: 20 meses
• Nylon: mais de 30 anos
• Chicletes: 5 anos
• Pedaços de pano: 6 meses a 1 ano
• Cigarros: 2 anos a 05 anos
• Fralda descartável biodegradável: 1 ano
• Fralda descartável comum: 450 anos a
600 anos.
• Lata e copos de plástico: 50 anos
• Lata de aço: 10 anos
• Tampas de garrafa: 150 anos
• Isopor: 400 anos
• Plástico: 100 anos
• Garrafa plástica: 400 anos ( depende do
tipo do plástico)
• Garrafa de plástico (PET) tempo
indeterminado
• Pneus: indeterminado. mínimo: 600 anos
• Vidro: 4.000 anos
• Casca de frutas: 01 a 3 meses. (serve de
adubo e não causa danos a natureza).
• Madeira pintada: 13 anos
• Chicletes: 05 anos
• Latas de alumínio: 200 a 500 anos
ÁGUA
Distribuição da água na Terra
Embora três quartas partes da superfície
da Terra sejam compostas de água, a
maior parte não está disponível para
consumo humano pois 97% são água
salgada, encontrada nos oceanos e mares
e 2% formam geleiras inacessíveis.
Apenas 1% de toda a água é doce pode ser
utilizada para consumo do homem e
an imais . E deste tota l 97% estão
armazenados em fontes subterrâneas.
Ciclo da água
Podemos encontrar a água em três
estados físicos: líquido, gasoso e sólido. O
conjunto das águas contidas no planeta
desenvolve uma interdependência. Isso
ocorre por meio dos processos de
evaporação, precipitação, infiltração e
escoamento, que se configuram como uma
dinâmica hidrológica. Em outras palavras,
a água que hoje está em um lençol freático
logo mais poderá estar na atmosfera oumesmo em uma geleira.
O ciclo da água tem seu início com a
evaporação das águas dos oceanos, lagos
e rios. Essa evaporação se dá por causa do
calor provocado pelo Sol e pela ação dos
ventos, transformando a água do estado
líquido para o estado gasoso.
O vapor de água, por ser mais leve que o
ar, sobe na atmosfera formando nuvens.
Quando as nuvens são atingidas por
temperaturas mais baixas, o vapor de água
se condensa e se transforma em gotículas
que se precipitam de volta à superfície em
forma de chuva.
Nas regiões muito frias, essas gotículas se
transformam em flocos de neve ao se
precipitarem.
As águas da chuva ficam retidas no solo
nas áreas onde há vegetação. Essa água é
usada pelas plantas. Outra parte da água
acaba indo para os rios e lagos.
A água não utilizada pelas plantas passa
através de pedras permeáveis e acaba se
dirigindo para grandes reservatórios no
subterrâneo, formando os chamados
lençóis de água, que fluem de volta para
os oceanos.
A evaporação das águas da superfície
terrestre é constante e novos ciclos se
formam a todo instante.
O homem, os animais e as plantas também
contribuem para a formação de vapor de
água, por expiração durante o processo de
respiração.
Poluição da água
As águas doces superficiais - lagos, rios e
barragens - utilizadas para tratamento e
distribuição nos sistemas de tratamento
vêm sofrendo os efeitos da degradação
ambiental que atinge cada vez mais
410
Química Ambiental
intensamente os recursos hídricos em todo
o mundo. A poluição destes mananciais
vem tornando cada dia mais difícil e caro o
tratamento da água.
A poluição da água indica que um ou mais
de seus usos foram prejudicados, podendo
atingir o homem de forma direta, pois ela é
usada por este para ser bebida, para tomar
banho, para lavar roupas e utensílios e,
principalmente, para sua alimentação e
dos animais domésticos. Além disso,
abastece nossas cidades, sendo também
utilizada nas indústrias e na irrigação de
plantações. Por isso, a água deve ter
aspecto limpo, pureza de gosto e estar
isenta de microorganismos patogênicos, o
que é conseguido através do seu
tratamento, desde da retirada dos rios até
a chegada nas residências urbanas ou
rurais. A água de um rio é considerada de
boa qualidade quando apresenta menos
de mil coliformes fecais e menos de dez
microorganismos patogênicos por litro
(como aqueles causadores de verminoses,
cólera, esquistossomose, febre tifóide,
hepatite, leptospirose, poliomielite etc.).
Portanto, para a água se manter nessas
c o n d i ç õ e s , d e v e - s e e v i t a r s u a
contaminação por resíduos, sejam eles
agrícolas (de natureza química ou
orgânica), esgotos, resíduos industriais,
lixo ou sedimentos vindos da erosão.
Sobre a contaminação agrícola temos, no
primeiro caso, os resíduos do uso de
agrotóxicos (comum na agropecuária),
que provêm de uma prática muitas vezes
desnecessária ou intensiva nos campos,
enviando grandes quant idades de
substâncias tóxicas para os rios através
das chuvas, o mesmo ocorrendo com a
eliminação do esterco de animais criados
em pastagens. No segundo caso, há o uso
de adubos, muitas vezes exagerado, que
acabam por ser carregados pelas chuvas
aos rios locais, acarretando o aumento de
nutrientes nestes pontos; isso propicia a
ocorrência de uma explosão de bactérias
decompositoras que consomem oxigênio,
contribuindo ainda para diminuir a
concentração do mesmo na água,
produzindo sulfeto de hidrogênio, um gás
de cheiro muito forte que, em grandes
quantidades, é tóxico. Isso também
afetaria as formas superiores de vida
animal e vegetal, que utilizam o oxigênio
na respiração, a lém das bactér ias
aeróbicas, que seriam impedidas de
decompor a matéria orgânica sem deixar
odores nocivos através do consumo de
oxigênio.
Os resíduos gerados pelas indústrias,
cidades e atividades agrícolas são sólidos
ou líquidos, tendo um potencial de
poluição muito grande. Os resíduos
gerados pelas cidades, como lixo, entulhos
e produtos tóxicos são carreados para os
rios com a ajuda das chuvas. Os resíduos
líquidos carregam poluentes orgânicos
(que são mais fáceis de ser controlados do
que os inorgânicos, quando em pequena
quantidade). As indústrias produzem
grande quantidade de resíduos em seus
processos, sendo uma parte retida pelas
instalações de tratamento da própria
indústria, que retêm tanto resíduos sólidos
quanto líquidos, e a outra parte despejada
no ambiente. No processo de tratamento
dos resíduos também é produzido outro
resíduo chamado "chorume", líquido que
precisa novamente de tratamento e
controle. As cidades podem ser ainda
poluídas pelas enxurradas, pelo lixo e pelo
esgoto.
Enfim, a poluição das águas pode aparecer
de vários modos, incluindo a poluição
térmica, que é a descarga de efluentes a
altas temperaturas, poluição física, que é a
descarga de material em suspensão,
poluição biológica, que é a descarga de
bactérias patogênicas e vírus, e poluição
411
Química Ambiental
química, que pode ocorrer por deficiência
de oxigênio, toxidez e eutrofização .
A!eutrofização!é causada por processos de
erosão e decomposição que fazem
aumentar o conteúdo de nutrientes,
aumentando a! produtividade biológica,
permitindo periódicas proliferações de
algas, que tornam a água turva e com isso
podem causar deficiência de oxigênio pelo
seu apodrecimento, aumentando sua
toxidez para os organismos que nela vivem
(como os peixes, que aparecem mortos
junto a espumas tóxicas).
Tratamento da água
Quase toda água potável que consumimos
se transforma em esgoto que é re-
introduzido nos rios e lagos. Estes
mananciais, uma vez contaminados,
p o d e m c o n t e r m i c r o o r g a n i s m o s
causadores de várias doenças como a
diarréia, hepatite, cólera e febre tifóide.
Além dos microorganismos, as águas dos
rios e lagos contêm muitas partículas que
também precisam ser removidas antes do
consumo humano. Daí a necessidade de se
tratar a água para que esta volte a ser
propícia para o consumo humano.
Quando pensamos em água tratada
normalmente nos vem à cabeça o
tratamento de uma água que estava
poluída, como o esgoto, para uma que
volte a ser limpa. Cabe aqui fazer uma
distinção entre tratamento de água e
tratamento de esgoto: o tratamento de
água é feito a partir da água doce
encontrada na natureza que contém
resíduos orgânicos, sais dissolvidos, metais
pesados, partículas em suspensão e
microorganismos. Por essa razão a água é
levada do manancial para a Estação de
Tratamento de Água (ETA) . Já o
tratamento de esgoto é feito a partir de
esgotos residenciais ou industriais para,
após o tratamento, a água poder ser re-
introduzida no rio minimizando seu
impacto ao ambiente.
Etapas do Tratamento da água:
Coagulação: quando a água na sua forma
natural (bruta) entra na ETA, ela recebe,
nos tanques, uma determina quantidade
de sulfato de alumínio. Esta etapa envolve
a formação de um precipitado gelatinoso.
Al2(SO4)3(aq) + CaO (aq)→ Al(OH)3(s) +
CaSO4(s)
Floculação - em tanques de concreto com
a água em movimento, as partículas
sólidas se aglutinam ao precipitado
gelatinoso formando flocos maiores.
Decantação - em outros tanques, por ação
da gravidade, os flocos com as impurezas
e partículas ficam depositadas no fundo
dos tanques, separando-se da água.
Filtração - a água passa por filtros
formados por carvão, areia e pedras de
diversos tamanhos. Nesta etapa, as
impurezas de tamanho pequeno ficam
retidas no filtro.
Desinfecção - é aplicado na água cloro ou
ozônio para eliminar microorganismos
causadores de doenças.
Cl2(g) + H2O(l) → HClO(aq) + HCl(aq)
Fluoretação - é aplicado flúor na água
para prevenir a formação de cárie dentária
em crianças. Os íons fluoreto! ! (F-)
presentes no f lúor transformam a
Hidroxiapatita em fluorapatita que protege
ainda mais os dentes, por ser menos
solúvel em ácidos.
Ca5(PO4)3OH(s) → Ca5(PO4)3F(s)
Correçãode pH - é aplicada na água uma
certa quantidade de cal hidratada ou
carbonato de sódio. Esse procedimento
serve para corrigir o pH da água e
preservar a rede de encanamentos de
distribuição.
CaO (s) + H2O(l) → Ca (OH)2 (aq)
412
Química Ambiental
EXERCÍCIOS
Questão 01 - (ENEM/2017)
Grandes quantidades de enxofre
s ã o l a n ç a d a s n a a t m o s f e r a
diariamente, na forma de dióxido de
enxofre (SO2), como decorrência de
atividades industriais e de queima de
combustíveis fósseis.
Em razão da alta concentração desses
compostos na atmosfera, regiões com
conglomerados urbanos e polos
industriais apresentam ocorrência
sazonal de
a) precipitação ácida.
b) alteração do ciclo hidrológico.
c) alteração no ciclo do carbono.
d) intensificação do efeito estufa.
e) precipitação de íons metálicos
tóxicos na superfície.
Questão 02 - (ENEM/2017)
O aumento da pecuár ia em
decorrência do crescimento da
demanda de carne pela população
humana tem sido alvo de grandes
preocupações por pesquisadores e
ambientalistas. Essa preocupação
ocorre em virtude de o metabolismo
de animais como os ruminantes
produzirem e liberarem gás metano
para a atmosfera.
Essa preocupação está relacionada
com a intensificação de qual problema
ambiental?
a) Eutrofização.
b) Chuva ácida.
c) Bioacumulação.
d) Inversão térmica.
e) Aquecimento global.
Questão 03 - (ENEM/2017)
Com o objetivo de avaliar os
impactos ambientais causados pela
ocupação urbana e industrial numa
região às margens de um rio e adotar
medidas para a sua despoluição, uma
equipe de técnicos analisou alguns
parâmetros de uma amostra de água
desse rio.
O quadro mostra os resultados
obtidos em cinco regiões diferentes,
desde a nascente até o local onde o
rio deságua no mar.
* Demanda bioquímica de oxigênio. Quantidade de
oxigênio consumido pelas bactérias para decompor a
matéria orgânica.
Na tentativa de adotar medidas para
despoluir o rio, as autoridades devem
concentrar esforços em ampliar o
saneamento básico e as estações de
tratamento de esgoto principalmente
na região
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
Questão 04 - (ENEM/2017)
Muitas indústrias e fábricas lançam
para o ar, através de suas chaminés,
poluentes prejudiciais às plantas e aos
animais. Um desses poluentes reage
quando em contato com o gás
oxigênio e a água da atmosfera,
conforme as equações químicas:
413
Química Ambiental
Equação 1: 2 SO2 + O2 2 SO3
Equação 2: SO3 + H2O H2SO4
De acordo com as equações, a
alteração ambiental decorrente da
presença desse poluente intensifica
o(a)
a) formação de chuva ácida.
b) surgimento de ilha de calor.
c) redução da camada de ozônio.
d) ocorrência de inversão térmica.
e) emissão de gases de efeito estufa.
Questão 05 - (ENEM/2016)
O processo de dessulfurização é
uma das e tapas u t i l i zadas na
produção do diesel. Esse processo
consiste na oxidação do enxofre
presente na forma de sulfeto de
hidrogênio (H2S) a enxofre elementar
(só l ido) que é poster iormente
removido. Um método para essa
extração química é o processo Claus,
no qual parte do H2S é oxidada a
dióxido de enxofre (SO2) e, então,
esse gás é usado para oxidar o
restante do H2S. Os compostos de
enxofre remanescentes e as demais
moléculas presentes no diesel sofrerão
combustão no motor.
MARQUES FILHO, J. Estudo da fase térmica do
processo Claus utilizando
fluido dinâmica computacional. São Paulo: USP,
2004 (adaptado).
O benefício do processo Claus é que,
na combustão do diesel, é minimizada
a emissão de gases
a) formadores de hidrocarbonetos.
b) p r o d u t o r e s d e ó x i d o s d e
nitrogênio.
c) emissores de monóxido de
carbono.
d) promotores da acidificação da
chuva.
e) determinantes para o aumento do
efeito estufa.
Questão 06 - (ENEM/2014)
A l i b e r a ç ã o d o s g a s e s
c l o ro f l u o rc a r b o n o s (C FC s) n a
atmosfera pode provocar depleção de
ozônio (O3) na estratosfera. O ozônio
estratosférico é responsável por
absorver parte da radiação ultravioleta
emitida pelo Sol, a qual é nociva aos
seres vivos. Esse processo, na camada
d e o z ô n i o , é i l u s t r a d o
simplificadamente na figura.
Quimicamente, a destruição do ozônio
na atmosfera por gases CFCs é
decorrência da
a) clivagem da molécula de ozônio
pelos CFCs para produzir espécies
radicalares.
b) produção de oxigênio molecular a
partir de ozônio, catalisada por
átomos de cloro.
c) oxidação do monóxido de cloro
por átomos de oxigênio para
produzir átomos de cloro.
d) reação direta entre os CFCs e o
ozônio para produzir oxigênio
molecular e monóxido de cloro.
e) reação de substituição de um dos
átomos de oxigênio na molécula
de ozônio por átomos de cloro.
→
→
414
Química Ambiental
Questão 07 - (ENEM/2014)
Para impedir a contaminação
microbiana do suprimento de água,
deve-se eliminar as emissões de
efluentes e, quando necessário, tratá-
lo com des in fe tan te . O ác ido
hipocloroso (HClO), produzido pela
reação entre cloro e água, é um dos
compostos mais empregados como
desinfetante. Contudo, ele não atua
somente como oxidante, mas também
como um ativo agente de cloração. A
presença de matér ia orgân ica
dissolvida no suprimento de água
clorada pode levar à formação de
clorofórmio (CHCl3) e outras espécies
orgânicas cloradas tóxicas.
SPIRO, T. G.; STIGLIANI, W. M. Química ambiental.
São Paulo: Pearson, 2009 (adaptado).
V i s a n d o e l i m i n a r d a á g u a o
clorofórmio e outras moléculas
orgânicas, o tratamento adequado é a
a) filtração, com o uso de filtros de
carvão ativo.
b) f luoretação, pela adição de
fluoreto de sódio.
c) coagulação, pela adição de sulfato
de alumínio.
d) correção do pH, pela adição de
carbonato de sódio.
e) f locu lação, em tanques de
c o n c r e t o c o m a á g u a e m
movimento.
Questão 08 - (ENEM/2014)
Pa r te d o g á s c a r b ô n i co d a
atmosfera é absorvida pela água do
mar. O esquema representa reações
que ocorrem naturalmente, em
equilíbrio, no sistema ambiental
marinho. O excesso de dióxido de
carbono na atmosfera pode afetar os
recifes de corais.
Disponível em: http://news.bbc.co.uk.
Acesso em: 20 maio 2014 (adaptado).
O resultado desse processo nos corais
é o(a)
a) seu branqueamento, levando à sua
morte e extinção.
b) excesso de fixação de cálcio,
p r o v o c a n d o c a l c i f i c a ç ã o
indesejável.
c) menor incorporação de carbono,
a fe t a n d o s e u m e t a b o l i s m o
energético.
d) estímulo da atividade enzimática,
evitando a descalcificação dos
esqueletos.
e) dano à estrutura dos esqueletos
calcários, diminuindo o tamanho
das populações.
Questão 09 - (ENEM/2014)
Se por um lado a Revolução
Industrial instituiu um novo patamar
de tecnologia e, com isso, uma
melhoria na qualidade de vida da
população, por outro lado os resíduos
decorrentes desse processo podem se
acumular no ar, no solo e na água,
causando desequilíbrios no ambiente.
O acúmulo dos resíduos provenientes
dos processos industriais que utilizam
combust íveis fósseis faz como
consequência o(a)
415
Química Ambiental
a) eutrofização dos corpos-d’água,
aumento a produtividade dos
sistemas aquáticos.
b) precipitação de chuvas ácidas,
d a n i f i c a n d o f l o r e s t a s ,
e c o s s i s t e m a s a q u á t i c o s e
construções.
c) mudança na salinidade dos mares,
provocando a mortalidade de
peixes e demais seres aquáticos.
d) acúmulo de detritos, causando
e n t u p i m e n to d e b u e i ro s e
alagamento das ruas.
e) presença de mosquitos, levando à
d i s s e m i n a ç ã o d e d o e n ç a s
bacterianas e virais.
Questão 10 - (ENEM/2014)
Água dura é aquela que contém
concentrações relativamente altas de
íons Ca2+ e Mg2+ dissolvidos. Apesar
de esses íons não representarem risco
para a saúde, eles podem tornar a
água imprópria para alguns tipos de
consumo