Quimica

Revisõo de Temas Para o Vestibular

EXERCíCrOSl . (Unopar-PR) Os pacientes que apresentam doenças renais

têm Índices elevados de uréia no sangue. A equação a seguirdemonstra a produção de uréia no fígado:

2 NH3 + CO, -+ (NHJ;CO + HrO

Supondo que o rendimento dessa reação é de 1007o, a mas-sa, em gramas, de uréia obtida a partir de 0,5 mol de amônia(NHJ e gas carbônico suficiente éDado: massa molar da uréia = 60 g/mola) 15,0. b) 36,0. c) 60,0. d) 84,0. e) 240,0.

@stácio-R) Segundo a equação:

C2H6O + 3O, -> 2CO2 + 3H2O

A massa de água (em gramas) que se forma quando se quei-mam 18,4 g de álcool etÍlico é:a) 54,0 b) 21,6 c) 18,8 d) 46,0 e) 32,7

(UFSM-RS) O ferro é obtido pela redução de seus minérios,em temperâturas muito elevadas, em altos-fornos, na presença de coque, conforme a equação global

FerO, + 3C -+ 2Fe + 3CO

Obtém-se, assim, o ferro-gusa, que contém muitas impurezas.

Quantos gramas de coque (C) são necessários para conver-ter totalmente 319,2 g de Fe2Or em Íerro-gusa?a) 24 b) 72 c) 108 d) 180 e) 360

(PUC-RI) O metanol, que é usado como combustível em al-guns países, pode ser produzido a partir da reação dehidrogenação do monóxido de carbono:

CO + 2H, + CH,OH

Qual seria o volume de H, necessário para obterem-se 3 molsde metanol, nas CNTP?

(Estácio-R) O sulfeto de zinco é uma substância usada pararecobrir as paredes internas de tubos de imagem de TV. Elepode ser preparado por reação de síntese, segundo a equação:

Zn+S -+ ZnS

Que massa de sulfeto de zinco, em gramas, é obtida quandose faz a reação de 12,7 g de zinco com 20 g de enxofre?a) l9,l b) 22,2 c) 32,7 d) 41,7 e) 52,0

6. (Mackenzie.SP) Na queima de l0 kg de carvão de 80% depureza, a quantidade de moléculas de gás carbônico produ-zida ê'. 'Dados: massa molar (g/mol) C : 12; O : 16

c+o2 -+ co2

4,9 . 1025 c) 4,0. 1026 e) 6,25'10'??17,6. 1028 d) 57,6. 101'g

(Fazu-MG) Os combustíveis fósseis, como carvão e petrGleo, apresentam impurezas, dentre elas o enxofre. Na quei-ma desses combustíveis, são lançados na atmosfera óxidosde enxofre que, em determinadas condições, são oxidadose, em contato com a umidade do ar, se transformam em áci-do sulfúrico. Este último precipita sob Íorma de "chuvaácida", causando sérios danos ao meio ambiente. Esses fe.nômenos estão representados pelas equações abaixo:

Is*o"+so,t -

1 SO, + l/2 O, -+ SO.I SO" + HrO + HrSOn

A massa de ácido sulfúrico formada com a queima total de12,8 kg de carvão contendo2,So/" em massa de enxofre seráigual aa) 0,32 kgb) 0,64 kg

8. (UCS-RS) A reação entre dióxido de carbono e amônia resul-ta na formação de um composto de fórmula CO('{H)r. Essasubstância, utilizada como Íertilizante, é denominada uréia.Calcule o rendimento da reação de formação do CO(NH),numa situação em que, sendo adicionadas 340 toneladas deamônia são produzidas 540 toneladas de uréia.O rendimento dessa reação éa) 50%. c) 70%b) 60%. d) sOz,:

e) 90%.

a)b)

3.

4.

t .

c) 0,98 kgd) 1,28 kg

e) 1,32 kg

Concentração das soluções

A concenüÍ'ação comum (C) de uma solução expressa a massa de soluto em um certo volume de solução.

C : TsolutoVsotuçao

A densidade (d) de uma solução é o resultado da divisão de sua massa por seu volume.

' ffisolucão

o: v**,o

Não confunda a concentração comum com a densidade da solução. A concenüação comum expressaa massa de soluto presente num certo volume de solução. Já a densidade de uma solução expressa amassa total (soluto mais solvente) de um certo volume de solução. A densidade não é propriamente,portanto, uma maneira de expressar a concentração de uma solução, mas está relacionada a ela, pois,quando variamos a concentração de soluto, varia também a densidade.

274Química na Abordagem do Cotidiano .

A concentração em quantidade de matéria (W) de uma solução expressa a quantidade em mols desoluto presente em cada decímetro cúbico Qitro) de solução (mol/dm3, ou seja, mol/L).

m - Dsoluto

, , ,_ V,;

O título em ma$Ea (õJ de uma solução expressa a relação entre a massa de soluto presente numaamostra dessa solução e a massa total dessa amostra de solução.

õ. : Bsoluto

msolução

Quando o título em massa - que é um número adimensional (sem unidade), maior que zero e menorque um - é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução.O útulo em volume (6) de uma solução expressa a relação entre o volume de soluto presente numaamostra dessa solução e o volume total dessa amostra de solução.

6u:

Quando o título em voÌume é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em volume do solutona solução.

TítuÌo em massa e título em volume para soluções de baiÍssima concentração podem ser expressosem partes por miÌhão (ppm) ou partes por bilhão (ppb).Diluição é o processo de acrescentar mais solvente a uma solução. Com isso, o volume da solução atrmenta, mas a quantidade de soluto dissoMdo se mantém, o que faz a solução ficar menos concentrada

I isoluto : I fsoluto

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EXERCíCrOS

@stácioRl) A caleína apresenta fórmula molecular CrH,oOrNne é um exemplo de alcalóide que se encontra nas sementesde café, do chá e de outros vegetais. Calcule a massa, emgramas, de cafeína presente em 0,5 litro de solução aquosade caÍé contendo 0,01 mol/L de caleÍna.a) 0,97 b) 1,94 c) 3,88 d) 9,70 e) 19,4

(FEI-SP) A presença de 3 . l0-s g de etanol por mililitro desangue em geral causa intoxicação. Considerando que o vo-lume total de sangue de um adulto é da ordem de 7 L aprox!madamente, quantos gramas de etanol devem estar no san-gue para causar intoxicação?a)49 b)6C c)8C d)t tg e) 21g

(Ueri) A hidroponia é uma técnica de cultivo de vegetais forado solo. Os nutrientes são fornecidos através de uma solu-ção contendo vários sais de fácil assimilação pelo vegetal.Para o preparo de 100 L de solução nutritiva, contendo0,007 mol .L-t de nitrato de cálcio, a massa necessária des-se sal, em gramas, é aproximadamente de:a) 72 b) 102 c) 115 d) 164

(UnicampSP)* Ainda sonolentos, saem em direção ao locaÌda ocorrrência e resolvem parar num posto de combustÍvel.- Complete! - diz Rango ao frentista. Assim que o rap.\z cGmeça a colocar álcool no tanque, Estrondosa grita: - pare!Pare! Este carro é a gasolina! - Ainda bem que você percebeu o engano - disse Rango. - Amigo! Complete o tanque

com gasolina. O nosso herói procedeu assim porque calculouque, com o volume de iâlcool anidro colocado no tanque, ad!cionando a gasolina contendo 20% (volume/volume) de etanol,obteriaum combustível com 24% de etanol (volume/volume).igual àquele vendido nos postos até pouco tempo atrás.

. a) Sabendo.se que o volume total do tanque é 50litros, quaìé a quantidade total de álcool, em litros, no tanque agoracheio?

b) Que volume de etanol anidro o frentista colocou por en-gano no tanque do carro?

5. (UnicampSP)* Enquanto estudavam a ficha cadastral do ü-gia, Estrondosa e Rango resolveram tomar um refrigerante.Numa tina com água e gelo havia garralinhas plásticas deum mesmo refrigerante "diet" e comum. O refrigerante co-mum contém sacarose. O "diet" é adoçado com substânciasque podem ser até 500 vezes mais doces do que a sacarose.

'Sem se preocupar com os rótulos, que haüam se soltado,Rango pegou duas garrafas que estavam bem à tona, des-prezando as que estavam mais afundadas na água. Considere que um refrigerante é constituído, essencialmente, de águae de um adoçante, que pode ser sacarose ou outra substân-

* Questão extraída de uma prova que ôontém uma história Íicticia envolvendo um casal de policiais técnicos, Rango e Estron-dosa.

4.

Ranisão de ïemas Para o Vestibular

cia, já que, para um mesmo refrigerante, todos os outrosconstituintes são mantidos constantes. A figura mostra osdados relativos à massa de refrigerante em função do seuvolume. Sabe-se, também, que em 100 mL de refrigerantecomum há 13 g de sacarose.a) Qual das curvas, A ou B, corresponde ao tipo de refrige-

rante escolhido por Rango? Justifique.b) Calcule a porcentagem em masm de sacarose no refrige-

rante comum. Explicite como obteve o resultado.

010203040Volume de refriqerante / mL

6. @stácio-RJ) 120 mL de HrSOa foram diluidos a 500 mL. De-terminar a molaridade da solução original se a solução re-sultante é 0.6 M:

275

(UCS-RS) Uma sugestão para evitar contaminações em fru-tas e legumes pelo bacilo do cólera é deixá-los de molho emuma solução de 1 L de água com uma colher de sopa de águasanitária. O rótulo das embalagens de uma determinada águasanitária traz informações sobre a concentração dehipoclorito de sódio (NaClO).Considerando:1 - uma concentração da NaCIO de37,25 glL;2 - a capacidade da colher de sopa (10 mL); e3 - um volume da solução do molho igual a I L;a alternativa que apresenta, em valores arredondados, amolaridade do molho, para evitar o cólera é

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e) 0,90 M

a) 0,037 M.b) 0,00s M.

a) 54,00 mL;b) 544,40 mL;c) 44,90 mL;

d) 3,7 M.e) 5M.

d) 444,0 mL;e) 0,49 mL.

c) 0,37 M.

8. (UniiuÍ-RS) Os acumuladores de automóveis constituem-sede uma associação de pilhas eletroquímicas. Nesses artefa-tos ocorre uma reação entre o óxido de chumbo de suas pla-cas e a solução de ácido sulÍúrico, na qual as mesmas estãoimersas. Geram-se partículas elétricas, entre elas os elétronsque passarn pÍüa um circuito, permitindo o aproveitamentoda corrente elétrica nas mais diversas demandas do veículo.O ácido sulfúrico concentrado possui densidade 1,84 g/mle sua concentração em peso é 96%. Sabendo que a concen-tração do ácido existente na bateria é de 4,9 mol/litro desolução, pergunta-se:

Qual o volume aproximado de ácido concentrado que deve-mos utilizar parâ preparar 2 litros de solução desse ácido.

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a) 2,50 Mb) 1,25 M

c) 3Md) 2M

Diagrama de Íases para a água

10' t ,3 kPaou' l atm

'ou

760 mmHg

0,6 kPaou 0,006 atm

ou4,6 mmHg

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6

O diagrama de fases da água permite ava-liar o estado físico de uma amostra deágua em função da pressão e da tempera-tura a que está submetida. Esse diagramatambém permite prever como pressão e/ou temoeratura devem ser alteradas a fimde provocar mudanças de estado físiconuma amostra de água. (Os eixos de pres-são e de têmperatura nesse desenho nãoestão em escala.)

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Diagrama de fases epressão de vapor

Linha dos valores P-T em quea água é sólida e/ou líquida

. _ .Begi-ãp-dqs- yalqres P--I em- -,queaáguaélíquida

Linha dos rlalores P-T em quea âgua é l(uida e/ou vapor

Ponto do único valor de P e {e T em quea água é sólida e/ou líquida q/ou vapor

:Região dos valoies P-Tem que a água Ç vapor

Linha dirs valores P-T em quea ágaa Ç sólida e/ou vapor

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276 Química na Abordagem do Cotidiano r Volume 3

Curva de pressão de vapor da água líquida

o O aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor de um líquido.o Para que um lÍquido entre em ebulição, é necessário que sua pressão de vapor seja igual à pressão

atmosférica (é a pressão que atua sobre a superfície líquida). Assim, a temperatura na qual um lÍquidoentra em ebulição depende da pressão exercida sobre ele.

(ITA-SP) Explique por que água pura exposta à atmosfera esob pressão de 1,0 atm entra em ebulição em umatemperatu-ra de 100"C, enquanto água pura exposta à pressão atmosfér!ca de 0,7 atm entra em ebulição em uma temperatura de g0'C.

(Uesb-BA) Considere duas cidades brasileiras: I litorânea e2 montanhosa, situada a 1.700 m de altitude. Pode-se aÍir-mar, portanto, queI. na cidade 2 a pressão total do ar atmosférico é menor do

que na cidade l.ll. em ambas as cidades, oxigênio é o componente do ar

presente em maior proporção.III. na cidade I a água ferve em temperaturas inferiores a

100"c.É correto aÍirmar SOMENTEa) l b) l l c) l l l d) le l l e) l le l l l

Texto comum às questões 3 e 4:A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozi-dos em água muito mais rapidamente do que em panelasconvencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedaçãoque não deixa o vapor escapar, a não ser através de um or!Íício central sobre o qual assenta um peso que controla apressão. Quando em uso, desenvolve.se uma pressão eleva-da no seu interior. Para a sua operação segura, é necessárioobservar a limpeza do oriÍÍcio central e a existência de umaválvula de segurança, normalmente situada na tampa.O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase daágua são apresentados a seguir.

Válvula desegurança

DIAGRAMA DE FASE DA ÁGUA

o 20 40 60 80 I00 120 140 160Temperatura ('C)

3. @nem-MEC) A vantagem do uso de panela de pressão é arapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve:a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.b) à temperatura de seu interior, que está acima da tempe.

ratura de ebulição da água no local.c) à quantidade de calor adicional que é transferida à

panela.d) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela

válvula.e) à espessura da sua parede, que é maior que a das pane.

las comuns.

4. @nem-MEC) Se, por economia, abaixarmos o Íogo sob umapanela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pelaválvula, de Íorma simplesmente a manter a fervura, o tempode cozimento:a) será maior porque a panela "esfria".b) será menor, pois diminui a perda de água.c) será maior, pois a pressão diminui.d) será maior, pois a evaporação diminui.e) não será alterado, pois a temperatura não varia.

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Curva depressão devapor oa

EXERCíCrOS

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Revlsõo de Temas Para o Vestibular

EÍeito tonoscópicoIgual quantidade em mols de diferentes solutos não-eletrólitos e

não-voláteis, dissolvidos numa mesma quantidade de solvente, auma mesma temperatura, causa o mesmo abaixamento na pressãode vapor (Âp) do solvente na solução quando comparado aosolvente puro.

EÍeito ebulioscópicoIgual quantidade (mols) de diferentes solutos não-eletrólitos e

não-voláteis, dissolvidos numa mesma quantidade de solvente, cau-sa igual aumento na temperatura (At) em que se inicia a ebuliçãodesse solvente na solução.

EÍeito crioscópicoIgual quantidade (mols) de diferentes solutos nãoeletrólitos e não-

voláteis, dissoMdos numa mesma quantidade de solvente, causa igualabaixamento na temperatura (Ât.) em que se inicia o congelamentodo solvente na solução.

Pressão osmóticaO fluxo efetivo de solvente através de uma membrana permeá-

vel apenas ao solvente é denominado osmose. Verifica-se que essefluxo ocorre espontaneamente do meio menos concentrado para omeio mais concentrado.

Quando umasolução aquosaestáseparada daáguapura por umamembrana permeável apenas à água, o valor exato de pressão quese deve aplicar sobre a solução para impedir a osmose é denomina-do pressão osmótica da solução. Essa grandeza é representada peÌaletra grega pi minúscula (n).

f i 'V"omçao : n"oru,o' R' T

ou

7t : ÍÍf"o,or.o. R. T

Temperatura

Água pura Solução aquosa

com T : temperatura na escala kelvinR : 0,082 atm. L. mol- t . K-tR : 62,3 mmHg. L. mol- l . K-rR : 8,315 kPa.L.mol- ' .K- l

c6H1206Gq)

I mol de moléculas aquosas

Nator + Clãol

2 mol de ions aquosos

cu?ior + 2 clãq)

Ao trabalhar com soluções de solutosdo tipo eletrólito, deve-se levar em contaque é a quantidade total de partículas dis-solvidas numa certa quant idade desolvente que determina as propriedadescoligativas da solução.

Efeitos coligatiVos

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EÍeitos coligativos em soluções iônicasc6H12o6(") ------->!__J

I mol de glicose sólida

NaCl1"; -->

-I mol do sal sólido

CaClr,", ------>!.-----v...J

1 mol do sâI 3ólido 3 mol de íons aquosos

278 Química na Abordagem do Cotidiano . Volume 3

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EXERCíCrOS1. (UFSCar-SP) Um líquido puro e a solução de um soluto não-

volátil neste líquido têm suas pressões de vapor em funçãoda temperatura representadas pelas curvas contidas no grá-fico mostrado a seguir.

20 40 60 80 100Temperatura (.C)

a) Associe as curvas do gráfico ( l inhas contÍnua outracejada) com o líquido puro e a solução. Justifique.

b) Determine o ponto de ebulição aproximado (* 1"C) dolíquido puro ao nÍvel do mar. Justifique.

(FCM/Feluma-MG) Considere uma solução de cloreto desódio em ebuliçáo. As bolhas formadas no Íundo do reci-piente sobem e se arrebentam na superfície do líqüido. Es-sas bolhas são constituídas principalmente por:

II. 17,1 g de sacarose (Cr2H22OrJIII. 13,5 g de frutose (C6HrrOJDentre essas soluções, sob mesma pressão, a de maior e ade menor temperatura de ebulição são, respectivamente:

(Fuvest-SP) A superfÍcie do Oceano Antártico freqüentementese apresenta líquida, apesar de sua temperatura estar abai-xo de 0'C. Como se pode explicar tal Íato?

GEI-SP) A adição de certa quantidade de uma substânciaiônica, náo-volátil, à água irá causar:a) Àumento do ponto de congelamento.b) Aumento do ponto de ebulição.c) Aumento da pressão máxima de vapor.d) Cristalização do solvente.e) Diminuição da pressão osmótica da água.

(UFS-SE) Considere três soluções aquosas obtidas dissolven-do em 100 g de água:I. 18,0 g de glicose (C6HDO6)

e) III e II

Massas molares (g/mol):gl icose .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 80frutose .. . . . . . . . . 180sacarose ,. . , . . ,342

6. (UFRGS-RS) Analise as soluções aquosas abaixo discr!minadas:I. Cr2H220il

II. AgNO,III. NarCO,IV. MgCl,Qual das aÍirmações abaixo é correta, considerando que asespécies iônicas estão 100% ionizadas?a) A pressão de vapor da solução lll é mais alta que a pres-

são de vapor da solução IV.b) O ponto de congelamento da solução lV é o mais alto de

todas as soluções acima.c) A pressão osmótica da solução II é maior do que a pres-

são osmótica da solução lll.d) A solução I tem ponto de ebulição mais elevado do que o

ponto de ebulição da solução II.e) O ponto de ebulição da solução I é o mais baixo de todas

as soluções acima.

7. (Unifesp) Uma solução aquosa contendo 0,9% de NaCl (cha-mada de soro fisiológico) ou uma solução de glicose a 5,5%são isotônicas (apresentam a mesma pressão osmótica) como fluido do interior das células vermelhas do sangue e sãousadas no tratamento de crianças desidratadas ou na admi-nistração de injeções endovenosas.a) Sem calcular as pressões osmóticas, mostre que as duas

soluções são isotônicas a uma mesma temperatura.b) O laboratorista preparou por engano uma solução de

NaCl, 5,5% (ao invés de 0,9%). O que deve ocorrer com ascélulas vermelhas do sangue, se essa solução for usadaem uma injeção eqdovenosa? Justifique.

Dados: As porcentagens se referem à relação massa,/volume.Massas molares em g/mol:NaC1.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58,5.Glicose... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180.

2,O

a) Ie l lb) Ie l l lDados:

c) I Ie ld) II e lll

t r rq

E5 rno . ,"

È0,5

0,040 mol/L0,025 mol/L0,020 mol/L0,010 mol/L

0,0

a) HrO.,b) HrO(,), Hr*, e O2,e

c) HrO",, H* e Clr*,d) HrO(r, CO2e, e Or(s)

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Determinação do número de oxidação' Nas substâncias simples, o número de oxidação do elemento que forma a substânci a é zero.o O número de oxidação do hidrogênio em seus compostos é *1, exceto nos hidretos metiilicos, nos

quais é - 1.o O número de oxidação do oxigênio em seus compostos é, em geral, -2. Exceções são o fluoreto de

oxigênio, OFr, em que é +2, e os peróxidos, nos quais é - 1.

Número de oxidação e óxido-redução

Revisõo de Temas Para o Vestibular 279

r Há alguns elementos que, de modo geral, apresentam sempre o mesmo número de oxidação em seuscompostos: metais alcalinos (+1), alcalinoterrosos (+2), prata (+1), zinco (+2), alumínio (+3) efiúor (- l).

o A soma algébrica de todos os números de oxidação dos elementos presentes em uma espécie químicaeletricamente neuüa ê, zero.

o A soma algébrica dos números de oxidação dos elementos constituintes de um íon poliatômico é igualà earga desse íon.

Número de oxidaçãodoe elementos

-

Soma dos númerog deoddação doc átomos

de cada elemento

. lo,+&l-z-#+41-4:0

ISoma total

t2-s lo.-------f-----+61-2

-----r----+61-8:-2

a

a

a

a

a

Fe2O31"y + 3COG) -+ 2Fe,"; * 3CO2e)

+r#o#Fe2O31"1 + 3CO@ --> 2Fe,", * 3CO2e)

Agente oxidante Agente redutor

.3 3 átomosde uF I ",tlperdem 24 e-

I átomos de N (de I HNO')recebem 24 e

.8

#ËF@

G

Beação de óxido-reduçãoUm aumento algébrico do número de oxidação indica oxidação.

Uma diminuição algébrica do número de oxidação indica redução.

Quando um ou mais elementos sofrem variações em seus números de oxidação no transcorrer de umareação química, dizemos que se trata de uma reação de óxido-redução, também denominada reaçãode óxi-redução, óxi-red ou redox.

Agente redutor é a espécie quÍmica que contém o elemento que sofre oxidação.Agente oxidante é a espécie química que contém o elemento que sofre redução.

Balanceamento de equação de óxido-reduçãoCalcular o total de elétrons perdidos e recebidos pelas espécies que sofreram oxidação e redução. Paraesse cálculo multiplica-se o módulo da variação do número de oxidação pela maior atomicidade com aqual o elemento aparece na equação, esteja ela no primeiro ou no segundo membro.O coeficiente estequiométrico colocado na frente da espécie que contém o elemento que sofre oxida-ção será igual ao total de elétrons recebidos pela espécie que contém o elemento que sofre redução(calculado anteriormente), e vice-versa. Esses coeficientes devem ser colocados na frente das espéci-es químicas utilizadas para o cálculo, estejam elas no primeiro ou no segundo membro da equaçãoquímica.

Esses coeficientes são o ponto de partida. O restante do balanceamento é realizado por tentativas.

H2S + HNO3 --> H2SO4 + NO + H2O

+5 Oxidação'#. i3-I I

^ :8 t ÌRedução-T-- |

^-B

I átoino de S (de f HrS)perde I e-

I átomo de N (de f HNOa)recebe 3 e

SHrS + 8HNO3 -+ 3H2SO4 + 8NO + 4HzO


asa!

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EXERCíCrOSl. (Fazu-MG) O número de oxidação do carbono no composto

CH,CI é:a) +2b) +1

@stácio-R) Observe a seqüência abaixo onde o nitrogêniosof re algumas transformações:

(r) (il) (ril) (rv) (v)N, + NH, -----+ NO + NO, .------> HNQ

- h(NQ),

Em que etapas o nitrogênio sofre oxidação?a) le l l c) II, III e IV e) Ie lVb) I IeIV d) I I IeV

(Uesb-BA) O fertilizante sulfato de amônio, (NH)rSO., podeser obtido pela seqüência de transformações químicas resu-mida por:

de potássio (KrCrrOr), em meio ácido, verificada pela mu-dança de cor alaranjada do Íon dicromato (CrrOr) para acor verde do Íon de crômio (Cr*). Nessa transformação,quando o íon dicromato passa a Íon de crômio, pode-se afir-mar que ocorreua) redução do crômio no íon dicromato.b) oxirredução do Íon de crômio.c) perda de elétrons do crômio no íon dicromato.d) oxidação do oxigênio no íon dicromato.e) ganho de elétrons do oxigênio no íon de crômio.

6. (Vunesp) Quando o ferro metálico (Fe) reage com vapor deágua a altas temperaturas, há liberação de giís hidrogênio eformação de óxido de ferro III (FerOr). A equação, não balan-ceada, da reação descrita é:

Fe,", .1- H2o1".o-, 4 xHr*, * Feror,",

O agente oxidante e o menor coeficiente estequiométrico,inteiro, representado na equação pela letra X são, respecti-vamente,a) HrO e 3.b) FerO, e 2.

e) FerO, e l.

7, (Uneb-BA) A água oxigenada decompõe.se com facilidadena presença de íons Fefo*", segundo a equação química náobalanceada.

H2O20 + Fe'?,l' + H3Oi" -+ Fe3.l' + HrOo,

Com base nos conhecimentos sobre reações químicas eoxirredução, pode.se aÍirmar:01) O H3Oi.d é o agente oxidante.02) A água oxigenada é o agente redutor.03) O N., do oÍgênio na água oxigenada é -2.04) A equação quÍmica é classificada como de deslocamento.05) Após balanceamento da equação, o menor coeficiente

estequiométrico inteiro de HrO, é l.

c) -4 e) +4d) zero

s' i-- so, I- so, v----+ Q',lH)rsoa

ilI-----+ HzSOr

Há oxidação do elemento enxofre SOMENTE nas etapasa) Ie l lb) II e III

c) III e IVd) I, II e III

e) II, III e IV

(UFSM-RS) Em uma reação de oxidação-redução, o agenteoÍdante provoca - na espécie com a qual reage e -seu próprio NOX, e o agente redutor provoca - na es-pécie com a qual reage e - elétrons.Escolha a aìternativa que preenche, corretamente, as lacunas.a) redução - aumenta - oxidação - ganhab) oxidação - aumenta - redução - perdec) redução - diminui - oxidação - ganhad) oxidação - diminui - redução - perdee) oÍdação - diminui - redução - ganha

(Unopar-PR) O bafômetro detecta pelo hálito o grau alcoóli-co de um indivÍduo embriagado. Essa medida se baseia natransformação que envolve o etanol (CrH6O) e o dicromato

Celas eletroquímicas

c) HrO e 2.d) Fee3.

Nomenclatura dos eletrodos

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Pilhas


Pilha de DaniellZnG) + zn"t^, + 2 e-

Vaipam Vãoparaoa solução fro metiálico

Cu?ïor + 2 e- -à Cu1";

Solução Vêm do Deposita€efro metálico na placa

Semicelacu2t/cuo

Soluçãoaquosa oeCuSOo1,0 mol/L

Fiometiílico

Fiometálico

Semicelazn2*lzno

Soluçãoaquosa de

ZnSOo1,0 mol/L

No ânodo:

No cátodo:

Znç,.; --> zn'z,lr +\- oxidação

Fluxo de

| | | elétronepela

I Semtceta I Semicela I Parte uo

I de zinco I de cobre lcircrrito ederna

l - l * | àpi tha

I t l ' tOxidação Redução

Potencial-padrão de semicelaO valor de E" para o eletrodo-padrão de hidrogênlo foi convencionado como sendo 0 V (zero volt), quer

ele atue como ânodo, quer como cátodo. O potencial-padrão de uma semicela é o valor de diferença depotencial elétrico, nas condições-padrão (1,0 mol/L e 100 kPa) e numa temperatura de interesse (geralmen-

te 25'C), entre o eletrodo dessa semicela e o eletrodo'padrão de hidrogênio.

Força eletromotriz de uma pilha

Lâmina Lâmina.de zinco de cobre \

-OOaE

Ptta

a!o

€oq

-Ia

Gale.F

tC'

*tE

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Eca

-EÈaI

Bepresentação lupac para a pilha de Daniell

Znor I Zn'ã,ll Ct'ão I Ctc"r

Interpretação da representação:

Pólo @

Equaçáo global: 2n,", + Cu2ila -à Cu,", + Zn2,lt

cu'z,i" + \- -+ Cur,r Redução

@nodo) (cátodo)

ÂE" : Eo"rpé.i" q,.."."cebe e- - Eou"pécie q,re perde e

282 Química na Abordagem do Cotidiano o Volume 3

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EXERCÍC rOSl. (Fuvest-SP) Considere três metais A, B e C, dos quais apenas

A reage com ácido clorÍdrico diluído, liberando hidrogênio.Varetas de A, B e C foram espetadas em uma laranja, cujosuco é uma solução aquosa de pH : 4. A e B foram ligadosexternamente por um resistor (formação da pilha l). Apósalguns instantes, removeu-se o resistor, que foi então utiliza-do para ligar A e C (formação da pilha 2).Nesse experimento, o pólo positivo e o metal corroÍdo napilha 1 e o pólo positivo e o metal corroÍdo na pilha 2 são,respectivamente,

pilha I , pilha 2

pólopositivo

metalcorroído

pólopositivo

metalcorroÍdo

B A A cB A c A

B B c cA A L A

A B A c

(Feevale-RS) Com base na representação da Pilha de DanielZno I znz* ll Cuz* | Cu0, afirma-se que:I. o eletrodo de zinco é o ânodo e o de cobre é o cátodo.II. no eletrodo de zinco ocorre oxidação e no de cobre ocor-

re redução.IIL o fluxo de elétrons vai do cobre para o zinco.Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):a) I, somente.b) II, somente.c) III, somente.d) I, II e lll.e) Ie l l ,somente.

(Jnifesp) Ferro metálico reage espontaneamente com ÍonsPb2n, em solução aquosa. Essa reação pode ser representa-da por:

Fe + Pb2* -+ Fe2* + Pb

Na pilha, representada pela figura,

em que ocorre aquela reação global,a) os cátions devem migrar para o eletrodo de ferro.b) ocorre deposição de chumbo metálico sobre o eletrodo

de ferro.c) ocorre diminuição da massa do eletrodo de ferro.d) os elétrons migram através da ponte salina do ferro para

o chumbo.e) o eletrodo de chumbo atua como anodo.

4. (IJFSM-RS) Observe a série de atividade dos metais:

Li, Cs, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ca Fe, Ni, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Ag, Pd, Pt, Au

(ordem crescente da reatividade dos metais)

Voltímetro

Considere o desenho que apresenta uma pilha galvânicaconstituÍda de um cátodo de prata metálica e de um ânodode zinco metálico. As semi-reações de óxido-redução queocorrem na superfície dos eletrodos são

I. Ag* + e- -+ Agll. Znz* + 2 e- --> Znlll. Zn2* * Ag+ * 3 e- --> Zn + AglV. Ag -+ Ag' + e-Y. Zn --> Znz* + 2 e-

Estão corretasa) apenaslel l .b) apenas II e lll.c) apenas III e lV.d) apenas I eV.e) apenas IV e V.

(Ufes) O esquema abaixo representa uma célula galvânica.

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b)

c)

d)

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G

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5e

p@

@ados:Mg2* + 2 e- -+ MgZnzt + 2 e- --> Zn

E" = -2,37 YE' = -0,76 V)

Sobre essa célula, são feitas as seguintes aÍirmações

I. Deixando a pilha funcionar haverá fluxo de elétrons doeletrodo de Zn para o eletrodo de Mg.

II. A reação global da pilha é Zn + Mg'* --> Zn2* + Mg,e a diferença de potencial da pilha é +3,13 V.

IIL Na pilha, o eletrodo de Mg perde massa.IV. O eletrodo deZn ê denominado cátodo.

Das aÍirmações acima:a) todas são corretas.b) somente I e II são corretas.c) somente Il e III são corretas.d) somente III e IV são corretas.e) somente II é correta.

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Revisão de Temas Para o Vestibular

plicações do potencial-padrãode semicela

Gomparação da Íorça de oxidantes e redutores

AÌta tendência de sofrerredução (receber elétrons)

Zn é melhor agenteredutor que Fe e Cu

zn2*+2e ê Zn1s1

Fe2* + 2e- è Fê1,1

Cur* + 2e- è Cu1"j

Cult é melhor ggente-oxidante que Fer- e Znz'

Assim, de um modo geral, podemos dizer que:

AltoEO

Baixo Baixa tendência de sofrer Alta tendência de sofrerE" redução (receber elétrons) oxidação @erder elétrons)

Espontaneidade de reações de óxido-reduçãofreação de óxido-redução espnntânea:

Eo""pé" i"qrr"recebee- - E'""pé" i"queperde" ) 0

Beação de óxido-redução não-espontânea:E""spé"iu qu" recebe e-

* Eo""pé"i" que perde u- ( 0

Ë'9 b

ËãiËo

'E'$ h

Ëï i:3ã Ë*

E" : -0,76 V

E" : -0,44 V

E' : *0,34 V

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Alta tendência paia atuarcomo agente oxidante

Alta tendência para atuarcomo agente redutor

EXERCíCtOS

l . (Mackenzie-SP) Nas semi-reações:

wi',10, + 2 e- -+ Ni!",

Agf,o, + I e- -- AStr

O AE da pilha, o cátodo e o ânodo são, respectivamente:

Dados : E'*a.Ae : + 0,80 V; E'.ea.ni : -024V (a 25'C e I atm)a) -1,04V nÍquel, prata.b) +1,04V prata, níquel.c) +0,56 V, prata, níquel.d) -0,56 V prata, nÍquel.e) +1,04V, níquel, prata.

@EI-SP) São conhecidos os seguintes potenciais-padrões (re-dução) a 25"C, das semi-reações:

E correto afirmar:a) A reação I é espontânea.b) A diferença de potencial-padrão entre os eletrodos é

+ 0,93 volt.c) A massa do eletrodo de chumbo aumenta com o tempo.d) O eletrodo de chumbo é catodo.e) Os elétrons se deslocam no circuito externo do eletrodo

de prata para o eletrodo de chumbo.

3. @sam-Rl$ Com base nos potenciais normais de reduçãoabaixo.

Zn2o+2e-èZno

Cu2*+2e ê Cuo

Ag* +le ê Ago

Indique o melhor agente oxidante.

Ag* + le -- Agpbz* + 2e- -+ pb

E as seguintes reações:

I. 2 Ag 1 P52+ -> 2 Ag*II. 2 Ag* + Pb --> 2 Ag

Ì

E" : +0,80 volt

E": -0,13vol t

+Pb+ Pb2*

a) Znz*b) Cuoc) Cu2*

E' : -0,76 VE" : +0,34VE' : +0,80V

d) As"e) Ac'


(JFPeI-RS) A dor que sentimos, ao morder um pedaço dealumínio metálico (usado como invólucro de doces e balas),é devida ao choque elétrico produzido pela formação de umapilha entre o alumínio metálico da embalagem e o amálgamaQiga metálica entre o Hg e outros metais, tais como Ag e Sn)das obturações, tendo a saliva como eletrólito. Sabendo que

E"."ourro médio para o amálgama : + 0,67 VE"dução Al*t* / Alo = - 1,66 vE'."uçao = Eo"atoao - E'aoao

marque a alternativa que responde às perguntas abaixo.I. Qual é o agente redutor da reação?IL Qual a ddp gerada pela pilha formada pelo alumínio e pelo

amálgama?

a) alumÍnio metálico; ddp : -2,33 Vb) amálgama; ddp : +2,33 Vc) alumínio metálico; ddp = 12,3t Ud) alumínio metálico; ddp : +0,99 Ve) amálgama: ddp = -9,9t t

@stácio-Rl) Encontram-se disponÍveis no mercado pilhasalcalinas de diferentes tamanhos (palito, pequena, média egrande) que são adquiridas de acordo com o equipamentono qual se pretende adaptáìas. Esses diferentes tamanhosimplicam que:a) diferentes aparelhos eÍgem, para funcionar, voltagens di-

ferentesb) uma pilha menor desenvolve voltagem menorc) a voltagem da pilha não depende do seu tamanho, sendo

igual desde que possu.ìm a mesma composição químicad) esses tamanhos diferentes somente são comercialmente

possÍveis nas pilhas alcalinas pois são mais duradourase) avoltagem dessas pilhas é inversamente proporcionaì aos

seus tamanhos

@UC-SP) Dados:

Cd'z*(aq) + 2e- I Cd(s)

cd(orD,(s) + 2e- s cd(s) + 2oH-(aq)

NF*(aq) + 2e- $ Ni(s)

E"-0,40 v-0,81v

-0,23 VNi(OFl)r(s) + e- S Ni(OFf),(s) + OH-(aq) +0,49 V

As baterias de nÍquel-cádmio ("ni-cad") são leves erecarregáveis, sendo utilizadas em muitos aparelhos portá-teis como telefones e câmaras de vídeo. Essas baterias têmcomo caracterÍstica o Íato de os produtos formados duran-te a descarga serem insolúveis e ficarem aderidos noseletrodos, permitindo a recarga quando ligada a uma fonteexterna de energia elétrica. Com base no texto e nas sem!reações de redução fornecidas, a equação que melhor re.presenta o processo de descarga de uma bateria de níquel-cádmio éa) Cd(s) + 2Ni(OH)r(s) + Cd(OFf,(s) + 2Ni(OQr(s)

b) Cd(s) + Ni(s) -+ Cd'z*(aq) + Ni,*(aq)

c) Cd(OFf,(s) + 2 Ni(OFÌ)r(s) -+ Cd(s) + 2 Ni(OFDs(s)

d) Cd'z*(aq) + Ni'z+(aq) + Cd(s) + Ni(s)

e) Cd(s) + Ni(s) + 2 OH-(aq) -->+ Cd (oFDr(s) + Ni'z (aq)

(Ceeteps-SP) Marca-passo é um dispositivo de emergênciapara estimular o coração. A pilha utilizada nesse dispositivoé constituÍda por eletrodos de lÍtio e iodo.A partir dos valores dos potenciais de redução padrão,afirma-se:I. O fluxo eletrônico da pilha irá do lÍtio para o iodo, pois o

lítio tem o menor potencial de redução.

II. A semi-reação de oxidação pode ser representada pelaequação zLi+ + 2 e- -->2Li

lll. A diferença de potencial da pilha é de -3,05 VIV. O iodo, por ter maior potencial de redução que o Li, terr

de a sofrer redução, formando o pólo positivo da pilha.Dados: Li*(aq) + e -+ Li(s)

I r (s)+2e -+ 2l-(aq)E' = -3,05VE' = +0,54V

Quanto a essas aïirmações, devese dizer que apenasa) I, II e III são verdadeiras.b) I, II e IV são verdadeiras.c) I e III são verdadeiras.d) II é verdadeira.e) I e IV são verdadeiras.

(Jerj) Os objetos metálicos perdem o brilho quando os átemos da superÍÍcie reagem com outras substâncias forman-do um revestimento embaçado. A prata, por exemplo, perdeo brilho quando reage com enxofre, formando uma manchade sulfeto de prata. A mancha pode ser removida colo-cando.se o objeto em uma panela de alumínio contendo águaquente e um pouco de detergente, por alguns minutos.Nesse processo, a reação química que corresponde à remoção das manchas é:a) AgS + Al -+ AIS + Agb) AgSOn r Al -+ AISO4 + Agc) 3AgrS + 2Al -+ AlrS, + 6A9d) 3AgrSO, + 2Al -+ Alr(SOJ3 + 6Ag

(UFPB) É possÍvel estudar quÍmica de forma interessante eatraente. Por exemplo, se num copo contendo uma soluçãoaquosa diluÍda de nitrato de prata, AgNOr,"o;, Íor colocadauma árvore de fios de cobre descobertos, será observadoque a solução antes incolor, aos poucos, vai ficando azul.conÍorme figura a seguir.

soluçãoincolor

soluçãoazul

Analisando-se o que está acontecendo na solução, esabendo.se que E" Ag*/Ag = 0,80 V e E' Cu2*/Cu : 0,34 V épossÍvel afirmar que esse fenômeno ocorre porqueI. os íons Ag', por serem oxidantes, provocam a oxidação

do cobre para Cu2*.II. o cobre, por ser agente redutor, reduz os íons Ag* pre.

sentes em solução.III. os Íons Ag*, por serem redutores, levam à redução do

cobre para Cu2*.IV. o cobre, por ser oÍdante, se oxida, e os Íons Agn, por

serem redutores, se reduzem.Das aÍirmativas, está(ão) correta(s) apenasa) lb) rrrc) Ie l ld) IVe) III e IV

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8.

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9.

Revisõo de Temas Para o Vestibulor 285

TEMA 24Eletrólise

Eletrólise ígneaLampaoa

Descarga

Descarga

Eletrólise aquosa

Fiosmetálicos

Durante a passagem da correnteelétr ica pelo NaCl Íundido acon-tecem reações químicas nos ele-trodos. O processo é uma eletró-lise ígnea.

dos íons H* no cátodo em eletrólise aquosa2Hi.r + 2e -) Hr(*)

dos íons 0H- no ânodo em eletrólise aquosa4 OHA' -> Orer * 2 H2Oo + 4 e-

Durante a passagem da correnteelétr ica por uma solução aquosade NaCI ocorrem reações quími-cas nos eletrodos. O processo éuma eletrólise aquosa.

Iq)q,)

I

Relação entre carga elétrica, corrente elétrica e temp0A carga elétrica (Q), em coulombs, que passa por um circuito

pode ser calculada multiplicando-se a corrente elétrica (i), emampères, pelo intervalo de tempo (Ât), em segundos. Esses íons não sofrem descarga em uma

eletról ise aouosa. Eles têm menor tendên-cia a reagir nos eletrodos (descarregar) queos íons provenientes da água.

Estequiometria das reações eletroquímicasO módulo da carga elétrica de um mol de elétrons (9,65 ' 10" C)

é conhecido como Constante de Faraday e simbolizado por F.A massa de substância produzida ou consumida em um ele-

trodo de uma cela eletroquímica (pilha ou eletrólise) relaciona-se, por meio de uma proporção estequiométrica, com a quanti-dade de elétrons envolvidos na semi-reação desse eletrodo. Oselétrons, por sua vez, relacionam-se com a carga elétrica totalque atravessa o circuito elétrico.

lAg* +I mol.de Ag-

é reduzido por...

I Cu2* +I mol de Cu2*

é reduzido por...

1AI3* +I mol de Al3'

é reduzido por...

1e-. . . I mol de e . . .

2e-. . . 2 mol de e . . .

3e. . . 3 mol de e . . .

-> 1 Ago...produzindoI mol de Ago

--) I Cuo...produzindoI mol de Cuo

--> 1Al0...produzindoI mol de Alo

Facilidade de descarga emeletrólise aquosa

No cátodo, No ânodo,pólo Q pólo @

Demaiscátions

Exemplos:7n2*, Fe2*,Cr3., Ni'z.,cu'., Ag.

Maiortendência

Ânionsnão-oxigenadosem geral

Exemplos:Cl- , Br- , I -

Maiortendência

Q : i .At


l. @foa-MG)a) Escreva as equações químicas que ocorrem em cada ele-

trodo, quando se faz a eletrólise de cloreto de potássiofundido, utilizando-se eletrodos inertes de platina.

b) Quais são os produtos da eletrólise e quais são os seusestados físicos à temperatura ambiente?

2. (Vunesp) Utilizando-se eletrodos de platina, quais são os pro.dutos e seus respectivos estados físicos (à temperatura am-biente) resultantes da eletrólise de:I. cloreto de sódio Íundido;II. solução aquosa de ácido sulfúrico diluído.Escreva as semireações que ocorrem, especificando os ele.trodos.

3. (IJFMT) Na eletrólise de uma solução aquosa de cloreto decobre (ll) entre eletrodos inertes, os dois Íons do soluto são"descarregados" nos eletrodos e a célula eletrolÍtica corres-pondente pode ser representada conforme figura abaixo.

Em relação a esse fenômeno, julgue os itens.0 - Na solução aquosa, os Íons Cun2 e Cl são livres para se

movimentar e responsáveis pelo transporte de cargaselétricas (conduçáo eletrolítica).

I - A reação no cátodo pode ser representada pela equaçãoCuilr + 2e- -+ Cu.",.

2 - No cátodo, haverá produçáo de gás cloro.3 - A remoção de 2 elétrons no ânodo resultará na produção

de 71,0 g de Cl*,.

(Jnifor-CE) Na eletrólise de cloreto de sódio fundido, parahaver depósito de 23 g de sódio, será necessária a carga elétrica de:

ampèrecoulombÍaradaywattquilowatt

(UF$SE) Numa célula eletrolÍtica contendo solução aquosade nitrato de prata Ílui uma corrente elétrica de 5,0 ampèresdurante 9.650 segundos. Nessa experiência, quantos gramasde prata metálica são obtidos?a) 108b) 100c) 54,0d) 50,0e) 10,0

(UFU-MG) Quantos gramas de alumínio se libertam naeletrólise ígnea do sulfato de alumÍnio [Al, (SO)3] pela pas-sagem de uma corrente elétrica de 4 ampères dúrante t hora?(Massa atômica: Al : 27,0 u).a) 1,34 gb) 2,68 gc) 4,00 gd) 6,32 ge) 10,7 g

(UFMS) Uma corrente de 0,0965 ampère é passada atravésde 50 mL de solução aquosa de NaCl 0,1 mol/L, durante1.000 segundos. É garantida, no cátodo, somente a reduçãode HrOo, a Hr*, e, no ânodo, somente a oÍdação de Cll" aClrr. Determine a concentração média de OHfo, na soluçãofinal, sabendo-se que I F = 96.500 C : carga de I mol deelétrons. Para efeito de resposta, multiplique o resultadoencontrado por 1.000.

4.

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6.

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Metalurgia

o Na superfície da Terra há uma imensa variedade de substâncias formadas ao Ìongo de milhares de anospela natureza não-viva. Essas substâncias são chamadas de minerais.

' O termo minério designa um mineral a partir do qual é economicamente viável a extração de umelemento químico de interesse, como, por exemplo, um metal.

o Metalur$ia é a seqüência de processos que visa obter um metal a partir do minério correspondente.

Redução (metalufgla)

Oxidação (corroaão)

Átomódoúetalem$rbò6ncia

r,,simples

Cátion do metal n+em substância M-

compoúta

247Revisão de Temas Para o Vestibular

Obddospor meio

da reduçãopor elebóIise

Semi-reação

Li*+e-êK++eeCaz* + 2e- êNa*+e-êMg'* + 2e- êÀ13* + 3e- ê

E" (V)

Li0K0CaoNaoMgoAìO

' Ì . ' :,-ò"ì'ËL.:;RIg.g

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É(,c)

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Znz* +Cr3* +Pb2* +Fe3* +Snao +Mna* +

2e- ê3e- ê2e- ê3e- È4e- ê4e- e

ZnoCroPb0Feo

SnoMno

Cu*+eHg't + 2eAg* + e-Au3n + 3 e-

€ Cuoê Hgo<2 Agoê Auo

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l . (Jnifor-CE) Considere os seguintes metais:L lítioII. alumÍnioIII. magnésioIV. platinaV. zincoDentre esses metais, o único encontrado na natureza no es-tado liwe (estado nativo) e, portanto, NÃO combinado éa) lb) rrc) IIId) rve)v(PUC-RD Uma jóia de ouro não se estraga no decorrer dosanos porque o ouro:a) recebe um tratamento especial em sua conÍecção.b) está na forma oÍdada.c) não se oxida facilmente.d) oxida-se facilmente.e) forma com o oxigênio atmosférico um composto muito

estável.

(FEI-SP) No processo de obtenção do aço ocorreu a reação:

FerO, + 3CO + 3CO, + 2Fe

Nessa reação o CO está atuando como:a) oxidanteb) redutorc) catalisadord) emulsionantee) dispersante

(Unopar-PR) O Brasil se encontra entre os maiores produto-res mundiais de alumínio, graças à exploração de nossasreservas de bauxita, de onde se extrai a alumina (Al2Or) que,ao sofrer eletrólise Ígnea, produz alumÍnio metálico nocátodo. A semi-reação que ocorre nesse eletrodo pode serassim equacionada:a)Alr+ 2e- -+ 2Alob) Al2* + 2 e- -> Aloc) À3* + 3 e- -+ Alod) Aìo -+ Al2* + 2 ee) Al2O, -+ 2Alo + 3120',

5. (Fuvest-SP) No processo eletrolítico de obtenção de aluminio, a partir de AÌrOr, para que se forme I mol de átomos dealumínio metálico, são necessários:

6.

a) 2 mols de elétrons.b) 3 mols de elétrons.

d) 5 mols de elétrons.e) 6 mols de elétrons.

c) 4 mols de elétrons.

@EI-SP) O sódio metálico reage com a água, segundo a equa-

ção não-balanceada:

Na + HrO -+ NaOH + H,

Baseado nesta equação, é correto afirmar:a) O sódio é agente oxidante.b) A água é o agente redutor.c) O sódio sofre oxidação.d) O hidrogênio da água é oxidado.e) O sódio apresenta uma diminuição em seu número de

oxidaçáo.

(Fuvest-SP) Cite um metal que entre na constituição de:a) panelas de pressão.b) fios elétricos.c) trilhos de trem.d) revestimento eletrolítico de objetos metáÌicos.

(Vunesp) O alumÍnio metálico é produzido pela eletrólise docomposto AlrOr, fundido, consumindo uma quantidade mui-to grande de energia. A reação química que ocorre pode serrepresentada pela equação:

4Al3* + 602- + 3C -+ 4Al + 3CO,

Em um dia de trabalho, uma pessoa coletou 8,1 kg de aluminio nas ruas de uma cidade, encaminhando-os parareciclagem.a) Calcule a quantidade de alumínio coletada, expressa em

mols de átomos.b) Quanto tempo é necessário para produzir uma quanti-

dade de alumínio equivalente a 2 latinhas de refrigeran-te, a partir do AlOr, sabendo que a Òélula eletrolíticaopera com uma corrente de I A?

Dados: I mol de elétrons : 96.500 C.1C: lAxls.Massa molar do alumÍnio : 27 glmol.2 latinhas de refrigerante : 27 g.

,

3.

a.

8.

EXERCíCrOS

Química na Abordagem do Cotidiano o Volume 3

Eeação exotérnica Beação endotérnica

^H>0Calor atrsorvido

Lei de HessA variação de entaÌpia de uma reação (^fD é igual à soma das variações de entalpia das etapas em que

essa reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja apenas teórico.

Estado-padrãoO estado-padrão de uma substância corresponde a essa substância, em sua forma pura, na pressão de

100 kPa e numa temperatura de interesse, que geralmente é escolhida como sendo 25'C.

Entalpia-padrão de combustão (AHi)O

^H' para a reação de combustão de uma substância, estando reagentes e produtos no estado-padrão,

é denominado entatpia-padrão de combustão (ÂH) da substância. É expresso geralmente em kJ/mol.

Entalpia-padrão de formação (AHïO

^H' para a reação de formação de uma substância excÌusivamente a partir de reagentes que sejam

substâncias simples - todas no estado-padrão, no estado físico e na variedade alotrópica mais estáveis -é denominado entalpia-padrão de formação (AHi) da substância. É expresso geralmente em kJ/mol.

Energia de ligaçãoAquebra de uma ligação química é um processo endotérmico e suaformação é um processo exotérmico.Denomina-se energia de ligação a variação de entalpia da reação em que um mol de ligações é quebrado,

estando os reagentes e produtos dessa quebra no estado gasoso.

Para responder às questões de números I e 2, utilize os dados daseguinte tabela:

f. (Uesb-BA) Considere o seguinte diagrama de entalpia:

Entalpia

o

ú@

ü&@úã

&trlDt!E

t.[g

;ú

O valor do ÀH indicadoH,o (g) éa) -44 b) -22 c)

nesse diagrama, em kJ/mol de

zeÍo d) 22 e) 44

Termoquímica

EXERCÍCrOS

Substância Entalpia-padrão de formação ftJ mol-)

o, (g) zero

H, (g) zero

Hro (g) -242

Hro 0) -286

Co, (g) -394

CrH, (8) 228

Hr(g) + 1/2 Oz

ú!

a

3aa

a

a

t

o@o

o

Iâa

2A9lçYisa9 9q tçmql ?1flq vq:!!91 tq|* - " - -. iÉ14:1,,,iéÈ:,.ïf,.i4i*r+;-,'.

3.

(Uesb-BA) A combustão completa de 1 mol de acetileno,CrH, (B), dando produtos gasosos,a) absorve 1.030 kJb) absorve 1.258 kJc) libera 1.030 kJd) libera 1.258 kJe) libera 1.494kJ

(Vunesp) São dadas as equações termoquímicas a 25'C eI atm:

l. 2CzH2(g) + 5 O, (g) -+ 4 CO, (g) + 2 H,O (l)

(combustão do acetileno) ^Hr

: - 2.602kJ

II . 2C,H6G) + 7O,(g) -

4COr(g) + 6H,O0)

(combustão do etano) ^H,

: -3.123 kJ

III. H, (g) + 712O,(g) + H,O Q)(formação de água)

^H3 : -286 kJ

a) Aplique a lei de Hess para a determinaçáo do ÀH da reaçãode hidrogenação do acetileno, de acordo com a equação:

crHrG) +zHr(g) --> crH6(g)

b) Calcule o ÂH da reação de hidrogenação do acetileno.

(Ceeteps-SP) A escolha de um combustÍvel para um deter-minado tipo de veículo depende de vários fatores. Em fogue'tes, por exemplo, é importante que a massa de combustívela bordo seja a menor possível; em automóveis, é convenien-te que o combustível não ocupe muito espaço.Considerando esses aspectos, analise a tabela a seguir:

Combustível

Energia liberadapor grama decombustÍvel

queimado (kJlg)

Energia liberadapor litro decombustivel

queimado (kJ/L)

Hidrogênio (Ft) t42 l3

Octano (CrHrr) 48 3,8 x 104

Metanol (CH3OFD 23 1,8 x 104

Levando-se em conta apenas esses critérios, os combustí-veis mais adequados para propulsionar um foguete e umautomóvel seriam, respectivamente,a) metanol e hidrogênio.b) metanol e octano.c) hidrogênio e octano.d) hidrogênio e hidrogênio.e) octano e hidrogênio.

5. (Cesgranrio-R) A etapa ÍotoquÍmica da fotossÍntese, conhe-cida como "reações de claro", é assim chamada por ocorrersomente na presença de luz. Essas reações podem sersimplificadas na seguinte equação:

6 COr(s) + 6 HrO1,, ;!f+ CuH,rOerer * 6 O2ar,

Com a entalpia padrão de formação (lHi) do gás carbônico,da água e da glicose, é possÍvel quantificar a energia libera-da na queima da glicose, conforme o quadro a seguir.

Substância (^H,)

COzrer -339 kJ/mol

HrOr"t -241kJlmol

c6H12o6(") -991 kJ/mol

Assim sendo, a quantidade máxima de energia liberada, nacombustão completa de 36 g de glicose, em condições-padrão,é igual a:a) 562,6 b) 843,9 c) 1.406,5 d) 1.969 e) 2.813

6. (Unifesp) Com base nos dados da tabela

Ligação Energia média de ligação (kllmol)

o-H 460

H_H 436

o:o 490

pode.se estimar que o ÂH da reação representada por

2 HrO (g) --> 2H2G) + O, (O,

dado em kJ por mol de HrO (g), é igual a:e) -478.

a.

l+.o

oa) + 239.b) +478.

c) + 1.101.d) -239.

@uvest-SP) Considere as reações de oxidação dos elemen-tos Al, Mg e Si representadas pelas equações abaixo e o ca-lor liberado por mol de 02 consumido.

413 Al + O, --> 213 AlrO, ^H

: -1.120 kJ/mol de O'2Mg + O, -+ 2MgOSi + O, -+ SiO, ^H

: -1.200 kJ/mol de O,ÂH : - 910 kJlmol de O,

Em reações iniciadas por aquecimento, dentre esses elemen-tos, aquele que reduz dois dos óxidos apresentados e aquele que reduz apenas um deles, em reações exotérmicas, são,respectivamente,a) MgeSi c) AleSib) MgeAl d) SieMg

e) SieAÌ

Cinética química

Velocidade (rapidez) média de formação de um produto 0u de consumo de um reagente

em que: lÂ quantidadel : rnód,rlo da variação da quantidade deum reagente ou produto, isto é, lquan-tidade final - quantidade iniciall.

^ tempo : intervalo de tempo no qual ocorreu a

variação A quantidade.

.. * lA quantidadel"- - --TIõpo

Química na Abordagem do Cotidiano . Volume 3

EÍeito da concentração dos reagentes sobre a velocidadeQuanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de uma reação química.

EÍeito da temperatura sobre a velocidadeQuanto maior a temperatura, maior será a velocidade de uma reação química.

EÍeito da supeúície de contato sobre a velocidadeEm reações das quais participam reagentes que se encontram em diferentes fases, a velocidade será

tanto maior quanto maior for a superfície de contato entre essas fases.

EÍeito do catalisador sobre a velocidadeCatalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química sem ser efetivamente

consumida no processo.Catálise é o nome dado ao aumento de velocidade provocado pelo catalisador.

Teoria das colisõesColisão efrcaz ou efeüva é aquela colisão entre moléculas dos reagentes que conduz à formação de

produto.Para que uma colisão entre moléculas de reagentes seja eficaz é necessário que ela ocorra com geometria

adequada e energia suficiente.Energia de ativação é o valor mínimo de energia que as moléculas de reagentes devem possuir para que

uma colisão entre elas seja eficaz.

Beação exotérnica fleação endotérmica

@ú*

&&.*I*õ@

;q

rytú{I

õ*

Ëq

sq

Quanto maior for a energia de ativação, mais lenta será a reação.Um catalisador aumenta a velocidade de uma reação, pois abaixa a energia de ativação.

Lei de velocidade ou lei cinéticaaX + óY -+ produtos m : ordem da reação em relação a X

n - ordem da reação em relação a Ym 1 n : ordem global dareação

g

deativação

{ rH < o\,od,tos

u = h. JXl.. IYI ' < )\


com:u : velocidade (rapidez) da reação;ft : constante de velocidade (característica da reação e da temperatura);

[X] e [Y] : concentração em mol/L dos reagentes X e Y;m e n : expoentes determinados experimentalmente.

Teoria das colisões e lei cinéticafreações elementares

Reação elementar é aquela em que moléculas de produtos se formam após uma única colisão eficazentre molécuÌas de reagentes.

ParaumareaçãoelementarcA+bB-->produtos,aleic inét icaéu:f t ' [A] ' ' [B]" ,emqueaebsãoosnúmeros de moléculas de A e B que sofrem a colisão que resulta em reação.

Beações não-elenentares

Reação não-elementar é a que ocorre por meio de duas ou mais etapas elementares.Mecanismo de reação é o conjunto de reações elementares que compõe uma reação quÍmica.Numa reação nãoelementar a velocidade da reação global é igual à velocidade da etapa mais lenta do

mecanismo.úOo

GgIúoúü

O

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sc

a

a

g!a

oE

!€eoo

:!

eaG

l. (PUC-SP) Uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio(llrO), de concentração 0,1 mol/L, decompõe-se quando emsolução alcalina, a 20"C, segundo a equação.

O acompanhamento da velocidade de decomposição doperóxido de hidrogênio nessas condições é representadopelo gráfico

0,1 00 [HzOz]ini.i"t = 0,'l mol/L

T = 20'C

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000tempo (min)

Em um segundo experimento, o acompanhamento cinéticoda decomposição do HrOr, nas mesmas condições de pH,resultou no seguinte gráfico.

Analisando os dois gráficos, pode-se afirmar, a respeito daconcentração inicial de HrO, e da temperatura no segundoexperimento quea) [HrOr],n,","1 : 0,1 mol/L e T = 20"Cb) [H2o2]hi"iuì = 0,2 mol/L e T > 20"Cc) [HrOr]".o' = 0'2 mol/L eT : 20"Cd) [H2o2]hrhr : 0,2 mollLe T < 20'Ce) [HrOr],n,",", : 0,3 mol/LeT > 20'C

2. (UFS-SE) Bromo em solução aquosa reage com ácidometanóico de acordo com a equação:

Brr(aq) + HCOOH(aq) -

2H*(ae) + 2Br-(aq) + CO'G)

solução colorida solução incolor

Considerando que essa reação não é instantânea, podesedeterminar sua rapidez em função do tempo (estudo cinéticoda reação). Para isso, basta medir em função do tempo avariação

I. de coloração da solução;II. do pH dasolução;III. do volume gasoso desprendido.

É correto aÍirmara) somente Ib) somente IIc) somente III

(PUC{ampinas-SP) Ferro em presença de ar (contendo 20%,em mols, de oxigênio) e água sofre a seguinte transformação:

2 Fe(s) + lOr(g) + nHrO (g ou l) -+ FerO3'nHrO(s)2 ""'

sólido amareloacastanhado

Dentre as condições indicadas, aquela em que se forma oproduto (FerO, .nHrO(s)) em menor intervalo de tempo éa) (ferro em barras + ar + HrO) resfriados a -10"C.b) (ferro em barras + 02 + HrO) resÍriados a0"C.c) Qimalha de ferro + ar Ì HrO) resfriados a 0"C.d) Qimalha de ferro + ar + HrO) aquecidos a50"C.e) Qimalha de ferro + O, + HrO) aquecidos a 100"C.

H,o,(aq) -+ H,oQ) * i

O,,t

J t t t l l \

õE'n 0,050

:E- n n?q

0,000

d) somentelel le) I, II e III

o,20

^ 0.15J

Fç 0,10o_r o,os

0,002.000 3.000 4.000 5.000

tempo (min)

EXERCíCIOS

o 1.000


ECa

a

Ga

t

t

@4

a

a

I!G

ú

a

ú

4. (Estácio-RJ) Vamos considerar as seguintes situações paraa reação entre duas substâncias A e B. 1 mol do gás A e1 mol do gás B são misturados em um recipiente fechado de500 mL. Num outro recipiente fechado, agora de 250 mL,novamente I mol de cadaum desses gases são misturados.Supondo a mesma temperatura nos dois recipientes, em qualdas duas situações a velocidade de reação será maior?a) A velocidade de reação serímaior para a situação onde o

recipiente tem o maior volume, pois a pressão é superior.b) A velocidade de reação será maior para a situação onde o

recipiente tem o menor volume, pois a pressão é superior.c) Avelocidade de ambas as reações será a mesma, pois não

faz diferença o volume do recipiente.d) A velocidade de reação será maior para a situação onde o

recipiente tem o menor volume, pois a pressão é inferior.e) Avelocidade de reação será maior para a situação onde o

recipiente tem o maior volume, pois a pressão é inferior.

5. (UFMT) O metano é considerado um poderoso gás-estuÍa,pois, além de seus próprios efeitos diretos, contribui indire..tamente para o efeito estufa, produzindo, ao entrar em com-bustão, o dióxido de carbono, outro poderoso gás-estufa. Odiagrama abaixo representa esquematicamente as variaçõesde energia na combustão do metano com a formação dedióxido de carbono.

A partir da análise do diagrama, julgue cada item como ver-dadeiro (V) ou falso (F).0 - x representa a energia de ativação da reação de combus-

tão do metano.I - Na combustão do metano, a energia liberada na forma-

ção das ligações dos produtos é maior que a energia ab-sorüda na ruptura das ligações dos reagentes.

2- O ^H

da reação de combustão do metano é igual a+890 kJ/mol.

3 - A combustão de 1,6 kg de metano liberará 89.000 kJ.

6. (FCM/Feluma-MG) Considere a reação descrita pela equação:NO(s) + CO(d + Oz<sl + NO2G) + CO2(s)

A rapidez inicial dessa reação foi determinada experimentaì-mente em função da concentração dos reagentes, encon-trando-se os resultados graficamente descritos abaixo:

vt , ut vtt t t It /t . / t Il . / l Il - . ' | |t r > a.4

tNol tcol [o2]

Considerando-se esses resultados e seus conhecimentossobre cinética química, assinale a alternativa INCORRETA.a) A rapidez da reação diminui com a diminuição da tempe.

ratura.b) A rapidez da reação pode ser medida pela variação da

pressão com o tempo.c) A rapidez da reação é aumentada com a adição de um

catalisador adequado.d) A rapidez de formação de NO, aumenta com o aumento

da concentração de CO.

7. (Furg-RS) Considere a transÍormação de um haleto orgânicoem meio básico formando um álcool, conforme dados mos-trados na tabela a seguir:

ExperimentosConcentraçãoinicial / mofl

Rapidezinicial de

Íormação doálcool / mol/lsHaleto oH-

0,1 0,1 0.001

2 0,2 0,1 0,002

3 0,3 0,1 0,003

4 0,1 0,2 0,004

5 0,1 0,3 0,005

A tabela permite inÍerir que a rapidez da reação:I. depende da concentração de base;II. depende apenas da concentração do haleto;III. depende da concentração de ambos os reagentes;IV. independe daconcentração dos reagentes.

Quais alirmativas estão corretas?

Hrì\mol/

@útË

@

.sa

@

@

.Ë

*

75

a)Apenaslel l .b)Apenas I e I I I .c) Àpenas II e III.

d) Apenas II e IV.e) Apenas III e IV.

Equilíbrio químico é a situação na qual as concentrações dos participantes da reação não se alterarn,pois as reações direta e inversa estão se processando com veÌocidades iguais.

o O valor da constante de equilíbrio (Ç oue O valor da constante de equilíbrio (K" ou

das concentrações iniciais de reagentes e

é característico da reação e da temperatura.para uma reação, numa certa temperatura, não dependeprodutos.

Ko)Ko)de

Expressão matemática da constante de equilíbrio em função das concentrações (K,)

K. _ [c] ' . [Di"" [A]" . lB] ' ,aA+bB + cC+dD

Reagentes Produtos

CO2 + 2 HrO

Equilíbrio químico ePrincípio de Le Chatelier

!üüf

tO

túü

Ën@

t**EúrD

tJ

ilt


Expressão matemática da constante de equilíbrio em Íunção das pressões parciais (Ke)

aA*r*bB*, + cC*r+dD*, Ko: G.) ' 'Go)o

Go)' ' (Pu)'

cf:

Grau de equilíbrio (cr)

quantidade, em mols, que reagiu até atingir o equilíbrioquantidade, em mols, inicial de reagente

Espontaneidade de uma reação e valor de K,2 SO2c) + ozer

- 2 SO3@ IÇ: 9,9. 10+25

Valor relativamente alto

O numerador é 9,9 . lO'uvezes maior que o

denominador.No equilíbrio há mais

produto do que reagente.

ls9 ' l ' : 9.9. 1o*25lSOrl ' ' [Or]

Uma reação é tanto mais favorecida (mais espontânea) a uma certa temperatura quanto maior for ovalor de sua constante de equilíbrio nessa temperatura.

Princípio de Le ChatelierQuando um sistema em equilÍbrio químico é perturbado por uma ação externa, o próprio sistema tende

a contrariar a ação que o perturbou, a fim de restabelecer a situação de equilíbrio.

Perturbação externa Desloca no sentido de Altera o valor de K?

Nrc*r * orrrr +

O denominador é 1,0 . 10ruvezes maior que o

numerador.No equilíbrio há mais

reagente do que produto.

2 NO(s) K": 1,0. 10-30

Valor relatlvamente baixo

: 1,0 ' 10-30

a

a

aaa

!

a

oa

0

! Àumento da concentração da substância

Diminuição da concentração da substância

Aumento da pressão

Diminuição da pressão

Aumento da temperatura

Diminuição da temperatura

Presença de catalisador

Consumo dessa substância

Formação dessa substância

Menor volume gasoso

Maior volume gasoso

Absorção de calor (endotérmico)

Liberação de calor (exotérmico)

Não desloca

Não

Não

Não

Não

Sim

Sim

Não

EXERCíCIOS

l. (PUC-RD O gráÍico mostra a variação das concentrações deHr, I e HI, durante a reação de 1 mol de H, com I mol de Inum balão de I L a uma temperatura de 100'C, em função dotempo. A equação da reaçáo é:

Hrer f Irrrt + 2HI(s)

Qual é a constante de equilÍbrio dessa reação?

2. @UC-Campinas-SP) Uma mistura equimolar de nitrogênio(N) e oxigênio (O) aquecida a 2.000"C reage numa extensãode 1 % (em mol) para formar óxido nítrico

Nr(g) + O,(g) + 2NO(g).

Nessa temperatura, o valor da constante desse equilíbrio é,aproximadamente,a) 4 x 10-4b)4x10'zc)4

(Faap-SP) Um recipiente fechado contém o sistemá gasosorepresentado pela equação de reação 2 SO, + 02 + 2 SO3,sob pressão de 6 atm e consti tuÍdo por 0,4 mol de SOr,I,6 mol de O, e 2,0 mol de SOr. Determine o valor da cons-tante de equilÍbrio do sistema, em termos de pressõesparciais.

^) ( \

€

s t ,uE

0

d) 4 x 10"2e) 4 x 10*a

Tempo (min)

294

4. @sam-RN) Considere o sistema em equilÍbrio.

4 HCIG) + Orrrr ê 2H2OG) + 2Cl?Uj)

Aupentando a pressão desse sistemaa) o equilíbrio se deslocará para a direita.b) o equilíbrio se deslocará para a esquerda.c) o equilíbrio não será influenciado.d) aumentará a concentração de Or.e) diminuirá a concentração de H2O.

5. (Uneb-BA)

N2O4(O + 2 NO2(O^H'

: 58,1 kJ

Kc : 0,36 mol/l a 100'C

Em relação ao sistema em equilíbrio representado pela equa-ção, pode-se aiirmar:01) O aumento da temperatura do sistema diminui o valor

numérico da constante de equilíbrio.02) A variação das concentrações do NrO<o g do NO* im-

plica manutenção do valor numérico da constante deequilíbrio.

03) Diminuindo.se a pressão total sobre o sistema, o equil!brio é deslocado para a esquerda.

04) A adição de um catalisador ao sistema desloca o equilí-brio para a direita.

05) A constante de equilíbrio, Kc, é representada pela ex-t rNIrì I

pressão 'LL\v2t .- [NrOr]

Química na Abordagem do Cotidiano r Volume 3

(lPAJmec-RS) Considere a seguinte reação em equilÍbrio:N2O4 + 2 NO,

^H : +58,1 kJ

O aumento da temperatura, mantendo-se a pressão constan-te, provoca o seguinte fenômeno:a) deslocamento do equilíbrio no sentido exotérmico;b) deslocamento do equilíbrio no sentido endotérmico;c) ausência de deslocamento do equilÍbrio;d) aumento do volume de NrOa;e) diminuição do volume de NOr.

(Ceeteps-SP) Amônia é sintetizada industrialmente a partirdo nitrogênio atmosférico e do gás hidrogênio, o que podeser representado por:

I N, (g) + 3 H, (g) + 2 NH3 (g) + calor

Na indústria, essa transformação é feita na presença decatalisador, sob pressão de 400 atm, mas atemperaturas nãomuito elevadas.Assinale a alternativa que contém somente afirmações cor-retas a respeito dessas condições.a) A pressão dos gases no sistema é mantida elevada para

deslocar o equilíbrio no sentido da formação da amônia.b) A pressão dos gases no sistema é mantida elevada para

impedir a liquefação da amônia.c) O catalisador serve para deslocar o equilÍbrio no sentido

da formação da amônia.d) O cataìisador serve para filtrar as impurezas contidas nos

gases reagentes, impedindo a formação de poluentes.e) Se a temperatura for muito elevada, a velocidade da trans-

formação ficará muito pequena.

L

Constante de ionização de ácidos (K.)

HClOn,., + Háot + CIO;("o K":

K":HCNcd = Hàor*CN1uq;

@úúilIr@

ú

Tõú;ú6.

süT

üIa

ilE

ilrT#

10* l0 : [$i]:{Ç}QíllHClo4l

4,9; 10-10 : ttt,ll:.t.ÇI-llHcNl

O numerador é da ordem de l0ro vezeso denominador.

Alta tendência para liberar Ht.

O numerador é tgual a 4,9' l0 to vezeso denominador,

Baixa tendência para liberar H-.

Alguns valores de constante de ionização ácida (K"), a 25'C

Ácido mais forte gç1g.dentre os da tabela HB;

^ HCI

È H2so4

E n,so,ê-g H.pO46"

Ë HNO2_q

IHFE cH3cooHã H,CO3

Ácido mais fraco HCNdentre os da tabela

+ H- + CIO;+ H*fBr-+ H*+Ct-+ H" + HSO;+ H'+ HSO;+ H* + HrPO;

+ Ht+NOt

+ H'+F

+ H'+ CH3COO+ H- + HCO;+ H'+ HS_+ H*+CN-

- 10*10

- l0*e_ l0*7

- l0*3

1,5 .10- 'z

7,6.10 3

4,3.10 n

3,5.10-4

1,8. 10-5

4,3 .10-7

1,3 .10-7

4,9 .10 ,10

Valores de K" daordem de l0-5ou menorcorrespondem aácidos fracos.

ÉtrËã;E

Equilíbrios iônicos em solução aquosa

tIa

t

I,|:I

iq

:a

III

Ij


Acidos e bases em solução

Lei da Diluiçãode Ostwald

Escalas de pH e p(lH

HrOor + Hãor+OHãorEquilíbrio de autoionizaçâo da água *"*,;

j ['.;1.o,Ï; J,. da água rH-] toËi5:ci,o. lo-'n

, pF{+ POH =:, 14,; ': ' : . 'Potencial hidrogeniônico (ptD de uma solução:Potencial hidroxitiônico (pOH) de uma solução:

Paramonoácidoforte ou fraco

Paramonobaseforte ou fraca

:

lH*l

toH-l

+ K":É*

=+ Kr: #+

[H*] : cr '71' l

e [OH-] : a.Ti l

Paramonoácidofraco

Paramonobasefraca

= K^: a ' ' "1\

= Ka: az.TI

Simplifrcação daLei da Diluição

de Ostwald

pH=poH :

- log [H.]- log [OH-]I

aa

!

a

q

a

!

a

!

Meio neutro: [H-][oH-1 :

Meio ácido: [H*]loH-l <

Meio brásico: [H"]loH-l >

1,0. 10-7 mol/L1,0. 10- 'mol/L

1,0. l0-7 mol/L1,0. l0-7 mol/L

1,0. l0-? mol/L1,0 . l0-7 mol/L

:â pH:+ pOH

+pH+ pOH

=+pH+ pOH

7I

,7

77

a25"C

l0-8 lO-e 10-10 10-11

10-6 l0-5 l0-4 l0*3

l0-12 10- 13 l0 11

l '0-z 10-l 100

; ..'poH

Hidrólise salinar Hidrólise salina é o nome do processo em que o cátion e/ou ânion proveniente(s) de um sal reage(m)

com a água.. Apenas cátions de base fraca e ânions de ácido fraco sofrem hidrólise.

.. 1',::1t:.:

',;;-;:::',

. a::'a:.i::È=

Solução de sal de ácido fraco e base forte é básica.Solução de sal de ácido forte e base fraca é ácida.Solução de sal de ácido forte e base forte é neutra.

100 l0-1 l0-2 l0-3 l0-4 l0-5 10-6

l0-14 l0*13 l0-12 l0-11 l0-10 lO-e 10*s


lndicadores ácido-baseZona de viragem ou faixa de üragem é o nome dado à faixa de pH na qual um indicador ácido-base sofre

a mudança de coÌoração.

Faixa de viragem de alguns indicadores ácido-base.

pH 0 2 4 6 B 10

lndicador

Azul de bromofenol amarelo[@ azul

Alaranjado de metila vernrelhoGl amarelo

Vermelho de metila vermelho Gl amarelo

Azul de bromotimol amarelollK âzul

Fenolftaleína incolorl---l róseo

e;o

Ea

.at9€3--Iaa

G

t5o€--t-I{I

ItI

l. (MackenzieSP)

Soluções lH* l

I unna 1 . 10-6

tl clara de ovo I 108

ilI lágrima 1 10-7

tV caÍé 1 . l0-5

Com os dados da tabela, pode-se afirmar que:a) somente I , II e III são soluções básicas.b) I, il, III e IV são soluções ácidas.c) somente III é solução básica.d) somente I, III e IV são soluções ácidas.e) somente II é uma solução básica.

2. (PUC-MG) Ao analisar um determinado suco de tomate, umtécnico determinou que sua concentração hidrogeniônica éiguaì a 0,001 mol/L. Assim, o pH desse suco de tomate é:a)2

5. €UC-SP) Considere as seguintes reações de ionização e suasrespectivas constantes:HrSO30) + H,O0) +

HCOrH(g) + H,O0) +

HcN(g) + H,Oo) +

Ao se prepararem soluçôes aquosas de concentração0,01 moVL dessas três substâncias, pode-se afirmar, sobreos valores de pH dessas soluções que

a) pH HrSO, < pH HCOrH < 7 < pH HCN

b) pH HCN < pH HCO,H < pH HrSO, < 7

c) 7 < pH H2SO3 < pH HCOrH < pH HCN

d) pH HrSO, < pH HCO,H < pH HCN < 7

e) pH HrSO, = pH HCOrH : pH HCN < 7

Adiciona-se água destilada a 5 mL de uma solução de HCI depH : 1,7 até o volume de 500 mL. Qual o novo pH?a) 2,7b) 3,7c) 4,7d) 7,0e) 1,0

(FEI-SP) Numa solução aquosa onde efste o seguinte equilí-brio:

NH3+H2O + NH;+OH-

Com base no equilÍbrio acima, é correto afirmar:a) Se o equilÍbrio é deslocado para a esquerda, o pH da so-

lução aumenta.b) Diminuindo a concentração de NHi, o equilíbrio será des-

locado para a direita.c) Diminuindo a concentração de NHr, o equilÍbrio será des-

locado para a direita.d) Diminuindo a concentração de NHr, o pH da solução au-

menta.e) Aumentando a concentração de NHr, o equilíbrio será

deslocado para a esquerda.

H.O*(aq) + HSOi(aq)

IÇ: I x lo- 'z

HrO*(aq) + HCOr(aq)

ç:2 x l0-n

HrO*(aq) + CN-(aq)

Iç= 4 x lo-to

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6.3.

t .

b)3 c)4 d)e e) l l

@stácioRl) A chuva ácida ocorre com bastante Íreqüênciaem regiões industrializadas, sendo um dos responsáveis portal acidez o ácido sulfúrico (FIrSOJ.Avaliando a concentra-ção de íons hidrogênio numa referida amostra, foi encontra-do o valor de pH : 4. Considerando o HrSO, como únicoácido presente, totalmente ionizado, na amostra, sua con-centração aproximada, em mol/L, será igual a:a) 5 x l0-5b)1x105c) I x 10-4d) 5 x 10-4e) 1x103

(UFS-SE) Uma solução aquosa 0,045 mol/L de ácido acético,CH'COOH, apresenta o ácido 2% dissociado em Hn eCH3COO-. A concentração de cada um desses íons na solu-ção é:a) 9.10-6mol/Lb) 9. l0 a mol/Lc) 9. l0-3 mol/Ld) 9. 10 2 mol/Le) 9. lO-tmol/L

4.

EXERCÍCrOS


(Unifesp) O pH do plasma sangiiíneo, em condições normais,varia de 7 ,35 a 7 ,45 e é mantido nesta faixa principalmentedeüdo àação tamponante do sistema[CO3/FICOJ, cujo equi-lÍbrio pode ser representado por:

cor+Hro + H2co3 + H++Hco;

Em determinadas circunstâncias, o pH do plasma pode sairdessa faixa, Nas circunstâncias:

l. histeria, ansiedade ou choro prolongado, que provocamrespiração rápida e profunda @iper-ventilação);

II. conÍinamento de um indiúduo em um espaço pequeno efechado:

I lL administração endovenosa de uma solução de bi-carbonato de sódio,

a situação que melhor representa o que ocorre com o pH doplasma, em relação à faixa normal, é:

I il ill

diminui diminui diminui

diminui aumenta aumenta

diminui aumenta diminui

aumenta diminui aumenta

aumenta aumenta diminui

297

a) Essa água é ácida ou alcalina? Justifique escrevendo areação.

b) Se a garrafa Íor deixada aberta, o que acontece com o pHda água? Explique.

(PUC-MG) Dos sais abaixo, aquele que em solução aquosaapresenta pH menor do que 7 é:

9. (Fuvest-SP) Água mineral com gás pode ser fabricada pelaintrodução de gás carbônico na água, sob pressão um pou-cosuper ioralatm.

c) KNO, e) NaHCO,d) NH4CI

QTA-SP) Em quatro copos são colocados 100 cm3 de água equatro gotas de azul de bromotimol, um indicador que ad-quire cor amarela em pH < 6,0; verde em pH entre 6,0 e 7,6;azul em pH > 7,6. Adicionando ao primeiro copo sulÍatoférrico, ao segundo acetato de sódio, ao terceiro sulfato desódio e ao quarto cloreto de amônio (aproximadamente umacolher de chá do respectivo sólido), a seqüência de coresdas soluções finais será:a) amarela; verde; azul e amarela.b) amarela; azul; verde e amarela.c) verde; azul; verde e verde.d) verde; azul; verde e azul.e) azul; amarela; verde e azul.

(PUC-MG) Em relação a uma solução de ãcido clorÍdrico, aalirmativa incorreta é:a) tempHmenorqueT.b) conduz corrente elétrica.c) reage com solução de hidróxido de sódio.d) reage com os carbonatos liberando giís carbônico.e) torna vermelha uma solução alcoólica de fenolftaleína.

a) NaCNb) Kcr

l l .

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-93C)o!

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Expressão matemática de K, para equilíbrios heterogêneos

FerOr,", + 3COc) + 2Fe,"1 * 3COz(o

. As concentrações dos sólidos presentes no equilíbrio não figuram explicitamente na expressão mate.mática de K.Exemplo:

o A adição ou retirada de um sólido participante não desloca um equilÍbrio heterogêneo.

Produto de solubilidadeo Solução em equilíbrio com corpo de fundo é necessariamente saturada.o Produto de solubilidade 0ç, Kp", PD é o nome dado à constante de equilíbrio

pÍüa um processo do tipo:

sólido iônico ê solução saturadaExemplo:

BaSon,", + Ba'z,l, + SO?ãrtr-----vJ

----------------

Sólido iônico Solueão saturada

,. - [COr]''" -

lggf

Ba

BaSOalrl t;Solução saturadaem eqúlíbrio como corao de chão.

ç: [Ba'z*J . tSOï-]

298

Solubilidade e temperaturaendotérmico

KCI(,) . - Kào,+Claq)

O aquecimento

Química na Abordagem do Cotidiano . Volume 3

Li2co3(")a--------------- 2Liàd + CoSGq) ^H<endotérmico

'' I O xi*eetüientri:dèsl*3:ppa dsque{fii':

O aquecimento diminui a solubilidade do LirCO,

AH>0

do KCIaumenta a solubilidade

*tËt /

f | /

El KY/l /

Temperatura

O

=5õ

(Fuvest-SP) Galinhas não transpiram e, no verão, a freqüênciade sua respiração aumenta para resfriar seu corpo. A maioreliminação de gás carbônico, através da respiração, faz comque as cascas de seus ovos, constituÍdas principalmente decarbonato de cálcio, se tornem mais Íinas. Para entender talfenômeno, considere os seguintes equilíbrios químicos:

Ca'zt(aq) + CO! (aq) + CaCOr(s)CO3-(aq) + H,O(l) + HCOr(aq) + OH-(aq)HCOi(aq) + HrO (l) + H,COr(aq) + OH-(aq)HrCO.(aq) + COr(g) + HrO(l)

Para que as cascas dos ovos das galinhas não diminuam deespessura no verão, as galinhas devem ser alimentadasa) com água que contenha sal de cozinha.b) com ração de baixo teor de cálcio.c) com água enriquecida de gás carbônico.d) com água que contenha vinagre.e) em atmosfera que contenha apenas gás carbônico.

(Fuvest-SP) Na siderurgia ocorre a reaçãoFeOq"; + CO(g) + Fe1"y * CO*

cuja constante de equilíbrio K tem a seguinte dependênciada temperatura:

t ("c) 700K 0,678

Para aumentar o rendimento da produção de ferro metálico,como se deve variar:a) a temperatura?b) a concentração dos gases presentes?Justifique suas respostas.

O gráfico a seguir, reÍerente às questões 3 e 4, correspondeàs curvas de solubilidade de cinco sais.

(PUC-Campinas-SP) Àdicionam-se, separadamente, 40,0 g decada um dos sais em 100 g de HrO. À temperatura de 40'C,quais sais estão totalmente dissolvidos na água?a) KNOTeNaNO,b) NaCl e NaNO,c) KCI e KNO,d) Ce,(SO)3 e KCIe) NaCl e Cer(SO),

Qual dos sais apresentados no gráÍico tem sua solubilizaçãoprejudicada pelo aquecimento?

3.

4.

0

È@

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@t

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Ê

. t

t

800 900 1.0000,552 0,466 0,403

c) KCI

5. (UFS-SE) Para que um sistema constituído por dicromato depotássio (alaranjado) e água seja considerado em equilíbrioquímico de acordo com a equação:

KrCrrOr(s) f nHrOQ + zKt(aq) + Crr@ 1aq)l. a temperatura do sistema deve permanecer constante,II. a intensidade de cor da solução sobrenadante deve

manter-se inalterada.III. a água lÍquida deve vaporizar-se continuamente.IV. o sólido deve dissolver-se completamente.

Dessas afirmações, são corretas SOMENTE

a) NaNO,

b) KNO3

a) Ie l l

b) Ie l l l

d) NaCle) Ce,(SO),

d) I IeIVe) III e IV

0 r0 20 30 40 50 60 70 80 90 100Temperatura ('C)

c) II e III

(FEI-SP) Sabendo que o produto de solubilidade do cloretode prata vale 1,80 . l0 r0, podemos dizer que a solubilidadedesse sal em água é (em mol/L):a) 3,26' 10 20

b) 0,90. 10-10c) 1,80. 10-10d) 3,60' 10 05

e) 1,34. l0-05

@stácio-R) A solubilidade do sulfato de bário @aSO), a25'C, é de 9,1 . l0-3 grama/litro. Em função desta informa-

ção, assinale a afirmação CORRETA sobre uma soluçãosaturada do sal:a) A equação do produto de solubilidade deste sal é:

Kps : [Ba'z*]'z. tSOí l;b) A concentração do Íon sulfato é 4,5. l0-3 g/L;c) A concentração do Íon bário é 4,5' l0-3 g/L;d) O produto de solubilidade é de 3,9' 10-5;e) A concentração molar do BaSOn é de 3,9. 10-s mol/L.

6.

a.

aì

=õO

-ò

pã

f

1101009080706050403020l0

NaNQ3


Reação nuclear é um processo no qual o núcleo de um átomo sofre alguma alteraçáo.

Nuclídeo é o nome dado a um núcleo caracterizado por um número atômico (Z) e um número demassa (A). A palavra isótopo pode ser usada com esse mesmo significado.

Radionuclídeo ou radioisótopo é um nuclídeo emissor de radiação.

Simbologias importantes:

Partícula alfa: !a ou lHePartícula beta: -?Ê ou -feRadiação gama: lyNêutron: lnPróton: lp ou ltt (núcleo do hidrogênio leve)

Quando um radionuclídeo emite uma partícuÌa ct, seu número de massa diminui 4 unidades e seu nú-mero atômico diminui 2 unidades.

lx--> fa+i iv

Quando um radionuclÍdeo emite uma partÍcula p, seu número de massa permanece constante e seunúmero atômico aumenta de I unidade.

âx -- _ïp Ì ,*ÌY

Ao contrário das radiações cx e F, que são constituídas por partículas, a radiaçáo yé formada por ondaseletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de uma partÍcula o ou B.Tempo de meia-üda ou peúodo de semidesintegraçáo é o tempo necessário para que metade daquantidade de um radionuclídeo presente em uma amostra sofra decaimento radioativo. Símbolo: t,,ou P.

Porcentagem doradionuclídeo

na amostra

100%

Número demeias-vidastranscorridas

Transmutação nuclear é a transformação de um nuclídeo em outro, provocada pelo bombardeamentocom uma partícula.

Fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos grandes em núcleos menores, liberando uma grandequantidade de energia. Ocorre na explosão de bombas atômicas e nas usinas termonucleares.

Fusão nuclear é a junção de núcleos pequenos formando núcleos maiores e liberando uma quantidademuito grande de energia. Ocorre no Sol e nas demais estrelas.

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TËMA BI EXERCÍCrOSl. (CesgranrioR-l) Um átomo de 2SU emite uma partÍcula alfa,

transformando-se num elemento X, que, por sua vez, emiteuma partícula beta, dando o elemento Y, com número atômi-co e número de massa respectivamente iguais a:a) 92e234b) 9l e 234c) 90 e 234

2. (Vunesp) A natureza das radiações emitidas pela desinte.gração espontânea do'zlfU poAe ser estudada através doarranjo experimental mostrado na figura. A abertura do blocode chumbo dirige o Íeixe de radiação para passar entre duasplacas eletricamente carregadas, verificandose asepaÍação emtrês novos feixes, que atingem o detector nos pontos 1, 2 e 3.

a) Qual é o tipo de radiação que atinge o detector no ponto 3?Justifique.

b) Representando por X o novo núcleo Íormado, escreva aequação balanceada da reação nuclear responsável pelaradiação detectada no ponto 3.

3. (Fuvest-SP) O cobalto-60 (!!Co), usado em hospitais, temmeia-vida de 5 anos.Calcule quantos mols de cobalto60 restarão após 20 anosem uma amostra que inicialmente continha l0 g desseisótopo.

(UFPA) Um isótopo radioativo Y emite radiação p e perde87,5% de sua atividade em 24 dias, transÍormando-se emXenônio (Xe).a) Escreva a equação de decaimento de Y.b) Qual é o elemento Y?c) Calcule o tempo de meia-üda de Y.

(Vunesp) O tecnécio-99, um isótopo radioativo utilizado emmedicina, é produzido a partir do molibdênio, segundo oprocesso esquematizado a seguir.

lltvto --> llfc + partícula X

{ t t ,r : 6,0 hProdutoY+radiaçãoy

Define-se t,o ftempo de meia-vida) como o tempo necessá-rio para que ocorra desintegração de metade do total de átomos radioativos inicialmente presentes.É correto afirmar que:a) X é uma partÍcula alfa.b) X é uma partÍcula beta.c) ao final de 12 horas, toda a massa de frTc é transformada

em produto Y.d) ao final de 12 horas, restam 72% da quantidade inicial de !!Tc.e) o produto final Y é um isótopo do elemento de número

atômico 44.

(Unisinos-RS) Um exemplo típico de fissão nuclear é

'zllu + ln -- 33Kr +rflBa + 3XNesta equação X representa:a) partícula alfa. c) próton. e) elétron.b) partícula beta. d) nêutron.

(Unopar-PR) Usinas termonucleares são projetadas paraconverter em energia elétrica a ener$a que é liberada numprocesso de:a) decaimento nuclear alfa. d) Íissão nuclear.b) decaimento nuclear beta. e) Íusão nuclear.c) transmutação nuclear.

d) 90 e 238e) 89 e 238

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6.

a.

Heterogênea

HomogêneaInsaturada

SaturadaRamiÍicada

Náo-ramiÍicada (normal)Heterogênea (heterocíclica)

Homogênea (homocíclica)

Insaturada

Saturada

Aromática

Não-aromática (alicíclica)

Bloco

Cadeias carbôn

Há alguma ligaçãodupla ou tripla?

Quimica

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