Exercícios Sobre MudanÇas de estados físicos e diagramas

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1 Exercícios Sobre MudanÇas de estados físicos e diagramas 01. (Uepg) Quanto às características das substâncias puras e das misturas, assinale o que for correto. 01) Misturas sólidas homogêneas não podem ser consideradas soluções. 02) Densidade e ponto de ebulição são propriedades que podem diferenciar uma substância pura de uma mistura. 04) O ponto de ebulição de uma substância pura não sofre a influência da pressão atmosférica. 08) Uma substância pura sempre constituirá um sistema monofásico. 16) Misturas azeotrópicas são misturas homogêneas com ponto de fusão constante. 02. (Uerj) Observe os diagramas de mudança de fases das substâncias puras A e B, submetidas às mesmas condições experimentais. Indique a substância que se funde mais rapidamente. Nomeie, também, o processo mais adequado para separar uma mistura homogênea contendo volumes iguais dessas substâncias, inicialmente à temperatura ambiente, justificando sua resposta. 03. (Ifsp) Um frasco de amostra contendo três substâncias químicas, A, B e C, foi enviado a um laboratório químico para ser analisado. O rótulo apresenta os seus pontos de fusão (P.F.) e pontos de ebulição (P.E.) à pressão de 1 atm conforme o quadro a seguir: Substância P.F. ºC P.E. ºC A B C A primeira medida tomada pelo técnico químico foi determinar o estado físico das substâncias à temperatura de 25 ºC. A conclusão a que ele chegou em relação às substâncias, respectivamente, de cima para baixo foi: a) líquido, sólido, gasoso. b) sólido, gasoso, líquido. c) sólido, líquido, gasoso. d) líquido, gasoso, sólido. e) gasoso, líquido, sólido. 1

2 04. (Ifsp) Conhecidos os pontos de fusão e de ebulição de uma substância à pressão de 1 atm, é possível prever seu estado físico em qualquer temperatura, o que auxilia o desenvolvimento de métodos de separação de misturas em laboratório e na indústria. Assim, se a temperatura da substância estiver a) abaixo do seu ponto de fusão, ela se encontra no estado líquido. b) acima do seu ponto de ebulição, ela se encontra no estado sólido. c) acima do seu ponto de fusão, ela se encontra no estado sólido. d) entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, estará no estado gasoso. e) entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, estará no estado líquido. 05. (Cps) Uma outra técnica utilizada é a secagem de alimentos em estufas. Nesse processo, a umidade é retirada gradativamente devido ao fluxo de ar quente. De um modo caseiro, todos podem construir uma estufa para secagem de alimentos tal qual a desenhada a seguir. (Imagem seccionada de uma estufa, mostrando o interior da câmara de aquecimento e o interior da câmara de secagem onde são colocados os alimentos.) Pensando nessa técnica, assinale a alternativa cujas palavras completam, correta e respectivamente, a afirmação a seguir. Nessa estufa, o ar frio é aquecido na câmara de aquecimento e é levado até os alimentos por, extraindo a água por. a) condução ebulição b) condução evaporação c) convecção ebulição d) convecção evaporação e) irradiação calefação 2

3 06. (Cftmg) As chamas atingem diferentes temperaturas dependendo de como são produzidas. Em shows pirotécnicos chegam a C, nos fogões residenciais podem atingir até 800 C e, em sistemas de oxiacetileno, alcançam C. Quando em contato com chamas de altas temperaturas, alguns metais fundem e, até mesmo, entram em ebulição. A tabela seguinte apresenta as temperaturas de fusão de alguns metais sólidos. METAIS TEMPERATURAS DE FUSÃO ( C) Ouro 1064,4 Prata 961,9 Cobre 1083,5 Alumínio 660,5 O número de metais que NÃO muda de fase, quando aquecidos em chamas de fogões residenciais, é igual a a) 1. b) 2. c) 3. d) (Unesp) Na indústria farmacêutica, substâncias específicas são utilizadas para revestir pílulas e comprimidos. Em um experimento, uma das substâncias sólidas foi retirada de uma formulação e purificada. Para verificar a eficiência da purificação, um termômetro foi colocado em um tubo de ensaio contendo uma amostra da substância derretida, a 1 atm. Durante o resfriamento e até que a amostra tenha se solidificado completamente, foram lidas as temperaturas em intervalos regulares. Com esses dados, foi traçada a curva de resfriamento, um gráfico que mostra a variação de temperatura em função do tempo, a 1 atm. O gráfico que corresponde à curva de resfriamento da substância pura está representado por a) b) 3

4 c) d) e) 08. (Uespi) No vidro traseiro de alguns automóveis, há filamentos que funcionam como desembaçadores. Ao acionar um botão no painel, o motorista aquece esses filamentos e, por isso, os vidros desembaçam. Sobre esse fato, analise as afirmativas a seguir. 1. O vidro fica embaçado porque o vapor d água condensa sobre ele. 2. Os filamentos aquecem o vidro e provocam a vaporização da água, desembaçando o vidro. 3. Os filamentos aquecem o vidro e acarretam a sublimação da água, desembaçando o vidro. Está(ão) corretas apenas: a) 1 b) 2 c) 1 e 2 d) 1 a 3 e) 2 a 3 4

5 09. (Unesp) Os compostos orgânicos possuem interações fracas e tendem a apresentar temperaturas de ebulição e fusão menores do que as dos compostos inorgânicos. A tabela apresenta dados sobre as temperaturas de ebulição e fusão de alguns hidrocarbonetos. Substância TE (ºC) TF (ºC) metano propano eteno propino Na temperatura de 114 ºC é correto afirmar que os estados físicos em que se encontram os compostos, metano, propano, eteno e propino, são, respectivamente, a) sólido, gasoso, gasoso e líquido. b) líquido, sólido, líquido e sólido. c) líquido, gasoso, sólido e líquido. d) gasoso, líquido, sólido e gasoso. e) gasoso, líquido, líquido e sólido. 10. (Utfpr) Um pouco de água à 20 C foi colocado em um copo contendo uma pedra de gelo. Pode-se afirmar que: a) com o tempo o gelo resfria a água a 0 C, e ele não derrete no processo. b) a água aquece o gelo a 20 C derretendo-o no processo, sem que a água se resfrie. c) enquanto a água e o gelo estão juntos no copo, o gelo derrete e a água se resfria em uma temperatura de 0 C. d) o contato da água com o gelo força a água a se congelar a 20 C. e) o contato da água com o gelo força o gelo a se congelar a 0 C. 11. (Cps) Conservação de alimentos é o conjunto dos métodos que evitam a deterioração dos alimentos ao longo de um determinado período. O objetivo principal desses processos é evitar as alterações provocadas pelas enzimas próprias dos produtos naturais ou por micro-organismos que, além de causarem o apodrecimento dos alimentos, podem produzir toxinas que afetam a saúde dos consumidores. Mas também existe a preocupação em manter a aparência, o sabor e conteúdo nutricional dos alimentos. Uma das técnicas utilizadas é a desidratação, em que se remove ou se diminui a quantidade de água no alimento, para evitar que sejam criadas condições propícias para o desenvolvimento dos micro-organismos, já que a água é essencial para que eles existam. O bacalhau e a carne-seca, por exemplo, são assim conservados com adição prévia de sal de cozinha, que desidrata o alimento por osmose. Quando a água é eliminada do alimento exposto ao sol, a exemplo da produção de carne-seca, a água sofre a) fusão. b) sublimação. c) vaporização. d) solidificação. e) condensação. 12. (Ifsp) Quando um automóvel é abastecido com álcool ou gasolina em um posto de abastecimento, as pessoas que estão nas proximidades do veículo sentem o cheiro do combustível. Esse fato evidencia a ocorrência da mudança de estado físico conhecida como a) calefação. b) liquefação. c) sublimação. d) fusão. e) vaporização. 5

6 13. (Ufsc) Considere a curva de aquecimento de uma substância sólida até seu estado gasoso, em função do tempo, à pressão de 1 atmosfera. De acordo com as informações do enunciado e com o gráfico acima, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01) No tempo t 2 coexistem sólido e líquido. 02) A temperatura T 2 representa o ponto de ebulição da substância. 04) No intervalo de tempo t 3 a t 4, os estados líquido e vapor da substância coexistem a uma temperatura constante. 08) A curva de aquecimento mostra que a substância não é pura, mas sim, uma mistura homogênea simples. 16) O tempo t 1 representa o início da vaporização da substância. 32) No intervalo de tempo t 2 a t 3, a substância se encontra no estado líquido a uma temperatura que varia de T 1 a T (Uesc) A Química é uma ciência que estuda fundamentalmente a composição, as propriedades e as transformações das substâncias químicas, das misturas e dos materiais formados por essas substâncias. Para identificá-las, os químicos utilizam um conjunto de propriedades específicas com objetivo de diferenciá-las experimentalmente de uma mistura. O gráfico representa a curva de aquecimento de uma determinada amostra de material sólido em função do tempo. Uma análise dessas informações e da curva de aquecimento dessa amostra de material permite afirmar: 6

7 a) A amostra do material analisado é uma mistura. b) A partir do ponto A, representado no gráfico, forma-se uma substância pura na fase líquida. c) O material analisado, ao atingir 193ºC, se transforma completamente em líquido. d) A curva representa o comportamento de uma substância pura sólida durante o aquecimento. e) As propriedades específicas utilizadas para identificação das substâncias químicas dependem da quantidade da amostra utilizada. 15. (Uesc) O diagrama representa o equilíbrio entre fases da água pura em função da temperatura. A análise desse diagrama permite afirmar: a) O ponto A representa o equilíbrio entre a fase sólida e a de vapor. b) O ponto B representa a ebulição da água a 1,0atm. c) O ponto C representa o equilíbrio entre a fase líquida e a de vapor de água pura. d) As ligações de hidrogênio predominam na fase de vapor da água. e) A água na fase sólida sublima quando a temperatura atinge 0,0098ºC à pressão de 4,58torr. 16. (Cftmg) Referindo-se às propriedades dos estados físicos da matéria, é INCORRETO afirmar que a) a mudança de estado de um material altera o modo como as partículas se organizam e movimentam sem modificar sua natureza. b) os sólidos apresentam máxima organização interna e suas partículas efetuam movimentos de vibração em torno de um ponto de equilíbrio. c) as partículas se encontram mais distantes umas das outras nos líquidos do que nos gases, e as forças de interação entre elas são desprezíveis. d) as partículas que constituem os gases apresentam entre si grandes espaços vazios e fracas forças de interação, favorecendo sua expansão e compressão. 17. (Pucmg) Observe com atenção os recipientes adiante. Os círculos apresentam átomos. Átomos de diferentes elementos são representados por cores diferentes. É INCORRETO afirmar: a) A passagem de I para II representa uma transformação química. b) A passagem de I para III representa uma mudança de estado. c) Os recipientes II e III contêm compostos diferentes. d) Os recipientes I e II contêm o mesmo composto. 7

8 Respostas 01. Soma = ) Falsa. Todas as misturas homogêneas podem ser consideradas soluções. 02) Verdadeira. São chamadas de propriedades específicas. 04) Falsa. O ponto de fusão depende diretamente da pressão ambiente. De maneira geral, quanto maior a pressão atmosférica no ambiente, maior será a temperatura de ebulição da substância. 08) Falsa. Se uma substância pura estiver em mais de um estado (exemplo: gelo e água), teremos um sistema bifásico. 16) Falsa. Misturas azeotrópicas são misturas com ponto de ebulição constante. As misturas cujo ponto de fusão é constante são chamadas de eutéticas. 02. A substância A se funde durante 15 minutos, enquanto a substância B se funde durante 20 minutos. Assim, podemos afirmar que a substância A se funde mais rapidamente. A temperatura ambiente em ambas as substâncias se encontram na fase líquida, com A apresentando ponto de ebulição 50 C e B apresentando ponto de ebulição 118 C. Nesse caso, a mistura homogênea deverá ser separada por destilação fracionada, recolhendo-se o líquido mais volátil. 03. A Teremos: Substânc ia Estado de agregação P.F. ºC A Sólido B Sólido (25 oc) Estado de agregação Líquido (25 oc) P.E. ºC Estado de agregação 78 Gasoso 43 Líquido 182 Gasoso C Sólido Líquido E Teremos: Gasoso (25 oc) Ponto de fusão Sólido Líquido Estado agregação Líquido de Ponto ebulição Líquido Gasoso de 05. D Nessa estufa, o ar frio é aquecido na câmara de aquecimento e é levado até os alimentos por convecção (devido á diferença de densidade entre o ar quente e frio), extraindo a água por evaporação (mudança do estado líquido para o gasoso). 06. C Nos fogões residenciais as chamas atingem uma temperatura de 800 C. Fusão Ebulição Sólido Líquido Gasoso Os metais ouro, prata e cobre a 800 C continuam no estado sólido, pois o PF é superior à temperatura considerada. O metal alumínio a 800 C sofre fusão (sólido para líquido), pois o PF é inferior à temperatura considerada. 8

9 07. C Quando uma substância pura, inicialmente no estado gasoso, é resfriada, a temperatura diminui até atingir o ponto de condensação, onde começa a mudança do estado gasoso para o líquido; neste ponto a temperatura é constante. Quando a temperatura de solidificação, fusão ou congelação é alcançada, acontece o mesmo, a temperatura permanece constante. Isto ocorre com qualquer substância pura. Observe a figura a seguir: 08. C Análise das afirmativas: 1. Afirmativa correta. O vidro fica embaçado porque o vapor d água condensa sobre ele, ou seja, passa do estado gasoso para o estado líquido. 2. Afirmativa correta. Os filamentos aquecem o vidro e provocam a vaporização da água, que passa do estado líquido para o gasoso, desembaçando o vidro. 3. Afirmativa incorreta. Os filamentos aquecem o vidro e acarretam a evaporação da água, desembaçando o vidro. 09. E Ordenando a tabela, teremos: Substância TF (ºC) TE (ºC) metano sólido -182 líquido -162 ( 114 ºC) gasoso propano sólido -188 ( 114 ºC) líquido -42 gasoso eteno sólido -169 ( 114 ºC) líquido -104 gasoso propino ( 114 ºC) sólido -101 líquido -23 gasoso Conclusão: Metano: gasoso. Propano: líquido. Eteno: líquido. Propino: sólido. 10. C Quando se aquece a água pura inicialmente no estado sólido, a temperatura aumenta até atingir o ponto de fusão (PF), onde começa a derreter ; neste ponto a temperatura permanece constante. Quando chega a temperatura de ebulição ou ponto de ebulição (PE) acontece o mesmo: a temperatura permanece constante. Isto ocorre com qualquer substância pura. 9

10 11. C A mudança de estado que ocorre com a evaporação da água pode ser classificada como vaporização. 12. E A vaporização ou gaseificação ou evaporação é a mudança de estado líquido para gasoso. 13. Soma = = 38. Análise das proposições: 01) Incorreta: no tempo t 2 temos o estado líquido. 02) Correta: a temperatura T 2 representa o ponto de ebulição da substância. 04) Correta: no intervalo de tempo t 3 a t 4, os estados líquido e vapor da substância coexistem a uma temperatura constante. 08) Incorreta: a curva de aquecimento mostra que a substância é pura, pois as temperaturas de fusão e de ebulição são constantes. 16) Incorreta: a tempo t 1 representa o início da fusão da substância. 32) Correta: no intervalo de tempo t 2 a t 3, a substância se encontra no estado líquido a uma temperatura que varia de T 1 a T A Podemos afirmar que a amostra do material é uma mistura eutética, pois existe um intervalo de ebulição, ou seja, durante a fusão, a temperatura se mantém constante, porém, durante a ebulição, temos TE 1 e TE 2: 15. C Análise das alternativas: a) Incorreta: o ponto A representa o equilíbrio entre a fase sólida, líquida e a de vapor (ponto triplo). b) Incorreta: o ponto B representa a fusão da água a 1,0 atm. c) Correta: o ponto C representa o equilíbrio entre a fase líquida e a de vapor de água pura. d) Incorreta: as ligações de hidrogênio predominam na fase de líquida e sólida da água. e) Incorreta: a água na fase sólida atinge o ponto triplo (a temperatura atinge 0,0098 ºC à pressão de 4,58 torr) no qual coexistem os três estados de agregação. 16. C 17. D 10

d) o contato da água com o gelo força a água a se congelar a 0 C. e) o contato da água com o gelo força o gelo a se

d) o contato da água com o gelo força a água a se congelar a 0 C. e) o contato da água com o gelo força o gelo a se 1. (Uepg 2013) Quanto às características das substâncias puras e das misturas, assinale o que for correto. 01) Misturas sólidas homogêneas não podem ser consideradas soluções. 02) Densidade e ponto de

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