EXERCÍCIOS QUÍMICA - 2

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1 EXERCÍCIOS QUÍMICA - 1. (Ita 015) Cotribuíra de fora direta para o desevolvieto do coceito de pressão atosférica a) Friedrich August Kekulé e Joh Dalto. b) Michael Faraday e Fritz Haber. c) Galileu Galilei e Evagelista Torricelli. d) Jöhs Jacob Berzelius e Eduard Bücher. e) Robert Buse e Hery Louis Le Chatelier.. (Uicap 015) Notícia 1- Vazaeto de gás oxigêio as depedêcias do Hospital e Materidade São Mateus, Cuiabá, e 0/1/1. Ua epresária que atua o setor de veda de oxigêio disse ao Gazeta Digital que o gás ão faz al para a saúde. Pelo cotrário, faz é be, pois é ar puro.... Adaptado de Acessado e 10/09/014. Notícia - Vazaeto de oxigêio durate u abastecieto ao proto-socorro da Freguesia do Ó, zoa orte de São Paulo, e 5/08/14. Segudo testeuhas, o gás que vazou do caihão forou ua évoa rete ao chão. O prieiro carro que pegou fogo estava ligado. Ao ver o icêdio, os otoristas de outros carros fora retirar os veículos... Adaptado de Acessado e 10/09/014. Ficha de iforações de seguraça de ua epresa que coercializa esse produto. a) Levado e cota as iforações forecidas a questão, você cocorda ou discorda da declaração da epresária a otícia 1? Justifique sua resposta. b) Após o vazaeto descrito a otícia, otoristas tetara retirar os carros parados, as ão tivera êxito a sua tetativa. Qual deve ter sido a estratégia utilizada para que eles ão teha tido êxito? Justifique, do poto de vista quíico, a razão pela qual ão deveria ter utilizado essa estratégia.. (Uesp 01) Ua fora de obter hidrogêio o laboratório é ergulhar zico etálico e ua solução de ácido clorídrico, cofore a reação descrita pela equação apresetada a seguir. Z(s) HC (aq) ZC (aq) H (g) Cosidere que ua tira de zico etálico foi colocada e u recipiete cotedo HC e solução aquosa a cocetração de 1 ol/l. E 0 segudos a teperatura do recipiete elevou-se e 0,05 C e 5 L de hidrogêio fora produzidos. Cosiderado que essa reação ocorreu a 7 C e 1 at, deterie a velocidade da reação e L H /s e e ol H /s. 1 1 Use: R 0,08 L at K ol 4. (Espcex (Aa) 01) Dada a equação balaceada de detoação do explosivo itrogliceria de fórula CH5 NO : g g g g 4C H NO 6N 1CO 10H O 7O 5 Cosiderado os gases acia coo ideais, a teperatura de 00 Kelvi (K) e a pressão de 1at, o volue gasoso total que será produzido a detoação copleta de 454 g de CH5 NO é: Dados:

2 Eleeto Massa Atôica (u) H (hidrogêio) C (carboo) O (oxigêio) N (itrogêio) Costate uiversal dos gases: R 8, 10 at L K ol a) 69,6 L b) 45,0 L c) 40,5 L d) 85, L e) 50,0 L 5. (Uicap 01) Receteete a Prefeitura de São Paulo aeaçava fechar as portas de u cetro coercial por causa do excesso de gás etao e seu subsolo. O epreedieto foi costruído os aos 1980 sobre u lixão e, segudo a CETESB, o gás etao poderia subir à superfície e, evetualete, causar explosões. a) Ua propriedade que garate a ascesão do etao a atosfera é a sua desidade. Cosiderado que os gases se coporta coo ideais, e que a assa olar édia do ar atosférico é de 8,8 g ol -1, justifique esse coportaeto do etao e relação ao ar atosférico. b) Na época do acotecieto, veiculou-se a ipresa que, ua istura co o ar, se o etao se ecotra detro de u deteriado percetual (5% a 15% e volue quado e ar abiete co 1% de oxigêio) e existe ua faísca ou iiciador, a explosão irá ocorrer. Partido-se do ar atosférico e de etao gasoso, seria possível obter a istura co a coposição acia ecioada, pela siples istura desses gases? Justifique. 6. (Fuvest 01) Ua estudate de Quíica realizou u experieto para ivestigar as velocidades de difusão dos gases HC e NH. Para tato, colocou, siultaeaete, dois chuaços de algodão as extreidades de u tubo de vidro, coo ostrado a figura acia. U dos chuaços estava ebebido de solução aquosa de HC (g), e o outro, de solução aquosa de NH (g). Cada u desses chuaços liberou o respectivo gás. No poto de ecotro dos gases, detro do tubo, forou-se, após 10 s, u ael de sólido braco ( NH4C ), distate 6,0 c do chuaço que liberava HC (g). a) Qual dos dois gases, desse experieto, te aior velocidade de difusão? Explique. b) Quado o experieto foi repetido a ua teperatura ais alta, o ael de NH4C (s) se forou a esa posição. O tepo ecessário para a foração do ael, a essa ova teperatura, foi igual a, aior ou eor do que 10 s? Justifique. c) Co os dados do experieto descrito, e sabedo-se a assa olar de u dos dois gases, pode-se deteriar a assa olar do outro. Para isso, utiliza-se a expressão velocidade de difusão do NH (g) velocidade de difusão do HC (g) assa olar do HC assa olar do NH Cosidere que se queira deteriar a assa olar do HC. Caso o algodão ebebido de solução aquosa de NH (g) seja colocado o tubo u pouco ates do algodão que libera HC (g) (e ão siultaeaete), coo isso afetará o valor obtido para a assa olar do HC? Explique. 7. (Fuvest 01)

3 A u recipiete, cotedo solução aquosa de ácido sulfúrico, foi adicioada ua assa de carboato de sódio. Iediataete após a adição desse sal, foi adaptado, à boca do recipiete, u cilidro de raio r, o iterior do qual u êbolo, de assa desprezível, pode se deslocar se atrito. Após algu tepo, o carboato de sódio foi totalete cosuido, e o gás liberado oveu o êbolo para cia. Nessa trasforação, o ácido sulfúrico era o reagete e excesso. a) Escreva a equação quíica balaceada que represeta a trasforação que ocorreu detro do recipiete. b) O experieto descrito foi repetido utilizado-se carboato de potássio e lugar de carboato de sódio. A assa de carboato de potássio utilizada esse segudo experieto tabé foi. A altura atigida pelo êbolo foi a esa os dois experietos? Explique. (Cosidere desprezível a variação de teperatura o sistea). c) Escreva a expressão ateática que relacioa a altura x, atigida pelo êbolo, co a assa de carboato de sódio. Para isso, cosidere que - a solubilidade do gás, a solução, é desprezível, e ão há perda de gás para a atosfera; - as codições do experieto, o gás forado se coporta coo u gás ideal, cujo volue é dado por V = RT/P, e que: P = pressão do gás = quatidade de atéria do gás (e ol) R = costate uiversal dos gases T = teperatura do gás (e K) Observação: Use a abreviatura MM para represetar a assa olar do carboato de sódio. 8. (Ita 011) Cosidere dois cilidros idêticos (C1 e C), de paredes rígidas e ideforáveis, iicialete evacuados. Os cilidros C1 e C são preechidos, respectivaete, co O (g) e Ne(g) até atigire a pressão de 0,5 at e teperatura de 50 C. Supodo coportaeto ideal dos gases, são feitas as seguites afirações: I. O cilidro C1 coté aior quatidade de atéria que o cilidro C. II. A velocidade édia das oléculas o cilidro C1 e aior que o cilidro C. III. A desidade do gás o cilidro C1 é aior que a desidade do gás o cilidro C. IV. A distribuição de velocidades das oléculas cotidas o cilidro C1 e aior que a das cotidas o cilidro C. Assiale a opção que apreseta a(s) afiração(ões) correta(s). a) Apeas I e III. b) Apeas I e IV. c) Apeas II. d) Apeas II e IV. e) Apeas III. 9. (Ita 011) O dióxido de carboo represeta, e édia, 0,07% da coposição voluétrica do ar seco atosférico, as codições abietes. Esse gás, dissolvido e água, sofre u processo de hidratação para forar u ácido diprótico, que se ioiza parcialete o líquido. Aditido-se que água pura seja exposta a CO (g) atosférico, as codições abietes, e sabedo que o equilíbrio etre as fases gasosa e líquida desse gás é descrito pela lei de Hery, calcule: a) a solubilidade do CO (aq), expressa e g L 1, as codições especificadas acia, sabedo que a costate da lei de Hery para CO gasoso dissolvido e água a 5 C é,4 x 10 ol L 1 at 1. b) a cocetração olar do âio bicarboato, expressa e ol L 1, sabedo que a costate de dissociação ácida para o prieiro equilíbrio de ioização do ácido diprótico a 5 C é 4,4 x (Uesp 009) Nos frascos de spray, usava-se coo propeletes copostos orgâicos cohecidos coo clorofluorocarboos. As substâcias ais epregadas era CC F (Fréo 1) e CC F (Fréo 11). Nu depósito abadoado, foi ecotrado u cilidro supostaete cotedo u destes gases. Idetifique qual é o gás, sabedo-se que o cilidro tiha u volue de 10,0 L, a assa do gás era de 85 g e a pressão era de,00 at a 7 C.

4 1 1 R 0,08 at L ol K 1 Massas olares e g ol : H = 1, C = 1, F = 19, C 5,5. Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Cotribuíra de fora direta para o desevolvieto do coceito de pressão atosférica Galileu Galilei, que desevolveu a edição de teperatura e Evagelista Torricelli que ediu a pressão atosférica e ível do ar através do uso do ercúrio (experiêcia de Torricelli). Resposta da questão : a) Não cocordo. O ar que respiraos é coposto por, aproxiadaete, 0% de gás oxigêio e 80% de gás itrogêio. O gás que vazou é 100% puro, ou seja, deve ser ialado e quatidades cotroladas. A ialação de gás oxigêio puro pode levar ao desequilíbrio do etaboliso. b) A estratégia utilizada para que eles ão teha tido êxito foi o fato dos otoristas tere tetado tirar os carros co os otores ligados. O gás vazou e coo o oxigêio (g / ol) é ais deso do que o ar ( 9g / ol) ficou próxio ao solo favorecedo a cobustão e o icêdio do prieiro carro que estava ligado (já que o gás oxigêio acelera vigorosaete a cobustão). Se os outros otoristas tetasse ligar seus carros iiciaria ovas cobustões. Resposta da questão : Cálculo da velocidade da reação e L H /s: Volue de H produzido 5 L v 1,5 L / s tepo 0 s Cálculo da velocidade da reação e ol H /s: P V R T 5 L , ,0 10 ol 77 1,0 10 ol 5 vh 5,1 10 ol / s 0 s Resposta da questão 4: [C] Tereos: g g g g C H NO 7 g / ol 5 4C H NO 6N 1CO 10H O 7O g ( ) ol de gases gases 454 g gases 17,5 ol de gases A partir da equação de estado de u gás ideal, ve:

5 1 1 gases 17,5 ol; P 1 at; R 8, 10 at L K ol ; T 00 K P V R T 1V 17,5 8, V 40,5 L. Resposta da questão 5: a) Tereos: P V R T M P M P M d V R T R T Coo P e R são costates : PM d R T P 16 P dme tao 16 R T RT P 8,8 P dmédia do ar 8,8 R T RT d d Média do ar d Me tao Me tao d P 8,8 RT 1,8 dme tao P 16 RT Média do ar O etao ascede a atosfera, pois sua desidade é eor do que a desidade édia do ar. b) Não seria possível obter a istura co a coposição acia ecioada pela siples istura desses gases. O ar te, aproxiadaete, 1 % e volue de gás oxigêio. Se o etao fosse isturado ao oxigêio, este apresetaria ua porcetage eor que 1 % a istura. Resposta da questão 6: a) De acordo co a figura, o ael de NH4C se fora a 6,0 c da extreidade do algodão co HC e a 9,0 c da extreidade do algodão co NH. Quato aior a distâcia, aior a velocidade do gás o tubo, cocluí-se que o NH é o gás que apreseta aior velocidade de difusão. b) Quato aior a teperatura, aior a velocidade de difusão das oléculas e a velocidade da reação. Cosequeteete o ael de será forado u tepo eor do que 10 s. c) Caso o algodão ebebido de solução aquosa de NH (g) seja colocado o tubo u pouco ates do algodão que libera HC (g) (e ão siultaeaete) o ael de NH4C será forado a ua distâcia aior da extreidade do algodão ebebido co NH dado a ipressão de que a velocidade de difusão do HC é eor do que a verdadeira. De acordo co a expressão ateática forecida, quato eor a velocidade de difusão, aior a assa olar. Cosequeteete, a assa olar do HC parecerá aior do que a verdadeira. Resposta da questão 7: a) Tereos: Carboato de sódio + ácido sulfúrico, etão: NaCO (s) HSO 4(aq) H O( ) CO(g) NaSO 4(aq) b) O experieto descrito foi repetido utilizado-se carboato de potássio e lugar de carboato de sódio, etão: KCO(s) HSO 4(aq) H O( ) CO(g) KSO4(aq) As assas olares do NaCO e KCO são diferetes. Coo as assas ão fora forecidas, deveos lebrar que, a tabela periódica, a assa atôica do potássio é aior do que a do sódio, pois o potássio, a faília IA, está abaixo do sódio. ' Cocluí-se que a assa olar do KCO (MM ) é aior do que NaCO (MM).

6 Para ua esa assa dos dois copostos, tereos: MM ' MM ; MM NaCO KCO ' NaCO KCO MM Coo a quatidade de gás carbôico forada varia de acordo co o úero de ols de NaCO e KCO, cocluí-se que o úero de ols de gás carbôico ( CO ) forado a reação co carboato de sódio ( NaCO ) é aior do que a reação co carboato de potássio ( KCO ). NaCO (s) _HSO 4(aq) _H O( ) CO (g) _NaSO 4(aq) 'KCO (s) _HSO 4(aq) _H O( ) 'CO (g) _KSO4(aq) A altura atigida pelo êbolo ão será a esa, pois depederá da quatidade de gás carbôico liberada. c) O volue do cilidro pode ser dado por: Volue = área da base ( π (raio) ) x altura (x) V πr x. Coo o volue é dado por volue é dado por V = RT/P, tereos: R T V ; P MM R T R T π r x π r x P MM P R T x MMP π r Resposta da questão 8: [E] Aálise das afirações: I. Afiração icorreta. De acordo co a hipótese de Avogadro (gases ideais) coo os dois cilidros se ecotra a esa teperatura e pressão e ocupa o eso volue, possue a esa quatidade de oléculas. II. Afiração icorreta. A velocidade das oléculas o cilidro C1 é eor do que o cilidro C, pois a assa olar do O é aior do que a do Ne. As velocidades das partículas que fora a istura gasosa são iversaete proporcioais à raiz quadrada das respectivas assas olares ou oleculares. vo M Ne. v M Ne O III. Afiração correta. A desidade do gás o cilidro C1 é aior que a desidade do gás o cilidro C. A desidade pode ser PM obtida pela seguite relação: d R. T Coo a pressão e a teperatura são as esas os dois cilidros, cocluíos que a desidade do gás oxigêio é aior do que a do gás eôio. IV. Afiração icorreta. A distribuição de velocidades das oléculas cotidas o cilidro C1 e eor que a das cotidas o cilidro C. Resposta da questão 9: a) A pressão parcial do CO pode ser calculada por: PCO 0,07 4 xco P CO 1,7 10 at P 100 De acordo co a lei de Hery, ve:

7 [CO ] K P (aq) CO [CO ],4 10,7 10 (aq) [CO ] 1,58 10 (aq) (aq) 4 6 [CO ] 1, , 10 ol.l E iligraas, tereos: 5 1 c 1, g.l c 1, g.l c 5,710 g.l b) O equilíbrio pode ser represetado por: CO H O H HCO (aq) ( ) (aq) (aq) 5 1, 10 M x x [H ][HCO ] K [CO ] 4, x 1, 10 5 x,9 10 M [HCO ],9 10 M 6 6 Resposta da questão 10: O gás pode ser idetificado utilizado-se a equação de estado de u gás (PV = RT). Teos: 1 1 V = 10 L; = 85 g; P = at; T = 00 K (7 + 7) e R 0,08 at L ol K. Coo = /M, ve: P V R T M / M 0,08 00 M 104,55 gol 104,55 g/ol correspode à assa do CC F.