Baseando-se nos seus conhecimentos de Biologia e Química, responda:

Transcrição

1 1. América Latina Diabética O diabetes mellitus tipo 2 é um problema de saúde crescente na América Latina. Estima-se que quase 6% da população adulta desta região sofram de diabetes. Em números absolutos, isso equivale a mais de 16 milhões de pessoas, e, a continuar o atual ritmo de crescimento da doença, espera-se que, em 2025, este número ultrapasse a surpreendente marca dos 33 milhões de diabéticos latino-americanos, segundo a World Diabetes Foundation. O aumento do número de casos da doença na América Latina tem diversas explicações. Uma delas é o aumento na expectativa de vida verificado nos países em desenvolvimento, já que a doença tem maior prevalência em uma faixa etária que inclui pessoas mais idosas. Por outro lado, mudanças no estilo de vida tais como decréscimo nas atividades físicas e a predominância de dietas hipercalóricas têm contribuído significativamente para o aumento de casos de obesidade na região. A obesidade é o grande desencadeador desse tipo de diabetes, pois está associada ao desenvolvimento de resistência à insulina por parte do organismo. É bom ressaltar que o outro tipo de diabetes mellitus o do tipo 1, ocorre devido a um distúrbio autoimune que leva à destruição das células produtoras de insulina. Apesar de diferentes quanto à origem, ambos os tipos de diabetes levam ao mesmo conjunto de complicações no organismo, que são resultantes direta ou indiretamente de alterações orgânicas descritas a seguir: Hiperglicemia é a concentração elevada de glicose no sangue (acima de 126 mg/dl em jejum). Nessas condições, o sangue torna-se hipertônico em relação ao citoplasma celular, além de resultar na eliminação de quantidades elevadas de glicose na urina associada a uma eliminação abundante de líquidos e eletrólitos. Alterações metabólicas: são provocadas pela carência de glicose nas células do diabético. Nestas circunstâncias, proteínas e lipídios passam a ser metabolizados intensamente. Subprodutos desse metabolismo, como os corpos cetônicos, podem levar a um quadro grave de acidose no sangue. Danos neurológicos, cegueira e colapso renal são complicações clínicas frequentes nos diabéticos. No entanto, as doenças cardiovasculares são a principal causa de morte. Na América Latina, a situação é ainda mais preocupante, pois muitos diabéticos ainda têm acesso limitado ao sistema de saúde, segundo dados da Organização Mundial de Saúde. Baseando-se nos seus conhecimentos de Biologia e Química, responda: a) No organismo humano, onde se encontram as células produtoras de insulina? Qual a função desempenhada por este hormônio? b) Após uma refeição, normalmente acontece uma elevação na concentração sanguínea de glicose, seguida de uma queda gradual. As curvas representadas no gráfico a seguir registram esse fenômeno em duas pessoas, uma saudável e uma diabética. Qual dessas curvas (A ou B) representa o ocorrido na pessoa diabética? Justifique, levando em Página 1 de 27

2 consideração a deficiência insulínica apresentada no diabetes tipo 2. c) Em solução aquosa neutra, a glicose é encontrada em equilíbrio entre a forma aberta e a forma cíclica, representada pela equação a seguir: I. Identifique as funções químicas presentes em cada uma das formas apresentadas pela glicose. II. A glicose apresenta isômeros, sendo que vários deles derivam da assimetria de suas moléculas. Determine o número de átomos de carbono assimétricos da estrutura aberta da glicose e identifique o tipo de isomeria decorrente da presença desses átomos. d) A pressão osmótica do soro sanguíneo está relacionada à concentração de moléculas e íons dispersos na solução aquosa, sendo a glicose apenas um dos solutos que constituem esta complexa solução. Um técnico pretende preparar uma solução de NaC isotônica (mesma pressão osmótica) a uma solução de glicose de 126 mg/dl. Para isso, efetuou os cálculos da concentração (C), em mol/l, dessa solução de glicose e da massa (m) de NaC adequada para preparar 1L desta solução. Determine os valores de C e m calculados pelo técnico, considerando que o NaC encontra-se totalmente dissociado nas condições desta solução. M 58,5 g/mol; M 180 g/mol; 1 dl 100mL Dados: NaC glicose 2. A cafeína é um dos estimulantes presentes em bebidas energéticas. Em laboratório, a cafeína pode ser extraída para fase aquosa, aquecendo até fervura uma mistura de chá preto, água e carbonato de cálcio. Após filtração, a fase aquosa é colocada em contato com um solvente orgânico, para extração da cafeína. Com evaporação do solvente, obtém-se a cafeína sólida. O solvente orgânico utilizado deve ter baixa temperatura de ebulição. A evaporação deve ser feita com cuidado, para não degradar a cafeína, pois esta, quando queimada em atmosfera rica de oxigênio, produz gás carbônico, água e gás nitrogênio. No gráfico são representadas as curvas de pressão de vapor para os líquidos X e Y, que são os dois solventes citados no procedimento de extração da cafeína. Página 2 de 27

3 a) Escreva a equação balanceada para reação de queima da cafeína descrita no texto, utilizando coeficientes estequiométricos inteiros. b) Qual é a curva do gráfico que se refere ao solvente orgânico utilizado? Justifique sua resposta. 3. A respeito dos compostos orgânicos A, B, C e D, abaixo representados e armazenados em recipientes individuais, sob as mesmas condições de temperatura e pressão, é correto afirmar que a) o composto A possui uma carboxila, que é um grupo orto-para-dirigente. b) o composto B é uma amida que apresenta característica básica. c) o composto C é um éster derivado do álcool benzílico. d) o composto D é o que apresenta a maior pressão de vapor. e) todos são aromáticos e formam ligações de hidrogênio intermoleculares. 4. O esquema a seguir representa um método de separação de uma mistura formada por água Tebulição 100 C e acetona T ebulição 56 C à pressão de 1 atm. Página 3 de 27

4 Considerando-se a possibilidade de se retirarem amostras do resíduo e do destilado durante o processo de separação, é correto afirmar que a a) pressão de vapor do resíduo é maior que a do destilado nas amostras recolhidas. b) temperatura de ebulição do destilado é maior que a do resíduo ao final da destilação. c) pressão de vapor das amostras do resíduo torna-se menor no término da destilação. d) temperatura de ebulição das amostras do destilado sofre alteração, à medida que a destilação prossegue. e) temperatura de ebulição do destilado se iguala à do resíduo nas primeiras amostras removidas após o início da destilação. 5. Algumas substâncias podem ser utilizadas, em regiões muito frias, para evitar o congelamento da água de radiadores de carros. Umas dessas substâncias e o propileno-glicol, de densidade igual a 1,063 g cm 3 e massa molar 76 g. O propileno-glicol e representado pela estrutura a seguir: 3 Suponha que seja preparada uma solução anticongelante, contendo 60 cm de propilenoglicol e 60 g de água, cuja constante ebulioscopica (kc) seja igual a 1,86 C. A temperatura de congelamento da mistura, em graus Celsius, será de, aproximadamente: a) 24,47. b) 1,80. c) 1,97. d) 26, Em um laboratório, são preparadas três soluções A, B e C, contendo todas elas a mesma quantidade de um único solvente e cada uma delas, diferentes quantidades de um único soluto não volátil. Considerando que as quantidades de soluto, totalmente dissolvidas no solvente, em A, B e C, sejam crescentes, a partir do gráfico abaixo, que mostra a variação da pressão de vapor para cada uma das soluções em função da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura T, Página 4 de 27

5 a) a solução C corresponde à curva I, pois quanto maior a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor é a pressão de vapor dessa solução. b) solução A corresponde à curva III, pois quanto menor a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior é a pressão de vapor dessa solução. c) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas III, II e I, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. d) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. e) a solução B é a mais volátil, que é representada pela curva II. 7. A porcentagem em massa de sais no sangue é de aproximadamente 0,9%. Em um experimento, alguns glóbulos vermelhos de uma amostra de sangue foram coletados e separados em três grupos. Foram preparadas três soluções, identificadas por X, Y e Z, cada qual com uma diferente concentração salina. A cada uma dessas soluções foi adicionado um grupo de glóbulos vermelhos. Para cada solução, acompanhou-se, ao longo do tempo, o volume de um glóbulo vermelho, como mostra o gráfico. Com base nos resultados desse experimento, é correto afirmar que a) a porcentagem em massa de sal, na solução Z, é menor do que 0,9%. b) a porcentagem em massa de sal é maior na solução Y do que na solução X. c) a solução Y e a água destilada são isotônicas. d) a solução X e o sangue são isotônicos. e) a adição de mais sal à solução Z fará com que ela e a solução X fiquem isotônicas. 8. Três soluções aquosas de nitrato de sódio, nitrato de alumínio e glicose, com concentrações 0,5 mol/l, foram aquecidas em três béqueres, sob as mesmas condições ambientes, até a ebulição. As temperaturas das três soluções foram monitoradas com três termômetros devidamente calibrados. Página 5 de 27

6 A solução que a 25 ºC apresenta maior pressão de vapor e a solução que apresenta maior temperatura de ebulição são, respectivamente, a) glicose e nitrato de alumínio. b) glicose e nitrato de sódio. c) nitrato de alumínio e glicose. d) nitrato de alumínio e nitrato de alumínio. e) nitrato de sódio e glicose. 9. Considere duas soluções aquosas: solução I: 500 ml de solução de cloreto de cálcio 0,1 mol L 1 solução II: 500 ml de solução de glicose 0,2 mol L 1 Na figura está representada a curva de pressão de vapor d água em função da temperatura. a) Calcule a massa de cloreto de cálcio utilizada na preparação da solução I. b) Inclua no gráfico, representado no espaço destinado à resolução, mais duas curvas referentes às soluções I e II. 10. A pressão osmótica (ð) de uma solução corresponde à pressão externa necessária para garantir o equilíbrio entre a solução e o solvente puro separados por uma membrana semipermeável. Considere as quatro soluções representadas a seguir: Assinale a alternativa que melhor relaciona a pressão osmótica das quatro soluções. a) ð 1 < ð 2 < ð 3 < ð 4 b) ð 1 < ð 2 = ð 4 < ð 3 Página 6 de 27

7 c) ð 2 < ð 1 = ð 4 < ð 3 d) ð 2 < ð 4 < ð 1 < ð 3 e) ð 1 < ð 4 < ð 3 < ð As curvas A, B, C e D, mostradas no gráfico, apresentam as variações das pressões de vapor em função da temperatura de quatro substâncias puras. A tabela apresenta as fórmulas e massas molares das quatro substâncias associadas às curvas A, B, C e D, porém não necessariamente nessa ordem. a) Considere que cada substância foi aquecida, isoladamente, até 70 C, sob pressão de 760 mmhg. Quais das curvas (A, B, C ou D) representam as substâncias que estão no estado gasoso nessas condições? Justifique sua resposta. b) Identifique qual curva de pressão de vapor em função da temperatura (A, B, C, ou D) corresponde àquela da substância CCl 4. Justifique sua resposta. 12. O gráfico a seguir relaciona as pressões máximas de vapor e a temperatura para o éter etílico, álcool etílico e água. Em nível do mar, onde a pressão atmosférica é igual a 760 mmhg, sabe-se que os pontos de ebulição para o éter etílico, álcool etílico e água são 34,6 C; 78,3 C e 100 C, respectivamente. Página 7 de 27

8 Em relação a esse assunto, é INCORRETO afirmar que: a) o álcool etílico encontra-se no estado líquido sob pressão de 760 mmhg e sob temperaturas menores que 78,3 C. b) o aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor para os líquidos exemplificados. c) o éter é o mais volátil dessas substâncias, pois apresenta maior pressão máxima de vapor devido a suas interações intermoleculares serem mais fortes. d) a pressão máxima de vapor de uma substância, em uma mesma temperatura, não depende do volume dessa substância. 13. As substâncias puras tetracloreto de carbono, n-octano, n-hexano e isopropanol encontram-se em frascos identificados apenas pelas letras A, B, C e D. Para descobrir as substâncias contidas nos frascos, foram realizados dois experimentos: - No primeiro experimento, foi adicionada uma certa quantidade de água nos frascos A e B, observando-se o comportamento mostrado na figura 1. - No segundo experimento, determinou-se que a substância do frasco C foi aquela que apresentou a menor pressão de vapor à temperatura ambiente (25 C). Usando conceitos de polaridade das moléculas e a tabela (figura 2) de propriedades, identifique os compostos A, B, C e D. 14. As temperaturas normais de ebulição da água, do etanol e do éter etílico são, respectivamente, 100 C, 78 C e 35 C. Observe as curvas no gráfico da variação de pressão de vapor do líquido (Pv ) em função da temperatura ( T ). Página 8 de 27

9 As curvas I, II e III correspondem, respectivamente, aos compostos: a) água, etanol e éter etílico. b) éter etílico, etanol e água. c) éter etílico, água e etanol. d) água, éter etílico e etanol. 15. A figura a seguir mostra dois termômetros - A e B -, cujos bulbos estão dentro de uma caixa fechada e isolada termicamente: Os bulbos e os chumaços de algodão dos termômetros A e B estão em contato com a atmosfera saturada de vapor de etanol e todo o sistema está a 25 C. Usando-se as seringas mostradas na figura, molha-se o chumaço de algodão preso no bulbo do termômetro A com etanol puro e, simultaneamente, o chumaço de algodão preso no bulbo do termômetro B com uma solução de açúcar em etanol. a) INDIQUE se, no momento em que ambos os chumaços de algodão são molhados pelos respectivos líquidos, à mesma temperatura, a pressão de vapor do etanol no algodão do termômetro A é menor, igual ou maior que a pressão de vapor da solução no algodão do termômetro B. JUSTIFIQUE sua resposta. Depois de os chumaços terem sido molhados com os respectivos líquidos, observa-se um aumento da quantidade de líquido que molha o algodão no termômetro B. b) INDIQUE se a temperatura no termômetro B diminui, permanece constante ou aumenta. JUSTIFIQUE sua indicação, comparando a velocidade de evaporação e condensação do solvente sobre o líquido no termômetro B. c) INDIQUE se a temperatura do termômetro A, após ser molhado com etanol, diminui, permanece constante ou aumenta. Página 9 de 27

10 16. Na figura são apresentadas duas curvas que expressam a relação entre a pressão de vapor de dois líquidos, A e B, e a temperatura. Um deles é uma solução aquosa de sacarose 1,0 mol/l e o outro, água destilada. Considerando-se o comportamento da pressão de vapor em relação à temperatura de um terceiro líquido, C, uma solução aquosa de nitrato de alumínio, Al(NO 3 ) 3, 0,5 mol/l e das curvas A e B, são feitas as seguintes afirmações: I. A curva da solução C deve se posicionar à esquerda da curva A. II. A temperatura de ebulição do líquido A é menor que a temperatura de ebulição do líquido B. III. A solução C dever apresentar maior pressão de vapor que o líquido B. IV. O líquido A é água destilada. É correto apenas o que se afirma em a) I e III. b) III e IV. c) II e III. d) II e IV. e) I e IV. 17. Dois recipientes abertos contêm: um, água pura (I) e, o outro, água salgada (II). Esses dois líquidos são aquecidos até a ebulição e, a partir desse momento, mede-se a temperatura do vapor desprendido. Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa o comportamento da temperatura em função do tempo durante a ebulição. 18. Considere três soluções diferentes, A, B e C, contendo cada uma delas 100,0 g de água Página 10 de 27

11 e, respectivamente, 34,2 g de sacarose, 4,6 g de etanol e 4,0 g de hidróxido de sódio. É correto afirmar que a) as três soluções têm os mesmos pontos de congelamento. b) as soluções A e C têm o mesmo ponto de ebulição, mas a solução B tem o mais baixo. c) a solução C tem o mais baixo ponto de congelamento do grupo de soluções. d) o ponto de ebulição da solução C é mais baixo do que o das soluções A ou B. 19. Uma solução de 5,00 g de ácido acético em 100 g de benzeno congela a 3,37 C. Uma solução de 5,00 g de ácido acético em 100 g de água congela a -1,49 C. a) Encontre a massa molar de ácido acético a partir do experimento em água. b) Encontre a massa molar do ácido acético a partir do experimento em benzeno e, sabendo que a fórmula molecular do ácido acético é C 2 H 4 O 2, explique o resultado encontrado nesse experimento. Onde K(pc) é a constante do ponto de congelamento (crioscópica) e t(c) é a temperatura de congelamento. 20. Considere o dispositivo esquematizado a seguir, onde os ramos A e B, exatamente iguais, são separados por uma membrana semipermeável. Esta membrana é permeável apenas ao solvente água, sendo impermeável a íons e bactérias. Considere que os níveis iniciais dos líquidos nos ramos A e B do dispositivo são iguais, e que durante o período do experimento a evaporação de água é desprezível. Página 11 de 27

12 a) Algum tempo após o início do experimento, o que ocorrerá com os níveis das soluções nos ramos A e B? Justifique sua resposta. b) Utilizando este dispositivo, é possível obter água potável a partir da água do mar, aplicandose uma pressão adicional sobre a superfície do líquido em um de seus ramos. Em qual ramo do dispositivo deverá ser aplicada esta pressão? Discuta qualitativamente qual deverá ser o valor mínimo desta pressão. Justifique suas respostas. 21. Para evitar alterações nas células sanguíneas, como a hemólise, as soluções utilizadas em alimentação endovenosa devem apresentar concentrações compatíveis com a pressão osmótica do sangue. Foram administradas a um paciente, por via endovenosa, em diferentes períodos, duas soluções aquosas, uma de glicose e outra de cloreto de sódio, ambas com concentração igual a 0,31 mol L -1 a 27 C. Considere que: - a pressão osmótica do sangue, a 27 C, é igual a 7,62 atm; - a solução de glicose apresenta comportamento ideal; - o cloreto de sódio encontra-se 100 % dissociado. a) Calcule a pressão osmótica da solução de glicose e indique a classificação dessa solução em relação à pressão osmótica do sangue. b) As curvas de pressão de vapor (Pv) em função da temperatura (t) para as soluções de glicose e de cloreto de sódio são apresentadas no gráfico a seguir. Aponte a curva correspondente à solução de glicose e justifique sua resposta. 22. A figura a seguir representa um sistema constituído por dois recipientes, A e B, de igual volume, que se comunicam através da válvula V. Água pura é adicionada ao recipiente A através da válvula V A, que é fechada logo a seguir. Página 12 de 27

13 Uma solução aquosa 1,0 mol/l de NaCl é adicionada ao recipiente B através da válvula V B, que também é fechada a seguir. Após o equilíbrio ter sido atingido, o volume de água líquida no recipiente A é igual a 5,0 ml, sendo a pressão igual a P A ; e o volume de solução aquosa de NaCl no recipiente B é igual a 1,0 L, sendo a pressão igual a P B. A seguir, a válvula V é aberta (tempo t = zero), sendo a temperatura mantida constante durante todo o experimento. a) Em um mesmo gráfico de pressão (ordenada) versus tempo (abscissa), mostre como varia a pressão em cada um dos recipientes, desde o tempo t = zero até um tempo t =. b) Descreva o que se observa neste experimento, desde tempo t = 0 até t =, em termos dos valores das pressões indicadas nos medidores e dos volumes das fases líquidas em cada recipiente. 23. O cloreto de potássio é muitas vezes usado em dietas especiais como substituto de cloreto de sódio. O gráfico a seguir mostra a variação do sabor de uma solução aquosa de cloreto de potássio em função da concentração deste sal. Ao se preparar uma sopa (1,5 litros), foi colocada a quantidade mínima de KCl necessária para se obter sabor "salgado", sem as componentes "amargo" e "doce". a) Qual a quantidade, em gramas, de KCl adicionado a sopa? b) Qual a pressão osmótica π, a 57 C, desta solução de KCl? π = crt, onde c e a concentração de partículas em mol/l, R = 0,082 L atm K -1 mol -1, T e a temperatura absoluta. 24. Numa mesma temperatura, foram medidas as pressões de vapor dos três sistemas a seguir. Página 13 de 27

14 Os resultados, para esses três sistemas, foram: 105,0; 106,4 e 108,2 mmhg, não necessariamente nessa ordem. Tais valores são, respectivamente, as pressões de vapor dos sistemas a) x =105,0; y = 106,4; z = 108,2 b) y =105,0; x = 106,4; z = 108,2 c) y =105,0; z = 106,4; x = 108,2 d) x =105,0; z = 106,4; y = 108,2 e) z =105,0; y = 106,4; x = 108,2 25. Um líquido puro e a solução de um soluto não volátil neste líquido têm suas pressões de vapor em função da temperatura representadas pelas curvas contidas no gráfico mostrado a seguir. a) Associe as curvas do gráfico (linhas contínua ou tracejada) com o líquido puro e a solução. Justifique. b) Determine o ponto de ebulição aproximado (±1 C) do líquido puro ao nível do mar. Justifique. 26. O gráfico a seguir mostra a variação da pressão de vapor, em função da temperatura, para o dicloro-diflúor-metano. Página 14 de 27

15 A temperatura de ebulição, em C, do CCl 2 F 2, no nível do mar é de aproximadamente a) 0 b) 20 c) 25 d) -25 e) Estudaram-se as variações das pressões de vapor da água pura e de uma solução aquosa diluída de sacarose (açúcar de cana), em função da temperatura. O gráfico que descreve, qualitativamente, essas variações é: a) b) c) 28. A pressão osmótica de uma solução de poliisobutileno sintético em benzeno foi determinada a 25 C. Uma amostra contendo 0,20 g de soluto por 100 cm 3 de solução subiu até uma altura de 2,4 mm quando foi atingido o equilíbrio osmótico. A massa específica da solução no equilíbrio é 0,88 g/cm 3. Determine a massa molecular do poliisobuteno. Dados: Aceleração da gravidade = 9,8 m/s 2. 1N/m 2 = 9, atm. Constante Universal dos gases R = 0,082 (atm.l)/(mol.k). Página 15 de 27

16 29. Em um laboratório foram preparadas uma solução 1 M de ZnCl 2 e uma outra 1 M de NaCl, para serem utilizadas em diferentes experimentos. a) No primeiro experimento foram obtidos valores das pressões de vapor dessas soluções em diferentes temperaturas. Identifique, dentre as curvas A, B e C apresentadas no gráfico, aquela que corresponde à solução de ZnCl 2 (1M) e aquela que corresponde à solução de NaCl(1M). Justifique sua resposta. b) No segundo experimento foi realizada eletrólise na solução de ZnCl 2 (1M). Qual a massa de metal depositado, quando 4 Faradays passam pela cuba eletrolítica? (1 Faraday = Coulombs) 30. A aparelhagem esquematizada na figura (1) é mantida a 25 C. Inicialmente, o lado direito contém uma solução aquosa um molar em cloreto de cálcio, enquanto que o lado esquerdo contém uma solução aquosa um décimo molar do mesmo sal. Observe que a parte superior do lado direito é fechada depois da introdução da solução e é provida de um manômetro. No início de uma experiência as alturas dos níveis dos líquidos nos dois ramos são iguais, conforme indicados na figura, e a pressão inicial no lado direito é igual a uma atmosfera. Mantendo a temperatura constante, à medida que passa o tempo, a pressão do ar confinado no lado direito irá se comportar de acordo com qual das curvas representadas na figura (2)? Página 16 de 27

17 a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 31. Uma série de soluções foram preparadas dissolvendo-se diferentes massas de sacarose em 1000 g de H 2 O. Essas soluções foram resfriadas e as suas temperaturas de congelação, determinadas. Os resultantes obtidos encontram-se descritos no gráfico a seguir. Com relação às soluções R e S, indicadas no gráfico, a afirmativa FALSA é a) a concentração da solução R é menor que a da solução S. b) a pressão de vapor da solução R é maior que a da solução S, numa dada temperatura. c) a temperatura de ebulição da solução S é maior que a da água pura. d) adicionando-se sacarose à solução S, a sua temperatura de ebulição aumentará. e) evaporando-se 10% do solvente da solução S, a sua pressão de vapor aumentará. 32. No gráfico a seguir, as curvas I, II, III e IV correspondem à variação da pressão de vapor em função da temperatura de dois líquidos puros e das respectivas soluções de mesma concentração de um mesmo sal nesses dois líquidos. O ponto de ebulição de um dos líquidos é 90 C. Página 17 de 27

18 Utilizando os números das curvas respectivas: a) Indicar quais curvas correspondem aos líquidos puros. Indicar entre os dois qual é o líquido mais volátil e justificar. b) Indicar quais curvas correspondem às soluções. Justificar. Página 18 de 27

19 Gabarito: Resposta da questão 1: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] a) As células β das ilhotas pancreáticas produzem e secretam o hormônio insulina. Esse hormônio determina a redução da glicemia, isto é, provoca a redução da taxa de glicose sanguínea após cerca de duas a três horas da última refeição. b) A curva A é representativa de uma pessoa diabética. O gráfico mostra uma taxa glicêmica elevada (150 mg de glicose/100 ml de sangue), após três horas da refeição. Nesse indivíduo, ocorre redução dos níveis de insulina secretada pelo pâncreas ou resistência das células dos tecidos à sua ação. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] c) I. Teremos as seguintes funções químicas: II. O tipo de isomeria decorrente é a óptica. O número de átomos de carbono assimétricos da estrutura aberta da glicose é quatro: d) Para uma solução de glicose de 126 mg/dl, vem: 126 mg 0,126g 126 mg/ dl 0,126 g/ 0,10L 1,26 g/l 1dL 0,10 L Em 1L : 1 mol (glicos e) n glicose n glicose 0,007 mol [Glicose] 0,007 mol/l 180 g 1,26g A quantidade de partículas numa solução de NaC isotônica (mesma pressão osmótica) a uma solução de glicose deve ser de 0,007 mol. Página 19 de 27

20 NaC Na C 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol NaC 58,5 g (NaC ) NaC m NaC 2 mol (íons) 2 mol (íons) 0,007 mol m 0,20475 g 0,205 g Resposta da questão 2: a) Equação balanceada: 2C8H0 N4O2 19O2 16CO2 10H2 O 4N2 b) O solvente orgânico utilizado deve ter baixa temperatura de ebulição, ou seja, elevada pressão de vapor ou para uma dada pressão constante deve apresentar menor temperatura de ebulição (TE). Este solvente é o X. De acordo com o gráfico TEX TEY. Logo X é o solvente mais indicado. Resposta da questão 3: [D] [A] o composto A possui uma carboxila, que é um grupo meta-dirigente. [B] o composto B é uma amina que apresenta característica básica. [C] o composto C é um éster derivado do álcool metílico. [D] o composto D é o que apresenta a maior pressão de vapor, pois possui as menores forças intermoleculares (dipolo-induzido) quando comparado aos demais. [E] todos são aromáticos e formam ligações de hidrogênio intermoleculares os compostos A e B. Resposta da questão 4: [C] [A] Incorreta. Quanto maior a P vapor da substância mais rapidamente ocorre a evaporação. [B] Incorreta. A temperatura de ebulição do destilado é menor, pois ele entra em ebulição primeiro que o resíduo. [C] Correta. Quanto menor a P vapor da substância mais lentamente ocorre a evaporação. [D] Incorreta. A temperatura se mantém fixa, à medida que a destilação prossegue. [E] Incorreta. A temperatura de ebulição do destilado é diferente do resíduo durante todo o processo de destilação. Resposta da questão 5: [D] Página 20 de 27

21 Esse fenômeno é descrito matematicamente pela fórmula: Tc kc W i Onde: T é a diminução da temperatura de congelamento, Kc é uma constante do solvente, W é a molalidade (mol de soluto por quilo de solvente) e i é o número de íons formados por cada molécula do soluto, porém, temos um composto covalente que não forma íons em solução. Cálculo da molalidade da solução: MM 76g / mol V 60cm 3 d 1,063cm 3 m V d 63,78g MM 76g / mol 76g 1 mol 63,78g x x 0,84mol 0,84 W 14 molal 0,06kg de H O 2 Inserindo os dados na fórmula, teremos: Tc 1, ,04 Lembrando que a temperatura normal de congelamento da água é 0 C e que a temperatura da solução deve ser menor que isso, então: Resposta: 26,04 C. Resposta da questão 6: [D] Teremos: Resposta da questão 7: [B] Teremos: Página 21 de 27

22 Com o tempo: Volume do glóbulo vermelho em X > Volume do glóbulo vermelho em Y > Volume do glóbulo vermelho em Z. Quanto maior o número de partículas presentes no soluto, maior a concentração e consequentemente menor a pressão de vapor. Concentração da solução X < Concentração da solução Y < Concentração da solução Z. Pressão de vapor em X > Pressão de vapor em Y > Pressão de vapor em Z. Conclui-se que a porcentagem em massa de sais é maior na solução Y do que na solução X. Resposta da questão 8: [A] Teremos: NaNO3 Na NO3 0,5 M 0,5 M 0,5 M Número de partículas por litro 0,5 0,5 1,0 mol 3 A (NO 3 ) 3 A 3NO3 0,5 M 0,5 M 3 0,5 M Número de partículas por litro 0,5 1,5 2,0 mol (C6H12O 6 ) 1 1C 6H12O6 0,5 M 0,5 M Número de partículas por litro 0,5 mol Quanto menor o número de partículas, maior a pressão de vapor: C6H12 O 6 (glicose). Quanto maior o número de partículas, maior a temperatura de ebulição: A (NO 3) 3(nitrato de alumínio). Resposta da questão 9: a) Cálculo da massa de cloreto de cálcio utilizada na preparação da solução I: A solução I tem 500 ml de volume e concentração de 0,1 mol.l 1. Página 22 de 27

23 1000 ml (solução) 0,1 mol (CaC 2) 500 ml (solução) ncac n CaC 2 CaC 2 0,05 mol m 0, ,55 g b) Teremos: Solução I (500 ml de solução de cloreto de cálcio 0,1 mol.l 1 ) 2 CaC 2 Ca 2C 0,05 mol 0,05 mol 2 0,05 mol 0,15 mol de partículas Solução II (500 ml de solução de glicose 0,2 mol.l 1 ) 1000 ml (solução) 0,2 mol (glicos e) 500 ml (solução) nglicose nglicose 0,10 mol (C6H12O 6 ) 1 1 C6H12O 6 0,10 mol 0,10 mol 0,10 mol de partículas Conclusão: a solução II é menos concentrada do que a solução I. 2 Como a solução II é mais concentrada do que a água, sua curva aparece logo abaixo da curva da água. Já a solução I é mais concentrada do que a solução II, por isso sua curva aparece abaixo da curva II. Resposta da questão 10: [D] Resposta da questão 11: a) Somente a substância associada à curva D tem temperatura de ebulição inferior a 70 C a 760 mmhg, portanto, é a única no estado gasoso. TE (D) = 60 C (1 atm) b) TE em ordem crescente D < C < B < A HCCl 3 < CCl 4 < H 2 O < CH 3 COOH Embora o CCl 4 seja apolar, apresenta TE superior ao do HCCl 3, porque a polaridade do HCCl 3 é muito pequena. Nesse caso, prevalece a influência da maior massa molar do CCl 4. Página 23 de 27

24 Resposta da questão 12: [C] Resposta da questão 13: A = n-hexano, B = isopropanol, C = n-octano D = tetracloreto de carbono Resposta da questão 14: [B] Resposta da questão 15: a) Termômetro A: a pressão de vapor é maior, pois não há soluto. b) A temperatura no termômetro B diminui, pois a velocidade de condensação diminui com a diminuição da pressão de vapor e o calor não é mais absorvido pelo bulbo. c) A temperatura no termômetro A permanece constante, pois a velocidade de condensação é a mesma. Resposta da questão 16: [D] De acordo com o gráfico, a temperatura de ebulição do líquido A é menor do que a do líquido B mesmo em relação ao líquido C: Sacarose (sólida) Sacarose (aquosa) 1 M 1 M Al(NO 3 ) 3 (s) Al 3+ (aq) + 3NO 3 - (aq) 0,5 M 0,5 M 1,5 M Coma a adição do soluto e o aumento do número de partículas, a pressão de vapor do solvente diminui e consequentemente a temperatura de ebulição aumenta. Resposta da questão 17: [D] Resposta da questão 18: [C] Resposta da questão 19: - Cálculo da massa molar de ácido acético a partir do experimento em água. t(c) = K(pc) m, onde m é a concentração molal (quantidade de matéria/massa de solvente em Kg). t(c) = -1,49 C m = t(c) / K(pc) = (-1,49 C)/(-1,86 C Kg mol 1 ) = = 0,80 mol/ Kg Calculando a massa molar, temos M = massa (ác. Acét.) / (m massa água, Kg) Página 24 de 27

25 M = 5 g / 0,80 (mol/kg) 0,1 Kg = 62,5 g / mol. - Cálculo da massa molar do ácido acético a partir do experimento em benzeno. t(c) = K(pc) m, t(c) = -2,13 C m = t(c)/k(pc) = (-2,13 C)/(-5,12 C Kg mol 1 ) = = 0,416 mol/ Kg Calculando a massa molar, temos M = massa (ác. Acét.)/ (m massa água, Kg) M = 5 g/0,416 (mol/kg) 0,1 Kg = 120,2 g/mol. Com base na fórmula molecular, a massa molar do ácido acético é 60g/mol. O resultado encontrado no experimento em benzeno indica que duas moléculas de ácido acético estão unidas entre si por ligações de hidrogênio intermolecular, formando um dímero. Resposta da questão 20: a) A água atravessa a membrana semipermeável da região de maior pressão de vapor (meio hipotônico: água pura) para o meio de menor pressão de vapor (hipertônico: água do mar), deduzimos que o nível da solução no ramo A vai aumentar e no ramo B vai diminuir. b) A água potável pode ser obtida a partir de água do mar pelo processo de osmose reversa. Deve-se aplicar uma pressão superior à pressão osmótica, no ramo hipertônico, ou seja, no ramo onde estiver a água do mar. A pressão osmótica é uma "contra-pressão", ou seja, deve ser aplicada para que não ocorra a migração do solvente. Num processo inverso à osmose, deve-se aplicar uma pressão superior à pressão osmótica. Resposta da questão 21: a) P = (n/v)xrxt = (molaridade)xrxt P = 0,31 0, ,62 atm Classificação: solução isotônica. b) Solução de glicose: curva A. Sendo um soluto não eletrolítico, apresenta menor número de partículas dissolvidas e, portanto, maior pressão de vapor. Resposta da questão 22: a) Como a pressão de vapor da água pura numa determinada temperatura é maior que a pressão de vapor de uma solução aquosa na mesma temperatura, a pressão no recipiente A no qual existem 5,0 ml de água líquida (P A ) é maior que a pressão no recipiente B onde existe 1,0 L de solução aquosa de NaCl 1,0 mol/l (P B ). Abrindo-se a válvula V, o sistema deixará de estar em equilíbrio e vapor d'água existente no recipiente A irá se dirigir para o recipiente B. Por um período de tempo, moléculas do solvente serão transferidas, via fase gasosa, do solvente puro para a solução até que toda a água do recipiente A evapore. Até esse instante, as pressões P A e P B permanecem praticamente as mesmas. A partir desse instante, a pressão P A decresce devido à diminuição da quantidade em mols do vapor no recipiente A. A pressão P B, praticamente, fica constante (aumenta aproximadamente 0,5% em função da diluição). Página 25 de 27

26 b) A P A irá diminuir até igualar-se a P B que se mantém praticamente constante durante o decorrer do tempo. O volume de água do recipiente A irá tender a zero, depois de certo tempo e o volume no recipiente B terá seu valor aumentado. Resposta da questão 23: a) Da leitura do gráfico, temos 0,035mol/L de KCl (mínimo necessário para se obter o saber salgado, sem os componentes amargo e doce). - Cálculo da quantidade, em mol, de KCl, em 1,5 L: 1 L 0,035 mol de KCl 1,5 L x x = 0,0525 mol de KCl - Cálculo da massa, em gramas, de KCl: Massa molar do KCl = (39, ,453) g/mol = = 74,551 g/mol 1 mol 74,551 g 0,0525 mol y y = 3,914 g b) π = crt KCl K + + Cl 0,035 mol/l 0,035 mol/l 0,035 mol/l 0,070 mol/l π = 0,070 mol/l. 0,082 L. atm. K 1. mol K π = 1,894 atm Resposta da questão 24: [C] Resposta da questão 25: a) Linha contínua solvente (líquido puro) Linha pontilhada solução A dissolução de um soluto não-volátil num líquido baixa a pressão de vapor do líquido. b) A temperatura de ebulição do líquido puro (solvente) ao nível do mar é aproximadamente igual à temperatura na qual a sua pressão de vapor é igual a 1,0 atm. A leitura do gráfico mostra que essa temperatura é aproximadamente (76 ± 1) C. Resposta da questão 26: [D] Resposta da questão 27: [C] Resposta da questão 28: Extraindo os dados, temos: g = 9,8 m/s 2 1N/m 2 = 9,869 atm. R = 0,082 (atm.l)/(mol.k). m(poliisobutileno) = 0,20 g. V(solução) = 100 cm 3 = 0,1 L. h = 2,4 mm = 0,24 cm. Página 26 de 27

27 r = 0,88 g/cm 3. T = 25 C = = 298 K. Sabemos que a pressão exercida pelo deslocamento do volume do líquido é dada por: P = ñ. g. h. Esta pressão equivale à pressão exercida por uma camada de fluido de área A e espessura h. A diferença entre as forças nas faces superior e inferior da camada de fluido deve ser igual ao peso da camada: P = P 0 + ñ. g. h. Na questão P - P 0 = P = ð (pressão osmótica). ð = ñ. g. h ð = 0,88 (g/cm 3 ) 9,8 (m/s 2 ) 0,24 cm ð = 0, (kg/cm 3 ) 9,8 (m/s 2 ) 0,24 cm ð = 2, [N/(10 2 m) 2 ] = 20,6976 N/M 2 Como 1 N/m 2 = 9, atm, então: ð = 20,6976 9, atm ð = 204, atm. Agora aplicamos este valor na equação ð.v = n.r.t. Como n = m(soluto) / M(soluto), teremos: ð.v = [m(soluto) / M(soluto)].R.T 204, ,1 = [0,20 / M(soluto)] 0, M(soluto) = ,2953 g/mol. M(soluto) g/mol. MM(soluto) u. Resposta da questão 29: a) ZnCl 2 - curva C, NaCl - curva B quanto maior o n 0. de partículas em solução menor a PMV. b) 130,8 g Resposta da questão 30: [B] Resposta da questão 31: [E] Resposta da questão 32: a) - Líquidos puros - I e II - Mais volátil - I (menor PMV) b) II e IV - adição de solução não volátil diminui a PMV. Página 27 de 27