Química 1 aulas 1 e 2

Transcrição

1 Química 1 aulas 1 e 2 COMENTÁRIOS ATIVIDADES PARA SALA 1. I. De acordo com o equilíbrio: SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) Esse tipo de reação é bastante comum na atmosfera das regiões onde há uma emissão de gases provenientes de queima de combustíveis fósseis, porém trata-se de um equilíbrio homogêneo. II. No equilíbrio: hemoglobina + oxigênio oxiemoglobina Em locais de grande altitude, a pressão é menor, implicando no deslocamento de equilíbrio no sentido inverso (maior número de mol), assim, a quantidade de oxigênio dissolvido no sangue diminui, causando as consequências citadas no enunciado. 2. O diamante, a grafita e o fulereno são formas alotrópicas cristalinas. Existem também em maior quantidade as formas amorfas. A forma mais rara e mais dura do diamante é a forma covalente, em que o carbono forma uma estrutura tridimensional. 3. a) Falso Desinfetantes e cosméticos produzidos a partir do eucalipto são misturas de substâncias e, portanto, não possuem ponto de fusão definido. b) Falso A celulose é um composto orgânico, sendo classificado como um polímero formado pela união de moléculas de β-glucose. c) Falso Os desinfetantes e os cosméticos não são substâncias alotrópicas. Como exemplos de substâncias alotrópicas temos, carbono: (carbono grafite, carbono diamenta, fulerenos); enxofre: ( rômbico, monoclínico). d) Verdadeiro A madeira é um material orgânico, como já comentado no item B. 4. O ar dissolvido na água líquida não é solúvel na água sólida, com isso, ocorre a formação de bolhas. 5. M gelo = 300g T gelo = 0 C M = 400g T = 55 C HO 2 HO 2 I. Sendo Q F a quantidade de calor absorvido pelo gelo para se fundir, temos: massa calor de fusão de gelo Q F = M. L Q F = QF = cal II. Cálculo do calor necessário para 400g de H 2 O, a uma temperatura de 55 C, passar para 0 C. Q L = M C = ΔT Q L = Q = cal calor liberado L Como Q F > Q L, implica que a água líquida entrará em equilíbrio térmico com o resto da massa de gelo que sobrará. No equilíbrio teremos uma temperatura de 0 C. III. Cálculo da massa de gelo que sobrará: QF QL M= = = 25g L 80 Sobrarão 25g de gelo a 0 C. COMENTÁRIOS ATIVIDADES PROPOSTAS 1. a) Correta. O sistema mostra a mudança de estado físico da água pura, portanto o ponto de fusão permanece constante até o derretimento total da água sólida (0 C). b) Correta. A massa da fase sólida diminuirá porque a temperatura ambiente (25 C) é maior que 0 C. c) Correta. A pressão de vapor da fase líquida permanecerá constante, pois a temperatura do sistema é constante (0 C). d) Errada. A relação quantidade de matéria por volume será diferente, pois o volume ocupado pela fase líquida é menor em relação à fase sólida, para uma mesma massa. e) Correta. A massa do corpo diminuirá devido à evaporação da água, pois é um sistema aberto. 2. a) Admitindo-se a existência de líquido nos frascos, a temperatura máxima alcançada pelo sistema constituído pelo líquido X + frasco é 50 C (durante o processo de ebulição). Esse frasco poderá ser tocado com a mão, sem que houvesse risco de queimaduras. No sistema constituído pelo líquido Y + frasco, a temperatura máxima alcançada é 100 C, quando atinge o equilíbrio com a chapa elétrica de aquecimento. Neste caso, poderá haver risco de queimaduras, se o frasco em questão for tocado com a mão. b) A adição de um soluto não-volátil eleva a temperatura de ebulição de um líquido. Portanto: o líquido X poderá atingir uma temperatura superior a 50 C, antes de entrar em ebulição. a temperatura máxima que o líquido Y atingirá será 100 C, mesmo com a presença de soluto não-volátil, porque é igual à temperatura de aquecimento da chapa. 3. Substâncias puras apresentam temperatura de fusão e ebulição constantes. No caso, a substância 1 apresenta ponto de ebulição constante e igual a 100ºC ou pode ser uma mistura azeotrópica (ponto de fusão constante e ponto de ebulição variável). Os béqueres 2 e 3 não apresentam o mesmo soluto, pois a temperatura de ebulição é diferente. Logo, I e II são verdadeiras e III é falsa. 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1 1

2 4. Mistura heterogênea é aquela que apresenta propriedades microscópicas diferentes, em pontos diferentes da mistura. Exemplo: 10. Analisando o gráfico, podemos observar que no ponto D coexistem as fases líquida e de vapor. 5. A densidade da água é (1,0g/cm 3 ) e a densidade do álcool (d = 0,78g/cm 3 ). Como as gotículas de óleo ficaram na região interfacial entre água e óleo, justifica-se assim o fato de as gotículas de óleo ficarem suspensas na água. Assim, temos: dho 2 > dóleo > dálcool Substância a 2 C a 30 X líquido gasoso Y líquido gasoso W sólido sólido R gasoso gasoso T = líquido; a 100 = gasoso R e W respectivamente. 6. Quando misturamos água com gasolina, o álcool presente na gasolina se solubiliza formando uma mistura de álcool + água + gasolina. 7. O Ca 3 (PO 4 é um antiumectante muito usado em bebidas. Sua função é diminuir a adesão da umidade por parte das bebidas. Como o tempo de mudança de fase em B é relativamente maior que em A, temos que a massa de B é maior que a massa de A O tempo em que a temperatura permanece constante é justamente o necessário para que todas as moléculas vençam as forças intermoleculares. 14. Considerando a mesma massa de água, a quantidade de energia liberada em I (processo endotérmico) é igual à quantidade de energia absorvida em II (processo endotérmico). 15. Pela análise do gráfico, podemos observar que o líquido I, durante a ebulição, permanece à temperatura constante, caracterizando assim uma substância pura, e II, por não possuir temperatura de ebulição constante, apresenta uma curva que pode representar uma solução. 9. Como o barro é poroso, a água o atravessa e entra em contato com o ar, evaporando. Como o processo de evaporação da água é endotérmico, retirando calor da cerâmica ou moringa, a água ficará resfriada. Pela análise do gráfico, podemos observar o aquecimento de uma mistura eutética. Este sistema possui ponto de ebulição variável. 2 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1

3 16. I. ( F ) T 2 corresponde ao máximo de temperatura atingida quando submetida à pressão P 2. II. ( V ) III. ( V ) 17. I. ( F ); II. ( F ); III. ( V ); IV. ( F) Apoiado na visão substancialista do autor, temos os i- tens I, II e IV, sabendo que são quimicamente sem fundamento. 18. O ferro possui ponto de fusão mais elevado que os outros metais citados. Devido à dificuldade de atingir temperaturas mais elevadas sua extração foi mais tardia. 19. Analisando a figura, podemos observar que as moléculas estão próximas, porém, em estado relativamente desorganizado. 20. De acordo com as características citadas no texto, temos, respectivamente: W: grafite. Y: Óxido de alumínio. X: Ácido acético. Z: Cobre. aulas 3 e 4 COMENTÁRIOS ATIVIDADES PARA SALA 3. I. ( V ) II. ( F ) Levando em conta a reatividade dos metais, temos a seguinte ordem: (o cobre é mais reativo que o ouro), logo, na reação com HNO 3 o ouro não reagirá. O sólido X possui massa molecular 197g/mol. III. ( V ) IV. ( F ) Cu(NO 3 + Zn Zn(NO 3 + Cu NOX = 0 NOX = +2 NOX: oxidação ag. redutor 4. I. (F) É utilizada na separação de líquidos imissíveis. II. (V) III. (F) A vidraria (B) é o condensador, um dos instrumentos usados na aparelhagem do sistema de destilação. IV. ( V ) 5. De acordo com o esquema, todas as alternativas estão corretas. 1. COMENTÁRIOS ATIVIDADES PROPOSTAS 1. O equipamento apresentado na figura é utilizado para realizar a filtração a vácuo. Essa filtração utiliza uma trompa de água para reduzir a pressão e aumentar a velocidade do processo de filtração. Os equipamentos utilizados no processo são: funil de Büchner, papel de filtro e kitassato. A filtração é um processo utilizado para separar componentes de uma mistura heterogênea do tipo sólido mais líquido. 2. a) 80g b) Temos 20g de fenolftaleína: 100mL 6,7g 350mL x x = 23,45g O volume de etanol é suficiente para dissolver toda a fenolftaleína. O álcool é solúvel em água devido à sua parte polar ( CH 2 O H), ocorrendo ponte de hidrogênio entre as duas espécies. A parte apolar do etanol (H 3 C CH 2 ) é responsável pela dissolução da fenolftaleína por meio de forças de Van der Waals entre as duas espécies. A adição de água (bastante polar) na solução de fenolftaleína em etanol deixa o meio mais polar, provocando a cristalização da fenolftaleína. Esta é insolúvel em solvente bastante polar. 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1 3

4 2. O processo de destilação é um processo de purificação de água em laboratório. 11. O gráfico que demonstra este comportamento é: 3. A sinfonação é um processo de separação que é executado com o auxílio da gravidade. Pois à medida que aumentamos a temperatura, também aumentamos a quantidade de compostos em ebulição. 4. Uma extração do café em água, e posteriormente uma filtração de possíveis resíduos sólidos. 5. A separação magnética é usada para separar metais de não-metais. 6. De acordo com os conceitos de conservação e preservação do meio ambiente. 7. As telas funcionam como um filtro para retirada de materiais em suspensão (filtração), e quando mantida em repouso nos tanques, temos a caracterização de uma decantação. 8. Separação I: decantação. Separação II: flotação. Separação III: destilação fracionada. 9. O açúcar em solução pode ser separado por uma filtração (para retirada de precipitados) e posteriormente uma destilação simples De acordo com o conceito de destilação. 13. A destilação é usada na separação de misturas homogêneas líquidas. 14. Decantação: separa o petróleo da água. Filtração: separa o petróleo das impurezas. 15. V G = 50mL V G pura = 12,5mL V HO 2 = 50mL 50mL de gasolina 100% 12,5mL y y = 25% 16. Como o composto formado é básico (A (OH) 3 ), pode ser neutralizado por um ácido. 17. Se água + açúcar formam uma mistura heterogênea, pode ser separada por filtração. 18. No Erlenmeyer ficará o produto final, H 2 O destilada. 19. O etanol não é solúvel em álcool hidratado, logo, pode ser separado por filtração simples. 20. Podemos observar que o mercúrio é condensado e coletado em um béquer. Logo, podemos concluir que o mercúrio é mais volátil. 4 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1

5 21. De acordo com os processos de separação adequados I. ( V ) II. ( F ) III. ( F ) IV. ( F ) V. ( F ) em nenhum dos casos, é possível separar a parafina da sacarose (C 12 H 22 O 11 ). Resposta correta: V, F, F, F, F 23. Usando soluções com densidade 2,1g especificamente, teremos o seguinte esquema de separação: 50mL de gasolina + 5mL de água 100mL no total Logo, se temos 61mL de solução aquosa, teremos 39mL de gasolina, e 11mL de álcool, assim: 50mL 100% 11mL x = 22% de álcool 28. De acordo com as características de cada método de separação, podemos afirmar que se referem a decantação, filtração e destilação. 24. I. ( F ) O N 2 possui comportamento de gás real. II. ( V ) III. ( F ) O N 2 só poderá sofrer compressão a baixas temperaturas. 25. I. ( V ) II. ( F ) A concentração das soluções é diferente, D é mais concentrada que A. III. ( V ) IV. ( V ) V. ( V ) Resposta correta: V, F, V, V, V O primeiro processo trata-se de uma extração, o segunde uma filtração simples e o terceiro de uma destilação simples. 30. Provavelmente, o sólido X trata-se de uma mistura, pois possui ponto de fusão variável. aula 5 COMENTÁRIOS ATIVIDADES PARA SALA 1. Fe(HCO 3 I. Analisando o ânion bicarbonato, temos: F HCO + x HG I K J x 6 = 1 x = x = +4 Aplicando no composto F HG x Fe HC O x = 0 3 I K J x = +2 O NOX do Fe = +2 2 Fe 2 O 3. 6H 2 O 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1 5

6 II. A água é um ligante que está nos espaços vazios do composto Fe 2 O 3, não participando do cálculo do NOX: Logo: Fe2O3 2x 6 = 0 x = +3 x 2 Atenção: A água faz apenas o papel de hidratação no composto. III. Outra forma prática: Fe(HCO 3 O coeficiente corresponde ao NOX do metal Analisando a situação em termos de reatividade, podemos observar: I. qp + pqq + Não ocorre. Logo: pqq + é menos oxidante do que qp. Qq + < P 5. A embalagem adequada impede a oxidação das vitaminas C e D, que em contato com o ar, poderiam ser oxidadas. 6. Como o nitrogênio e o enxofre são elementos com uma eletronegatividade considerável, o ferro doa ( perde ) elétrons para esses metais, gerando o estresse oxidativo. 7. I. (F) Após o H os metais são mais nobres (menos reativos). Logo, possui uma menor tendência à oxidação. II. (V) III. (F) O zinco é mais nobre (menos reativo) que o cálcio. IV. (V) V. (F) O níquel é menos reativo (mais nobre) que o alumínio, logo ele seria reduzido. II. rp + prr + Não ocorre. Logo: prr + é menos oxidante que rp. III. rs + srr + sr + rss + (ocorre reação) Logo: srr + é mais oxidante que S. Rr + < P Rr + > S IV. sq + qss + qs + sqq + Ss + é mais oxidante que Q. S > Q Logo, temos ordem crescente de poder oxidante. Qq + < Ss + < Rr + < Pp + Redução +5 Ag. oxidante Au( s) + NO3( aq) + 4H ( aq) + 4C ( aq) AuC H2O ( ) + NO( g ) Oxidação 0 Ag. redutor +3 AuC x 4 = 1 x = +3 x Recipiente 1: Cu 2+ (aq) + Pb (s) Pb2+ + Cu 0 1 Redução (ag. oxidante) Oxidação (ag. redutor) Oxidação (ag. redutor) Recipiente 2: Cu 2+ (aq) + Zn (s) Zn2+ (aq) + Cu0 Redução (ag. oxidante) O cobre é reduzido pelo zinco metálico Rev.: Jéssica 6 3ª SÉRIE E EXTENSIVO OLÍMPICOS VOLUME 1 QUÍMICA 1