QUÍMICA QUESTÕES DISCURSIVAS SUBSTÂNCIA PURA, MISTURA E SEPARAÇÃO, ATOMÍSTICA

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1 QUÍMICA Prof. Daniel Pires QUESTÕES DISCURSIVAS SUBSTÂNCIA PURA, MISTURA E SEPARAÇÃO, ATOMÍSTICA 1. O sangue apresenta cor vermelha devido à hemoglobina. Na molécula da hemoglobina está presente o íon de um elemento químico responsável, em grande parte, por esta cor. A quantidade total deste elemento no corpo de um ser humano adulto é da ordem de quatro gramas. Esta quantidade é suficiente para fazer um pequeno objeto como, por exemplo, um prego. a) Escreva o nome desse elemento químico. b) A hemoglobina é responsável pelo transporte do oxigênio dos pulmões para as células, onde é realizada a oxidação dos carboidratos. Nesta reação há a liberação de um gás que é absorvido pelo sangue que o carrega até os pulmões, onde é trocado por oxigênio, reiniciando o ciclo. c) Escreva o nome e a fórmula do gás liberado na reação que ocorre nas células. d) Escreva a equação química que representa esta reação considerando C H O como representação da molécula de carboidrato. a) Ferro b) Gás carbônico cuja fórmula é CO c) C H O + 6O ë 6CO + H O 2. "Os peixes estão morrendo porque a água do rio está sem oxigênio, mas nos trechos de maior corredeira a quantidade de oxigênio aumenta". Ao ouvir esta informação de um técnico do meio ambiente, um estudante que passava pela margem do rio ficou confuso e fez a seguinte reflexão: "Estou vendo a água no rio e sei que a água contém, em suas moléculas, oxigênio; então como pode ter acabado o oxigênio do rio?" a) Escreva a fórmula das substâncias mencionadas pelo técnico. b) Qual é a confusão cometida pelo estudante em sua reflexão? a) Água: H O b) O oxigênio utilizado pelos peixes na respiração é o gás oxigênio: O. O estudante confundiu a substância oxigênio com o elemento oxigênio. O gás dissolvido pode acabar, mas o oxigênio da molécula de água faz parte de sua constituição. 1

2 3. Uma das formas utilizadas na adulteração da gasolina consiste em adicionar a este combustível solventes orgânicos que formem misturas homogêneas, como o álcool combustível. Considere os seguintes sistemas, constituídos por quantidades iguais de: 1 - gás oxigênio, gás carbônico e gás argônio; 2 - água líquida, clorofórmio e sulfato de cálcio; 3 - n-heptano, benzeno e gasolina; Todos nas condições normais de temperatura e pressão. a) Indique o número de fases dos sistemas 1, 2 e 3 e classifique-os como sistema homogêneo ou heterogêneo. b) Se fosse adicionado querosene ao sistema 3, quantas fases este apresentaria? Justifique sua resposta. a) Todos os sistemas estão nas condições normais de temperatura e pressão, ou seja, 0 C e 1 atm. Sistema 1: Temos a mistura de 3 gases (O, CO e Ar), portanto, como nas condições normais os componentes desta mistura continuam gasosos e toda mistura gasosa é monofásica, o sistema 1 possui uma única fase e é homogêneo. Sistema 2: Temos a mistura de H O(s), CHƒCl(l) e CaSO (s), como o sulfato de cálcio é praticamente insolúvel em água e no clorofórmio e como a água é muito pouco solúvel no clorofórmio, o sistema 2 apresentará 3 fases e será heterogêneo. Sistema 3: Temos a mistura de C H (l), C H (l) e gasolina, como se trata de uma mistura miscível de três líquidos apolares o sistema formado terá uma fase e será homogêneo. b) Como o querosene é uma mistura de hidrocarbonetos apolares e todos os componentes do sistema 3 são apolares eles seriam miscíveis, logo teríamos uma única fase e o sistema seria homogêneo. 4. Têm as seguintes misturas: I. areia e água, II. álcool (etanol) e água, III. sal de cozinha(nacø) e água, neste caso uma mistura homogênea. Cada uma dessas misturas foi submetida a uma filtração em funil com papel e, em seguida, o líquido resultante (filtrado) foi aquecido até sua total evaporação. Pergunta-se: a) Qual mistura deixou um resíduo sólido no papel após a filtração? O que era esse resíduo? b) Em qual caso apareceu um resíduo sólido após a evaporação do líquido? O que era esse resíduo? a) mistura I ë resíduo : areia b) mistura III ë resíduo : NaCØ 2

3 5. Um copo contém uma mistura de água, acetona, cloreto de sódio e cloreto de prata. A água, a acetona e o cloreto de sódio estão numa mesma fase líquida, enquanto que o cloreto de prata se encontra numa fase sólida. Descreva como podemos realizar, em um laboratório de química, a separação dos componentes desta mistura. De sua descrição devem constar as etapas que você empregaria para realizar esta separação, justificando o(s) procedimento(s) utilizado(s). Primeira etapa: Filtração para separar o cloreto de prata (fase sólida) dos outros componentes. Segunda etapa: Destilação fracionada para a obtenção da acetona a partir da coluna de fracionamento e do condensador. Terceira etapa: Destilação simples para separar a água do cloreto de sódio que restará no balão de destilação. 6. O elemento cloro apresenta dois isótopos mais abundantes na natureza, um com 18 nêutrons e o outro com 20 nêutrons. a) Determine os números de massa desses dois isótopos do cloro. b) Selecione, na tabela periódica, o metal mais eletronegativo que pertence ao mesmo período que o cloro. Escreva a fórmula química e o nome do composto formado pelo cloro e por esse metal. a) CØ, CØ b) AØC؃, cloreto de alumínio 7. Observe o trecho da história em quadrinhos a seguir, no qual há a representação de um modelo atômico para o hidrogênio Qual o modelo atômico escolhido pelo personagem no último quadrinho? Explique-o. O modelo atômico apresentado é o modelo de Bohr. No modelo de Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo, em níveis específicos de energia, chamados de camadas. No caso do modelo do átomo de hidrogênio apresentado, pode-se observar que a órbita não é elíptica, e o elétron gira em torno do núcleo, em uma região própria, ou em uma camada chamada de camada K. Aceita-se também a resposta como modelo de Rutherford Bohr. 3

4 8. Há alguns anos já estão disponíveis no comércio os compact discs - cd - regraváveis, que permitem até 1000 utilizações. O material metálico do cd tradicional de áudio é o alumínio (AØ), e o dos regraváveis é uma liga metálica contendo os elementos prata (Ag), índio (In), antimônio (Sb) e telúrio (Te). a) Represente o íon do índio que é isoeletrônico da prata e escreva, segundo a regra do octeto, a fórmula do óxido formado pelo elemento alumínio. b) Dentre os elementos químicos citados no texto, indique o número atômico daquele que apresenta o menor número de camadas eletrônicas e a família a que pertence o de maior raio atômico. a) In Al Oƒ b) 13 1B ou Complete as HORIZONTAIS: 1. Partícula fundamental que não apresenta carga. 2. Um íon sempre apresenta. 3. Partícula emitida pelo núcleo radioativo. 4. Partícula de carga positiva existente no núcleo. 5. Apresenta número atômico igual a Átomos que apresentam os mesmos números atômicos e números de massa diferentes. 1. NÊUTRON 2. CARGA 3. ALFA 4. PRÓTON 5. SÓDIO 6. ISÓTOPOS 10. As telas de televisão plana e de telefones celulares usam como visores os chamados OLED, que são equivalentes a "microlâmpadas" coloridas, formadas por camadas de compostos metalorgânicos depositadas entre dois eletrodos. Um dos metais mais utilizados como emissor de fótons é o alumínio, ligado a um composto orgânico, a quinolina [Al(quinolina)ƒ]. a) Em sistemas semelhantes, pode-se variar a cor da luz emitida substituindo-se o alumínio por outro metal de mesma valência. Escreva a configuração eletrônica do íon Al e indique, entre os íons a seguir, qual poderia substituir o alumínio nesses sistemas. K, Ca, Sc, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni e Cu. a) Al = 1s 2s 2p 3s 3p Al = 1s 2s 2p O Fe apresenta a mesma valência do Al, logo o íon ferro pode substituir o íon alumínio. 4

5 CÁLCULOS QUÍMICOS 1. Em uma pessoa adulta com massa de 70,0kg, há 1,6kg de cálcio. Qual seria a massa desta pessoa, em kg, se a Natureza houvesse, ao longo do processo evolutivo, escolhido o bário em lugar de cálcio? Dados: massas atômicas relativas: Ca = 40, Ba = 137. m = 73,9 kg 2. Um medicamento contém 90 mg de ácido acetilsalicílico (C H O ) por comprimido. Quantas moléculas dessa substância há em cada comprimido? Constante de Avogadro = 6,0. 10 mol Massas atômicas relativas: C = 12; O = 16; H = 1,0. 3,0 x 10 moléculas 3. Sabe-se que 1,0 mol de um composto contém 72g de carbono(c), 12 mols de átomos de hidrogênio(h) e 12 x 10 átomos de oxigênio(o). Admitindo-se o valor da constante de Avogadro como sendo 6,0 x 10 mol e com base na Classificação Periódica dos elementos, escreva: a) A fórmula molecular do composto. b) A fórmula mínima do composto. a) C H O b) CƒH O 4. Estima-se que a usina termoelétrica que se pretende construir em cidade próxima a Campinas, e que funcionará à base de resíduos da destilação do petróleo, poderá lançar na atmosfera, diariamente, cerca de 250 toneladas de SO gasoso. a) Quantas toneladas de enxofre estão contidas nessa massa de SO? b) Considerando que a densidade do enxofre sólido é de 2,0kg/L, a que volume, em litros, corresponde essa massa de enxofre? a) m = 125 ton b) V = Ø 5. Ao corrigir as respostas da questão 8 (aquela do arroz com feijão) da primeira fase do vestibular UNICAMP/95, a banca de Química constatou que um certo número de candidatos não têm (ou não tinham) idéia de grandeza representada pela unidade mol, de fundamental importância em Química. Respostas do tipo 210 moles de arroz apareceram com certa freqüência. a) Calcule a massa, em toneladas, correspondente a 210 moles de arroz, admitindo que a massa de um grão de arroz seja 20mg(miligramas). b) Considerando que o consumo mundial de arroz seja de 3 10 toneladas/ano, por quantos anos seria possível alimentar a população mundial com 210 moles de arroz? Expresse, também, o número de anos em palavras. 5

6 Dados: Avogadro = 6 10 mol 1 tonelada = 1 10ª mg a) 2,52 x 10 ton b) 8,4 x 10ª anos ou 8 bilhões e quatrocentos milhões de anos. 6. O Princípio de Avogadro estabelece que: "Gases quaisquer, ocupando o mesmo volume, nas mesmas condições de temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas". Considere volumes iguais de CO, CO, C H e H, todos à mesma temperatura e pressão. Pergunta-se: onde há maior número de átomos de a) oxigênio? b) carbono? c) hidrogênio? Justifique suas respostas. a) CO b) C H c) C H 7. Os motores a diesel lançam na atmosfera diversos gases, entre eles o anidrido sulfuroso e o monóxido de carbono. Uma amostra dos gases emitidos por um motor a diesel foi recolhida; observou-se que ela continha 0,1 mol de anidrido sulfuroso e 0,5 mol de monóxido de carbono. a) Determine a massa, em gramas, de monóxido de carbono contido nessa amostra. b) Quantos átomos de oxigênio estão presentes na amostra recolhida? Dados: Massas atômicas C = 12 u O = 16 u a) 14 g b) 4,2. 10 átomos 8. A floculação de partículas sólidas em uma suspensão é uma etapa fundamental no processo de obtenção de água potável, e se baseia na formação de aglomerados que, ao se precipitarem, arrastam consigo as partículas em suspensão, permitindo a clarificação da água. No tratamento de água potável, usa-se adicionar sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio para produzir o agente floculante hidróxido de alumínio, gerando como co-produto o sulfato de cálcio. a) Apresente a equação que representa a reação descrita. b) Quantos átomos de oxigênio estão presentes em 171g de sulfato de alumínio? Dados: O = 16 u; AØ = 27 u; S = 32 u a) AØ (SO )ƒ+3ca(oh) ë 2AØ(OH)ƒ+3CaSO b) 3,6 10 átomos de oxigênio 6

7 9. O bócio é uma inchação provocada por uma disfunção tireoidiana decorrente da carência de iodo. A legislação atual exige que cada quilograma de sal comercializado contenha 0,01g de iodeto (I), geralmente na forma do iodeto de sódio (NaI). Calcule: Dados: Na = 23 u; I = 127 u a) a porcentagem da massa de sódio em 1 mol de iodeto de sódio; b) a massa de iodeto de sódio, em gramas, que deverá estar contida em 127 kg de sal, em cumprimento à legislação. a) 15,33 % Na b) 1,5 g Na I 7