(19) O ELITE RESOLVE O IME QUÍMICA

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2 . onsiderando os elementos químicos Be, B, F, a e s, classifique-os em ordem crescente de acordo com as roriedades eriódicas indicadas: a) raio atômico; b) rimeira energia de ionização. s elementos citados estão assim localizados na Tabela Periódica: Be º eríodo gruo ou II B º eríodo gruo ou III F º eríodo gruo 7 ou II a 4º eríodo gruo ou II s 6º eríodo gruo ou I a) raio atômico na Tabela Periódica cresce: nos gruos, de cima ara baixo; nos eríodos, da direita ara a esquerda. Logo, a ordem crescente dos raios atômicos é: F < B < Be < a < s b) rimeira energia de ionização na Tabela Periódica cresce: nos gruos, de baixo ara cima; nos eríodos, da esquerda ara a direita. No entanto, a rimeira energia de ionização do B é menor que a do Be, orque este aresenta o último subnível comleto (s ). ssim, o último elétron do boro é mais facilmente retirável que o último elétron do berílio. Logo, a ordem crescente da rimeira energia de ionização é: s < a < B < Be < F. etermine o abaixamento relativo da ressão de vaor do solvente quando,04 g de cânfora ( 0 6 ) são dissolvidos em 7, ml de etanol a 5 º. ª Solução: K t W i i, uma vez que o soluto é molecular. massa molar do solvente K t (o solvente é o etanol) 000 Usando índice ara soluto e índice ara solvente: m 000, W W M m 5 m g m d m 7,mL m 9,0g 6 0 ml, W W 0, ,7 9,98 0 é o abaixamento relativo da ressão de vaor. ª Solução: omo se trata de uma solução molecular, o abaixamento relativo da ressão de vaor do solvente é dado ela fração molar do soluto (lei de Raoult). X soluto ânfora massa molar 5 g/mol Etanol massa molar 46 g/mol,04 X 5 soluto,04 7, 0, X soluto 9, (9) ELITE RESLE IME QUÍMI X 0,0 soluto 0, consumo de água quente de uma casa é de 0,489 m or dia. água está disonível a 0,0 º e deve ser aquecida até 60,0 º ela queima de gás roano. dmitindo que não haja erda de calor ara o ambiente e que a combustão seja comleta, calcule o volume (em m ) necessário deste gás, medido a 5,0 º e,00 atm, ara atender à demanda diária. onsumo diário de água: 0,489 m 489 kg T 0 0 o, T 60 o T 50 o Gás queimado: roano (-94,0) + 4 (-58,0) - (-5,0) -489 kcal/mol alor absorvido no aquecimento da água: Q m c T Q kcal Logo, a quantidade de roano a ser queimada é 50 mols. álculo do volume do gás roano (,0 atm, 5 o ) n R T , m 4. sal de mesa ou cloreto de sódio é formado or íons rovenientes de átomos de cloro e de sódio e tem massa esecífica,65 g/cm. Este sal cristaliza em emacotamento cúbico de face centrada. esectro de difração de raios X mostra que a distância entre os íons cloreto e sódio, nas três direções do cristal, é,84 Å. onsiderando essas informações, calcule o número de vogadro. Sistema cúbico de face centrada: íon Nos vértices: 8 vértices íon 8 vértice íon Nas faces: 6 faces íons face Total da célula: 4 íons aresta da célula é, cm (vide figura), orque a distância entre os íons é,84 Å. volume da célula será, ortanto a (, ) 78,6 0-4 cm e esse é o volume de 4 íons. a massa esecífica, tem-se que:

3 ,65 g - cm m - 78,6 0-4 cm m 78,6 0-4,65 g, g omo a massa molar do Nal é 58,5 g/mol: 58,5 g - N (íons de cada tio), g ,5 4 N 6,06 0, Ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos de cadeia longa. Quando um ácido graxo reage com o glicerol (,,-roanotriol), o éster formado é um glicerídeo, que ode ser óleo ou gordura. reação de saonificação de um glicerídeo regenera o glicerol e roduz um sal orgânico, conhecido como sabão. Sabendo que o índice de saonificação (IS) é a quantidade em miligramas de K que reage comletamente com,00 g de óleo ou gordura, determine o IS do trialmitato de glicerila (tri-hexadecanoato de glicerila). reação de saonificação ode ser reresentada or: ( ) 4 ( ) 4 ( ) 4 + K ( ) 4 + K Logo, mol de éster reage com mols de K. fórmula molécula do éster é Estequiometria: 806 g - 56 g g - x x 0,08 g 08 mg IS erto metal, em um determinado estado de oxidação, é muito usado na forma de acetato, no qual / da massa é constituído elo metal em questão. cloreto deste metal, no mesmo estado de oxidação, é também muito usado e aresenta eso-fórmula 0. Baseado nestas informações, determine: a) o equivalente-grama deste metal e seu número de oxidação nos comostos mencionados; b) o equivalente-grama do óxido deste metal, neste estado de oxidação; c) a massa de S4 que reage com 8 g do nitrato do metal, neste estado de oxidação; d) a massa atômica deste metal; e) a equação estequiométrica da reação do óxido salino deste metal com l. equivalente do acetato do metal M é dado or: Eq M + Eq acetato Eq M + 59 Eq M Eq M + 59 Uma vez que a massa do metal é / da massa total. Eq M 59/ 9,5 g/eq equivalente do cloreto do metal M é dado or: Eq M + Eq cloreto 9,5 + 5,5 65 g/eq omo o eso-fórmula do cloreto do metal M, e o equivalente ode ser calculado através de: 0 65 NX NX a) 9,5 g/eq; NX + b) Eq óxido 9, ,5 g/eq c) o(n ) + S 4 os 4 + N mol mol 8 g 98 g (9) ELITE RESLE IME QUÍMI d) 59 u.m.a. ou 59 u e) o l ol + ol + 4 (o 4 o o ) 7. β -caroteno, um igmento amarelo-alaranjado encontrado na cenoura e em outras lantas, é o recursor biológico do transretinol ou vitamina. ós ser ingerida, cada molécula de β - caroteno é convertida enzimaticamente em duas de trans-retinol e, osteriormente, em moléculas de -cis-retinal. Este último comosto, or sua vez, forma um comlexo com a roteína osina, resente em células da retina bastonetes. Quando este comlexo, conhecido como redosina, é exosto à luz visível, dissocia-se com a conversão do -cis-retinal em trans-retinal. Esta mudança de geometria desencadeia uma resosta dos bastonetes que é transmitida ao cérebro e ercebida como um estímulo visual. e acordo com o exosto acima e considerando as estruturas abaixo, determine: a) a fórmula molecular do β -caroteno; b) as fórmulas estruturais lanas do -cis-retinal e do transretinal; c) a existência ou não de isomeria entre o trans-retinol e o transretinal, justificando sua resosta; d) as funções orgânicas resentes na molécula do trans-retinol. a) b) β- aroteno 9 0 itamina 4 -cis-retinal -trans-retinal 5 c) Não há isomeria, uma vez que o trans-retinol aresenta fórmula molecular 0 0 e o trans-retinal aresenta fórmula molecular 0 8. d) Somente a função álcool.

4 8. roeno ode ser obtido através da reação de isomerização do cicloroano, conforme aresentado na reação abaixo: (g) estudo teórico da cinética, considerando diferentes ordens ara esta reação, fornece as seguintes equações: [ ] 0,00 kt, se a reação for de ordem zero; [ ] In kt, se a reação for de rimeira ordem; e 0,00 kt, se a reação for de segunda ordem, [ ] 0,00 onde k é a constante de velocidade. Seguindo este estudo, foram obtidos dados exerimentais da concentração de cicloroano [ ] ao longo do temo t, aresentados nos gráficos abaixo em três formas diferentes. onsiderando as informações mencionadas, determine a exressão da velocidade de reação ara a isomerização do cicloroano. [ ] 0, 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0, Temo (mín) /[ ] In [ ] (g) Temo (mín) -, -, -,5 -,7 -,9 -, -, Temo (mín) Qualquer das reresentações será uma reta, desde que se tenha nos eixos: a) oncentração molar x temo ordem zero e fato, ara ordem zero, tem-se: [ ] 0,00 kt y b ax b) Logaritmo neeriano x temo ª ordem Para ª ordem: ln kt 0,00 ln[ ] ln 0,00 kt ln[ ] ln 0,00 kt y b ax c) Inverso da concentração molar x temo ª ordem Para ª ordem: + kt [ ] 0,00 y b + ax as reresentações roostas, aenas uma é uma reta: a corresondente à reação de ª ordem, orque tem ln[ ] no eixo das ordenadas. Portanto a exressão da velocidade é v k [ ]. (9) ELITE RESLE IME QUÍMI 9. No equiamento esquematizado na figura abaixo, as torneiras, B e estão inicialmente fechadas. comartimento de volume,00 L contém oxigênio sob ressão de,80 atm. comartimento contém nitrogênio. comartimento de volume,00 L contém nitrogênio e uma certa quantidade de sódio metálico. Executam-se, então, isotermicamente, as três oerações descritas a seguir: ª) mantendo a torneira fechada, abrem-se B e e faz-se o vácuo nos reciientes e, sem alterar a quantidade de sódio existente em ; ª) fecham-se B e e abre-se, constatando que, aós atingir o equilíbrio, o manômetro M indica uma ressão de,0 atm; ª) fecha-se e abre-se B, verificando que, atingido o equilíbrio, o manômetro M indica uma ressão 0,00 atm. Finalmente, fecha-se a torneira B e eleva-se a temeratura do reciiente até 77,0 º, quando então, a ressão indicada or M é de 0,400 atm. alcule a massa inicial de sódio, considerando que, antes da elevação da temeratura, todo o sódio se transformara em óxido de sódio, e que os volumes das tubulações e dos sólidos (sólido e seu óxido) são desrezíveis. o abrir-se a torneira, com as torneiras B e fechadas, assa do comartimento ara o comartimento, até a ressão estabilizar-se em,0 atm. No reciiente tinha-se,80 atm num volume de,0 L. Nos reciientes e unidos tem-se,0 atm. Logo:,80,0 u seja, o volume dos dois frascos unidos é de,0 L, o que faz com que o volume do reciiente seja de,0 L. o abrir-se a torneira B, assa do comartimento ara o comartimento, até que a ressão de equilíbrio seja igual a 0,00 atm.,0 número de mols de em é n. RT RT 0,00,0 número de mols de em é n. RT álculo da temeratura T : 0,00 0,400 T , T 50 6,5K 0,4 nº de mols de que reagem com o sódio n n.,0,,0 0,0 n n,787 0 mol 0,08 6,5 Na + ½ Na mols Na - ½ mol de x -, mol x 4, mol Logo, a massa de sódio é: 4, ,564g 0. Suonha que se deseja estimar o volume de água de um equeno lago. Para isso, dilui-se neste lago s litros de uma solução de sal, sendo que a atividade radioativa dessa solução é s bequerel (Bq). ós decorridos dias, temo necessário ara a diluição homogênea da solução radioativa em todo o lago, é recolhido uma amostra de volume litros, com atividade Bq acima da atividade original da água do lago.

5 onsiderando essas informações e sabendo que a meia-vida do sal radioativo é igual a t /, determine uma exressão ara o cálculo do volume do lago nas seguintes situações: a) t / e são da mesma ordem de grandeza; b) t / é muito maior que. (9) ELITE RESLE IME QUÍMI eterminação da atividade inicial do volume da amostra retirada do lago: I S (naturalmente estamos considerando que S é L desrezível frente a L ). atividade final, decorridos dias, é dada or: I L t / L S t / S t / a) Esta fórmula está correta ara o item a, t / e sendo da mesma ordem de grandeza. b) Se t / >> 0. Logo vale a simlificação: S L t / S a. Å 0-0 m b. conversão da temeratura em graus elsius (T ) ara temeratura em kelvins (T K ): T K T + 7,5 c. constante dos gases: R 8,0 0-6 m atm/k mol d. massa esecífica do etanol a 5 º: 785 kg/m e. massa esecífica da água:,00 0 kg/m f. calor esecífico da água:,00 kcal/kg º g. calores de formação a 98 K a artir de seus elementos: 8 (g) -5,0 kcal/mol (g) -58,0 kcal/mol (g) -94,0 kcal/mol Elemento Número Massa atômica tômico (u.m.a.) Berílio 4 9,0 Boro 5 0,8 álcio 0 40,0 arbono 6,0 ésio 55,9 humbo 8 07, loro 7 5,5 obalto 7 59,0 Enxofre 6,0 Ferro 6 56,0 Flúor 9 9,0 idrogênio,00 Magnésio 4, Manganês 5 55,0 Níquel 8 58,7 Nitrogênio 7 4,0 xigênio 8 6,0 Potássio 9 9, Sódio,0 4