LISTA DE EXERCÍCIOS 3ª SÉRIE SOLUÇÕES

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 3ª SÉRIE SOLUÇÕES 01. (ITA/90) Entre as opções abaixo, assinale aquela que contém a afirmação ERRADA. a) Um sistema monofásico tanto pode ser uma substância pura quanto uma solução. b) Existem tanto soluções gasosas, como líquidas, como ainda soluções sólidas. c) Temperatura de fusão constante não implica em que a amostra seja de uma substância pura. d) A transição H2O(l) H2O(g) ocorre somente na temperatura de ebulição da água. e) Dispersões coloidais situam-se no limiar entre o que se costuma chamar de mistura heterogênea e o que se costuma chamar de mistura homogênea. 02. (ITA/91) Em relação a misturas de substâncias preparadas e mantidas num laboratório de química são feitas as seguintes afirmações: I. O liquido resultante da adição de metanol a etanol é monofásico e, portanto, é uma solução. II. O liquido transparente que resulta da mistura de carbonato de cálcio e água e que sobrenada o excesso de sal sedimentado, é uma solução saturada. III. O liquido turvo que resulta da mistura de hidróxido de sódio e solução aquosa de nitrato cúprico é uma suspensão de um sólido num liquido. IV. A fumaça branca que resulta da queima de magnésio ao ar é uma solução de vapor de óxido de magnésio em ar. V. O líquido violeta e transparente que resulta da mistura de permanganato de potássio Com água é uma solução. Destas afirmações está (estão) INCORRETA(S) apenas: a) I b) II c) IV d) II e V e) II, III e V. 03. (ITA/91) Considere cada um dos procedimentos realizados na temperatura ambiente e sob vigorosa agitação: I - 1 g de açúcar sólido misturado com 1L de água. II - 1 g de cloreto de sódio sólido misturado com 1L de água. III - 0,5L de solução aquosa de açúcar misturado com 0,5L de água. IV - 0,2L de etanol anidro misturado com 0,8L de gasolina. V - Injeção de HCl gasoso em 1L de água. VI - Injeção de O2 gasoso em 1L de água. Assinale a opção que associa CORRETAMENTE os procedimentos acima com os fenômenos listados abaixo: a) dissolução sem dissociação iônica; b) somente dispersão grosseira; c) diluição; d) dissolução com dissociação iônica. A) Ia; IId; IIIc; IVa; Vd; VIa B) Ic: IIc; IIIc; IVa; Vc; VIc C) Ic; IIa; IIId; IVb; Va; VId D) Ia; IIa; IIIa; IVb; Va; VIa E) Id; IId: IIIa; IVc; Vd; VId

2 04. (ITA/98) Em um recipiente contendo dois litros de água acrescentam-se uma colher de sopa de óleo de soja e 5 (cinco) gotas de um detergente de uso caseiro. É CORRETO afirmar que, após a agitação da mistura: a) Deve resultar um sistema monofásico. b) Pode se formar uma dispersão coloidal. c) Obtém-se uma solução supersaturada. d) A adição do detergente catalisa a hidrólise do óleo de soja. e) O detergente reage com o óleo formando espécies de menor massa molecular. 05. (ITA/2002) Considere os sistemas apresentados a seguir: I) Creme de leite II) Maionese comercial III) Óleo de soja IV) Gasolina V) Poliestireno expandido Destes, são classificados como sistemas coloidais: a) apenas I e II b) apenas I,II e III c) apenas II e V d) apenas I, II e V e) apenas III e IV 06. (ITA/2006) Considere um calorímetro adiabático e isotérmico, em que a temperatura é mantida rigorosamente constante e igual a 40 o C. No interior deste calorímetro é posicionado um frasco de reação cujas paredes permitem a completa e imediata troca de calor. O frasco de reação contém 100g de água pura a 40 o C. Realizam-se cinco experimentos, adicionando uma massa m1 de um sal X ao frasco de reação. Após o estabelecimento do equilíbrio termodinâmico, adiciona-se ao mesmo frasco uma massa m2 de um sal Y e mede-se a variação de entalpia de dissolução (Δ H). Utilizando estas informações e as curvas de solubilidade apresentadas na figura, excluindo quaisquer condições de metaestabilidade, assinale a opção que apresenta a correlação CORRETA entre as condições em que cada experimento foi realizado e o respectivo Δ H. a) Experimento 1: X = KNO3; m1 = 60g; Y = KNO3; m2 = 60g; Δ H > 0.

3 b) Experimento 2: X = NaClO3; m1 = 40g; Y = NaClO3; m2 = 40g; Δ H > 0. c) Experimento 3: X = NaCl; m1 = 10g; Y = NaCl; m2 = 10g; Δ H < 0. d) Experimento 4: X = KNO3; m1 = 60g; Y = NaClO3; m2 = 60g; Δ H = 0. e) Experimento 5: X = KNO3; m1 = 60g; Y = NH4Cl; m2 = 60g; Δ H < (III Olimpíada de Química/UnB)-Utilizando-se de recursos visuais para a melhor compreensão de seus alunos, um professor realizou um experimento: I- Em um frasco colocou-se água e um ovo. II- Observou-se que o ovo estava no fundo do frasco. III- Acrescentou-se sal de cozinha até que a solução ficasse saturada. IV- Observou-se que o ovo estava flutuando. Com base neste experimento e nos conhecimentos adquiridos em sala de aula, assinale o item correto: a) Para o material heterogêneo contendo água e óleo, a fase superior é a fase de maior densidade, ou seja, a fase do óleo. b) O acréscimo de sal no experimento levou à formação de um material de maior densidade que a do ovo. c) A unidade para densidade no Sistema Internacional de Medidas (S.I.) é de g/cm 3. d) Considerando que o experimento foi realizado a 25 o C e que a essa temperatura a solubilidade do sal de cozinha é de 35 g por 100 g de água, para o preparo de uma solução saturada contendo 700 g de água, são necessários 240 g, no mínimo, do referido sal. 08. (III Olimpíada de Química/UnB)- Entende-se por solubilidade como a quantidade máxima de um dado material que é possível ser dissolvido em um dado solvente, a uma certa pressão e temperatura. Com base nesta informação e nos conhecimentos adquiridos em sala de aula, assinale o item errado. a) Na solubilização endotérmica de alguns sais, o aumento de temperatura favorece o processo. b) Um determinado sal possui uma solubilidade de 13,6 g por 100 g de água, a 20 o C, levando a concluir que uma solução saturada deste mesmo sal, na mesma temperatura que contenha 400 g de água, terá 54,4 g do referido sal. c) Considerando que o KCl tem uma solubilidade de 34,0 g/ 100 g de H2O a 20 o C, o acréscimo de 26,0 g de KCl em 75 g de água, na mesma temperatura, resultará na formação de um corpo de fundo com massa de 0,5 g. d) Um procedimento para se obter uma solução supersaturada é através do resfriamento da solução de um sal cuja solubilização é endotérmica

4 09. A solubilidade de gases em líquidos depende de vários fatores: interação entre moléculas do gás e moléculas do líquido; pressão e temperatura. Sobre o assunto, julgue os itens abaixo. (1) Pela Lei de Henry, a solubilidade de um gás é inversamente proporcional à pressão desse gás sobre o líquido. (2) A Lei de Henry é importante na administração de gases anestésicos. Quanto maior a pressão parcial do anestésico, maior a sua solubilidade no sangue. (3) O gás amônia (NH3) é mais solúvel em água do que o gás oxigênio (O2). (4) Os gases são mais solúveis nos líquidos a temperaturas mais altas e pressões mais baixas. (5) O HCL é pouco solúvel na água, pois ambos são polares. 10. Considere a tabela de solubilidade de quatro substâncias a duas temperaturas diferentes: Soluto Solubilidade (g de soluto por 100g de água) 20 o C 50 o C NaCl KCl NaNO C12H22O Julgue os itens que se seguem. (1) Uma solução preparada pela adição de 34g de cloreto de potássio em 100g de água será saturada a 20 o C. (2) A adição de 90g de NaNO3, sob agitação, a 100g de água a 50 o C produzirá uma solução saturada. Caso esta solução seja resfriada até 20 o C, ela continuará sendo saturada, porém com corpo de fundo. (3) A sacarose, bem como qualquer soluto, tem a sua solubilidade aumentada com o aumento da temperatura. (4) A 50 o C, a solubilidade do cloreto de potássio é igual a 460g em 1kg de água. (5) Duas soluções saturadas a 50 o C de cloreto de sódio (M= 58,5 g/mol), e de cloreto de potássio (M = 74,5 g/mol) apresentam mesma concentração em quantidade de matéria (mol/l), aproximadamente.

5 11. As solubilidades dos sais KNO3 e Ce2(SO4)3 em água, medidas em duas temperaturas diferentes, são fornecidas na tabela a seguir: sal Solubilidade, em g de sal/100g de água 10 o C 80 o C KNO3 13,3 169,6 Ce2(SO4)3 10,1 2,2 Com base nestes dados, pode-se afirmar que: a) a dissolução de KNO3 em água é um processo exotérmico. b) a dissolução de Ce2(SO4)3 em água é acompanhada de absorção de calor do ambiente. c) os dois sais podem ser purificados pela dissolução de cada um deles em volumes adequados de água a 80 o C, seguido do resfriamento de cada uma das soluções a 10 o C. d) a adição de 100g de KNO3 a 100g de água a 80 o C dá origem a uma mistura homogênea. e) se 110,1g de uma solução saturada de Ce2(SO4)3 a 10 o C forem aquecidos a 80 o C, observa-se a deposição de 2,2g de sal sólido. 12. A dissolução de uma quantidade fixa de um composto inorgânico depende de fatores tais como temperatura e tipo de solvente. Analisando a tabela de solubilidade do sulfato de potássio (K2SO4) em 100g de H2O abaixo, analise os itens que se seguem. Temperatura ( o C) K2SO4 (s) 7,1 10,0 13,0 15,5 18,0 19,3 I) Trata-se de uma dissolução exotérmica. II) Quando 236g de uma solução saturada, a 80 o C, for devidamente resfriada até atingir a temperatura de 20 o C, a porcentagem em massa do sal K2SO4 que precipita não ultrapassa 40%. III) A solução saturada de K2SO4 a 20 o C, ao ser aquecida a 40 o C, torna-se supersaturada. IV) 25g de água a 80 o C dissolve menor número de partículas de K2SO4 que em 50g de água a 20 o C. São corretos: a) apenas I e II b) apenas II e IV. c) apenas II. d) apenas III.

6 e) apenas IV. 13. Considere o gráfico que representa a solubilidade do cloreto de potássio, KCl, e do cloreto de sódio, NaCl abaixo e julgue os itens que se seguem. I) A solução saturada de KCl, e NaCl ao ser resfriada de 45 o C a 10 o C, ocorrerá a formação de um precipitado, sendo que a de NaCl é a que apresentará maior porcentagem em massa. II) A solução preparada a partir da dissolução de 40g de KCl, em 100g III) de água a 60 o C, apresenta 40% desse sal. Tanto a dissolução do KCl em água, quanto a do NaCl são processos endotérmicos. IV) A dissolução completa de 40g de NaCl em 100g de água, a 100 o C, implica formação de solução saturada. São corretos: a) Apenas I e III. b) Apenas II e IV. c) Apenas I d) Apenas II. e) Apenas III. 14. O gráfico abaixo mostra a variação nas concentrações de soluções saturadas de dois sais em água, Li2SO4 (reta descendente) e NH4Cl (reta ascendente), individualmente, em função da variação na temperatura da solução. A concentração é expressa em termos de percentual massa/massa, ou seja, a massa do sal dissolvido em 100 g da solução.

7 Com base nos dados do gráfico acima, é CORRETO afirmar que: 01. o sulfato de lítio é menos solúvel que o cloreto de amônio. 02. em água a 30 o C, é possível dissolver uma massa maior de cloreto de amônio do que de sulfato de lítio. 04. o gráfico sugere que a dissolução do sulfato de lítio constitui um processo exotérmico, ao passo que a dissolução do cloreto de amônio tem caráter endotérmico. 08. a solubilidade do sulfato de lítio seria maior em uma solução contendo Na2SO4 do que em água pura. 16. em água a 0 o C, a concentração molar de uma solução saturada de sulfato de lítio é maior que a concentração molar de uma solução saturada de cloreto de amônio. 32. em água a 50 o C, é possível dissolver 30 g de sulfato de lítio, mas não é possível dissolver completamente 30 g de cloreto de amônio. 15. O gráfico a seguir mostra curvas de solubilidade para substâncias nas condições indicadas e pressão de 1 atm.

8 A interpretação dos dados desse gráfico permite afirmar CORRETAMENTE que a) compostos iônicos são insolúveis em água, na temperatura de 0ºC. b) o cloreto de sódio é pouco solúvel em água à medida que a temperatura aumenta. c) sais diferentes podem apresentar a mesma solubilidade em uma dada temperatura. d) a solubilidade de um sal depende, principalmente, da espécie catiônica presente no composto. e) a solubilidade do cloreto de sódio é menor que a dos outros sais para qualquer temperatura. 16. No gráfico abaixo, apresentamos a curva de solubilidade do nitrato de potássio, KNO3, em função da variação da temperatura, expressa em gramas de solubilidade do KNO3, por 100 g de água. Em relação ao gráfico, foram feitas as seguintes afirmações: I. Ao dissolvermos 60 g deste sal em água a 25 ºC, teremos uma solução insaturada. II. Ao resfriarmos a solução saturada de 70 ºC a 40 ºC, ocorrerá a precipitação de 30 g do sal. III. Ao aquecermos a solução saturada de 10 ºC a 40 ºC, a massa do sal presente na solução será de 30 g. IV. Ao dissolvermos 10 g deste sal em água a 25 ºC, teremos uma solução supersaturada. V. Ao resfriarmos uma solução saturada de 70 ºC a 40 ºC, a massa do sal que permanece dissolvido na solução será de 60 g. São corretas as afirmações: a) I apenas. b) V apenas. c) I, V e IV. d) II e III apenas. e) I, II, III e IV.

9 17. Em 10 tubos de ensaio, cada um contendo 5,0 cm 3 de água a 40 ºC, são colocadas as seguintes massas de um sólido desconhecido: 0,5 g no primeiro, 1,0 g no segundo, 1,5 g no terceiro e assim por diante, até 5,0 g no décimo tubo. Em seguida os tubos são agitados e observa-se que todo o sólido se dissolveu nos seis primeiros tubos, e que há aumento da quantidade de sólido que não se dissolve nos tubos restantes. Entre os sais considerados na curva de solubilidade em função da temperatura, o(s) sólido(s) desconhecido(s) pode(m) ser a) apenas o KNO3. b) apenas o NaCl. c) apenas o NaNO3. d) apenas o KNO3 e o NaNO3. e) nenhum dos três sais. 18. O quadro abaixo contém dados sobre a solubilidade da glicose em água. Diante desta situação, assinale o que for correto. Temperatura (ºC) Solub ilidade da glicose em 100 g de água 91g 125g 244g 357g 556g

10 01. Adicionando-se 200 g de água a 1 kg de glicose e aquecendo-se a mistura a 90 ºC, o sistema constituirá uma solução saturada. 02. Uma solução formada por 20 g de água e 20 g de glicose, aquecida a 50 ºC, estará insaturada. 04. Se uma mistura formada por 100 g de glicose e 50 g de água for aquecida a 50 ºC, e resfriada lentamente até a temperatura de 30 ºC, todo o soluto poderá manter-se em solução por algum tempo, formando uma solução supersaturada. 08. Se uma solução preparada com 20 g de água e 50 g de glicose for adicionada a outra solução preparada com 130 g de água e 130 g de glicose, à temperatura de 30 ºC, a nova solução estará insaturada. 16. Adicionando-se 100 g de glicose a 100 g de água à temperatura de 25 ºC, tem-se uma solução saturada e ocorre formação de precipitado no fundo do recipiente. 19. O gráfico representa a variação do coeficiente de solubilidade de nitrato de potássio com a temperatura. Uma análise desse gráfico permite afirmar: a) Os pontos situados sobre a curva de solubilidade correspondem a soluções saturadas com corpo de fundo. b) Os pontos situados à direita da curva de solubilidade correspondem a soluções diluídas. c) A solução, contendo 17,0g de corpo de fundo, a 50ºC, cujo coeficiente de solubilidade de KNO3(aq) é 83, e, ao ser aquecida, a 60ºC, se transforma em solução saturada. d) A solução saturada contendo, aproximadamente, 140,0g de KNO3(aq), a 70ºC, após ser resfriada a 40ºC, apresenta um precipitado de cerca de 80,0g.

11 e) Ao se adicionarem 100,0g de água, a 40ºC, a uma solução saturada de KNO3(aq), a solução resultante, após resfriamento, a 20ºC, será insaturada e de coeficiente igual a As curvas de solubilidade têm grande importância no estudo das soluções, já que a temperatura influi decisivamente na solubilidade das substâncias. Considerando as curvas de solubilidade dadas pelo gráfico, é correto afirmar que a) há um aumento da solubilidade do sulfato de cério com o aumento da temperatura. b) a 0ºC o nitrato de sódio é menos solúvel que o cloreto de potássio. c) o nitrato de sódio é a substância que apresenta a maior solubilidade a 20ºC. d) resfriando-se uma solução saturada de KClO3, preparada com 100 g de água, de 90ºC para 20ºC, observa-se a precipitação de 30 g desse sal. e) dissolvendo-se 15 g de cloreto de potássio em 50 g de água a 40ºC, obtém-se uma solução insaturada. 21. O coeficiente de solubilidade do NaCl é 380g para 1000g de água a 25 o C. Qual a massa de resíduo que aparece ao se evaporar toda a água de 200g de uma solução saturada de NaCl a 25 o C, sem corpo de fundo? Justifique através de cálculos. 22. A solubilidade do cloreto de potássio é de 37,0g por 100g de água a 30 o C. Calcule a massa de água que dissolve 14,8g de cloreto de potássio.

12 23. Observando o gráfico abaixo, responda: a) Qual é o sal que apresenta a dissolução exotérmica? b) Classifique o tipo de solução obtida ao dissolver a 50 o C 15 g de nitrato de potássio (KNO3) em um tubo de ensaio com 20 g de água. Deixe os cálculos. c) Qual é o sal mais solúvel a 0 o C? d) No intervalo do gráfico (0 o C a 80 o C), qual é o sal que apresenta a maior variação de solubilidade? 24. A criação do refrigerante se deu aproximadamente no ano de 1676 em Paris, numa pequena empresa que sem saber o que estava fazendo acabou misturando água, sumo de limão e açúcar. Apesar de existirem diferentes sabores, cores e odores, existe um ingrediente que não muda o gás carbônico (CO2). A figura abaixo mostra a solubilidade do gás carbônico em água em função da temperatura. Esses dados são válidos para uma pressão parcial de Pa do gás em contato com a água. A solubilização em água, nesse caso, pode ser representada pela equação:

13 CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) H + (aq) + HCO3 - (aq) Com base nas informações acima e em conhecimentos correlatos, responda os itens abaixo. a) Dissolução do gás carbônico em água é endotérmica ou exotérmica? Justifique. b) Esboce, na figura apresentada abaixo, um possível gráfico de solubilidade do dióxido de carbono em água considerando, agora, uma pressão parcial igual a Pa. Justifique. 25. (UFMG) Sabendo que a solubilidade de um sal a 100 C é 39 g/100 g de H2O, calcule a massa de água necessária para dissolver 780 g deste sal a 100 C. 26. (UFRJ) Sabendo que a solubilidade do brometo de potássio, KBr, a 60 C é 85,5 g/100 g de H2O, calcule a massa de água necessária para dissolver 780 g de KBr 60 C. 27. (PUC-MG) O coeficiente de solubilidade de um sal é de 60 g por 100 g de água a 80º C. Qual a massa desse sal, nessa temperatura, para saturar 80g de H2O? 28. Julgue os itens: (1) Soluções saturadas podem ou não apresentar corpo de fundo. (2) Curva de solubilidade com ponto de inflexão é característica de sais hidratados. (3) Se a massa do soluto dissolvida em uma solução é inferior ao coeficiente de solubilidade do soluto na temperatura analisada, a solução é insaturada. (4) Solução insaturada é instável. (5) Toda solução saturada é heterogênea.

14 29. É possível separar substâncias utilizando se a diferença de solubilidade existente entre elas e a variação desta propriedade física com a temperatura. Esta operação denomina se recristalização ou, às vezes, simplesmente cristalização. Trata se, em geral, de dissolver a substância ou mistura de substância em um solvente adequado, a uma temperatura elevada que não ultrapasse a temperatura de ebulição do solvente. Em seguida, por resfriamento, a substância menos solúvel recristaliza se, isto é, volta a ser insolúvel. Com base nisso, julgue os itens abaixo. (1) A solubilidade é uma propriedade diretamente proporcional à temperatura. (2) A obtenção do açúcar cristal ou do açúcar refinado a partir do açúcar mascavo é feita por recristalização. (3) A temperatura de ebulição de um solvente é uma constante física que independe do local onde se realiza o processo de recristalização. (4) A água, considerada como solvente universal, sofre diminuição de volume ao ser congelado. 30. Examine a tabela seguinte, com dados sobre a solubilidade da sacarose, C12H22O11, do sulfato de sódio, Na2SO4, e do clorato de potássio, KClO3, e julgue as afirmações abaixo em verdadeiras ou falsas. Justifique sua resposta. Substância Solubilidade em água (g/l) 40 0 C 60 0 C C12H22O Na2SO KClO (1) A solubilidade de uma substância em determinado solvente independe da temperatura. (2) Uma solução aquosa de sulfato de sódio, de concentração 488 g/l, deixa de ser saturada quando aquecida a 60 0 C. (3) A uma dada temperatura, a quantidade limite de um soluto que se dissolve em determinado volume de solvente é conhecida como solubilidade. (4) Nem todas as substâncias são mais solúveis a quente.

15 GABARITO: 01. Resposta: D 02. Resposta: C 03. Resposta: A 04. Resposta: B 05. Resposta: D 06. Resposta: B 07. Resposta: B 08. Resposta: D 09.E,C,C,E,E 10. C,C,E,C,C 11. Resposta: D 12. Resposta: E 13. Resposta: E 14. SOMA DOS ITENS CORRETOS: Resposta: C 16. Resposta: B 17. Resposta: A 18. SOMA DOS ITENS CORRETOS: Resposta: D 20. Resposta: E 21. Resposta: Resposta: a) Sulfato de cério ; b) Solução insaturada; c) Cromato de potássio d) Nitrato de potássio 24. a) Exotérmico; b) Uma curva paralela acima da curva apresentada no gráfico g de água ,28g de água g do sal 28. C,C,C,E,E 29. E,C,E,E 30. E,E,C,C