Final. Prova Teórica. Questão

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1 5 / maio / 2012 Final Prova Teórica Nome:.... Escola: Questão Cotação Classificação teórica (60%) Classificação prática (40%) Classificação final Atenção: apresente todos os cálculos que tiver de efectuar e epresse o resultado com o número de algarismos significativos corretos. Dados que poderão ser úteis: Número de advogadro- 6, Massa do electrão- 9,9-1 kg Massa do protão- 1,67-27 kg Massa do neutrão- 1, kg Produto iónico da água (Kw) a 25ºC 1,01-14 Produto iónico da água (Kw)a 18ºC 5,41-15 Ks (CaF 2 ) =,9-11 Ks (CaCO ) = 8,7-9 Potenciais padrão de redução (volt): εº (Cu /Cu ) =0,15; εº (Fe /Fe ) = 0,770 Massas atómicas de alguns elementos: Mr(F) = 18,998 Mr(Cl) = 5,45 Mr(Br) = 79,904 Mr(I) = 126,904 Mr(O) = 15,999 Mr(S) = 2,066 Mr(N) = 14,006 Mr(C) = 12,011 Mr(H) = 1,008 Mr(i) = 6,491 Mr(Na) = 22,989 Mr(K) = 9,098 Mr() = 24,05 Mr(Ca) = 40,078 Mr(Fe) = 55,847 Mr(Cu) = 6,546 universidade de aveiro departamento de química I

2 Considere o elemento X X 1.1. Qual o número de neutrões, protões e electrões que possui o ião X? Protões: 79 Neutrões: 118 Electrões: Se o ião X se combinar com o oigénio qual a fórmula química mais provável para o composto formado? O oigénio forma preferencialmente iões 2-, logoa fórmula mais provável será X 2 O 1.. Qual é a massa de um átomo de X? Epresse o resultado em quilograma. Massa do átomo X= 79 * m P 79 * m e 118 m N Massa do átomo X= 79 * 1, * 9, , Massa do átomo X=, kg 1.4. Qual é a massa, em grama, de um cm de X, se o diâmetro do átomo X for,0-8 cm? (Considere que a massa do átomo é,5-25 kg) Se o átomo tem diâmetro,0-8 cm, um cubo de 1 cm de aresta comporta 1/,0-8 cm =, 7 de átomos lado a lado em cada aresta Ou seja, 7, 7, 7 =,6 22 átomos num cubo. Se cada átomo tem de massa,5-22 g, então um cubo de 1 cm com,6 22 átomos terá de massa m =,5-22 g/átomo,6 22 átomos= 1 g 2

3 1.5. Compare o valor obtido na questão anterior com o valor da densidade do elemento X (19, g/cm ) e apresente a justificação mais relevante para a diferença encontrada. 1 g de massa de X num volume de 1 cm Densidade 1 g/cm Este valor é inferior ao indicado no enunciado principalmente por se ter considerado, no cálculo anterior, o átomo como uma esfera rígida quando na realidade a distância interatómica é menor que o considerado e por isso é maior o nº de átomos num cm Escreva a configuração electrónica dos 17 electrões de menor energia do átomo X. 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p 5 II Numa garrafa de água mineral natural, o rótulo relativo à composição química da água está parcialmente transcrito na tabela seguinte. Parâmetro Valor ph (a 18 C) 7,15 Ião Cloreto Ião Fluoreto Ião Bicarbonato Ião sódio Ião Cálcio Ião Sulfato Ião Magnésio 25, mg/ 1,7 mg/ 1547,0 mg/ 506,0 mg/ 54,0 mg/ 16,8 mg/,5 mg/ 2.1 Se um indivíduo beber diariamente uma garrafa de 1,5 desta água em quanto tempo vai ingerir uma dose equivalente a 7,5 g de cloreto de sódio? [Na ] = 506,0 mg/ ,0 Na = = 2,201 [Cl - ] = 25, mg/ 22, , Cl = = 7,16 5,45 Cl- limitante Assim, ingerir um litro desta água corresponde a ingerir 7,16-4 NaCl

4 M (NaCl)= 58,442 g/ m NaCl = 7,16 *58,442g = 4,170 gnacl Se 1 de água corresponde a ingerir 4,170-2 g de NaCl, para ingerir 7,5 g de NaCl terá que beber 180 de água 2.2 Como classifica esta água em termos de acidez? Comprove a sua resposta através de cálculos. A 18ºC Kw= 5,41-15 Água alcalina Volume 7,5g H 2 O = 2 = 180 Dias = 180 = 120dias 4,170 1,5 7,15 8 ph = log [ H ] 7,15 = log[ H ] [ H ] = = 7,08 15 [ H ][ OH ] = 5,41 7, = 5,41 OH 8 [ OH ] = 7,64 [ OH ] [ H ] 2. Calcule a concentração de ião fluoreto mínima necessária para que a precipitação de fluoreto de cálcio ocorresse. Epresse o resultado em g/cm. 2 CaF Ca [ Ca ][ F ] =,9 Ks = 1,5 F 54,0 Ca = = 1,5 40, [ F ] =, ,9 1,7 18,998 F = = 2,9 = 1,7 = =,2 g. cm 1, Calcule a massa de CO (em mg) que se poderá formar por reacção completa do magnésio eistente em 200 m desta água com uma solução de Na 2 CO. M (CO )= 84,1 g/ CO 2 CO Em 200 m desta água 4 m( ( ) =,5mg. ) = 2,1 massa( CO ) = 8,6 1 0,200 = 2,1mg g = 8,6 24, ,1g. = ( CO ) 1 = 7,2 g = 7,2mg

5 2.5 Embora não indicado na tabela, a água em causa também apresenta na sua composição iões metálicos dissolvidos. De entre os iões da seguinte lista diga qual ou quais os que não poderiam coeistir com os restantes na mesma água. Justifique a sua resposta. (considere que todos os iões eistem em quantidades ares idênticas). Fe, Fe, Cu, Cu De entre os pares redo deste sistema o Fe /Fe é o que tem maior potencial de redução pelo que o Fe se vai reduzir a Fe enquanto o Cu será obrigado a oidar-se em quantidades ares iguais. Assim, neste sistema o Fe e o Cu se transformarão e deiarão de eistir em solução pelo que não podem coeistir. 2.6 Calcule o número de iões bicarbonato (HCO - ) que eistem num litro desta água. M (HCO - )= 61,016 g/ [ HCO ] n iões = 1547,0 = 2,55 2 g. 1 6,022 61,016 g. 2 1 iões. = 2, = 1, iões 1 5