QUESTÕES GLOBALIZANTES

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1 1 O AMONÍACO NA SOCIEDADE O amoníaco (NH 3 ) é uma das substâncias produzidas na indústria química que tem mais impacto na nossa sociedade É utilizado na produção de fertilizantes, de explosivos, de corantes e de ácido nítrico A nível agrícola, o uso intensivo dos solos torna-os mais pobres, pelo que é necessário adicionar-lhes quantidades significativas de compostos que contenham azoto, fósforo e potássio A adição é feita a partir de adubos, sendo os mais importantes os azotados, que são fabricados a partir de amoníaco e ácido nítrico O amoníaco forma-se pela reação de síntese, a elevada pressão, recorrendo ao azoto atmosférico e ao hidrogénio Um dos objectivos fundamentais da indústria de produção do amoníaco é obtê-lo ao preço mais baixo possível, mas respeitando as regras de segurança e de proteção ambiental 11 Explique em que consiste uma reação de síntese 12 Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte: O azoto utilizado na síntese do amoníaco é obtido a partir do ar por (A) decantação em funil (C) destilação simples (B) destilação fracionada (D) centrifugação 13 O gráfico mostra como varia a constante de equilíbrio, K c, da síntese do amoníaco em função da temperatura 131 Escreva a equação química que traduz a síntese do amoníaco 132 Escreva a expressão da constante de equilíbrio e explique como esta varia com a temperatura 133 Com base na informação apresentada, selecione a alternativa correcta (A) A diminuição da temperatura aumenta o rendimento da reação (B) A elevação da temperatura diminui a velocidade da reação (C) A reação de síntese do amoníaco é endotérmica (D) A elevação de temperatura favorece o consumo de H 2 e de N Indique o significado de cada um dos seguintes símbolos encontrados no rótulo de uma solução aquosa de amoníaco a 25% (m/m) K c Adubo azotado Temperatura Variação da constante de equilíbrio da síntese do amoníaco com a temperatura (A) (B) (C) (D) 135 Refira por que motivos são impostas condições de segurança na manipulação do amoníaco 243

2 14 O gráfico da figura represen ta, aproximadamente, as percentagens de amoníaco em equilíbrio com os gases azoto (N 2 ) e hidrogénio (H 2 ) na mistura da reação, a diferentes pressões e temperaturas % de NH 3 na amostra C C 400 C X 500 C Ptotal /atm Composição do sistema reacional 141 Atendendo apenas à informação contida no gráfico da figura anterior, selecione a única alternativa correcta (A) A formação de amoníaco é favorecida em condições de alta temperatura e alta pressão (B) A reação de formação de amoníaco é um processo endotérmico (C) Em recipiente fechado, a pressão constante, o aumento de temperatura favorece a decomposição do amoníaco em hidrogénio e azoto (D) Em recipiente fechado, a pressão constante, um aumento de temperatura faz aumentar o valor da constante de equilíbrio 142 Admita que a reação de síntese de amoníaco realizada à temperatura de 400 C e à pressão de 130 atm tenha produzido 75 toneladas de amoníaco até se atingir o equilíbrio Se essa síntese tivesse sido feita à temperatura de 300 C e à pressão de 100 atm, quantas toneladas a mais de amoníaco seriam obtidas? Apresente todas as etapas de resolução 143 Refira, justificando, se a linha do gráfico da figura, assinalada com x, pode corresponder aos dados de equilíbrio para uma reação realizada à temperatura de 500 C na presença de um catalisador 144 Com base no conceito de equilíbrio químico e nos dados fornecidos, indique quais seriam, teoricamente, as condições de pressão e temperatura que favoreceriam a formação de NH 3 Fundamente sua resposta 145 Na prática, a reação é efectuada nas seguintes condições: pressão entre 200 e 300 atmosferas, temperatura de 450 C utilizando-se ferro metálico como catalisador Justifique por que motivo essas condições são utilizadas industrialmente para a síntese de NH 3 15 Considere a variação de entalpia ( H) para a reação de síntese do amoníaco -93 kj Complete a tabela que se segue, determinando o valor x Tipo de ligação Energia de ligação / kj mol -1 H - H 436 N N 94 Apresente todas as etapas de resolução H - N Energias de ligação x 244

3 16 A cisplatina ou cis-diaminodicloroplatina (II), cuja fórmula química é Pt(NH 3, é um agente antineoplásico Desempenha um papel importante no tratamento de diversos tipos de cancro, sendo utilizado na maioria dos protocolos de tratamento de diversas neoplasias (testículo, ovário, garganta, bexiga, esófago, etc) Este princípio activo é preparado através da reação de amoníaco com o tetracloroplatinato de potássio K 2 segundo a reação traduzida pela seguinte equação: K NH 3 " Pt(NH KCl 161 Considere uma situação em que se utilizaram 10,0 g de amoníaco e 100,0 g de tetracloroplatinato de potássio K Determine a quantidade de cisplatina que se formou nas condições referidas, admitindo um rendimento de 80,0% 1612 Determine a quantidade de reagente que ficou por reagir 162 Considere os dados da tabela seguinte Dados físico-químicos Pt(NH 3 K 2 Solubilidade em água 2,5 g/l (20 C) 10 g/l (20 C) Ponto de fusão 270 C (decomposição50 C Massa molar 300,05 g/mol 415,09 g/mol Densidade a 20 C 3,7 g/cm 3 3,4 g/cm 3 Valor de ph da solução saturada a 20 C Dados físico-químicos de reagente e produto da reação 1621 Com base na informação apresentada, selecione a alternativa correta (A) Uma solução saturada de Pt(NH 3 é mais ácida que uma solução saturada de K 2 (B) Soluções saturadas de Pt(NH 3 e de K 2 apresentam a mesma concentração de iões H 3 O + (C) Soluções saturadas de Pt(NH 3 e de K 2 podem apresentar a mesma concentração em iões H 3 O + (D) Soluções saturadas de Pt(NH 3 e de K 2 não possuem iões OH - em solução aquosa 1622 Com base na informação apresentada, selecione a alternativa correta (A) Para iguais quantidades de Pt(NH 3 e de K 2, o volume ocupado pelo K 2 é 1,5 vezes maior que o volume ocupado pelo Pt(NH 3 (B) Para iguais quantidades de Pt(NH 3 e de K 2, o volume ocupado pelo K 2 é 1,1 vezes maior que o volume ocupado pelo Pt(NH 3 (C) Para iguais massas de Pt(NH 3 e de K 2, o volume ocupado pelo K 2 é 1,5 vezes maior que o volume ocupado pelo Pt(NH 3 (D) Para iguais quantidades de Pt(NH 3 e de K 2, o volume ocupado pelo Pt(NH 3 é 1,5 vezes maior que o volume ocupado pelo K 2 17 Estudos feitos sobre a composição química de cigarros mostram que estes possuem amoníaco na sua composição A adição de amoníaco é feita para aumentar os níveis de absorção de nicotina pelo organismo 245

4 Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte Em cigarros cuja massa de amoníaco é cerca de 14 mg, podemos afirmar que cada um contém (A) 7 * moles de NH 3 (B) 5 * átomos de H, provenientes de NH 3 (C) 5 * moléculas de NH 3 (D) 1,5 * átomos de N, provenientes de NH 3 18 A figura representa três cilindros, de igual volume, cheios com diferentes misturas gasosas O conteúdo dos três recipientes encontra-se à mesma pressão e temperatura e admite-se que todos os gases ou misturas gasosas tem comportamento de gases perfeitos 181 Selecione a alternativa que completa correctamente a frase seguin te Cilindros contendo materiais gasosos A ordem crescente da massa dos cilindros é: (A) X < Y < Z (B) X < Z < Y (C) Y < X < Z (D) Y < Z < X 182 O primeiro cilindro contém 4,48 dm 3 de amoníaco, em condições normais de pressão e temperatura (PTN) Selecione a alternativa que permite calcular o número moléculas (N) de amoníaco que existem nesse cilindro (A) N = 4,48 * 22,4 * 6,02 * moléculas 22,4 (B) N = * 6,02 * moléculas 4,48 4,48 (C) N = * 6,02 * moléculas 22,4 4,48 (D) N = moléculas 22,4 * 6,02 * 10 3 NH 3 NH 3 NH A indústria de produção de ácido nítrico (HNO 3 ) usa o amoníaco (NH 3 ) como matéria-prima Admita que o processo considerado pode ser traduzido pela equação: 8 NH 3 (g) + 13 O 2 (g) 4 HNO 3 (aq) + 10 H 2 O (l) + 4 NO (g) H 2 N 2 X Y Z 191 Misturaram-se 225 dm 3 de NH 3, com oxigénio suficiente, nas condições PTN Determine a massa, em gramas, de HNO 3 produzida, sabendo que o rendimento da reação é de 90,0% 192 Explique o motivo pelo qual o amoníaco é considerado uma base segundo a teoria de Brönsted-Lowry, mas não o é segundo a teoria de Arrhenius 193 O ácido nítrico (HNO 3 ) é constituído por átomos de oxigénio, azoto e hidrogénio Comente a afirmação: O raio atómico do azoto é inferior ao raio atómico do oxigénio 110 Para detetar se um produto comercial continha azoto amoniacal, um grupo de alunos efec- 246

5 tuou alguns ensaios laboratoriais Para evitar dificuldades na obtenção dos resultados, utilizaram também duas amostras padrão Amostra padrão A amostra de referência Amostra padrão B amostra em branco 1101 Justifique o facto de os alunos usarem diferentes testes laboratoriais para identificar a presença do azoto amoniacal no produto em análise 1102 Justifique a necessidade de usarem as amostras padrão A e B referidas 111 O diagrama seguinte apresenta uma possível organização da atividade laboratorial realizada pelos alunos Complete-o, indicando: 1111 a designação da operação I; 1112 a espécie química representada pela letra C; 1113 os resultados dos testes, representados pelas letras D e E, a uma amostra do produto comercial em estudo PRODUTO COMERCIAL C Operação I NH 3 Identificado através de Reação com HCl Papel vermelho de tornesol humedecido Reação com CuSO 4 (aq) D E Precipitado azul claro Com excesso Solução adquire cor azul escura 247

6 2 RENDIMENTO DE UMA SÍNTESE A síntese de um fármaco pode implicar várias fases desde as matérias iniciais até ao produto final; a complexidade dessas fases representa, talvez, o factor mais importante dos custos de produção Nesse sentido, a indústria química actual tem como objectivo produzir grandes quantidades de produto ao mais baixo custo e respeitando as normas que impõem limites para a emissão de substâncias poluentes, numa lógica de aliar a ciência com a tecnologia e com a sociedade e o ambiente, de forma sustentada Síntese em laboratório As sínteses laboratoriais visam a obtenção de produtos não só em quantidades muito superiores àquelas que é possível extrair de fontes naturais, mas também produtos com propriedades idênticas, mais acentuadas ou mesmo inexistentes nos produtos naturais No laboratório escolar mimetizam-se as sínteses que ocorre em grande escala Uma das sínteses que é habitual realizar-se é a do sal complexo sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado 21 De acordo com o texto, identifique a razão que mais contribui para o elevado custo de produção de um dado fármaco 22 Selecione a opção que completa de forma correcta a frase que se segue Numa reação de síntese, o produto obtido é sempre (A) uma substância simples (C) uma substância composta (B) uma substância iónica (D) uma substância sólida, à temperatura ambiente 23 Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações (A) Quando se pretende realizar, industrialmente, a síntese de um produto é necessário fazer-se um estudo quantitativo das reações químicas envolvidas (B) Numa reação química, as quantidades de produtos obtidos são, de um modo geral, iguais às previstas pela estequiometria (C) Um rendimento de 35% significa que apenas reagiu 35% da massa total dos reagentes (D) Os sais simples são constituídos por um único tipo de catião e um único tipo de anião (E) Os sais hidratados são aqueles que contêm na sua estrutura, além de iões, moléculas de água (F) Os sais que não estão hidratados dizem-se anidros (G) O sulfato de tetraaminocobre (II) monohidratado é um sal complexo 24 Um grupo de alunos realizou, numa aula laboratorial, a síntese do sal sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado A reação que traduz a síntese deste sal é: CuSO 4 5 H 2 O (s) + 4 NH 3 (aq) " [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 H 2 O (s) + 4 H 2 O (l) 241 Refira o nome do sal hidratado presente nos reagentes da reação 242 Para realizar a síntese, o grupo de alunos usou: 8,0 cm 3 de uma solução concentrada de amoníaco (M = 17,00 g mol -1 ) a 25,0% m/m e r = 0,91 g cm -3 ; 2,03 * 10-2 moles de CuSO 4 5H 2 O 248

7 A massa de sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado obtida nesta reação foi 3,53 g 2421 Determine qual dos reagentes é o limitante Apresente todas as etapas de resolução 2422 Calcule o rendimento da reação realizada 25 Considere os seguintes instrumentos de vidro (as imagens não estão à escala) 5 ml 10 ml (A) (B) (C) (D) Selecione a alternativa que melhor se adequa para medir 8,0 cm 3 de amoníaco 26 Os cristais do sal CuSO 4 5H 2 O foram reduzidos a pó num almofariz Selecione, das alternativas que se seguem, a única que traduz uma ação correcta (A) Os cristais de sal deveriam ser triturados depois de ter sido feita a pesagem da massa correspondente às 0,020 moles (B) Os cristais de sal não deveriam ser reduzidos a pó antes da pesagem porque desse modo é mais fácil medir a massa pretendida (C) Os cristais de sal deveriam ser reduzidos a pó porque assim a dissolução em água é mais fácil (D) Os cristais de sal deveriam ser reduzidos a pó de modo a diminuir a sua hidratação 27 Na figura seguinte, as imagens A, B, C, D E e F representam etapas do procedimento laboratorial de preparação do sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado (A) (B) (C) (D) (E) (F) Etapas de preparação do sal sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado 271 Ordene sequencialmente, da fase inicial à final, as imagens de A a F 272 Explique que etapa da experiência representa a imagem E 249

8 28 Para remover a solução na qual os sais de sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado se encontram, efectua-se uma filtração por sucção 281 Apresente uma razão para ser realizada filtração por sucção e não filtração por gravidade 282 Selecione a opção que indica o material necessário à realização da filtração por sucção (A) Papel de filtro, bomba de sucção, funil de Büchner e kitasato (B) Centrífuga, papel de filtro e funil de Büchner (C) Bomba de sucção, funil de líquidos, gobelé e papel de filtro (D) Papel de filtro, funil de líquidos, centrífuga e kitasato 29 Explique por que razão a secagem dos cristais de sulfato de tetraaminocobre(ii) monohidratado não deve ser realizada numa estufa 210 Além da síntese anterior, há muitas outras que são realizadas a nível da indústria química Por exemplo, em certas condições de pressão e temperatura, o clorato de potássio pode ser sintetizado a partir do cloreto de potássio e oxigénio A equação que traduz a formação do clorato de potássio é: 2 KCl (s) + 3 O 2 (g) " 2 KClO 3 (s) Numa dada reação, fez-se reagir 35,5 g de cloreto de potássio com 20% de impurezas com 42,4 g de oxigénio 2101 Selecione a alternativa que representa a expressão que permite determinar o número de átomos de oxigénio presentes na amostra de oxigénio usada na reação (A) (B) (C * (D * 42,4 32,00 42,4 16,00 16,00 42,4 42,4 32,00 * 6,02 * átomos * 6,02 * átomos *6,02 * átomos *6,02 * átomos 2102 Determine a massa de clorato de potássio produzida, admitindo que a reação é completa 250

9 3 NUM LABORATÓRIO DE QUÍMICA O proprietário de um laboratório químico admite que está a ser enganado por um dos seus fornecedores Adquiriu, a esse fornecedor, carbonato de sódio com garantia de pureza do produto na faixa de 96 a 98%, mas a utilização que tem feito do produto demonstra uma pureza inferior Assim, solicitou a um dos seus técnicos de laboratório que verificasse a veracidade das informações, avaliando o grau de pureza da amostra Num laboratório químico O técnico começou por preparar uma solução do carbonato de sódio adquirido, dissolvendo 14,75 g de sal num balão volumétrico, obtendo-se 100,00 ml de solução Dessa solução foi retirada uma amostra de 10,00 ml que posteriormente foi titulada com ácido clorídrico de concentração 0,50 mol dm Da lista de material/equipamento da tabela seguinte, selecione sete elementos que o técnico de laboratório teve de utilizar para preparar a solução de carbonato de sódio Lista de material/equipamento Vidro de relógio Proveta de 5 ml Medidor de ph Termómetro Cronómetro Pompete Espátula Balança Gobelé Funil Vareta Garrafa de esguicho com água desionizada Balão volumétrico de 100,00 ml Pipeta volumétrica de 4,00 ml Pipeta graduada de 4,0 ml Garra para buretas Refrigerante de Liebig Agitador magnético Bureta de 50,00 ml Pipeta pasteur Suporte universal Matraz de 100 ml 32 Descreva, resumidamente, o procedimento efectuado pelo técnico na preparação da solução 33 Selecione a única opção que apresenta corretamente a equação química que pode traduzir a titulação da solução de carbonato de sódio pelo ácido clorídrico (A) HCl (aq) + Na 2 CO 3 (aq) " NaCl (aq) + H 2 CO 3 (aq) (B HCl (aq) + Na 2 CO 3 (aq) " NaCl (aq) + H 2 CO 3 (aq) (C) HCl (aq) + Na 2 CO 3 (aq) " 2 NaCl (aq) + H 2 CO 3 (aq) (D HCl (aq) + Na 2 CO 3 (aq) " 2 NaCl (aq) + H 2 CO 3 (aq) HCl 34 A solução de ácido clorídrico usada na titulação foi preparada pelo técnico a partir de ácido concentrado de um frasco cujo rótulo, entre outras informações, continha as indicadas na figura Frasco com solução de ácido clorídrico 251

10 341 Dos seguintes símbolos, indique a alternativa que deve estar presente no rótulo da solução de ácido clorídrico (A) (B) (C) (D) 342 Explique a razão pela qual a preparação de soluções diluídas de ácido clorídrico, a partir da respectiva solução concentrada, deve ser realizada numa hotte 343 Sabendo que o volume de solução de ácido preparado foi de 500,00 ml, determine o volume de ácido clorídrico concentrado utilizado para preparar a solução diluída 344 Refira o nome e a capacidade do instrumento volumétrico adequado para preparar a solução diluída 345 A figura ao lado apresenta a pipeta volumétrica utilizado pelo técnico para medir o volume de solução concentrada necessária para preparar a solução diluída de ácido clorídrico, observando-se a sua capacidade, a incerteza associada à sua calibração 0,04 ml Tendo em conta as informações fornecidas, indique o intervalo de valores no qual está contido o volume de solução de ácido clorídrico concentrado medido 346 O técnico deverá ter alguns cuidados ao efetuar a leitura do nível de líquido na pipeta volumétrica, de modo a medir corretamente o volume de solução aquosa preparada Considerando o ilustrado na figura seguinte, selecione a única alternativa que corresponde à condição correcta de medição ,04 ml (A) (B) (C) (D) Condições de medição do nível de líquido com uma pipeta volumétrica 347 Refira o nome do tipo de erro que se pretende evitar ao ter os cuidados referidos em Descreva resumidamente o procedimento efectuado pelo técnico para preparar a solução diluída de ácido clorídrico 349 Comente a seguinte afirmação: Para fazer a primeira mistura de ácido concentrado com a água é indiferente verter a água sobre o ácido concentrado ou o ácido concentrado sobre a água 35 Para efetuar a titulação da solução de carbonato de sódio, o técnico começou por preparar a bureta para, de seguida, a encher com solução diluída de HCl 252

11 Realizou quatro ensaios, nas mesmas condições, a 25 C, tendo obtido os resultados registados na tabela apresentada a seguir 1 ensaio 2 ensaio 3 ensaio 4 ensaio Registo de resultados experimentais V inicial /cm 3 4,25 3,15 15,25 2,18 V final /cm 3 54,25 53,25 67,75 52, Explique o que se deve entender por preparar a bureta 352 Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem sequencialmente os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta Para medir as quatro amostras de titulado utilizou-se e para efectuar a titulação (A) um gobelé uma proveta (B) uma proveta uma bureta (C) uma pipeta uma bureta (D) uma bureta uma proveta 353 Justifique por que motivo, aquando da preparação do material para fazer a titulação, se: 3531 deve passar a bureta pela solução de ácido clorídrico 0,50 mol dm -3 ; 3532 deve passar a pipeta volumétrica pela solução de carbonato de sódio; 3533 não deve passar o matraz por nenhuma destas soluções 354 Relativamente aos volumes de titulante medidos, pode afirmar-se: Selecione a única alternativa correcta (A) O 4 ensaio deve ser desprezado e a incerteza da leitura é 0,05 cm 3 (B) Nenhum dos ensaios deve ser desprezado e a incerteza da leitura é 0,05 cm 3 (C) O 3 ensaio deve ser desprezado e a incerteza da leitura é 0,05 cm 3 (D) Nenhum dos ensaios deve ser desprezado e a incerteza da leitura é 0,1 cm Refira em que fase da adição de HCl (aq) se obtém uma maior variação de ph nos ensaios de titulação efectuados 356 Determine o volume de titulante gasto na titulação, exprimindo esse resultado em função do valor mais provável Apresente todas as etapas de resolução 36 Determine a concentração da solução de carbonato de sódio Apresente todas as etapas de resolução 37 Das curvas de titulação a seguir apresentadas, selecione a única que pode traduzir a titulação do carbonato de sódio com o ácido clorídrico Justifique a sua opção ph (A) ph (B) ph (C) ph (D) 7 pe 7 pe 7 pe 7 pe v titulante v titulante v titulante v titulante Curvas de titulação 38 Explique, recorrendo a cálculos, o motivo pelo qual o laboratório deve devolver o lote de carbonato de sódio adquirido ao fornecedor 253

12 4 QUALIDADE DO LEITE Um dos factores que determinam a qualidade do leite é a sua acidez O leite logo após a ordenha possui uma acidez natural devido à presença, na sua composição, de caseína, fosfatos, albumina, dióxido de carbono, citratos e outros componentes Essa acidez pode ser aumentada pela formação de ácido láctico, que é produzido pela degradação da lactose por bactérias também presentes no leite Neste caso, essa acidez indica que a atividade microbiana no produto é muito elevada e, por isso, o leite pode tornar-se impróprio para consumo Leite do dia A acidez natural do leite varia entre 13 e 17, expressa pela Norma Portuguesa NP 470 (de acordo com esta norma, entende-se por acidez de um leite, o volume de solução alcalina 1,0 mol dm -3, expresso em cm 3, necessário para neutralizar 1,0 dm 3 de leite) De acordo com a referida NP, se a acidez de uma dada amostra de leite for inferior a 17, esse leite é próprio para consumo A acidez do leite também pode ser expressa em quantidade de H 3 O + (número de moles) por litro de leite ou em gramas de ácido láctico por litro de leite O leite proveniente de diversas fontes, após misturado, apresenta ph que varia entre 6,6 e 6,8 (6,7 a 20 C ou 6,6 a 25 C) A densidade do leite varia entre 1,023 g/ml e 1,040 g/ml, a 15 C 41 Escreva a equação química que traduz a ionização do ácido láctico, CH 3 CHOHCOOH, em água 42 Determine o valor médio da densidade do leite a 288,15 K Apresente todas as etapas de resolução e o valor determinado com o número de algarismos significativos correto 43 Na indústria de laticínios, tendo em vista a qualidade dos produtos, um dos parâmetros fundamentais a ser controlado é a acidez do leite Determina-se esse parâmetro, fazendo-se reagir amostras de leite com uma solução aquosa de hidróxido de sódio até completa neutralização Num dos ensaios, uma amostra de 10,00 cm 3 de leite foi titulada com solução de hidróxido de sódio de concentração 0,100 mol dm Explique o significado da expressão ( ) fazendo-se reagir amostras de leite com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, até completa neutralização 432 Para efectuar a titulação preparou-se uma bureta com hidróxido de sódio Na figura está representado o nível de titulante na bureta no início e no final da titulação Nível de líquido na bureta no início e no final da titulação Início da titulação Final da titulação Determine o volume de titulante gasto na titulação do 10,00 ml de leite Apresente todas as etapas de resolução 254

13 433 Selecione a alternativa que completa corretamente a frase seguinte: A pipeta que foi usada para a medição das tomas de leite tem de ser (A) muito bem lavada e passada por água desionizada (B) muito bem lavada, passada por água desionizada e obrigatoriamente seca (C) muito bem lavada, passada por água desionizada e pelo leite que de seguida vai medir (D) muito bem lavada, passada por água desionizada e colocada a secar na estufa 434 Selecione a única alternativa que refere o material de vidro necessário para efectuar, com rigor, a titulação referida em 33 (A) Pipeta graduada de 10 ml, matraz de 50 ml, bureta de 25,00 ml (B) Pipeta volumétrica de 10,00 ml, balão volumétrico de 12,00 ml, bureta de 25,00 ml (C) Pipeta volumétrica de 10,00 ml, matraz de 50 ml, bureta de 25,00 ml (D) Pipeta graduada de 10 ml, balão volumétrico de 20,00 ml, bureta de 25,00 ml 435 Tendo em consideração o leite em estudo, selecione a única alternativa correcta (A) A 20 C, 500 ml desse leite contém, em média, 1 * 10-7 mol de iões H 3 O + (B) Em qualquer amostra desse leite, à temperatura de 25 C, a [OH - ] é menor do que a [OH - ] à temperatura de 20 C (C) A 25 C, o ph desse leite é inferior ao seu ph a 20 C, porque o aumento de temperatura diminui a ionização das substâncias ácidas (D) A 20 C, 500 ml desse leite podem conter 5 * 10-8 mol de iões OH Selecione a única alternativa que completa corretamente a frase seguinte Tendo em consideração a titulação em estudo, podemos prever que, a 25 C, a solução resultante no ponto de equvalência (A) será ácida e torna carmim a fenolftaleína (B) terá ph = 7 (C) terá ph superior a 7 (D) terá ph menor do que Determine, apresentando todas as etapas de resolução, a acidez do leite em estudo expressa: 4371 em quantidade de ácido láctico por litro de leite; 4372 em massa de ácido láctico, expressa em gramas, por litro de leite 438 Tendo como referência a Norma Portuguesa NP 470, verifique se o leite de onde foi retirada a amostra para análise é próprio para consumo 44 Em sistemas como o leite, a acidez, seja ela resultante de ácidos fortes ou de ácidos fracos, é determinada por titulação Se o ácido HA do leite fosse um ácido forte, a concentração desse ácido no leite originaria um ph de 1,7 No entanto, sabe-se que o leite tem ph de cerca de 6 Considerando a diferença entre ácidos fortes e fracos, justifique o valor mais elevado do ph do leite 255

14 5 CONTROLO DA ACIDEZ DE UM AQUÁRIO A água dos aquários deve ser controlada, nomeadamente a nível do ph Mudanças bruscas no valor do ph são perturbadoras para os peixes e, por outro lado, a concentração de iões H 3 O + deve ser compatível com as características dos peixes Assim, é necessário manter estável o ph A correção do ph pode ser feita utilizando-se várias substâncias Para acidificar a água do aquário podem ser utilizadas soluções de ácido clorídrico (HCl) ou ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) Porém, deve ser tomado muito cuidado na manipulação destas substâncias, pois trata-se de ácidos fortes que podem causar queimaduras em contacto 3- com a pele, além do ião fosfato (PO 4 ) permitir a proliferação de algas A título de exemplo, se se deseja corrigir o ph de 7 para 6,8, deve utilizar-se uma solução 30% (m/m) de HCl na proporção de 1 gota (0,2 cm 3 ) para cada 3,0 L de água 51 Com base na informação do texto, selecione a única alternativa correcta (A) Numa solução neutra, qualquer que seja a temperatura, [OH - ] = [H 3 O + ] = 10-7 mol dm -3 (B) Numa solução ácida, qualquer que seja a temperatura, [H 3 O + ] > [OH - ] (C) Numa solução ácida, qualquer que seja a temperatura, [H 3 O + ] < [OH - ] (D) Numa solução alcalina, qualquer que seja a temperatura, [OH - ] > 10-7 mol dm Uma solução de ácido clorídrico a 30% (m/m) tem densidade aproximadamente 1,2 g/cm 3 A massa de HCl, expressa em gramas, existente numa gota (0,20 cm 3 ) dessa solução é dada por: Selecione a opção correcta (A) m(hcl) = 0,30 * 1,2 * 0,20 0,30 * 1,2 (B) m(hcl) = 0,20 0,30 * 0,20 (C) m(hcl) = 1,2 0,30 (D) m(hcl) = 1,2 * 0, Determine, a 25 C, a concentração de iões OH - quando ph da solução é 6,8 522 O ácido fosfórico pode sofrer três ionizações em água As equações que traduzem essas ionizações são: I H 3 PO 4 (aq) +H 2 O " H 2 PO 4- (aq) +H 3 O + (aq) II H 2 PO 4- (aq) +H 2 O " 2- HPO 4 (aq) +H 3 O + (aq) 2- III HPO 4 (aq) + H 2 O " 3- PO 4 (aq) + H 3 O + (aq) 256

15 5221 Das alternativas seguintes, selecione a única correta (A) Nestas reações, a água comporta-se como partícula anfotérica 2- (B) As espécies H 3 PO 4 /HPO 4 constituem um par ácido-base conjugado 2- (C) A espécie HPO 4 (aq) é uma partícula anfotérica 3- (D) A espécie PO 4 (aq) pode ser um ácido segundo Brönsted-Lowry 5222 Escreva a expressão que traduz a constante de acidez para a primeira ionização do ácido fosfórico 53 Adicionaram-se 0,05 mol de cloreto de sódio (NaCl) à água do aquário (ph = 7) e verificou- -se que o valor de ph não sofreu alteração Contudo, adicionando-se 0,05 mol de cloreto de amónio (NH 4 Cl) verificou-se que ocorreu variação no valor de ph Escreva um pequeno texto em que: realce o diferente comportamento destes dois sais em água; preveja se a solução obtida com o cloreto de amónio é ácida ou básica; justifique a previsão realizada 54 As piscinas também são sistemas que necessitam de permanentes controlos do ph e da temperatura O gráfico traduz o produto iónico da água em função da temperatura K W 1,0 x ,0 x ,0 x ,0 x ,0 x Produto iónico da água Temperatura/ C 541 Classifique a autoionização da água em termos energéticos 542 Uma amostra de água de uma piscina foi aquecida à temperatura de 34 C O valor do ph da água a essa temperatura era 6,6 Determine o poh da água dessa piscina a 34 C, apresentando todas as etapas de resolução 257

16 6 ÁGUA, ÁGUA E MAIS ÁGUA Quando o velho marinheiro de Coleride disse Água, água, por todo o lado, mas nem só uma gota para beber, dava com isso uma ideia razoável da situação global A água para beber é um centésimo de 1% da água do mundo, cerca de uma gota em cada balde de água A proporção de água doce do planeta é bastante superior à volta de 3,5%, mas a maior parte está congelada nas calotes de gelo e nos glaciares das montanhas Como a água do mar é corrosiva e tóxica para os animais e plantas terrestres, quase toda a água que utilizamos Água em diferentes estados físicos tem de vir dessa preciosa centésima parte de 1% Porém, ao contrário de muitos outros recursos naturais, a água é renovável, ou seja, é reposta continuamente pelo ciclo hidrológico in H 2 O Uma Biografia da Água, Philip Ball, p 325 (1 ạ edição) 61 Explique o significado da frase do texto: Água, água, por todo o lado, mas nem só uma gota para beber 62 Justifique com uma expressão do texto, o facto de a água do mar não ser adequada ao consumo pelos seres vivos terrestres 63 Substitua a expressão água para beber por outra equivalente 64 Analisaram-se os rótulos comerciais de três águas engarrafadas (X, Y e Z), tendo-se transcrito algumas informações para a tabela apresentada Tenha em atenção a capacidade das garrafas analisadas Água X Água Y Água Z Garrafa de 0,5 L Garrafa de 1 L Garrafa de 1,5 L ph 5,71 ph 6,2 ph 5,64 Ião hidrogenocarbonato (HCO 3 ) 5,2 mg/l Ião hidrogenocarbonato (HCO 3 ) 1958 mg/l Ião hidrogenocarbonato (HCO 3 ) 8,1 mg/l Ião sódio (Na + ) 6,0 mg/l Ião sódio (Na + ) 604 mg/l Ião sódio (Na + ) 6,0 mg/l Ião cálcio (Ca 2+ ) 0,90 mg/l Ião cálcio (Ca 2+ ) 80 mg/l Ião cálcio (Ca 2+ ) 0,65 mg/l Sílica (SiO 2 ) 16,8 mg/l Sílica (SiO 2 ) 56 mg/l Sílica (SiO 2 ) 13,0 mg/l Informações contidas em rótulos comerciais de três águas engarrafadas 641 Identifique qual das águas é mais ácida Justifique a sua resposta 642 Refira qual das águas se oporá menos à formação de espuma Justifique a sua resposta 643 A sílica é um constituinte de cada uma das águas analisadas 6431 Indique se a sílica será uma substância simples ou composta Justifique a sua resposta 6432 Determine a massa de sílica existente na garrafa de água X 258

17 644 Nas águas analisadas há um grande número de sais dissolvidos Esses sais são compostos iónicos Escreva a fórmula química dos seguintes compostos iónicos: (A) Carbonato de lítio (C) Fosfato de amónia (F) Sulfureto de ferro (III) (B) Sulfato de potássio (D) Hidróxido de magnésio (G) Brometo de alumínio 65 Do ponto de vista químico, a água é uma substância e, como tal, tem propriedades bem definidas No gráfico, estão representados valores do produto iónico da água, K w, a diferentes temperaturas, q K W 10,0 x ,0 x Produto iónico da água em função da temperatura 1,0 x Temperatura/ C 651 Escreva a equação química que traduz a autoionização da água, indicando os estados físicos das espécies químicas que nela presentes 652 Justifique se a seguinte afirmação é verdadeira: O ph da água a 60 C é inferior ao ph da água a 25 C 653 Das alternativas seguintes, selecione a única correta (A) A autoionização da água é um processo exotérmico (B) O ph da água é 6,0, à temperatura de 25 C (C) A autoionização da água a 50 C é menos extensa do que a 25 C (D) A 60 C o poh da água é menor do que Considere uma solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 0,030 mol dm -3, à temperatura de 50 C, completamente ionizado Determine o poh da solução, apresentando todas as etapas de resolução 66 A água é um solvente por excelência de muitos sólidos, líquidos e gases e promove a ocorrência de reações químicas de importância crucial para a vida e para o ambiente A 25 C, o ph da água do mar situa-se entre 8,1 e 8,4, enquanto a água da chuva apresenta um valor de ph entre 5,6 e 5,7 661 Indique o carácter químico de cada uma das águas referidas, a 25 C 662 Refira o nome do gás responsável pelo valor do ph da água da chuva 259

18 67 À temperatura de 20 C, preparam-se três soluções aquosas, A, B e C A: solução de ácido metanoico, K a = 1,80 * 10-4 B: solução de ácido etanoico, K a = 1,74 * 10-5 ; C: solução de ácido cianídrico, K a = 6,2 * Escreva os ácidos por ordem crescente da sua força relativa 672 Indique, justificando, de entre as bases conjugadas dos três ácidos considerados, qual é a mais forte, em solução aquosa 673 A solução aquosa de ácido metanoico, HCOOH, tem ph = 3, Escreva a equação química que traduz a ionização do ácido metanoico em água 6732 Determine a concentração inicial de ácido metanoico na solução aquosa preparada Apresente todas as etapas de resolução 674 Comente a afirmação: Apenas com o conhecimento dos valores de K a dos ácidos presentes nas soluções A, B e C, não é possível dispô-las por ordem crescente do seu valor de ph 68 Considere duas soluções de igual concentração, 0,02 mol/dm 3, uma de ácido acético (CH 3 COOH) e outra de ácido cianídrico (HCN) À mesma temperatura, K a (CH 3 COOH) = 1,8 * 10-5 e K a (HCN) = 5,0 * Determine a concentração de iões H 3 O + na solução de ácido acético 682 Das alternativas seguintes, selecione a única correta (A) A solução de ácido acético terá maior ph do que a de ácido cianídrico (B) A solução de ácido acético terá menor ph do que a de ácido cianídrico (C) As duas soluções terão o mesmo ph (D) Não há dados que permitam comparar o ph das duas soluções 69 Considere uma solução de cianeto de sódio (NaCN) 0,10 mol dm -3, a 25 C Selecione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte Esta solução aquosa apresenta (A) ph = 7 (B) ph < 7 (C) poh > 7 (D) [H 3 O + ] < [OH - ] 610 Titularam-se, a 60 C, 25,0 cm 3 de solução de hidróxido de potássio com 12,5 cm 3 de solução de ácido nítrico de concentração 0,20 mol dm Das afirmações seguintes, selecione a única correcta (A) O ph da solução no ponto de equivalência será 6,5 (B) O ph da solução no ponto de equivalência será superior a 6,5 (C) Durante a titulação, o valor do ph vai aumentando (D) Durante a titulação, o valor do ph permanece constante 6102 Determine a concentração da solução de hidróxido de sódio titulada K w = 1,0 * 10-13, a 60 C 260

19 7 DOS HIDROCARBONETOS AOS COMBUSTÍVEIS As refinarias de todo o mundo processam cerca de 3 biliões de toneladas de petróleo bruto por ano, que é transformado numa grande gama de produtos Algumas das frações mais leves que se obtém são hidrocarbonetos, constituídos por três ou quatro átomos de carbono por molécula, que constituem o gás combustível liquefeito (GPL) Este é uma mistura de moléculas de butano e de propano que, depois de ser engarrafado, pode ser vendido Refinaria de petróleo Por outro lado, as grandes moléculas provenientes da destilação do petróleo podem ser decompostas em moléculas mais pequenas e valiosas Por exemplo, a qualidade da gasolina produzida é melhorada por um processo conhecido por reformação No processo de reformação, hidrocarbonetos lineares como, por exemplo, o heptano, são convertidos em moléculas de hidrocarbonetos alifáticos que ardem mais suavemente, causando menos detonações nos motores dos automóveis Diz-se que uma gasolina com elevado teor dessas moléculas de hidrocarbonetos alifáticos tem muitas octanas A gasolina com mais octanas queima de forma mais eficiente no motor, resultando numa maior potência Assim, a gasolina de 95 octanas e a gasolina de 98 octanas diferem na eficiência de obtenção de energia 71 Selecione a alternativa que completa correctamente a frase: De acordo com o texto, a energia aproveitada na queima de gasolina de 95 octanas (A) é maior do que a aproveitada na queima da de 98 octanas (B) é menor do que a aproveitada na queima da de 98 octanas (C) é igual à que se aproveita na queima da de 98 octanas (D) não é comparável com a energia aproveitada na queima de gasolina de 98 octanas 72 O gás combustível liquefeito (GPL) é uma mistura de moléculas de butano e de propano 721 Escreva a fórmula de estrutura do butano e do propano 722 Selecione a alternativa que completa corretamente a frase: Nas PTN, em 12,2 dm 3 de butano, há (A) 10 * 6,02 * átomos de H (B) 0,05 * 6,02 * átomos de H (C) 0,5 * 6,02 * átomos de H (D) 5 * 6,02 * átomos de H 723 Na tabela seguinte encontram-se as energias de dissociação das ligações C C e C H Energias de dissociação Ligação C C C H Energia de dissociação/kj mol Demonstre que a energia posta em jogo na dissociação das ligações de uma mole de butano é maior do que na dissociação das ligações de igual quantidade de propano 261

20 724 A reação do butano com o oxigénio é traduzida pela equação: 2 C 4 H 10 (g) + 13 O 2 (g) " 8 CO 2 (g) + 10 H 2 O (g) Colocaram-se num sistema reacional 150,0 g de butano e 12,5 mol de oxigénio, obtendo-se, nas PTN, 100,0 dm 3 de CO 2 Determine o rendimento da reação Apresente todas as etapas de resolução 73 A mistura de gases expelida pelo tubo de escape dos automóveis contém dióxido de carbono e monóxido de carbono, que é um gás muito tóxico Na presença de oxigénio, estabelece-se o seguinte equilíbrio: CO 2 " CO (g) + O 2 (g) K c (500 C) = 4 * 10-6 Suponha que, na mistura expelida pelo tubo de escape de um automóvel, as concentrações de dióxido de carbono e de monóxido de carbono são, respectivamente, 10-4 mol dm -3 e 10-5 mol dm -3 e que temperatura da mistura é de 500 C A concentração média de oxigénio no ar é 10-2 mol dm Represente a molécula de dióxido de carbono em notação de Lewis 732 Selecione a alternativa que completa correctamente a frase: Nas condições referidas (A) o sistema está em equilíbrio químico (B) o sistema está a evoluir no sentido directo (C) o sistema está a evoluir no sentido inverso (D) não podemos prever em que sentido está a evoluir o sistema 733 O dióxido de carbono pode reagir com o hidrogénio de acordo com a equação: CO 2 (g) + H 2 (g) CO (g) + H 2 O (g) a 298 K, DH = 41,4 kj mol -1 Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras (V) e falsas (F) (A) A reação é endoenergética (B) A adição de dióxido de carbono à reação faz aumentar a constante de equilíbrio (C) A adição de vapor de água ao sistema não faz deslocar o equilíbrio (D) A diminuição da pressão faz o sistema reacional evoluir no sentido direto (E) A diminuição do volume do reator faz o sistema evoluir no sentido direto (F) A 500 K, a constante de equilíbrio terá um valor superior que a 298 K (G) Removendo hidrogénio, o equilíbrio mantém-se inalterado (H) Para aumentar o rendimento da reação, pode diminuir-se a temperatura e retirar vapor de água 74 O monóxido de azoto pode também ser expelido pelo tubo de escape Num reator, de capacidade 2 L, colocaram-se 0,04 mol de monóxido de azoto e 0,06 mol de oxigénio, tendo reagido de acordo com a equação: 2 NO (g) + O 2 " 2 NO 2 (g) Atingido o equilíbrio, verificou-se existir 0,0044 mol de NO 2 Determine a constante de equilíbrio à temperatura a que decorreu a reação Apresente todas as etapas de resolução 262

21 8 TRANSFERINDO ELETRÕES Certas reações químicas ocorrem porque um dos reagentes cede eletrões (oxidação) e, simultaneamente, outro (ou outros) recebe(m) esses eletrões (redução) Este tipo de transformação é designado por reação de oxidação-redução ou, mais simplesmente, por reação redox Um dos reagentes é reduzido e o outro é oxidado Um dos exemplos mais comuns de uma reação de oxidação-reação é a corrosão do ferro, a qual origina a formação da ferrugem Geradores eletroquímicos A reação de um ácido com um metal é também, em geral, uma reação redox, na qual o ácido é a espécie reduzida e o metal a oxidada Uma das aplicações deste tipo de reações é a galvanoplastia, na qual se utiliza uma solução aquosa de um sal como, por exemplo, o nitrato de prata (AgNO 3 ) O objeto que se pretende que seja prateado, isto é, revestido a prata, deverá atrair os iões prata (Ag + ) para que estes, ao receberem eletrões, se convertam em prata metálica, revestindo o material A oxidação-redução é também o processo-chave das reações eletroquímicas, isto é, das reações em que há a produção de energia elétrica através de reações químicas A energia fornecida pelas pilhas é obtida por este processo 81 Distinga oxidação de redução 82 Apresente um argumento químico que justifique por que razão é necessário pintar portões e grades de ferro 83 Traduza por uma equação a seguinte frase do texto O objeto que se pretende que seja prateado, isto é, revestido a prata, deverá atrair os iões prata (Ag + ) para que estes, ao receberem eletrões, se convertam em prata metálica, revestindo o material 84 A reação de um ácido com um metal é, também, em geral, uma reação redox Recorrendo ao conceito de número de oxidação, verifique se a reação seguinte é redox H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) " ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) 85 Observe a figura que traduz algumas possíveis reações de oxidação-redução e a série eletroquímica Zn(s) Cu(s) Ag(s) Cu(s) Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Ag + (aq) Poder redutor de metais e série electroquímica I II III IV Au(s) Ag(s) Cu(s) Ni(s) Fe(s) Zn(s) Aumento do poder redutor dos metais 851 Refira, justificando, em que sistemas será de prever a ocorrência de reação 263

22 852 Descreva, nas situações em que ocorreu reação, quais foram os resultados observáveis indiciadores de ocorrência de reação 853 Dos metais zinco (Zn), cobre (Cu) e prata (Ag), indique qual o que apresenta maior poder oxidante 854 Refira os pares conjugados de oxidação-redução relativos às situações em que ocorre reação 855 De acordo com os resultados obtidos experimentalmente, selecione a opção que traduz a sequência correta de ordem crescente de poderes oxidantes dos catiões metálicos (A) Cu 2+ < Zn 2+ < Ag + (B) Zn 2+ < Ag + < Cu 2+ (C) Cu 2+ < Ag + < Zn 2+ (D) Ag + < Cu 2+ < Zn Laboratorialmente verifica-se que uma solução de ácido clorídrico (HCl) reage com o zinco (Zn) mas não reage com a prata (Ag) Explique esta observação laboratorial em termos de oxidação-redução 87 Tendo em conta a série electroquímica, referida em 45, indique o que será de prever quando: 871 se mergulha um prego de ferro numa solução de sulfato de cobre (II); 872 se mergulha um fio de cobre numa solução de sulfato de ferro (II) 88 A química do vanádio é digna de referência devido aos diferentes estados de oxidação que este pode assumir Os estados de oxidação comuns do vanádio são o +2 ( de cor lilás), o +3 (de cor verde), o +4 (de cor azul) e o +5 (amarelo) Os compostos de vanádio (II) são agentes redutores, e os de vanádio (V) agentes oxidantes O vanadato de amónio, NH 4 VO 3, pode ser reduzido através do metal zinco de maneira a obter as diferentes cores do vanádio nos seus diversos estados de oxidação 881 Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta As pilhas de vanádio usam os referidos estados de oxidação, e a conversão dos mesmos é ilustrada pela redução de uma solução fortemente ácida de um composto de vanádio (V) com o pó de zinco Inicialmente a cor que é característica do ião vanadato (VO 4 3- ) é substituída pela cor do [VO(H 2 O) 5 ] 2+, seguida da cor [VO(H 2 O) 6 ] 3+ e da cor do [VO(H 2 O) 6 ] 2+ (A) amarelo azul violeta verde (C) amarelo azul verde violeta (B) amarelo verde azul violeta (D) azul amarelo verde violeta 882 O mais importante composto de vanádio em termos comerciais é o óxido de vanádio (V), o qual é usado como catalisador para a produção de ácido sulfúrico O composto reage com dióxido de enxofre (SO 2 ) de acordo com a equação química: V 2 O SO 2 " V 2 O SO Selecione a única alternativa que traduz como varia o número de oxidação do enxofre, na transformação da espécie SO 2 na espécie SO 3 (A) De +6 para +4 (B) De +2 para +3 (C) De +3 para +2 (D) De +4 para Determine a variação do número de oxidação do vanádio quando a espécie V 2 O 5 se transforma em V 2 O O catalisador é regenerado por meio de reação com o oxigénio do ar de acordo com a equação química: V 2 O 3 + O 2 " V 2 O 5 Comente a seguinte afirmação: O processo de regeneração do catalisador é uma dismutação 264

23 9 REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO As reações de precipitação são frequentes em processos industriais, em medicina e no nosso quotidiano Por exemplo, o fabrico de muitos compostos químicos industriais, como o carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ), envolve reações de precipitação A dissolução em meio ácido do esmalte dentário, essencialmente constituído por hidroxiapatite, [Ca 5 (PO 4 ) 3 ]OH, facilita a cárie O sulfato de bário (BaSO 4 ) é um sal insolúvel e opaco aos raios-x, sendo por isso usado como meio de diagnóstico de problemas no tubo digestivo As estalactites e as estalagmites das grutas, constituídas por carbonato de cálcio (CaCO 3 ), também são formadas por uma reação de precipitação, o mesmo acontecendo com muitos alimentos, como o recheio de certos bombons in Química, Raymond Chang, p 758 (5 ạ Edição) 91 Identifique os iões presentes na hidroxiapatite e a proporção em que se combinam 92 Refira uma aplicação do sulfato de bário 93 A solubilidade de um sal num dado solvente varia com diferentes factores Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras (V) e falsas (F) (A) O produto de solubilidade de um sal pouco solúvel aumenta por adição de solvente (B) O produto de solubilidade de um sal pouco solúvel diminui por adição de um sal solúvel com ião comum ao primeiro (C) A solubilidade de um sal só depende da temperatura (D) A solubilidade de um sal pouco solúvel diminui por adição de um sal solúvel com ião comum ao primeiro (E) A solubilidade de um sal pouco solúvel aumenta por adição de solvente (F) A ordem da solubilidade dos sais, em água, coincide com a ordem dos respectivos produtos de solubilidade, para uma mesma temperatura (G) O hidróxido de cálcio é mais solúvel numa solução de NH 4 Cl do que em água pura, embora o respectivo produto de solubilidade só varie com a temperatura 94 Na tabela está representada a solubilidade em água, a várias temperaturas, de alguns compostos inorgânicos: Substância/Solubilidade q/ C Solubilidade de diferentes sais a diferentes temperaturas AlCl 3 6H 2 O 30,5 31,4 32,1 32,5 32,7 32,9 CuSO 4 5H 2 O 14,3 20,7 28,5 40,0 55,0 75,4 Ba 2H 2 O 31,6 35,7 40,7 46,4 52,4 58,8 941 Justifique a afirmação: Os sais presentes na primeira coluna da tabela anterior são hidratados 942 Utilizando a máquina de calcular gráfica, represente as curvas de solubilidade destes compostos 265

24 943 Comente as seguintes informações 9431 À temperatura de 40,0 C, a solução que contém 28,5 g de CuSO 4 5H 2 O em 100,0 g de água está saturada 9432 À temperatura de 60,0 C, a solução que contém 25,0 g de AlCl 3 6H 2 O em 100,0 g de água está saturada 9433 À temperatura de 80,0 C, a solução que contém 55,0 g de Ba 2H 2 O em 100,0 g de água está saturada 944 Indique, justificando, qual destes sais é mais solúvel à temperatura de 100,0 C 945 Justifique, a afirmação seguinte: O valor máximo da massa de Ba 2H 2 O que se pode dissolver em 60,0 g de solvente, a 65 C, é 28,2 g Apresente todas as etapas de resolução 95 A uma solução aquosa 0,10 mol dm -3 em cloreto de bário (Ba ) e 0,10 mol dm -3 em cloreto de estrôncio (Sr ), adicionou-se solução aquosa de cromato de potássio (K 2 CrO 4 ) K s (BaCrO 4 ) = 1,2 * (a 25 C) e K s (SrCrO 4 ) = 3,5 * 10-5 (a 25 C) 951 Preveja o que se observa como resultado da adição 952 Determine qual o ião que precipita primeiro Apresente todas as etapas de resolução 953 Determine a concentração do ião que precipita primeiro, quando o segundo começa a precipitar Apresente todas as etapas de resolução 96 Comente a seguinte afirmação: O cromato de bário tem uma constante de produto de solubilidade cerca de 90 vezes maior que a do cromato de prata a 25 C No entanto, o cromato de prata é cerca de seis vezes mais solúvel em água que o cromato de bário, à mesma temperatura K s (Ag 2 CrO 4 ) = 1,3 * (a 25 C) e K s (BaCrO 4 ) = 1,2 * (a 25 C) 97 Considere a adição de 40,0 cm 3 de uma solução aquosa de 0,020 mol dm -3 de nitrato de alumínio [Al(NO 3 ) 3 ] a 60,0 cm 3 de uma solução 0,050 mol dm -3 de hidróxido de sódio, a 25 C K s [Al(OH) 3 ] = 3,0 * (a 25 C) 971 Preveja, apresentando todas as etapas de resolução, se ocorre formação de precipitado 972 Faça uma previsão fundamentada sobre o caráter químico da solução final obtida 98 A 25 C, misturaram-se 50,0 cm 3 de solução aquosa de hidróxido de bário 1,00 mol dm -3 com 86,4 cm 3 de solução aquosa de sulfato de sódio K s (BaSO 4 ) = 1,1 * (a 25 C) 981 Indique a fórmula química dos solutos de cada uma das soluções 982 Escreva a equação química da reação que tem lugar quando se misturam as duas soluções 983 Determine, apresentando todas as etapas de resolução, as quantidades de catião bário (Ba 2+ 2 ) e anião sulfato (SO 4 ) na mistura obtida 984 Determine a massa de precipitado formada 985 Apresente uma justificação para o facto de, a resultante da junção das duas soluções, se ter chamado mistura e não solução 266