Química B Extensivo V. 2

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1 Química B Extensivo V. 2 Exercícios Sistema Componentes Fases Classificação Água + gelo 1 2 Heterogêneo Água + 3 cubos de gelo 1 2 Heterogêneo Açúcar + sal 2 2 Heterogêneo Areia + enxofre + sal 3 3 Heterogêneo Granito 3 3 Heterogêneo Água + gasolina 2 2 Heterogêneo Água do mar (filtrada) vários 1 Homogêneo Ar (filtrado) vários 1 Homogêneo Ar e poeira vários 2 Heterogêneo Água + açúcar + sal (dissolvidos) 3 1 Homogêneo Água destilada 1 1 Homogêneo 01) Homogêneos: g, h, j, k Heterogêneos: a, b, c, d, e, f, i 02) a) 2 b) 2 c) 2 d) 3 e) 3 f) 2 g) 1 h) 1 i) 2 j) 1 k) 1 03) a) 1 b) 1 e) 3 j) 3 k) 1 04) D Quando a quantidade de água é grande em relação aos solutos sal e açúcar, estes tendem a ficar totalmente dissolvidos, formando uma única fase juntamente com a água. Já a areia não se dissolve em água em qualquer proporção, formando a segunda fase. Forma-se um sistema heterogêneo bifásico, sendo: Fase 1: água, sal e açúcar; Fase 2: areia. 05) E Levando-se em conta primeiramente as densidades dos líquidos, pode-se determinar a ordem que estes ocuparão em um mesmo recipiente, ficando no fundo 06) B 07) D o mais denso e na parte superior o menos denso: Hexano e tetracloreto de carbono são insolúveis em água, porém são miscíveis entre si. Se hexano e tetracloreto forem adicionados em sequência, irão se misturar e formar uma única fase, constituindo a água uma segunda fase (sistema bifásico Caso sejam colocados em sequência e cuidadosamente tetracloreto, água e hexano, nessa ordem, poderá ser formado um sistema trifásico no qual a água separa os outros dois líquidos. I. Nitrogênio e oxigênio. Sistema homogêneo monofásico (ambos são gasosos II. Etanol hidratado. Sistema homogêneo monofásico (água e etanol (álcool) formam um sistema homogêneo em qualquer proporção III. Água e mercúrio. Sistema heterogêneo bifásico (água e mercúrio não se misturam Substâncias simples: formadas por um único elemento químico (N 2 e O 2 Substâncias compostas: formadas por mais de um elemento (H 2 O, C 2 H 6 O (etanol) a) Certa. o item I refere-se à água como substância composta de hidrogênio e oxigênio sem falar em proporção, enquanto que no item V a água é tratada Química B 1

2 08) A como molécula pois mencionam-se os índices de molecularidade: 2 hidrogênios para 1 oxigênio (H 2 O b) Certa. o item II aborda o hidrogênio como substância, pois não menciona seus átomos. c) Certa. em IV o hidrogênio é uma substância que reage com outra e em V são átomos de H que formam a substância água. d) Errada. em III o oxigênio é tratado como elemento químico que compõe o ozônio, e em IV menciona- -se o gás oxigênio (substância química O 2 e) Certa. o átomo de oxigênio compõe a substância composta água. (3) Fluoreto de sódio. NaF (molécula formada por mais de um elemento químico (2) Gás oxigênio. O 2 (molécula formada por um único elemento químico (4) Água do mar filtrada. Vários componentes formando uma única fase. (5) Limonada com gelo. Vários componentes formando mais de uma fase. 09) D Os três primeiros itens, temperatura de ebulição constante, moléculas idênticas entre si e composição química constante, confirmam que a substância é pura. Já o último item, que afirma que a substância é formada por dois elementos químicos distintos, confirma que a substância pura é do tipo composta. 10) B 11) A a) Errada. AgNO 3, substância pura composta. b) Certa. mistura de vários gases como O 2, N 2, CO 2, etc. c) Errada. C 6 H 12 O 6, substância pura composta. d) Errada. I, substância pura simples. e) Errada. NaCl, substância pura composta. a) Certa. b) Errada. Amônia é substância composta (NH 3 c) Errada. Granito é mistura, composta por 3 minerais. d) Errada. água, amônia e metano são substâncias compostas (H 2 O, NH 3, CH 4 e) Errada. gás carbônico é substância composta (CO 2 12) D Considerando que o sal de cozinha não estará totalmente dissolvido, pois sua quantidade está acima do ponto de saturação da água, teremos uma mistura de 7 fases (não esquecer que o granito acrescenta 3 fases devido a sua composição formada por 3 minerais Fases: água, gelo, óleo, sal, mica, quartzo, feldspato. 13) C Para que se observe a conservação de massa, o mesmo tipo e número de átomos deve constar entre os reagentes e ao final da reação nos produtos. 14) D Granito: mistura heterogênea (formado por 3 minerais Refresco de groselha: mistura homogênea (uma fase Água mineral fluoretada: mistura homogênea (uma fase Sangue ao microscópio: mistura heterogênea com a fase líquida e fases sólidas formadas pelos elementos celulares (eritrócitos, leucócitos e plaquetas 15) B Soluções são as misturas homogêneas que ocorrerão nos sistemas I, II e IV. OBS.: Água e sal de cozinha resultarão em sistema homogêneo se a quantidade de sal dissolvida estiver abaixo do coeficiente de solubilidade do sal em água. No sistema IV tem-se uma mistura de gases que será sempre homogênea. 16) a) A: Resfriamento do gás. B: Condensação (passagem de gasoso para líquido por diminuição de temperatura C: Resfriamento do líquido. D: Solidificação (passagem de líquido para sólido E: Resfriamento do sólido. b) Repare que a escala de temperatura está em Kelvin. A substância a 25 C, ou 298 K, estará no estado físico líquido pois a passagem de sólido para líquido ocorre a aproximadamente 290 K. 17) a) Oxigênio: O 2, Água: H 2 O b) Confundiu a substância simples O 2 que se encontra dissolvida na água, com o elemento químico oxigênio que faz parte da molécula de água. 18) B Bronze: liga metálica composta por cobre e estanho, considerada uma mistura homogênea de metais. Gelo seco: é o dióxido de carbono (CO 2 ) no estado sólido, uma substância composta. Diamante: é substância simples formada pelo elemento carbono. 19) A I e II. Certas. A massa específica, ou densidade absoluta, define-se como o quociente entre a massa e o volume de um corpo. O que caracteriza um sistema como monofásico, e consequentemente homogêneo, é o fato de ter as mesmas propriedades químicas em toda a extensão do corpo (ou da mistura, se for o caso A densidade é um valor único em toda a extensão portanto tem-se um sistema homogêneo e monofásico. 2 Química B

3 III. Errada. não se pode a partir dessa informação definir se é solução ou substância simples. IV. Errada. não se pode a partir dessa informação definir se é solução ou substância simples. V. Errada. não se pode a partir dessa informação diferenciar substância simples de substância composta. 20) E Água destilada é água obtida por meio da destilação (condensação do vapor de água obtido pela ebulição ou pela evaporação) de água não pura (que contém outras substâncias dissolvidas Essa água contém apenas H 2 O. Água potável é uma solução formada por H 2 O e outras substâncias dissolvidas, estando em condições para o consumo. 21) B 22) E I. Certa. A água destilada não conduz corrente elétrica e a água potável conduz. II. Certa. A densidade da água destilada é aproximadamente 1 g/ml; enquanto que água potável pode ter densidade variável dependendo dos sais dissolvido. III. Certa. O ponto de ebulição da água destilada é de 100 C nas condições padrões, enquanto que a água potável deve ter ponto de ebulição um pouco superior, por ter sais dissolvidos. I. Errada. O sistema água e etanol é homogêneo, pois ambas as substâncias são polares, independentemente de serem inorgânicas ou orgânicas. II. Errada. água e óleo formam sistema heterogêneo pois água é polar e óleo é apolar (não se misturam III. Errada. quando o sal de cozinha estiver em quantidade acima do limite de solubilidade da água, a mistura será heterogênea. IV. Errada. o açúcar não sofre ionização, motivo pelo qual solução de água e açúcar não conduz corrente elétrica. V. Errada. o número de fases é determinado pelo número de substâncias no sistema que não se misturam, e não pelo número de elementos. I. Quando os componentes podem ser separados por métodos físicos, é porque não estão misturados de forma homogênea, ou seja, a mistura é heterogênea. II. Outro indício de mistura heterogênea, na qual os componentes não se misturam. III. Variação de temperatura durante mudança de estado físico caracteriza mistura. 23) D A água mineral é uma mistura homogênea, na qual as substâncias dissolvidas estão em quantidade muito pequena em relação à quantidade de solvente (água 24) C * Quando se analisa sal de cozinha em água, é correto que se tenha o coeficiente de solubilidade em determinada temperatura. A 25 C, por exemplo, 100 g de água dissolvem até 36 g de sal de cozinha (considerando apenas cloreto de sódio No caso da atividade usa-se dedução. Sistema I. 3 fases: água e sal, óleo e areia. Sistema II. 1 fase: mistura de gases é sempre homogênea. 25) A Durante a ebulição de substância pura, a temperatura fica constante, enquanto que durante o aquecimento de uma mistura, a temperatura varia. Quanto mais soluto houver na mistura, ou seja, quanto mais concentrada a solução, maior será a variação de temperatura durante a ebulição. 26) V F V F F (V) Durante a fusão e a ebulição a temperatura permanece constante. (F) Os pontos B e D correspondem ao final da fusão e da ebulição respectivamente. (V) A temperatura mantém-se constante. (F) E corresponde ao ponto de fusão e A corresponde ao tempo em que se inicia a fusão. (F) F corresponde à temperatura de ebulição e C ao tempo de início da ebulição. 27) A Aço: mistura sólida (liga metálica) de composição variável, normalmente composta de ferro e carbono. Gás ozônio: substância simples formada por oxigênio (O 3 Gás carbônico: substância composta (CO 2 28) Discursiva. Sugestão de resposta: a) Gás oxigênio: uso medicinal, diversos usos na indústria e como comburente. b) Gás ozônio: uso medicinal como agente anti- -infeccioso e na proteção do planeta contra os raios solares (camada de ozônio c) Grafite: várias aplicações industriais, embora a mais conhecida seja na forma de mina do lápis. d) Diamante: utilizado como broca para perfuração, ferramentas de corte, bisturis, termômetros de precisão (nada transmite o calor mais rapidamente que o diamante)e também na forma de joias. e) Fósforo vermelho: é usado na fabricação de fósforos de segurança, artefatos pirotécnicos, bombas incendiárias e de fumaça. f) Fósforo branco: fabricação de fogos de artifício, bombas de fumaça. É usado ainda em armas militares, porém esse uso tende a ser banido devido aos sérios danos causados pela substância. Química B 3

4 29) D Granito: mistura heterogênea (formado por 3 minerais Refresco de groselha: mistura homogênea (uma fase Água mineral fluoretada: mistura homogênea (uma fase Sangue ao microscópio: mistura heterogênea com a fase líquida e fases sólidas formadas pelos elementos celulares (eritrócitos, leucócitos e plaquetas 30) A a) Certa. A fusão ocorre a 279 K. Abaixo dessa temperatura a substância será sólida. b) Errada. A 300 K a substância é líquida. c) Errada. Entre 5 e 10 minutos, coexistem os estados físicos sólido e líquido. d) Errada. Entre 10 e 15 minutos a substância está no estado líquido. e) Errada. A 450 K a substância é líquida. Somente será gasosa acima de 483 K (ponto de ebulição 31) Uma substância estará no estado sólido quando a temperatura do ambiente for menor que seu ponto de fusão. Se a temperatura do ambiente estiver entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, a substância estará no estado líquido. Caso a temperatura do ambiente seja maior que o ponto de ebulição, a substância estará no estado gasoso. 32) E Substância 25 C 5 C 35 C A Gasoso Gasoso Gasoso B Líquido Líquido Gasoso C Líquido Sólido Líquido D Gasoso Líquido Gasoso E Sólido Sólido Sólido a) Errada. o diagrama representa o aquecimento de um mistura, pois durante a ebulição a temperatura varia. b) Errada. no tempo zero a substância é sólida, pois ainda não ocorreu a fusão. c) Errada. 210 C representa o fim da ebulição. d) Errada. mudanças de estado de agregação são processos físicos. e) Certa. 33) 08 O gás carbônico é formado por dois elementos químicos, logo é uma substância composta (composto) binária. 34) A I e II) Certas. A massa específica, ou densidade absoluta, define- -se como o quociente entre a massa e o volume de um corpo. O que caracteriza um sistema como monofásico, e consequentemente homogêneo, é o fato de ter as mesmas propriedades químicas em toda a extensão do corpo (ou da mistura, se for o caso A densidade é um valor único em toda a extensão, portanto tem-se um sistema homogêneo e monofásico. III. Errada. Não se pode a partir dessa informação definir se é solução ou substância simples. IV. Errada. Não se pode a partir dessa informação definir se é solução ou substância simples. V. Errada. Não se pode a partir dessa informação diferenciar substância simples de substância composta. 35) A Se o densímetro estava mais afundado na solução, esta estava menos densa do que deveria. Para corrigir isso, deve-se aumentar a densidade da solução, o que pode ser feito acrescentando um pouco mais de sal. 36) 1) d o cobre pode ser separado do ferro com o uso de um imã, pois não é magnético. Quando um componente da mistura é magnético e o outro não, pode-se usar a separação magnética. 2) e quando o tamanho dos grãos que compõem a mistura é diferente o suficiente para que um componente passe pela peneira e o outro não, pode-se usar peneiração. 3) a a separação do feijão do arroz, pode ser feita de forma manual chamada de catação. 4) b quando um componente da mistura derrete pelo aquecimento e o outro não, pode-se separá-los com auxílio de uma filtração. O processo é chamado fusão fracionada. 5) c o minério ao adsorver o óleo que tem baixa densidade irá flutuar e pode ser separado (flotação 37) 1) c na levigação, a água arrasta a fase mais leve da mistura (no caso a areia), deixando a outra fase (ouro 2) e na flotação um dos componentes é menos denso que a água (serragem), flutuando, e o outro é mais denso (enxofre), ficando no fundo do recipiente. A decantação seguida de evaporação do solvente complementa o processo. 3) a ao colocar o solvente, ambos os componentes se dissolvem, porém, ao evaporar o solvente aos poucos, um dos componentes logo precipita voltando ao estado sólido. Esse processo caracteriza a cristalização fracionada. 4) b na dissolução fracionada, o solvente é adicionado aos poucos, dissolvendo um dos componentes, enquanto que o outro permanece insolúvel. Uma filtração complementa o processo. 5) d na ventilação, a casca é separada dos grãos de arroz pela passagem de ar. 38) D Primeiramente a água extrai do café grande parte das 4 Química B

5 39) B substâncias que o compõem. Como parte do café permanece insolúvel, utiliza-se a filtração para que a parte sólida fique retida no filtro e se obtenha uma solução mais homogênea. água de alimentação antracito areia pedrisco fino pedrisco médio brita média brita grossa dreno inferior distribuição de água água filtrada Exemplo de filtração para o tratamento da água. O filtro retém as impurezas não dissolvidas na água. 40) A Com a evaporação da água, o sal que antes estava dissolvido permanece na fase sólida. Exemplo de salina. 41) a) A mistura I. O resíduo era de areia. Na filtração, todos os componentes dissolvidos passam pelo filtro juntamente com a água. Como os sistemas II e III eram homogêneos, nada ficava retido no filtro, ao contrário do sistema I, que era heterogêneo. b) Na mistura III. O resíduo era cloreto de sódio. Durante a filtração, o cloreto de sódio atravessa o filtro, pois está dissolvido na água. Todavia, ao aquecer a mistura, a água é evaporada e o sal aparece na forma sólida. 42) D A imagem mostra um destilador utilizado na destilação simples, processo que envolve a evaporação e subsequente condensação de um dos componentes da mistura. 43) B O querosene é extraído do petróleo, grande mistura de hidrocarbonetos, e o oxigênio é separado do ar atmosférico. Nessas misturas, os pontos de ebulição são muito próximos e por isso é necessário um processo mais complexo de separação que é a destilação fracionada. A destilação fracionada é empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é menor do que 80 o C. Um aparelho mais sofisticado e um pouco mais de tempo são necessários. A principal diferença no aparelho de destilação fracionada é a presença de uma coluna de fracionamento. O objetivo dessa coluna é criar várias regiões de equilíbrio líquido-vapor, enriquecendo a fração do componente mais volátil da mistura na fase de vapor. 44) Errada. O sistema A mostra uma titulação que é utilizada para a determinação da concentração de soluções, ou quantificação de solutos presentes. 02. Certa. no sistema B está representada uma filtração que pode separar sólido de líquido. 04. Errada. O sistema C possui um funil de separação e um copo de Béquer. 08. Certa. Através da titulometria. 16. Errada. O funil de separação é útil para separar misturas heterogêneas líquido-líquido. 32. Certa. 45) C Pela medida provisória apresentada, a gasolina pode conter até 24% de álcool anidro. 50 ml de gasolina x 24% = 12 ml Em 50 ml de gasolina pode haver no máximo 12 ml de álcool. Ao misturar as fases, os 12 ml de álcool passarão para a fase aquosa, misturando-se aos 50 ml de água adicionados originalmente, formando um total de 62 ml da mistura água e álcool. Química B 5

6 49) B 2H 2 + O 2 2H 2 O ou como na representação: 8H 2 + 4O 2 8H 2 O O álcool é mais solúvel na água e passa da gasolina para a fase aquosa. Isso ocorre porque água é polar e gasolina é apolar. No álcool etílico (etanol) prevalece o caráter polar. 46) Nitrogênio, argônio, oxigênio, respectivamente. 47) E 48) E Quanto menor o ponto de ebulição, mais facilmente se evapora um líquido. Para o processo de separação, primeiramente os 3 gases são liquefeitos por aumento de pressão. Em seguida, evapora primeiro o que tem menor ponto de ebulição (nitrogênio com -196 C), em seguida o argônio (-186 C) e por fim o de ponto de ebulição mais alto (oxigênio com -183 C (4) Sublimação. Passagem de sólido diretamente para gasoso (ocorre com a naftalina (1) Diluição. Quando se acrescenta solvente a uma solução concentrada, a fim de torná-la mais diluída (menos concentrada (5) Filtração. Uso de um filtro para separar a nata (parte sólida) do leite (parte líquida (3) Extração. O solvente é colocado com a canela e substâncias passam para o solvente (são extraídas), formando o chá. (2) Dissolução. O açúcar é acrescentado ao leite e se dissolve. a) Errada. A operação I separou um líquido de um sólido, então, pode ser uma simples filtração. b) Errada. A operação II é uma destilação simples, pois separou uma mistura que era homogênea (o líquido colorido c) Errada. O líquido Y dá origem após a operação II a um sólido colorido e um líquido incolor, logo, é uma mistura. d) Errada. No enunciado, é informado que ao se destilar o líquido incolor W, ocorre variação de temperatura, logo, é ainda uma mistura. e) Certa. Componentes mínimos: sólido branco (S), sólido colorido (Z), solvente líquido, outra substância misturada com W. 50) B Questão apresentada: 6H 2 + 4O 2? Proporção normal: 2H 2 + O 2 2H 2 O Reação que ocorre: 6H 2 + 3O 2 6H 2 O + 1O 2 Reagente em excesso * O excesso de reagente não reage. 51) A I. Certa. Como o gelo está no fundo, imagina-se que o líquido seja álcool com densidade menor que a do gelo. Ao derreter, o gelo vira água com densidade superior e que ao se misturar com o álcool pode aumentar a densidade da mistura água/álcool, fazendo o gelo flutuar. II. Errada. Como o gelo flutua, imagina-se que o líquido seja água pura. Ao derreter, o gelo aumentará a quantidade de água, sem alterar a densidade desta, e permanecerá flutuando. III. Errada. Como no sistema II o componente líquido é água, a adição de mais água não causa alteração, pois não modifica a densidade do líquido. IV. Certa. Ao adicionar álcool, a densidade do líquido (água) pode diminuir e ficar próxima à do gelo, fazendo com que o gelo fique a meia altura no líquido. 52) I. Filtração. O processo separa de maneira simples o resíduo sólido (que fica no filtro) da mistura líquida do caldo de cana. II. Evaporação. Com a evaporação, o açúcar precipita e o percentual de água na mistura diminui de 85% para 40%. III. Destilação fracionada. Com esse processo, pode- -se separar o álcool do vinhoto que é um resíduo pastoso e poluente, que pode, porém, ser aproveitado como fertilizante. 53) D I. Certa. No exemplo do ácido sulfúrico, não havia a presença de hidrogênio. Além disso, a maioria das fórmulas não previa as quantidades de átomos de cada molécula da maneira como hoje conhecemos. II. Certa. O que era chamado de ácido carbônico, por exemplo, hoje conhecemos como dióxido de carbono, ou simplesmente gás carbônico. III. Errada. O ácido nítrico contém hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, e não enxofre. 6 Química B

7 54) Certa. No esquema a representação inclui: 4X + 6Y 2 4XY + 4Y 2 Descontando-se o excesso (4Y 2 ), tem-se: 4X + 2Y 2 4XY Simplificando: 2X + Y 2 2XY 02. Certa. Basta observar que o resultado de cada reação não é puro, mas uma mistura. 04. Errada. No esquema a representação inclui: 4XY + 4Y 2 + 2Y 2 Descontando-se o excesso (2Y 2 ), tem-se: 4XY + 2Y 2 Simplificando: 2XY + Y 2 2XY Certa. No esquema a representação inclui: 4X + 6Y 2 + 2Y 2 Descontando-se o excesso (2Y 2 ), tem-se: 4X + 4Y 2 Simplificando: X + Y 2 XY Certa. Basta comparar as quantidades de átomos nos reagentes e produtos. 32. Errada. Reação II: 4XY + 4Y 2 + 2Y 2 8 moléculas 6 moléculas Química B 7