Química B Semiextensivo V. 1

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1 Química B Semiextensivo V. 1 Exercícios 01) A 02) C 03) A 04) E d = m v Densidade e massa são diretamente proporcionais, ou seja, quanto maior a massa da substância, maior será sua densidade. Já o volume funciona de maneira inversa. Quando substâncias são colocadas em um mesmo sistema, a mais densa "afunda" e a menos densa "flutua". Assim, em relação à água, de densidade 1g/mL, flutuariam as substâncias de densidade menor água: gasolina (0,80) e óleo comestível (0,90). d = m v Densidade e volume são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior o volume ocupado pela substância, menor sua densidade. Assim, o aquecimento do balão causa o aumento do volume ocupado pelo gás, com diminuição de sua densidade. Densidade do mercúrio 05) 28 O volume ocupado pela areia sem ar deve ser calculado pelo aumento do volume na água: Água: 25 ml Água + areia: 39 ml Volume ocupado pela areia: = 14 ml Volume inicial de areia: 25 ml (areia + ar) Volume do ar: 25 ml 14 ml (areia pura) = 11 ml Densidade da areia: d = m v d = 40, 6 g = 2,9 g/ml 14 ml Soma final: ,9 = 27,9 28 (número inteiro mais próximo) 06) 750 g/l d = m v d = 30 g d = 750 g/l 004, L * 40 cm 3 = 40 ml 1000 = 0,04 L Por dedução: 30 g 0,04 L x g 1 L x = 30 g = 750 g/l 004, L d = m v d = 1370 g d = 137 g/ml 100 ml Densidade do cubo A: d = 14 g d = 7 g/ml 2 ml 07) 40 cm 3 d = m v 1,2 g/cm3 = 48 g Vcm V = 48 12, Por dedução: V = 40 cm 3 3 V. 1,2 = 48 Densidade do cubo B: d = 20 g = 10 g/ml 2 ml Os dois cubos são menos densos que o mercúrio e, assim, flutuarão. 08) A 1,2 g 1 cm 3 48 g x x = 48 12, Barra de Cu: 89,2 g Barra de Zn: 15,71 g V = 40 cm 3 Química B 1

2 17,2 cm 3 15 cm 3 5 cm 3 Cu Zn Cu água pura água + Cu + Zn água + Cu Volume de Cu: 15 cm 3 5 cm 3 = 10 cm3 (volume de água) Densidade do Cu: d = m v d = 89, 2 g 3 10 cm d = 8,92 g/cm 3 Volume de Zn: 17,2 cm 3 10 cm 3 (volume de Cu) 5 cm 3 = = 2,2 cm3 (volume de água) Densidade do Zn: d = m v Densidade do latão: d = 15, 71g 3 22, cm d = 7,14 g/cm 3 Soma das massas de Cu e Zn: 89,2 + 15,71 = 104,91 g Soma dos volumes de Cu e Zn: ,2 = 12,2 cm 3 d = m v d = 104, 91g 3 12, 2 cm d = 8,6 g/cm 3 09) E % de Zn: 104,91 100% 15,71 x% x = 1571 x = 14,97 15% de Zn 104, 91 Para o cálculo da densidade da mistura, utiliza-se a média ponderada: d = d = d = d = 808 g/l Valores maiores que 808 g/l representam uma mistura com mais de 4% de água, o que é ilegal. O valor de 805 g/l representa menos que 4% de água e mais de 96% de álcool, ou seja, o combustível é mais puro. Isso pode ocorrer. O que não pode é o combustível ter mais água que o estipulado. 2 Química B

3 10) A diferença nos volumes ocorre pois o álcool, por ter maior afinidade com a água, passa da gasolina para a fase aquosa da mistura. Assim, calcula-se o volume de álcool: 11) C 12) C 30 ml 23,7 ml = 6,3 ml gasolina gasolina + pura álcool % de álcool: 30 ml 100% 6,3 ml x% x = x = 21%, dentro da margem permitida (18 24%) O sistema apresenta duas fases: gasolina (apolar) e água + álcool (polar). A fusão descreve a mudança de estado físico, com a substância passando do estado sólido para o líquido. Uma substância estará no estado físico sólido quando a temperatura em que estiver for menor que seu ponto de fusão (sólido para líquido). Será líquida quando estiver em temperatura maior que o ponto de fusão e menor que o ponto de ebulição, e será gasosa quando estiver em temperatura maior que seu ponto de ebulição. sólido ponto de fusão líquido ponto de ebulição gasoso 13) E Para 28 C: Etanol: 28 C é maior que 117 C e menor que 78 C líquido; Clorofórmio: 28 C é maior que 63 C e menor que 61 C líquido; Iodo: 28 C é menor que 113,5 C e 184 C sólido; Éter etílico: 28 C é maior que 116 C e menor que 34 C líquido. I. 45 C é maior que 63,5 C (P.F.) e menor que 61,7 C (P.E.) líquido; II. 45 C é maior que 34,5 C (P.E.) gasoso; III. 45 C é menor que 54 C (P.F.) sólido; IV. 45 C é maior que 43 C (P.F.) e menor que 181,8 C (P.E.) líquido. a) Errada. I e IV são líquidas na temperatura apresentada. b) Errada. Estão nos estados líquido, gasoso, sólido e líquido. c) Errada. Estão nos estados gasoso e sólido. d) Errada. Estão nos estados líquido, gasoso, sólido e líquido. e) Certa. 14) D 15) A 16) A 17) C 18) C Durante a ebulição, para a água (substância pura), a temperatura permanece constante, enquanto que para a água salgada (mistura) a temperatura varia. O gráfico mais apropriado para demonstrar isso é o da alternativa D, pois a ebulição da água salgada ocorre em temperatura superior à da água pura. Isso ocorre pois as partículas de sal dissolvidas seguram moléculas de água, dificultando sua ebulição (propriedade coligativa conhecida como ebulioscopia). Durante a ebulição, para substâncias puras, a temperatura permanece constante, enquanto que para soluções (misturas homogêneas) a temperatura varia. a) Certa. Na temperatura de 8 C observa-se pelo gráfico II que ocorre a mudança de estado físico de líquido para sólido. Assim, nessa temperatura a substância está nos dois estados físicos (em mudança). b) Errada. Trata-se de substância pura pois a ebulição e a solidificação ocorrem sem variação de temperatura. c) Errada. O ponto de ebulição é de 60 C. d) Errada. A 0 C a substância encontra-se no estado sólido. e) Errada. Alterações de pressão alteram o ponto de ebulição. I. Errada. No trecho A-B está ocorrendo aquecimento sem mudança de estado físico. A substância encontra-se no estado sólido. II. Errada. A partir de C tem-se substância no estado líquido. O estado gasoso ocorre a partir de D. III. Certa. A fusão (entre B e C) ocorre com variação de temperatura. Como a ebulição ocorre com temperatura fixa, tem-se uma mistura azeotrópica. Temperatura de fusão: 60 C Temperatura de ebulição: 60 C Estado físico em A: sólido Estado físico em D: líquido e gasoso (mudança de estado ponto de ebulição). Química B 3

4 19) B 20) B 21) A 22) C 23) A a) Errada. A mudança ocorreu a 98 C. b) Certa. A substância é pura. c) Errada. A 98 C coexistem os estados líquido e gasoso. d) Errada. O experimento foi realizado em altitude, pois a ebulição ocorreu em temperatura menor que 100 C. a) Certa. Vaporização é o nome que se dá para a mudança do estado líquido para o gasoso. b) Errada. A água pode evaporar em temperaturas diferentes, quando se varia a pressão. c) Certa. Vaporização é a passagem do líquido para o gasoso. Ebulição é um tipo de vaporização com aquecimento artificial. d) Certa. A calefação é a passagem do líquido para o gasoso (vaporização) de forma praticamente instantânea. e) Certa. A vaporização ocorre com absorção de energia (processo endotérmico). I. Certa. Fusão, vaporização e sublimação são processos endotérmicos (ocorrem com absorção de calor), enquanto que solidificação, condensação e ressublimação são processos exotérmicos (ocorrem com liberação de calor). II. Certa. A evaporação das águas da superfície forma o vapor d'água, que em altitude formará as nuvens. III. Errada. A passagem do estado líquido para o gasoso (ebulição) ocorre com absorção de calor, ou seja, aquecimento. Além disso, a fervura a 100 C não garante a eliminação de todas as bactérias. IV. Errada. O fenômeno (passagem do sólido para o gasoso) chama-se sublimação. Na secagem da roupa ocorre um tipo de vaporização conhecido como evaporação. Nesse processo, as moléculas de água aquecidas passam do estado líquido para o estado de vapor, saindo da superfície do tecido. I. Passagem direta do estado sólido para o gasoso sublimação; II. Passagem do estado líquido para o sólido solidificação; III. Passagem do estado líquido para o vapor com aquecimento forçado ebulição; IV. Passagem do estado sólido para o líquido fusão. 24) E 25) B 26) A a) Errada. A evaporação da água trará como consequência a diminuição do volume dos rios e mares. b) Errada. Conceito de água mineral segundo o Serviço Geológico do Brasil: São águas de origem subterrânea que fazem parte de um contexto hidrogeológico dinâmico, possuindo ainda composição química e características físicas e físico-químicas bem definidas, bem como pureza microbiológica, considerando as flutuações naturais. Assim, as águas de superfície não são consideradas como água mineral. c) Errada. A formação das nuvens envolve processo de evaporação, com mudança de estado físico da matéria, sem alteração da sua composição química fenômeno físico. d) Errada. Ao atingir o ponto de ebulição, as ligações intermoleculares são rompidas e a molécula passa do estado líquido para o estado de vapor. Sua constituição continua a mesma H 2 O, ou seja, não ocorre decomposição (que seria a transformação em seus constituintes básicos H 2 e O 2 ). e) Certa. Quando as moléculas em forma de vapor passam para o estado líquido por resfriamento, forma-se a chuva. a) Errada. As transformações são físicas com mudança de estado físico apenas. b) Certa. A passagem de sólido para vapor diretamente se chama sublimação. c) Errada. A eliminação de água não altera as características químicas do alimento. d) Errada. Os alimentos desidratados podem ser reconstituídos com a reintrodução de água. A intenção do processo é que não ocorra alterações nas características do alimento, quando reidratado; e) Errada. Variações na pressão modificam os pontos de fusão e ebulição. a) Certa. A ferrugem é uma reação química em que o ferro reage com o oxigênio do ar dando origem a um óxido (formação de novas substâncias). b) Errada. A passagem de estado físico caracteriza fenômeno físico (sem formação de novas substâncias). c) Errada. A lata amassada não caracteriza processo químico, e sim físico. d) Errada. A transformação da água em gelo, solidificação, é um fenômeno físico. 4 Química B

5 27) A 28) E 29) C 30) D 31) C A secagem da roupa envolve passagem da água do estado líquido para o de vapor transformação física (que não envolve formação de novas substâncias). Nas demais alternativas, ocorre reação química, com formação de novas substâncias, o que caracteriza fenômeno químico. O ponto de ebulição é a temperatura na qual ocorre a mudança de estado físico, com passagem do estado líquido para o vapor. Com a mudança, as ligações intermoleculares são rompidas, mas não as ligações intramoleculares. Assim, sem a formação de novas substâncias, é caracterizado como um fenômeno físico. 1. Errada. Um pedaço de isopor flutuando é um fenômeno físico (sem alteração da matéria). 2. Certa. O açúcar ao caramelar sofre reação química com formação de novas substâncias. 3. Certa. A liberação de gás é um sinal claro de reação química entre o ferro e o ácido. 4. Errada. A dissolução do sal não caracteriza reação química, apenas a separação dos íons por efeito da dissolução em água. 5. Errada. A atração do prego pelo imã é um processo físico, sem alteração na matéria. 1. Acertou. O desbotamento da fotografia caracteriza reação química. 2. Acertou. Ocorre reação entre a água sanitária e a tintura da jaqueta fenômeno químico. 3. Errou. O acendimento do filamento deve-se à passagem da corrente elétrica na resistência e caracteriza fenômeno físico. 4. Acertou. Caracteriza reação com o ar fenômeno químico. 5. Errou. A evaporação da água do mar é fenômeno físico. 6. Errou. É um processo físico de sublimação. a) Errada. O ciclo do carbono também envolve fenômeno químico. b) Errada. Apenas o ciclo da água envolve fenômeno físico. c) Certa. d) Errada. O ciclo da água não envolve fenômeno químico. e) Errada. Envolvem apenas fenômenos químicos. 32) B 33) C 34) B 35) D 36) A 1. Queima da gasolina fenômeno químico com formação de novas substância. 2. Lataria amassada fenômeno físico. 3. Lataria enferrujada a formação da ferrugem é fenômeno químico com reação química de oxidação. 4. Água fervendo fenômeno físico mudança do estado físico, líquido para vapor. A formação do orvalho é um processo físico conhecido como condensação, em que o vapor d'água sofre resfriamento e passa para o estado líquido na superfície terrestre. 1. Químico o crescimento de pelos e unhas é fenômeno químico pois envolve a formação da queratina através de reação química. 2. Físico a passagem de moléculas não implica reação química. 3. Químico a digestão envolve uma série de reações químicas, com formação de novas substâncias. 4. Químico formam-se novas substâncias. 5. Físico na emulsificação tem-se uma ação semelhante à de um detergente, fazendo com que a gordura forme uma emulsão com água, porém sem reação química. O que ocorre é que as moléculas dos sais biliares possuem uma parte polar, onde captam a água, e uma parte apolar, onde captam a gordura. A gordura e a água não reagem entre si. 6. Químico ocorre reação química na formação do sistema tampão. 7. Físico como outras filtrações, a filtração que ocorre nos glomérulos renais não envolve reação química. Álcool (etanol) e água, ambos líquidos, formam uma mistura líquida na qual os dois se misturam completamente formando uma única fase mistura homogênea líquida. I. gelo (1 fase), água (1 fase), óleo (1 fase) = 3 fases (apenas 2 componentes); II. água (1 fase), gás (1 fase), gelo (1 fase) = 3 fases (apenas 2 componentes); III. gelo (1 fase), óleo (1 fase), salmoura leve (1 fase), granito (3 fases) = 6 fases (6 componentes). Obs.: A salmoura é a mistura de sal e água. A informação salmoura leve serve para a dedução de que a mistura é homogênea, de modo que todo o sal está dissolvido, ou seja, possui uma única fase. O granito possui três fases pois é formado por 3 minerais: quartzo, mica e feldspato. Química B 5

6 37) E 38) D 39) A 40) A 41) D Cada substância diferente é um componente: Açúcar, limalha de ferro (ferro em pó ), nitrogênio, água e vapor d'água = 4 componentes (lembrando que água e vapor d'água são o mesmo componente mesma substância); Fases: limalha de ferro (1 fase), açúcar dissolvido em água (1 fase), nitrogênio e vapor d água (1 fase) = 3 fases; O sistema é heterogêneo pois possui mais de uma fase (trifásico). O ouro branco é considerado uma solução sólida. É solução por seu aspecto homogêneo, e sólida por seu estado físico. Para a preparação da solução os dois metais são aquecidos até a fusão quando são misturados na forma líquida de modo a obter uma mistura homogênea. Em seguida, a mistura é resfriada obtendo-se a solução sólida. Areia: 1 fase Sal, açúcar, água: 1 fase Diesel (óleo): 1 fase Total: 3 fases Número de fases: 3 (observar o desenho). C 7 H 8 + I 2 = 1 fase Água destilada = 1 fase CC 4 + I 2 = 1 fase Número de componentes: 4 (número de substâncias diferentes). C 7 H 8, I 2, água destilada, CC 4 Número de elementos: 5 (número de elementos químicos nas substâncias). C, H, I, O, C I. Certa. É uma característica de substância pura a temperatura ser constante durante a fusão e a ebulição; II. Errada. Existem misturas de uma fase (homogêneas); 42) B 43) D 44) B 45) A 46) D 47) E III. Certa. Um exemplo é a mistura de água e álcool dois componentes porém uma única fase. a) Errada. 1 fase e 2 componentes. b) Certa. 2 fases (água e gelo) e 1 componente (H 2 O). c) Errada. 1 fase e 2 componentes. d) Errada. 2 fases e 2 componentes. e) Errada. 1 fase e vários componentes. I. N 2 e O 2 mistura homogênea ou solução (toda mistura de gases é homogênea). II. Enxofre e água mistura heterogênea (não se misturam). III. Glicose sólida substância pura composta. IV. Álcool de supermercado mistura homogênea (o álcool de supermercado tem água na composição e proporção variável. O mais comum é o 92,8 GL com 92,8% de álcool e o restante de água). a) Errada. Observa-se no sistema I dois tipos diferentes de moléculas mistura. b) Certa. No sistema II há um tipo de molécula substância pura com ponto de ebulição constante. c) Errada. Existem 12 átomos. d) Errada. São 8 moléculas. e) Errada. O número de átomos nos dois sistemas é o mesmo. I. Leite mistura homogênea de vários componentes. II. Água substância pura composta (formada por dois elementos). III. Sopa de galinha mistura heterogênea (água, galinha, etc). IV. Soro caseiro mistura homogênea de água, açúcar e sal. O chocolate é uma mistura de vários componentes que variam dependendo do tipo de chocolate. Além da amêndoa torrada e fermentada do cacau, normalmente tem açúcar e leite, entre outros componentes. a) Errada. Latão é uma liga metálica (mistura) formada de cobre e zinco). b) Errada. Ar é uma mistura de vários gases, o latão é liga metálica (mistura). 6 Química B

7 48) D 49) D 50) B 51) C c) Errada. Ar é uma mistura de vários gases, ouro 18 é mistura de ouro com prata e/ou cobre. d) Errada. Cimento é uma mistura de várias substâncias. e) Certa. Para a identificação de uma substância pura, podem ser usadas propriedades específicas da matéria (que são diferentes para cada substância). Dentre as propriedades específicas, enquadram-se ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade. Sabor, brilho e cor não são específicas, ou seja, substâncias diferentes podem ter a mesma cor, sabor ou brilho semelhante e não podem ser identificadas através desses aspectos que são organolépticos. a) Errada. São 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio (H 2 O). b) Errada. Gás carbônico (molécula de CO 2 ) possui 1 átomo de carbono e 2 átomos de oxigênio. c) Errada. Ozônio (O 3 ) é constituído de 3 átomos de oxigênio. d) Certa. Elementos: Fe, C, N. e) Errada. Ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) possui 2 átomos de hidrogênio, 1 átomo de enxofre e 4 átomos de oxigênio. a) Errada. No lado esquerdo estão os reagentes e no lado direito os produtos. b) Certa. c) Errada. SiO 2 é a fórmula de uma substância composta (formada por 2 elementos). d) Errada. Ambas são fórmulas. O símbolo é usado para representar um elemento. Um conjunto de símbolos compõe a fórmula de uma molécula. e) Errada. São fórmulas de substâncias compostas. Soluções líquidas são homogêneas, porém possuem 2 ou mais componentes. Um líquido puro possui apenas 1 componente. a) Errada. Ambas têm aparência homogênea. b) Errada. Ambas atravessam o papel filtro sem alteração da composição. c) Certa. Apenas os líquidos puros são constituídos por uma única molécula. d) Errada. Ambas podem dissolver substâncias. e) Errada. Apenas as soluções podem conduzir corrente elétrica. 52) E 53) E 54) B 55) D 56) A 57) E 58) E 59) A Na alotropia, substâncias simples diferentes possuem a mesma composição química (formadas pelo mesmo tipo de elemento químico). Exemplo: fósforo vermelho: Pn (atomicidade indeterminada); fósforo branco: P 4. As formas alotrópicas mais conhecidas do carbono são o carbono grafite e o carbono diamante. Mais recentemente (1985) foi descoberta a forma de fulereno. Em alguns casos de alotropia, a diferença entre as substâncias está na atomicidade (número de átomos na molécula). É o que ocorre, por exemplo, com o ozônio / oxigênio e fósforo branco / fósforo vermelho. No caso do carbono, o que difere em seus alótropos é a estrutura cristalina, ou seja, o arranjo espacial dos átomos. O 2 = oxigênio. Atomicidade: 2 O 3 = ozônio. Atomicidade: 3 A sucata é uma mistura de chumbo e estanho. Pela análise do terceiro gráfico, observa-se que a fusão da mistura ocorre a temperatura constante enquanto que a ebulição ocorre em temperatura variável. Esse comportamento caracteriza uma mistura do tipo eutética. No gráfico se observa que a fusão ocorre em temperatura constante e a ebulição em temperatura variável. Esse comportamento é característico de mistura eutética. Uma mistura que ferve (ebulição) à temperatura constante é uma mistura azeotrópica (fusão em temperatura variável e ebulição em temperatura constante). A mistura água e álcool é um exemplo clássico desse tipo de mistura. a) Certa. b) Errada. Nas misturas azeotrópicas, a fusão ocorre em temperatura variável. É a ebulição que tem temperatura constante. As substâncias puras têm a fusão e a ebulição em temperatura constante. Química B 7

8 60) A 61) B c) Errada. A temperatura fica constante durante toda a mudança de estado físico. d) Errada. Decantação e centrifugação não separam os componentes de mistura homogênea. O certo seria uma destilação. e) Errada. Um sistema formado por água e gelo é considerado de um componente (uma substância pura), porém apresenta-se de forma heterogênea. X. Temperatura de fusão e ebulição constante: substância pura. Y. Temperatura de fusão variável e ebulição variável: mistura comum. Z. Temperatura de fusão constante e ebulição variável: mistura eutética. T. Temperatura de fusão variável e ebulição constante: mistura azeotrópica. areia + óleo + açúcar + sal de cozinha + água areia + óleo + (água, sal, açúcar) filtração areia óleo + (água, sal, açúcar) decantação óleo água + sal + açúcar recristalização sal açúcar Na recristalização, a água é evaporada e sal e açúcar, um de cada vez, precipitam (recristalização). 62) C 63) D 64) B Extração: o solvente (água) em contato com as ervas do saquinho extrai substâncias solúveis que passam para a fase aquosa. Filtração: o próprio saquinho funciona como filtro, impedindo que as partículas sólidas passem para a água. A centrifugação é um processo que serve para a separação de misturas heterogêneas. Das opções apresentadas, apenas a suspensão de leite de magnésia é heterogênea. O petróleo é uma mistura homogênea de hidrocarbonetos. Assim, as frações do petróleo são separadas por um processo de destilação fracionada. 65) C 66) C a) Errada. Sal e água em mistura homogênea já estarão liquefeitos, ou seja, a liquefação não tem sentido. b) Errada. Água e álcool são líquidos. Não há como fazer liquefação. c) Certa. Os gases nitrogênio e oxigênio são liquefeitos por aumento de pressão (liquefação) e em seguida destilados para serem separados. d) Errada. Liga de ouro e cobre é sólida. Não pode ser liquefeita pois o processo de passagem do sólido para líquido é a fusão. Como água e óleo constituem mistura heterogênea, o método mais prático para sua separação é o funil de decantação. Nesse processo de separação mecânica, uma torneirinha permite escorrer a água e o óleo separadamente, promovendo a separação. 8 Química B

9 69) C funil ou ampola de decantação pó de ferro + areia + sal de cozinha (IV - separação magnética) líquido menos denso (ex.: azeite) líquido mais denso (ex.: água) pó de ferro areia + sal de cozinha (III - solubilização em água) areia + água com sal dissolvido (I - filtração) 67) A areia água e sal dissolvido 68) A Gasolina + água: mistura heterogênea líquido líquido. Pode ser separada em funil de decantação. Nitrogênio + oxigênio: mistura homogênea gás gás. Precisam ser liquefeitos para serem separados. I. Água + Óleo: mistura heterogênea líquido líquido. Pode ser separada em funil de decantação (funil de separação); II. Água + cloreto de sódio: mistura homogênea. Pode ser separada por destilação simples; III. Água + areia: mistura heterogênea sólido líquido. Pode ser separada por filtração. 70) A * A separação se completaria com a evaporação da água ou a destilação da mistura água e sal. (3) sublimação ideal para separar areia e naftaleno. Com o aquecimento, o naftaleno (naftalina) vaporiza sendo separado da areia. (2) decantação usada para separar água e óleo (mistura heterogênea líquido líquido) com o uso do funil de separação. (1) imantação também conhecida como separação magnética, separa uma mistura em que um dos componentes é metálico e o outro não. É o caso de limalha de ferro (metal) e enxofre (ametal). (5) fusão fracionada separa misturas sólido sólido, por aquecimento gradual, funde primeiro o metal de menor ponto de fusão que pode assim ser separado. (4) cristalização através do aquecimento da água até a ebulição, retira-se solvente, cristalizando aos poucos o sal. Química B 9