mol / kg de água do mar NaCl 0,4186 MgCl 2 0,0596 Na 2 SO 4 0,02856

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1 QUESTÕES DE EXAME 5 Física e Química A Questões de provas nacionais realizadas entre 2008 e 2014 organizados por subdomínio e por secção, por ordem cronológica. Os itens estão identificados por data e de acordo com o tipo de prova: I teste intermédio 1F exame nacional - primeira fase 2F exame nacional - segunda fase E exame nacional - época especial Algumas questões foram adaptadas para melhor se enquadrarem no programa atual. Algumas secções não apresentam qualquer item nas provas nacionais realizadas ente 2008 e Domínio 2 - Propriedades e transformações da matéria 2.2 Gases e dispersões Composição quantitativa de soluções F. Na água do mar têm-se dissolvido, ao longo de milhares de milhões de anos, várias substâncias que incluem sais inorgânicos, gases e compostos orgânicos provenientes dos organismos marinhos. Na tabela seguinte, indica-se a composição média aproximada da água do mar, relativa aos seus componentes maioritários. Componente mol / kg de água do mar NaCl 0,4186 MgCl 2 0,0596 Na 2 SO 4 0,02856 KCl 0,01 CaCl 2 0,005 Fonte: Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, n. o 101, Abril-Junho 2006 a) Selecione a única alternativa que identifica o ião presente em maior quantidade na água do mar. Na + Cl S Ca 2+ b) Selecione a única alternativa que permite calcular a composição, em ião sulfato, S, (M = 96,07 g mol 1 ), da água do mar, expressa em ppm. Pag. 1/5

2 2010 E. Chuva ácida é a designação dada à água da chuva cuja acidez seja superior à resultante da dissolução do dióxido de carbono atmosférico em água. Esta dissolução determina, só por si, um ph de cerca de 5,6. A principal causa deste aumento de acidez é a emissão para a atmosfera, em quantidades significativas, de compostos gasosos contendo enxofre e nitrogénio, que originam ácidos fortes em meio aquoso. Os efeitos ambientais da chuva ácida levaram à adoção, pela generalidade dos países, de medidas restritivas da queima de combustíveis fósseis. a) Identifique a principal causa de origem antropogénica, referida no texto, responsável pela emissão para a atmosfera de compostos gasosos contendo enxofre e nitrogénio. b) A percentagem, em volume, de dióxido de carbono, CO 2, na atmosfera terrestre atual é 0,39%. Determine o número de moléculas de dióxido de carbono presentes numa amostra de 10 dm 3 de ar, nas condições PTN F Se o teor de sulfureto de hidrogénio numa solução aquosa for 22 ppm, a massa, expressa em mg, de H 2 S em 1 kg dessa solução é F. A composição do gás natural depende, entre outros fatores, da localização do reservatório subterrâneo a partir do qual se faz a sua extração. No entanto, o gás natural é sempre maioritariamente constituído por metano, CH 4 (g), embora possa conter outros gases, como, por exemplo, metilbutano, dióxido de carbono, vapor de água e sulfureto de hidrogénio. Considere que se extrai, de um determinado reservatório subterrâneo, gás natural contendo 70%, em volume, de metano. Determine o número de moléculas de metano que existem numa amostra de 5,0 dm 3 do gás natural, nas condições normais de pressão e de temperatura F. O SO 3 (g) é usado na preparação do ácido sulfúrico comercial, por reação com vapor de água. Considere que se obtém uma solução concentrada de ácido sulfúrico, de densidade 1,84 g cm 3, que contém 98%, em massa, de H 2 SO 4. Determine a massa de H 2 SO 4 que existe em 100 cm 3 da solução F. A densidade de uma solução de ácido acético de concentração 0,50 mol dm 3 é 1,0025 x 10 3 g dm 3, a 20 o C. Qual das expressões seguintes permite calcular a quantidade de ácido acético que existe em 100 g da solução? 2008 I Em termos médios, a %(V/V) do CO 2 na atmosfera é 0,035%. Outra maneira de indicar essa concentração é em ppmv (partes por milhão em volume). Selecione a alternativa que corresponde a essa concentração, expressa em ppmv. 3, , , , Página 2

3 2008 E Nos laboratórios químicos, as soluções aquosas de amoníaco, com as quais se trabalha habitualmente, são preparadas a partir de soluções aquosas comerciais, em geral muito concentradas. Uma solução aquosa comercial de amoníaco, NH 3 (aq) (M = 17,04 g mol 1 ), tem uma concentração, expressa em percentagem em massa, igual a 25%, e uma densidade igual a 0,91 g cm 3, a uma determinada temperatura. Calcule a concentração, expressa em mol dm 3, dessa solução de amoníaco. Apresente todas as etapas de resolução I. O mercúrio contribui para a poluição atmosférica como material particulado. Já um dos seus compostos, o metilmercúrio, quando em soluções aquosas, entra na cadeia alimentar, originando intoxicações. A toxicidade do mercúrio e dos seus compostos deve-se à sua interferência em processos enzimáticos, impedindo a respiração e o metabolismo celular. Nos seres humanos, a concentração mínima de metilmercúrio (M = 215,63 g mol 1 ) no sangue, normalmente associada ao aparecimento de sintomas de intoxicação, é 0,20 mg/l. Indique o valor desta concentração, expresso em mol dm F. Um dos componentes minoritários que pode existir no gás natural é o nitrogénio, N 2 (g). A composição em N 2 (g), expressa em partes por milhão em volume, de uma amostra de gás natural que contém 1,3%, em volume, de nitrogénio, pode ser determinada a partir da expressão 2012 E. Uma outra solução aquosa de hidróxido de sódio, NaOH (aq) (M = 40,00 g mol 1 ), contém 20%, em massa, de soluto. A densidade da solução é 1,219 g cm 3. Determine a concentração, em mol dm 3, desta solução I. As soluções aquosas de amoníaco habitualmente utilizadas em laboratório são preparadas por diluição de soluções aquosas comerciais, muito concentradas. Considere uma solução aquosa comercial de amoníaco, de concentração 13 mol dm 3 e de densidade 0,91 g cm 3, que é posteriormente diluída 500 vezes. Qual das expressões seguintes permite calcular a percentagem, em massa, de amoníaco (M = 17,04 g mol 1 ) na solução comercial? F. Um teor de HCN, no ar, de 0,860 ppm corresponde a um teor, expresso em percentagem em massa, de 8, % 8, % 8, % 8, % Pag. 3/5

4 2010 I. Admita que dispunha de uma solução aquosa de amoníaco de concentração mássica 2,50 x 10 2 g dm 3, e que pretendia preparar, a partir daquela solução concentrada, 500 cm 3 de uma solução diluída, de concentração 0,400 mol dm 3. Calcule o volume de solução concentrada que teria de medir para preparar a solução pretendida. Apresente todas as etapas de resolução I. Transferem-se 20,0 cm 3 de uma solução aquosa de amoníaco, de concentração 7,34 mol dm 3, para um balão volumétrico de 100,0 ml, adicionando-se água até ao traço de referência do balão. Calcule a concentração da solução diluída I. A última fase da preparação do ácido sulfúrico consiste em fazer reagir o SO 3 (g) com vapor de água, obtendo-se uma solução concentrada de ácido sulfúrico. Considere que a concentração desta solução é 18,3 mol dm 3. Determine o volume de solução concentrada que teria de ser utilizado para preparar 250,0 cm 3 de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 0,50 mol dm E. O grau de acidez de um vinagre é expresso em termos da massa de ácido acético, CH 3 COOH (M = 60,06 g mol 1 ), em gramas, dissolvida em 100 cm 3 desse vinagre. Um vinagre comercial de grau de acidez 6,0% é diluído 20 vezes, preparando-se um volume total de 500,0 cm 3 de solução diluída. Determine a quantidade de ácido acético dissolvido na solução diluída de vinagre. Apresente todas as etapas de resolução. 2,0 cm 3 5,0 cm 3 200,0 cm 3 500,0 cm F Prepararam-se várias soluções aquosas de ácido acético a partir de uma solução inicial de concentração 4,50 mol dm 3. Qual é o fator de diluição a considerar na preparação de uma solução de ácido acético de concentração 0,50 mol dm 3? Atividades laboratoriais S.Campestres 2008 I. As soluções são misturas homogéneas, sendo constituídas por uma única fase. A composição quantitativa de uma solução traduz-se, frequentemente, pela concentração expressa em mol dm 3. Para uma determinada atividade experimental, um grupo de alunos tem de preparar 250 cm 3 de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, NaOH, com a concentração 2,00 mol dm 3. Calcule a massa de hidróxido de sódio sólido que os alunos devem medir para preparar essa solução F. A preparação de soluções aquosas de uma dada concentração é uma atividade muito comum, quando se trabalha num laboratório químico. No decurso de um trabalho laboratorial, um grupo de alunos preparou, com rigor, 250,00 cm 3 de uma solução aquosa, por pesagem de uma substância sólida. a) Na figura está representado um balão volumétrico calibrado de 250 ml, semelhante ao utilizado pelos alunos na preparação da solução. No balão estão indicadas a sua capacidade, a incerteza associada à sua calibração e a temperatura à qual esta foi efetuada. No colo do balão está marcado um traço de referência em todo o perímetro. Página 4

5 i. Tendo em conta as indicações registadas no balão volumétrico, indique o intervalo de valores no qual estará contido o volume de líquido a ser medido com este balão, à temperatura de 20 C. ii. Os alunos deverão ter alguns cuidados ao efetuarem a leitura do nível de líquido no colo do balão, de modo a medirem corretamente o volume de solução aquosa preparada. Selecione a alternativa que corresponde à condição correta de medição. b) O grupo de alunos teve que preparar, com rigor, 250,00 cm 3 de solução de tiossulfato de sódio pentahidratado, Na 2 S 2 O 3. 5H 2 O (aq) (M = 248,22 g mol 1 ), de concentração 3, mol dm 3, por pesagem do soluto sólido. Calcule a massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado que foi necessário pesar, de modo a preparar a solução pretendida. c) Considere que os alunos prepararam ainda, com rigor, 50,00 cm 3 de uma solução de concentração 6, mol dm 3, por diluição da solução 3, mol dm 3 de tiossulfato de sódio penta-hidratado. i. Selecione a alternativa que permite calcular corretamente o volume, expresso em cm 3, da solução mais concentrada, que os alunos tiveram que medir, de modo a prepararem a solução pretendida. ii. Para medirem o volume da solução mais concentrada, os alunos utilizaram material de laboratório adequado. Selecione a alternativa que refere o tipo de instrumento de medição de volumes de líquidos que deverá ter sido utilizado naquela medição. Balão de Erlenmeyer Proveta Pipeta Gobelé 2010 I. Considere que foi pedido que preparasse, com rigor, 500,0 ml de uma solução aquosa de etanol mais diluída, a partir da solução aquosa de etanol que encontrou na sua bancada de laboratório. Descreva o procedimento seguido na preparação da solução diluída de etanol, considerando, por ordem cronológica, as três principais etapas que devem ser realizadas nesse procedimento. FIM Pag. 5/5