b) Massa molar do oxigênio = 32 g/mol. c) n = 1, moléculas CH 4.

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1 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE Prof. Daniel Pires GABARITO MÓDULO CÁLCULOS QUÍMICOS. - y = 5,95 moléculas. - a),65. átomos de hidrogênio. b) 8. - a),5 mol b), mols d),8. 4 átomos de carbono 4- a) No site b) n (cafeína) = 5 x -4 mol. 5- a) CH 5O 4CO HO b) Massa molar do oxigênio = g/mol. c) n =,8. 4 moléculas CH a),. moléculas. b), 5 g. 8- a) C H O b) C H O (s) + O (g) CO (g) + H O(v) c) V 6, L de ar. 9- a) CaCO (s) CaO(s) + CO (g) b) CaO(s) + H O Ca(OH) (s) - a) O elemento químico que aparece no detergente e não no sabão é enxofre: S b) X = g/mol GABARITO: MÓDULO CÁLCULOS QUÍMICOS. - C - X -,5 x dias 4 -, x átomos 5-, x átomos 6- B 7- C 8-, x 7 9-7, x - 5,8 x g. GABARITO MÓDULO - CÁLCULO DE FÓRMULAS. Resposta da questão : a) A fórmula mínima e a fórmula molecular do metano são as mesmas: CH 4. CH 4 : fórmula mínima M = ( x + 4 x ) g/mol M = 6 g/mol b) CH 4 (g) + O (g) CO (g) + H O(l) CO : dióxido de carbono ou gás carbônico. H O: água. c)tetraédrico, linear, linear (dipolo induzido), angular (ligação de hidrogênio) Resposta da questão : a) H( %) O(89 %) equivale a H x O y. x. u % 8 u % x =,98 =. y. 6 u % 8 u % y =,. H x O y equivale a H O (fórmula correta). b) Porque a água é formada por ligações covalentes entre H e O e não por ligações iônicas como é mostrado. O correto é H O. c) Esta fórmula traz a proporção : e de acordo com a porcentagem de elementos a proporção é de :, a fórmula correta é H O. Resposta da questão : a) nc 6 H O 6 - nh O = [C 6 H O 5 ] n (celulose). b) C 6 H O 6 = 6 u + u + 6 6u = 8 u.

2 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE Resposta da questão 4: a) Dicromato de potássio: K Cr O 7 Sílica: SiO Ácido sulfúrico: H SO 4 Etanol: H C - CH - OH Acetaldeído: H C - COH b) Estrutural: Resposta da questão 5: A análise de uma rocha do mineral andaluzita, extraída da região de Tirol, na Áustria, indicou que ele contém 4,7 % de sílica (SiO ) e 58,6 % de alumina e,7 % de outros óxidos. g do mineral tem 4,7 g de (SiO ) e 59, g de (A O ). msio 4,7 nsio,6775 mol MSiO 6,78 nsi,6775 mol no,6775,555 mol mao 58,6 nao,5748 mol MAO,957 na,5748,495 mol no,586,7448 mol n O(total), A,495Si,6775O, A, 495 Si,6775O, A,7SiO4,576 ASiO5,6775,6775,6775 Observação: A escolha dos valores numéricos do enunciado foi ruim, pois força um arredondamento exagerado. Resposta da questão 6: a) Tanto o grupo amina como amida, presentes na cafeína, podem receber prótons (H ) da água e isto configura o caráter ácido deste composto. Fórmula molecular da frutose : C H C6HO6 8 g/mol 8 g/mol % 7 g/ mol pcarbono p 4 % carbono 6 O6 c)sp e sp CF= V - (N + / L) CF= 5 - ( +,5 x 6 ) = V = quantidade de elétrons de valência do átomo livre; NL = quantidade de elétrons presentes nos pares isolados (não ligantes) do átomo na estrutura; L= quantidade de elétrons compartilhados pelo átomo na estrutura. Resposta da questão 7: a) Termos: Número de mols de Y =,65 mol Número de mols de X =,5 mol Número de mols total =,875 % em mols de Y =,65,, %, 875 % em mols de X =, 5, ,66 %,875 Y6% X4% ,65,5 Multiplicando por 8 : 8,65 8,5 Y X Dividindo por 5 : Y X (fórmula química) 5 Resposta da questão 8: a) Massa de água =,6 g -, g =,6 g Número de mols de água =,6 g / 8 g/mol =, mol Número de mols do sal anidro =, g / 4,5 g/mol =,5 mol Logo, a razão é de, mol /,5 mol = mols de água para mol de CuCl. Portanto, a fórmula molecular do sal anidro é CuCl. H O b) CuCl (s) CuCl(s) + Cl (g)

3 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE GABARITO MÓDULO - TERMOQUÍMICA TERMODINÂMICA. Resposta da questão : HO g C s CO g H g Equação global. Para obtermos a equação global, devemos aplicar a Lei de Hess com as equações fornecidas. Assim: Equação I inverter HOg Hg Og ΔH 4, kj Equação II manter C O CO ΔH 9,5 kj s g g Equação III inverter e dividir por CO(g) CO(g) O(g) ΔH 8,5, kj HO g C s CO g H g com valor de ΔH 87 kj por mol de hidrogênio produzido. Assim: g de H produzido 87 kj g E E 4.5 kj/kg de hidrogênio produzido. O agente redutor da reação é o carbono, pois este sofre oxidação, conforme mostra o esquema abaixo: HO g Cs COg Hg Nox Nox4 Resposta da questão : a) Teremos: 4CH 5(NO ) ( ) CO (g) HO(g) 6N (g) O (g) 9 mols 4mols 9,4 L mol V 9,4 L V 6,4 L 4 4CH 5(NO ) ( ) CO (g) HO(g) 6N (g) O (g) 4( 65 kj) ( 4 kj) ( 4 kj) 6 ΔH [( 4 kj) ( 4 kj) 6 ] [4( 65 kj)] ΔH 575 kj / 4 mol de nitroglicerina ΔH 45 kj / mol Resposta da questão : a) O valor de Δ G negativo indica que o processo é espontâneo. O valor da constante de equilíbrio indica se no estado de equilíbrio há predomínio de produtos ou reagentes, ou seja, indica de forma indireta o rendimento do processo. Já a energia de ativação fornece informações sobre a cinética da reação, ou seja, se o processo será lento ou rápido. Quanto menor for a energia de ativação de um processo químico, maior será sua velocidade ou rapidez.

4 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE b) Conforme explicado no item anterior, os parâmetros analisados de forma integrada servem como previsão da possibilidade de ocorrência de um processo químico, do seu rendimento e da sua rapidez. Em resumo, relatam as condições de ocorrência de um processo químico, o que é extremamente importante quando se deseja fazer uso industrial da transformação. c) Pela equação temos a seguinte estequiometria: mols mols 6g de H 4g de NH 6 m 8 8 toneladas 6 m,4 g ou,4 t de amônia. Resposta da questão 4: a) Equação química balanceada da reação de combustão de benzeno a C 6 : C6H 6( ) 5O (g) HO( ) C 6(s) C6H 6( ) 5O (g) HO( ) C 6(s) ( 49 kj) ( 86 kj) 7 kj HReagentes HPr odutos HHPr odutos HReagentes H [( 86 kj) 7 kj] [( 49 kj) ] H 674 kj/mol C6 H 674, kj/mol C6H6 Resposta da questão 5: a) Teremos as seguintes equações de combustão: Para o metanol: CHOH() O(g) CO(g) HO() 8,6 kj 9,5 kj ( 4,8 kj) H [ 9,5 kj ( 4,8 kj)] [ 8,6 kj ] H 68,5 kj/mol Para o etanol: g 68,5 kj liberados g EMetanol EMetanol 9,95 kj liberados CHOH() O(g) CO(g) HO() 5 77,7 kj ( 9,5 kj) ( 4,8 kj) H [( 9,5 kj) ( 4,8 kj)] [ 77,7 kj ] H 4,7 kj/mol 46 g 4,7 kj liberados g EEtanol EE tanol 6,84 kj liberados Portanto o etanol libera mais energia por grama (6,84 kj > 9,95 kj).

5 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE b) Um automóvel da fórmula Indy pode gastar 5 litros de etanol (d =,8 g/ml) por volta em um determinado circuito, então: 5 L 5 ml; de tanol,8 g / ml. ml,8 g 5 ml me tanol me tanol 4 g g(etanol) 6,84 kj liberados 4 g(etanol) E E 7.6 kj Resposta da questão 6: a) Como a reação de formação de amônia é exotérmica, com a elevação da temperatura o equilíbrio deslocaria no sentido endotérmico, ou seja, para a esquerda. H N NH calor (g) (g) (g) esquerda c) Teremos: H(g) N(g) NH(g) (H H) ( 46) kj (quebra) (N N) ( 944) kj (quebra) (N H) ( 9) kj (formação) ( ) kj 44 kj ΔHformação (NH ) 44 kj H N NH (g) (g) (g) 4 mol mol L L (início) mol mol mol L L L (início) mol mol mol L L L (início) K [NH ] [H ] [N ] K C 6 C d) A velocidade final aumenta 54 vezes: incial final final final final v k[h ] [N ] v k([h ] )([N ] ) v 7k[H ] [N ] v (7 )k[h ] [N ] v 54 k[h ] [N ] v 54v final incial 4

6 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE Resposta da questão 7: a) Aplicando a Lei de Hess, vem: Então, CaOs HCaq CaCaq HO H 86 kj (manter) CaO H O Ca OH H 65 kj (inverter) s s s aq Ca OH Ca OH H kj (inverter) CaOs HCaq CaCaq HO H 86 kj CaOHs CaO s HO H 65kJ Ca aq OHs H aq aq Ca OH HC Ca OH CaC H O aq ΔHfinal H H H kj b) A partir da primeira reação CaOs HCaq CaC aq HO, teremos: kj CaOs HCaq CaCaq HO ΔH 86 kj 56 g 86 kj (liberados) 8 g E E 9 kj Reação exotérmica. (liberada) Resposta da questão : a) P atm. b) N =,. O =,4. H =,4. GABARITO GASES - CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO Resposta da questão : a) MassaMolar = 7,8 g/mol b) Ao elevar-se a temperatura, aumenta-se a energia cinética média das moléculas. Como o volume é constante, a frequência de colisões com a parede do recipiente aumenta, tendo como consequência um aumento no valor da pressão. Resposta da questão : a) V = 4,84 L. b) A estrutura genérica de um detergente caracteriza-se por sua natureza anfifílica, ou seja, existe uma "cabeça polar" e uma "cauda apolar". Quando essas substâncias são dissolvidas em água, formam-se estruturas micelares, que são aglomerados de moléculas, onde as cabeças polares estão voltadas para a água e as caudas apolares estão voltadas para o interior da micela. A sujeira (partículas envolvidas por materiais gordurosos) migra para dentro da micela e, desta forma, pode ser transportada, resultando no processo de limpeza. Resposta da questão 4: PV=nRT x.. = n,8 x 8 n= 9,9 x 6 mols 5

7 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE H + / O HO mol de H ,5mol de O 9,9x 6 mols X X=4,45 x 6 mols mol de O g 4,45x 6 mols Y Y=4,4 x 6 g = 4,4 t 4,4 t % Z % Z=647, t c) Pela Lei de Graham sobre a difusão e efusão dos gases, temos:,5 L min x min (h) x = 75 L/h Resposta da questão 5: a) Balanceando a equação, teremos: CH 4(g) + H O (g) CO (g) + H (g) 6 g x,4 L m CH x L = x g = kg. m CH 4 b) CH 4, O, CO, H O c) Resposta da questão 6: PM drt d M RT P,65,8 M 6 g/mol (CH 4) Representação de Lewis: 6

8 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE - a) 7 partículas α = 7 x = 4 4 partículas β = 4 x (-) = - 4 Z = Z = 9 A = 7 x x + 9 A = 7 GABARITO MÓDULO - RADIOATIVIDADE b) Consultando a tabela periódica: Neptúnio (Np) c) onda eletromagnética, 99,99% velocidade da luz, penetrante e cancerígena. -a) Z =, fazendo a distribuição eletrônica de acordo com o diagrama de Linus Pauling, teremos: s s p 6 s p 6 4s d 4p 6 5s 4d 5p 6 6s 4f 4 5d 6p 6 7s 5f 4 6d 8. Como a distribuição eletrônica termina em d 8 temos um elemento químico que pertence ao grupo 8B (ou ) da tabela periódica. Pela equação: = A + ; A = 69 (número de massa). b) Quatro partículas alfa são emitidas durante o processo: Ds 69 α Hs 65 α Sg 6 α Rf 57 α 4 + No 5 c)equação nuclear balanceada de obtenção do At a partir do 9 Bi: 9 4 8Bi α 85At n A quantidade total de astato encontrada na crosta terrestre é de 8 g, então: g (Astato) 6, átomos 8 g (Astato) nat nat 8, átomos - a) Observe o gráfico: Podemos dividir a atividade (kbq) inicial (8) por e obter o período de meia vida da seguinte maneira: p p 8 4 p + p = dias, então: p = p = 6 dias 7

9 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE omo o Ca-45 decai emitindo uma partícula beta, teremos: Ca X 45 A Z 45 = A + A = 45 = Z Z = O elemento químico resultante do decaimento tem prótons, logo é o escândio. b) De acordo com o enunciado um comprimido tem 65 mg de CaCO. A partir desse dado podemos calcular a massa de cálcio presente neste comprimido: CaCO = ; Ca = 4 mg de CaCO 4 mg de Ca 65 mg de CaCO m Ca m Ca = 5 mg (para comprimido) A partir da dose recomendada, teremos par a quantidade diária: mg n comprimidos 5 mg comprimido n = 4 comprimidos 4-a) Meia-vida é o tempo necessário para que a atividade de um elemento radioativo reduza à metade da atividade inicial ou para que metade da amostra se decomponha.,5 anos,5 anos,5 anos % 5% 5%,5% Tempo,5 anos 67,5 anos c) / = / x x = X log = log X=,5/, X=t / t / 5- mol,8 dias,8 dias,5 mol,5 mol 88Ra 6 86 Rn + He 4 início: decomposição: -,75 +,75 +,75 final:,5,75,75 n =,75 +,75 =,5 mols PV = nrt P 8, =,5,8 P = 4,5 atm P total =,5 + 4,5 = 6, atm 6-a)Analisando a Etapa III, vem: Variação do número de massa = 4 = 4 Como a partícula alfa possui número de massa igual a quatro, teremos: 4 Número de partículas α: 6 4 Variação do número de prótons = 9 84 = 7 Cálculo do número de partículas β: 7 = 6 x Y Y = 5 Número de partículas β = 5 Átomos isóbaros: Th e Pa b)família do Urânio: 4n+ c) T/V=,7 então 6,57x 6 anos e TxK=,7 então,5 x -6 ano - 7-a) X = 6 Kr 9 e Y = 5 Br 9. b) O tempo necessário para reduzir uma determinada massa do 9 U 5 a será de 9, bilhões de anos. 4 8

10 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE 8-a)Se x é o número de partículas α e y o número de partículas β, x = 8 e y = 6. b)massa atômica, nêutrons, densidade e o fato do U5 ser físsil. c)não. Pois este valor permite apenas utilização em usinas nucleares. 9-a)9,,,, 8,, b) Bomba de Hidrogênio e explosões solares. GABARITO MÓDULO - CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO - a) No balanceamento a quantidade de átomos de cada elemento químico deverá ser a mesma dos dois lados da equação química, logo teremos: NaHCO Na CO + CO + H O b) Como a calcinação produz um resíduo de, g, podemos calcular a quantidade de CO e H O liberada:,49 g, g =,7 g. NaHCO CO H O (84 g) (44 g 8 g) m,7 g m,46 g de bicarbonato de sódio % da amostra,49 g p,46 g p 94 % - a) Dez elétrons. b) Massa de ferro 5, g. - Dados: Cu = 6,5; N = 4,; O = 6,; R =,8 atm.l.mol -.K - a) Teremos: Cu + 8HNO Cu(NO ) + NO + 4HO 6,5 g 78,5 g 65 g mcu(no ) mcu(no ) 785 g Cu + 8HNO Cu(NO ) + NO + 4HO 6,5 g mol 65 g nno nno 6,67 mol PV nrt 8, V 6,67,8 V, L 4- a) De acordo com a equação, teremos: mol(cho 9 8 4) mol (NaHCO ) 8 g 84 (NaHCO ) 4 mg mnahco mnahco 87 mg 9

11 8 APOSTILA TURMAS DE MEDICINA VESPERTINO º SEMESTRE b) Convertendo a massa de ácido acetilsalicílico para mol, vem: m 9 g ncho,5 mol M 8 g.mol A partir da equação fornecida no enunciado e aplicando a equação de estado dos gases, teremos: mol (ácido acetilsalicílico) mol(co ),5 mol (ácido acetilsalicílico),5 mol (CO ) PV nrt atm V,5 mol,8 atm.k.mol.k K VCO L 5-Para a resolução do problema, podemos montar a equação global do processo. Nesse procedimento, vamos somar as duas equações da seguinte forma: Etapa CuSsOg CuOsSOg Etapa (x) CuOs Cs 4 Cus COg Equação Global CuSsOg Cs SOg CusCOg Os dois gases formados pelo processo são o monóxido de carbono (CO) e o dióxido de enxofre (SO ). Cálculo do volume de cada um dos gases na CNTP: Lembrar que, nessas condições, o volume molar dos gases é de,4 L/mol. Como os dois gases são produzidos na proporção de :, podemos afirmar que o volume produzido pelos dois é igual. mols de Cu S 8g de Cu S 44,8L de CO mols de CO CNTP 477. g V V 67. L. de CO produzido. Assim, podemos dizer que o volume de SO produzido também foi de 67. L. 6- a) O nome do fenômeno que ocorre com o titânio é alotropia. O titânio metálico é considerado um bom condutor térmico, pois a ligação presente no retículo cristalino é metálica. Nesse caso, existem elétrons livres. O minério de urânio é um péssimo condutor de eletricidade, pois apresenta ligação iônica e, nesse caso, os íons ficam presos no retículo. b) Somando a primeira equação com a segunda multiplicada por dois, teremos: Então, FeTiO 7C 6C TiC4 FeC 6CO TiC4 4Mg Ti 4MgC FeTiO 7C 6C 4Mg FeC 6CO Ti 4MgC FeTiO 7C 6C 4Mg FeC 6CO Ti 4MgC 5 g 48 g % 76 kg mti mti 4 kg 7- a) A fluoroapatita (Ca 5 (PO 4 ) F) é o reagente limitante da reação. b) 9,4 g H PO 4.