USS 2019 - EDIINA - Segudo Seestre UNIVERSIDADE UNIIPAL DE SÃO AETANO DO SUL 01. Os gráficos apreseta as curvas de solubilidade de dois sais, X e Y, e fução da teperatura. a) lassifique a dissolução do sal X e a dissolução do quato ao calor evolvido. b) osiderado a assa olar do igual a 74 g/ol, calcule a assa de corpo de fudo 3 existete, a 50 º, e 500 g de ua solução cotedo 9 10 ol desse sal. a) Dissolução do sal X: processo edotérico, pois a curva de dissolução é crescete co a elevação da teperatura, ou seja, ocorre absorção de calor. A dissolução é favorecida co a elevação da teperatura. Dissolução do : processo exotérico, pois a curva de dissolução é decrescete co a elevação da teperatura, ou seja, ocorre liberação de calor. A dissolução é desfavorecida co a elevação da teperatura. b) álculo da assa de corpo de fudo: 1
o De acordo co o gráfico (50 ) : o solução a 50 100 0,11 g 100,11 g 0,11 g de Y 100,11 g de solução 3 9 10 ol Y orpo de fudo 1 3 1 3 sal Y 666 10 g 0,666 g orpo de fudo Y 500 g de solução 0,11 g 500 g Y 0,5493956 g 0,55 g 100,11 g 74 g.ol 9 10 ol 74 g.ol 0,666 g 0,55 g 0,116 g orpo de fudo Outro odo: 0,12 g H2O solução H2O 3 9 10 ol 1 74 g.ol 9 10 ol 74 g.ol 66 0,11 g do 3 1 3 6 10 g 0,666 g 500 g 0,666 g 499,334 g De acordo co o gráfic o, a 5 Y Y orpo de fudo orpo de fudo orpo de fudo o 0 : 100 g de H O 2 Y 499,334 g 2 0,11 g 499,334 g 0,5492674 g 100 g 0,55 g 0,666 g 0,55 g 0,116 g 0,12 g Y de H O 2
02. E hoeage aos 150 aos da Tabela Periódica, u professor de quíica propôs ua atividade sobre as propriedades periódicas, e que selecioou algus eleetos quíicos e os orgaizou a sequêcia ostrada a figura. osiderado apeas os eleetos quíicos presetes a figura, respoda: a) Qual o oe do eleeto ão etálico de aior raio atôico? osiderado que seu isótopo ais abudate possui 74 êutros, calcule seu úero de assa. b) Qual a fórula da substâcia, forada pela cobiação etre dois eleetos da figura, que possui o aior caráter iôico? Idique quais os dois eleetos existetes a figura que apreseta propriedades seelhates. a) Noe do eleeto ão etálico de aior raio atôico: Latâio, pois está localizado o aior período da tabela periódica (sexto) e, cosequeteete, te o aior úero de caadas. Alé disso, detre os eleetos do sexto período, apreseta a eor eletroegatividade (1,1). Aalisado a tabela periódica forecida a prova e localizado os eleetos citados o texto, ve: Eleetos do segudo período (2 caadas): Be (Berílio; EBe 1,5 ), O (Oxigêio; EO 3,5 ). Eleeto do terceiro período (3 caadas): P (Fósforo; E 2,1 ). Eleeto do quarto período (4 caadas): a (álcio; Eleeto do quito período (5 caadas): I (Iodo; I P E 1,0 ). a E 2,5 ). Eleetos do sexto período (6 caadas): La (Latâio; Er ( Érbio; E 1,2), Ta ( Tâtalo; E 1,5). Er Ta ELa 1,1 ), Dy (Disprósio; EDy 1,2 ), 3
Observação teórica: Fote: https://scieceotes.org/periodic-table-chart-eleet-sizes/ 03. U reator experietal para a produção de biogás gerou, após algu tepo, 5 litros de biogás cotedo 800 g/l de gás etao (H 4), alé de dióxido de carboo (O 2), gás sulfídrico (H 2S) e aôia (NH 3). Essa istura gasosa foi borbulhada e u recipiete cotedo a(oh) 2. a) Quais gases são reovidos da istura quado o biogás é borbulhado o recipiete cotedo a(oh) 2? b) osiderado a assa olar do etao igual a 16 g/ol e o calor de cobustão do etao igual a 890 kj/ol, calcule a eergia liberada a cobustão copleta do etao presete o biogás. a) oo o recipiete coté ua solução básica a(oh) 2, os gases co caráter ácido fica retidos e são reovidos: O 2 (gás carbôico; óxido ácido) e H2S (gás sulfídrico; caráter ácido). b) álculo da eergia liberada a cobustão copleta do etao presete o biogás: V Biogás H4 5 L 800 g.l 0,8 g.l 0,8 g de H H 4 4 1 1 1 L 5 L 4
H4 H4 H4 H 0,8 g 5 L 1 L 4 g 16 g.ol obustão do H4 1 890 kj /ol 1H 2O 1O 2H O H 890 kj /ol 4 2 2 2 16 g 890 kj liberados 4 g ELiberada E E Liberada Liberada 4 g 890 kj 16 g 222,5 kj 04. A reoção de resíduos oriudos da extração de petróleo pode ser feita utilizado-se a técica de eletrofloculação, e que eletrodos de aluíio são ergulhados e ua eulsão óleo/água e subetidos a ua tesão elétrica. No processo, o âodo sofre oxidação, liberado íos que A OH, equato o cátodo são foradas iterage co a água, produzido o floculate 3 icrobolhas do gás origiado da reação de redução da água, resposáveis pela flotação de óleos, graxas e outros ateriais particulados. a) Escreva a equação que represeta a reação que ocorre o âodo da cuba eletrolítica. Escreva a fórula olecular do gás forado o cátodo. 1 1 b) osiderado a costate dos gases igual a 0,082 at.l.ol.k e que são ecessários dois ols de elétros para a produção de 1 ol de gás, calcule o volue de gás produzido o cátodo, à pressão de 1 at e à teperatura de 300 K, quado circula pela cuba eletrolítica ua carga de 10 Faraday. a) De acordo co o texto, o âodo sofre oxidação, liberado íos que iterage co a água, A OH. Para que isto ocorra é ecessária a foração de cátios produzido o floculate 3 3 3 A A 3OH A (OH) 3. Equação que represeta a reação que ocorre o âodo da cuba eletrolítica: A A 3 3e. Aida, de acordo co o texto, o cátodo são foradas icrobolhas do gás origiado da reação de redução da água: 2H2O 2e 2OH H 2. Fórula olecular do gás forado o cátodo: H 2. b) álculo do volue de gás produzido o cátodo: arg a 10 F Para 1 ol de elétros é ecessário 1 F (1 Faraday), etão : 2H O 2e 2OH 1H H2 2 2 2 F 10 F 10 F 1 ol 5 ol 2 F H2 1 ol 1 1 R 0,082 at.l.ol.k ; P 1 at; T 300 K P V R T 1 1 1 at V 5 ol 0,082 at.l.ol.k 300 K V 123 L H2 5
Leia o texto para respoder às questões 05 e 06. O biodiesel é u biocobustível obtido a partir de recursos reováveis os triglicerídeos que copõe os óleos vegetais e u álcool (etaol ou etaol). A reação, que recebe o oe de trasesterificação, é represetada pela equação geérica a seguir. Os produtos dessa reação apreseta coportaetos distitos quato à solubilidade e água. 05. A reação de trasesterificação possui elhor redieto a teperaturas ais altas e o seu equilíbrio quíico é atigido ais rapidaete co a utilização de ua base forte, coo o KOH. a) Qual o oe da iteração iterolecular predoiate os ésteres que copõe o biodiesel? Qual o oe da iteração iterolecular existete etre as oléculas de água e as oléculas de gliceria? b) Por que essa reação apreseta aior redieto e teperaturas ais altas? Qual a fução do KOH o sistea reacioal? a) Noe da iteração iterolecular predoiate os ésteres que copõe o biodiesel: dipolo iduzido dipolo iduzido, devido à predoiâcia das cadeias carbôicas apolares R, R, R e H H. 1 2 3 2 3 Nas regiões dos grupos OO te-se dipolo dipolo ou dipolo peratete. Noe da iteração iterolecular existete etre as oléculas de água e as oléculas de gliceria: ligações de hidrogêio ou potes de hidrogêio devido à preseça dos grupos OH. b) Essa reação apreseta aior redieto e teperaturas ais altas, pois te variação de etalpia positiva, ou seja, trata-se de u processo edotérico H 0, que absorve calor. E teros de esio édio, a fução do KOH o sistea reacioal é de catalisador. 06. A reação de produção do biodiesel fora, e água, ua istura bifásica líquida coposta pelos produtos da reação e pelos resíduos dos reagetes. A separação dos copoetes presetes o sistea ao fial da reação pode ser esqueatizada pela figura a seguir. 6
a) Qual é o oe da técica de separação 1? Qual é o oe da técica de separação 3? b) osiderado u redieto de reação igual a 80 %, calcule a assa de gliceria produzida a partir de 690 kg de etaol. a) Noe da técica de separação 1: decatação, pois ocorre a separação e duas fases (superior e iferior). Noe da técica de separação 3: destilação ou destilação fracioada (separação de istura líquida hoogêea). b) álculo da assa de gliceria produzida: H H OH 212 6 116 46 3 2 H3H2OH 46 g.ol 2 2 H 2 (OH)H(OH)H 2 (OH) 1 H (OH)H(OH)H (OH) 3 12 8 1 3 16 92 92 g.ol 1 R OO H H 1 2 3 E ta ol Gliceria KOH 1Triglicerídeo 3 H3H2OH R2 OO H2H3 1 H 2(OH)H(OH)H 2(OH) Gliceria 460 kg ' ' ' Gliceria Gliceria Gliceria 3 46 g 690 kg 92 g 3 46 g R OO H H 3 2 92 g 690 kg Gliceria 100 % 80 % 460 kg 80 % 100 % 368 kg 460 kg Outro odo: E taol Gliceria KOH 3 2 2 2 1Triglicerídeo 3H H OH Ésteres (Biodiesel) 1 H (OH)H(OH)H (OH) Gliceria Gliceria 3 46 g 690 kg 690 kg 92 g 0,80 3 46 g 368 kg 92 g 0,80 Gliceria 7
07. No século XX era cou o uso de cádio etálico para efeitar caecas de luxo. Essa prática foi abadoada, pois uitas pessoas adoecia ao cosuir algua bebida cítrica, coo a lioada, essas caecas. Essas bebidas reovia o etal das paredes das caecas, cofore represeta a reação equacioada a seguir: d 2H d 2 H 2 Atualete, as caecas são adoradas co outros etais, que ão sofre esse processo. A figura apreseta a fila de reatividade de algus etais e do hidrogêio. a) osiderado os etais crôio, estaho e prata, qual deles poderia substituir o cádio de odo a ão sofrer o processo de reoção? Justifique sua resposta. 23 1 b) osiderado a costate de Avogadro igual a 6 10 ol, calcule o úero de átoos de cádio reovidos pela reação co todo o ácido presete e 50 L de ua lioada co 4 H 10 ol /L. a) osiderado-se, apeas os três etais: crôio, estaho e prata, o etal que poderia substituir o cádio seria a prata (Ag), pois a prata é eos reativa do que o hidrogêio e ão sofreria o processo de reoção. b) álculo do úero de átoos de cádio reovidos: 4 H 10 ol /L 1000 L 50 L 2 1d 2H 1d H2 1 ol d 2 ol 6 5 10 ol 4 4 10 ol de H 50 L 10 ol 6 5 10 ol H H 1000 L H 6 5 10 ol 1 ol 6 d d 2,5 10 ol 1 ol 6 2,5 10 ol ' d 2 ol 23 6 10 átoos de cádio ' d 6 23 2,5 10 ol 6 10 átoos de cádio 1 ol 18 ' d 1,5 10 átoos de cádio 8
08. O tecécio é u etal artificial radioativo uito utilizado e edicia uclear. Sua produção é feita a partir da fissão do 235 92 U que, ao ser bobardeado por êutro, produz o 99 o e outro uclídeo, alé de 3 êutros. O 99 99 42o, que possui eia-vida de 6 horas, decai para forar o Tc 43 etaestável. a) Idetifique a partícula eitida o decaieto do 99 99 42o. alcule a assa de 42o restate após 36 horas, a partir do decaieto de 1000 g desse uclídeo. b) Equacioe a reação de fissão do 235 92 U e dê o oe do uclídeo forado essa reação, jutaete co o 99 42 o. a) Partícula eitida o decaieto do 99 22o : beta. 42 o Tc X 99 99 A 42 43 Z 99 99 A A 0 42 43 Z A 1 X X (partícula beta) A 0 0 Z 1 1 o Tc 99 99 0 42 43 1 álculo da assa de 99 42o restate após 36 horas, a partir do decaieto de 1000 g desse uclídeo: p 6 h (período de seide si tegração ou eia vida) 36 h p 6 (períodos de seide si tegração) 6 h 6 h 6 h 6 h 6 h 6 h 6 h 1000 g 500 g 250 g 125 g 62,5 g 31,25 g 15,625 g Res tate 15,625 g b) De acordo co o texto, o 235 92 U ao ser bobardeado por u êutro, produz o 99 o e outro uclídeo, alé de outros 3 êutros. Reação de fissão do 235 92 U : U o Y 3 235 1 99 A 1 92 0 42 Z 0 235 1 99 A 3 1 A 134 92 0 42 Z 3 0 Z 50 Y Y S (vide tabela periódica forecida a prova) A 143 143 Z 50 50 U o S 3 235 1 99 134 1 92 0 42 50 0 42 Noe do uclídeo forado essa reação: estaho (S). 9
Leia o texto para respoder às questões 09 e 10. O extrato de beterraba coté ua substâcia chaada betaia, que pode ser utilizada coo idicador ácido-base, ua vez que apreseta cores diferetes e ph eutro, ácido ou básico, cofore a figura. 09. Após realizar a extração da betaia, u grupo de estudates utilizou o extrato obtido a deteriação da acidez de alguas soluções de uso cotidiao: Solução 1: água saitária (solução de Solução 2: soro fisiológico (solução de NaO a 1 %) Na a 0,9 %) Solução 3: viagre (solução de H 3OOH a 4 %) Solução 4: lipador ultiuso (solução de NH 3 a 1,2 %) a) Quais soluções deverão apresetar as cores verelha e viho escuro, respectivaete, a preseça do extrato de beterraba? b) osiderado a assa olar do H 3OOH igual a 60 g/ol e a desidade do viagre igual a 1 g /L, calcule a cocetração dessa substâcia, e ol/l, o viagre. Aditido que o grau de ioização do H 3OOH o viagre seja igual a 0,15 %, calcule o ph da solução de viagre. a) Soluções que deverão apresetar as cores verelha e viho escuro a preseça de extrato de beterraba: 2 e 3. De acordo co as iforações da figura forecida a questão: E eio ácido (direita) a cor resultate é o viho. E eio eutro (cetro) a cor resultate é o verelho. E eio básico (esquerda) a cor resultate é o aarelo. 10
Solução 1: água saitária (solução de O H2O OH HO eio básido NaO a 1 %): hidrólise básica; aarelo. Ácido fraco Na O H2O Na OH HO Solução 2: soro fisiológico (solução de Na a 0,9 %): hidrólise eutra; verelho. Na H2O Na OH H H2O H OH eio eutro Solução 3: viagre (solução de H 3OOH a 4 %): costate ácida; viho. H3OO H H2O H3OO H 3 O Solução 4: lipador ultiuso (solução de NH 3 a 1,2 %); costate básica; aarelo. NH3 H2O NH4 OH eio básico eio ácido b) álculo da cocetração de H 3OOH, e ol/l, o viagre: d 1 g.l 1000 g.l Viagre 1 1 4 % 1000 g 100 % H3OOH H3OOH H3OOH H3OOH H3OOH H3OOH 1 H 3OOH 60 g.ol H3OOH V 1 L 3 4 % 1000 g 4 % 100 % 40 g 60 g.ol 0,67 ol 1 H OOH 0,67 ol /L 40 g Outro odo: d d d 1 0,04 1000 g.l 60 g.ol 0,67 ol /L 1 11
álculo do ph da solução de viagre: H3OOH H H3OO 0,67 0 0 (iício) ol L 0,67 0,67 0,67 (durate) ol ol ol L L L 0,67 0,67 ol ol ol L 0,67 L 0,67 L (fial) H 0,67 ol /L 0,15 % 0,15 H 0,67 ol /L 100 H 0,001 ol /L 3 H 10 ol /L ph log H 3 ph log10 ph 3 H Outro odo: 0,15 % 3 3 H 10 ol /L H OOH 0,67 ol /L H H H3OOH 0,15 H 0,67 ol /L 100 H 0,001 ol /L ph log H 3 ph log10 ph 3 10. De acordo co o ph do eio, a betaia sofre isoerização, gerado a isobetaia, ou sofre hidrólise, forado o ácido betâico e a ciclodopa-5-o-glicosídio. a) Quais as fuções orgâicas oxigeadas presetes o ácido betâico? b) Qual o tipo de isoeria espacial existete etre as oléculas de betaia e isobetaia? Qual a quatidade, e ol, de O 2 produzida a cobustão copleta de 1 ol do coposto ciclodopa 5 o glicosídio? 12
a) Fuções orgâicas oxigeadas presetes o ácido betâico: aldeído e ácido carboxílico. Aldeído H O H H 2 H O Ácido carboxílico OH H N H O Ácido carboxílico OH b) Tipo de isoeria espacial existete etre as oléculas de betaia (2S/15S) e isobetaia (2S/15R) (os isôeros R recebe o prefixo iso): óptica. álculo da quatidade, e ol, de O 2 produzida a cobustão copleta de 1 ol do coposto ciclodopa 5 o glicosídio : 20 ols. 1 ol de 1 ol de ciclodopa 5 o glicosídio te 20 ols de. obustão ciclodopa 5 o glicosídio 20 ols de O 2. H 3 H 3 H H H H 2 H3 H 3 H H O 20 H 30 NO 5 H 2 O HO H H H 2 H N + H O OH H 13
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