(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA CONSTANTES Constante de Avogadro = 6, x mol Constante de Faraday (F) = 9,65 x C mol = 9,65 x A s mol = 9,65 x J mol olume molar de gás ideal =,L (CNTP) 9 Carga elementar =,6 x C Constante dos gases (R) = 8, x atm L mol = 8, J mol = 6, mmhg L mol =,98 cal mol Constante gravitacional (g) = 9,8 m s DEFINIÇÔES Pressão de atm = 76 mmhg = 5 N m = 76 Torr N = kg m s Condições normais de temeratura e ressão (CNTP): C e 76 mmhg Condições ambientes: 5 C e atm Condições-adrão: 5 C, atm, concentração das soluções: mol L (rigorosamente: atividade unitária das esécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de ressão e temeratura em questão. (s) ou (c) = sólido cristalino; (l) ou ( ) = líquido; (g) = gás; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito metálico; (conc) = concentrado; (ua) = unidades arbitrárias; [A] = concentração da esécie química A em mol L MASSAS MOLARES Elemento Químico Número Atômico Massa Molar ( gmol ) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar ( gmol ) H, Fe 6 55,85 He, Ni 8 58,69 Li 6,9 Cu 9 6,55 C 6, Zn 65, N 7, Ge 7,6 O 8 6, As 7,9 NE,8 Br 5 79,9 Na,99 r 6 8,8 Mg, Ag 7 7,87 Al 6,98 Cd 8, Si 8,9 Sn 5 8,7 S 6,7 I 5 6,9 Cl 7 5,5 Xe 5,9 Ar 8 9,95 Cs 55,9 9 9, Ba 56 7, Ca,8 Pt 78 95,8 Cr 5, Pb 8 7, Mn 5 5,9 Ra 86 QUESTÃO Uma mistura sólida é comosta de carbonato de sódio e bicarbonato de sódio. A dissolução comleta de, g dessa mistura requer 6, ml de uma solução aquosa,5 mol L - de HCl. Assinale a oção que aresenta a massa de cada um dos comonentes desta mistura sólida. m a) Na CO m =, g ; NaHCO =,6 g m b) Na CO m c) Na CO m d) Na CO m e) Na CO m NaHCO =,7 g ; =, g m NaHCO =,9 g ; =, g m NaHCO =, g ; =,9 g m NaHCO =, g ; =,7 g Alternativa C Assumindo que a mistura de Na CO e NaHCO seja comosta or x g de Na CO e y g de NaHCO, temos: x y =,g (eq. ) Sendo M a concentração molar do HCl (M =,5 mol L - de HCl) e o volume da solução de HCl ( = 6mL), a quantidade (n HCl ) de HCl ode ser obtida or: n HCl = M. =,5. 6. - =,. - mol (eq. ) Reação do carbonato: Na CO HCl = H CO NaCl mol mol Considerando a massa molar do Na CO, que é de 6g, temos que, ara a dissolução do Na CO, são consumidos n mols de HCl, onde n é obtido or: 6 g de Na CO mol de HCl x g de Na CO n (mol de HCl) x x n = = ( mol dehcl) 6 5 Reação do bicarbonato: NaHCO HCl = H CO NaCl mol mol Considerando a massa molar do NaHCO, que é de 8g, temos que, ara a dissolução do NaHCO, são consumidos n mols de HCl, onde n é obtido or: 8 g de NaHCO mol de HCl y g de NaHCO n (mol de HCl) y n = ( mol dehcl ) 8 Considerando que todo o HCl é consumido na dissolução dos sólidos Na CO e NaHCO, temos: x y n HCl = n n =. 5 8 Da eq., segue que: x y =, mol (eq. ) 5 8 Considerando o sistema de equações e temos: x y =, x y =, 5y x y, 5y y = =, x =,59 8 5 8 8 y =,gdenahco x =,9 g de Na CO QUESTÃO No ciclo de Carnot, que trata do rendimento de uma máquina térmica ideal, estão resentes as seguintes transformações: a) duas adiabáticas e duas isobáricas. b) duas adiabáticas e duas isocóricas. c) duas adiabáticas e duas isotérmicas. d) duas isobáricas e duas isocóricas. e) duas isocóricas e duas isotérmicas. Alternativa C O ciclo de Carnot descreve o funcionamento de uma máquina térmica com o maior rendimento teórico ossível. É um ciclo comosto or uma seqüência de quatro transformações, sendo duas adiabáticas e duas isotérmicas, como ilustrado no gráfico a seguir. Note que como se trata de uma máquina térmica, há realização de trabalho e, ortanto, o ciclo deve ser ercorrido no sentido horário no diagrama ressão x volume. Adiabática Isoterma Isoterma Adiabática QUESTÃO Suonha que um metal alcalino terroso se desintegre radioativamente emitindo uma artícula alfa. Aós três desintegrações sucessivas, em qual gruo (família) da tabela eriódica deve-se encontrar o elemento resultante deste rocesso? a) (III A) b) (I A) c) 5 ( A) d) 6 (I A) e) 7 (II A)
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA Alternativa B Ao emitir uma artícula alfa, um átomo se transforma em outro com dois rótons a menos e dois nêutrons a menos. Assim, um metal alcalino terroso (família ) aós emitir três artículas alfa, se transforma em outro com seis rótons a menos, de acordo com a equação abaixo: A A X Y α Z Z6 Para cada róton a menos, o átomo retrocede ara a família anterior na tabela eriódica, de modo que um metal alcalino volta ara a família 8 ou (anterior à família ). I A II A III A I A A I A II A d) e),, Massa (g) Massa (g) Temo (anos) Temo (anos) Alternativa B Uma amostra de material radioativo decai exonencialmente com o temo, segundo a equação mt () = m e kt. Assim, o gráfico da massa resente na amostra em função do temo é mais bem ilustrado or: - 6-5 - - - - Assim, aós as desintegrações ocorridas, o elemento final ertencerá à família (I A). QUESTÃO Um estudante mergulhou uma laca de um metal uro em água ura isenta de ar, a 5 C, contida em um béquer. Aós certo temo, ele observou a liberação de bolhas de gás e a formação de um reciitado. Com bases nessas informações, assinale a oção que aresenta o metal constituinte da laca. a) Cádmio b) Chumbo c) Ferro d) Magnésio e) Níquel Alternativa D Metais alcalinos e alcalino-terrosos reagem com a água, formando um hidróxido e liberando H de forma exotérmica. Assim, magnésio (família A) reage com a água. Mg HO Mg ( OH ) H Podemos confirmar esta tendência de oxidação com base nos otenciais de redução nas condições adrão, que segue abaixo: E =, Cd e Cd Pb e Pb E =, E =, Fe e Fe Mg e Mg E =,6 E =, Ni e Ni HO e H OH E =,8 Observa-se que aenas o Mg tem tendência a se oxidar frente à água, ois o otencial de redução do Mg é menor que o otencial de redução da água. QUESTÃO 5 Qual o gráfico que aresenta a curva que melhor reresenta o decaimento de uma amostra contendo, g de um material radioativo ao longo dos anos? a) b) c), Massa (g) Temo (anos), Massa (g) Temo (anos), Massa (g) Temo (anos) QUESTÃO 6 Num exerimento, um estudante verificou ser a mesma a temeratura de fusão de várias amostras de um mesmo material no estado sólido e também que esta temeratura se manteve constante até a fusão comleta. Considere que o material sólido tenha sido classificado como: I. Substância simles ura III. Mistura homogênea eutética II. Substância comosta ura I. Mistura heterogênea Então, das classificações acima, está(ão) ERRADA(S) a) aenas I e II b) aenas II e III c) aenas III d) aenas III e I e) aenas I Alternativa E Quando um material aresenta temeratura de fusão constante ele ode ser classificado como substância ura ou mistura eutética, deendendo do que ocorrer na ebulição. Então neste caso, estaria errada a afirmativa I, ois numa mistura heterogênea a temeratura de fusão não é constante. QUESTÃO 7 Assinale a afirmação CORRETA a reseito do onto de ebulição normal (PE) de algumas substâncias. a) O -roanol tem menor PE do que o etanol. b) O etanol tem menor PE do que o éter metílico. c) O n-hetano tem menor PE do que o n-hexano. d) A trimetilamina tem menor PE do que a roilamina. e) A dimetilamina tem menor PE do que a trimetilamina. Alternativa D a) Incorreta. O -roanol tem PE maior que o etanol, ois aresenta maior massa molar. b) Incorreta. O etanol tem maior PE que o éter etílico or ter interação intermolecular mais intensa (Ligação de Hidrogênio) que o éter metílico (diolo-diolo). c) Incorreta. O n-hetano tem maior PE que o n-hexano or ter maior massa molar. d) Correta. A trimetilamina tem menor PE que a roilamina ois a rimeira é uma amina terciária, não sendo ossível a interação intermolecular do tio ligação de hidrogênio. A existência de ligação de hidrogênio na roilamina aumenta o seu PE, de modo que este é maior que o PE da trimetilamina. e) Incorreta. A dimetilamina tem maior PE que a trimetilamina or ossuir interação intermolecular do tio ligação de hidrogênio,
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA enquanto que a trimetilamina é uma amina terciária, não tendo, ortanto, esse tio de interação entre suas moléculas. QUESTÃO 8 O diagrama temeratura (T) versus volume () reresenta hioteticamente as transformações elas quais um gás ideal no estado ode atingir o estado. Sendo U a variação de energia interna e q a quantidade de calor trocado com a vizinhança, assinale a oção com a afirmação ERRADA em relação às transformações termodinâmicas reresentadas no diagrama. T a) U = q b) U = U c) U = q d) U > U e) q > Alternativa A As transformações gasosas são regidas ela Primeira Lei da Termodinâmica: Q =τ U (calor é a soma do trabalho com a variação de energia interna). Baseados nessa lei, vamos analisar cada uma das afirmações: a) Falsa. Na transformação, a temeratura ermanece constante ( T = T ), conseqüentemente, U =. Porém, como >, houve realização de trabalho, de modo que τ >. Assim, ela Primeira Lei da Termodinâmica, segue que q =τ >. Portanto, = U < q. b) erdadeira. A variação de energia interna (sem reação química) deende exclusivamente da variação de temeratura. Como as temeraturas em e são iguais, temos T = T. Logo, U = U U = U. c) erdadeira. Como =, não há realização de trabalho nesse rocesso ( τ = ). Portanto, ela Primeira Lei da Termodinâmica q = U q = U. d) erdadeira. De ara, como T = T U =. Por outro lado, como T > T U >. Assim, U > U = e) erdadeira. No rocesso de ara, não há realização de trabalho, ois =. E como T > T U >. Segue ela Primeira Lei da Termodinâmica que q = U > QUESTÃO 9 Considere os átomos hiotéticos neutros, X, Y e Z no estado gasoso. Quando tais átomos recebem um elétron cada um, as configurações eletrônicas no estado fundamental de seus resectivos ânions são dadas or: 6 6 (g) : [gás nobre] ns n nd ( n ) s ( n ) X 6 (g) : [gás nobre] ns n Y 6 (g) : [gás nobre] ns n nd ( n ) s ( n ) Z (g) : [gás nobre] ns n Nas configurações acima, [gás nobre] reresenta a configuração eletrônica no diagrama de Linus Pauling ara o mesmo gás nobre, e n é o mesmo número quântico rincial ara todos os ânions. Baseado nessas informações, é CORRETO afirmar que a) o átomo neutro deve ter a maior energia de ionização entre eles. b) o átomo neutro Y deve ter a maior energia de ionização entre eles. c) o átomo neutro deve ter maior afinidade eletrônica do que o átomo neutro X. d) o átomo neutro Z deve ter maior afinidade eletrônica do que o átomo neutro X. e) o átomo neutro Z deve ter maior afinidade eletrônica do que o átomo neutro Y. Alternativa E A análise da configuração eletrônica de cada ânion nos ermite concluir a família de cada um dos resectivos átomos neutros bem como os eríodos relativos a um eríodo n: halogênio; eríodo n X halogênio; eríodo n Y família do carbono; eríodo n Z família do carbono; eríodo n Segundo o esquema abaixo odemos localizar os átomos na tabela eriódica e relacioná-los com as tendências de variação das roriedades eriódicas energia de ionização (Ei) e afinidade eletrônica (AE): Ei AE n n I A II A III A I A A I A II A Segundo este esquema, temos: a) FALSO: Ao menos o átomo neutro X deve ter maior energia de ionização que o átomo neutro. b) FALSO: O átomo neutro Y deve ter a menor energia de ionização entre eles. c) FALSO: O átomo neutro X deve ter maior afinidade eletrônica do que o átomo neutro. d) FALSO: O átomo neutro Z deve ter menor afinidade eletrônica do que o átomo neutro X. e) ERDADEIRO: Segundo o esquema reroduzido acima, o átomo neutro Z realmente deve ter maior afinidade eletrônica do que o átomo neutro Y. QUESTÃO Considere a reação de dissociação do NO (g) reresentada ela seguinte equação: NO ( g) NO( g) Assinale a oção com a equação CORRETA que relaciona a fração ercentual ( α ) de NO (g) dissociado com a ressão total do sistema (P) e com a constante de equilíbrio em termos de ressão ( ). P a) α= b) α= c) α= P P P d) α= e) α= P Alternativa A Partindo-se somente de NO (g) a uma ressão teremos o seguinte esquema ara acomanhar o andamento da reação, onde a fração α de NO (g) se dissocia até atingir o equilíbrio: NO ( g) NO( g) INÍCIO REAGE α α EQUILÍBRIO α α ( ) Assumindo que o sistema é fechado, temos que a ressão total P do sistema é dada or: = ( α) α = ( α) P Desta forma, = () ( α) Além disso, temos que a constante de equilíbrio ode ser calculada or: ( NO ) ( α ) α = = = () α α NO Substituindo () em (): AE Ei Z Y ( ) ( ) X
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA ( ) α P α = = α = α ( α ) ( α) α α ( P ) = α = P P P Logo, temos que: α= P QUESTÃO Considere a reação química reresentada ela seguinte equação: NO (g) O ( g) NO5 ( g) Num determinado instante de temo t da reação, verifica-se que o oxigênio está sendo consumido a uma velocidade de, x mol L s. Nesse temo t, a velocidade de consumo de NO será de a) 6, x mol L s b), x mol L s c), x mol L s d),8 x mol L s e) 9,6 x mol L s Alternativa E Pela estequiometria da reação a relação entre a quantidade em mols que é consumido de NO é quatro vezes maior que a quantidade em mols que é consumida de O. Logo, a velocidade de consumo de NO será quatro vezes maior do que a de O. Como a velocidade de consumo do O é de, x mol L s, temos que a velocidade de NO é igual a x, x - NO = 9,6 x mol L s QUESTÃO O acidente nuclear ocorrido em Chernobyl (Ucrânia), em abril de 986, rovocou a emissão radioativa redominantemente de Iodo- e Césio-7. Assinale a oção CORRETA que melhor aresenta os resectivos eríodos de temo ara que a radioatividade rovocada or esses dois elementos radioativos decaia ara % dos seus resectivos valores iniciais. Considere o temo de meia-vida do Iodo- igual a 8, dias e do Césio-7 igual a anos. Dados: ln =,6 ; ln =,69. a) 5 dias e 89 anos. b) 5 dias e anos. c) 6 dias e 5 anos. d) 68 dias e 7 anos. e) 7 dias e 96 anos. Alternativa B A massa resente na amostra, em função do temo, é dada or: kt mt () = m e Para o temo de meia vida (T), fazemos: kt kt mt ( ) = m m e = m e = = ln kt = ln k = T Para que a quantidade do elemento resente decaia a % dos valores iniciais, fazemos: kt kt mt ( ) = m m e = m e = = ln ln kt = ln t = ln t = T T ln Assim, de acordo com as aroximações ara os logaritmos, temos:,6 Para o Iodo, T = 8, dias t = 8, t = 5 dias,69,6 Para o Césio 7, T = anos t =,69 t = anos QUESTÃO Assumindo um comortamento ideal dos gases, assinale a oção com a afirmação CORRETA. a) De acordo com a Lei de Charles, o volume de um gás torna-se maior quanto menor for a sua temeratura. b) Numa mistura de gases contendo somente moléculas de oxigênio e nitrogênio, a velocidade média das moléculas de oxigênio é menor do que as de nitrogênio. c) Mantendo-se a ressão constante, ao aquecer um mol de gás nitrogênio sua densidade irá aumentar. d) olumes iguais dos gases metano e dióxido de carbono, nas mesmas condições de temeratura e ressão, aresentam as mesmas densidades. e) Comrimindo-se um gás a temeratura constante, sua densidade deve diminuir. Alternativa B Para uma mesma quantidade de gás ideal, vale a Lei Geral dos Gases Perfeitos: = T T Baseados nisso, vamos analisar cada afirmação: a) Falsa. À ressão constante, teríamos =. Assim, se o volume T T aumentar, a temeratura também deve aumentar. b) erdadeira. A velocidade média quadrática das moléculas em um gás é dada or: R T v = M Assim, estando os dois gases numa mistura, ortanto ambos à mesma temeratura, terá maior velocidade média quadrática o gás com menor massa molar. Como M O = g/mol e M N = 8 g/mol, segue que: MO > MN vo < vn c) Falsa. Mantendo-se a ressão constante, temos =. Como a T T temeratura vai aumentar o volume também deve aumentar. Aumentando o volume e mantendo a massa inalterada, a densidade (= massa / volume) diminui. d) Falsa. Se os dois gases estão à mesma ressão, à mesma temeratura e ocuam o mesmo volume, então a quantidade de gás, em mols, é a mesma nos dois casos: mch mco nch = nco = M M CH CO Como M CH = 6 g/mol e M CO = g/mol, temos MCH < MCO. Assim, mch < mco, e como CH = CO ρ CH <ρ CO. e) Falsa. Comrimindo-se um gás à temeratura constante, seu volume deve diminuir. Assim, mantendo-se a massa inalterada, sua densidade (= massa / volume) vai aumentar. QUESTÃO Um estudante imergiu a extremidade de um fio de níquel-crômio limo em uma solução aquosa de ácido clorídrico e, a seguir, colocou esta extremidade em contato com uma amostra de um sal iônico uro. Em seguida, exôs esta extremidade à chama azulada de um bico de Bunsen, observando uma coloração amarela na chama. Assinale a oção que contém o elemento químico resonsável ela coloração amarelada observada. a) Bário b) Cobre c) Lítio d) Potássio e) Sódio
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA Alternativa E Resultados ossíveis ara o testes a chama: Elemento químico Coloração na chama a) Bário erde b) Cobre Cu verde / Cu azul c) Lítio Magenta d) Potássio ioleta e) Sódio Amarelo QUESTÃO 5 Considere os seguintes sais: I. Al( NO ) II. NaCl III. ZnCl I. CaCl Assinale a oção que aresenta o(s) sal(is) que causa(m) a desestabilização de uma susensão coloidal estável de sulfeto de arsênio ( AsS ) em água. a) Nenhum dos sais relacionados. b) Aenas o sal I. c) Aenas os sais I e II. d) Aenas os sais II, III e I. e) Todos os sais. Alternativa E As artículas coloidais são caazes de reter íons na sua suerfície, formando uma dula camada elétrica, resonsável ela estabilidade do colóide. O sulfeto de arsênio III adsorve íons S - e HS - na suerfície da micela (ou diserso coloidal), tornando-se um colóide negativo. - - - - - - - - AsS - - - - - - - - - - Os eletrólitos atuam sobre o colóide orque afetam a camada elétrica de roteção da micela desestabilizando a susensão coloidal. O íon ativo ara desestabilizar a susensão deve ter carga contrária à da micela. No caso do As S, o íon que romoverá a desestabilização deverá ter carga ositiva, sendo assim os quatro sais mencionados odem romover este fenômeno. ale ressaltar que o Al(NO ) será mais eficiente ois quanto maior a carga do íon, maior seu efeito sobre a desestabilização da susensão coloidal. QUESTÃO 6 Uma solução aquosa de um ácido fraco monorótico é mantida à temeratura de 5 C. Na condição de equilíbrio, este ácido está, % dissociado. Assinale a oção CORRETA que aresenta, resectivamente, os valores numéricos do H e da concentração molar (exressa em mol L ) do íon hidroxila nesta solução aquosa. Dados: a (5 C) =, ; log 5 =,7. a),7 e 5, x b), e, x c),7 e 5, x d), e, x e), e, x Alternativa D Temos um ácido fraco em solução, que está % dissociado, assim, adotaremos a hiótese de que a H inicial é desrezível e analisaremos a seguinte reação: HA H ( aq) A ( aq) Início X Reage,X,X,X Fim X,X,X,X Analisando a constante de equilíbrio, temos a = loga = a =, logo: H A X X X a = = = = =,,, [ HA] X,X,98,X 5 mol / L. H =,X = 5 mol / L. Assim temos: Logo, H = log H =log( 5 ) = log5 =,7 =,. Suondo condição ambiente, então o equilíbrio da água e seus íons é dado or: = = = = w H OH 5 OH OH mol / L Assim, H =, e = OH mol / L QUESTÃO 7 Foi observada a reação entre um comosto X e uma solução aquosa de ermanganato de otássio, a quente, ocorrendo o aumento do H da solução e a formação de um comosto Y sólido. Aós a searação do comosto Y e a neutralização da solução resultante, verificou-se a formação de um comosto Z ouco solúvel em água. Assinale a oção que melhor reresenta o gruo funcional do comosto orgânico X. a) álcool b) amida c) amina d) éster e) éter Alternativa A A seqüência de reações é mostrada abaixo: R-OH - MnO H O = MnO (s) OH - RCOOH (eq. X ermanganato Y (aumento do H) R-COOH H O = RCOO - H O (eq. ) A reação entre um álcool (substância X) e uma solução aquosa de MnO, a quente, causa um aumento do H da solução (devido à formação de OH -, conforme ilustra a eq. ) e a formação de um reciitado (MnO ). A resença de OH - na solução desloca o equilíbrio de ionização do ácido no sentido de formação do carboxilato (lado direito da eq.). Aós a searação do MnO e a neutralização da solução resultante (adição de H ), ocorre o deslocamento do equilíbrio da equação no sentido de formação do ácido carboxílico. No enunciado é mencionado que o ácido carboxílico é ouco solúvel em água, o que é devido ao fato da sua cadeia não ser equena. Isso torna o carboxilato solúvel (interação ânion-água é forte) e o ácido ouco solúvel. QUESTÃO 8 Nos gráficos abaixo, cada eixo reresenta uma roriedade termodinâmica de um gás que se comorta idealmente. I II III Com relação a estes gráficos, é CORRETO afirmar que a) I ode reresentar a curva de ressão versus volume. b) II ode reresentar a curva de ressão versus inverso do volume. c) II ode reresentar a curva de caacidade calorífica versus temeratura. d) III ode reresentar a curva de energia interna versus temeratura. e) III ode reresentar a curva de entalia versus o roduto da ressão elo volume. 5
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA Sem Resosta Para a resolução desta questão consideraremos uma amostra de gás ideal, cujo número de mols não varia e que não sofre reações, odendo sofrer qualquer tio de transformação termodinâmica. Esse gás segue a Equação geral dos gases, isto é: constante T =, onde: é a ressão do gás, é o volume do gás e T é a temeratura do gás. a) erdadeira. Nada é afirmado no enunciado ou na alternativa a reseito do tio de transformação, ortanto, ode se tratar de uma transformação isotérmica, isobárica, etc. Suondo, or exemlo, que a temeratura é diretamente roorcional ao quadrado da ressão ( T = k ) ou diretamente roorcional ao quadrado do volume ( T = k ), teríamos, usando a equação geral dos gases: constante = Neste caso o gráfico I reresentaria a curva de ressão versus volume, isto é, I ode reresentar a curva de ressão versus volume. Além disso, é erfeitamente ossível que o gás seja submetido a uma transformação tal que o diagrama ressão x volume corresonda a qualquer um dos três gráficos aresentados. No caso, o gráfico III corresonderia a uma transformação isotérmica, ois sendo a temeratura constante, a ressão é inversamente roorcional ao volume, o que é descrito or um ramo de hiérbole, conforme aresentado neste gráfico. b) erdadeira. Analogamente à alternativa A, novamente enfatizando que o enunciado não afirma qual o tio de transformação ocorrida, o gráfico da ressão elo inverso do volume ode ser qualquer um dos três aresentados. O gráfico I, or exemlo, corresonderia à transformação isotérmica (ressão diretamente roorcional ao inverso do volume, descrito or uma semi-reta). Além disso, é ossível definir a temeratura como função da ressão e do volume T = f(,) de modo que a transformação termodinâmica tenha como diagrama o gráfico II. c) Falsa. A caacidade calorífica de um gás ideal ode ser considerada constante ara variações de temeratura não muito altas. Se quiséssemos levar em consideração essa variação da caacidade térmica, ara um intervalo grande de temeraturas, teríamos um gráfico como o aresentado a seguir, obtido ara a caacidade térmica a volume constante (C ) do hidrogênio diatômico (H ): 7 R 5 R R C (J/) 7 5 75 T () O rimeiro trecho constante do gráfico ( C = R ) é aquele em que aenas a energia de translação das moléculas contribui de maneira significativa ara a caacidade térmica. Posteriormente, aós uma região de transição, o gráfico atinge um segundo trecho constante 5 ( C = R ), em que assa a contribuir também a energia de rotação das moléculas. Finalmente, aós mais uma região de transição, assa a ser relevante também a energia de vibração das moléculas, e o 7 gráfico atinge um terceiro trecho constante ( C = R ). Aós isso, haverá um momento em que a vibração das moléculas terá uma amlitude muito alta, e a moléculas acabarão se romendo, havendo a searação dos dois átomos. Tal curva costuma ser aroximada or exressões olinomiais como C = a bt ct ou mesmo or exressões envolvendo uma arte olinomial e outra não-olinomial, como C = a bt ct. Nesses casos, os arâmetros abc,,, são obtidos através de exerimentos. Como um gás ideal é aenas um modelo teórico ara analisar o comortamento dos gases reais, não faria muito sentido utilizar tal exressão ara um modelo que não encontra reresentação rática erfeita. Além disso, se assumirmos que o gás em questão é um gás real e que o trecho do enunciado se comorta idealmente é uma aroximação, odemos admitir que o diagrama II ode reresentar um trecho da curva de caacidade calorífica temeratura, mas não reresenta a curva característica de caacidade calorífica versus temeratura. d) Falsa. A energia interna de um gás é diretamente roorcional à sua temeratura ( U = k T ). Assim, o gráfico que oderia reresentar a energia interna em função da temeratura seria o gráfico I. e) Falsa. A entalia é definida como a soma da energia interna com o roduto da ressão elo volume do gás: H = U A energia interna é dada em função do número de graus de liberdade (f) das moléculas do gás, or: f f U = n R T = Assim, odemos escrever ara a entalia: f f H = H = Deste modo a entalia é diretamente roorcional ao roduto da ressão elo volume, ortanto, o único gráfico, dentre os três, que oderia reresentar esse comortamento seria o gráfico I. QUESTÃO 9 A C, a ressão de vaor da água em equilíbrio com uma solução de açúcar é igual a 6, mmhg. Sabendo que a C a ressão de vaor da água ura é igual a 7,5 mmhg, assinale a oção com a concentração CORRETA da solução aquosa de açúcar. a) 7% (m/m) b) 9% (m/m) c),9 mol L d) A fração molar do açúcar é igual a,7 e) A fração molar do açúcar é igual a,9. Alternativa D Pela lei de Raoult temos que o abaixamento relativo da ressão de vaor é dado or = X, onde X é a fração molar do soluto não volátil. Desta forma, a fração molar do açúcar: 7,5 6, X = =,7 7,5 QUESTÃO Um elemento galvânico é constituído elos eletrodos abaixo esecificados, ligados or uma onte salina e conectados a um voltímetro de alta imedância. Eletrodo I: fio de latina em contato com 5 ml de solução aquosa, mol L de hidróxido de otássio; Eletrodo II: fio de latina em contato com 8 ml de solução aquosa,5 mol L de ácido erclórico adicionado a ml de solução aquosa,5 mol L de hidróxido de sódio. Admite-se que a temeratura desse sistema eletroquímico é mantida constante e igual a 5 C e que a ressão arcial do oxigênio gasoso ( P O ) dissolvido é igual a atm. Assinale a oção CORRETA com o valor calculado na escala do eletrodo adrão de hidrogênio (EPH) da força eletromotriz, em volt, desse elemento galvânico. Dados: E O/ H, O = (EPH);, O / OH a),7 b),89 c),75 d),5 e),6 6
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA Alternativa D Considere a montagem roosta: Pt I O = atm O = atm OH(aq); - M;,5 L HClO (aq);,5 M;,8 L NaOH(aq);,5 M;, L amos analisar cada um dos eletrodos: Eletrodo I: OH é uma base forte, estando comletamente dissociada. Assim temos como substâncias relevantes no eletrodo I: Água OH - ( - mol/l) O (O = atm) Eletrodo II: Inicialmente temos: nácido =,5,8 =,5 mol nbase =,5, =, mol Como tanto o ácido quanto a base são fortes, temos que ode-se considerar que ambos estão comletamente dissociados: =,5 mol e = mol n H n OH Aós a reação de neutralização ainda resta em solução um excesso de H (,5. - mol), dissolvido em um volume de ácido base =,5 L, temos que [H ] =,. - mol/l. Assim temos como substâncias relevantes no eletrodo II: Água H (,. - mol/l) O (O = atm) Assumindo que o eletrodo I atua como cátodo e levando em consideração as substâncias relevantes em cada um dos eletrodos, temos as reações: ELETRODO I OH ( aq) O HO( l) e E RED =, ELETRODO II O( g) H ( aq) e HO( l) E RED =, GLOBAL H ( aq) OH ( aq) HO( l) Eletrodo II Eletrodo I Conhecendo a equação de Nersnt odemos calcular a diferença de otencial ara as condições dadas: o,59 atividade rodutos E = E log n atividadereagentes Onde n é o número de mols de elétrons or mol da reação em questão (no caso mols) Como a atividade é calculada ela relação entre a concentração e a concentração adrão ( mol/l) ara articiantes em solução ou ela relação entre a ressão e a ressão adrão ( atm) ara articiantes em fase gasosa, e assume valor unitário ara reagentes líquidos e sólidos (note ainda que a atividade do O, articiante intermediário na reação é a mesma nos dois eletrodos):,59 E =,8 log [ H ] II [ OH ] I E =,8,59 log [ H ] [ OH ] II ( II I ) ( ) E =,8,59 log E =,8 5,59 E,5 QUESTÃO Escreva a equação química balanceada da combustão comleta do iso-octano com o ar atmosférico. Considere que o ar é seco e comosto or % de oxigênio gasoso e 79% de nitrogênio gasoso. A reação de combustão comleta do iso-octano com oxigênio é dada or: C 8 H 8 5 O 8 CO 9 H O Como a orcentagem de O no ar é de %, temos: Pt 5 mol O % x mol de ar % x = 59,5 mol de ar Portanto, a equação química balanceada da combustão comleta do iso-octano com o ar atmosférico é: C 8 H 8 59,5 ar 8 CO 9 H O 7 N Obs: Pela comosição dada, 59,5 mols de ar são formados or 7 mols de N e,5 mols de O, sendo que o rimeiro não é consumido na reação de combustão. QUESTÃO São fornecidas as seguintes informações relativas aos cinco comostos anímicos: A, B, C, D e E. Os comostos A e B são muito solúveis em água, enquanto que os comostos C, D e E são ouco solúveis. Os valores das constantes de basicidade dos comostos A, B, C, D e E são, resectivamente,, x ;,5x ;,6x ; 5,x e 6,x. Atribua corretamente os dados exerimentais aresentados aos seguintes comostos: -nitroanilina, -metilanilina, -bromoanilina, metilamina e dietilamina Justifique a sua resosta. São dadas três aminas aromáticas e duas alifáticas. Sabe-se que aminas aromáticas são bases muito mais fracas que as alifáticas devido à ressonância que o ar de elétrons não comartilhado do nitrogênio faz com o anel aromático, tornando-o menos disonível ara receber H ou outra esécie deficiente de elétrons. Dentre as aminas aromáticas, a mais básica é a metilanilina ois o gruo metil doa densidade eletrônica or efeito indutivo (efeito indutivo ositivo); a menos básica é a nitroanilina ois o gruo nitro retira densidade eletrônica or efeito indutivo (efeito indutivo negativo) e or ressonância; já a bromoanilina tem basicidade intermediária or que o bromo retira densidade or efeito indutivo orém doa densidade eletrônica or ressonância. Dentre as aminas alifáticas, a mais básica é a dietilamina, ois ossui dois gruos alquila causando efeito indutivo ositivo, enquanto que a metilamina ossui aenas um. Assim, a ordem decrescente de basicidade é dada a seguir: NH NH NH CH Br NO > NH H C > > > NH A B C D E E ortanto temos as seguintes constantes de basicidade: A dietilamina - kb =, x B metilamina - kb =,5x C -metilanilina - kb =,6x D -bromoanilina - kb =,x 5 E -nitroanilina - = 6,x kb QUESTÃO A 5 C, realizam-se estes dois exerimentos (Ex I e Ex II) de titulação ácido-base medindo-se o H da solução aquosa em função do volume da base adicionada: Ex I: Titulação de 5 ml de ácido clorídrico, mol L hidróxido de sódio, mol L. Ex II: Titulação de 5 ml de ácido acético, mol L hidróxido de sódio, mol L. com com a) Esboce em um mesmo gráfico (H versus volume de hidróxido de sódio) a curva que reresenta a titulação do Ex I e a curva que reresenta a titulação do Ex II. Deixe claro no gráfico os valores aroximados do H nos ontos de equivalência. 7
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA b) O volume da base corresondente ao onto de equivalência de uma titulação ácido-base ode ser determinado exerimentalmente observando-se o onto de viragem de um indicador. Em laboratório, disõem-se das soluções aquosas do ácido e da base devidamente rearados nas concentrações roostas, de indicador, de água destilada e dos seguintes instrumentos: balão volumétrico, bico de bunsen, bureta, cronômetro, dessecador, erlenmeyer, funil, kitassato, ieta volumétrica, termômetro e tubo de ensaio. Desses instrumentos, cite os três mais adequados ara a realização desse exerimento. a) H 8 6 S S QUESTÃO Um elemento galvânico é constituído or uma laca de ferro e or uma laca de estanho, de mesmas dimensões, imersas em uma solução aquosa, mol L de ácido cítrico. Considere que esta solução: contém íons ferrosos e estanosos; é ajustada ara H=; é isenta de oxigênio; e é mantida nas condições ambientes. Sabendo-se que o ânion citrato reage quimicamente com o cátion Sn ( aq), diminuindo o valor do otencial de eletrodo do estanho, determine o valor numérico da relação entre as concentrações dos cátions Sn ( aq) e Fe ( aq), ( Sn / Fe ), a artir do qual o estanho assa a se comortar como o anodo do ar galvânico. Dados: Potenciais de eletrodo em relação ao eletrodo adrão de hidrogênio nas condições-adrão: E =, ; E =,. Considere o seguinte esquema: Fe / Fe Sn / Sn olume de NaOH A curva em vermelho reresenta a curva de titulação ara ácido forte (HCl) e a curva em azul ara titulação do ácido fraco (H C-COOH). Observa-se no gráfico os ontos reresentados ela letra S como o onto de equivalência em cada caso. Para titulação do ácido forte com base forte forma-se um sal de caráter neutro, o que leva a um H 7, no onto de equivalência. No caso da titulação do ácido fraco com base forte forma-se um sal de caráter básico e o H no onto de equivalência é maior do que 7 (ara ácido acético em esecifício é róximo a 8). Os valores iniciais de H são diferentes ara os dois ácidos, ois ácido fraco é menos ionizado (menor quantidade de H em solução) do que o ácido forte. No caso do ácido fraco observa-se também uma região de H aroximadamente constante antes de se atingir o onto de equivalência, ois há formação de uma solução tamão quando o ácido fraco foi arcialmente consumido e formou-se arcialmente a base conjugada. b) Os três equiamentos mais adequados ara a realização desse exerimento são: - Pieta volumétrica: ara transferir um volume da solução a ser titulada ara o erlenmeyer. - Erlenmeyer: reciiente da solução que será titulada. - Bureta: acomoda a solução titulante (de concentração conhecida) Sn Ácido acético,m Sn Fe H = Assumiremos que o estanho sofre redução e o ferro oxidação, conforme reações abaixo: CÁTODO Sn ( aq) e Sn( s) E RED =, ÂNODO Fe( s) Fe ( aq) e E RED =, GLOBAL Sn ( aq) Fe( s) Sn( s) Fe ( aq) Nas condições adrão, temos que o o o E = E E =, (,) =, Fe / Fe Sn / Sn CÁTODO ÂNODO Conhecendo a equação de Nersnt odemos relacionar a diferença de otencial e as concentrações dos cátions Sn ( aq) e Fe ( aq) : o,59 atividade rodutos E = E log n atividadereagentes Onde n é o número de mols de elétrons or mol da reação em questão (no caso mols). Sabendo que a atividade de soluções é calculada ela relação entre a concentração e a concentração adrão ( mol/l) e que a atividade de sólidos é unitária, temos: [ Fe ],59 [ Fe ] adrão,59 [ Fe ] E =, log =, log [ Sn ] [ Sn ] [ Sn ] adrão Como os íons Sn reagem com citrato diminuindo gradativamente o otencial do eletrodo de estanho, este eletrodo assará a se comortar como ânodo a artir do momento que E < (inversão da olaridade). Para calcularmos a relação [Sn ]/[Fe ], reescrevemos a equação:,59 [ Fe ] E =, log < [ Sn ] Desta forma: [ Fe ] [ Fe ] [ Fe ], <, log log < < [ Sn ] [ Sn ] [ Sn ] [ Sn ] < [ Fe ] Fe 8 Logo, o eletrodo de estanho assará a se comortar como ânodo [ Sn ] (inversão de olaridade) quando <. [ Fe ]
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA QUESTÃO 5 a) Considerando que a ressão osmótica da sacarose ( CHO) a 5 C é igual a 5 atm, calcule a massa de sacarose necessária ara rearar, L de sua solução aquosa a temeratura ambiente. b) Calcule a temeratura do onto de congelamento de uma solução contendo 5, g de glicose ( CH 6 O 6) em 5 g de água. Sabese que a constante do onto de congelamento da água é igual a,86 C kg mol. c) Determine a fração molar de hidróxido de sódio em uma solução aquosa contendo 5% em massa desta esécie. a) Sendo M a concentração molar, a ressão osmótica (π) é dada or: π = M.R.T, onde R é a constante dos gases e T a temeratura. Pelo enunciado, temos π = 5 atm e T amb = 5ºC = 98. Além disso, dos dados da rova: R = 8, - atm.l. - Substituindo na equação: 5 = M 8, - 98 M =,6 mol/l Sendo a massa molar da sacarose igual a: M sac =,, 6, =, g/mol, temos: mol, g de C H O,6 mol m (g de C H O ) m = 9 g de sacarose em L Nota: É inadequado dizer que a ressão osmótica da sacarose é 5 atm, ois ressão osmótica não é uma roriedade fixa de uma substância ou soluto, mas sim de uma solução. b) T C = C. W. i (nesse caso i =, ois se trata de uma substância molecular) Como a massa molar da glicose é: M glic = 6,, 6 6, = 8,8 g/mol, temos: mol 8,8 g de C H O x mol 5 g de C H O x =,775 mol de glicose A molalidade (W) é calculada or: número de mol de soluto,775 mol de glicose W = = massadesolvente(kg) 5gdeH O W =, mol/kg Como C =,86ºC. g. mol - então: T C =,86 x, x T C =,7ºC T C = T ura T solução,7 = T solução T solução = -,7ºC c) 5% m/m NaOH Considerando g de solução, temos 5 g de NaOH e 5 g de água. Transformando essas massas em mols: NaOH (Massa molar = g/mol) mol g de NaOH n NaOH mol 5 g de NaOH n NaOH =,5 mol de NaOH H O (Massa molar = 8 g/mol) mol 8 g de H O n mol 5 g de H O HO n HO =,78 mol de H O Assim, a fração molar de NaOH é dada or: nnaoh, 5 X = NaOH n n =,5,78 NaOH HO X NaOH =, QUESTÃO 6 São dadas as seguintes informações: I. O olietileno é estável até aroximadamente C. Acima de 5 C ele entra em combustão. II. Para reduzir ou retardar a roagação de uma chama em casos de incêndio, são adicionados retardantes de chama à formulação dos olímeros. III. O Al( OH ) ode ser usado como retardante de chama. A aroximadamente C, ele se decomõe, segundo a reação Al( OH) ( s) AlO ( s) HOg ( ), cuja variação de entalia ( H) envolvida é igual a 7 J g. I. Os três requisitos de combustão de um olímero são: calor de combustão, combustível e oxigênio. Os retardantes de chama interferem no fornecimento de um ou mais desses requisitos. Se Al( OH ) for adicionado a olietileno, cite um dos requisitos de combustão que será influenciado or cada um dos arâmetros abaixo quando a temeratura róxima ao olietileno atingir 5 C. Justifique resumidamente sua resosta. a) Formação de Al O( s ) b) Formação de HOg ( ) c) H de decomosição do Al( OH ) Os três requisitos de combustão são: calor de combustão (interretaremos como temeratura ara que aconteça a combustão), combustível e oxigênio. a) Requisito de combustão influenciado: Combustível. A formação de Al O (s) sobre o olietileno diminui a área de contato disonível ara que o combustível (olietileno) reaja com o oxigênio. b) Requisito de combustão influenciado: Oxigênio. A formação de água gasosa diminui a concentração de O róximo ao olietileno, devido ao aumento de sua rória concentração. Isto ocorre ois a ressão do ambiente se mantém constante e, ortanto, a formação de um outro gás (com determinada ressão arcial) diminui a ressão arcial dos demais comonentes (e ortanto sua concentração). c) Requisito de combustão influenciado: Calor de combustão. Devido a reação ser endotérmica (absorvendo 7 J or grama de Al( OH ) que reage), a decomosição de Al( OH ) absorverá calor do ambiente, influenciando na diminuição da temeratura do sistema e consequentemente dificultando a combustão. QUESTÃO 7 Sabendo que a constante de dissolução do hidróxido de amônio e a do 5 ácido cianídrico em água são, resectivamente, =,76x ( b =,75) e a = 6,x ( a = 9,), determine a constante de hidrólise e o valor do H de uma solução aquosa, mol L de cianeto de amônio. O cianeto de amônio é derivado de ácido e base fraca, então tem-se as seguintes reações no sistema (concentrações em mol/l): I) Dissociação: NH CN = NH CN -,,, II) Hidrólise (global*): CN - NH = HCN NH Início,, Reagiu x x x x Eq.,-x,-x x x [ HCN] [ NH ] = h CN NH () Analisando as hidrólises de forma searada: a) Hidrólise do ânion: CN - H O = HCN OH - b [ ] [ ] w HCN OH HCN h( ânion) = = w = CN CN H a () 9
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA b) Hidrólise do cátion: NH H O = NH H [ ] [ ] NH H NH w hcátion ( ) = = w = NH NH OH b Conjugando as eq. (), () e () obtém-se que: [ HCN] OH [ NH ] H [ HCN] [ NH ] w w = = a b CN NH CN NH [ HCN] [ NH ] w w = h = a b CN NH a b Desta forma, considerando 5ºC ( w = - ), temos: w = h,9 = = a b 5 ( 6, ) (,76 ) Utilizando o balanço estequiométrico (II) na eq. e o valor calculado da constante de hidrólise calculado, têm-se: [ HCN] [ NH ] x h =,9 = CN NH (, x) x,95= x 5 mol L (, x) 5 mol L, x () w Para a reação de segunda ordem, o temo de meia-vida é deendente da concentração, segundo a equação T = k [ X], e o inverso da concentração em função do temo é dado or: = k t, com k constante de velocidade X X [ ] [ ] [ X ] Desta forma, temos [ X ] = k [ X] t Logo, ara a reação (II), como no momento inicial ( [ X ] mol L = ) o temo de meia vida é dado como a metade do temo de meia vida da reação (I), temos: T = 5 = kii = L mol s kii [ X] kii E assim, [ X ] [ X] = [ X] = k X t, t [ ] O esboço do gráfico ode ser feito a artir das equações atribuindo-se alguns valores de t no intervalo de a s. O gráfico final é: Logo temos aroximadamente,5 mol/l de HCN e,5 mol/l de NH e aroximadamente,5 mol/l de CN - e,5 mol/l de NH Pode-se calcular o H a artir da constante de ionização do ácido: HCN = H CN - H CN H,5 a = 6, = H = 6, HCN,5 [ ] Logo log( 6,) 9, H = = ou 9< H < Obs.: Na realidade, as concentrações de NH e CN - aós a hidrólise são muito róximas, mas não iguais. Entretanto, esta é uma boa aroximação levando em consideração o balanço de cargas e que as concentrações tanto de H quanto de OH - são muito menores que as concentrações de amônio e de cianeto. QUESTÃO 8 Considere duas reações químicas (I e II) envolvendo um reagente X. A rimeira (I) é de rimeira ordem em relação a X e tem temo de meiavida igual a 5 s. A segunda (II) é de segunda ordem em relação a X e tem temo de meia-vida igual à metade da rimeira reação. Considere que a concentração inicial de X nas duas reações é igual a, mol L. Em um gráfico de concentração de X (mol L ) versus temo (de até s), em escala, trace as curvas de consumo de X ara as duas reações. Indique com I a curva que reresenta a reação de rimeira ordem e, com II, a que reresenta a reação de segunda ordem. Em uma reação de rimeira ordem, o temo de meia-vida é constante com o temo e a equação da velocidade é dada or = k.[x] Dessa forma, a equação [X] versus t é dada or: X = X e [ ] [ ] kt Onde a constante de velocidade k é dada or T = temo de meia-vida.,69 k =, com T Algumas análises ossíveis ara determinação do esboço: ) t = s: Para determinar a inclinação vale identificar as velocidades com base nos valores da constante de velocidade encontrados. vi = ki [ X] =, 8 mol L s v I < v II vii = kii [ X] = mol L s Desta forma a curva I é menos inclinada que a II no momento inicial. ) t = s: Para determinar a concentração neste temo, basta substituirmos t= s na função da concentração.,8,76 [ X] = e = e,6 mol L I [ X ] [ X ] I < II [ X] =,mol L II, Desta forma neste temo a concentração indicada na curva I é menor que a medida na curva II. ) [X] =,5 mol/l (t = T meia vida ): Para determinar quem atinge metade da concentração antes, basta observarmos as meias-vidas de cada uma das reações. ti = 5s ti > tii tii = 5s = : Logo, ara a reação (I), como T = 5s e [ X ] mol L,69 ki = =,8 s [ X] = e 5,8 t
(9) 5- www.elitecaminas.com.br O ELITE RESOLE ITA 9 - QUÍMICA QUESTÃO 9 Um tanque de estocagem de rodutos químicos foi revestido internamente com níquel uro ara resistir ao efeito corrosivo de uma solução aquosa ácida contida em seu interior. Para manter o líquido aquecido, foi acolado junto ao tanque um conjunto de resistores elétricos alimentados or um gerador de corrente contínua. Entretanto, uma falha no isolamento elétrico do circuito dos resistores romoveu a eletrificação do tanque, ocasionando um fluxo de corrente residual de intensidade suficiente ara desencadear o rocesso de corrosão eletrolítica do revestimento metálico. Admitindo-se que a suerfície do tanque é constituída or uma monocamada de níquel com densidade atômica igual a 9,6 x átomos m e que a área suerficial do tanque exosta à solução ácida é de 5, m, calcule: a) a massa exressa em gramas, de átomos de níquel que constituem a monocamada atômica do revestimento metálico. b) o temo necessário, exresso em segundos, ara que a massa de níquel da monocamada atômica seja consumida no rocesso de dissolução anódica ela assagem da densidade de corrente de corrosão de 7, µ A cm. a) Sendo N Ni o número de átomos de níquel no tanque, temos: m 9, 6 átomos de Ni 5 m N Ni (átomos de Ni) 9 N Ni = 8,5 átomos Sendo M Ni a massa molar do níquel e N Avogadro a constante de Avogadro, a massa total de níquel (m Ni ) no tanque será dada or: 9 NNi MNi 8,5 58,69 mni = = m 7,85 Ni = g NAvogadro 6, b) A oxidação do níquel se dá conforme a equação: Ni Ni e Portanto, ara a oxidação de todos os átomos resentes 9 9 (8,5 ) deverá ocorrer a assagem de 6, elétrons. A carga total destes elétrons (Q) ode ser calculada or: 9,65 C 6, elétrons Q (C) 9 6, 9 6, 9,65 Q = Q = 5,8 C 6, Sendo Q = i t, onde i é a corrente e t o intervalo de temo elo qual esta corrente circulou, devemos determinar a corrente ara obtermos o temo solicitado. Sendo d a densidade suerficial de corrente e A a área, temos: i = d A = 7µA/cm 5m i = 5 - A Daí segue que o temo transcorrido até o consumo total do níquel é: Q 5,8 t = = t = 7s i,5 QUESTÃO É descrita uma seqüência de várias etaas exerimentais com suas resectivas observações: I Água de bromo é uma solução diluída de Br em água*: II III Cu Br Cu Br HO ( s) ( aq) ( aq) ( aq) Solução A (azul devido aos íons Cu ) Cu Br CuBr ( aq) ( aq) ( s) Sólido B (marrom) CuBr( s) CuBr( s) Br( g) Sólido branco gás marrom C I CuBr( s) HNO( aq) Cu( aq) NO( aq) H O( l) Br( g) NO( g) Solução D (azulada) gás C gás D Cu( aq) NO( aq) CuO( s) NO( g ) O( g ) Sólido F (reto) gás E gás G I Temos duas ossibilidades ara a reação, deendendo da disonibilidade de H, ambos gerando um sólido avermelhado. ª ossibilidade: redução de Cu a Cu CuO( s) H( g) Cu O H O( l) Sólido H (avermelhado) ª ossibilidade: redução de Cu a Cu CuO H Cu H O Assim, temos: ( s) ( g) ( l) Sólido H (avermelhado) B: CuBr (s) C: Br (g) E: NO (g) F: CuO (s) G: O (g) H: Cu O (s) ou Cu (s) Observação (*): Quando se dissolve Br em água tem-se o seguinte equilíbrio: Br H O HBrO H Br ( g ) ( l ) ( aq) ( aq ) ( aq) A esécie HBrO é a resonsável ela oxidação do Cu: HBrO Cu Cu Br OH ( aq) ( s) ( aq) ( aq) ( aq ) Somando as duas equações, temos a equação global mostrada em I. I. Dissolução comleta de um fio de cobre em água de bromo em excesso com formação de uma solução azulada A. II. Evaoração comleta da solução A e formação de um sólido marrom B. III. Aquecimento do sólido B a 5 C, com formação de um sólido branco de CuBr e um gás marrom C. I. Dissolução de CuBr em uma solução aquosa concentrada de ácido nítrico, formando uma nova solução azulada D e liberação de dois gases: C e E.. Evaoração da solução azulada D com formação de um sólido reto F e liberação de dois gases: E e G. I. Reação a quente do sólido F com hidrogênio gasoso e na ausência de ar, formando um sólido avermelhado H e liberando água. Baseando-se nesta descrição, aresente as fórmulas moleculares das substâncias B, C, E, F, G e H.