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EXERCÍCIOS RESOLVIDOS DE QUÍMICA V 01. Com a atual crise energética mundial, cresceu o interesse na utilização do H2 como combustível, devido à grande quantidade de energia liberada por grama na sua combustão. Contudo, os balanços energético e econômico envolvidos na utilização imediata desse combustível ainda são desfavoráveis. Analise a reação abaixo. 2H2(g) + 02(g) à 2H20(g) + 478 kJ Assinale a alternativa correta. A) A combustão de formando um mol de B) A reação inversa, fornece quatro mols C) A reação represe 4 Swp view next page me h mol de 02(g), k] de calor. ol de água, descrito envolve transferência de (ons hidrogênio (H30+). D) por serem espécies isoeletrônicas, hidrogênio e oxigênio reagem prontamente para formar água. E) A quantidade de energia envolvida no processo descrito independe da quantidade de material consumido. Questão 1, alternativa A Assunto: itens III, VI e VII do programa de química do vestibular. Comentários: requer conhecimentos conceituais fundamentais, relações de massas nas reações químicas e termoquimicas.

Solução: pela estequiometria da reação, tem-se a seguinte cujos elementos X e Y possuem eletronegatividades 2,8 e 3,6, espectivamente. Experimentos de susceptibilidade magnética indicaram que a espécie XY2 é apolar. Com base nessas informações, é correto afirmar que a estrutura e as ligações químicas da molécula XY2 são, respectivamente: A) piramidal e covalentes polares. B) linear e covalentes polares. C) bipiramidal e covalentes apolares. D) angular e covalentes apolares. E) triangular e covalentes apolares. Questão 2, alternativa B Assunto: item V do programa de química do vestibular.

Comentários: requer conhecimento de ligação química, polaridade e fórmulas estruturais. Solução: há uma considerável diferença dos valores de eletronegatividade dos átomos Xe Y, o que justifica serem as ligações I químicas presentes na molécula de XY2 do tipo covalente polar. Neste caso, a densidade de carga negativa tende a concentrar- na espécie Y. Como os experimentos de susceptibilidade magnética indicaram ser esta espécie apolar, teremos por consequência OI requerimento de uma geometria linear para a molécula W 2.

Portanto, somente a alternativa B é correta. 03. Uma das estratégias da indústria cosmética na fabricação de desodorantes baseia-se no uso de substâncias que obstruem s poros da pele humana, inibindo a sudorese local. Dentre as substâncias utilizadas, inclui-se o sulfato de alumínio hexahidratado, uracao eletrônica correta 2 OF íon Ca2+ D) Is22s22p3 E) (1 s22s22p6)2 Questão 3, alternativa A Assunto: o item IV do programa de química do vestibular. Comentários: requer conhecimento em distribuição eletrônica nos átomos.

I Solução: o alum[nio possui configuração eletrônica no estado fundamental 1 522s2zp63s23p1. NO composto o I encontra-se no estado de oxidação 3+, tendo, portanto, cedido três elétrons da sua camada de valência, adquirindo a onfiguração eletrônica Is22s22p6, idêntica ao do elemento neônio (Ne). Portanto, somente a alternativa A é correta. O dióxido de nitrogênio (N02) é um gás vermelho- 04. marron, freqüentemente visível durante períodos de elevada poluição sobre as grandes cidades.

O referido gás é formado pela reação entre o monóxido de nitrogênio, emitido como resíduo de processos industriais, e o oxigênio atmosférico: 2NO(g) + 2N02(g) Considerando as possíveis interpretações da equação química dada, assinale a alternativa correta. A) Duas moléculas de NO reagem com um átomo de 02 para ornecer duas moléculas de N02. B) O coeficiente 2, em 2 NO, indica a participação de duas moléculas de nitrogênio e duas de oxigênio. C) A equação balanceada indica que há uma correlação de dois mols de átomos de N para uatro mols de átomos de O nos reagentes. 0F c Assunto: itens III e VI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimento em leis ponderais e equações quimicas. Solução: A equação química balanceada, para uma determinada reação, indica a relação entre quantidades molares de átomos e/ ou I moléculas de reagentes e produtos envolvidos na mesma, través dos coeficientes (à esquerda de cada espécie), denominados coeficientes estequiométricos. Para a reação dada na questão, a equação balanceada indica que há uma correlação de dois mols Ide átomos de N para quatro mols de átomos de O, nos reagentes.

Portanto, somente a alternativa C é correta. 05. Frequentemente, os avanços tecnológicos são originados de descobertas científicas básicas. por exemplo, a descoberta da bateria de lítio viabilizou o uso dos marca-passos cardíacos, possibilitando, assim, o prolongamento da vida humana sem, entretanto, ter sido concebida para tal. Dentre as vantagens das baterias de lítio, incluem-se sua pequena dimensão, baixo peso e elevado conteúdo energético. Considerando as semi-reações abaixo, para fins comparativos, assinale a alternativa correta.

Li+(aq) + e- à Li(s), EO – -3,05 V Zn2 (aq) + 2e- à Zn(s), Eo – 0,76 V A) O zinco metálico é oxidado espontaneamente na presença do íon lítio. B) O lítio metálico é um agente redutor mais forte do que o zinco metálico. C) O íon lítio e o zinco metálico em solução eletrolítica, formam uma célula galvânica. AGE 4 OF o litio possui a mais elevada energia de ionização. Questão 5, alternativa B Assunto: item XI do programa de química do vestibular. Comentários: requer conhecimento em classificação de células eletroquímicas, agentes oxidante e redutor e cálculo de potencial I Iformal de reações redox.

Solução: de acordo com as equações dadas, para que o processo seja espontâneo, é necessária a seguinte relação entre as I semi-reações: IZn2+(aq) + 2e- à Zn(s) 2Li(S) à 2Li+(aq) + 2e- Eo = – 0,76 V 3,05 v zn2+(aq) + 2Li(S) à zn(S) + 2Li+(aq); EO = 2,29 v O íon Zn2+(aq) é reduzido pelo Li(s) que, por sua vez, é oxidado . Isso ocorre devido ao menor valor de potencial de I redução do Íon Li+(aq) (-3,05 V) em relação ao do íon Zn2+(aq) (-0,76 V). Dessa forma, o Li(s) é um agente redutor mais forte I Ido que o Zn(s).

Na reação descrita, o Li(s) atua como agente redutor enquanto que o Zn2+ atua como agente oxidante. Portanto, I somente a alternativa B é correta. 4 agente oxidante. Portanto,l 06. Dentre as diversas alternativas de uso da energia solar, os denominados “aquecimentos solares ativos” baseiam-se nos efeitos térmicos originados das reações químicas. Por exemplo, a eação reversível de formação do sulfato de sódio decahidratado pode ser usada para estocar energia solar. Em temperaturas acima de 32,3 oc, o sal hidratado absorve calor, liberando moléculas de água, formando solução concentrada do sal.

Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oc, o sal é rehidratado e calor é liberado da reação reversa. Na2soa. lOH20(S) calor à Na2S04(aq) + 10H20(l) Nazsoqaco + Na2S04. 10H20(S) + calor A) A eficiência na troca de calor durante o processo será tanto maior quanto menores forem as variações de temperatura experimentadas, – TI (T2 > 32,3 oc > TI). B) Em temperaturas acima de 32,3 oc, as ligações químicas H-O são quebradas liberando calor. C) O calor envolvido nas reações origina-se da quebra das ligações Na-S, S-O e da formação das ligações do sal hidratado.

D) O processo reversível descrito é exotérmico em valores de temperatura acima de 32,3 oc, tornando-se endotérmico em temperaturas abaixo de 32,3 oc. E) As variações de calor das reações originam-se da liberação ou da absorção de água da rede cristalina do sal. Questão 6, alternativa E I Assunto: itens V e VII do pro rama de química do vestibular. 6 OF uímicas e variação de energia das reações quimicas. Solução: nos sistemas de aquecimento solares ativos, a energia do sol é capturada por uma mudança química ou física endotérmica que ma•s I tarde pode ser revertida para liberar a energia armazenada.

A formação reversível de um sal hidratado (Na2S04. 10H20(s)), por exemplo, pode I ser usada para armazenar energia durante os dias ensolarados e liberar energia no período noturno ou em dias nublados. No exemplo descrito nesta questão, o Na2S04. 1 OH20(s) é usado com essa finalidade. Em temperaturas acima de 32,3 oc, o sal hidratado absorve calor libera as moléculas de água de sua rede cristalina, formando uma solução concentrada de sulfato de sódio, Na2S04(aq). Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oc, o sal é rehidratado e calor é liberado na reação reversa: Na2S04. 0H20(S) + calor (acma de 32,3 oc) Na2S04(aq) IOH20(l) @ calor (abaixo de 32,3 oc) Na2S04(aq) + IOH20(l) Na2S04. 10H20(s) + A variação de calor observada nesse sistema se origina da liberação ou absorção de água da rede cristalina do sal e será tanto maior quanto maiores forem as variações de temperatura experimentadas T 2- TI (T2 > 32,3 oc > TI). Portanto, somente a alternativa E é correta. 07. Os dentes humanos são com ostos essencialmente de carbonato de cálcio, Caco atita, [cal 4 dentes são atacados por ácidos, originando as cáries.

Quando regularmente utilizadas, as pastas de dentes contendo íons fluoretos (F-) ocasionam a substituição dos íons hidroxilas da hidroxiapatita, formando a fluoroapatita [Ca Essa substância apresenta maior dureza e é menos susceptível ao ataque ácido, tornando os dentes mais resistentes às cáries. Assinale a alternativa que justifica corretamente os dados científicos relatados acima. A) Dureza e acidez são consideradas, respectivamente, exemplos típicos de propriedades química e física das substâncias.

B) Os rons hidroxilas liberados da reação da hidroxiapatita com os íons fluoretos reagem com os ions carbonatos, formando o C) Os íons fluoretos participam da molécula da fluoroapatita, através de ligações covalentes apolares com os átomos de cálcio. D) Os ions fluoretos formam ligações Iônicas mais fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa. E) Dentre os halogênios, o flúor possui a menor letronegatividade, sendo, portanto, o mais reativo.

Questão 7, alternativa D Assunto: itens l, IV, V e VI do programa de química do vestibular. Comentários: requer conhecimento em propriedades f[sicas e químicas, propriedades periódicas dos elementos, ligação quimica princípios de reatividade. Solução: a substituição dos ions OH- por ions F- origina a fluoroapatita. Esta substância apresenta maior dureza e é menos Isusceptivel ao ataque áci os dentes mais 80F 14 fluoretos formam ligações iônicas mais I fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa.

Portanto, a alternativa D él la correta. 08. Os alvejantes são comumente constituídos de agentes oxidantes, que retiram elétrons dos materiais coloridos, transformando-os em outras substâncias Incolores, normalmente solúveis em água. por exemplo, na limpeza de uma peça de roupa branca manchada de iodo (cor púrpura), pode-se aplicar uma solução aquosa de tiossulfato de sódio (Na2S203), que originará produtos incolores e solúveis em água, conforme indicado abaixo. 2 (s) +2Na2S203 (aq) à 2NaI (aq) + Na2S406 (aq) O valor aproximado do volume mínimo, em mL, de uma solução ,0 M de Na2S203, necessário para reagir completamente com 2,54 g de 12, será: A) 3) C) D) E) 40 10 20 0,01 0,04 Questão 8, alternativa C Assunto: item VIII do programa de química do vestibular. Comentários: requer conhecimento em unidades e cálculos de concentração das soluções. I Solução: para reagir com 2,54g de 12, são necessários 3,1 6g de Na2S203. O volume de solução IM de Na2S203 que contém essa I quantidade da referida substância é: 09.

O monóxido de carbono (CO), um veneno metabólico, é incolor, inodoro e se apresenta no estado gasoso, à temperatura ambiente. Isto confere ao CO a denominação de “poluente imperceptível”. Quando inalado, o CO interfere no transporte de 02 no sangue, ao combinar-se com a hemoglobina, para formar a carboxihemoglobina. Oxihemoglobina + CO(g) kl Carboxihemoglobina (aq) + 02C) Dado que a cinética da reação de formação da carboxihemoglobina é de primeira ordem em relação a cada um dos reagentes, assinale a alternativa correta.

A) A expressão que representa corretamente a lei de velocidade da reação inversa é l[carboxihemoglobina] / [02], e k-l é adimensional. B) A lei de velocidade da reação direta é dada por v l [oxihemogIobina][CO], e as dimensões de kl serão Lxmol-l xs- C) Quando os valores das concentrações iniciais da oxihemoglobina e do CO forem idênticos e diferentes de 1 M, a expressão v = kl representará corretamente a lei de velocidade da reação.

D) A reação descrita é dita de segunda ordem com relação aos reagentes, e a constante de velocidade kl assume a dimensão L2xmoI-2xs. E) A etapa lenta da reação não é Influenciada pelas concentrações da oxihemoglobina e de monóxido de carbono. Questão 09, alternativa B I Assunto: item IX do programa de uímica do vestibular. 0 DF 14