Departamento de Química
2003-2004
Fundamentos de Química I (Lic. Química e Bioquímica)
2.10: d = 3.5 g/cm3
2.12: 5.21x107 g = 52.1 ton
2.14: 3.36 cm3
2.22: (a) 5.0x108 µm3 (b) 1.5x106 m2 (c) 0.25 dL (d) 1x10-6 m3
2.24: (a) 4 a.s. (b) 5 a.s. (c) 4 a.s. (d) 2 a.s. (e) 1 a.s. (f) 1 a.s.
2.26: (a) 7.40 ml (b) 58.0 ml
2.28: m = 0.255g
2.30: 1.76x10-4 g
2.38: (a) 6.022x1014 (b) 1.7x106 km
2.44: 32.1 g/mol
2.42: (a) 6.942 u.m.a. (b) 6.959 u.m.a.
2.54: (a) V (b) F (c) V
2.74: C5 H7 N1 − × 2 → C10 H14 N2
2.76: C2 H6 As − × 2 → C4 H12 As2
2.82: (a) 8.90 mg/mm3 (b) 1.93x104 kg/m3
2.94: Pagou mais $20.0
2.95: C26 H41 N3 O7 − × 2 → C52 H82N6O14
2.98: (a) 0.4944 g (b) 0.03550g (c) 0.02938 mol; 49.44% C; 3.55% H; 47.0% O (d)
C7 H6O5 (e) C7 H6 O5
2.104: (a) Co2 (HPO4 )3 .4H2O (b) Co3+ e HPO42- (c) 2 iões Co3+ 3 iões HPO4 2- 4
moléculas de H2 O (d) 2 Co + 11 H + 3 P + 16 O = 32 átomos (e) 4 mol de Co, 22 mol
de H, 6 mol de P, 32 mol de O (f) 477.86 g/mol (g) 2.09x10-3 (h) 53.57% de O (i)
50% de átomos de O
Fundamentos de Química I ♣ Cap 2 ♣ 2003-2004
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Problemas complementares
A - Exercício do Exame final de Fundamentos de Química I (2000/2001 – 6Fev2001)
1 – O que entende por:
(a) Isótopos
(b) Massa atómica ponderada de um elemento. Explique o seu cálculo para um elemento
X que apresenta dois isótopos naturais.
B - Exercício do Exame final de Fundamentos de Química I (2001/2002 – 5Jan2002)
3 – Um laboratório de análises forenses analisou duas amostras, A e B, de uma droga. A
amostra A era cristalina. Várias tomas microscópicas retiradas de diferentes pontos da
amostra A foram indistinguíveis. Todas as propriedades do material se afiguram
uniformes. A amostra B tinha uma cor ligeiramente diferente da da amostra A e técnicas
cromatográficas permitiram separar componentes. Quais das seguintes conclusões são
válidas?
1 – A amostra A é uma substância pura
2 – A amostra B é uma mistura
3 – A amostra A não é uma mistura heterogénea
¡2e3
¡1e2
¡1e3
¡ todas são válidas
¡ Nenhuma é válida
C - Exercício adaptado de “Principles and Applications of Inorganic, Organic &
Biological Chemistry”, Caret, Denniston e Topping, WCB Publishers, 1997 (pg 102)
1 - Na base do funcionamento dos “air-bags” está a seguinte reacção química:
2NaN 3 (s) → 2Na(s) + 3N2 (g)
(a) Atribua o nome a todos os químicos envolvidos na referida reacção
(b) Calcular, em gramas, a massa de um átomo de sódio?
(c) Calcular, em gramas, a massa do nº de Avogadro de átomos de sódio?
(d) Classifique a reacção química quanto ao seu tipo
D - Exercício do Exame de Fundamentos de Química I (10Set1999)
2 – Tanto o cloro como o lítio naturais são uma mistura de dois isótopos:
35
Cl (75.77%, M = 34.97 u.m.a.) e 37 Cl (M = 36.97 u.m.a.)
7
Li (92.58%, M = 7.016 u.m.a.) e 6 Li (M = 6.015 u.m.a.)
(a) Calcule a ma ssa atómica de ambos os elementos
(b) Esquematize o espectro de massa do cloreto de lítio, indicando as bandas existentes,
bem como a sua posição e intensidade relativas. Admita que se formam apenas iões
monopositivos e que não ocorre fragmentação.
Atkins PW and Jones LL, Chemistry, Molecules, Matter and Change, 4Th Ed., 1999, W H Freeman & Co., ISBN 071672832X
Fundamentos de Química I ♣ Cap 2 ♣ 2003-2004
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Resolução
A–
(b) Massa atómica ponderada de um elemento: é uma média ponderada, com a
abundância relativa, das massas isotópicas naturais existentes para esse elemento.
MA(X) = ∑( AXi.fi )/100; AXi é a massa atómica do isótopo Xi cuja abundância é fi%.
B–
⊗ todas são válidas
C–
NA = 6.02214x1023
1 u = 1 uma = (1/12) x m(12 C) = 1.6605x10-24 g
(a) NaN 3 - Azoteto de sódio (Na+ Catião sódio; N3 - Anião azoteto); Na - Sódio metálico;
N2 - Azoto gasoso
(b) A massa de 1 átomo de
3.8174x10-23 g
23
Na = 22.9898 u.m.a. = 22.9898 x 1.6605x10-24 g =
(c) A massa, em gramas, do nº de Avogadro de átomos de sódio é:
3.8174x10-23 g/átomo x 6.02214x1023 (átomos de Na)/(mol Na) = 22.9899 (g Na)/(mol
Na)
A massa média de um átomo de sódio, em unidades de u.m.a, é numericamente igual à
massa do nº de Avogadro de átomos, expressa em unidades de grama:
logo, a massa molar do Na é 22.9898 g Na/mol
(d) Reacção de oxidação-redução. [Na+ é o oxidante (reduz-se +1 → 0)] [N 3 - é o redutor
(oxida-se -1 → 0)]
D(a) MA(Cl) = [75.77 x 34.97 + (100-75.77) x 36.97]/100 = 35.45 u.m.a.
MA(Li) = [92.58 x 7.016 + (100-92.58) x 6.015]/100 = 6.94 u.m.a.
(b) Podem ocorrer 4 formas isotópicas diferentes de cloreto de lítio, com as seguintes
fórmulas, abundâncias e massas moleculares:
6
Li35 Cl
Abundância = (100-92.58)x75.77/100 = 5.6% MM = 6.015 + 34.97 = 40.98 u.m.a.
7 35
Li Cl
Abundância = 92.58x75.77/100 = 70.1% MM = 7.016 + 34.97 = 41.99 u.m.a.
6 37
Li Cl
Abundância = (100-92.58)x(100-75.77)/100 = 1.8% MM = 6.015 + 36.97 = 42.98 u.m.a.
7 37
Li Cl
Abundância = 92.58x(100-75.77)/100 = 22.4% MM = 7.016 + 36.97 = 43.99 u.m.a.
O espectro de massa do cloreto de lítio, admitindo que se formam apenas iões
monopositivos e que não ocorre fragmentação, será esquematicamente:
Atkins PW and Jones LL, Chemistry, Molecules, Matter and Change, 4Th Ed., 1999, W H Freeman & Co., ISBN 071672832X
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Int.
(abund.)
41
42
43
44
m/u.m.a.
Atkins PW and Jones LL, Chemistry, Molecules, Matter and Change, 4Th Ed., 1999, W H Freeman & Co., ISBN 071672832X