Questão 20
Os automóveis modernos estão equipados
com air bags (bolsas de ar) para proteger os
ocupantes em caso de colisão. Muitos deles
são inflados com nitrogênio, N2 , gás liberado
na reação muito rápida entre azida de sódio,
NaN 3 , e o óxido de ferro III, iniciada por
centelha elétrica. A equação para a reação é:
6 NaN 3 (s) + Fe2O 3 (s) →
→ 3 Na2O (s) + 2 Fe (s) + 9 N2 (g)
a) Quantos mols de azida de sódio serão necessários para produzir 73,8 litros de nitrogênio (volume do air bag cheio) a 27o C e 1 atm
de pressão?
Dados: R = 0,082 atm ⋅ L/mol ⋅ K.
b) Nesta mesma temperatura, qual será a
pressão interna do air bag após a reação se,
durante uma colisão, o mesmo for comprimido a um terço do seu volume?
Resposta
a) Cálculo do volume molar:
300 K
0,082 atm ⋅ l
Vmolar =
⋅
= 24,6 l/mol
1 atm
mol ⋅ K
Cálculo do número de mols de NaN3 :
1 mol N 2
6 mols NaN3
=
73,8 l N 2 ⋅
⋅
24,6 l N 2
9 mols N 2
3
14
4244
3 144244
eq. química
v. molar
= 2 mols NaN3
b) Numa transformação isotérmica, tem-se:
pV
p1V1 = p 2V2 ⇒ p 2 = 1 1
V2
1 ⋅ 73,8
p2 =
= 3 atm
24,6
Questão 21
Dados os compostos I, II e III, a seguir:
a) Quais os nomes dos compostos I e II?
b) Os compostos I e II apresentam a mesma
massa molar e diferentes temperaturas de
ebulição. Comparando com as temperaturas
de ebulição destes compostos, o que é possível
afirmar sobre a temperatura de ebulição do
composto III? Justifique sua resposta.
Resposta
a) I: 3,3-dimetil-1-buteno
II: 1-hexeno
b) O composto III apresenta uma maior semelhança estrutural com o composto II: cadeias
lineares com uma insaturação na extremidade.
A temperatura de ebulição desses compostos moleculares aumenta em função de:
• massa molecular;
• forças de atração intermoleculares.
O composto III apresenta maior Te que o composto II porque:
• MMIII > MMII ;
• as forças de Van der Waals do composto III são
mais intensas que as existentes na substância II
devido às maiores superfícies de contato entre as
moléculas (maiores cadeias carbônicas) que possibilitam maiores induções elétricas.
Questão 22
No descarte de embalagens de produtos químicos, é importante que elas contenham o
mínimo possível de resíduos, evitando ou minimizando conseqüências indesejáveis. Sabendo que, depois de utilizadas, em cada embalagem de 1 litro de NaOH sólido restam 4
gramas do produto, considere os seguintes
procedimentos:
embalagem I: uma única lavagem, com 1 L de
água.
embalagem II: duas lavagens, com 0,5 L de
água em cada vez.
Dados: massas molares: Na = 23 g/mol,
O = 16 g/mol e H = 1 g/mol.
química 2
a) Qual a concentração de NaOH, em mol/L,
na solução resultante da lavagem da embalagem I?
b) Considerando que, após cada lavagem, restam 0,005 L de solução no frasco, determine a
concentração de NaOH, em mol/L, na solução
resultante da segunda lavagem da embalagem II e responda: qual dos dois procedimentos de lavagem foi mais eficiente?
Resposta
a) Escreva a equação para a reação de dissociação e calcule a concentração dos íons hidroxila, em mol/L, para a solução resultante
no frasco 2.
b) Em qual dos frascos a solução terá valor de
pH mais elevado? Justifique.
Resposta
a) A equação de dissociação do Ca(OH) 2 :
Ca(OH) 2(s)
a) Cálculo da concentração molar após a lavagem
da embalagem I:
4 g NaOH
1 mol NaOH
⋅
= 0,1 mol/l
1 l solução
40
g42
NaOH
14
44
3
m. molar
b) Cálculo da concentração molar após a segunda lavagem da embalagem II:
1ª lavagem (dissolução):
4 g NaOH
1 mol NaOH
⋅
= 0,2 mol/l
0,5 l solução 40
g42
NaOH
14
44
3
H2O
2+
−
+ 2 OH(aq)
Ca(aq)
−
Cálculo da [OH ] nessa solução:
0,023 mol Ca(OH) 2
2 mol OH −
[OH − ] =
⋅
=
1 l solução
1 mol Ca(OH) 2
42444
3
1444
424444
3 144
fórmula química
solubilidade
= 0,046 mol/l
b) O pH será maior no frasco em que a solubilidade da base for maior, pois, quanto maior a solubilidade do hidróxido, maior a concentração molar
das hidroxilas (considerando os graus de dissociação iguais). Nesse caso, o frasco 4 apresentará o maior valor de pH.
m. molar
2ª lavagem (diluição):
M1V1 = M 2V2 ⇒ M 2 =
Questão 24
M1V1
V2
0,2 ⋅ 0,005
= 2 ⋅ 10 −3 mol/l
0,5
Assim sendo, o segundo procedimento é mais eficiente que o primeiro, pois a concentração da solução residual é muito menor que no primeiro procedimento.
M2 =
Questão 23
A cada um de quatro frascos foi adicionado
um mol de hidróxido de metal alcalino terroso, conforme a tabela seguinte. A cada um deles foi adicionada água até que os volumes finais em todos os frascos fossem de 1 litro. A
tabela também apresenta os valores para a
solubilidade de cada um dos hidróxidos à
mesma temperatura.
frasco
hidróxido
solubilidade (mol/L)
1
Mg(OH)2
0,00015
2
Ca(OH)2
0,023
3
Sr(OH)2
0,063
4
Ba(OH)2
0,216
O cobre 64 (64
29 Cu) é usado na forma de acetato de cobre para investigar tumores no cérebro. Sabendo-se que a meia vida deste radioisótopo é de 12,8 horas, pergunta-se:
a) Qual a massa de cobre 64 restante, em miligramas, após 2 dias e 16 horas, se sua massa inicial era de 32 mg?
b) Quando um átomo de cobre 64 sofrer decaimento, emitindo duas partículas α, qual o
número de prótons e nêutrons no átomo formado?
Resposta
a) Cálculo do número de meias-vidas (x):
2 dias e 16 horas = 64 horas
64 horas
x =
= 5 meias -vidas
12,8 horas
m
Como m = x0
2
32
m = 5 ⇒ m = 1 mg .
2
b) A equação do decaimento α é:
64
4
A
29 Cu → 2 2 α + Z X
∑ Aantes
=
⇒ A = 56
∑ Adepois
⇒ 64 = 4 ⋅ 2 + A ⇒
química 3
∑ Zantes
=
∑ Zdepois
⇒ 29 = 2 ⋅ 2 + Z ⇒
⇒ Z = 25
Portanto, o átomo formado tem 25 prótons (Z) e
31 nêutrons (A − Z).
Questão 25
Muitos compostos orgânicos sintéticos fazem
parte de nosso cotidiano, tendo as mais diversas aplicações. Por exemplo, a aspirina, que é
muito utilizada como analgésico e antitérmico.
a) Escreva o nome de um grupo funcional
presente na molécula da aspirina.
b) A hidrólise da aspirina leva à formação de
ácido salicílico (ácido 2-hidroxibenzóico) e de
um outro ácido. Escreva a fórmula e o nome
deste ácido.
Resposta
a) A aspirina apresenta dois grupos funcionais:
b)