2015 – AULAS DISCURSIVAS QUÍMICA Prof. Jorginho 1. (Fuvest 2013) A vida dos peixes em um aquário depende, entre outros fatores, da quantidade de oxigênio (O2) dissolvido, do pH e da temperatura da água. A concentração de oxigênio dissolvido deve ser mantida ao redor de 7 ppm (1 ppm de O2 = 1 mg de O2 em 1000 g de água) e o pH deve permanecer entre 6,5 e 8,5. Um aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: 40 50 60 cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm. O gráfico abaixo apresenta a solubilidade do O 2 em água, em diferentes temperaturas (a 1 atm). a) A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 25°C. Nessa condição, a água do aquário está saturada em oxigênio? Justifique. 3 Dado: densidade da água do aquário = 1,0 g/cm . b) Deseja-se verificar se a água do aquário tem um pH adequado para a vida dos peixes. Com esse objetivo, o pH de uma amostra de água do aquário foi testado, utilizando-se o indicador azul de bromotimol, e se observou que ela ficou azul. Em outro teste, com uma nova amostra de água, qual dos outros dois indicadores da tabela dada deveria ser utilizado para verificar se o pH está adequado? Explique. 2. (Uftm 2013) A tabela fornece valores aproximados da solubilidade em água do bicarbonato de sódio em várias temperaturas. solubilidade 6,5 7,5 8,5 10,0 11,0 12,5 13,5 15,0 16,5 (g/100g de água) temperatura 0 10 20 30 40 50 60 70 80 (°C) a) Na malha quadriculada a seguir, construa um gráfico com os valores fornecidos, relacionando a solubilidade (eixo das ordenadas) com a temperatura (eixo das abscissas). b) A partir do gráfico construído, decida se a adição de 1,5 g de bicarbonato de sódio a 10 g de água a 35 °C apresentará ou não corpo de fundo. Justifique. 1 2015 - AULAS DISCURSIVAS 3. (Ufpr 2013) A solubilidade das substâncias é um parâmetro muito importante no preparo de soluções e permite comparar a natureza de dissolução de diversos solutos. A solubilidade pode variar com a temperatura, conforme mostra o gráfico a seguir. Dados: Massa molar (g/mol): Na 23; Rb 86; Li 7; K 39; N 14; O 16; C 35. A partir das informações extraídas do gráfico, faça o que se pede: a) Classifique as dissoluções dos sais deste gráfico em endo, iso ou exotérmica. b) Suponha que você possui um recipiente contendo 100 g de solução saturada de LiC a 70°C. Se essa solução for resfriada a 40°C, qual a massa de precipitado que ficará depositada no fundo? 4. (Ufrgs 2012) A solubilidade aquosa do KNO3 é de 36g/100g de H2O, na temperatura 25°C, e de 72g/100g de H2O na temperatura de 50°C. Uma solução de KNO3 preparada em água a 30°C, contendo 55g deste sal em 100g de H2O será uma: a) solução saturada, porém sem precipitado. b) solução saturada na presença de precipitado. c) solução não saturada, porém sem precipitado. d) solução não saturada na presença de precipitado. e) mistura heterogênea formada por sal precipitado e água pura. Justifique sua alternativa com cálculos. 5. (Acafe 2012) Um técnico preparou 420 g de uma solução saturada de nitrato de potássio (KNO3 , dissolvida em água) em um béquer a uma temperatura de 60 C. Depois deixou a solução esfriar até uma temperatura de 40 C, verificando a presença de um precipitado. Calcule a massa desse precipitado 6. (Ufg 2012) Uma solução saturada de K2Cr2O7 foi preparada com a dissolução do sal em 1,0 kg de água. A influência da temperatura sobre a solubilidade está representada na figura a seguir. Com base nos dados apresentados, pede-se: a) A porcentagem em massa do soluto na solução, para uma solução saturada a 50°C. b) Qual a massa de precipitado ao se resfriar 375g de uma solução saturada de 70°C para 30°C 7. (Ufrgs 2011) A sacarose é extraordinariamente solúvel em água, como mostram os dados da tabela abaixo. T (°C) 30 50 Solubilidade gsac / 100 g H2O 220 260 2 2015 – AULAS DISCURSIVAS Prepara-se uma solução saturada dissolvendo 65 g de sacarose em 25 g de água a 50 °C. a) Calcule a quantidade de água a ser adicionada a esta solução inicial, de modo que, quando a solução resultante for resfriada até 30 °C, tenhamos uma solução saturada de sacarose em água, sem presença de precipitados. b) Calcule a porcentagem em massa de sacarose numa solução saturada a 50°C. c) Calcule a molaridade de uma solução saturada de sacarose a 30°C ( sabendo que na mistura do soluto com o solvente não ocorreu contração nem expansão do volume e que dsacarose= 1,6g/mL e dágua= 1,0g/mL ) d) Classifique esta solução em iônica ou molecular e justifique sua resposta. 8. (G1 - cps 2011) Em uma das Etecs, após uma partida de basquete sob sol forte, um dos alunos passou mal e foi levado ao pronto-socorro. O médico diagnosticou desidratação e por isso o aluno ficou em observação, recebendo soro na veia. No dia seguinte, a professora de Química usou o fato para ensinar aos alunos a preparação do soro caseiro, que é um bom recurso para evitar a desidratação. Soro Caseiro Um litro de água fervida Uma colher (de café) de sal Uma colher (de sopa) de açúcar Após a explicação, os alunos estudaram a solubilidade dos dois compostos em água, usados na preparação do soro, realizando dois experimentos: I. Pesar 50 g de açúcar (sacarose) e adicionar em um béquer que continha 100 g de água sob agitação. II. Pesar 50 g de sal (cloreto de sódio) e adicionar em um béquer que continha 100 g de água sob agitação. Após deixar os sistemas em repouso, eles deveriam observar se houve formação de corpo de chão (depósito de substância que não se dissolveu). Em caso positivo, eles deveriam filtrar, secar, pesar o material em excesso e ilustrar o procedimento. Um grupo elaborou os seguintes esquemas: Analisando os esquemas elaborados, assinale V ou F para cada proposição e justifique cada uma delas. ( ) o sal é mais solúvel em água que a sacarose. Justificativa: ( ) a solubilidade da sacarose em água é 50 g por 100 g de água. Justificativa: ( ) a solubilidade do cloreto de sódio (NaCℓ) em água é de 36 g por 100 g de água. Justificativa: 9. (Unicamp) Preparou-se uma solução dissolvendo-se 40g de ° Na2SO4 em 100g de água a uma temperatura 60 C. A seguir a ° solução foi resfriada a 20 C, havendo formação de um sólido branco. a) Qual o sólido que se formou? ° b) Qual a concentração da solução final (20 C)? Dados: as curvas de solubilidade do Na2SO4.10H2O e do Na2SO4, no gráfico a seguir; a solubilidade está indicada, nos dois casos, em "g de Na2SO4/100g de H2O". 3 2015 - AULAS DISCURSIVAS GABARITO: Resposta da questão 1: a) O aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: 40 50 60 cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm, então: V(água no aquário) 40 50 50 100.000cm3 . 3 Como a densidade da água é de 1,0 g/cm , podemos calcular sua massa a partir do volume obtido: 1,0 g (água) mágua mágua 1 cm3 100.000 cm3 100.000 g A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 25°C, então: 100.000 g (água) 1000 g (água) mO2 500 mg O2 mO2 5mg Análise do gráfico: A 25°C, a solubilidade de O2(g) em 1000 g de água é de 7,5 mg. Conclusão: Nessa condição, a água do aquário não está saturada em oxigênio. b) O pH deve permanecer entre 6,5 e 8,5. Utilizando-se o indicador azul de bromotimol, observou-se que a cor ficou azul e isto implica um pH maior do que 7,5. Outro indicador que poderia ser utilizado seria a fenolftaleína, pois, entre pH 7,5 e 8,5, ficaria incolor e acima disso assumiria cor rosada. 4 2015 – AULAS DISCURSIVAS Resposta da questão 2: a) A partir dos dados fornecidos no enunciado, vem: b) A partir do gráfico verifica-se que é possível dissolver, a 35°C, aproximadamente, 10,5g de NaHCO3 . Então: 10,5 g de sal 100 g H2O m m 1,05 g 1,5 g 1,05 g 10 g H2O 0,45 g (corpo de chão) 5 2015 - AULAS DISCURSIVAS Resposta da questão 3: a) dissoluções endotérmicas, pois aumentam sua solubilidade com o aumento da temperatura, percebemos tal característica pelas curvas crescentes no gráfico. b) Teremos, de acordo com o gráfico: Massa precipitada: 110 g - 90 g = 20 g. Massa da solução: 100 g (água) + 110 g (LiC ) = 210 g 210 g (solução) 20 g (LiC precipitado) 100 g (solução) mLiC mLiC 9,52 g Resposta da questão 4: Observando os valores de solubilidade em função da temperatura fornecidos notamos que quando a temperatura, dobra a solubilidade do sal em questão, também dobra Sendo assim, vamos observar o esquema abaixo: 25°C ------------ 36g de KNO3 30°C ------------ x logo x = 43,2g de KNO3 e a solução terá precipitado. Resposta da questão 5: [A] De acordo com o gráfico, teremos: (110 g 60 g) precipitado mprecipitado mprecipitado (100 g 110 g) solução 420 solução 100 g 6 2015 – AULAS DISCURSIVAS Resposta da questão 6: De acordo com o gráfico: A 50°C, para uma solução saturada temos: 30g de K2Cr2O7 ------------ 100g de H2O ---------------- 130g de solução X ---------------------------------------------------------------- 100g de solução X = 23,07g de K2Cr2O7 em 100g de solução logo temos 23,07% em massa de K2Cr2O7 Resposta da questão 7: a) Teremos: 65 g (sacarose) 25 g (água) mágua 30 C 220 g (sacarose) (25 mágua ) 220 mágua 4,54 100 g (água) 65 100 4,5 g b) A 50°C, para uma solução saturada temos: 260g de sacarose ---------- 100g de água --------------- 360g de solução X ----------------------------------------------------------------- 100g de solução X = 72,22 g de sacarose em 100g de solução logo 72,22% de sacarose m/m c) em aula d) molecular, pois a solução de sacarose não libera íons. Resposta da questão 8: em aula Resposta da questão 9: a) Na2SO4 . 10 H2O b) p = 16,7 % 7