VOLUME 3 | QUÍMICA 1 Resoluções de Atividades Sumário Aula 11 – Água – Propriedades físicas e químicas............................................. 1 Aula 11 menor do que a água líquida. As moléculas de água no estado sólido formam uma estrutura aberta, de forma hexagonal, com espaços vazios no interior. Água – Propriedades físicas e químicas Atividades para Sala 01 e Como a temperatura do ar está abaixo de 0°C, nos mares, rios e lagos ocorre solidificação da água, porém apenas na superfície, formando-se uma camada flutuante de gelo. Isso impede que a temperatura da água abaixo da camada de gelo atinja valores muito baixos, que provocariam a morte dos peixes e demais seres aquáticos da região. 02 C a) (F) Quando analisamos as forças intermoleculares que mantém moléculas semelhantes unidas, temos um caso de forças coesivas. b)(F) A “subida“ da água por algumas superfícies ou tubos capilares (muito finos), é um caso de forças adesivas. c) (V) Um inseto repousa sobre a água parada porque as forças coesivas são maiores que as adesivas. d)(F) Não. A água líquida só molha quando as forças adesivas são maiores que as coesivas. e) (F) Detergentes e sabões são substâncias tensoativas, isto é, quebram as ligações de hidrogênio, consequentemente, diminuem a tensão superficial da água. 03 a Inicialmente, o inseto encontrava-se em equilíbrio sujeito ao peso e à força exercida pela água devido à tensão superficial. É fato que, com a adição do detergente em água, o inseto afundou; logo, conclui-se que: • A tensão superficial oferecida pela água diminui. • A força exercida pela água sobre o inseto diminui. 04 A Os processos tecnológicos de dessalinização da água do mar (osmose reversa e dessalinização térmica – destilação simples), têm custos altos, por isso não são usados em larga escala. Nota: Osmose reversa – o processo de dessalinização por osmose reversa ocorre quando é exercida pressão em uma solução salina (30atm). A água atravessa uma membrana semipermeável, com poros microscópicos que retém sais, micro-organismos e outras impurezas. 05 e Porque uma mesma massa de água ocupa um volume maior no estado sólido, ou seja, o gelo tem densidade Atividades Propostas 01 D I. (V)Quando congelada, ao invés de se retrair, como acontece com a maioria das substâncias, a água se expande e, assim, flutua sobre a parte líquida por ter se tornado “mais leve“. De acordo com leis da Física, isso não deveria acontecer. Por causa dessa propriedade incomum da água, os rios, lagos e oceanos, ao congelarem, formam uma camada de gelo na superfície, enquanto o fundo permanece líquido. II. (V)A Terra está a uma distância do Sol que permite a existência dos três estados da água: sólido, líquido e gasoso. III.(V)Por dissolver com facilidade quase todas as substâncias, é praticamente impossível encontrar água pura. IV. (V) As nuvens são gotículas suspensas de água. V. (F) O processo de evaporação da água é endotérmico. 02 D Quando a água parou de ferver, significa que ela forneceu calor para o meio externo. Ao puxar o êmbolo, o garoto diminuiu a pressão sobre a água, reduzindo o ponto de ebulição desta. Desse modo, a água ferve a uma temperatura menor do que 100oC dentro da seringa. 03 a Fatos observados no cotidiano mostram que a solubilidade de um gás num líquido aumenta com o aumento da pressão do gás sobre o líquido e com a diminuição da temperatura. Assim, ao abrirmos uma garrafa de refrigerante gaseificado (guaraná, Coca-Cola etc.), há uma efervescência, que é causada pela liberação do gás nele dissolvido. Ao ser aberta a garrafa, diminui a pressão do gás no seu interior e, com isso, há liberação do gás dissolvido, produzindo a efervescência. Isso mostra que a solubilidade de um gás em um líquido aumenta com o aumento da pressão. Por outro lado, essa efervescência é muito mais intensa quando o refrigerante está em temperatura ambiente (fora da geladeira) do que quando ele está gelado. Isso demonstra que a solubilidade de um gás em um líquido aumenta com a diminuição da temperatura. Pré-Universitário | 1 VOLUME 3 | QUÍMICA 1 I. (V) A solubilidade de O2 na água é maior a 10°C do que a 25°C. II.(F) No alto da cordilheira, a pressão atmosférica e, portanto, a pressão do oxigênio são menores do que na sua base. Em consequência, a solubilidade do gás na água do lago no alto da cordilheira é também menor do que na sua base. III.(F) A alteração da temperatura e a da pressão (influenciada pela altitude) estão relacionadas à solubilidade do gás na água. 04 b Decomposição da água: Combustão do hidrogênio: 2H2O 2H2 + O2 2H2 + O2 2H2O I. (F)Toda a água gasta na obtenção do hidrogênio é reposta na sua combustão. II.(F)Todo o oxigênio produzido na decomposição da água é consumido na combustão do hidrogênio. Volume total de água na Terra: 1,4 bilhão de quilômetros cúbicos. Volume de água encontrada nos rios: III.(V)O produto da combustão do hidrogênio é somente água, que não polui o ambiente. V = 1.400.000.000 · 0,025 · 0,004 · 0,016km3 V = 2.240km3 10 C 05 b Sendo V o volume da piscina, temos: V = 10 · 15 · 2 ∴ V = 300m3 ∴ V = 300000L 300000 Logo, deverão ser usados kg do produto, ou seja, 2500 120kg. 06 C Somente a propriedade I explica o fato de o gelo ser menos denso que a água, explicando, assim, o fato de não ocorrer a solidificação de toda a água do lago quando a temperatura do ar atinge valores abaixo de 0°C. exp ansão m(g) de H2O( l ) de → m(g) de H2O( s ) ∴ VH2O( l ) < VH2O( s ) volume dH2O( l ) = 08 c a) (F) Como só foi encontrado vapor de água, não se pode afirmar que a água esteja presente no estado líquido. b)(F) A temperatura de ebulição, nesse caso, sofre influência da pressão atmosférica. c) (V) O calor de vaporização se define como a quantidade de energia necessária para que um mol de uma substância se encontre em equilíbrio com o seu próprio vapor. Para que 1kg de água líquida atinja o equilíbrio com 1kg de vapor, é preciso que a mesma atinja o calor de vaporização. d) (F) Sempre que um líquido é superaquecido há o aparecimento de bolhas. e) (F) A água entra em ebulição em um tempo mais curto do que levaria para ser transformada em vapor. 09 d mH2O( l ) VH2O( l ) dH2O( s ) = mH2O( s ) VH2O( s ) mH2O( l ) = mH2O( s ) ∴ dH2O( l ) > dH2O( s ) 07 C I. (V)Para a água passar do estado líquido para o gasoso, é necessário romper as ligações de hidrogênio que mantêm as moléculas unidades entre si, o que demanda grande quantidade de energia. II. (F) No ciclo da água, a condensação e a consequente formação de nuvens ocorre nas camadas altas e frias da atmosfera. III.(V)A alta tensão superficial da água permite que alguns insetos sejam capazes de pousar sobre a água sem afundar. IV. (V) Substâncias presentes nas células, como o cloreto de sódio e a sacarose, são solúveis em água e genericamente chamadas de hidrofílicas. V. (V) O alto calor específico da água permite que a temperatura se mantenha equilibrada dentro das células, sem variações bruscas. 2 | Pré-Universitário A água (H2O) possui ligações de hidrogênio entre suas moléculas, que á interação intermolecular de maior intensidade entre os compostos moleculares, o que lhe confere a maior tensão superficial entre os compostos citados.