GABARITO Química C – Extensivo – V. 3 Exercícios 01)D Densidade: 2,21 g ––– 1 cm3 X g ––– 1000 cm3 (1 litro) X = 2210 g H2SO4 80% c)NaOH + Solvente ––– Solução 2 g ––––––––––––– 500 g (densidade = 1 g/mL) X% ––––––––––––– 100% X = 0,4% H2SO4 + Solvente ––– Solução 80% + 20% ––– 100% Y g –––––––––––– 2210 g Y = 1768 g 1 mol de H2SO4 ––– 98 g Z mol de H2SO4 ––– 1768 g Z = 18 mol Concentração de H2SO4 antes da diluição: 18 mol/L. Por dedução: se o volume aumentar em 5 vezes (de 1 litro para 5 litros), a concentração cairá em 5 vezes: 18/5 = 3,6, ou seja, cairá de 18 mol/L para 3,6 mol/L. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 18.1 = Mf.5 Mf = 18/5 Mf = 3,6 mol/L 04)B Por dedução: parte-se do ácido 16 M para chegar ao ácido 0,4 M (redução de 40 vezes na concentração (16/0,4)). Para isso, deve-se aumentar o volume em 40 vezes. Como o volume final é de 1,2 L, o volume inicial deve ser de 0,03 L (1,2/40). Partindo-se de 0,03 L para chegar a 1,2 L, o volume acrescentado será de 1,17 L. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 16.Vi = 0,4.1,2 Vi = 0,48/16 Vi = 0,03 L Através da diluição acrescenta-se solvente, suavizando os sabores acentuados pela alta concentração das substâncias anteriormente presentes, que passam a estar menos concentradas. 06)C Vi + V adicionado = Vf 0,03 + V adicionado = 1,2 V adicionado = 1,17 L 03)a) 2 g b) 0,0125 mol/L c) 0,4% Por dedução: para a concentração cair de 15 para 3 mol/L (5 vezes), deve-se aumentar o volume em 5 vezes. Para um volume final de 500 mL, o volume inicial deve ser de 100 mL (5 vezes menor). Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 15.Vi = 3.500 Vi = 1500/15 Vi = 100 mL 05)D 02)E Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 0,1.25 = Mf.200 Mf = 2,5/200 Mf = 0,0125 mol/L Por dedução: para diminuir a concentração de 30% para 20% (redução de 1,5 vez), deve-se aumentar a massa da solução em 1,5 vez. Massa inicial: 100 (30 por cento). 100.1,5 = 150. Massa a adicionar: 50 g. Por fórmula: Ci.mi = Cf.mf 30.100 = 20.mf mf = 3000/20 mf = 150 g *m = massa da solução Massa adicionada = 50 g 07)C a)0,1 mol ––– 1 L X mol ––– 0,5 L (500 mL) X = 0,05 mol 1 mol de NaOH ––– 40 g 0,05 mol ––––––– Y g Y=2g b)Por dedução: se o volume inicial é de 25 mL e o final é de 200 mL, houve aumento de 8 vezes (200/25), logo a concentração cairá em 8 vezes. 0,1/8 = 0,0125 mol/L Por dedução: para a concentração cair de 18 mol/L para 4 mol/L (4,5 vezes), deve-se aumentar o volume em 4,5 vezes. Volume inicial: 500 mL. Volume final: 500.4,5 = 2250 mL ou 2,25 L. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 18.500 = 4.Vf Vf = 9000/4 Vf = 2250 mL = 2,25 L Química C 1 GABARITO 08)50 mL Por dedução: para a concentração cair de 25 g/L para 10 g/L (2,5 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 2,5 vezes. Volume final: 125 mL. Volume inicial: 125/2,5 = 50 mL. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 25.Vi = 10.125 Vi = 1250/25 Vi = 50 mL V adicionado = Vf – Vi V adicionado = 20 – 10 = 10 mL 09)B Por dedução: para a concentração cair de 0,4 mol/L para 0,04 mol/L (10 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 10 vezes. Volume inicial: 100 mL. Volume final: 100.10 = 1000 mL. O volume a ser acrescentado será de 900 mL. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 0,4.100 = 0,04.Vf Vf = 1000 mL Resposta final: 49,7 + 10 = 59,7. Número inteiro mais próximo: 60 13)E V adicionado = Vf – Vi V adicionado = 1000 – 100 = 900 mL 10)B Por dedução: para a concentração cair de 25% para 7,5% (3,3 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 3,3 vezes. Volume final: 10 L. Volume inicial: 10/3,3 = 3 L. O volume adicionado de água deve ser de 7 L. Por fórmula: Ci.Vi = Cf.Vf 25.Vi = 7,5.10 Vi = 75/25 Vi = 3 L 14)E I. Certa. A bolinha de maior densidade (1,40 g/cm3) flutua no clorofórmio, o que prova que esse líquido deve ser mais denso. II. Errada. O cloreto de sódio é polar e o clorofórmio é solvente apolar. O cloreto de sódio é parcialmente solúvel em água, que é polar, mas insolúvel em clorofórmio. III.Certa. Dos 50 g adicionados, 36 g ficaram solúveis e os outros 14 g formaram corpo de fundo (insolúveis). IV.Errada. A bolinha que tem menor densidade (1,10 g/cm3) flutua na solução aquosa, o que prova que essa solução é mais densa. V.Certa. O cloreto de sódio insolúvel fica no fundo do copo. 11)25 mL Por dedução: para a concentração cair de 16 m para 0,2 m (80 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 80 vezes. Volume final: 2 L. Volume inicial: 2/80 = 0,025 L. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 16.Vi = 0,2.2 Vi = 0,4/16 Vi = 0,025 L ou 25 mL 15)B I. Errada. A solução é insaturada, pois a quantidade de soluto é inferior ao limite de solubilidade do solvente. II. Certa. III.Errada. Como a solução é insaturada, haverá apenas uma fase. 12)60 3,5 molar = 3,5 mol ––– 1 L X mol ––– 0,1 L (100 mL) X = 0,35mol 16)C Densidade: 1,8 g ––– 1 cm3 X g ––– 100 cm3 (100 mL) X = 180 g H2SO4 90% 1 mol de Na2SO4 ––– 142 g (massa molar) 0,35 mol ––––––––––– Y g Y = 49,7 g 2 Por dedução: para a concentração cair de 1 mol/L para 0,25 mol/L (4 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 4 vezes. Volume inicial: 150 mL. Volume final: 150.4 = 600 mL. O volume adicionado de água deve ser de 450 mL (600 – 150). Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 1.150 = 0,25.Vf Vf = 150/0,25 Vi = 600 mL V adicionado = Vf – Vi V adicionado = 600 – 150 = 450 mL V adicionado = Vf – Vi V adicionado = 10 – 3 = 7 L Por dedução: para a concentração cair de 3,5 M para 1,75 M (2 vezes), deve-se aumentar o volume da solução em 2 vezes. Volume inicial: 10 mL. Volume final: 10.2 = 20 mL. O volume adicionado de água deve ser de 10 mL. Por fórmula: Mi.Vi = Mf.Vf 3,5.10 = 1,75.Vf Vf = 35/1,75 Vf = 20 mL Química C GABARITO HC + NaOH → NaC + H2O 1 mol + 1 mol –– 1 mol + 1 mol 0,01 + 0,01 ––– 0,01 H2SO4 + Solvente ––– Solução 90% + 10% ––– 100% Y g ––––––––––––––––– 180 g Y = 162 g 01.Errada. Restará 0,01 mol de NaC = 0,585 g 02.Certa.NaC → Na+ + C– 0,01 mol ––– 0,01 mol 0,01 mol em 0,25 L = 0,04 mol/L 04.Certa. Na: 0,01 mol 1 mol: 23 g 0,01 mol: 0,23 g em 0,25 L Ppm = mg/L Ppm = 230 mg/025 L Ppm = 920 ppm 08.Errada. A diluição consiste na adição de água. A solução A foi misturada com a solução B, o que não pode ser considerado uma diluição; 16.Certa. Ocorrerá neutralização total, pois as quantidades de H+ e OH– são iguais. 17)a) Sistema I O equilíbrio ocorre quando: Vdissolução = Vprecipitação. b) I. Continuará uma solução saturada com precipitado. A quantidade de NaC acrescentada apenas aumentará o precipitado. II. Haverá a formação de um precipitado, pois o limite de saturação já foi atingido. III. Continuará uma solução insaturada, pois o solvente ainda pode dissolver mais soluto, uma vez que a solução está diluída. 18)18 20)30 C: 1 mol ––– 35,5 g 0,535 ––– X X = 18,99 g Na: 1 mol ––– 23 g 0,460 ––– X X = 10,58 g Mg: 1 mol ––– 24,3 g 0,052 ––– X X = 1,26 g S: 1 mol ––– 32,1 g 0,028 ––– X X = 0,90 g Ca: 1 mol ––– 40,1 g 0,010 ––– X X = 0,40 g K: 1 mol ––– 39,1 g 0,010 ––– X X = 0,39 g Br: 1 mol ––– 79,9 g 0,008 ––– X X = 0,64 g 01.Errada. Observando a equação, pode-se verificar que a neutralização foi parcial, uma vez que originou um hidrogenossal (NaHSO4); 02.Certa. Mols de NaOH:nb = Mb . Vb nb = 0,3 mol/L . 0,1 L nb = 0,03 mol Mols de H2SO4:nác = Mác . Vác nác = 0,2 mol/L . 0,15 L nác = 0,03 mol Assim, formará 0,03 mol de NaHSO4 em 0,25 L (0,1 + 0,15). M do sal: nº mols do sal/volume = 0,03/0,25 = 0,12 mol/L 04.Certa. NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O 0,03 mol + 0,03 mol 0,03 mol + 0,03 mol 08.Certa.1 mol de NaHSO4 tem 23 g de Na 0,03 mol –––––––––––– x x = 0,03 * 23 = 0,69 g = 690 mg de Na 16.Certa. Solução inicial de NaOH: 0,3 mol ––– 1 L x mol ––– 0,1 L (100 mL) x = 0,03 mol 01.Errada. É o potássio (K). 02.Certa. CaSO4. Em 1 kg de água do mar há no máximo 0,010 mol de cálcio. 04.Errada. A evaporação de 1000 g de água (1 kg) deixará resíduo de 0,535 mol de cloro, mais 0,460 mol de sódio. 08.Errada. A água do mar contém diversos outros sais. 16.Certa. 1 mol de K+ ––– 6.1023 íons de K+ 1 kg de água ––– 0,01 mol de K+ ––– X íons de K+ X = 6.1020 1 mol de NaOH ––– 40 g 0,03 mol –––– y y = 0,03 * 40 = 1,2 g de NaOH 19)22 21)03 Mols de NaOH:nb = Mb . Vb nb = 0,2 mol/L . 0,05 L (50 mL) nb = 0,01 mol Mols de HC: nác = Mác . Vác nác = 0,05 mol/L . 0,2 L (200 mL) nác = 0,01 mol As quantidades em volume adicionadas de ácido e base são iguais, porém o ácido é mais concentrado. Assim, o número de mols de ácido será maior que o número de mols de base. Com isso, pode-se concluir: 01.Certa. O pH será menor que 7 – ácido; Química C 3 GABARITO 02.Certa. O produto obtido terá maior número de mols de hidrogênio do que de hidroxila. 04.Errada.nb = Mb . Vb nb = 1 mol/L . 0,02 L nb = 0,02 mol 1 mol de NaOH ––– 40 g 0,02 mol –––– x x = 0,8 g 08.Errada. A concentração é de 2 mol/L. HC → H+ + C– 16.Errada. Mols de HC: nác = Mác . Vác nác = 2 mol/L . 0,02 L nác = 0,04 mol Mols de NaOH:nb = Mb . Vb nb = 1 mol/L . 0,02 L nb = 0,02 mol HC + NaOH → NaC + H2O 0,04 + 0,02 As quantidades de mols são diferentes. Assim, a neutralização não será completa, pois haverá excesso de HC. 22)15 * É importante considerar os valores da tabela em g/L. 01.Certa. Formulação 1: 50 mL: Nitrogênio: 0 Fósforo: 60 g ––– 1 L x ––– 0,05 L (50 mL) x=3g Potássio: 40 g ––– 1 L x ––– 0,05 L (50 mL) x = 2 g Soma das duas formulações: Nitrogênio: 2 g Fósforo: 3 g Potássio: 5 g Tudo em 100 mL de solução. Ou ainda: Nitrogênio: 20 g/L Fósforo: 30 g/L 4 Potássio: 50 g/L Para um volume final de 5 L: Volume inicial: 0,1 L (100 mL) Volume final: 5 L Haverá um aumento no volume em 50 vezes (5/0,1). Assim, as concentrações diminuirão em 50 vezes: Nitrogênio: 20 g/L : 50 = 0,40 g/L Fósforo: 30 g/L : 50 = 0,60 g/L Potássio: 50 g/L : 50 = 1 g/L 02.Certa. NH3NO3 – nitrato de amônia fornece nitrogênio; CaHPO4 – fosfato monoácido de cálcio fornece fósforo; KC – cloreto de potássio fornece potássio. 04.Certa. 1 mol de K ––– 39,1 g 1,025 mol de K ––– x x = 40,07 g aproximadamente. Assim, 1,025 mol/L = 40 g/L. 08.Certa. Os fertilizantes contém outros minerais em pequenas quantidades, além dos principais componentes. 16.Errada. Formulação 2: 150 mL Nitrogênio: 50 g ––– 1 L x ––– 0,15 L (150 mL) x = 7,5 g Fósforo: 50 g ––– 1 L x ––– 0,15 L (150 mL) x = 7,5 g Potássio: 0 Formulação 3: 150 mL Nitrogênio: 40 g ––– 1 L x ––– 0,15 L (150mL) x = 6 g Fósforo: 0 Potássio: 60 g ––– 1 L x ––– 0,15 L (150 mL) x = 9 g Formulação 3: 50 mL Nitrogênio: 40 g ––– 1 L x ––– 0,05 L (50 mL) x = 2 g Fósforo: 0 Potássio: 60 g ––– 1 L x ––– 0,05 L (50 mL) x = 3 g Soma das duas formulações: Nitrogênio: 13,5 g Fósforo: 7,5 g Potássio: 9 g Tudo em 300 mL de solução. Ou ainda: Nitrogênio: 13,5 g ––– 0,3 L (300 mL) x ––– 1 L x = 45 g/L Fósforo: 7,5 g ––– 0,3 L (300 mL) x ––– 1 L x = 25 g/L Potássio: 9 g ––– 0,3 L (300 mL) x ––– 1 L x = 30 g/L Química C GABARITO Para um volume final de 15 L: Volume inicial: 0,3 L (300 mL) Volume final: 15 L Haverá um aumento no volume em 50 vezes (15/0,3). Assim, as concentrações diminuirão em 50 vezes: 08.Errada. Solução hipotônica é menos concentrada. Uma solução mais concentrada seria hipertônica. 16.Errada. Pode ser usada para cálculos que envolvem massas molares. Nitrogênio: 45 g/L : 50 = 0,9 g/L Fósforo: 25 g/L : 50 = 0,5 g/L Potássio: 30 g/L : 50 = 0,6 g/L 23)20 01.Errada. A água possui geometria angular. 02.Errada. Na fervura, são rompidas ligações intermoleculares (ligações de hidrogênio), e não ligações intramoleculares (covalentes). 04.Certa. Com o aumento da pressão, o que dificulta a saída de moléculas de água, a água entra em ebulição a uma temperatura maior. 08.Errada. Tetracloreto de carbono é apolar e por isso sua solubilidade em água (polar) é muito pequena. 16.Certa. A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida. Assim, um bloco de uma substância sólida pura afunda num recipiente cheio da mesma substância líquida pura. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. A 4 °C aproximadamente, logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal. 24)01 01.Certa. P . V = n . R . T P . 1 = 0,001 . 0,082.300 *temperatura em kelvin = °C + 273 P = 0,0246 atm 02.Errada. P . V = n . R . T 30 . 1 = n . 0,082.300 *temperatura em kelvin = °C + 273 30 = n . 24,6 n = 1,219 mol Glicose: 1 mol ––– 180 g 1,219 mol ––– x x = 219,42 g 25)C Mols de C no KC: KC → K+ + C– 1 mol ––– 1 mol n=M.V n = 0,6 . 0,25 L n = 0,15 mol Mols de C no BaC2: BaC2 → Ba2+ + 2C– 1 mol ––– 2 mols n=M.V n = 0,2 . 0,75 L n = 0,15 mol * 2 = 0,30 Assim, haverá 0,45 mol de C– em 1 L (0,25 L + 0,75 L), ou seja, 0,45 mol/L. 26)D 2– H2SO4 → 2H+ + SO4 1 mol ––– 2 mols n ác = Mác . Vác n ác = 0,2 mol/L . 0,02 L (20 mL) = 0,004 mol de H2SO4 → 0,008 mol de H+ Precisará de 0,008 mol de OH–. NaOH 0,6 mol/L nb = Mb . Vb 0,008 = 0,6 mol/L . Vb Vb = 0,008/0,6 Vb = 0,01333 L = 13,33 mL 27)E Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente: C1 . V1 + C2 . V2 = Cf . Vf (57 . 400) + (19 . 600) = Cf . 1000 22 800 + 11 400 = Cf . 1000 34 200 = Cf . 1000 Cf = 34,20 g/L 28)E 04.Errada. Se as pressões osmóticas forem diferentes, haverá osmose com passagem de solvente da solução menos concentrada para a mais concentrada. Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente: C1 . V1 + C2 . V2 = Cf . Vf Química C 5 GABARITO (5 . 200) + (4 . 300) = Cf . 500 1000 + 1200 = Cf . 500 2200 = Cf . 500 Cf = 4,4 g/L M1 = 750/150 M1 = 5,0 mol/L 29)E 32)D KC → K+ + C– 1 mol ––– 1 mol + 1 mol Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente: M1 . V1 + M2 . V2 = Mf . Vf (0,25 . 400) + (1,5 . 600) = Mf . 1000 100 + 900 = Mf .1000 Mf = 1 mol/L n KC = M . V n KC = 0,1 mol/L . 0,1 L (100 mL) = 0,01 mol n de C– = 0,01 mol 33) a)2 g b)Adicionando água até completar 1 L a 100 mL da solução inicial. c)20 mL MgC2 → Mg2+ + 2C– 1 mol ––– 1 mol + 2 mols n MgC2 = M . V n MgC2 = 0,1 mol/L . 0,1 L (100 mL) = 0,01 mol n de C– = 0,02 mol Solução resultante: 200 mL 34) a)0,024 mol/L b)2HC + Ca(OH)2 → CaC2 + 2H2O 6,0 . 10–4 mol de Ca(OH)2 35)C K+: nº mols: 0,01 Volume: 200 mL = 0,2 L KOH → K+ + OH– 1 mol ––– 1 mol + 1 mol M = n/V M = 0,01/0,2 = 0,05 M Mg2+: nº mols: 0,01 Volume: 200 mL = 0,2 L n KOH = M . V n KOH = 2 mol/L . 0,3 L (300 mL) = 0,6 mol n de OH– = 0,6 mol 2– H2SO4 → 2H+ + SO4 1 mol ––– 2 mols + 1 mol M = n/V M = 0,01/0,2 = 0,05 M C–: nº mols: 0,03 (0,01 solução 1 + 0,02 solução 2) Volume: 200 mL = 0,2 L M = n/V M = 0,03/0,2 = 0,15 M a)Errada. Há um excesso de 0,2 mol de base. b)Errada. Sobrou um pouco da base que está em excesso. c)Certa. 2KOH(aq.) + H2SO4(aq.) → K2SO4(aq.) + 2H2O(liq.) 0,6 mol + 0,4 mol 0,4 mol (Em excesso) (limitante) d)Errada. Reagiu 0,4 mol de ácido. e)Errada. Em relação ao ácido é zero, pois todo ácido foi consumido. 30) a)HC: zero b)NaOH: M = c)NaC: M = n H2SO4 = M . V n H2SO4 = 1 mol/L . 0,2 L (200 mL) = 0,2 mol n de H+ = 0,4 mol (0,2 . 2) n 0, 04 = 0,08 mol/L = V 0, 5 0,12 n = 0,24 mol/L = 0, 5 V 36)0,014 e 0,33 mmHg 31)C Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente: M1 . V1 + M2 . V2 = Mf . Vf (M1 . 150) + (2 . 350) = 2,9 . 500 (M1 . 150) + 700 = 1450 M1 . 150 = 1450 – 700 M1 . 150 = 750 6 Química C Fração molar do soluto (X1) = número de mols do soluto / número de mols da solução Soluto: C6H12O6: 1 mol ––– 342 g X mol ––– 102 gX = 0,298 Solvente: H2O: 1 mol ––– 18 g Y mol ––– 375 g Y = 20,83 X1: n1 / n X1: 0,298 / 21,128 X1: 0,014 GABARITO Em uma solução, a fração molar do soluto (X1) mais a fração molar do solvente (X2) é igual a 1. 1 = 0,014 + X2 X2 = 0,986 Pv água pura: 23,76 mmHg P1 = X.P10 P1 = pressão de vapor do solvente sobre a solução P10 = pressão de vapor do solvente puro (mesma temperatura) X = fração molar do solvente P1 = 0,986.23,76 ⇒ P1 = 23,43 39)45 31,2 = X.31,82 X = 0,98 Abaixamento provocado: 23,76 – 23,43 = 0,33 mmHg Fração molar do soluto (X1)= número de mols do soluto / número de mols da solução n = n1 (soluto) + n2 (solvente) 5,66 = n1 + 5,55 n1 = 0,11 mols Soluto: C6H8O2N2S: 1 mol ––– 172 g X mol ––– 1 g X = 0,0058 Solvente: C3H6O: 1 mol ––– 58 g Y mol ––– 10 g Y = 0,172 X1: n1 / n X1: 0,0058 / 0,1778 X1: 0,033 0,11 mols ––– 5 g 1mol ––– x g Em uma solução, a fração molar do soluto (X1) mais a fração molar do solvente (X2) é igual a 1. 1 = 0,033 + X2 X2 = 0,967 Pv acetona pura: 400 mmHg P1 = X.P10 P1 = pressão de vapor do solvente sobre a solução P10= pressão de vapor do solvente puro (mesma temperatura) X = fração molar do solvente P1 = 0,967.400 = 386,8 = 3,87.102 mmHg Fração molar do soluto (X1)= número de mols do soluto / número de mols da solução Soluto: C13H21CN2O2: 1 mol ––– 272,5 g X mol ––– 1 g X = 0,0037 Solvente: C2H6O: 1 mol ––– 46 g Y mol ––– 30 g Y = 0,652 X1: n1 / n X1: 0,0037 / 0,6557 ⇒ X1: 0,0056 x = 45 (Formamida: CH3NO) 38)98,176 mmHg Fração molar do solvente (X2) = número de mols do solvente / número de mols da solução Solvente: H2O: 1 mol ––– 18 g Y mol ––– 100 g Y = 5,55 mols X2: n2 / n 0,98: 5,55 / n n = 5,66 (número de mols da solução) 37)3,87.102 mmHg P1 = X.P10 P1 = pressão de vapor do solvente sobre a solução P10 = pressão de vapor do solvente puro (mesma temperatura) X = fração molar do solvente Em uma solução, a fração molar do soluto (X1) mais a fração molar do solvente (X2) é igual a 1. 1 = 0,056 + X2 ⇒ X2 = 0,944 Pv etanol puro: 104 mmHg P1 = X.P10 P1 = pressão de vapor do solvente sobre a solução P10 = pressão de vapor do solvente puro (mesma temperatura) X = fração molar do solvente P1 = 0,944.104 = 98,176 mmHg * O resultado varia bem pouco em função de arredondamentos utilizados. 40)299 P1 = X.P10 P1 = pressão de vapor do solvente sobre a solução P10 = pressão de vapor do solvente puro (mesma tem peratura) X = fração molar do solvente 48,57 = X.50,76 X = 0,9568 Fração molar do solvente (X2) = número de mols do solvente / número de mols da solução Solvente: C2H6O: 1 mol ––– 46 g Y mol ––– 50 g Y = 1,087 mols X2: n2 / n 0,9568: 1,087 / n n = 1,1361 (número de mols da solução) n = n1 (soluto) + n2 (solvente) 1,1361 = n1 + 1,087 n1 = 0,0491 mols 0,0491 mols ––– 14,7 g 1 mol ––– x g X = 299,39 (Codeína: C18H21NO3) * O resultado varia bem pouco em função de arredondamentos utilizados. 41)100,26 °C ∆Te = Ke.W ∆Te: variação da temperatura de ebulição Ke: constante do ponto de ebulição molal W: molalidade Química C 7 GABARITO W= n1 m2 (em Kg) n1: 1 mol ––– 60,1 g X mol ––– 0,3 g X = 0,005 m2: 10 g = 0,01 Kg W = 0,005 / 0,01 W = 0,5 * Quando o solvente é a água, o valor de Ke é de 0,52 °C (padrão). ∆Te = Ke.W ∆Te = 0,52.0,5 ∆Te = 0,26 A variação de temperatura provocada pela adição do soluto é de 0,26 °C. Como a água pura tem ponto de ebulição de 100 °C, conclui-se que a solução terá ponto de ebulição normal de 100,26 °C. 42)Aproximadamente 85 ∆Te = Ke.W ∆Te: variação da temperatura de ebulição Ke: constante do ponto de ebulição molal W: molalidade Constantes molares de ponto de congelamento e ponto de ebulição Solventes Pf (°C) Kc Pe (°C) Ke Água 0 1,86 100 0,52 Ácido acético 17 3,90 118 3,07 Benzeno 5,50 5,10 80,0 2,53 Cicloexano 6,5 20,2 81 2,79 Cânfora 178 40,0 208 5,95 p-Diclorobenzeno 53 7,1 – – ∆Te = Ke.W 2,6 = 2,53.W W = 2,6 / 2,53 ⇒ W = 1,028 m2: 85 g = 0,085 Kg n1 W= m2(em Kg) Pela consulta na tabela, verifica-se que o ponto de ebulição do benzeno puro é de 80 °C. Como o ponto de ebulição da solução final foi de 82,6 °C, conclui-se que a variação provocada pela adição do soluto foi de 2,6 °C. A Ke para o benzeno é de 2,53 (retirada da tabela). 1,028 = n1 / 0,085 n1 = 1,028 . 0,085 n1 = 0,087 mols n1: 0,087 mol ––– 7,39 g 1 mol ––– X g X = 7,39 / 0,082 = 84,94 43)Aproximadamente 148 ∆Tc = Kc.W ∆Tc: variação da temperatura de congelamento Kc: constante do ponto de congelamento molal W: molalidade 8 Constantes molares de ponto de congelamento e ponto de ebulição Solventes Pf (°C) Kc Pe (°C) Ke Água 0 1,86 100 0,52 Ácido acético 17 3,90 118 3,07 Benzeno 5,50 5,10 80,0 2,53 Cicloexano 6,5 20,2 81 2,79 Cânfora 178 40,0 208 5,95 p-Diclorobenzeno 53 7,1 – – Química C GABARITO ∆Tc = Kc.W 1,96 = 5,10.W W = 1,96 / 5,10 W = 0,384 m2: 25 g = 0,025 Kg n1 W= m2 (em Kg) 46)E I. Certa. A adição de qualquer soluto não volátil faz com que a pressão de vapor do solvente diminua (tonoscopia). II. Certa. Ao adicionar sacarose, inicia-se um processo de osmose, o que gera automaticamente uma pressão osmótica (pressão no sentido contrário a fim de parar a osmose). III.Certa. A sacarose não é um eletrólito por sua natureza não iônica. Por isso, sacarose em água não conduz corrente elétrica. IV.Certa. A adição de soluto não volátil causa o abaixamento da temperatura de congelamento (crioscopia). V.Certa. Um mol de sacarose adicionado permanece como um mol dissolvido, não interferindo na dissolução de outros sais. 0,384 = n1 / 0,025 n1 = 0,384 . 0,025 n1 = 0,0096 mols n1: 0,0096 mol ––– 1,42 g 1 mol ––– X g X = 1,42 / 0,0096 X = 147,91 44)Aproximadamente 222 ∆Tc = Kc.W ∆Tc: variação da temperatura de congelamento Kc: constante do ponto de congelamento molal W: molalidade ∆Tc = Kc.W 0,828 = 1,86.W W = 0,828 / 1,86 W = 0,445 m2: 38,6 g = 0,0386 Kg n1 W= m2 (em Kg) 0,445 = n1 / 0,0386 n1 = 0,445 . 0,0386 n1 = 0,0172 mols n1: 0,0172 mol ––– 3,82 g 1 mol ––– X g X = 3,82 / 0,0172 X = 222,09 45)C a)Errada. Não pode ser uma substância pura, pois durante a ebulição ocorre variação na temperatura. b)Errada. Não pode ter sido realizada ao nível do mar, pois nessa altitude, a ebulição inicia a 100 °C para água pura, e se houvesse sal dissolvido, haveria um aumento no ponto de ebulição (acima de 100 °C). c)Certa. A acetona (PE = 56,5 °C) possui ponto de ebulição menor que o da água e não é um eletrólito. com a mistura das duas, a ebulição inicia em um ponto intermediário. d)Errada. Acetona pura tem a ebulição iniciada em 56,5 °C ao nível do mar. e)Errada. Abaixo do nível do mar a pressão é maior e o ponto de ebulição aumentaria para mais de 100 °C. 47)a)O solvente puro tem maior pressão de vapor, por isso H2O(v) vai de I para II, através do ar que é a membrana semipermeável, a fim de aumentar a dissolução do cloreto de sódio (efeito osmótico). b)O ponto de congelamento no início é menor, pois possui maior número de partículas dispersas. Com a diluição, o número de partículas por unidade vai diminuindo e o ponto de congelamento vai aumentar. 48)B A pressão de vapor tem relação com o ponto de ebulição das substâncias (fator interno), com solutos dissolvidos e com pressão atmosférica (fatores externos). Comparando-se substâncias líquidas puras submetidas a uma mesma pressão atmosférica, a diferença nas pressões de vapor de cada substância ocorrerá apenas em função do ponto de ebulição de cada uma. 49)D I. Certa. II. Errada. Quanto maior a pressão de vapor de um líquido, mais facilmente este evapora (diretamente proporcional). III.Certa. O ponto de congelamento da água ao nível do mar é de 0 °C. IV.Certa. O solvente absorve o calor da pele para evaporar, o que gera uma sensação de frio. 50)17 01.Certa. Para conferir, trace uma reta saindo do valor 1,4 no eixo da pressão de vapor (1,0 da água + 0,4 da válvula). Ao tocar na curva, desça até o eixo da temperatura que dará 110 °C. 02.Errada. A pressão total dará 1,2 (1,0 da água + 0,2 da válvula). Pelo gráfico dará temperatura de 105 °C. 04.Errada. Após atingida a temperatura de ebulição, a pressão não mais aumenta com o aumento do calor. 08.Errada. Ao reduzir a temperatura para 60 °C, a pressão cai para 0,2. Somada à pressão da válvula, ainda haverá pressão de 0,6 atm. 16.Certa. No processo de evaporação, rompem-se as ligações intermoleculares, que no caso da água são do tipo ligação de hidrogênio. Química C 9 GABARITO 51)D Durante a evaporação da água, a temperatura permanece constante, enquanto que durante a evaporação da solução de água e sal, a temperatura varia. A adição do sal faz com que aumente o ponto de ebulição da solução, sendo que esta irá evaporar em temperatura superior à da água pura. 54)A ordem de concentração das soluções é: Mais concentrada: solução 2 (água de rejeito). Intermediária: solução 1 (água do mar). Menos concentrada: Solução 3 (água pura). 52)C I. MgSO4 → Mg2+ + SO42– 1 mol → 1 mol + 1 mol 0,2 mol → 0,2 mol + 0,2 mol = 0,4 mol 55)B I. Errada. O líquido B tem menor ponto de ebulição e quanto menor o ponto de ebulição, mais facilmente a solução evapora, gerando maior pressão de vapor. II. Certa. O ponto de ebulição é mais alto; logo, ele permanece no estado líquido por mais tempo. III.Errada. Em ambos, a temperatura de ebulição não varia, o que caracteriza substâncias puras. II. K2SO4 → 2K+ + SO42– 1 mol → 2 mols + 1 mol 0,1 mol → 0,2 mol + 0,1 mol = 0,3 mol III.A2(SO4)3 → 2A3+ + 3SO42– 1 mol → 2 mols + 3 mols 0,1 mol → 0,2 mol + 0,3 mol = 0,5 mol IV. ZnSO4 → Zn2+ + SO42– 1 mol → 1 mol + 1 mol 0,1 mol → 0,1 mol + 0,1 mol = 0,2 mol O abaixamento da temperatura de congelamento depende do número de mols do soluto dissolvido, e não da natureza da substância. Sendo assim, quanto maior o número de mols dissolvido, maior será o abaixamento da temperatura de congelamento. Ordem crescente (do menor para o maior abaixamento): 0,2 mol (IV), 0,3 mol (II), 0,4 mol (I), 0,5 mol (III). 56)D Pela análise do esquema, percebe-se que houve passagem de líquido do recipiente B para o recipiente A. I. Certa. O líquido em B evapora mais facilmente passando para A. Logo, sua pressão de vapor é maior. II. Certa. O solvente tende a passar do meio menos concentrado para o meio mais concentrado, sendo o ar a membrana semipermeável. III.Errada. A água vai da solução mais diluída para a mais concentrada. IV.Certa. Em A e em B existem soluções com soluto dissolvido. Quando há soluto dissolvido, a pressão de vapor é menor que na substância pura. 57)B 53)D A disposição das correntes, em ordem crescente de temperatura de congelamento à pressão atmosférica, é: corrente 2 < corrente 1 < corrente 3. De acordo com os princípios de crioscopia, o aumento da concentração de um soluto não volátil, como um sal, diminui a temperatura de congelamento da solução. Quanto maior a pressão de vapor, menor o ponto de ebulição. A adição de um soluto não volátil faz com que a pressão de vapor diminua, pois aumenta o ponto de ebulição. Na curva I, é necessário menos temperatura para atingir a mesma pressão (menor ponto de ebulição). Isso ocorre na substância pura. A curva II é intermediária e deve representar a solução diluída (com pouco soluto dissolvido). Na curva III, é preciso mais temperatura para alcançar a mesma pressão. Isso ocorre, pois há mais soluto dissolvido (solução concentrada). A água destilada estará representada pela curva A, pois a adição de sacarose aumenta a pressão de vapor. Como o gráfico mostra uma mesma pressão de vapor (1 atm), observe que a pressão de 1 atm é atingida na curva A com menos temperatura (água pura). I. Errada. A adição de nitrato de alumínio que é um eletrólito (iônico) fará com que precise de maior temperatura para atingir a mesma pressão de 1 atm. II. Certa. O fato de o líquido A atingir a mesma pressão de B com menor temperatura significa que ele evapora mais facilmente (menor PE). III.Errada. A solução C terá menor pressão de vapor que A e B. IV.Certa. 58)C 10 A água sai na forma de vapor através do ar, que servirá de membrana semipermeável, indo do meio menos concentrado (água pura) para o meio mais concentrado (solução de sacarose). 59)D Padrão: NaC: 1 mol ––– 58,5 g X mol ––– 0,58 g Química C X = 0,01 mol de NaC GABARITO utilizado para a conservação), causando a desidratação da carne, o que retarda a decomposição. NaC → Na+ + C0,01 mol 0,01 + 0,01 = 0,02 mol a)KC: 1 mol ––– 74,5 g X mol ––– 0,58 g 65)A X = 0,0078 mol KC → K+ + C 0,0078 mol 0,0078 + 0,0078 = 0,0156 mol (Errada) b)C6H12O6: 1 mol ––– 180 g X mol ––– 1,80 g X = 0,01 mol C6H12O6(s) → C6H12O6(aq) 0,01 mol 0,01 mol (Errada) c)NaBr: 1 mol ––– 103 g X mol ––– 0,58 g X = 0,0056 mol 66)C I. Certa. O dietiléter possui as ligações intermoleculares mais fracas, pois é molécula apolar e as ligações são do tipo dipolo-dipolo. O 2-butanol e o 1-butanol possuem ligações de hidrogênio, todavia estas serão mais fracas no 2-butanol, pois a hidroxila está mais ao centro na cadeia, dificultando a interação com outras moléculas por efeito espacial causado pela cadeia carbônica, Isso não ocorre no 1-butanol, pois a hidroxila está na ponta da cadeia. II. Certa. Quando a pressão de vapor é grande o suficiente para superar a pressão atmosférica, a substância pode sofrer ebulição. Quando as pressões são iguais, é o momento em que se inicia a ebulição (ponto de ebulição). III.Certa. Com o aumento da temperatura, as moléculas adquirem energia cinética, gerando agitação das moléculas, que podem romper suas ligações intermoleculares e evaporar (pressão de vapor). IV.Errada. Se a pressão atmosférica é diminuída, é mais fácil ocorrer a evaporação, ou seja, a pressão de vapor pode ser menor para igualar as condições. → Na+ + BrNaBr 0,0056 mol 0,0056 + 0,0056 = 0,0112 mol (Errada) d)(NH2)2CO: 1 mol ––– 60 g X mol ––– 1,20 g X = 0,02 mol (NH2)2CO(s) → (NH2)2CO(aq) 0,02 mol 0,02 mol (Certa) e)Na2CO3: 1 mol ––– 106 g X mol ––– 1,06 g X = 0,01 mol Na2CO3 → 2Na+ + CO32 0,01 mol 0,02 + 0,01 = 0,03 mol (Errada) 60)B A adição de etilenoglicol causa o abaixamento da temperatura de congelamento, evitando que a água congele durante os dias muito frios. O etilenoglicol agirá como qualquer soluto não volátil, causando um efeito crioscópico. 61)A Ocorre processo de osmose, onde a água passa do meio hipotônico (a carne) para o meio hipertônico (o sal utilizado para a conservação). 62)C 67)D Por efeito da osmose, o solvente passa através da membrana semipermeável do meio menos concentrado (solução B) para o meio mais concentrado (solução A). Sendo assim, a solução A passa a ser menos concentrada e a solução B mais concentrada, pois perde solvente. 68)C A pressão necessária para reverter o processo de osmose é chamada de pressão osmótica. 63)a)80 g representa 5% do volume total a ser administrado. 80 g ––– 5% X ––– 100% X = 1600 g = 1600 mL = 1,6 L b)As células do sangue têm maior pressão osmótica, por isso receberão água da solução injetada. As células incharão devido à entrada de solvente. 64)E A osmometria é a propriedade coligativa que explica a passagem de água de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado. No caso do exemplo, a colocação de solutos faz com que a água saia do ferimento, facilitando a cicatrização. Ocorre processo de osmose, onde a água passa do meio hipotônico (a carne) para o meio hipertônico (o sal a)Errada. Para ocorrer a ebulição, a pressão de vapor do líquido deve ser igual ou maior que a pressão atmosférica. b)Errada. Durante a vaporização de uma substância pura a temperatura não aumenta, permanece constante. c)Certa. A ebulição inicia a partir do momento em que as pressões se igualam. d)Errada. Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica e menor será o ponto de ebulição. e)Errada. Durante a ebulição, a energia cinética das moléculas se mantém alta. Química C 11 GABARITO 69)C a)Errada. Óleo (apolar) e água (polar) formam uma mistura heterogênea. b)Errada. O gás ideal é um gás hipotético em que a temperatura e a pressão são mantidas constantes. c)Certa. Cada hidrocarboneto diferente tem ponto de ebulição diferente e consequentemente pressão de vapor diferente. d)Errada. Óleo e água constituem sistema heterogêneo bifásico. e)Errada. Na verdade, a água é mais densa que o óleo, porém, considerou-se que o enunciado pedia a opção correta “com base na informação acima”. 70)01 Quanto maior for a altitude, menor será a pressão atmosférica. Considerando a pressão atmosférica como uma força que se opõe à ebulição, a substância precisa de menos temperatura para evaporar. 71)A a)Errada. A pressão atmosférica é atingida ao mesmo tempo que na panela aberta. Ocorre que ainda há a pressão exercida pela válvula de escape do gás. b)Certa. A pressão de vapor na panela fechada é igual à pressão atmosférica mais a pressão exercida pela válvula, por isso chama-se panela de pressão. c)Certa. Com a pressão de vapor maior, pode-se atingir maiores temperaturas no interior da panela, motivo pelo qual o alimento cozinha mais depressa. d)Certa. A pressão de vapor é maior. 72)1 = Éter dietílico 2 = Etanol 3 = Solução aquosa de ureia Éter dietílico tem menor ponto de ebulição (34,6 °C), o que causará maior pressão de vapor. Na sequência, vem o etanol (78 °C) e depois a água (100 °C). A solução de ureia terá ponto de ebulição menor que o da água pura (efeito ebulioscópico) devido à adição do soluto não volátil. 73)A Entre as três amostras, a que irá evaporar com mais facilidade (precisa de menos temperatura) é a água pura. A adição de soluto não volátil à água faz com que seja mais difícil de evaporar. Quanto mais soluto adicionado, mais difícil o processo de evaporação. Por isso, evapora mais facilmente a água pura, depois a solução menos concentrada (solução 2 com 10-3 M) e por fim a solução mais concentrada (solução 3 com 10-1 M). 12 Química C