Curso de História e Química – Professor Claudio 01. Com o desenvolvimento da fotografia nos séculos XIX e XX, muitos estudos investigaram a química dos haletos de prata. Com isso, além do desenvolvimento tecnológico, avanços científicos foram alcançados no entendimento da formação de cristais e reações fotoquímicas envolvendo compostos iônicos. Na tabela a seguir são fornecidos dados de propriedades, como produto de solubilidade e de potencial padrão de redução, dos principais haletos de prata. Com relação aos haletos de prata, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F): (__) O cátion Ag+ possui maior afinidade por haletos de mais baixa razão carga: raio. (__) Existe uma tendência clara: quanto menos solúvel é o haleto de prata, menos oxidante esse composto será. (__) Numa amostra composta por uma mistura de cloreto, brometo e iodeto de prata, e um forte agente redutor, a primeira espécie a reduzir será o Agl. (__) Ao se adicionar 1 mol de um haleto de prata sólido (representação genérica: AgX) numa solução aquosa 1,0 mol.dm-3 do respectivo haleto de potássio (representação genérica: KX), a máxima quantidade de íons prata em solução será inferior a ppb (partes por bilhão). 01. Comentários ( V ) O raio cresce de cima para baixo na tabela periódica, logo o cloro apresenta o menor raio do que o iodo: 𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 −𝟏 𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 −𝟏 Raio (Cl1-) < Raio (I1-) - Razão > Razão A menor razão carga/raio é do Iodo, sendo assim a Prata 𝑹𝒂𝒊𝒐𝑪𝒍−𝟏 𝑹𝒂𝒊𝒐 𝐈−𝟏 apresenta maior afinidade pelo Iodo com o menor Kps. Lembre-se que a constante do produto de solubilidade (Kps) [ AgI(sólido) Ag+(aq) + I-(aq) ] depende da “facilidade” com a qual o cátion libera o ânion e vice-versa. Quanto maior afinidade do cátion pelo ânion, menos íons estarão em solução e menor será o Kps. ( V ) A medida que diminui a solubilidade, diminui o potencial de redução, logo menos oxidante o haleto de prata será. “Lembrando que: oxidante é aquela substância que reduz” ( F ) A reação com um forte agente redutor promoverá primeiramente a redução do composto que apresenta o mais alto valor E0(redução), no caso o AgCl. ( V ) Vamos considerar o haleto de prata mais solúvel que é o AgCl, logo, KX será KCl (cloreto de potássio) Ao adicionar o cloreto de potássio, que é um sal solúvel em água, ocorre o efeito do íon comum, favorecendo a precipitação do cloreto de prata, deixando a concentração de cloro igual a 1,0 mol.dm-3. O produto de solubilidade para o sal mais solúvel 1,77x10-10 = [Ag+] . [Cl-] 1,77x10-10 = [Ag+] . 1 [Ag+] = 1,77x10-10 mol/dm3 Não foi dada a massa atômica da prata, que é de 108 u, mas isso não iria alterar a resposta, pois a divisão resultaria um valor bem menor do que 1 ppb (parte por bilhão 10-9 mg para 1 dm3 de solução), logo a solução terá concentração inferior a 1 ppb. 02. Com o desenvolvimento da nanotecnologia, a busca de novos materiais e a pesquisa dos materiais já conhecidos, porém com partículas na escala nanométrica, se tornaram alvos de interesse mundial. A diminuição na escala de tamanho das partículas provoca alterações nas propriedades dos materiais. Por exemplo, a redução em uma ordem de grandeza no diâmetro das partículas (de 100 nm para 10 nm) de um catalisador metálico provocará alterações no processo promovido. Considerando que o catalisador metálico em questão promove a conversão de um reagente. A num produto B, avalie as seguintes afirmativas: 1. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o processo de conversão poderá ocorrer em uma temperatura inferior. 2. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, a constante cinética da conversão de A em B será maior. 3. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, uma menor quantidade de massa de catalisador será necessária para que a conversão de A em B ocorra no mesmo intervalo de tempo. 4. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o sistema alcançará o equilíbrio num menor intervalo de tempo. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 02. Comentários 1. FALSA – catalisador trabalha por adsorção, logo ao reduzir o tamanho da partícula, aumenta a área de contato, acelera o processo, sem a interferência de temperatura. 2. FALSA – a temperatura do sistema não sofreu alteração, assim não haverá alteração no valor da constante de velocidade (k) 3. VERDADEIRA – com o aumento da área superficial de contato é necessária uma quantidade menor de catalisador, pois as partículas serão capazes de adsorver uma quantidade maior de reagente. 4 – VERDADEIRA – catalisador não desloca o equilíbrio químico, apenas atinge o estado de equilíbrio em um tempo menor. Professor Claudio - Química 03. O dióxido de nitrogênio, proveniente da queima de combustíveis fósseis, é uma das espécies que mais contribui para o efeito da chuva ácida. A reação química que provoca a diminuição do pH da água da chuva é representada pelo equilíbrio a seguir: Num ensaio em laboratório, foram acondicionados num sistema fechado N2(g), O2(g), NO2(g) e vapor de água que está em equilíbrio com água líquida. A partir desses dados, considere as seguintes afirmações: 1. O aumento na pressão total do sistema tenderá a diminuir o pH da solução dentro do sistema. 2. Um aquecimento brando tenderá a aumentar o pH da solução dentro do sistema. 3. A adição de excesso de água líquida no sistema tenderá a deslocar o equilíbrio, diminuindo o pH da solução dentro do sistema. 4. A contribuição do ácido nitroso (HNO2) para o pH da solução dentro do sistema é desprezível. Professor Claudio - Química 03. Comentários: 1 – VERDADEIRA. O aumento da pressão favorece o equilíbrio para o sistema de menor volume, ou seja, para a direita, aumentando a acidez e consequentemente diminuindo o pH. 2 – VERDADEIRA. O aumento da temperatura favorece a reação endotérmica, deslocando-a para a esquerda, diminuindo a acidez e aumentando o pH 3 – FALSA. A adição de H2O dilui o ácido, diminuindo a concentração de H+, e com isso, aumenta o pH. 4 – VERDADEIRA. O ácido nitroso é um ácido fraco. Professor Claudio - Química 04. O íon cromato (CrO42-) de cor amarela e o íon dicromato (Cr2O72-) de cor laranja podem ser utilizados em processos de eletrodeposição para produzir peças cromadas. A fórmula a seguir apresenta o equilíbrio químico dessas espécies em meio aquoso: Com base no equilíbrio químico acima, considere as seguintes afirmativas: 1. O aumento na concentração de íons H+ do meio promove a intensificação da cor laranja na solução. 2. A adição de um ácido forte ao meio intensifica a coloração amarela da solução. 3. A adição de íons hidroxila (OH-) ao meio provoca uma reação com os íons H+, formando água e intensificando a cor amarela da solução. 4. A cor exibida pela solução não apresenta dependência da concentração de íons H+ do meio. Professor Claudio - Química 04. Comentários: 1. (Verdadeiro) A adição de H+ irá deslocar o equilíbrio no sentido direto intensificando a cor laranja. 2. (Falso) A adição de um ácido forte irá aumentar a concentração de íons H+ deslocando o equilíbrio no sentido direto intensificando a cor laranja. 3. (Verdadeiro) A adição de íons OH- promoverá o consumo de H+ e como consequência deslocará o equilíbrio no sentido inverso intensificando a cor amarela. 4. (Falso) Como visto anteriormente é possível observar que a concentração de H+ desloca o equilíbrio. Professor Claudio - Química 05.A acidez do solo é prejudicial ao desenvolvimento das plantas, podendo ocasionar queda na produção. A aplicação do calcário (CaCO3) no solo reduz a sua acidez, conforme representado pela equação química abaixo: CaCO3(S) + 2H+(aq) CO2(g) + H20(ℓ) + Ca2+(aq) Com base nas informações acima e nos conhecimentos sobre acidez do solo, assinale a alternativa correta. a) O calcário neutraliza a acidez do solo porque produz íons H+. b) O uso do calcário aumenta a concentração de íons H+ no solo. c) Nesse caso, a correção da acidez do solo ocorre sem o consumo de calcário. d) Além de corrigir a acidez do solo, a aplicação do calcário contribui para o aumento da concentração de íons Ca2+. e) Um solo com concentração de íons H+ igual a 8x10-4 mol/m3 necessita de 4x10-5 mol/m3 de calcário para a correção da acidez. Professor Claudio - Química 05. Comentários: É possível observar no equilíbrio que o carbonato de cálcio promove o consumo de íons H+ corrigindo a acidez do solo, além de liberar íons cálcio (Ca2+). Professor Claudio - Química 01. A utilização de sabões para limpeza data de mais de 4000 anos. Os sabões são constituídos de moléculas anfifílicas, que contêm uma porção hidrofóbica e uma hidrofílica, e consequentemente atuam como tensoativos. Além da ação física do sabão no processo de remoção de sujeiras, há também a ação química, em que ocorre reação entre as moléculas anfifílicas e a sujeira, principalmente gorduras. Mesmo sem conhecimento científico, muitas pessoas constatam que a lavagem com sabão utilizando água quente é mais eficiente que com água fria. Com relação à ação dos sabões, considere as seguintes afirmativas: 1. A velocidade de remoção de sujeiras (à base de gorduras) de uma roupa é aumentada em altas temperaturas, pois nessa condição há maior frequência de choques entre as moléculas. 2. O processo de solubilização da sujeira envolve interação entre a parte hidrofóbica do tensoativo e a gordura, deixando a parte hidrofílica exposta na superfície que interage com o solvente. 3. A maior eficiência de lavagem em temperaturas mais altas implica que a reação entre o tensoativo e a sujeira é um processo endotérmico. 4. Em temperaturas superiores à temperatura de fusão de gorduras da sujeira, a velocidade de remoção é aumentada, em função da maior superfície de contato. Assinale a alternativa correta. Professor Claudio - Química 01. Comentários: 1. VERDADEIRA. Quanto maior a temperatura, maior é a energia cinética das moléculas e isso acarreta maior frequência de choques entre as moléculas 2. VERDADEIRA. O sabão apresenta uma cadeia apolar (hidrofóbica = aversão à água) e uma extremidade polar (hidrofílica = afinidade com a água). A parte apolar interage com a gordura que é apolar, deixando exposta a parte polar que se solubiliza em água, formando as chamadas micelas. 3. FALSA. A eficiência de um processo a alta temperatura, não necessariamente implica em um processo endotérmico, pois com o aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação. 4. VERDADEIRA. Quanto maior for a superfície de contato, maior é a velocidade da reação. 02. As lentes fotocromáticas trouxeram benefícios aos usuários de óculos. Devido à presença de corantes fotossensíveis, essas lentes mudam de cor conforme a exposição à luz solar. É desejável que após o escurecimento das lentes, o clareamento ocorra rapidamente, quando em ambientes de pouca luz. Para avaliar a eficiência de um corante, é acompanhado o clareamento de uma solução, monitorando-se a concentração da espécie colorida ([C]) em função do tempo. O perfil cinético do clareamento de um corante é mostrado a seguir. Considerando as informações acima, avalie as seguintes afirmativas: 1. Para o gráfico mostrado, a espécie colorida do corante tem papel de reagente, enquanto a espécie incolor é o produto. 2. O tempo de meia-vida (t1/2) da reação de clareamento apresentada é de aproximadamente 35 minutos, que serefere ao tempo necessário para a cor diminuir metade da sua coloração inicial. 3. A lei de velocidade para a reação apresentada é v=k[I][C], onde v é a velocidade, k é a constante de velocidade e [I] e [C] são as concentrações do corante na forma incolor e colorida, respectivamente. 4. Ao aumentar a concentração do corante, a velocidade da reação apresentada no gráfico acima aumenta, no entanto isso não influencia sua constante de velocidade. 02. Comentários: 1. VERDADEIRA. O gráfico mostra o clareamento da solução pelo tempo, logo, o agente colorido é o reagente e o produto é incolor. 2. VERDADEIRA. A meia vida é o tempo necessário para consumir metade da concentração inicial do reagente (aproximadamente 2100 segundos – 35 minutos) 3. FALSA. A equação da lei da velocidade (lei da ação das massas ou lei de Guldberg-Waage) depende apenas da concentração do reagente, logo v = k [C]. 4. VERDADEIRA. Alterando a concentração do reagente, altera a velocidade, porém não a constante, pois essa é dependente da temperatura. Radioatividade: 01. Em 2011 celebramos o Ano Internacional da Química. Além disso, 2011 é também o ano do centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie, que foi a primeira cientista a receber dois Prêmios Nobel, o primeiro em 1903, em Física, devido às suas contribuições para as pesquisas em radioatividade, e o segundo em 1911, pela descoberta dos elementos rádio e polônio. O polônio não possui isótopos estáveis, todos são radioativos, dos quais apenas o 210Po ocorre naturalmente, sendo gerado por meio da série de decaimento do rádio. A seguir são ilustrados dois trechos da série de decaimento do rádio: 226 → 222 → 218 → 214 88Ra 86Rn 84Po 82Pb b b 210 → 210 → 210 → 206 (138,38dias) 82Pb 83Bi 84Po 82Pb Com base nas informações fornecidas, considere as seguintes afirmativas: 1. A partícula a possui número de massa igual a 4. 2. Para converter 214Pb em 210Pb, conectando os dois trechos da série, basta a emissão de uma partícula . 3. Uma amostra de 210Po será totalmente convertida em 206Pb após 276,76 dias. 4. No decaimento beta, o número de massa é conservado, pois um nêutron é convertido em um próton. Radioatividade: 01. Comentários: 1. VERDADEIRA. A partícula alfa é constituída de 2 prótons e 2 nêutrons. 2. FALSA. Caso fosse emitida apenas uma partícula alfa, o número atômico deveria diminuir em duas unidades, 82Pb214 → 24 + 80Hg210 3. FALSA. A meia vida é o tempo necessário para desintegrar a METADE dos átomos radioativos. Em 276,76 dias existiriam ainda 25% de amostra. 4. VERDADEIRA. A partícula beta é produzida pela desintegração de um nêutron instável em um próton, uma partícula beta e um neutrino. Propriedades Coligativas: 01. Em festas e churrascos em família, é costume usar geleiras de isopor para resfriar bebidas enlatadas ou engarrafadas. Para gelar eficientemente, muitas pessoas costumam adicionar sal e/ou álcool à mistura gelo/água. A melhor eficiência mencionada se deve ao fato de que a presença de sal ou álcool: a) aumenta a taxa de transferência de calor. b) abaixa a temperatura do gelo. c) aumenta a temperatura de ebulição. d) abaixa a temperatura de fusão. e) abaixa a dissipação de calor para o exterior. Propriedades Coligativas: 01. Comentários O aumento da quantidade de partículas (solutos não voláteis) dissolvida no solvente diminui a temperatura de fusão, propriedade coligativa denominada como crioscopia. A dissolução do álcool em água é um processo exotérmico, fazendo com que ocorra a fusão do gelo. Essa mudança de estado físico absorve o calor do meio. Bom estudo!