COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII COMPARANDO AS PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS: Algumas propriedades dos compostos orgânicos, como ponto de fusão e ebulição, estado físico e solubilidade, podem ser comparadas observando o tamanho das moléculas e suas polaridades, conforme observado quando estudamos os hidrocarbonetos. Agora que já estudamos as outras funções, vamos também comparar essas propriedades entre os compostos das funções estudadas. PONTO DE FUSÃO OU EBULIÇÃO: Quanto maior a interação intermolecular, mais energia será necessário para mudança de estado físico, maior o ponto de fusão e ebulição. E como comparar as interações intermoleculares? Lembre-se, primeiro, que a polaridade influencia o tipo de força intermolecular existente nos compostos. Vejamos: Moléculas Apolares sofrem interação do tipo dipolo induzido (ou Van der Waals). Os hidrocarbonetos são as substâncias mais comuns que fazem esse tipo de interação. Moléculas Polares podem fazer dois tipos de interação intermolecular: Dipolo Permanente Características de aldeídos, cetonas, haletos orgânicos e éteres. Pontes de Hidrogênio É um tipo de dipolo permanente porém mais forte, graças a presença de ligações entre hidrogênio (muito eletropositivo) e flúor, oxigênio ou nitrogênio (muito eletronegativos. Os principais compostos orgânicos com essas características são os álcoois, ácidos carboxílicos e as aminas primárias. PODEMOS ENTÃO COMPARAR OS PONTOS DE FUSÃO OU EBULIÇÃO DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS DA SEGUINTE FORMA: SÉRIE HETERÓLOGA: compostos que possuem mesmo número de átomos de carbono na cadeia mas pertencem a funções diferentes. HIDROCARBONETOS aldeídos, cetonas, haletos orgânicos e éteres álcoois, ácidos carboxílicos e aminas primárias AUMENTO DO PONTO DE FUSÃO OU EBULIÇÃO 1 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII Exemplo: COMPOSTO ETANO ETANAL ETANOL T.E. (°C) -88,4 20,0 78,5 Observe que o álcool (Etanol) possui a maior temperatura de ebulição, faz ponte de hidrogênio, e o hidrocarboneto (Etano) possui a menor temperatura de ebulição, possui interações por forças de Van der Waals. O aldeído (Etanal) faz interações do tipo dipolo permanente, possui temperatura de ebulição intermediária. SÉRIE HOMÓLOGA: compostos que possuem a mesma função orgânica mas diferentes quantidades de átomos de carbono em sua cadeia. Quanto maior a cadeia (massa molar), mais carbonos serão capazes de sofrerem interações intermoleculares, portanto, terão maiores pontos de fusão ou ebulição. EXEMPLO: COMPOSTO MATANOL ETANOL 1-PROPANOL T.E. (°C) 64,0 78,5 97,0 Observe que os 3 compostos são da mesma função orgânica (álcool) possuindo todos as mesmas interações intermoleculares (pontes de hidrogênio). Porém, o composto 1-propanol é o que possui maior cadeia carbônica (maior massa molar), tendo portanto o maior ponto de ebulição. OBSERVAÇÃO: Podemos comparar compostos de mesma função e mesma massa molar. Nesse caso, serão diferentes apenas pelo número de ramificações. E quanto menos ramificado for o composto, mais carbonos serão capazes de sofrerem interações intermoleculares, tendo portanto maiores ponto de fusão ou ebulição. EXEMPLO: COMPOSTO PENTANO 2-METIL-BUTANO 2,2-DIMETIL-PROPANO T.E.(°C) 36,0 28,0 9,5 Observe que os 3 compostos possuem a mesma fórmula molecular (C5H12), porém o pentano é o menos ramificado, tendo portanto o maior ponto de ebulição. SOLUBILIDADE: Devemos lembrar da regra estudada anteriormente: “Semelhante dissolve semelhante” , ou seja: Composto polar tende a dissolver composto polar e composto apolar tende a dissolver composto apolar. Um dos solventes orgânicos mais importantes é o álcool etílico. Por ser polar, possui um grupo –OH, se dissolve em compostos polares, como a água. Porém também podem ser dissolvidos em compostos apolares por possuírem uma parte da molécula apolar. A medida que aumenta a cadeia carbônica dos álcoois, diminui a solubilidade em água (polar) e aumenta a solubilidade em solventes apolares. Isso ocorre porque os álcoois que possuem 4 ou mais átomos de carbono em sua estrutura possuem maior predominância de sua parte apolar. 2 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII EXERCÍCIOS DE VESTIBULAR 01. (UCSal) Benzeno, tolueno e p-xileno são hidrocarbonetos aromáticos que não reagem com água (mesmo aquecida) e insolúveis na mesma. São líquidos na temperatura e pressão ambientes: ponto de ebulição (°C) sob 1 atm benzeno............... 80 tolueno................ 110 p - xileno ..............138 Amostras desses hidrocarbonetos foram adicionadas, aos poucos, a um béquer contendo água mantida aquecida a 90°C sob pressão de 1atm. Feito isto, deverá restar no béquer SOMENTE: a) b) c) d) e) água e benzeno. água, benzeno e tolueno. água e tolueno. água e p-xileno. água, p-xileno e tolueno. 02. (UCSal) Entre outros fatores, o ponto de ebulição de uma substância pura depende da polaridade, do tamanho (massa molar) de suas moléculas, bem como, da presença ou não de pontes de hidrogênio, fator este preponderante. Analisando-se os dados abaixo, para compostos de aproximadamente mesmas massas molares, Composto (CH3CH2CH3) propano (CH3OCH3) éter dimetílico (CH3CH2OH) etanol (C2H4O) óxido de etileno Polaridade relativa zero 1,30 1,70 1,90 é de se prever que dentre esses o de menor e o de maior ponto de ebulição (sob mesma pressão) sejam, respectivamente, a) propano e etanol. b) propano e éter dimetílico. c) óxido de etileno e propano. d) óxido de etileno e etanol. e) éter dimetílico e óxido de etileno. 03. (UCSal) Considere os seguintes dados, válidos sob pressão de 1 atm. Substância éter comum álcool comum clorofórmio acetona Temperatura de ebulição (°C) 34 78 61 56 I. Desses líquidos, à temperatura ambiente (25°C), aquele que deve ter maior pressão de vapor (volatiliza mais facilmente) é o éter comum. II. A pressão de vapor do álcool comum à temperatura de 78°C é igual a 1 atm. III. Dessas substâncias, à temperatura de 65°C e pressão de 1 atm, apenas o álcool comum pode existir no estado líquido. Dessas afirmações a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) somente III é correta. d) somente I e II são corretas. e) I, II e III são corretas. 04. (UEFS) I OH II CH2CH2OH OH III 3 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII Quanto á solubilidade, a sequência dos compostos acima é: a) I > II > III b) II > III > I c) III > II > I d) I > III > II e) II > I > III 05. (UEFS) São substâncias com caráter básico: a) CH3CON(CH3)2 e CH3CH2SO4H O b) CH3COH e C OH c) CH3Cl e CH3COOH d) CH3CN e CH3COOH e) CH3CN e CH3Cl INSTRUÇÃO: Para responder a questão 06, indique com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. Em seguida, marque, na folha de respostas, o número correspondente a alternativa que apresenta a seqüência correta, de cima para baixo, de acordo com o seguinte código: 01) V V V V V 02) V V F V F 03) V F V V V 04) F V F V F 05) F V V F V 06. (UEFS) Grupo I. CH3CH2CH3, CH3 – O – CH3, CH3CH2OH Grupo II. CH3OH, CH3CH2OH, CH3CH2CH2OH Grupo III. CH3CH2CH2CH3, CH3–N–CH3, CH3CH2CH2NH2 CH3 O ponto de ebulição das substâncias, dependem de vários fatores. Dadas as substâncias acima, pode-se afirmar: ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) O álcool, no grupo 1, apresenta maior ponto de ebulição. O mais volátil no grupo 2, é o de menor peso molecular. O maior ponto de ebulição, no grupo 3 é o do butano. A amina terciária apresenta menor ponto de ebulição que a amina primária correspondente. O éter, no grupo 1 é mais volátil que o alcano, por isso tem ponto de ebulição menor. Instrução: Para responder a questão 07, identifique as afirmativas verdadeiras e, em seguida, marque, na folha de respostas, a alternativa correta, de acordo com o seguinte código. 01. 02. 03. 04. 05. Apenas as alternativas II e V são verdadeiras. Apenas as alternativa I, III e V são verdadeiras. Apenas as alternativas I, II, III e IV são verdadeiras. Apenas as alternativas I, III, IV e V são verdadeiras. Todas as alternativas são verdadeiras. 07. (UEFS) H H H H H H H H H H H H H Ciclohexano CH2OH O H H H OH HO H H OH - D - glicose 4 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII Nas estruturas representadas acima, verifica-se que ambas possuem 6 átomos de carbonos e são cíclicas, embora uma seja solúvel em água outra não. Com base na informação e em relação a essas estruturas, é correto afirmar: I. II. III. IV. V. o composto solúvel em água é a -D-Glicose. o composto solúvel em água é o apolar. o ciclohexano é apolar. o ciclohexano é um bom solvente para o octano. -D-Glicose forma pontes de hidrogênio com a água. 08. (UEFS) O tricloroetileno é um líquido não inflamável, volátil, usado na lavagem de roupa a seco, extração em solventes e desengraxantes. Quando espirado em doses altas tem, efeito narcótico. As fórmulas do tricloroetileno e do percloroetileno (outro desengraxante industrial) são: Cl Cl Cl Cl Cl C=C H Cl C=C Tricloroetano Cl percloroetileno Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre o assunto, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) 05) o percloroetileno é mais polar que o tricloroetileno. o tricloroetileno e o percloroetileno são haletos orgânicos. o percloroetileno é mais solúvel em água que o tricloroetileno. no tricloroetileno a entrada de um átomo de bromo iria substituir um dos átomos de cloro. o percloroetileno não pode ser dissolvido em compostos apolares. 09. (UEFS) O H3C – CH – C | NH2 ALANINA O – CH2 – CH – C | OH NH2 FENILALANINA OH Com relação as estruturas acima, pode-se afirmar: I. II. III. IV. V. são aminoácidos. possuem caráter anfótero possuem o anel benzênico. possuem a função álcool. ambas existem em seres vivos. 10. (UEFS) OH (CH3)3C C(CH3)3 CH3 O composto representado acima é utilizado como aditivo antioxidante no retardamento da rancificação de gorduras, na indústria de alimentos. Em relação a esse composto, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) 05) pertence a função fenol. apresenta os grupos butil e metileno. é um álcool aromático de cadeia ramificada. comporta-se como uma base em presença de CO2(aq). tem ponto de ebulição inferior ao do benzeno. 5 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 11. (UNEB) Embora nos paises desenvolvidos a agricultura seja dependente de fertilizantes químicos, de pesticidas e de herbicidas, ainda não se pode estimar os terríveis danos causados ao solo e ao povo do Vietnã, quando sobre esse país foi lançado o desfolhante 2,4,5-T, representado pela fórmula estrutural: O Cl || OCH2 – COH Cl Cl Em relação a esse composto orgânico, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) 05) apresenta grupamentos funcionais de carboxilácidos e éteres. é o ácido tricloro acético. é o acetato de cloro fenila. possui heterociclo na cadeia. é insolúvel e possui baixo ponto de fusão. 12. (UESC) Comparando-se os pontos de ebulição dos isômeros: pentano, 2-metilbuteno e 2,2-dimetilpropano, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) 05) o pentano possui menor ponto de ebulição, porque possui forças intermoleculares mais fracas. o ponto de ebulição do 2-metilbuteno é menor do que o do 2,2-dimetilpropano. por serem isômeros, possuem os mesmos tipos de força intermoleculares e ponto de ebulição. isômeros de cadeia ramificada possuem o mesmo ponto de fusão. o pentano possui o maior ponto de ebulição. Instruções: para responder as questões 13 e 14 considere as informações que seguem. Foi de repercussão nacional o caso ocorrido no Estado da Bahia, que envolveu o envenenamento de várias pessoas por metanol, como mostra o seguinte trecho de matéria jornalística. A aguardente que provocou a morte de 35 pessoas em dez cidades do sudoeste da Bahia estava contaminada com álcool metílico (metanol). Este é o resultado do laudo divulgado ontem pelo DPT (Departamento de Polícia Técnica) de Salvador (BA). Os exames atestaram que as amostras de aguardentes recolhidas nos municípios onde ocorreram as mortes continham de 2,85% a 24,84% de metanol. “Diante da quantidade de metanol encontrada nas amostras, podemos dizer que a contaminação não ocorreu de forma acidental, pelo uso de recipientes com resíduos de metanol, por exemplo. Houve intenção criminosa de lucro por parte dos responsáveis pela fabricação da aguardente”, disse o secretário da Saúde do Estado, José Maria de Magalhães. Segundo técnicos do DPT, caso a contaminação tivesse ocorrido de forma acidental, a quantidade máxima de metanol encontrada nas amostras seria de 0,25ml por 100ml de álcool anidro. (FOLHA DE S. PAULO. 12/03/99) 13. (UCSal) Comparando-se o metanol com o etanol (álcool comum), nas mesmas condições, pode-se dizer que ambos I. são líquidos voláteis à temperatura ambiente; II. têm o mesmo número de átomos de carbono por molécula. III. apresentam em sua estrutura o grupo funcional OH. Dessas afirmações, SOMENTE a) b) c) d) e) I e III são corretas. I e II são corretas. III é correta. II é correta. I é correta. 14. (UCSal) Admitindo que as porcentagens indicadas sejam em volume, qual foi aproximadamente a quantidade máxima, em mol, de metanol encontrada em cada litro da referida aguardente? a) b) c) d) e) 1 3 4 5 6 Dados: Massa molar do metanol = 32g/mol Densidade do metanol = 0,8g/cm3 6 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII Instrução: Para responder a questão 15, identifique as afirmativas verdadeiras e, em seguida, marque, na folha de respostas, a alternativa correta, de acordo com o seguinte código. 01. Apenas as alternativas II e V são verdadeiras. 02. Apenas as alternativa I, III e V são verdadeiras. 03. Apenas as alternativas I, II, III e IV são verdadeiras. 04. Apenas as alternativas I, III, IV e V são verdadeiras. 05. Todas as alternativas são verdadeiras. 15. (UEFS) Os umectantes, como o glicerol são adicionados a alimentos como os panetones, com o objetivo de reter a umidade. Com base nessa informação e sabendo-se que o nome oficial do glicerol é propanotriol, pode-se afirmar: I. o glicerol tem ligações insaturadas. II. o Propanotriol pertence a função álcool. III. os umectantes são moléculas apolares. IV. o glicerol é função mista álcool e cetona. V. a Umidade é mantida pela retenção de moléculas de água através de pontes de hidrogênio. INSTRUÇÃO: Para responder a questão 16, indique com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. Em seguida, marque, na folha de respostas, o número correspondente a alternativa que apresenta a seqüência correta, de cima para baixo, de acordo com o seguinte código: 01) 02) 03) 04) 05) FVVFF VFVVF VFVVV VVVVV VVFVF 16. (UEFS) O amor, segundo alguns cientistas, pode ser reduzido a reações entre compostos químicos, envolvendo substâncias como: OH | –CHCH2NH2 C6H5CH2CH2NH2 HO– (A) (B) HO– HO –CH2CH2NH2 (C) De referência a essas substâncias, pode-se afirmar: ( ( ( ( ( ) todas possuem a função amina. ) todas possuem cadeias heterogêneas. ) todas possuem anel aromático e são moléculas polares. ) a substancia A é a feniletilamina. ) todas possuem a função fenol. 17. (UEFS) HOCH2(CHOH)4CH2OH A estrutura acima representa o manitol, um tipo de glicídio utilizados na fabricação de condensadores para televisores, videocassetes e rádios. Em relação a estrutura do manitol, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) 05) é apolar. é um poliálcool. apresenta cadeia heterogênea ramificada. apresenta carbono com hibridização do tipo sp2. apresenta carbono terciário. 7 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII INSTRUÇÃO: Para responder a questão 18, identifique as afirmativas verdadeiras e marque a alternativa correta de acordo com a seguinte chaves de respostas: a) apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. b) apenas as afirmativas I, II e II são verdadeiras. c) apenas as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. d) apenas as afirmativas I, III e V são verdadeiras. e) apenas as afirmativas II, III, IV e V são verdadeiras. 18. (UESC) A substância representada ao lado é a fenolftaleína, que é um indicador ácido base. C O C || O Assim, pode-se afirmar que essa molécula: I. é uma substância que muda de cor, dependendo do pH do meio em que se encontra. II. possui a função aldeído. III. possui anéis aromáticos. IV. possui a função ácido carboxílico. V. possui uma cadeia cíclica heterogênea. Instrução: Responda a questão 19 de acordo com o seguinte código: a) b) c) d) e) apenas a afirmativa I é correta. apenas a afirmativa II é correta. apenas as afirmativas I e III são corretas. apenas as afirmativas II e III são corretas. as afirmativas I, II e III são corretas. 19. (UEFS) I. Álcoois são compostos orgânicos hidroxilados, cujo grupo –OH se encontra ligado a carbono sp3. II. Fenóis são compostos aromáticos hidroxilados, cujo grupo –OH se encontra ligado a carbono sp2 III. Nos álcoois, a partir do quarto termo, a solubilidade em água aumenta com o aumento de grupos -OH na cadeia carbônica. GABARITO 0 1 0 - 1 3 4 5 E A E 01 01 05 A 2 E E A 02 04 02 03 01 02 02 D E 6 7 8 9 8 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII AS REAÇÕES ORGÂNICAS: Durante o estudo das funções orgânicas, estudamos várias reações envolvendo essas funções. Vimos que podem ocorrer os seguintes tipos de reações orgânicas: REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO ocorre quando um átomo ou grupo orgânico é substituído por outro átomo ou grupo orgânico. Os casos mais comuns estudados foram: Substituição nos alcanos: HALOGENAÇÃO Em excesso de halogênio, o haleto orgânico pode ser halogenado mais de uma vez... ... e quantas vezes possíveis até a cloração total: Outras substituições em alcanos: NITRAÇÃO: Ocorre entre o ácido nítrico e um alcano, gerando mistura de produtos SULFONAÇÃO: É semelhante à nitração, só que é com o ácido sulfúrico. REAÇÕES DE ADIÇÃO ocorre quando se adiciona um reagente a uma molécula orgânica. Os casos mais comuns estudados foram: 9 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII HIDROGENAÇÃO, HALOGENAÇÃO, ADIÇÃO DE HX E HIDRATAÇÃO DE ALCENOS: HIDROGENAÇÃO, HALOGENAÇÃO, ADIÇÃO DE HX E HIDRATAÇÃO DE ALCINOS: 10 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Adição e substituição em cadeias cíclicas e em aromáticos. HIDROGENAÇÃO O cicopentano e os cicloalcanos superiores não são rompidos nessas condições. HALOGENAÇÃO REAÇÃO COM ÁCIDOS HALOGENÍDRICOS (HX) O ciclobutano, o ciclopentano e os cicloalcanos superiores não reagem com ácidos HX. A SUBSTITUIÇÃO EM AROMÁTICOS Pode ser por Halogenação, nitração, sulfonação, alquilação e acilação. (halogenação) (nitração) 11 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII (sulfonação) (alquilação) (acilação) OBSERVAÇÃO: Os grupos já existentes no anel aromático podem direcionar uma nova substituição para a posição meta ou para a posição orto e para, sendo então classificados em metadirigentes ou orto-para-dirigentes. Principais orto-para dirigentes NH2 OH R (alquil) X (Cl, Br, I) Principais meta dirigentes NO2 SO3H COOH CONH2 CHO C N 12 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII EXEMPLO: ⇒ O NO2 é meta dirigente nessa reação. REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO são aquelas nas quais alguns átomos ou grupos de átomos são eliminados da molécula orgânica. O caso mais comum estudado foi: Desidratação intramolecular de álcoois, Neste caso, forma-se principalmente o 2-buteno, que é mais estável que o 1-buteno. Isto quer dizer que o hidrogênio do carbono 3 sai com mais facilidade que o do carbono 1. Este fenômenos sempre ocorre em álcoois com mais de 3 átomos de carbono: o hidrogênio sai do carbono menos hidrogenado (regra de Saytzef). Desidratação intermolecular de álcoois (pode ser chamada de reação de condensação). OUTROS CASOS: Desalogenação: Esta reação é feita em dihaletos vicinais, sendo efetuada através de zinco ou liga de zinco e cobre em meio alcoólico: 13 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Dehidro-halogenação (saída de HX): Assim como nos álcoois, os haletos orgânicos podem perder uma molécula de HX. Similar aos álcoois, o hidrogênio da molécula HX sai do carbono menos hidrogenado (regra de Saytzef). Veja o exemplo: REAÇÕES DE OXIDAÇÃO na química orgânica corresponde normalmente à entrada de oxigênio (ou outro elemento eletronegativo) na molécula orgânica. Os casos mais comuns estudados foram: Ozonólise de alcenos Oxidação de álcoois 14 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII A OXIDAÇÃO BRANDA E A OXIDAÇÃO ENÉRGICA DE ALCENOS: Os alcenos são oxidados pelo KMnO4 (permanganato de potássio) em meio básico (NaHCO3 ou Na2CO3) ou meio neutro, formando diálcoois vicinais denominados glicóis. O oxidante brando mais usado é o KMnO4/NaHCO3, conhecido como reativo de Bayer. Um alceno, quando submetido a um oxidante enérgico, sofre oxidação com ruptura da dupla ligação, podendo haver formação de ácidos carboxílicos, cetonas ou gás carbônico. O KMnO4 , em meio ácido, é um oxidante enérgico. A COMBUSTÃO (OXIDAÇÃO ESTREMA): Em geral os compostos orgânicos sofrem combustão, isto é, queimam-se ou pegam fogo com facilidade. Ocorre o rompimento da cadeia carbônica e a transformação de seus átomos em outros compostos. o carbono produz C, CO ou CO2 ; o hidrogênio produz H2O ; o nitrogênio produz NO ou NO2 ; EXEMPLOS: C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O (COMBUSTÃO COMPLETA) C2H6 + 5/2 O2 2CO + 3H2O (COMBUSTÃO INCOMPLETA) C2H6 + 3/2 O2 2C + 3H2O (COMBUSTÃO INCOMPLETA) A combustão completa é aquela que resulta em CO2 e H2O, apenas. Para que a combustão seja completa ou incompleta, depende da demanda de oxigênio. 15 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII VIMOS TAMBÉM OUTRAS REAÇÕES IMPORTANTES COMO A ESTERIFICAÇÃO E AS HIDRÓLISES DOS ÉSTERES, A SAPONIFICAÇÃO, A CONDENSAÇÃO E A HIDRÓLISE DE AMINOÁCIDOS. É importante fazer uma revisão dessas reações. PORÉM, EXISTEM OUTROS TIPOS DE REAÇÕES ORGÂNICAS QUE TAMBÉM SÃO IMPORTANTES SEREM DESTACADAS NESSE MÓDULO. VEJAMOS: Reações de Redução: são o inverso da reação de oxidação. Ocorrem - na maioria das vezes com adição de hidrogênio. A reação de redução pode ser: parcial ou total. Redução parcial de ácido orgânico. Redução de aldeído. Redução de cetona. Redução total de ácido orgânico. 16 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Reações com Sódio Metálico Muitos compostos orgânicos reagem com sódio. Síntese de Wurtz: É o processo de obtenção de alcanos. Consiste na reação de haletos de alquila com sódio metálico, em meio etérico. Reação com Alcinos Verdadeiros A reação de alcino com sódio é utilizada para diferenciar alcinos verdadeiros de falsos. Os alcinos verdadeiros reagem com sódio, enquanto os falsos não reagem. Assim, os alcinos verdadeiros, além de apresentarem reações de adição, apresentam também reações de substituição. Os alcinos falsos apresentam apenas reações de adição. EXEMPLO: Com a fórmula C4H6 temos 2 alcinos diferenciáveis pela reação. Reação com Álcoois: Os metais alcalinos e alcalino-terrosos deslocam o hidrogênio dos álcoois, formando alcóxi ou alcóxidos de metais. Essa reação permite diferenciar éteres de álcoois isômeros, pois um éter isômero não reage com sódio: H3 C – O – CH3 + Na não há reação 17 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Reação com Fenóis: Reagem da mesma forma que os álcoois. Reação com Ácidos Carboxílicos: Reagem produzindo sais de ácidos. Reações com compostos de Grignard: As reação com compostos de Grignard com aldeído e cetona e posterior hidrólise é um processo de obtenção de álcool. O composto de Grignard é um composto organo-metálico de fórmula R – MgX, sendo X um halogênio qualquer. Exemplo Os compostos de Grignard reagem com água produzindo alcano. CH3MgBr + HOH CH4 + Mg(OH)Br CH3 – CH2MgBr + HOH CH3 – CH3 + Mg(OH)Br Composto de Grignard com Metanal (Aldeído Fórmico): Neste caso, obtemos álcool primário. 18 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Grignard com Aldeído Qualquer: Ocorre obtenção de álcool secundário Grignard com Cetonas: Ocorre formação de álcool terciário. REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO Polímeros são macromoléculas formadas a partir de moléculas menores - os monômeros. O processo de transformação desses monômeros, formando o polímero, é chamado polimerização. Na fabricação de um polímero, a substância inicial constitui o monômero, e sua repetição 2, 3, ..., n vezes dá origem ao dímero, trímero, ..., polímero. Teoricamente a reação de polimerização pode prosseguir infinitamente, dando origem a uma molécula de massa molecular infinita. Ex: Celulose: (C6H10O5)n onde n varia de aproximadamente 1500 a 3000 Polietileno: (CH2CH2)n onde n varia de aproximadamente 2000 a 100 000 Classificação dos polímeros Quanto à ocorrência: Naturais - São polímeros que já existem normalmente na natureza. Dentre os mais importantes estão os carboidratos (celulose, amido, glicogênio etc), as proteínas (existente em todos os seres vivos) e os ácidos nucléicos (existentes no núcleo das células vivas e responsáveis pelas características genéticas dos seres vivos). Sintéticos - São polímeros fabricados pelo homem, a partir de moléculas simples. Dentre eles estão o nylon, o polietileno, o PVC etc. No setor de fibras têxteis, além de falarmos em fibras naturais (algodão, seda, juta etc) e artificiais (naylon, poliéster etc), falamos também em fibras artificiais ou modificadas, como, por exemplo, o rayon. A fabricação do rayon já parte de uma macromolécula, que são as fibras naturais do algodão; a seguir, por meio de várias reações químicas, purifica-se a macromolécula e no final faz-se uma nova fiação. Resultam então fios e fibras de composição química idêntica à macromolécula inicial, porém, de muito melhor qualidade, que constituem o rayon. Quanto à natureza da cadeia: Polímero de cadeia homogênea - Quando o esqueleto da cadeia é formada apenas por átomos de carbono. Polímero de cadeia heterogênea - Quando no esqueleto da cadeia existem átomos diferentes de carbono (heteroátomos). Quanto à disposição espacial dos monômeros: 19 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Polímero Tático - Quando as unidades monoméricas dispõem-se ao longo da cadeia polimérica segundo certa ordem, ou seja, de maneira organizada. Polímero Atático - Quando as unidades monoméricas dispõem-se ao longo da cadeia polimérica ao caso, ou seja, de maneira desordenada. Quanto à estrutura final do polímero: Polímero linear - Quando a macromolécula é um encadeamento linear de átomos. Ex: polietileno: ...(-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-)... Mesmo que a cadeia apresente ramificações (desde que a ramificação não ligue uma cadeia à outra vizinha) o polímero continua sendo considerado linear. Ex: borracha sintética (neopreno): ...[-CH2-C(CH3)=CH-CH2-CH2-C(CH3)=CH-]... Os polímeros lineares dão origem a materiais termoplásticos, isto é, plásticos que podem ser amolecidos pelo calor quantas vezes quisermos e, ao resfriarem, voltam a apresentar as mesmas propriedades iniciais. Polímero tridimensional - Quando a macromolécula se desenvolve em todas as direções, isto é, há ligações entre cadeias adjacentes, através de átomos localizados ao longo da cadeia. Esses polímeros dão origem a materiais termofixos ou materiais termoendurecentes. No primeiro caso, pelo menos a última fase de produção da macromolécula deve ser feita simultaneamente com a modelagem do objeto desejado, pois uma vez prontos, esses polímeros não podem ser novamente amolecidos pelo calor (um aquecimento excessivo causará a decomposição até a queima do material mas nunca seu amolecimento) e consequentemente, esses polímeros não podem ser reaproveitados industrialmente na moldagem de novos objetos. Os polímeros termoendurecentes, quando prontos, só podem ser fundidos uma vez, pois, durante a fusão, as moléculas reagem entre si, aumentando a massa molecular do polímero e este, endurecendo, torna-se insolúvel e infusível. 20 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII As reações Os polímeros podem também ser classificados pelo tipo de reação que lhe deu origem. a) POLÍMEROS DE ADIÇÃO: formados pela adição de moléculas de um só monômero. Polímeros vinílicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto C=C, que lembra o radical vinila. Polietileno: É obtido a partir do etileno (eteno). Possui alta resistência à umidade e ao ataque químico, mas tem baixa resistência mecânica. O polietileno é um dos polímeros mais usados pela indústria, sendo muito empregado na fabricação de folhas (toalhas, cortinas, envólucros, embalagens etc), recipientes (sacos, garrafas, baldes etc), canos plásticos, brinquedos infantis, no isolamento de fios elétricos etc. Polipropileno: É obtido a partir do propileno (propeno), sendo mais duro e resistente ao calor, quando comparado com o polietileno. É muito usado na fabricação de artigos moldados e fibras. Poliisobuteno: É obtido a partir do isobuteno (isobutileno). Constitui um tipo de borracha sintética denominada borracha butílica, muito usada na fabricação de "câmaras de ar" para pneus. Poliestireno: É obtido a partir do estireno (vinil-benzeno). Esse polímero também se presta muito bem à fabricação de artigos moldados como pratos, copos, xícaras etc. É bastante transparente, bom isolante elétrico e resistente a ataques químicos, embora amoleça pela ação de hidrocarbonetos. Com a injeção de gases no sistema, a quente, durante a produção do polímero, ele se expande e dá origem ao isopor. 21 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Cloreto de Polivinila (PVC): É obtido a partir do cloreto de vinila. O PVC é duro e tem boa resistência térmica e elétrica. Com ele são fabricadas caixas, telhas etc. Com plastificantes, o PVC tornase mais mole, prestando-se então para a fabricação de tubos flexíveis, luvas, sapatos, "couro-plástico" (usado no revestimento de estofados, automóveis etc), fitas de vedação etc. Acetato de Polivinila (PVA): É obtido a partir do acetato de vinila. É muito usado na produção de tintas à base de água (tintas vinílicas), de adesivos e de gomas de mascar. Politetrafluoretileno ou Teflon: É obtido a partir do tetrafluoretileno. É o plástico que melhor resiste ao calor e à corrosão por agentes químicos; por isso, apesar de ser caro, ele é muito utilizado em encanamentos, válvulas, registros, panelas domésticas, próteses, isolamentos elétricos, antenas parabólicas, revestimentos para equipamentos químicos etc. A pressão necessária para produzir o teflon é de cerca de 50 000 atmosferas. Polímeros acrílicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto do ácido acrílico: H2C=C(CH3)COOCH3. Polimetacrilato: É obtido a partir do metacrilato de metila (metil-acrilato de metila). Este plástico é muito resistente e possui ótimas qualidades óticas, e por isso é muito usado como "vidro plástico", conhecido como plexiglas ou lucite. É muito empregado na fabricação de lentes para óculos infantis, frente às telas dos televisores, em pára-brisas de aviões, nos "vidros-bolhas" de automóveis etc. Normalmente o plexiglas é transparente, mas pode ser colorido pela adição de outras substâncias. 22 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Poliacrilonitrila: É obtido a partir da nitrila do ácido acrílico (acrilonitrila). É usado essencialmente como fibra têxtil - sua fiação com algodão, lã ou seda produz vários tecidos conhecidos comercialmente como orlon, acrilan e dralon, respectivamente, muito empregados especialmente para roupas de inverno. Polímeros diênicos - Quando o monômero inicial tem o esqueleto de um dieno conjugado, C=CC=C. Esses polímeros constituem as borrachas sintéticas. Polibutadieno ou Buna: É obtido a partir do buta-1,3-dieno (eritreno), por adições 1,4. Este polímero constitui uma borracha sintética não totalmente satisfatória, e por esse motivo o buta-1,3-dieno costuma ser copolimerizado com outras substâncias, como veremos mais adiante. Poliisopreno: É obtido a partir do metil-buta-1,3-dieno (isopreno). Este polímero possui a mesma fórmula da borracha natural (látex) e é muito empregado na fabricação de carcaças de pneus. Policloropreno ou Neopreno: É obtido a partir do 2-cloro-buta-1,3-dieno (cloropreno). O neopreno é uma borracha sintética de ótima qualidade: resiste muito bem a tensões mecânicas, aos agentes atmosféricos e aos solventes orgânicos. É também empregado na fabricação de juntas, tubos flexíveis e no revestimento de materiais elétricos. 23 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII b) COPOLÍMEROS: Esses polímeros são formados a partir de dois ou mais monômeros diferentes. Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR: É obtido a partir do estireno e do buta-1,3-dieno, tendo o sódio metálico como catalisador. Essa borracha é muito resistente ao atrito, e por isso é muito usada nas "bandas de rodagem" dos pneus. Buna-N ou Perbunam: É obtido a partir da acrilonitrila e do buta-1,3-dieno. É uma borracha muito resistente aos óleos minerais, e por isso é muito empregada na fabricação de tubos para conduzir óleos lubrificantes em máquinas, automóveis etc. c) POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO: Esses polímeros são formados a partir de monômeros iguais ou diferentes, havendo eliminação de moléculas simples (H2O, NH3 etc). Poliuretano (a): É obtido a partir do diisocianato de parafenileno e do etilenoglicol (1,2-etanodiol). Possui resistência à abrasão e ao calor, sendo utilizado em isolamentos revestimento interno de roupas, aglutinantes de combustível de foguetes e em pranchas de surfe. Quando expandido a quente por meio de injeção de gases, forma uma espuma cuja dureza pode ser controlada conforme o uso que se quiser dar a ela. Veja o mecanismo da síntese da poliuretana e como efetuar essa reação em laboratório. Polifenol ou Baquelite: É obtido pela condensação do fenol com o formaldeído (metanal). No primeiro estágio da reação, forma-se um polímero predominantemente linear, de massa molecular 24 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII relativamente baixa, conhecido como novolae. Ele é usado na fabricação de tintas, vernizes e colas para madeira. A reação, no entanto, pode prosseguir, dando origem à baquelite, que é um polímero tridimensional. A baquelite é o mais antigo polímero de uso industrial (1909) e se presta muito bem à fabricação de objetos moldados, tais como cabos de panelas, tomadas, plugues etc. Poliésteres: Resultam da condensação de poliácidos (ou também seus anidridos e ésteres) com poliálcoois. Um dos poliésteres mais simples e mais importantes é obtido pela reação do éster metílico do ácido tereftálico com etileno-glicol. É usado como fibra têxtil e recebe os nomes de terilene ou dacron. Em mistura com outras fibras (algodão, lã, seda etc) constitui o tergal. Poliamidas ou Nylons: Estes polímeros são obtidos pela polimerização de diaminas com ácidos dicarboxílicos. Os nylons são plásticos duros e têm grande resistência mecânica. São moldados em forma de engrenagens e outras peças de máquinas, em forma de fios e também se prestam à fabricação de cordas, tecidos, garrafas, linhas de pesca etc. O mais comum é o nylon-66, resultante da reação entre a hexametilenodiamina (1,6-diamino-hexano) com o ácido adípico (ácido hexanodióico). 25 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII EXERCÍCIOS DE VESTIBULAR 01. (UEFS) A reação do ácido acético com o álcool etílico produz, além da água: a) b) c) d) e) etanoato de etila etanoato de metila acetato de propila etoxietano metoxipropano 02. (UEFS) A reação química entre o ácido etanóico e o metanol produz: a) b) c) d) e) etanoato de etila e água etoximetano e hidrogênio propanal e água etanoato de metila e água etanoato de metila e hidrogênio Instruções: Para responder à questão de número 03 considere as informações abaixo. A acerola é a maior fonte natural de ácido ascórbico (vitamina C). Em 100g dessa fruta há cerca de 1,7 x 103mg dessa vitamina. A quantidade dietética diária, recomendada para adultos, é de 60mg. OH C = H–C O HO – C – H CH2OH OH C C=O Vitamina C(C6H8O6) Massa Molar = 176g/mol 03. (UCSal) Em condições adequadas, a ligação x indicada na vitamina C, se quebra, por adição de água. Formam-se então, para cada molécula de vitamina C dois novos grupos orgânicos funcionais, que são, respectivamente, a) b) c) d) e) – OH e – COOH – COOH e – COOH – CHO e – OH – OH e – CHO – OH e – OH 04. (UCSal) O composto 2 – cloroetanol pode ser obtido, diretamente, pela reação de adição do ácido hipocloroso (HOCl) ao a) b) c) d) e) etano etanol etino eteno etanal INSTRUÇÃO: Na questão 05, assinale as afirmativas corretas de acordo com o código abaixo: 01) Apenas as afirmativas I e III são corretas 02) Apenas as afirmativas II, III e IV são corretas 03) Apenas as afirmativas II, IV e V são corretas 04) Apenas as afirmativas I, II, IV e V são corretas 05) Todas as afirmativas são corretas 05. (UEFS) A B H | C=O C – CH3 || O 26 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Com relação aos compostos indicados, pode-se afirmar: I. são compostos aromáticos II. possuem as mesmas propriedades químicas, devido a ligação C = O. III. podem ser preparados por oxidação dos álcoois. IV. o nome do composto B é etil-fenil-cetona. V. o composto A é o formaldeído. Para responder a questão 06, identifique com V as alternativas verdadeiras e com F as falsas. Em seguida marque o número correspondente a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo, de acordo com seguinte código: 01) 02) 03) 04) 05) VVVVV VVFVF VFVVV FVFVF FVVFV 06. (UEFS) Muitos medicamentos são extraídos das plantas e outros fabricados sinteticamente. A benzocaína, usado como anestésico local, tem fórmula: H2N O || C – O – CH2CH3 Com relação a esse composto pode-se afirmar: ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) apresenta um grupo amina. apresenta uma função éster. sofre reação de hidrólise, formando um ácido e um álcool. apresenta um anel aromático. pode ser obtido a partir de uma reação de esterificação. Instrução: Para responder a questão 07 identifique as afirmativas verdadeiras e marque o número correspondente a afirmativa correta, considerando o seguinte código: 01) 02) 03) 04) 05) apenas as alternativas I e IV são verdadeiras. apenas s alternativas II e III são verdadeiras. apenas as alternativas I, II e V são verdadeiras. apenas as alternativas II, III e IV são verdadeiras. apenas as alternativas III, IV e V são verdadeiras. 07. (UEFS) a) C2H5COOH b) C2H5CHO c) C2H5OH d) CH3COCH3 e) C2H5COOC2H5 Com relação aos compostos, cujas fórmulas estão mostradas acima, pode-se afirmar: I. II. III. IV. V. os compostos a e c podem reagir entre si, formando ésteres. o composto a pode se oxidar formando o composto b. e é um composto aromático. os compostos a e c podem se dissociar em água, liberando H+ d e e pertencem a mesma função orgânica. 08. (UCSal) A acidez do leite deve-se ao ácido lático, CH3CH(OH)COOH. Admitindo-se que este é o único produto da oxidação da lactose, quantos mols do ácido poderiam ser produzidos pela oxidação de 1 mol do açúcar? a) b) c) d) e) dois três quatro cinco seis 27 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 09. (UCSal) Abaixo são fornecidos os valores do calor de combustão, a 25ºC, de alguns hidrocarbonetos da série C nH2n+2, com produção de CO2 e H2O gasosos. n – butano (g) n – pentano (g) n – hexano (g) Kcal/mol de hidrocarboneto 640 785 930 Qual deve ser, nessa temperatura, o valor do calor de combustão, em kcal/mol, previsto para o n – nonano (g) ? a) b) c) d) e) 1630 930 1080 1220 1365 10. (UCSal) Com reagentes apropriados, a desidratação de um álcool primário, seguida da hidratação do produto obtido, pode conduzir a um: a) b) c) d) e) acetano Alcino Aldeído ácido carboxílico álcool secundário 11. (UCSal) A hidrólise do óleo de soja no organismo humano: I. é catalisada por enzimas II. produz ácidos graxos III. produz proteínas Dessas afirmações, SOMENTE a) b) c) d) e) I é correta II é correta I e II são corretas I e III são corretas II e III são corretas 12. (UCSal) O “pó da china” é o pentaclorofenato de sódio, representado pela fórmula: ONa Cl Cl Cl Cl Cl Esse composto: I. II. III. IV. é da classe dos aromáticos é apolar deve produzir pentaclorofenol por hidrólise é isômero do inseticida lindano (hexaclorobenzeno) Dessas afirmações são corretas SOMENTE a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 28 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 13. (UNEB) O vinho de uma garrafa aberta, principalmente quando de má qualidade, com o tempo “azeda”. Isso se deve, principalmente, à transformação do a) CH3OH em C2H5OH b) CH3OH em CH3COOH c) C2H5OH em CH3COOH d) C2H5OH em CO2 e H2O e) C2H5OH em C2H4 e H2O INSTRUÇÃO: Para responder as questões 14 e 15, identifique as afirmativas verdadeiras e marque a alternativa correta de acordo com a seguinte chaves de respostas: a) apenas as afirmativas I e II são verdadeiras b) apenas as afirmativas I, II e II são verdadeiras c) apenas as afirmativas II, III e IV são verdadeiras d) apenas as afirmativas I, III e V são verdadeiras e) apenas as afirmativas II, III, IV e V são verdadeiras. 14. (UESC) Duas reações orgânicas bem conhecidas são: A. H3C–C O + + H 2O H O–CH2–CH3 B. H3C–C H3C–C O + HO–CH2–CH3 OH O + NaOH O–CH2–CH3 H3C–C O + HO–CH2–CH3 O-Na+ Com relação a essas reações, pode-se afirmar: I. A e B são reações de esterificação II. A é uma reação de hidrólise ácida de um éster III. B é uma reação de hidrólise básica de um éster IV. A reação de obtenção de um sabão é do tipo B, na qual se emprega um ácido graxo V. A e B produzem álcool etílico como produto. 15. (UESC) A reação CH4 + Cl2 I. II. III. IV. V. H3C Cl + HCl é de substituição em alcanos permite a obtenção de quatro isômeros mostra a cloração do metano não é catalisada ocorre também com flúor e bromo Instrução: Para responder a questão 16, identifique as afirmativas verdadeiras, e marque o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: 01) apenas as afirmativas II e V são verdadeiras. 02) apenas as alternativas I, III e IV são verdadeiras. 03) apenas as alternativas I, II, III e IV são verdadeiras. 04) apenas as alternativas I, III, IV e V são verdadeiras. 05) todas as alternativas são verdadeiras. 16. (UEFS) H2C H2C CH2 + H2 Ni H–CH2–CH2–CH2–CH2–H 200ºC CH2 Na reação acima pode-se observar: I. ocorreu uma reação de adição. II. a reação foi catalisada pelo níquel. III. a cadeia fechada do ciclano foi rompida. IV. a nova cadeia formada é linear e homogênea. V. o ciclobutano e o butano possuem as mesmas propriedades físicas e químicas. 29 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 17. (UEFS) Quando o vinho e guardado em um recipiente mal fechado, apresenta, após algum tempo, um sabor azedo. Essa mudança de sabor ocorre, porque há: 01) Decomposição do álcool. 02) Polimerização do álcool. 03) Oxidação do álcool. 04) Fermentação do álcool. 05) Aparecimento de fungos e bacteriais. 18. (UCSal) O eter dietílico é obtido por desidratação intermolecular do composto representado por: a) CH3COOCH2CH3 b) C2H5OH c) CH3COOH d) CH3COCH3 e) CH3OH 19. (UCSal) A desidratação do etanol pode conduzir ao: I. etileno II. éter dietílico III. ácido acético Destas afirmações, APENAS a) I é correta b) II é correta c) III é correta d) I e II são corretas e) II e III são corretas 20. (UCSal) Na sequência Álcool X Aldeído Y Ácido carboxílico X e Y devem ter, respectivamente, propriedades a) oxidante e redutora b) redutora e oxidante c) oxidante e hidrolisante d) redutora e hidrolisante e) oxidante e oxidante 21. (UCSal) Com o decorrer do tempo e em ambiente úmido, comprimidos de ácido acetilsalicílico (AAS) hidrolisam-se formando ácido salicílico, inodoro, e ácido acético, que confere ao comprimido cheiro característico de: a) vinagre. b) cebola. c) detergente com amoníaco. d) suco de laranja. e) água sanitária. 22. (UEFS) Considerando-se quantidades iguais dos combustíveis abaixo, o que emitirá menor quantidade de gás carbônico para a atmosfera, após sofrer combustão total, é: a) o gás natural b) o gás de cozinha c) a gasolina d) o óleo diesel e) o butanol. 23. (UEFS) Embalagens confeccionadas com plásticos a base de politereftalano de etileno, pet, polietileno e polipropileno, entre outras, levam cerca de 100 a 800 anos para se degradarem. A reciclagem tem sido adotada como solução alternativa para diminuir a poluição ambiental causada por esses plásticos. Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre a química do mundo em transformação, pode-se afirmar: 01) 02) 03) 04) Politereftaleno de etileno, polietileno e polipropileno são elastômeros Polietileno e polipropileno são polímeros resultantes da condensação do etileno e do propileno, respectivamente O politereftalato de etileno é um poliéster Devido a presença de ligações em suas estruturas, o polietileno e o polipropileno levam muito mais tempo para se degradarem 05) Politereftalato de etileno é solúvel em água e álcool 30 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 24. (UCSal) Um composto que sofre polimerização formando macromoléculas é o A) B) C) CH4 CHCℓ = CH2 CH3 – CH3 D) E) 25. (UCSal) O “vidro inquebrável” é um plástico, obtido por reação de polimerização, muito utilizado na fabricação de pára-brisas de automóveis, lentes e objetos onde a transparência óptica é imprescindível. Sua fórmula é: CH3 CH2 – C | n COOCH3 n = número elevado Dado: Ácido acrílico…CH2 = CH – COOH Por polimerização, pode produzir “vidro inquebrável” o a) ácido metilacrílico b) ácido dimetilacrílico c) ácido trimetilacrílico d) metilacrilato de metila e) dimetilacrilato de metil INSTRUÇÃO: Para responder a questão 26, identifique as afirmativas verdadeiras e marque, na folha de respostas, o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: 01) 02) 03) 04) 05) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras apenas as afirmativas I, II, IV e V são verdadeiras todas as afirmativas são verdadeiras 26. (UEFS) O aparecimento da AIDS deu um grande impulso na indústria de polímeros. Os preservativos são borrachas sintéticas que tem como monômero o isopreno CH2=C–CH=CH2 I CH3 vulcanizado com enxofre, para conferir-lhe maior resistência. Com base nas informações acima, pode-se afirmar: I. II. III. IV. V. essa unidade monomérica tem como denominação oficial 2-metil-butadieno-1-3 o isopreno pode ser denominado 2-metil-butadieno-1-4 o material principal dos preservativos apresenta cadeia insaturada, ramificada e aberta na vulcanização, o enxofre substitui o carbono da ligação dupla a polimerização industrial do isopreno ocorre como no processo natural realizado pelos vegetais, à pressão e à temperatura ambiente. Instrução: Para responder a questão 27, identifique as afirmativas verdadeiras, e marque o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: 01) 02) 03) 04) 05) apenas as afirmativas II e V são verdadeiras. apenas as alternativas I, III e IV são verdadeiras. apenas as alternativas I, II, III e IV são verdadeiras. apenas as alternativas I, III, IV e V são verdadeiras. todas as alternativas são verdadeiras. 31 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 27. (UEFS) (n+2)CH2=CH2CH2–CH2–(CH2–CH2)nCH2–CH2 A reação de obtenção do polietileno, acima representada, se processa a 180ºC e pressão de 2000atm. A alta pressão favorece a associação das moléculas, aumentando a densidade do produto. Para cada quilograma de polietileno, são libertadas cerca de 1100 Kcal. Esses dados permitem afirmar: I. a reação é de polimerização. II. a reação é exotérmica III. as condições da reação estão muito acima daquelas das reações usuais. IV. há saturação de todas as ligações insaturadas. V. os polímeros tem larga aplicação na vida diária. 28. (UNEB) Como forma lucrativa de reciclar milhões de pneus, descartados a cada ano do país, foi criada por pesquisadores da UNICAMP uma máquina capaz de transformar pneus velhos em óleo combustível e em matéria-prima para a fabricação de PVC. PVC, um polímero de grande utilidade, é 01) representado pela fórmula (C C ) F2 F2 02) conhecido como polietileno 03) resultante do craqueamento do petróleo 04) derivado do cloreto de vinila 05) considerado polímero de condensação 29. (UCSal) Sabendo-se que a tabela abaixo se refere a vários tipos de plásticos comuns, assinale a alternativa correta Plástico a) Característic a quanto ao aqueciment o Termoplástic o Termofixo Composiçã o Exempl o de uso C, H, F Panelas C, H, S Sacos de lixo Cabos de panelas Seringa s de injeção Canos de água e esgotos b) Polipropilen o Polietileno c) Baquelite Termoplástic o C, H, O d) Teflon Termofixo C, H, O e) PVC Termoplástic o C, H, Cl GABARITO 0 1 2 0 - E E 1 2 3 A C A D B E A D C E 02 B 4 5 6 7 8 9 01 02 01 C E D 03 03 B D D 01 05 04 E 32 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII ISOMERIA A Isomeria é a parte da química orgânica que estuda compostos com mesma fórmula molecular, porém com propriedades químicas diferentes por terem arranjos moleculares diferentes. EXEMPLO: Pode existir mais de um composto diferente com a fórmula C2H6O. CH3 – CH2 – OH (Álcool etílico) ou CH3 – O – CH3 (éter metílico) A Isomeria é dividida em plana e espacial. A isomeria plana estuda diferenças entre os compostos que podem ser consideradas analisando somente a estrutura plana da moléculas. A isomeria espacial só explica as diferenças pela estrutura tridimensional da molécula. A ISOMERIA PLANA A isomeria plana é dividida em 5 partes: Isomeria Plana Cadeia Posição Função Metameria Tautomeria Isomeria de Função ou Funcional Na isomeria de função os compostos possuem diferenças apenas entre a função química. EXEMPLOS: Aldeído Cetona C3H6O Propanal Propanona Ácido Carboxílico Éster C4H8O2 Ácido Butanóico Etanoato de Etila 33 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Isomeria de Cadeia ou Núcleo Os compostos possuem a mesma função, mas possuem diferenças entre as suas cadeias. EXEMPLOS: Hidrocarboneto C4H10 Butano Metil-Propano Cadeia aberta, normal, cadeia aberta, ramificada, saturada e homogênea saturada e homogênea Hidrocarboneto C3H6 Propeno Ciclopropano cadeia aberta, normal, cadeia fechada, normal, insaturada e homogênea saturada e homogênea Isomeria de Posição Os isômeros de posição possuem cadeias iguais e possuem a mesma função, mas possuem diferenças na posição do grupo funcional, ramificação ou insaturação. EXEMPLOS: Álcool C3H7OH Propan-1-ol Propan-2-ol Alcino C4H6 But-1-ino But-2-ino 34 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Metameria ou Isomeria de Compensação A metameria é um caso particular da isomeria de posição. Nela, os metâmeros pertencem à mesma função, possuem cadeias iguais e a única diferença é a posição de um heteroátomo. EXEMPLOS: Éter C4H10O Etóxi-Etano Metóxi-Propano Éster C3H6O2 Metanoato de Etila Etanoato de Metila Tautomeria ou Isomeria Dinâmica Este é um caso especial da isomeria de função, onde os isômeros coexistem em um equilíbrio químico. Os tautômeros mais comuns são os enóis e as cetonas ou os enóis e os aldeídos. A diferença é a posição da hidroxila insaturada: em um carbono 1 ela gera um aldeído e em um carbono localizado no meio de uma cadeia ela gera uma cetona. EXEMPLOS: Aldeído Enol C2H4O Etanal Etenol Cetona Enol C3H6O Propanona Propenol 35 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII A ISOMERIA ESPACIAL GEOMÉTRICA A isomeria geométrica trata de casos onde há diferenças apenas na posição de alguns átomos em uma estrutura tridimensional. Nela, não importando o quanto se gire uma molécula, nunca é possível sobrepôlas perfeitamente. Os casos mais comuns de isomeria geométrica são entre os compostos com ligações duplas ou cíclicos. Isomeria Geométrica Envolvendo Compostos com Duplas Ligações Para que haja esse tipo de isomeria, os compostos deverão ter ligantes diferentes presos a cada carbono da dupla ligação. O composto but-2-eno pode ser representado de duas maneiras: Antes de seus nomes utilizam-se prefixos para indicar a posição de seus átomos ou radicais. O isômero cis, que espacialmente nos mostra radicais maiores (ou átomos de maoireas no atômico) do mesmo lado do plano estabelecido pela dupla ligação, e o isômero trans, em que os radicais maiores (ou átomos de maiores no atômico) estão em lado contrário em relação ao referido plano. 36 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Vejamos mais exemplos: cis-2-bromo-but-2-eno O número atômico do Carbono é 6, do Bromo é 35 e do Hidrogênio é 1. Logo, a prioridade é entre o Carbono e o Bromo. Se tivermos estes dois elementos em um mesmo lado, o prefixo será cis. Se estiverem em lados opostos, será trans. Trans-2-bromo-but-2-eno cis-1,2-dicloro-eteno cis-2-metil-pent-2-eno Observando a linha reta amarela traçada na estrutura da molécula, podemos perceber que os dois átomos de Cloro estão em lados iguais. Com isso, o prefixo utilizado deverá ser cis-. Aqui, temos o mesmo elemento, com o mesmo número atômico. Com isso, a prioridade é do radical etil e do metil. Se estiverem de um mesmo lado será cis e de lados opostos será trans. trans-2-metil-pent-2-eno trans-3-Cloro-pent-2-eno A disputa entre a prioridade é entre o Cloro e o Carbono. O Cloro possui número atômico 17 e o Carbono 6. Baseia-se então a prioridade entre o Cloro e o Carbono. Nos radicais, a maior prioridade é do etil, logo se Cloro e etil estiverem de um mesmo lado o nome terá cis e se estiverem de lados opostos terá trans. cis-3-Cloro-pent-2-eno Os isômeros geométricos ou cis-trans diferem entre si pelas suas propriedades físicas (PE, PF, densidade, solubilidade etc.) e em certas propriedades químicas. 37 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII No que diz respeito às propriedades químicas, os isômeros geométricos podem apresentar ou não diferenças. Isomeria Geométrica Envolvendo Compostos Cíclicos Para que haja este tipo de isomeria, os compostos deverão apresentar pelo menos dois carbonos do ciclo, contendo ligantes diferentes. Apresenta isomeria geométrica Não apresenta isomeria geométrica O isômero cis será aquele que apresentar ligantes iguais do mesmo lado do plano do ciclo e o isômero trans, quando tais ligantes estiverem em lados opostos em relação ao plano do ciclo. Podemos representar p composto 1,2-dicloro-ciclopropano de duas formas: Podemos entender melhor observando a forma tridimensional: É possível perceber que se tratam de duas estruturas diferentes e que elas não podem ser sobrepostas. A regra para determinar quem é cis e quem é trans é a mesma dos compostos acíclicos: traçar uma linha imaginária entre os carbonos onde há isomeria geométrica e observar, pelas prioridades, quem é cis e trans. 38 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Vejamos outros exemplos: trans-1-bromo-1,2-dimetil-ciclopentano O Bromo possui número atômico 35 e o Carbono 6, logo a prioridade será entre o Bromo e o radical Metil. Estando em um mesmo lado formam composto cis e em lados opostos formam trans. cis-1-bromo-1,2-dimetil-ciclopentano A ISOMERIA ESPACIAL ÓPTICA Os compostos que apresentam isomeria óptica desviam o plano da luz polarizada devido a uma assimetria molecular. Mas o que luz polarizada? A luz natural é uma modalidade de energia radiante. Na luz natural, as vibrações ocorrem em todos os planos que contêm o eixo x, y; este representa a direção de propagação do raio luminoso. Se fosse possível observar os planos de vibração da luz natural, teríamos esquematicamente o seguinte: em que aa1, bb1, cc1, dd1 seriam os planos de vibração da luz natural “vistos de frente”. 39 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Luz polarizada é a luz cujas ondas vibram em um único plano ( aa1, ou bb1, ou cc1, ou dd1 ) ou qualquer outro plano não representado na figura. Existem certas substâncias que, quando atravessadas pela luz natural, absorvem as ondas que vibram em todos os planos com exceção das de um. Tais substâncias transformam a luz natural em luz polarizada e serão denominadas polarizadoras. O polarímetro é o aparelho utilizado na determinação da atividade óptica das substâncias opticamente ativas. Vejamos o esquema: Quando a luz atravessa a solução contida no tubo sem sofrer desvio, a substância é opticamente inativa. Quando a luz atravessa a solução e sofre desvio, a substância é opticamente ativa e apresenta isometria óptica. Se o desvio foi à direita, o isômero é chamado de dextrogiro; se o desvio foi à esquerda, o isômero é chamado de levogiro. A assimetria molecular é encontrada em moléculas que apresentam carbono quiral. Carbono quiral (C *) é aquele que se liga a quatro átomos ou radicais diferentes entre si. EXEMPLO: O carbono marcado com um asterisco é um carbono quiral. Todo composto que apresenta um carbono quiral na molécula será representado sempre por dois isômeros opticamente ativos: um dextrogiro e outro levogiro, cujas moléculas funcionam como objeto e imagem em relação a um espelho plano. A todo isômero dextrogiro corresponde um levogiro, os dois desviam o plano de vibração da luz polarizada do mesmo ângulo para lados opostos. Assim, o primeiro desviará de + e, o segundo, de –. Os isômeros que são imagem um do outro num espelho plano denominam-se enantiômeros. 40 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Se misturarmos quantidades iguais de enantiômeros, obteremos o racêmico, que é opticamente inativo (inativo por compensação externa). Observe exemplos de compostos que apresentam um carbono quiral na molécula e que, por isso, são representados por enantiômeros formam misturas racêmicas. Um composto pode possuir mais de um carbono quiral. Vejamos: Nesse caso, poderemos ter 4 isômeros óticos (enantiômeros) e 2 misturas racêmicas: Vejamos: Suponhamos que um seja responsável por um desvio e, outro, por (ângulos diferentes pois são carbonos quirais diferentes): Se misturarmos quantidades iguais dos enantiômeros d1 e l1, teremos o racêmico r1. Se fizermos o mesmo para os isômeros d2 e l2, teremos o racêmico r2. Ou seja, temos 4 enantiômeros e 2 misturas racêmicas diferentes. Como uma molécula pode ter “n” carbonos quirais diferentes, podemos generalizar da seguinte forma: 41 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII Fórmulas de Van’t Hoff EXERCÍCIOS: 01. (UEFS) São isômeros funcionais: a) pent-2-eno e pent-2-ino b) butanona e butanol c) ciclopentano e pent-2-ino d) etóxi – propano e pentan-2-ol e) butanamida e butanamina 02. (UEFS) Os compostos abaixo são: O H H C || C O C O C OH C || C OH OH H H HO a) b) c) d) e) C C O isômeros de função isômeros de posição isômeros de cadeia isômeros ópticos isômeros geométricos 03. (UEFS) Formam um par de isômeros os compostos: a) butano e buteno b) etoxietano e propanol c) propanona e propanol d) fenol e álcool benzílico e) 2-metil-but-1-eno e ciclopentano 04.(UEFS) Quais dos seguintes compostos podem apresentar isomeria Cis/Trans? a) CH3ClC=CCH3Cl b) (CH3)2C=CCl2 c) CH3HC=CBrCl d) (CH3)2C=C(CH3)2 e) H2C=CH2Cl 05. (UEFS) OH NaO3S NN OH A estrutura acima representa um corante, que é utilizado na indústria sob o código 103. Esse composto, cuja ação está associada à presença dos grupos – N = N – e –OH , apresenta: a) 10 átomos de carbono na cadeia. b) Núcleos benzênicos conjugados. c) Grupo característico dos fenóis d) Átomos de carbono terciário. 42 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII e) Capacidade de refletir totalmente a luz. Instruções: A questão de número 06 refere-se ao adoçante não calórico, aspartame, dipeptídeo metilado que apresenta a seguinte fórmula estrutural: O OCH3 O 1 || 2 3 4 HOOC N H 5 NH2 06. (UCSal) Os átomos de carbono assimétrico presentes na fórmula do aspartame são: a) 4 e 5 b) 2 e 4 c) 2 e 3 d) 1 e 5 e) 1 e 2 07. (UCSal) A D-glicose, um poliidroxialdeído, pode ser representada pela fórmula O C | H H – C – OH | HO – C – H | H – C – OH | H – C – OH | CH2OH "De modo geral, o número total de isômeros ópticos (estereoisômeros) é dado por 2 n, sendo n igual ao número de carbonos assimétricos na molécula considerada". Sendo assim, quantos isômeros ópticos sâo possíveis com fórmula molecular C 6H12O6, sendo um deles a D-glicose? a) 2 b) 4 c) 16 d) 32 e) 64 08. (UEFS) CH3 CH2 || C CH3 OH A fórmula estrutural representa o carquejol, substância encontrada na carqueja, uma erva utilizada ma preparação de chás. Sobre essa substância, pode-se afirmar que é: a) um álcool aromático b) representada por cadeia saturada heterogênea c) representada pela fórmula molecular C10H15O d) o 1-metil-2-propenil-3-hidroxibenzeno, segundo a IUPAC. e) Isômero de posição do CH3 CH=CHCH3 OH 43 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Módulo VII 09. (UFBA) Coloque V, para as afirmações verdadeiras e F, para as falsas e assinale a opção correspondente: ( ) composto CH3CH = CHCH3 apresenta isomeria geométrica. ( ) dentre os isômeros de posição do diclorobenzeno, somente o 1,3 – diclorobenzeno é uma molécula polar. ( ) o éter dimetílico e o álcool etílico são isômeros funcionais. H H | | ( ) a molécula da anfetamina, H2N – C – C – não apresenta isomeria óptica. ( ) o isômero cis do composto 1,2 – dicloroetano é uma molécula polar. A sequência correta é: 01) VVFVF 02) VFVFV 03) VFFVF 04) FFVFV 05) FVVFV 10. (UFBA) I. H3C – CH2 – COOH e H3C – CO – CH3 II. H3C – CH2 – CH2 – NH2 e H3C – CH2 – NH | CH3 III. H3C–CH2–CH2–CH2–OH e H3C–CH–CH2– CH3 | OH IV. H3C – CO – CH3 e H2C = C – CH3 | OH V. H3C–CH2–O–CH2–CH3 e H3C–CH2–CH2–O–CH3 Considerando-se os compostos orgânicos acima, pode-se afirmar: (01) Em I, existe isomeria de função (02) Em II, existe isomeria óptica (04) Em II, as aminas são primárias (08) Em III, existe isomeria de posição (16) Em IV, existe um tipo de isomeria chamada tautomeria (32) Em IV, os compostos apresentados são, respectivamente, a propanona e o propanol-2 (64) Em V, existe isomeria geométrica GABARITO 0 1 0 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D 24 - E - E - A - C - B - C - E - 02 - 44 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA EQUILÍBRIO QUÍMICO: IONIZAÇÃO DA ÁGUA Considerando que a 25ºC, [H+][OH-]=10-14 pode-se demonstrar facilmente que: Na água pura, algumas moléculas se ionizam: H2O Módulo VII pH + pOH = 14 H+ + OH- Logo: Kw = [H+] [OH-] (Kw = produto iônico da água) Obs.: O valor de Kw, assim como o de toda constante de equilíbrio, varia com a temperatura. (Kw aumenta com a temperatura). Seu valor a 25ºC é 1,0 x 10-14 valor este que usaremos sempre que nos referirmos a este equilíbrio, salvo menção em contrário. pH (potencial hidrogeniônico) Mede a acidez das substâncias pH = - log [H+] Quanto maior for a acidez de uma solução, maior será [H+], porém, menor será o pH. pOH (potencial hidroxiliônico) Mede a basicidade das substâncias De maneira semelhante, definimos pOH como: pOH = - log [OH-] Analogamente, quanto maior for a basicidade de uma solução, maior será [OH] porém menor será o pOH. As soluções podem ser classificadas em: Ácidas, se [H+] > [OH-]; 0 < pH < 7 Neutras, se [H+] = [OH-]; pH = 7 Básicas, se [H+] < [OH-]. 7 < pH < 14 Embora o pH possa ser menor que zero ou maior que 14, por comodidade de cálculo não se usa na prática tais valores. Assim, o pH é usado apenas para soluções aquosas diluídas, situando-se na faixa de 0 a 14, a 25ºC. TREINAMENTO DE SALA: 01. (FUVEST-SP) Entre os líquidos da tabela: Líquido Leite Água do mar Coca-Cola Café preparado Lágrima Água de lavadeira [H+] 1,0. 10-7 1,0 . 10-8 1,0 . 10-3 1,0 . 10-5 [OH] 1,0. 10-7 1,0. 10-6 1,0. 10-11 1,0. 10- 9 1,0 . 10-7 1,0 . 10-12 1,0. 10-7 1,0. 10- 2 tem caráter básico apenas: a) o leite e a lágrima b) a água de lavadeira c) o café preparado e a Coca-Cola d) a água do mar e a água de lavadeira e) a Coca-Cola 02. O pOH de uma solução 10-2 M de NaOH tem o seguinte valor: a) 2 b) 7 c) 10 d) 12 e) 14 03. (PUC-SP) A solução aquosa de ácido clorídrico de pH = 4, tem molaridade igual a: a) 1 45 COLÉGIO VILAS b) 0,1 c) 0,01 d) 0,001 e) 0,0001 ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 04. (UCSal) A concentração de H+ em uma solução aquosa, onde [OH-] é igual a 1x10-3M, é: a) 1 x 10-11 b) 1 x 10-7 c) 1 x 10-3 d) 1 x 10-4 e) 1 x 1011 05. O pH do suco gástrico, solução aquosa de HCl, é aproximadamente 3. Qual a quantidade de matéria, em moles de H+, existente em 10ml do suco gástrico? A) 1,0x10-3 B) 1,0x10-2 C) 1,0x10-1 D) 1,0x10-5 E) 1,0x10-4 Módulo VII 03. Assinale a concentração de íons OH-, em mol/L, em uma solução aquosa cujo pH = 3 a) 10-11 b) 10-3 c) 3 d) 4 e) 11 Efeito do íon comum AB A+ + BCB C+ + BO que faz o íon comum Diminuem a força das bases Diminuem a solubilidade dos sais Aumentam o pH de soluções ácidas Hidrólise de sais AGORA É A SUA VEZ: Ácido + Base Sal + água 01. Considerando-se que a concentração de ácido clorídrico no estômago, depois de uma refeição, é 10-3M, o pH do estômago será: a) 2 b) 3 c) 4 d) 1 e) -3 ácido fraco sal de solução básica base forte 02. Com base nos dados da tabela abaixo, podemos afirmar que as soluções: Líquido pH ( a 25ºC) I Sangue 4X10-8 II Suco de laranja 1X10-3 III Suco de tomate 8X10-5 IV Urina 1X10-6 V Lágrima 4X10-8 VI Clara de ovo 1X10-8 VII Vinagre 1X10-3 ácido forte sal de solução neutra base forte a) b) c) d) e) I, II e III são ácidas I, IV e VII são ácidas I, V e VI são básicas II, III e VI são ácidas II, III e VII são básicas ácido forte sal de solução ácida base fraca ácido fraco sal de base fraca depende: se Ka>Kb (ácida) se Ka<Kb (básica) se Ka=Kb (neutra) Ex: NaCl vem da neutralização de HCl / NaOH Al2(SO4)3 vem da neutralização de H2SO4 / Al(OH)3 46 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA CaS vem da neutralização de H2S / Ca(OH)2 Fe(NO2)2 vem da neutralização de HNO2 / Fe(OH)2 Módulo VII c) NH4C / HC d) NH4C / NaC e) NH4C / NH4OH Obs.: Hidrácidos fortes: HCl, HBr e HI Hidrácido médio: HF Hidrácidos fracos: demais Obs.: Bases fortes: são formadas por elementos da família 1A e 2A. Bases fracas são todas as demais. Solução – Tampão São soluções cuja variação do pH é desprezível. São formadas por: Ácido fraco/sal desse ácido Base fraca/sal dessa base Ex: Solução de H2S e Na2S Solução de Al(OH)3 e AlCl3 TREINAMENTO DE SALA: 01. Em uma solução aquosa de H2S, existe o seguinte equilíbrio: H2S + 2H2O 2H3O+ + S-2 Adicionando-se sulfeto de sódio a esta solução pode-se observar que: a) o pH da solução diminuirá b) o pH da solução não se alterará c) a concentração de íons H3O+ aumentará d) o H2S ficará menos ionizado e) o H2S tornar-se-á um ácido forte 02. (UFPA) A adição de uma pequena quantidade de ácido ou base produzirá uma variação desprezível no pH da solução de: a) NH4C b) NH4C / NaOH 47 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII modo que o pH do estômago aumenta, podendo até mesmo bloquear a digestão. O cheiro de peixe Os antiácidos e você A maioria dos líquidos do nosso corpo, como a lágrima, o sangue e a bile, possui pH entre 6 e 8. O suco gástrico é uma importante exceção. Muito ácido, com pH entre 1 e 3, ele é produzido pelas células de uma mucosa que reveste nosso estômago e é formado principalmente por ácido clorídrico, HCl. Um adulto produz entre 2L e 3L de suco gástrico por dia. Quando os alimentos chegam ao nosso estômago, essa produção aumenta. Má alimentação ou fatores emocionais podem provocar um excesso dessa produção, o que ocasiona um desconforto popularmente conhecido como azia, acidez estomacal ou má digestão. A solução imediata que as pessoas adotam para esse problema é o consumo de antiácidos. As principais substâncias básicas encontradas nos antiácidos mais comuns são Mg(OH)2, Al(OH)3, CaCO3 e NaHCO3. A tabela a seguir mostra alguns antiácidos encontrados em farmácias e seus principais componentes. Medicamento Ingrediente ativo Alka Seltzer, NaHCO3 sonrisal Pepsamar Al(OH)3 Maalox Mg(OH)2, Al(OH)3 Tums (EUA) CaCO3 A função dessas substâncias é reagir com uma parte dos íons H+ do suco gástrico, possibilitando um alívio temporários para os problemas estomacais. A ação antiácida de NaHCO3 e CaCO3 pode ser explicada pelo fato de originarem soluções aquosas básicas. Mas é bom lembrar que os antiácidos também são responsáveis por sérios efeitos colaterais, pois seu uso constante pode mascarar distúrbios como gastrites e úlceras. Além disso, doses excessivas de antiácidos neutralizam grande quantidade de HCl, de O forte odor típico dos pescados é causado pela presença de aminas provenientes da decomposição de algumas proteínas do animal. Esses compostos orgânicos são básicos e, portanto, para retirar o cheiro desagradável das mãos quando os manipulamos, basta esfregá-Ias com um ácido, como o vinagre ou o limão. Uma das aminas causadoras do odor dos peixes é a metilamina, que apresenta o equilíbrio: CH3NH2 + H2O(l) CH3NH 3( aq) + OH (aq ) odor de peixe Os íons H+ do ácido (limão ou vinagre) reagem com os íons OH-, retirando-os do equilíbrio: H (aq ) + OH (aq) H2O(l) Com isso, há deslocamento para a direita, o que diminui a concentração da metilamina e o odor por ela provocado. Química Série Brasil Vol. Único-Sardella e Falcone Ed. Ática pág 316. 1ª Ed. 2005 O equilíbrio químico no seu rosto! Os óculos fotocromáticos apresentam lentes que mudam de cor conforme a intensidade luminosa, ou seja, quantidade de luz que incide sobre elas. Isso acontece por causa das transformações químicas em equilíbrio que ocorrem segundo a equação: AgCl + luz Ag + 1 Cl2 2 claro escuro O cloreto de prata (AgCl) dá uma aparência clara à lente e a prata (Ag) dá uma aparência escura. Pelo Princípio de Le Chatelier, ao incidir luz na lente, o equilíbrio se desloca para a direita, no sentido da formação da prata metálica - com isso, a lente fica escura. Com a diminuição da luz incidente, o equilíbrio se desloca para a esquerda, no sentido da 48 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA formação do cloreto de prata - assim, a lente fica clara. Quando você está dentro de casa (pouca incidência de luz), a lente está clara, praticamente incolor. Entretanto, ao sair de casa, com o aumento da incidência de luz, a lente fica escura. O equilíbrio químico no seu refrigerante Para que os refrigerantes fiquem mais saborosos introduz-se, sob pressão, gás carbônico (CO2), que se dissolve e estabelece com a água o equilíbrio químico: CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) H < 0 Ao se abrir a garrafa, a pressão sobre o refrigerante diminui - com isso, o equilíbrio se desloca para esquerda no sentido da formação e saída do gás, o que é percebido pelo "chiado". É por isso que, ao se abrir um refrigerante "quente", o líquido transborda, pois, além da diminuição da pressão, o equilíbrio já encontra deslocado para a esquerda (reação endotérmica), por causa da temperatura alta. Assim, a concentração do gás é grande e ele está pronto para escapar - a saída é "violenta" e arrasta o líquido. No refrigerante gelado o equilíbrio está deslocado para a direita (reação exotérmica) e a concentração do gás é pequena; por isso, ao se abrir a garrafa, não há transbordamento. Química Série Brasil Vol. Único-Sardella e Falcone Ed. Ática pág 316. 1ª Ed. 2005 Módulo VII H (aq) + OH (aq) H2O(l) Atuando como um corretivo de pH, o antiácido faz o nível de acidez estomacal voltar ao normal. Evidentemente, se o excesso de acidez persistir, um médico deve ser consultado. Muitos meios precisam ter sua acidez controlada, e é por isso que se adicionam certos produtos em aquários, piscinas, solos para plantio, etc. Indicadores naturais O suco de certas frutas e vegetais pode servir de indicador. É o caso do suco de repolho-roxo, que vai do vermelho (ácido) ao rosa, roxo, azul e verde (básico). Quando colocamos limão no chá, também observamos uma mudança de cor. A cor de certas flores depende da acidez do solo: há hortênsias que, ao crescerem em solo ácido, têm flores azuis e em solo básico têm flores vermelhas. Química Série Brasil Vol. Único-Sardella e Falcone Ed. Ática pág 322. 1ª Ed. 2005 O controle do pH e a natureza Correção do pH Às vezes, ao atingir certo alimento, sua acidez estomacal pode se elevar ( excesso de íons H+ no estômago). Você pode, então, tomar um antiácido, como leite de magnésia ou sal de frutas, que consumirá os íons H+ em excesso, conforme a equação: 49 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VESTIBULARES DA BAHIA: 01. (UEFS) Pode atingir o equilíbrio químico, após certo tempo, o sistema que apresente as seguintes características: 04. (UCSal) A constante KC do equilíbrio 1 H2O2(ℓ) ↔ H2O(ℓ) + O2(g) é expressa por: 2 1 [O ] 2 [ H 2 O] a) 2 [ H 2 O2 ] a) aberto, reversível, catalisado b) aberto, irreversível, catalisado c) fechado, reversível, endotérmico d) fechado, irreversível, exotérmico e) fechado, irreversível, endotérmico 02. (UCSal) Considere as seguintes características, possíveis em um sistema químico: I. temperatura constante II. sistema aberto (há troca de matéria e energia com os arredores) III. coesxistência de reagentes e produtos IV. concentração de reagentes maior que a concentração de produtos Dessas características, são indispensáveis para que um sistema esteja em equilíbrio químico, SOMENTE a) III e IV b) II e IV c) II e III d) I e III e) I e II c) e) 05. [ H 2 O2 ] [ H 2 O] b) [O2] d) 1 2 [ H 2 O2 ] [ H 2 O][O2 ] 1 2 1 [O2 ] (UCSal) Considere o equilíbrio representado por: C(s)+2H2(g)CH4(g) Dado: Kc = 3x10-1 (a 1000ºC) Quando, a 1000ºC, a concentração de hidrogênio for 1x10-1 mol/L a de metano será: a) 3 x 10-3 mol/L b) 1 x 10-2 mol/L c) (C) 1 x 10-3 mol/L d) (D) 3 x 10-1 mol/L e) (E) 3 x 10-2 mol/L 06. (UCSal) A produção de carbeto de silício, importante material refratário, envolve o equilíbrio representado por: SiO2(l) + 3C(s) SiC(s) + 2CO(g) 03. (UEFS) FeO(s) + CO (g) Fe (s) + CO2(g) O sistema representado pela equação acima encontra-se em equilíbrio e a sua constante de equilíbrio Kp, é PFeO PCO PFe PCO2 b) c) PFeO PCO d) e) PFe PFeO a) Módulo VII PFe PCO2 PFeO PCO PCO2 PCO A expressão da constante equilíbrio é dada por desse a) [CO] b) [CO]2 c) (C) [CO]2/[SiO2] d) (D) [SiC] / [SiO2] e) (E) [CO]2 / [C] 07. (UCSal) Na equação abaixo estão indicadas as concentrações, em mol/L, de equilíbrio quando bromo (Br2) reage em iodo (I2) produzindo brometo de iodo (IBr), à temperatura constante. Br2 + I2 2 IBr 1,5 x 10-1 5,0 x 10-2 2,0 x 10-2 50 COLÉGIO ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA VILAS Nessa temperatura, o valor da constante de equilíbrio é da ordem de 09. (UESC) Considere as três substâncias H2O a) 1 x 10-2 b) 2 x 10-2 c) (C) 5 x 10-2 d) (D) 1 x 102 e) (E) 2 x 102 I. H3C–COOH 1,8.10-5 H2O H3C–COO- + H+ Ka = H2O II. C6H5 – OH C6H5O- + H+ Ka = 1,3.10-10 III. H3C–CH2–OHH3C–CH2–O-+H+ Ka=1,5.10-16 08. (UEFS) Com relação aos conhecimentos sobre equilíbrio químico, pode-se afirmar: 2,00 1,50 mol B 1,00 0,75 C 0,50 A t0 Módulo VII t1 t2 t3 tempo Considerem-se o gráfico que representa a variação na concentração de A, B e C no sistema 2A(g) 2B(g) + C(g), em função do tempo, e um recipiente fechado de dois litros, no qual, inicialmente, foram colocados 2 mols de A, a 1500ºC Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre equilíbrio químico, pode-se afirmar: 01) variações na pressão sobre esse sistema não alteram o equilíbrio 02) a constante de equilíbrio varia com as concentrações dos reagentes e dos produtos 03) no gráfico, o equilíbrio é atingido nos tempos t1 e t2 04) o valor da constante de equilíbrio, Kc , é igual a 3,375mol/l 05) ao ser atingido o equilíbrio, 25% de A reagiram. 01) II é a que possui maior acidez 02) III é a que apresenta maior grau de dissociação 03) III é a que mostra menor pH 04) a acidez de III é maior do que a da água 05) o acido acético é o mais forte 10. (UEFS) Considere-se o sistema em equilíbrio: 4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g) Aumentando-se sistema: a pressão desse a) o equilíbrio se deslocará para a direita b) o equilíbrio se deslocará para a esquerda c) o equilíbrio não será influenciado d) aumentará a concentração de O2 e) diminuirá a concentração de H2O 11. (UEFS) Considere-se o sistema em equilíbrio; sólido líquido gasoso Aumentando-se a pressão, pode-se afirmar que o equilíbrio se deslocará no sentido da sequência: a) b) c) d) e) sólido, líquido e gasoso líquido, sólido e gasoso gasoso, sólido e líquido gasoso, líquido e sólido líquido, gasoso e sólido 51 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 12. (UEFS) Considere-se o sistema em equilíbrio: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) H = +22 kcal/mol o melhor rendimento de NH3(g) é obtido ao: a) diminuir-se a concentração de N2 b) aumentar-se a temperatura c) diminuir-se a concentração de H2 d) aumentar-se a pressão e) diminuir-se a pressão 13. (UEFS) 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H < 0 No sistema acima, inicialmente em equilíbrio, são feitas, alternadamente, as seguintes alterações: aumento da pressão total sobre a mistura gasosa, a temperatura constante adição de hidróxido de sódio (um absorvente de CO2) resfriamento da mistura gasosa, a pressão constante. As alterações feitas deslocam, na ordem apresentada, o equilíbrio da reação para a: a)direita – direita – direita b)direita – direita – esquerda c) esquerda – esquerda – direita d)esquerda – esquerda – esquerda e)esquerda – direita – direita Questão 14 O clorofluorcarbono (CFC) é um dos principais causadores da destruição da camada de ozônio que protege a terra. Ao atingir a estratosfera, as moléculas do CFC são “quebradas” pelos raios ultravioleta, produzindo cloro, o qual, por sua vez, reage com o ozônio, formando monóxido de monocloro e oxigênio. Módulo VII 14. (UEFS) Considerando-se que a reação do cloro com o ozônio esteja em equilíbrio, uma das maneiras de se diminuir o consumo de ozônio seria: Cl2(g) + 2O3(g) 2ClO(g) + 2O2(g) a) mandar mais oxigênio para a estratosfera b) mandar mais cloro para a estratosfera c) aumentar a intensidade da radiação ultravioleta d) retirar gradativamente quantidades do monóxido de cloro da estratosfera e) diminuir a pressão sobre os gases, na estratosfera. INSTRUÇÃO: Responda a questão 15 de acordo com o seguinte código; a) apenas a afirmativa I é verdadeira b) apenas a afirmativa II é verdadeira c) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras d) apenas as afirmativas II e III são verdadeiras e) as afirmativas I, II e III são verdadeiras. 15. (UEFS) A síntese da amônia pelo processo Haber, a uma certa temperatura e pressão, é: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = - 52,4 kcal I – O aumento da pressão sobre o sistema desloca o equilíbrio, formando maior quantidade de NH3(g). II – O aumento da temperatura desloca o equilíbrio, consumindo maior quantidade de NH3(g) III – A expressão da constante de equilíbrio, em função das pressões parciais desse processo, é kp = kc(RT)4 . 52 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 16. (UEFS) Fe3O4(S) + 4C(s) + calor 1 2 3Fe(s) + 4CO(g) O equilíbrio da reação representada acima deslocar-se-á para direita, se ocorrer: a) aumento da temperatura b) aumento da pressão c) aumento de concentração de Fe(s) d) aumento de concentração de CO(g) e) diminuição de concentração de C(s) INSTRUÇÃO: Na questão 17, assinale as afirmativas corretas. Em seguida, marque, na folha de respostas, o número correspondente à alternativa correta, considerando a seguinte chave de Respostas: 01) apenas as afirmativas I e III corretas 02) apenas as afirmativas II, III e IV corretas 03) apenas as afirmativas II, IV e V corretas 04) apenas as afirmativas I, II IV e V corretas 05) todas as afirmativas são corretas são III. IV. V. 01) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras 02) apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras 03) apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras 04) apenas as afirmativas I, II, IV e V são verdadeiras 05) todas as afirmativas são verdadeiras 18. (UEFS) A amônia é produzida segundo a reação: N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g) são Dessa reação, tem-se as seguintes informações: Hfº = -11 Kcal/mol Kp = 14,4 x 10-6, à 298K e Kp = 0,5, à 400K são Quando o sistema está em equilíbrio, à temperatura normal, diversos fatores podem deslocar esse equilíbrio. Com base nas informações, pode-se afirmar: II. INSTRUÇÃO: Para responder a questão 18, identifique as afirmativas verdadeiras e marque, na folha de respostas, o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: são 17. (UEFS) Dado o sistema: N2O4(g) = 2NO2(g) H = +58,2 KJ I. Módulo VII um aumento de pressão desloca o equilíbrio para a direita o aumento de temperatura desloca o equilíbrio para a direita a adição de N2O4 desloca o equilíbrio para a esquerda a adição de NO2(g) desloca o equilíbrio para a esquerda quando se interfere no equilíbrio de um sistema, este se desloca no sentido de anular a ação externa e restabelecer a situação de equilíbrio. Com relação a essa reação, pode-se afirmar: I. Kp = (pNH3)2 / (pN2)(pH2)3 II. Kp depende da temperatura III. aumentando-se a pressão, obtém-se maior produção de amônia IV. depois de estabilizado o equilíbrio, adicionando-se mais hidrogênio, obtém-se mais NH3 V. estando o sistema em equilíbrio, a 400K, a concentração de NH3 é maior que a 298K 53 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 19. (UEFS) Na reação: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = - 22Kcal A amônia será formada em maior quantidade caso haja: a) diminuição da concentração de nitrogênio. b) aumento da temperatura sem variação da pressão. c) adição de um catalisador. d) Redução da concentração de hidrogênio. e) diminuição da temperatura e aumento da pressão 20. (UEFS) Para a reação H2(g) + I2(g) = 2HI(g) a 1atm, Kp (à 1 atm) 59 45 tem-se: T(K) 667 863 Acerca dessa reação e do equilíbrio químico que se estabelece, pode-se afirmar: 01) a reação é exotérmica. 02) a constante de equilíbrio é função dos números de mols dos reagentes colocados a reagir. 03) a constante de equilíbrio independe da estequiometria da reação. 04) aumentando-se a pressão sobre o sistema o equilíbrio desloca-se no sentido de formação de HI. 05) retirando-se I2g do sistema a constante de equilíbrio aumentará de valor. 21. (UCSal) Na combustão ao ar de certos materiais é produzida grande quantidade de CO, CO2 e SO2. No ar, esses gases e o oxigênio participam dos equilíbrios: 1 CO + O2 CO2 2 3CO + SO2 COS + 2CO2 Módulo VII No ambiente que circunda a queima desses materiais, a concentração de COS aumentará quando aumentar a concentração de I. CO II.CO2 III. SO2 Dessas afirmações, SOMENTE a) I e II são corretas b) I e III são corretas c) III é correta d) II é correta e) I é correta 22. (UNEB) O equilíbrio químico H2O(g) + CO(g) H2(g) + CO2(g) H < 0 é deslocado no sentido da formação de gás hidrogênio quando se: a) diminui a temperatura. b) aumenta apressão. c) introduz um catalisador. d) adiciona CO2(g) e) remove H2O(g) 23. (UNEB) Quando cianeto de potássio é dissolvido em água, há hidrolise que leva à liberação de HCN(g), extremamente venenoso: KCN (s) + H2O (l) K+ (aq) + CN- (aq) CN- (aq) H+ (aq) HCN (aq) HCN (g) Para diminuir ao máximo a liberação de HCN (g) para o ambiente, quando se trabalha com soluções de cianeto de potássio, pode-se acrescentar à solução quantidade adequada de: a) H2SO4 b) HCl c) KCl d) KOH e) KNO3 54 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 24. (UNEB) O êxito do químico alemão Fritz Haber em obter amoníaco a partir dos gases nitrogênio e oxigênio fez diminuir a dependência dos paises europeus em relação ao salitre do Chile. A equação abaixo representa o sistema em equilíbrio na síntese de Haber. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = -92,4kJ/mol de NH3 Instruções: Para responder às questões de números 26 e 27 considere as informações abaixo Nos depósitos de mármore dolomítico pode ocorrer o equilíbrio químico: 2CaCO3(s)+Mg+2(aq)MgCa(CO3)2(s) + Ca+2(aq) Calcita dolomita 26. (UCSal) A formação de dolomita é favorecida em locais de: Com base nessa informação e nos conhecimentos sobre equilíbrio químico, pode-se afirmar que o rendimento da reação: 01) aumenta, em temperaturas elevadas 02) permanece inalterado, com a elevação da pressão total do sistema 03) aumenta quando se retira NH3 do sistema 04) diminui, se N2 estiver em excesso 05) aumenta com a redução da pressão total do sistema 25. (UESC) N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) Módulo VII H < 0 Na reação acima, pode-se concluir: a) no sentido da esquerda para a direita é endotérmica b) o sistema está em equilíbrio o qual só pode ser alterado quando se muda simultaneamente a temperatura, a pressão e a concentração dos reagentes c) um aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a direita d) um aumento da pressão desloca o equilíbrio para a direita e) acrescentando-se N2 ao sistema acima, o equilíbrio se desloca para a esquerda a) altas pressões b) altas concentrações de íons H+(aq) c) altas concentrações de Mg+2(aq) d) altas concentrações de Ca+2(aq) e) baixas concentrações de CO 32 (aq) 27. (UCSal) A expressão da constante de equilíbrio em questão é: a) [Ca+2]+[MgCa(CO3)2] / [Mg+2]+[CaCO3]2 b) [MgCa(CO3)2] / [CaCO3]2 c) [Ca+2] / [Mg+2] d) [CaCO3]2 / [MgCa(CO3)2] e) [Mg+2] x [Ca+2] 28. (Facs) A reação clássica de obtenção do gás amoníaco, numa temperatura de 450ºC, está representada a seguir. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 26,2 kcal Sobre essa reação, é correto afirmar: 01) a produção de amoníaco é favorecida pela elevação da temperatura do sistema. 02) retirando-se amoníaco do sistema, o equilíbrio se desloca para a direita. 03) o aumento de pressão não tem influência sobre o rendimento da reação. 04) 26,2 kcal representam o calor absorvido na formação do amoníaco. 05) a constante de equilíbrio é igual a [N2][H2]3 [NH3]2 55 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 29. (UEFS) A água de cloro, usada como bactericida no tratamento de água, é obtida borbulhando-se o gás cloro (Cl2) em água (H2O), conforme esquema abaixo: ‘‘‘‘‘‘‘‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘ Cl2(g) H2O(l) A reação química que ocorre é dada pela equação: Módulo VII 31. (UEFS) Considere-se uma solução aquosa, a 25ºC, cuja concentração de íons OH- é de 0,0010mol/l. O pH dessa solução é: a) 2 b) 3 c) 10 d) (D) 11 e) (E) 12 Instrução: Na questão 32 identifique as afirmativas verdadeiras e as falsas. Em seguida, marque, na folha de respostas, o número correspondente a alternativa que apresenta a seqüência correta, de cima para baixo, de acordo com a seguinte chave de respostas: Cl2(g) + H2O(l) HClO(aq) + HCl(aq) Mantendo a temperatura constante e diminuindo-se a pressão do sistema, podemos afirmar que: a) diminui o pH e diminui a concentração de Cl2 b) aumenta o pH e aumenta a concentração de H+ c) diminuem as concentrações de HClO(aq) e HCl(aq) d) diminui o pH e aumenta a concentração de H+ e) o equilíbrio não sofre alteração 30. (UEFS) A solução de um certo óxido, em contato com fenolftaleína, apresenta coloração avermelhada. Sabendo-se que a fenolftaleína assume coloração incolor em solução com pH 7, o elemento químico que forma o óxido é o: a) potássio b) alumínio c) fósforo d) chumbo e) cloro 01) V, V, V, V, F. 02) V, V, F, V, F. 03) V, F, V, V, V. 04) F, V, F, V, F. 05) F, V, V, F, V. 32. (UEFS) Em relação ao caráter ácido ou básico das soluções, indique as afirmativas verdadeiras e as falsas. ( ) Uma solução que tenha H+ = 10-4, possui pH = 4. ( ) Uma solução de ácido forte pH = 4 é cem vezes mais diluída do que outra, do mesmo ácido com pH = 2. ( ) O sangue humano é uma solução tampão capaz de neutralizar pequenas quantidades de ácidos e bases concentrados. ( ) A neutralização doa íons OH- de uma base forte pelos íons H+ de um ácido forte dará uma solução de pH = 7. ( ) Adicionando-se 50ml de água a 50ml de uma solução de HCl que apresenta pH = 4, o pH não se altera, pois a quantidade de HCl permanece a mesma. 56 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Para responder a questão 33, identifique com V as alternativas verdadeiras e com F as falsas. Em seguida marque o número correspondente a alternativa que apresenta a seqüência correta, de cima para baixo, de acordo com seguinte código: 01) VVVVV 02) VVFVF 03) VFVVV 04) FVFVF 05) FVVFV 33. (UEFS) A alimentação humana merece determinados cuidados, principalmente para pessoas que tem problemas de hiperacidez. Uma forma de expressar-se a acidez de um sistema é através do pH. Sistema Vinagre Suco de limão Leite Clara de ovo pH 3,0 2,2 6,8 8,0 Com relação a essas informações, podese afirmar: ( ) adicionando-se água destilada ao suco de limão, o pH não se altera, pois a água é neutra. ( ) a clara de ovo diminui a acidez do estômago. ( ) o ácido acético, componente do vinagre, é um ácido fraco. ( ) o leite é ligeiramente básico. ( ) no suco de limão, H+ > OH-. Instrução: Para responder a questão 34, identifique as afirmativas verdadeiras, e marque o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: 01) apenas as afirmativas II e V são verdadeiras. 02) apenas as alternativas I, III e IV são verdadeiras. 03) apenas as alternativas I, II, III e IV são verdadeiras. Módulo VII 04) apenas as alternativas I, III, IV e V são verdadeiras. 05) todas as alternativas são verdadeiras. 34. (UEFS) Ácido Concentração pH (mol/L) Clorídrico 0,10 1,0 Acético 0,10 2,9 Cianídrico 0,10 5,1 Com relação aos dados apresentados na tabela acima, pode-se afirmar: I. o pH das soluções independem da sua concentração. II. o ácido mais forte, em iguais concentrações, é o que possui maior pH. III. a mesma quantidade de hidróxido de sódio deve ser usada, para neutralizar volumes iguais dos três ácidos. IV. o ácido mais fraco é o cianídrico. V. um indicador corado ácido base, como o tornassol, mostraria a mesma coloração para os três ácidos. 35. (UEFS) Muitas pastas dentais possuem nas suas fórmulas, entre outras substâncias, carbonato de cálcio e leite de magnésia. As pessoas utilizam esses dentefricíos por que: 01) o pH da boca está acima de 7 02) a saliva está fortemente alcalina. 03) o pH da saliva precisa ter seu valor diminuído. 04) o carbonato de cálcio e o leite de magnésia neutralizam a acidez bucal. 05) o carbonato de cálcio e o leite de magnésia destroem as enzimas da boca. 36. (UEFS) O cheiro de peixe é causado pela metilamina CH3 – NH2 cuja equação de equilíbrio aquoso é: CH3 – NH2 + H2O CH3 – NH 3 + OH- 57 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Com relação a esse equilíbrio pode-se afirmar: 39. (UEFS) Efluente 01) substâncias ácidas como o limão e o vinagre, removem o cheiro. 02) um detergente alcalino desloca o equilíbrio para a direita, sem remover o odor. 03) o odor diminui usando-se pouca água. 04) o odor aumenta usando-se água quente. 05) a metilamina tem caráter ácido. 37. (UEFS) Sistema vinho Cerveja Café Leite de vaca Clara de ovo sabonete pH 3,0 4,0 – 5,0 5,0 6,6 – 6,9 8,0 10,0 Em relação aos sistemas apresentados na tabela acima, pode-se afirmar: 01) são básicos, clara de ovo e leite de vaca 02) são ácidos, clara de ovo e sabonete 03) vinho é o mais ácido 04) leite de vaca é duas vezes mais ácido do que o vinho 05) cerveja é duas vezes menos ácida que o sabonete 38. (UCSal) Considere a seguinte informação que, entre outras, está presente no rótulo de certa água mineral do município de Dias d’Ávila, BA: pH a 25ºC ....................4,9 “O pOH dessa água mineral, a 25ºC, é ...X... e, portanto ela é ...Y...” Completa-se essa frase, substituindo X e Y, respectivamente, por: a) 4,9 – básica b) 4,9 – ácida c) zero – neutra d) 9,1 – ácida e) 9,1 - básica Módulo VII Concentração no efluente X Y Z T 1,0x10-2 de H+ 1,0x10-6 de H+ 1,0x10-6 de OH1,0x10-10 de OH- Em algumas cidades não é permitido o lançamento no meio ambiente, de efluentes líquidos industriais com pH inferior a 5,0 ou superior a 9,0. Caso estejam fora dessa especificação, precisam ser tratados. Considerando-se a tabela acima, que representa as concentrações de H+ e OHnos efluentes de algumas indústrias, e com base nos conceitos sobre equilíbrio químico, pode-se afirmar: 01) X e Y necessitam de tratamento prévio com CaO, antes de serem lançados no meio ambiente 02) Z e T necessitam de tratamento prévio com HCl(aq), antes de serem lançados no meio ambiente 03) Y possui maior pH 04) T possui menor pH 05) X e T necessitam de tratamento prévio, antes de serem lançados no meio ambiente 40. (UCSal) O pH de uma solução aquosa se altera quando se I. aumenta [OH-] II. dilui a solução. III. diminui [H+] Destas afirmações correta, a) apenas I é correta b) apenas II é correta c) apenas III é correta d) apenas I e II são corretas e) I, II e III são corretas 58 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA 41. (UCSal) A tabela abaixo fornece valores de pH de líquidos do corpo humano. Líquido pH (a 25ºC) urina 4,8 a 8,4 sangue (plasma) 7,3 a 7,5 suco gástrico 1,0 a 3,0 Desse líquidos, APENAS a) a urina é sempre ácida b) o suco gástrico é sempre ácido c) o sangue é sempre ácido d) a urina e o sangue são sempre ácidos e) a urina e o suco gástrico são sempre ácidos 42. (UCSal) 50 mL de vinho (com pH = 4) foram deixados em contato com o ar durante algum tempo. O vinho virou vinagre (com pH = 2). Desprezando-se a evaporação sofrida, a [H+] da solução variou a) 10 vezes b) 20 vezes c) 100 vezes d) (D) 200 vezes e) (E) 1 000 vezes 43. (UCSal) Considere a seguinte tabela: Indicador Faixa de pH de viragem verde de metila 0,2(amarelo) a 1,8(azul) vermelho de 6,6(amarelo) a fenol 8,0(vermelho) fenolftaleína 8,2(incolor) a 1,00(vermelho) Certo produto foi testado com esses três indicadores. A coloração obtida com verde de metila foi azul, com o vermelho de fenol, amarela e com a fenolftaleína, incolor. Entre os produtos abaixo, o único que pode apresentar tal comportamento é o: a) amoníaco b) leite de magnésia c) xampu neutro d) ácido muriático e) vinagre branco Módulo VII 44. (UNEB) Uma solução aquosa tem pH = 3,5. É possível afirmar que nessa solução a) [H+] = [OH-] b) [OH- ] > [H+] c) [H+] > [OH-] d) [OH- ] = 1,0 x 10-3 mol/L e) [H+] = 1,0 x 10-3 mol/L 45. (UNEB) SOLUÇÃO AQUOSA Vinagre Sabão em pó Água de chuva Café Água do mar pH 2,5 10,0 6,2 5,0 8,5 A tabela acima indica o pH aproximado de algumas soluções. Com base na tabela e nos conhecimentos sobre equilíbrio iônico, pode-se afirmar: 01) a concentração molar de H+ no café é, aproximadamente, 1,0.10-5 02) o produto iônico da água não se altera com a elevação da temperatura 03) o pOH das soluções básicas é superior a 7 04) a solução de sabão em água é ácida 05) a adição de açúcar ao café reduz o pH 46. (UESC) A substância capaz de, em solução aquosa, mudar a cor do papel de tornassol de azul para rosa (tornassol é azul em pH maior do que 7 e rosa em pH menor que 7) é: a) C2H5OH b) CH3COOH c) CaO d) Cu(OH)CO3 e) NaHCO3 INSTRUÇÃO: Para responder a questão 47, identifique as afirmativas verdadeiras e marque a alternativa correta de acordo com a seguinte chaves de respostas: 59 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA a) apenas as afirmativas I e II verdadeiras b) apenas as afirmativas I, II e II verdadeiras c) apenas as afirmativas II, III e IV verdadeiras d) apenas as afirmativas I, III e V verdadeiras e) apenas as afirmativas II, III, IV e V verdadeiras. são Módulo VII 49. (UESC) Em muitas regiões, ocorrem chuvas com pH em torno de 2,5. Essas chuvas são são são são 47. (UESC) O produto iônico da água à temperatura de 25ºC é Kw = 10-14 A partir desse valor, pode-se concluir: I. a concentração de H+ e OH- em uma solução neutra é 10-14. II. pH + pOH = 14 III. quanto maior o pH de uma solução, menor seu pOH IV. uma solução com alto valor de pOH tem grande concentração de íons H+ V. uma solução com pH = 2, é cem vezes menos concentrada do que outra com pH = 4, da mesma solução. 01) são formadas pela dissolução de ácidos lançados diretamente na atmosfera pelas industrias 02) são consideradas ácidas 03) possuem OH- > H3O+ 04) beneficiam a agricultura 05) não são detectadas pelos indicadores corados GABARITO 0 1 2 3 4 5 6 7 A D D B A C 0 0 4 A D D A A A A 0 1 3 0 B A D 0 D C C 2 1 3 A D 0 0 0 0 0 0 3 1 5 4 4 1 3 E B C B C 0 B C 4 1 8 9 C 0 5 0 E 5 0 C 2 D 0 5 0 0 2 2 48. (UESC) “O Brasil conta com um aliado natural para dificultar a proliferação do cólera no Amazonas: a acidez das águas de 16 rios da Bacia Amazônica. O alto índice de acidez verificado nesses rios impede a multiplicação do “vibrião colerae”, causador da doença”. Com relação a acidez da água, pode-se afirmar: 01) a lavagem de hortaliças com vinagre elimina o vibrião, pois aumenta o pH 02) a água desses rios da Amazônia apresenta pH menor do que 7,0 03) o pH indica o número de íons H+ presentes na solução 04) a absorção de CO2 do ar aumenta o pH 05) a dissolução de cinzas de plantas (álcalis), em água, diminui o pH 60 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII QUESTÕES ABERTAS/DISCURSIVAS 61 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 62 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 63 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 64 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 65 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII 66 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Questão 05 67 COLÉGIO VILAS ÁREA DE CIÊNCIAS DA NATUREZA / QUÍMICA QUÍMICA Módulo VII Questão 06 68