ROTEIRO RECUPERAÇÃO DE QUÍMICA Nome: ______________________________Nº_____Série: 3ºEM Data: ___/___/2015 Professores :Edson, Priscila e Manolo Nota: ______________ 3ºBimestre 1. APRESENTAÇÃO: Prezado aluno, A estrutura da recuperação bimestral paralela do Colégio Pentágono pressupõe uma revisão dos conteúdos essenciais que foram trabalhados neste bimestre. O roteiro de recuperação vai auxiliá-lo a planejar e organizar seus estudos. Para isso, sugerimos que: - Anote tudo o que tiver para fazer. Fazer um esquema pode ajudar - Faça um planejamento de estudos, estabelecendo um horário para desenvolver as diversas tarefas. Planejar significa antecipar as etapas que você precisa fazer e entregar; não deixe para depois o que pode ser feito hoje... - Estabeleça prioridades: onde você tem mais dúvidas? Como se organizar para resolvê-las? - Para que você aproveite essa oportunidade, é necessário comprometimento: resolva todas as atividades propostas com atenção, anote em um caderno suas dúvidas e leve-as para as aulas de recuperação. - Sempre que possível, aproveite a monitoria de estudos. Procure esclarecer todas as dúvidas que ficaram pendentes no bimestre que passou. - Tudo o que for fazer, faça bem feito! 2. CONTEÚDOS: Para ajudar em sua organização dos estudos, vale lembrar quais foram os conteúdos trabalhados neste bimestre: Frente 1 --isomeria - reações orgânicas Frente 2 - Concentração de soluções - Propriedades coligativas - solubilidade Frente 3 - Deslocamento de equilibrio. - Ka, Kb, Kw,Kh e ph 3. OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Temas /conceitos Orgânica Solubilidade OBJETIVOS - Identificar os tipos de isomeria; - Reconhecer substancias isômeras; - Compreender o funcionamento das reações orgânicas; - Compreender o caráter ácido-base das substâncias orgânicas. - Reconhecer os tipos de soluções. - Analisar as curvas de solubilidade das substâncias. - Compreender o fenômeno de solubilidade. 1 Propriedades coligativas - Extrapolar os conceitos das propriedades coligativas para o nosso cotidiano. - Relacionar Pressão de vapor com as mudanças de estado. - Compreender diagramas ELV. - Conhecer e compreender os efeitos coligativos Equilíbrio Iônico Reconhecer o equilíbrio iônico H+ e OH- (pH e pOH). Hidrólise de sais Identificar ácidos e bases fortes de ácidos e bases fracos, com base Equilíbrios em constantes de equilíbrio. heterogêneos Escrever a equação de dissociação de ácidos e bases e a correspondente expressão da constante de equilíbrio. Compreender o fenômeno de hidrólise salina e sua relação com pH e pOH Relacionar situações de formação de precipitado e o equilíbrio estabelecido entre a solução e o corpo de chão. Expressar Kh e Kps Concentração - Expressar as concentrações de soluções de diferentes formas e de soluções relaciona-las conceitualmente entre si; - Compreender a operação de diluição em termos práticos e conceituais; - Contextualizar os conceitos de concentração de soluções em relação a problemas ambientais, como poluição, contaminação e tratamento de água. 4. MATERIAL: • Livro didático e apostilas do poliedro. • Listas de estudos; • Anotações de aula feitas no próprio caderno. • Prova mensal • Prova bimestral 5. ETAPAS E ATIVIDADES Veja quais são as atividades que fazem parte do processo de recuperação: a) refazer as provas mensais e bimestral para identificar as dificuldades encontradas e aproveitar os momentos propostos para esclarecer as dúvidas com o professor ou monitor da disciplina. b) refazer as listas de estudos. c) revisar as atividades realizadas em aula, bem como as anotações que você fez no caderno. c) fazer os exercícios do roteiro de recuperação. 6. TRABALHO DE RECUPERAÇÃO Após fazer as atividades sugeridas para o processo da recuperação paralela, entregue os exercícios do roteiro de estudos em folha de bloco. O Trabalho de recuperação vale 1 ponto. Para facilitar a correção, organize suas respostas em ordem numérica. Não apague os cálculos ou a maneira como você resolveu cada atividade; é importante saber como você pensou! É muito importante entregar o Trabalho na data estipulada. 2 TRABALHO DE RECUPERAÇÃO 01.(FGV SP) A concentração crítica de elementos essenciais nas plantas é a concentração mínima necessária para o seu crescimento, e pode haver variação de uma espécie para outra. Sobre as necessidades gerais das plantas, na tabela são apresentadas as concentrações típicas (massa do elemento/massa da planta seca) para alguns elementos essenciais. elemento N K Ca Mg P S Fe Mn mg/kg 1,5 104 1,0 104 5,0 103 2,0 103 2,0 103 1,0 103 1,0 102 5,0 101 Dado: constante de Avogadro = 6,0 1023 mol–1 A partir dos dados da tabela, pode-se afirmar que a concentração típica de manganês e o número aproximado de átomos de fósforo para 100 kg de planta seca são, respectivamente, a) b) c) d) e) 50 ppm e 1,5 1025. 50 ppm e 3,9 1024. 2 000 ppm e 1,5 1025. 2 000 ppm e 3,9 1024. 5 000 ppm e 3,9 1025. Justifique através dos cálculos. Domínio da linguagem Expressar as concentrações de soluções de diferentes formas e relaciona-las conceitualmente entre si 02. (UPE PE) Um técnico químico percebeu que a pia do seu laboratório estava com aspecto amareloavermelhado por causa da incrustação de ferro. Decidiu então limpá-la. Para isso, resolveu preparar 100 mL de uma solução de ácido clorídrico, HCl, na concentração 6,0 mol/L a partir da solução de ácido HCl, alta pureza, disponibilizada comercialmente em frasco reagente. Dados: Massa molar (HCl) = 36,5 g/mol; Densidade (solução de HCl) = 1,18 g/mL; Porcentagem em massa de HCl = 37%. Para o preparo de 100 mL de uma solução de ácido clorídrico 6,0 mol/L, é necessário que o técnico retire do frasco reagente um volume, em mL, de solução de HCl igual a a) 30,0. b) 50,2. c) 60,5. d) 102,4. e) 100,0. Mostre os cálculos. Domínio da linguagem Expressar as concentrações de soluções de diferentes formas e relaciona-las conceitualmente entre si 3 3. (UFF ) Algumas substâncias têm a propriedade de desviar o plano de vibração da luz polarizada e são denominadas oticamente ativas. Esta propriedade caracteriza os compostos que apresentam isomeria ótica. A condição necessária para a ocorrência de isomeria ótica é que a substância apresente assimetria. Considere as representações espaciais (Fischer) das estruturas a seguir: Em relação às estruturas I, II, III e IV afirma-se, corretamente: a) Todas apresentam atividade ótica. b) Somente a I e a II apresentam atividade ótica. c) Somente a I e a III apresentam atividade ótica. d) Somente a III e a IV apresentam atividade ótica. e) Somente a II e a IV apresentam atividade ótica. Justifique a sua escolha. Domínio da linguagem Reconhecer tipos de isomeria; 04. (Pucrs) Analise o texto e as estruturas moleculares a seguir: Um dos perigos dos embutidos aditivados com nitritos e nitratos é o aumento do risco de câncer nos consumidores. Os nitritos, sob certas condições, podem reagir com aminas secundárias, levando à formação de nitrosaminas, isto é, aminas em que um átomo de hidrogênio foi substituído por um grupamento nitroso (N O). Tais substâncias são conhecidas por seu alto potencial cancerígeno. 4 Considerando as informações, assinale a alternativa correta. a) Os compostos 1 e 4 são nitrosaminas, sendo mais volátil a 4. b) Os compostos 2 e 3 são isômeros, apresentando ambos seis carbonos na molécula. c) Tanto o composto 2 como o composto 3, no estado líquido, formam ligações de hidrogênio entre suas moléculas. d) O composto 3 apresenta grupo funcional amina, mas não é uma nitrosamina. e) O composto 4 é uma nitrosamina que apresenta isomeria óptica. Domínio da linguagem Reconhecer tipos de isomeria; 05. (Uel) Leia o texto a seguir. A atividade óptica foi um mistério fundamental da matéria durante a maior parte do século XIX. O físico francês, Jean Baptist Biot, em 1815, descobriu que certos minerais eram opticamente ativos, ou seja, desviavam o plano de luz polarizada. Em 1848, Louis Pasteur foi além e, usando um polarímetro, percebeu que o fenômeno está associado à presença de dois tipos de substâncias opticamente ativas: as dextrógiras (desvio do plano de luz para a direita) e as levógiras (desvio do plano de luz para a esquerda). As observações de Pasteur começaram a se conectar com outras anteriores, como as de Schelle que, em 1770, isolou o ácido lático (Figura 4) opticamente inativo do leite fermentado e Berzelius que, em 1807, isolou a mesma substância de músculos, porém com atividade óptica. Adaptado de: GREENBERD, A. Uma Breve História da Química da Alquimia às Ciências Moleculares Modernas. Trad. de Henrique Eisi Toma, Paola Corio e Viktoria Klara Lakatos Osório. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 2009. p.297-299. 5 Com base no texto e nos conhecimentos sobre isomeria óptica, assinale a alternativa correta. a) Os isômeros ópticos do ácido lático possuem propriedades físico-químicas diferentes, como pontos de fusão e ebulição. b) O ácido lático isolado do músculo por Berzelius era opticamente ativo porque possuía plano de simetria. c) O ácido lático possui dois carbonos quirais e dois isômeros ópticos que são diastereoisômeros. d) O ácido lático, do leite fermentado, isolado por Schelle, pode formar até duas misturas racêmicas. e) O ácido lático, do leite fermentado, isolado por Schelle, tinha os dois enantiômeros em quantidades iguais, a mistura racêmica. Domínio da linguagem Identificar a isomeria ótica; 06. (Uftm ) A composição de um refrigerante pode apresentar diversas substâncias, dentre elas o ácido benzoico, um monoácido. Devido à baixa solubilidade deste ácido em água, é adicionado ao refrigerante na forma de benzoato de sódio. Dado que a constante de hidrólise do íon benzoato, a 25 °C, é 10–10, a concentração em mol/L de ácido benzoico formado na hidrólise deste ânion em uma solução aquosa de benzoato de sódio 0,01 mol/L, nessa mesma temperatura, é a) 10–8. b) 10–7. c) 10–6. d) 10–5. e) 10–4. Expressar Kh e Kps Compreensão de Fenômeno 07. Sobre reações orgânicas, responda: a) Escreva a equação da reação de bromação do nitro-benzeno, com substituição no anel aromático. b) Qual o tipo de isomeria que ocorre entre os produtos da reação? Dados: Principais Grupos Orto-Para-Dirigentes –NH2 ; –OH ; –OCH3 ; –CH3 , –CH2–CH3 ; –F, –C, –Br, –I radicais alquila halogênios 6 Principais Grupos Meta-Dirigentes –NO2 ; –SO3H ; Compreensão de Fenômeno –COOH ; –CHO ; –CN Aplicar o conceito de reações substituição e de isomeria. de 08. Uma solução 10-1 mol/L de ácido acético a 25°C está 3,0% ionizada. Calcule: a) A concentração de H+ desta solução b) Os valores de pH e pOH (log 2 = 0,3) c) O valor de Ka Resolução de situação problema Demonstrar as relações matemáticas encontradas no cálculo de pH, pOH e Ka. 09. Mediu-se o pH de soluções aquosas de KCℓ, C6H5COOK(benzoato de potássio) e NH4Br Os resultados obtidos indicaram que a solução KCℓ é neutra, a de C6H5COOK é básica e a de NH4Br é ácida. a) Explique por que as soluções apresentam essas características. b) Escreva a equação química correspondente à dissolução de cada substância em água, nos casos onde ocorre hidrólise. Escreva a expressão da constante de equilíbrio em cada um desses casos. Resolução de situação problema Compreender o fenômeno de hidrólise salina e sua relação com pH e pOH 10. A adição de substâncias à água afeta suas propriedades coligativas. Compare as temperaturas de fusão e ebulição de duas soluções aquosas contendo, respectivamente, 1 mol/L de NaCℓ e 1 mol/L de glicose, nas mesmas condições de pressão. Resolução de situação problema Associar soluções e os efeitos coligativos em situações do cotidiano 11. Dois comprimidos de aspirina, cada um com 0,36 g desse composto, foram dissolvidos Em 200 mL de água. a) Calcule a concentração em mol/L da aspirina nessa solução ( M = 180 g/mol ) b) Considerando a ionização da aspirina segundo a equação: C9H8O4 ↔ C9H7O4- + H+ e sabendo que ela se encontra 5% ionizada, calcule o pH dessa solução. Domínio da linguagem Nomear os orgânicos 7 diferentes grupos 12. Usam-se aditivos para melhorar o aspecto e a preservação dos alimentos industrializados. O aditivo A.I é um agente antimicrobiano utilizado em alimentos como suco de frutas cítricas. O aditivo A.V é um agente antioxidante utilizado em alimentos como as margarinas. a) Dê os nomes dos grupos funcionais que contêm o grupo OH encontrados nas duas estruturas. b) Dê o nome do aditivo A.I. c) Dentre os aditivos, qual seria o mais indicado para ser utilizado em alimentos de baixos valores de pH? Justifique. Domínio da linguagem Reconhecer o equilíbrio iônico H+ e OH- (pH e pOH). 13. (Fuvest-SP) Duas panelas abertas contêm líquidos em contínua ebulição: a panela 1 tem água pura e a panela 2 tem água salgada. Qual dos gráficos seguintes mais bem-representa a variação das temperaturas dos líquidos em função do tempo? a) 2 1 b) 1 2 c) 2 1 d) 2 1 8 e) 2 1 Domínio da linguagem Compreender o conceito de PMV 14. (UFRRJ) Urtiga é um nome genérico dado a diversas plantas da família das urticáceas, cujas folhas são cobertas de pêlos finos, os quais, em contato com a pele, liberam ácido metanóico, provocando irritação. Esse ácido pode ser obtido por hidrólise do metanoato de etila, composto pertencente a função éster. Sendo assim, pede-se: a) a fórmula estrutural e molecular do butanoato de propila. b) o nome e a fórmula estrutural do ácido e do álcool que dão origem a tal composto. Domínio da linguagem Compreender orgânicas; o funcionamento das reações 15 (Ueg ) As propriedades físicas dos líquidos podem ser comparadas a partir de um gráfico de pressão de vapor em função da temperatura, como mostrado no gráfico hipotético a seguir para as substâncias A, B, C e D. Utilizando o gráfico, qual o líquido é o mais volátil? Justifique Resolução de situação problema Associar soluções e os efeitos coligativos em situações do cotidiano 16. Os frascos contêm soluções saturadas de cloreto de sódio (sal de cozinha). Diferentes soluções em exercícios sobre solubilidade e saturação Podemos afirmar que: 9 a) a solução do frasco II é a mais concentrada que a solução do frasco I. b) a solução do frasco I possui maior concentração de íons dissolvidos. c) as soluções dos frascos I e II possuem igual concentração. d) se adicionarmos cloreto de sódio à solução I, sua concentração aumentará. e) se adicionarmos cloreto de sódio à solução II, sua concentração aumentará. Domínio de linguagem Conhecer o conceito de solubilidade 17. Considere o seguinte gráfico referente ao coeficiente de solubilidade de KNO3 em água em função da temperatura: Coeficiente de solubilidade de KNO3 em água em função da temperatura Ao adicionar, num recipiente, 40 g de nitrato de potássio em 50 g de água à temperatura de 40 ºC, pode-se afirmar: a) Apenas parte do sólido se dissolverá, permanecendo aproximadamente 20 g no fundo do recipiente. b) Apenas parte do sólido se dissolverá, permanecendo aproximadamente 10 g no fundo do recipiente. c) Tem-se uma solução insaturada. d) O resfriamento dessa solução não variará a quantidade de sólido dissolvido. e) O aquecimento dessa solução, num sistema aberto, não modificará a quantidade de nitrato de potássio dissolvido. Domínio de linguagem Conhecer o conceito de solubilidade 18. (Uerj) Um técnico de laboratório encontrou, no refrigerador, três frascos - A, B e C - contendo substâncias diferentes, rotulados com a mesma fórmula: 10 Para identificar a substância contida em cada frasco, o técnico realizou alguns experimentos, obtendo os seguintes resultados: - o frasco A continha a substância com ponto de ebulição mais baixo; - o frasco B possuía uma substância que, por oxidação total, produziu um ácido carboxílico. Indique os tipos de isomeria plana existentes, respectivamente, entre as substâncias contidas nos pares de frascos A/B e B/C. Domínio de linguagem Reconhecer substancias isômeras; 19. (UFPE) A concentração hidrogeniônica do suco de limão puro é 10-3 mol/L. Qual o pH de um refresco preparado com 20 mL de suco de limão e água suficiente para completar 200 mL? Resolução da situação problema - Conceituar e calcular o pH e o pOH 20. (UnB-DF) Os sistemas químicos baseiam-se em algumas características. Os sistemas ácidos caracterizam-se pela liberação de íon hidrônio, H3O+(aq). Os sistemas básicos baseiam-se na liberação de íon hidroxila, OH -(aq). A tabela a seguir mostra a característica de alguns sistemas. Tabela em exercício de pH Considerando os sistemas citados, 100% ionizados, julgue os itens abaixo. 0. Todos os sistemas são formados por substâncias ácidas. 1. O pOH da saliva é igual a 6. 2. O vinagre é mais ácido que a clara de ovo. 3. O pH do vinagre é igual a 3. 4. Acrescentando uma gota de vinagre a uma gota de saliva, a solução se tornará neutra. Resolução da situação problema - Conceituar e calcular o pH e o pOH 11 21. Uma solução do ácido fraco HCℓO foi analisada, verificando-se, no equilíbrio, a existência das seguintes concentrações molares: [HCℓO] = 1,00 mol/L; [H+ ] = 1,78 x 10-4 mol/L e [CℓO- ] = 1,78 x 10-4 mol/L. Calcular a constantes de ionização, Ka, do HCℓO. Resolução da situação problema Calcular os valores das constantes de ionização. 22. Em solução 2 x 10-2 mol/L, a 25°C, o ácido acético se encontra 3% ionizado de acordo com a equação: H3CCOOH↔ H+ + H3CCOOa) Calcular a constante de ionização, Ka, deste ácido, naquela temperatura. b) Calcular o pH desta solução Resolução da situação problema Calcular os valores das constantes de ionização. 23. Qual o grau de dissociação (%) do hidróxido de amônio numa solução 0,05 mol/l, sabendose que o pH da mesma é 11? NH4OH ↔NH4+ + OHResolução da situação problema Calcular os valores das constantes de dissociação. 12