EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 1. (Fuvest 2014) Nos anos de 1970, o uso do inseticida DDT, também chamado de 1,1,1-tricloro-2,2-bis (para-clorofenil)etano, foi proibido em vários países. Essa proibição se deveu à toxicidade desse inseticida, que é solúvel no tecido adiposo dos animais. Para monitorar sua presença em um ambiente marinho do litoral canadense, amostras de ovos de gaivotas, recolhidos nos ninhos, foram analisadas. O gráfico abaixo mostra a variação da concentração de DDE (um dos produtos gerados pela degradação do DDT) nos ovos, ao longo dos anos. a) No período de 1970 a 1985, foi observada uma diminuição significativa da concentração de DDE nos ovos das gaivotas. A partir de 1970, quanto tempo levou para que houvesse uma redução de 50% na concentração de DDE? b) O DDE é formado, a partir do DDT, pela eliminação de HC . Escreva, usando fórmulas estruturais, a equação química que representa a formação do DDE a partir do DDT. c) Um estudo realizado no litoral dos EUA mostrou que a concentração total de DDT e de seus derivados na água do mar era cerca de 5 105 ppm; no fitoplâncton, 4 102 ppm; em peixes pequenos, 0,5 ppm; em peixes grandes, 2 ppm; e, em aves marinhas, 25 ppm. Dê uma explicação para o fato de a concentração dessas substâncias aumentar na ordem apresentada. 2. (Ita 2015) Uma mistura de metanol e água a 25C apresenta o volume parcial molar de água igual a 17,8cm3 mol1 e o volume parcial molar do metanol igual a 38,4cm3 mol1. Com base nestas informações e sendo a massa específica do metanol de 0,791gcm3 e a da água igual a 1,000gcm3 , assinale a opção CORRETA do volume total (em cm3 ) quando se adicionam 15cm3 de metanol em 250cm3 de água nessa temperatura. a) 250 b) 255 c) 262 d) 270 e) 280 3. (Fuvest 2015) Nas águas das represas de regiões agrícolas, o aumento da concentração de íons nitrato, provenientes de sais contidos em fertilizantes, pode levar ao fenômeno da eutrofização. Tal fenômeno provoca a morte de peixes e de outros organismos aquáticos, alimentando um ciclo de degradação da qualidade da água. a) Explique a relação entre o aumento da concentração de íons nitrato, a eutrofização e a diminuição de oxigênio dissolvido na água. b) Considere um material compostado com teor de nitrogênio de 5% em massa e o nitrato de amônio (NH4NO3 ), que é um fertilizante muito utilizado na agricultura convencional. Se forem utilizadas massas Página 1 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 iguais de cada um desses dois fertilizantes, qual deles fornecerá maior teor de nitrogênio por hectare de solo? Mostre os cálculos. Dados: Massa Molar (g / mol) H ..... 1 N ..... 14 O ..... 16 4. (Unicamp 2015) O processo de condenação por falsificação ou adulteração de produtos envolve a identificação do produto apreendido. Essa identificação consiste em descobrir se o produto é aquele informado e se os componentes ali contidos estão na quantidade e na concentração indicadas na embalagem. a) Considere que uma análise da ANVISA tenha descoberto que o comprimido de um produto apresentava 5,2 105 mol do princípio ativo citrato de sildenafila. Esse produto estaria ou não fora da especificação, dado que a sua embalagem indicava haver 50mg dessa substância em cada comprimido? Justifique sua resposta. b) Duas substâncias com efeitos terapêuticos semelhantes estariam sendo adicionadas individualmente em pequenas quantidades em energéticos. Essas substâncias são o citrato de sildenafila e a tadalafila. Se uma amostra da substância adicionada ao energético fosse encontrada, seria possível diferenciar entre o citrato de sildenafila e a tadalafila, a partir do teor de nitrogênio presente na amostra? Justifique sua resposta. Dados: Citrato de sildenafila (C22H30N6O4S C6H6O7 ; 666,7 g mol1) e tadalafila (C22H19N3O4 ; 389,4 g mol1). 5. (Fgv 2015) A cachaça é um produto genuinamente brasileiro reconhecido internacionalmente e registrado na Organização Mundial de Comércio. A produção artesanal, com a utilização de alambiques de cobre, atinge 300 milhões de litros por ano. Os apreciadores avaliam que o produto artesanal tem melhor qualidade e sabor do que o produzido em alambiques de aço inoxidável; entretanto a cachaça artesanal apresenta o teor de cobre residual que deve obedecer ao limite máximo de 5mg / L. (http://www.scielo.br/pdf/qn/v32n4/v32n4a04.pdf. Adaptado) A quantidade máxima de cobre, em quilogramas, que pode ser encontrada no volume considerado de cachaça artesanal produzida durante um ano no Brasil e que respeita o limite máximo de cobre nessa bebida é a) 1,5 102. b) 1,5 103. c) 1,5 104. d) 1,5 105. e) 1,5 106. 6. (Mackenzie 2015) Foram misturados 100 mL de solução aquosa de cloreto de sódio 0,1mo L1 com 200 mL de solução aquosa de nitrato de prata 0,2 mo L1. Considerando que as condições sejam favoráveis à ocorrência da reação, é INCORRETO afirmar que a) o cloreto formado é insolúvel em meio aquoso. b) o cloreto de sódio será totalmente consumido. c) haverá excesso de 0,03 mo de nitrato de prata. Página 2 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 d) ocorrerá a precipitação de 0,01mo de cloreto de prata. e) a concentração do nitrato de prata na solução final é de 0,03 mo L1. 7. (Unicamp 2015) Entre os produtos comerciais engarrafados, aquele cujo consumo mais tem aumentado é a água mineral. Simplificadamente, pode-se dizer que há dois tipos de água mineral: a gaseificada e a não gaseificada. A tabela abaixo traz informações simplificadas sobre a composição de uma água mineral engarrafada. a) Na coluna relativa à quantidade não está especificada a respectiva unidade. Sabe-se, no entanto, que o total de cargas positivas na água é igual ao total de cargas negativas. Levando em conta essa informação e considerando que apenas os íons da tabela estejam presentes no produto, você escolheria, como unidade de quantidade, miligramas ou milimol? Justifique sua resposta. íon hidrogenocarbonato cálcio magnésio sódio Quantidade 1,200 0,310 0,100 0,380 b) Levando em conta os dados da tabela e sua resposta ao item a, identifique o sal em maior concentração nessa amostra de água mineral, dando seu nome e fórmula. Justifique sua resposta. 8. (Mackenzie 2015) Em uma análise de laboratório, uma amostra de ferro com 100% de pureza foi tratada com 10 mL, de solução 1,0 mo L1 de HC até completa dissolução. A reação ocorrida nesse processo é representada pela equação NÃO BALANCEADA abaixo: Fe(s) HC (aq) FeC 2(aq) H2(g) Assim, pode-se afirmar que as massas de ferro na amostra e de hidrogênio liberada por essa reação são, respectivamente, Dados: massas molares (g mo a) 0,28 g e 0,01 g. b) c) d) e) 1 ) : H 1, C 35,5 e Fe 56 0,56 g e 0,04 g. 0,28 g e 0,02 g. 0,84 g e 0,01 g. 0,84 g e 0,04 g. 9. (Fuvest 2015) Cinco cremes dentais de diferentes marcas têm os mesmos componentes em suas formulações, diferindo, apenas, na porcentagem de água contida em cada um. A tabela a seguir apresenta massas e respectivos volumes (medidos a 25C) desses cremes dentais. Marca de creme dental A B C D E Massa (g) Volume (mL) 30 60 90 120 180 20 42 75 80 120 Supondo que a densidade desses cremes dentais varie apenas em função da porcentagem de água, em massa, contida em cada um, pode-se dizer que a marca que apresenta maior porcentagem de água em sua composição é Página 3 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Dado: densidade da água (a 25C) 1,0 g / mL. a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 10. (Fuvest 2015) O hidrogênio tem sido apontado como possível fonte de energia do futuro. Algumas montadoras de automóveis estão construindo carros experimentais que podem funcionar utilizando gasolina ou hidrogênio líquido como combustível. Considere a tabela a seguir, contendo dados obtidos nas mesmas condições, sobre a energia específica (quantidade de energia liberada pela combustão completa de 1 g de combustível) e o conteúdo de energia por volume (quantidade de energia liberada pela combustão completa de 1 L de combustível), para cada um desses combustíveis: Combustível Gasolina Líquida Hidrogênio Líquido Energia Específica (kJ / g) 47 142 Conteúdo de energia por volume (103 kJ / L) 35 10 a) Com base nos dados da tabela, calcule a razão entre as densidades da gasolina líquida e do hidrogênio líquido (dgasolina( ) dhidrogênio( ) ). Mostre os cálculos. b) Explique por que, embora a energia específica do hidrogênio líquido seja maior do que a da gasolina líquida, o conteúdo de energia por volume do hidrogênio líquido é menor do que o da gasolina líquida. 11. (Ita 2015) A figura mostra a variação da massa específica de uma substância pura com a temperatura à pressão de 1 bar. Então, é CORRETO afirmar que Tx pode representar a temperatura de a) ebulição da água. b) ebulição do benzeno. c) fusão da água. d) fusão do benzeno. e) fusão do dióxido de carbono. 12. (Mackenzie 2015) A solubilidade do cloreto de potássio (KC ) em 100 g de água, em função da temperatura é mostrada na tabela abaixo: Temperatura (C) Solubilidade ( gKC em 100 g de água) 0 10 20 30 27,6 31,0 34,0 37,0 Página 4 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 40,0 42,6 40 50 Ao preparar-se uma solução saturada de KC em 500 g de água, a 40C e, posteriormente, ao resfriá-la, sob agitação, até 20C, é correto afirmar que a) nada precipitará. b) precipitarão 6 g de KC . c) precipitarão 9 g de KC . d) precipitarão 30 g de KC . e) precipitarão 45 g de KC . 13. (Enem PPL 2014) O álcool comercial (solução de etanol) é vendido na concentração de 96%, em volume. Entretanto, para que possa ser utilizado como desinfetante, deve-se usar uma solução alcoólica na concentração de 70%, em volume. Suponha que um hospital recebeu como doação um lote de 1000 litros de álcool comercial a 96%, em volume, e pretende trocá-lo por um lote de álcool desinfetante. Para que a quantidade total de etanol seja a mesma nos dois lotes, o volume de álcool a 70% fornecido na troca deve ser mais próximo de a) 1042L. b) 1371L. c) 1428L. d) 1632L. e) 1700L. 14. (Enem 2014) A utilização de processos de biorremediação de resíduos gerados pela combustão incompleta de compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando minimizar a poluição ambiental. Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30mg kg para solo agrícola e 0,14mg L para água subterrânea. A quantificação desse resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizando-se amostras de 500g de solo e 100mL de água, conforme apresentado no quadro. Ambiente Resíduo de naftaleno (g) Solo l 1,0 102 Solo lI 2,0 102 Água I 7,0 106 Água II 8,0 106 Água III 9,0 106 O ambiente que necessita de biorremediação é o(a) a) solo I. b) solo II. c) água I. d) água II. e) água III. 15. (Mackenzie 2014) Na neutralização de 30 mL de uma solução de soda cáustica (hidróxido de sódio comercial), foram gastos 20 mL de uma solução 0,5 mol/L de ácido sulfúrico, até a mudança de coloração de um indicador ácido-base adequado para a faixa de pH do ponto de viragem desse processo. Desse modo, é correto afirmar que as concentrações molares da amostra de soda cáustica e do sal formado nessa reação de neutralização são, respectivamente, a) 0,01 mol/L e 0,20 mol/L. b) 0,01 mol/L e 0,02 mol/L. Página 5 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 c) 0,02 mol/L e 0,02 mol/L. d) 0,66 mol/L e 0,20 mol/L. e) 0,66 mol/L e 0,02 mol/L. 16. (Fuvest 2014) O observatório de Mauna Loa, no Havaí, faz medições diárias da concentração de dióxido de carbono na atmosfera terrestre. No dia 09 de maio de 2013, a concentração desse gás atingiu a marca de 400 ppm. O gráfico abaixo mostra a curva de crescimento da concentração de dióxido de carbono ao longo dos anos (curva B) e, também, a curva que seria esperada, considerando o CO 2 gerado pelo consumo de combustíveis fósseis (curva A). a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação que ocorre no motor de um carro movido a gasolina (C8H18), e que resulta na liberação de CO2 e vapor de água para a atmosfera. b) A concentração de CO2 na atmosfera, na época pré-industrial, era de 280,0 ppm. Adotando o valor de 400,4 ppm para a concentração atual, calcule a variação percentual da concentração de CO2 em relação ao valor da época pré-industrial. c) Dê uma explicação para o fato de os valores observados (representados na curva B) serem menores do que os valores esperados (representados na curva A). 17. (Enem PPL 2014) Em um caso de anemia, a quantidade de sulfato de ferro(Il) (FeSO4 , massa molar igual a 152g mol) recomendada como suplemento de ferro foi de 300mg dia. Acima desse valor, a mucosa intestinal atua como barreira, impedindo a absorção de ferro. Foram analisados cinco frascos de suplemento, contendo solução aquosa de FeSO4 , cujos resultados encontram-se no quadro. Frasco Concentração de sulfato de ferro(II) (mol L) 1 2 3 4 5 0,02 0,20 0,30 1,97 5,01 Se for ingerida uma colher (10mL) por dia do medicamento para anemia, a amostra que conterá a concentração de sulfato de ferro(ll) mais próxima da recomendada é a do frasco de número a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 18. (G1 - cps 2014) Nos versos de “Mar Portuguez”, o poeta Fernando Pessoa homenageia seus compatriotas que participaram das viagens dos descobrimentos. Página 6 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Ó mar salgado, Quanto do teu sal são lágrimas de Portugal A água do mar apresenta diversos sais que lhe conferem a salinidade, pois, em cada quilograma de água do mar, estão dissolvidos, em média, cerca de 35 g de sais. (spq.pt/boletim/docs/boletimSPQ_101_056_24.pdf Acesso em: 16.08.2013. Adaptado) Baseando-se na concentração de sais descrita no texto, para a obtenção de 1 kg de sais, a massa de água do mar necessária será, em kg, aproximadamente de a) 1. b) 5. c) 20. d) 29. e) 35. 19. (Unicamp 2014) Quando uma pessoa ingere bebida alcoólica, cerca de 90% do álcool ingerido é absorvido no trato digestivo, na primeira hora. Esse álcool passa para a corrente sanguínea e é metabolizado no fígado. Sua eliminação, no entanto, leva muito mais tempo e é isso que torna ilegal uma pessoa dirigir nessa condição. O gráfico abaixo mostra a concentração média de álcool no sangue em função do tempo, após um consumo rápido de 1, 2, 3 e 4 doses de destilado. a) De acordo com o gráfico, se uma pessoa ingere 4 doses de destilado, após quanto tempo a velocidade de metabolização do álcool será maior que a velocidade da absorção para a corrente sanguínea? Explique. b) Um teste do bafômetro realizado duas horas após a ingestão de destilado acusou a presença de 0,019 miligramas de álcool por litro de ar expirado por um condutor. Considerando essas informações, e as contidas no gráfico, determine quantas doses de destilado o condutor havia ingerido. Justifique. Dado: A proporção entre as concentrações de álcool (sangue: ar expirado) é de 2300:1. 20. (Unicamp 2014) Na readequação de alguns estádios de futebol, por conta de uma atitude ecológica coerente, milhares de assentos serão produzidos a partir de garrafas PET. Para cada assento serão necessárias cerca de 100 garrafas PET de capacidade de 600 mL e massa de 18 g cada uma. Pode-se afirmar que a redução de volume do material reaproveitado para a fabricação dos assentos será, aproximadamente, igual a Dados: Densidade do PET = 1,3 g cm-3. Considere que no reaproveitamento do PET não ocorre perda de massa, e que o volume externo da garrafa é de 600 mL. a) 2,3 % b) 33,3 % c) 66,6 % Página 7 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 d) 97,7 % 21. (Fuvest 2014) A tabela a seguir contém dados sobre alguns ácidos carboxílicos. Nome Fórmula Ácido etanoico Ácido n-butanoico Ácido n-pentanoico Ácido n-hexanoico H3CCO2H H3C(CH2)2CO2H H3C(CH2)3CO2H H3C(CH2)4CO2H Ponto de ebulição a 1 atm (°C) 118 164 186 205 Densidade a 20°C (g/ml) 1,04 0,96 0,94 0,93 Assinale a alternativa que apresenta uma afirmação coerente com as informações fornecidas na tabela. a) A 20°C, 1 mL de ácido etanoico tem massa maior do que 1 mL de ácido n-pentanoico. b) O ácido propanoico (H3CCH2CO2H) deve ter ponto de ebulição (a 1 atm) acima de 200°C. c) O acréscimo de um grupo –CH2– à cadeia carbônica provoca o aumento da densidade dos ácidos carboxílicos. d) O aumento da massa molar dos ácidos carboxílicos facilita a passagem de suas moléculas do estado líquido para o gasoso. e) O ácido n-butanoico deve ter pressão de vapor menor que o ácido n-hexanoico, a uma mesma temperatura. 22. (Enem PPL 2014) Em um experimento, foram separados três recipientes A, B e C, contendo 200mL de líquidos distintos: o recipiente A continha água, com densidade de 1,00g mL; o recipiente B, álcool etílico, com densidade de 0,79g mL; e o recipiente C, clorofórmio, com densidade de 1,48g mL. Em cada um desses recipientes foi adicionada uma pedra de gelo, com densidade próxima a 0,90g mL. No experimento apresentado, observou-se que a pedra de gelo a) flutuou em A, flutuou em B e flutuou em C. b) flutuou em A, afundou em B e flutuou em C. c) afundou em A, afundou em B e flutuou em C. d) afundou em A, flutuou em B e afundou em C. e) flutuou em A, afundou em B e afundou em C. 23. (Fuvest 2014) Uma usina de reciclagem de plástico recebeu um lote de raspas de 2 tipos de plásticos, um deles com densidade 1,10 kg/L e outro com densidade 1,14 kg/L. Para efetuar a separação dos dois tipos de plásticos, foi necessário preparar 1000 L de uma solução de densidade apropriada, misturando-se volumes adequados de água (densidade = 1,00 kg/L) e de uma solução aquosa de NaC , disponível no almoxarifado da usina, de densidade 1,25 kg/L. Esses volumes, em litros, podem ser, respectivamente, a) 900 e 100. b) 800 e 200. c) 500 e 500. d) 200 e 800. e) 100 e 900. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O valor da Constante de Avogadro é determinado experimentalmente, sendo que os melhores valores resultam da medição de difração de raios X de distâncias reticulares em metais e em sais. O valor obtido mais recentemente e = recomendado é 6,02214 1023 mol1. Um modo alternativo de se determinar a Constante de Avogadro é utilizar experimentos de eletrólise. Essa determinação se baseia no princípio enunciado por Michael Faraday (1791-1867), segundo o qual a quantidade de produto formado (ou reagente consumido) pela eletrólise é diretamente proporcional à carga que flui pela célula eletrolítica. Página 8 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Observe o esquema que representa uma célula eletrolítica composta de dois eletrodos de zinco metálico imersos em uma solução 0,10mol L1 de sulfato de zinco (ZnSO4). Os eletrodos de zinco estão conectados a um circuito alimentado por uma fonte de energia (CC), com corrente contínua, em série com um amperímetro (Amp) e com um resistor (R) com resistência ôhmica variável. 24. (Unesp 2014) Calcule a massa de sulfato de zinco (ZnSO4) necessária para se preparar 300 mL da solução utilizada no experimento e escreva a equação que representa a dissociação deste sal em água. Dados: Massas molares, em g mol1 : Zn 65,4; S 32,1; O 16,0 Página 9 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Gabarito: Resposta da questão 1: a) A partir da análise do gráfico, teremos: 3,0 mg / kg 100 % m 50 % m 1,5 mg / kg Conclusão: levou oito anos para que houvesse uma redução de 50% na concentração de DDE. b) A equação química que representa a formação do DDE, pela eliminação de HC , a partir do DDT é a seguinte: c) O DDT é uma substância não biodegradável e não pode ser excretado pelos seres vivos. Dessa forma, o inseticida de acumula ao longo das cadeias alimentares a partir dos produtores, aparecendo em maiores concentrações nos predadores finais. Resposta da questão 2: [C] Adicionam-se 15cm3 de metanol em 250cm3 : ρme tanol 0,791 gcm3 1 cm3 15 cm 3 0,791 g mme tanol mme tanol 11,865 g Página 10 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 ρágua 1,000 gcm3 1 cm3 250 cm 1,000 g 3 mágua mágua 250 g H2O 18 mágua Vágua Mágua Vmolar da água 250 g 18 g Vágua 17,8 cm3 Vágua 247,2 cm3 CH4 O 32 mme tanol Mme tano Vme tano Vmolar do me tanol 11,865 g 32 g Vme tanol 38,4 cm3 Vme tanol 14,238 cm3 Vtotal Vágua Vme tanol 247,2 cm3 14,238 cm3 Vtotal 261,438 cm3 262 cm3 Resposta da questão 3: a) O excesso da proliferação de algas devido à grande quantidade de nutrientes, incluindo os nitratos, é conhecido como eutrofização. Este excesso de biomassa consome gás oxigênio dissolvido na água e este fenômeno pode levar à morte e a decomposição de muitos organismos. b) Utilizando-se massas iguais de cada um desses dois fertilizantes, teremos: NH4NO3 80 g / mol 2N 28 g / mol 80 g (NH4NO3 ) 28 g de N m mnitrogênio mnitrogênio 28 m 0,35m g 80 100 g (material compostado) m 5 g de N m'nitrogênio 5 m 0,05m g 100 0,35m g 0,05m g m'nitrogênio 35 % de nitrogênio 5 % de nitrogênio Conclusão: a porcentagem de nitrogênio no nitrato de amônio (35 %) é maior do que no adubo compostado (5 %). Resposta da questão 4: a) Teremos: Página 11 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 C22H30N6 O4 S C6H6 O7 666,7 g / mol 1 mol 5,2 10 5 666,7 g mol mC22H30N6O4SC6H6O7 mC22H30N6O4SC6H6O7 3.466,84 10 5 g mC22H30N6O4SC6H6O7 34,67 10 3 g mC22H30N6O4SC6H6O7 34,67 mg 34,67 mg 50 mg (especificação) Conclusão: o produto está fora da especificação. b) Cálculo do teor de nitrogênio das amostras: N 14 g / mol C22H30N6O4S C6H6O7 (citrato de sildenafila ) 666,7 g / mol 666,7 g 100 % 6 14 g pN pN 12,60 % C22H19N3O4 (tadalafila ) 389,4 g / mol 389,4 g 100 % 3 14 g p'N p'N 10,79 % Conclusão: seria possível diferenciar entre o citrato de sildenafila e a tadalafila, a partir do teor de nitrogênio presente em cada amostra, já que as porcentagens de nitrogênio são diferentes nas amostras analisadas. Resposta da questão 5: [B] Teremos: V 300 106 L c 5 mg / L 5 10 3 g / L 5 103 g 1L 300 106 L m 3 m 1500 10 g 1,5 106 g 1,5 103 kg Resposta da questão 6: [E] Têm-se 100 mL (0,1L) de solução aquosa de cloreto de sódio 0,1mo L1 com 200 mL (0,2 L) de solução aquosa de nitrato de prata 0,2 mo L1. Página 12 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 n [concentração molar] volume nNaC 0,1 0,1 0,01 mol nAgNO3 0,2 0,2 0,04 mol NaC (aq) AgNO3 (aq) AgC (s) NaNO3 (aq) 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,04 mol 0,03 mol em excesso Vfinal 0,1 0,2 0,3 L [AgNO3 ] solução final 0,03 0,1 mol / L 0,3 Resposta da questão 7: a) A partir das cargas dos íons presentes na água mineral, vem: íon Carga Quantidade de íons Carga total HCO3 1 1,200 1,200 (1) 1,200 Ca2+ 2 0,310 0,310 (2) 0,620 Mg2+ 2 0,100 0,100 (2) 0,200 Na+ 1 0,380 0,380 (1) 0,380 Total de cargas negativas = -1,200. Total de cargas positivas = 0,620 + 0,200 + 0,380 = +1,200. O total de cargas negativas é igual ao total de cargas positivas. Conclusão: milimol é a melhor escolha como unidade de quantidade. íon Quantidade de íons HCO3 1,200mmol Ca2+ 0,310mmol Mg2+ 0,100mmol Na+ 0,380mmol b) Possíveis sais presentes (a partir das combinações das fórmulas fornecidas): NaHCO3 , Mg(HCO3 )2, Ca(HCO3 )2. Cálculo das concentrações molares dos sais: Página 13 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Na HCO3 NaHCO3 0,380 mmol 0,380 mmol [NaHCO3 ] Mg2 nNaHCO3 V 0,380 mmol 0,380 mmol V 2HCO3 Mg(HCO3 )2 0,100 mmol 2 0,100 mmol 0,100 mmol [Mg(HCO3 )2 ] Ca 2 0,310 mmol nMg(HCO3 )2 V 0,100 mmol V 2HCO3 Ca(HCO3 )2 2 0,310 mmol 0,310 mmol nCa(HCO3 )2 0,310 mmol V V 0,380 mmol 0,310 mmol 0,100 mmol V V V O sal em maior concentração nessa amostra de água mineral é o hidrogeno carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio, cuja fórmula é NaHCO3 . [Ca(HCO3 )2 ] Resposta da questão 8: [A] Teremos: 10 mL (0,01 L) n [concentração molar] volume nHC 1,0 0,01 0,01 mol Fe(s) 2HC (aq) FeC 2(aq) H2(g) 56 g 2 mols 2g mFe 0,01 mol mH2 56 0,01 0,28 g 2 2 0,01 mH2 0,01 g 2 mFe Resposta da questão 9: [C] Cálculo das densidades: Página 14 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Marca de creme dental Massa (g) Volume (mL) A 30 20 B 60 42 C 90 75 D 120 80 E 180 120 Densidade (g/mL) 30 1,5 g / mL 20 60 d 1,429 g / mL 42 90 d 1,2 g / mL 75 120 d 1,5 g / mL 80 180 d 1,5 g / mL 120 d Quanto maior o volume de água, menor a densidade do creme dental. A marca que apresenta maior porcentagem de água em sua composição é aquela que possui a menor densidade, ou seja, C. Resposta da questão 10: a) A partir da tabela, vem: Combustível Energia Específica (kJ / g) Gasolina Líquida Hidrogênio Líquido 47 142 Conteúdo de energia por volume (103 kJ / L) 35 10 Para 1 L : 1g 47 kJ 35 103 kJ mgasolina mgasolina 0,745 103 g dgasolina 745 g / L Para 1 L : 1g 142 kJ 10 103 kJ mH2 líquido mH2 líquido 0,0704 103 g dH2 líquido 70,4 g / L Cálculo da relação entre as densidades da gasolina e do hidrogênio líquido: dgasolina dH2 líquido 745 10,568 10,6 70,4 b) Supondo o volume igual a V, teremos: Página 15 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 dgasolina dH líquido 2 10,6 mgasolina V 10,6 mH2 líquido V mgasolina mH2 líquido 10,6 mgasolina 10,6 mH2 líquido (válida também para 1 litro) mgasolina mH2 líquido Combustível Conteúdo de energia por litro Gasolina Líquida 35 103 kJ Hidrogênio Líquido 10 103 kJ 35 103 kJ 10 103 kJ ou 10 103 kJ 35 103 kJ H2 líquido Gasolina Conclusão: o conteúdo de energia por volume do hidrogênio líquido é menor do que o da gasolina líquida. Resposta da questão 11: [C] Teremos: Em Tx ocorre a fusão da substância, pois neste ponto a massa especifica sofre uma mudança abrupta, o que caracteriza a mudança de estado. Página 16 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Conclusão: das substâncias citadas a única que apresenta as características citadas anteriormente é a água. Resposta da questão 12: [D] Teremos: Temperatura (C) Solubilidade ( g KC em 100 g de água) 40 40,0 40,0 g (KC ) 100 g de água 200,0 g (KC ) 500 g de água Temperatura (C) Solubilidade ( g KC em 100 g de água) 20 34,0 40,0 g (KC ) 100 g de água 170,0 g (KC ) 500 g de água 200,0 g 170,0 g 30,0 g (precipitado; após o resfriamento). Resposta da questão 13: [B] Na diluição, teremos : τ V τ' V' 0,96 1000 L 0,70 V ' V ' 1371,4285 L 1371 L Resposta da questão 14: [B] Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30mg kg para solo agrícola e 0,14mg L para água subterrânea. Devemos comparar os valores tabelados para os solos a 1kg. 1,0 102 g de naftaleno mSolo I g de naftaleno mSolo I 2 10 2 500 g de solo 1000 g de solo 20 mg 30 mg (limite) 2,0 102 g de naftaleno mSolo II g de naftaleno 500 g de solo 1000 g de solo mSolo II 4 102 40 mg 30 mg (limite) (necessita de biorremediação) Devemos comparar os valores tabelados para as águas a 1L. Página 17 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 7,0 106 g de naftaleno mÁgua I g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua I 70 106 0,07 mg 0,14 mg (limite) 8,0 106 g de naftaleno mÁgua II g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua II 80 106 0,08 mg 0,14 mg (limite) 9,0 106 g de naftaleno mÁgua III g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua III 90 106 0,09 mg 0,14 mg (limite) Conclusão: o ambiente que necessita de biorremediação é o do solo II. Resposta da questão 15: [D] Teremos: (H2SO4 ; 0,5 mol / L) 0,5 mol nH2SO4 1000 mL 20 mL nH2SO4 0,01 mol Vsolução de NaOH 30 mL 30 10 3 L Vtotal 20 30 50 mL 50 10 3 L H2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2O 1 mol 2 mol 1 mol 0,01 mol 0,02mol 0,01 mol [NaOH] 0,02mol 0,67 mol / L 30 103 L 0,01 mol [Na2SO4 ] 0,20 mol / L 50 103 L Resposta da questão 16: a) Equação química balanceada que representa a reação que ocorre no motor de um carro movido a gasolina (C8H18): 2C8H18 ( ) 25O2 (g) 16CO2 (g) 18H2O(v) . b) Cálculo da variação percentual da concentração de CO2 em relação ao valor da época pré-industrial: ΔC Catual Cpréindustrial ΔC 400,4 ppm 280,0 ppm 120,4 ppm 100 % 280,0 ppm p 120,4 ppm p 43,0 % c) A concentração de CO2 (curva B) é menor, pois com o passar do tempo este gás foi retirado da atmosfera pelo processo da fotossíntese e precipitação de chuvas. Página 18 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Resposta da questão 17: [B] Frasco Concentração de sulfato de ferro(II) [FeSO4 ] 0,02 mol / L; MFeSO4 152 g / mol c [FeSO4 ] MFeSO4 c 0,02 mol / L 152 g / mol 3,04 g / L 1 1000 mL 10 mL 3,04 g 0,0304 g 30,4 mg [FeSO4 ] 0,20 mol / L; MFeSO4 152 g / mol c [FeSO4 ] MFeSO4 c 0,20 mol / L 152 g / mol 30,4 g / L 2 1000 mL 10 mL 30,4 g 0,304 g 304 mg [FeSO4 ] 0,30 mol / L; MFeSO4 152 g / mol c [FeSO4 ] MFeSO4 c 0,30 mol / L 152 g / mol 45,6 g / L 3 1000 mL 10 mL 45,6 g 0,456 g 456 mg [FeSO4 ] 1,97 mol / L; MFeSO4 152 g / mol c [FeSO4 ] MFeSO4 c 1,97 mol / L 152 g / mol 299,44 g / L 4 1000 mL 10 mL 299,44 g 2,9944 g 2994,4 mg [FeSO4 ] 5,01 mol / L; MFeSO4 152 g / mol c [FeSO4 ] MFeSO4 c 5,01 mol / L 152 g / mol 761,52 g / L 5 1000 mL 10 mL 761,52 g 7,6152g 7615,2 mg Conclusão: a concentração de sulfato de ferro (ll) mais próxima da recomendada é a do frasco de número 2. Resposta da questão 18: [D] Teremos: kg (mar) m 35 g (sais) 1000 g (sais) m 28,57 g 29 g Resposta da questão 19: a) Teremos: Página 19 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 Curva ascendente: velocidade de absorção do álcool maior do que a velocidade de metabolização. De acordo com o gráfico, para quatro doses, após uma hora do consumo da bebida alcoólica a velocidade de metabolização do álcool será maior que a velocidade da absorção para a corrente sanguínea. b) Um teste do bafômetro realizado duas horas após a ingestão de destilado acusou a presença de 0,019 miligramas de álcool por litro de ar expirado por um condutor. A proporção entre as concentrações de álcool (sangue: ar expirado) é de 2300:1. Teremos, por litro de ar expirado: 2300 mg / L c 1 mg 0,019 mg c 43,7 mg / L De acordo com o gráfico após duas horas a concentração corresponde a três doses de destilado. Resposta da questão 20: [D] 100 garrafas PET com massa de 18 g equivalem a 1800 g (100 18g). Página 20 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 dPET m V 1800 g Vassento 1,3 g / cm3 Vassento 1800 g 1,3 g / cm3 1384,62 cm3 100 garrafas PET com volume de 600 mL equivalem a 6.0000 cm3 (100 600mL). 60.000 cm3 100% (volume total) 1384,62 cm3 passento passento 2,31 % 100 % 2,31% 97,69 % 97,7 % de redução de volume. Resposta da questão 21: [A] A 20°C, 1 mL de ácido etanoico tem massa maior do que 1 mL de ácido n-pentanoico: m de tanoico e tanoico Ve tanoico 1,04 g / mL me tanoico 1 mL me tanoico 1,04 g dnpen tanoico 0,96 g / mL mnpen tanoico Vnpen tanoico mnpen tanoico 1 mL mnpen tanoico 0,96 g 1,04 g e tanoico 0,96 g n pen tanoico Resposta da questão 22: [B] 0,90 g mL 1,00 g mL gelo flutua na água (A) 0,90 g mL 0,79 g mL gelo afunda no álcool etílico (B) 0,90 g mL 1,48 g mL gelo flutua no clorofórmio (C) Resposta da questão 23: [C] Teremos: dplástico 1 1,10 kg / L dplástico 2 1,14 kg / L Para separar os plásticos 1 e 2 a densidade da solução utilizada na separação deverá estar entre estes dois valores (1,10 kg / L dsolução 1,14 kg / L). Vtotal 1000 L Página 21 de 22 EXERCICIOS DE APROFUNDAMENTO – QUIMICA – SOLUÇÕES - 2015 m m d V V V1 V2 1000 L d dmédia ponderada dmédia ponderada dágua V1 dsolução NaC V2 V1 V2 1,00 V1 1,25 V2 1000 Testando para cada alternativa, vem: [A] 900 e 100. dmédia ponderada 1,00 900 1,25 100 1,025 kg / L 1000 [B] 800 e 200. dmédia ponderada 1,00 800 1,25 200 1,050 kg / L 1000 [C] 500 e 500. dmédia ponderada 1,00 500 1,25 500 1,125 kg / L 1000 [D] 200 e 800. dmédia ponderada 1,00 200 1,25 800 1,200 kg / L 1000 [E] 100 e 900. dmédia ponderada 1,00 100 1,25 900 1,225 kg / L 1000 (1,10 kg / L 1,125 kg / L 1,14 kg / L) Resposta da questão 24: concentração 0,1mol L1 V 0,3L MMZnSO4 161,5 g mol1 Usando a fórmula da molaridade, teremos: m concentração molar MM V m 0,1 m 4,84g 161,5 0,3 Equação de dissociação do ZnSO4 em água: 2 Zn2 SO2 ZnSO4(s) (aq) 4(aq) H O Página 22 de 22