Resoluções de Exercícios
QUÍMICA III
Transformações Químicas e
Energia
Capítulo
01
Radioatividade
02 B
A) Afirmação incorreta. A radiação alfa é positiva (núcleo do átomo de
hélio), por isso é atraída pelo polo negativo de um campo elétrico.
B) Afirmação correta. O baixo poder de penetração das radiações alfa
decorre de sua elevada massa.
C) Afirmação incorreta. A radiação beta é constituída por partículas
negativas.
D) Afirmação incorreta. As partículas alfa são iguais a átomos de hélio
que perderam os elétrons.
E) Afirmação incorreta. O urânio e o polônio são radioativos
03 C
BLOCO
Teremos:
01
I
131 53
01 E
Ao emitir uma partícula beta, o número atômico (número de prótons)
aumenta uma unidade e o número de massa permanece inalterado.
partículas betac-01 b m
90
35
0
Br " 90
36Kr + -1b
90
36
0
Kr " 90
37Rb + -1b
90
37
0
Rb " 90
38Sr + -1b
BLOCO
228 = y +4
Y = 224
X = 88+2
X = 90
02
05 D
Teremos:
No processo de fissão nuclear, o núcleo original quebra-se em dois ou
mais núcleos menores, e uma grande quantidade de energia é liberada.
Os núcleos que podem sofrer fissão são denominados fissionáveis, e
entre eles estão isótopos de urânio.
No reator de fissão, ocorre uma reação em cadeia sustentada por
nêutrons produzidos na quebra do isótopo fissionável.
137
Cs
1 , 2g
30 anos
30 anos
(131 – 53 = 78 nêutrons).
Então: 53 prótons, 78 nêutrons e 54 elétrons.
04 C
01 D
02 B
⇒ Z = 53 (53 prótons e (53 e– + 1 e–) 54 elétrons); A = 131
137
Cs
0 , 6g
30 anos
30 anos
137
Cs
0, 3g
30 anos
30 anos
137
Cs
0, 15g
Teremos:
226
Ra88 → 222Rd86 + 42α
222
Rd86 → 210Po84 + 3 42a + 4 –01b
06 B
137
55
Cs →
0
–1
b + AZX
137 = 0 + A ⇒ A = 137
55 = –1 + Z ⇒ Z = 56
nnêutrons = 137 – 56 = 81
07 02 + 08 = 10.
O átomo 216
A emite uma partícula α e se transforma no átomo B,
84
que emite uma partícula β para transmutar-se no átomo C. Por fim, o
átomo C emite radiação γ a fim de tornar-se estável:
BLOCO
01
216
84
01 A
Nas usinas nucleares a energia nuclear é transformada em energia elétrica.
BLOCO
02
01 A
I. A radiação beta possui menor poder de penetração que as ondas
eletromagnéticas, formadas por radiação gama.
14
→ n = 8; 7N14 → n = 7 não são isótonos.
6C
Datação C – 14
A " 24 +ZAB
216 = 4 + A & A = 212
84 = 2 + Z & Z = 82
216
84
A " 24 +212
B
82
212
82
B " -01 b +ZAC
212 = 0 + A & A = 212
82 = - 1 + Z & Z = 83
212
0
212
82 B " -1 b + 83 C + c
216
84
A " 24a + 212
B " 212
C + -01 b " 212
C + nc
82
83
83
212
82
B e 212
C são isóbaros.
83
08 C
BLOCO
Z = 112, N = 165, então o número de massa (A) será dado por:
A=Z+N
A = 112 + 165 = 277
A
X & 277
X & 277
Cp
Z
112
112
01
01 E
Teremos:
4
234
238
92 U " 2 a + 90 X (isóbaro de Z)
234
90
234
91
234
92
238
M =234
92 U (isótopo do 92 U) .
X " -01 b + 234
91 Z (isóbaro de X)
234
91
Z: nêutrons = 234 - 91 = 143.
Z " -01 b + 234
92 M
234
90
X:90 prótons.
Todas as observações estão corretas.
QUÍMICA III
09 D
238
92
U
4a
2
234
90
X
0
- 1b
234
91
Y
Z = 91
A = 234
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
15
10 E
I.
08 C
II.
(Nêutron)
BLOCO
K=
09 E
1
quilo de rádio-226 temos 1.620
2
anos, que equivale à sua meia-vida, ou seja, a amostra de rádio-226
De acordo com o gráfico, para
02
01 B
Teremos:
1h = 60min = 2 # 20min(3 períodos de semidesintegração)
100, 0 g
0, 7
0, 35h
K = 2h–1
1
= 0,35h
2
1
K . t = 0,7
2
t
20 min
50, 0 g
20 min
25, 0 g
20 min
12, 5 g
02 B
diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos
devido à desintegração radioativa.
10 C
Teremos: (p = período de semidesintegração ou meia-vida)
P32 → –1β0 + 16S32, apresentam o mesmo número de massa, ou seja, 32.
03 E
A) Incorreta. Embora o estanho branco seja simbolizado por Sn – β e
o estanho cinza por Sn – α, o texto não menciona o fato de serem
radioativos.
B) Incorreta. Não há incidência de partículas α sobre o átomo de Sn
para que ela sofra uma transição na sua estrutura.
C) Incorreta. Ocorre a influência da temperatura sobre os isótopos
de estanho.
D) Incorreta. Não ocorre transformação em outro elemento químico.
O Sn apenas muda sua estrutura.
E) Correta. Trata-se de substâncias simples do Sn, que são alótropos
desse elemento.
P
P
450
225
900
Tempo decorrido = 2 x p = 2 x 5.700 anos = 11.400 anos.
Subtraindo os anos d.C., vem:
11.400 anos – 2.010 anos = 9.390 anos (aproximadamente 9.400 anos).
Capítulo
02
Materiais, suas Propriedades e
Usos
Substâncias Iônicas e Metálicas
04 A
C14 → 7N14 + –1β0
O nitrogênio 7N14 proveniente da desintegração do 6C14, presente no
tecido, é um isóbaro do 6C14 (mesmo número de massa) e possui 7
prótons e 7 nêutrons(7N14 : 14 – 7 prótons = 7 nêutrons).
6
05 D
Podemos representar o decaimento alfa da seguinte forma:
4
32 28
15P " 13A, + 2a
Assim, o produto formado apresenta número de massa 28.
Calculando o número de átomos presentes em 10 µg desse elemento:
28g _________6 # 10 23átomos
10 # 10-6g_________n
2, 1 # 10 17átomos.
06 D
Observe no gráfico abaixo o ponto marcado. Esse ponto corresponde
ao tempo necessário para que metade da massa inicial do material
sofra decaimento, ou seja, o tempo de meia-vida.
BLOCO
03
01 E
Os metais são bons condutores de eletricidade e maleáveis.
02 A
Titânio – pinos para fraturas ósseas e motores de avião.
Prata – espelhos.
Zinco – protetor de metais.
Níquel – baterias.
Ferro – parafusos e aço.
BLOCO
04
01 D
Teremos:
20A: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 & A 2+
17B: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 & BA 2+B-B- & [A 2+] [B-] 2 & AB 2 (composto iônico)
02 C
X: 6s 2 & X 2+
Y = 4 s 2 4 p 5 & Y 1[X 2+] [Y 1-] [Y 1-] & XY2 (ligação iônica)
Portanto, podemos concluir que:
1 ano
1 ano
180 g
90 g
45 g.
BLOCO
07 D
A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de
aquisição de uma imagem de tomografia é cinco meias-vidas.
Teremos:
20,4 min
20,4 min
20,4 min
1, 00 g
0, 500 g
0, 250 g
0, 125 g
0, 125 g
20,4 min
0, 0625 g
20,4 min
0, 03125 g
1 44 2 44 3
31, 25 mg
. 31, 3 mg
16
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
05
01 A
Os compostos iônicos dissolvidos em água formam uma solução
eletrolítica e são bons condutores de eletricidade.
02 E
Ocorre entre átomos de eletronegatividades diferentes.
QUÍMICA III
09 B
Nos metais os elétrons são fracamente atraídos pelo núcleo.
BLOCO
10 E
03
O cobre tem seus átomos mais empacotados sendo mais denso que
o zinco.
01 D
BLOCO
I.Alumínio
II.Cobre
III.Tungstênio
BLOCO
01 A
04
01 C
Teremos, de acordo com a regra do octeto:
X 2Y3 & [X 3+] 2 [Y 2-] 3
X 3+:3 elétrons na camada de valência ("3 perdidos")
Y 2-:6 elétrons na camada de valência ("2 recebidos")
BLOCO
04
05
01 A
Os compostos iônicos apresentam elevada dureza e estrutura cristalina
definida.
Observe a distribuição eletrônica dos átomos:
C, = 1s22s22p63s23p5. Apresenta tendência a receber 1 elétron para
17
tornar-se estável (C–).
Ca = 1s22s22p63s23p64s2. Apresenta tendência a doar 2 elétrons
20
para tornar-se estável (Ca+2).
Portanto, a ligação prevista entre Ca e C é do tipo iônica formando
CaC2, que é um sal.
02 D
Teremos:
2
2
6
2
1
3+
13A = 1s 2s 2p 3s 3p ⇒ A
2
2
6
2
4
2–
B
=
1s
2s
2p
3s
3p
⇒
B
16
[A3+]2 [B2–]3 ⇒ A2B3
03 D
Grupo 17: X–
Grupo 2: Y2+
Y2+X– = YX2 (composto iônico)
BLOCO
04 A
03
01 D
Ferro e uma pequena porcentagem de carbono.
02 B
05 D
03 A) Ouro e cobre.
B) Cobre e zinco.
C) Cobre e estanho.
D) Ferro e um pequeno teor de cabono.
E)Mercúrio.
04 A) Condutividade térmica.
X – calcogênio 16 (6A)
Y – metais alcalinos 1 (1A)
Y2X , iônica
06 A
O sódio é um metal alcalino da 1(1A) , cátion 1+.
07 A
B)Maleabilidade.
C) Isolantes térmicos.
X – 2(2A)
Y – 17(7A)
XY2 iônica
08 A
05 E
Metais têm elevada condutibilidade elétrica e térmica.
06 D
Aço – Fe e C
Ouro 18 quilates – Au, Cu e Ag
Bronze – Cu e Sn
Latão – Cu e Zn
07 C
I.Mercúrio
II.Sódio
Carga positiva: +2; carga negativa: –1 –1 = –2; distribuídas em quatro
agrupamentos.
Temos +2 –1 –1 = 0, equivalente a Mg2+ Cl1– Cl1–.
09 E
Al3+
Sio 44–
Al4(SiO 44– )3
10 C
III.Ferro
IV.Alumínio
08 C
Liga de bronze é uma mistura homogênea.
Cu é um metal de transição e o Sn é da família 14 (4A).
Em 1,0 kg de liga que contém 10% em massa de estanho.
1,0 kg = 1.000 g
Sn 10% = 100 g e 900 g de Cu
118 g
100 g
1mol Cu
63,5g
X
900g
nCu = 900/63,5 = 14,3
(nCu/nSn) = 14,3/0,85 = 16,8, aproximadamente 17.
QUÍMICA iii
S
Camadade valência
Ouro 18 quilates.
Temos: 1mol Sn
X
nSn = 100/118 = 0,85
A figura 1 apresenta um composto iônico (fluoreto de cálcio). Compostos iônicos possuem baixa condutividade elétrica, pois os íons ficam
“presos” no retículo cristalino.
O alumínio apresenta três elétrons na sua camada de valência:
A, = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 .
13
Mg2+ e O2–
Ligação Iônica
BLOCO
05
01 CaCl2 sólido não conduz eletricidade.
CaCl2 fundido conduz.
H2O sólido não conduz.
H2O sendo pura não conduz eletricidade.
02 D
Análise das afirmativas:
I. Verdadeira. A substância pura desse elemento apresenta-se na
forma de um metal em condições normais (Z = 19 ⇒ 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s1 (potássio) família IA).
II. Falsa. O íon mais estável desse elemento apresenta carga +1.
III.Verdadeira. Esse elemento formará compostos iônicos com os
elementos do grupo XVII (carga – 1).
IV. Falsa. A substância pura (metálica) desse elemento reage com água:
2K(s) + 2H2O(l) → 2KOH(aq) + H2(g).
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
17
03 E
Para os compostos teremos:
2
2
5
2
2
6
A: 1s 2s 2p
B: 1s 2s 2p
1–
A B
2+
⇒ A : 1s 2s 2p
3s2 ⇒ B2+: 1s2 2s2 2p6
1–
2
2
6
Capítulo
03
Materiais, suas Propriedades e
Usos
Substâncias Moleculares
⇒ A2B (ligação iônica)
04 A
Os íons nas substâncias iônicas estão fortemente ligados, apresentando
alto ponto de fusão e ebulição.
05 B
Análise das afirmações:
BLOCO
06
A) Incorreta. O elemento Y é o enxofre e seus principais estados alotrópicos são o rômbico e o monoclínico.
B) Correta. Como X é um metal alcalino, sua energia de ionização é
baixa e conduz bem a corrente elétrica. A valência dos elementos
do grupo 1 ou IA é + 1, logo, a combinação com Y é dada por:
X1+Y2– ⇒ X2Y (composto iônico).
C) Incorreta. O elemento Z é um gás nobre (Ne), logo, não reage
violentamente com a água.
D) Incorreta. A combinação entre X e Y produz um composto iônico.
E) Incorreta. Como Z é um gás nobre, já está estável em relação a X e Y.
06 C
Análise das alternativas:
A) Incorreta. O cloreto de sódio é um composto iônico que apresenta
alta solubilidade em água e, no estado sólido, não apresenta con-
01 C
O exame dessa fórmula mostra que, na molécula de ácido oxálico,
existem entre os átomos ligações de compartilhamento de pares
eletrônicos, ou seja, covalentes.
02 B
J e G pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica, logo apresentam
o mesmo número de elétrons de valência.
Os elementos J, X e Z apresentam números atômicos consecutivos,
sendo X um gás nobre:
J = z - 1 (grupo 17-Halogênio)
X (gás nobre) = z (grupo 18)
Z = z + 1 (grupo 1-metalalcalino)
BLOCO
07
dutividade elétrica, pois os íons ficam retidos na rede cristalina.
B) Incorreta. A solução aquosa de sacarose é uma substância molecular
que não conduz a corrente elétrica, pois não ocorre dissociação
iônica.
01 A
A molécula é polar, pois o momento de dipolo resultante não é nulo:
C) Correta. São compostos iônicos do hidróxido de sódio e do cloreto de
sódio
D) Incorreta. Não existe a formação de soluções eletrolíticas, em ambas
as soluções, pois a solução de sacarose não sofre dissociação iônica.
"
"
R!0
E) O ácido carbônico não é um composto iônico.
02 01 + 04 = 05.
07 A
As três substâncias são compostos iônicos:
[K+] [C–] = KC
] [ SO24– ] = (NH4)2SO4
[ NH+
4 2
[K+] [ NO3– ] = KNO3
08 A
A substância representada por esse modelo tridimensional pode ser
sílica, (SiO2)n, pois o silício pode fazer quatro ligações covalentes e o
oxigênio duas, formando um encadeamento.
A molécula de amônia (NH3) é polar, pois, de acordo com sua geometria,
os vetores das ligações não se anulam (µr ≠ 0).
A molécula de água (H2O) possui geometria angular ou em v, consequentemente, vetor resultante é diferente de zero.
A molécula de dióxido de carbono (CO2) possui 2 ligações covalentes
duplas polares, porém possui caráter apolar, pois µr = 0.
Quando os átomos atraem os elétrons com diferentes intensidades
em uma ligação, forma-se um polo negativo ao redor do elemento
mais eletronegativo.
Os compostos HI, O2 E AF3 possuem ligação covalente polar, covalente
apolar e covalente polar, respectivamente.
BLOCO
06
01 B
09 A
À temperatura ambiente, as substâncias iônicas são sólidas e não
conduzem a corrente elétrica.
10 A
BaO2, iônica; CaO, iônica; NaC, iônica; CsF, iônica.
18
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
O cloreto de sódio é uma substância iônica, sendo que o cátion sódio
tem carga + 1 (família IA da tabela periódica).
A sacarose é uma substância molecular e apresenta ligações covalentes
entre os seus átomos.
Uma solução que contém cloreto de sódio conduz corrente elétrica,
pois apresenta íons livres.
Uma solução com sacarose não conduz corrente elétrica, pois não
contém íons livres.
O cloreto de sódio é formado por um agrupamento ordenado de
cátions (Na+) e ânions (C–), conhecido como retículo cristalino iônico.
QUÍMICA III
BLOCO
07
06 B
01 C
A molécula de CO2 é linear:
µ1
O
µ2
C
O
µR = 0
O movimento executado pelo aluno provoca o deslocamento da nuvem
eletrônica que envolve o núcleo, causando forte repulsão nuclear e
rompimento da ligação metálica.
O retículo cristalino dos sólidos metálicos é formado por cátions e
elétrons deslocalizados (livres) entre eles.
Esse tipo de ligação entre cátions presos no retículo e elétrons livres é
chamado de ligação metálica.
Elétrons deslocalizados num metal dão origem à condutividade elétrica e térmica.
(molécula apolar)
Existem controvérsias sobre a molécula de ozônio, mas no geral ela é
classificada angular e polar, pois a densidade eletrônica é menor no
átomo central:
O
µ1
07 D
N2 e H2O estão representadas corretamente.
08 C
O elemento X faz 4 ligações covalentes, característica do carbono.
µ2
09 B
O
µR ≠ 0
O
Geometria do metano (CH4) e do dióxido de carbono (CO2):
(molécula polar)
BLOCO
06
01 D
10 B
Teremos:
A geometria da estrutura é trigonal planar ou triangular ou trigonal
plana:
02 B
O ozônio é um composto molecular por apresentar em sua estrutura
apenas ligações do tipo covalente.
Há a presença de uma ligação dupla, além da ligação covalente dativa.
03 E
Estrutura do composto iônico:
BLOCO
07
01 B
Amônia – piramidal
Diclorometano – tetraédrica
Dissulfeto de carbono – linear
02 B
µ1 µ2
04 V – V – F – F – V
Análise das afirmativas:
(V) Afirmativa correta: a molécula apresenta duas ligações covalentes
do tipo sigma (σ);
(V) Afirmativa correta: a molécula apresenta duas ligações covalentes
do tipo pi (π);
(F) Afirmativa incorreta: a molécula apresenta duas ligações duplas;
(F) Afirmativa incorreta: a geometria da molécula é linear;
(V) Afirmativa correta: o carbono tem hibridização sp.
05 C
O modelo do octeto estabelece que a estabilidade química dos átomos está associada à configuração eletrônica da camada de valência
com oito elétrons. Dentro desse modelo há algumas exceções com
elementos cuja camada de valência apresenta 2 elétrons (caso do
hidrogênio e hélio).
QUÍMICA iii
y
x
y
µR = 0 (molécula apolar)
Geometria linear
03 B
I2 é um composto apolar e se dissolve no CCl4, que também é apolar.
04 A
Quanto maior a cadeia carbônica, menor a polaridade e, consequentemente, menor a solubilidade em H2O.
Logo: III < II < I ou I > II > III
mais solúvel
05 A
O etanol solubiliza a capsaicina porque parte da sua estrutura é polar
e parte apolar, igual à capsaicina.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
19
06 A
Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, significa
aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente em uma amostra
de urânio.
Molécula de H2O
–
C–
+
Na+
Legenda
=H
09 E
=O
O carbono faz 4 ligações covalentes.
10 C
07 D
3 pares ao oxigênio e 3 pares ao hidrogênio (ao mesmo tempo).
SiCl4 e CCl4 são compostos apolares.
08 C
µ1
2 0
* ligações polares
Cµ=
S
)
*
mol
é
cula
apolar
n
(
O
O µROR = 0)
µ1 µ2
O
C
µ1
µ2
S
O µRO
µ2
O
Nenhuma afirmação correta.
08 D
Molécula de H2O
N
N
* ligações polares S = 0
)
* molécula polar (nR ! 0)
* ligações apolares (mesmo elemento)
)
* molécula apolar
09 D
µ3
C
F µ
1
µ2
F
C
µ4 F
F
Z
] * ligações polares C – F
[ * ligação apolar C = C
] * molécula apolar (mR ! 0)
\
10 O = C = O
Geometria linear, pois a separação das nuvens eletrônicas é de 180o.
01 D
A ligação deve ocorrer com S.
02 B
O ácido fumárico e o ácido maleico não apresentam ligação iônica.
03 A
BF3
BeF2
4 e- na u.C
04 C
H
C
C
C
PC5
6 e- na u.C
8 e– na uC (sp3)
C
C
Tetraédrica
P
C
10 e- na u.C
8 e– na uC (sp3)
C
H
Piramidal
S
H
8 e– na uC (sp3)
Angular
05 B
Trata-se da amônia (NH3) e
N
4 pares de e– (sp3)
06 E
I. N
O III.
OO
N N N V.
O
NN ON
O
O
OO
O
O
II. N N N
O
07 E
1.
2.
3.
4.
5.
20
O
O IV.
O
N
O
O O
N
O O
N
O
Combustível nuclear na barreira 6.
Nenhuma barreira descarta ocorrência de acidentes.
Poluição do ambiente pode ocorrer por vazamento radioativo.
No interior do reator é uma fissão nuclear e não fusão nuclear.
Angra I transforma energia nuclear em energia elétrica.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
QUÍMICA – Volume 01
QUÍMICA iii