Substâncias Químicas Gabarito Parte I: Resposta da questão 1: a) Correto. b) Correto. c) Correto. d) Incorreto. e) Correto. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática] x = 2z e) Correto. Da equação química, obtemos o sistema 3x = 2w . Logo, devemos ter z = 2, x = 4, w = 6 e y = 3. Portanto, como 2y = w x + y + z + w = 4 + 3 + 2 + 6 = 15 = 3 ⋅ 5, segue que essa soma é um múltiplo inteiro de 5. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] a) Correto. O nitrato de amônio pode ser produzido por uma reação de neutralização entre ácido nítrico e NH3: HNO3 + NH3 → NH4NO3 . b) Correto. Considerando-se o rendimento de 100% para a reação de combustão do nitrato de amônio, é correto afirmar que a quantidade de explosivo utilizada na referida demolição da arquibancada do estádio Mané Garrincha produziu mais de 9,0 × 5 10 kJ de energia. c) Correto. O aproveitamento dos resíduos sólidos resultantes de uma implosão como a citada no texto I é uma medida mitigadora do impacto ambiental causado por essa ação. d) Incorreto. Por meio de filtração simples ou centrifugação de uma solução aquosa não saturada de nitrato de amônio, não é possível a obtenção de nitrato de amônio sólido. e) Correto. Após se balancear a equação xNH3 + yO2 → zN2 + wH2O, – que representa a combustão da amônia – usando-se os menores valores inteiros positivos para seus coeficientes estequiométricos, verifica-se que o resultado da soma x + y + z + w é um múltiplo inteiro de 5: equação 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (x + y + z + w = 4 + 3 + 2 + 6 = 15 = 3 × 5). Resposta da questão 2: [D] O ingrediente Z é o emulsificante que atrai tanto as moléculas de água como as do óleo vegetal formando a emulsão. Resposta da questão 3: [B] O pó branco misturado á água trata-se de um óxido básico, que na presença de água reage formando uma base (hidróxido). A coloração vermelha indica a presença de uma base (hidróxido) e isto se justifica pela reação com um ácido e o desaparecimento desta coloração. Considerando-se a reação de uma base (hidróxido) com um ácido, conclui-se que houve a formação de um sal. Resposta da questão 4: [B] Teremos as seguintes reações químicas: [I] aquecimento de CaCO3 puro: Δ CaCO3 (s) → CO2 (g) + CaO(s) CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) → CaCO3 (s) + H2O(ℓ ) (turvação − frasco 2) [II] combustão de uma vela; www.soexatas.com Página 1 __ CxHy (s) + __ O2 (g) → __ CO2 (g) + __ H2O(v) Parafina nH2O(v) + CoCℓ 2 (s) → CoCℓ 2 .nH2O (aparecimento de coloração rosa − frasco 1) CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) → CaCO3 (s) + H2O(ℓ ) (turvação − frasco 2) [III] reação de raspas de Mg (s) com HCℓ (aq). Mg(s) + 2HCℓ(aq) → H2 (g) + MgCℓ 2 (aq) Não são observadas alterações nos frasco 1 e 2. Resposta da questão 5: [E] Quanto maior a força intermolecular, menor a quantidade de vapor que se forma no equilíbrio líquido-vapor, ou seja, a propriedade físico-química cujo valor diminui com o aumento de forças intermoleculares é a pressão de vapor. Resposta da questão 6: [D] O diagrama corresponde a uma substância pura. Ca ( OH)2 + ( NH4 )2 SO4 → CaSO4 + 2NH3 + 2H2O sólido gás O diagrama corresponde ao NH3, pois a temperatura de ebulição (líquido - vapor) é negativa ( −33 o C). Resposta da questão 7: [C] Teremos: 1. lâmpadas fluorescentes: tem mercúrio na tinta de revestimento interno. 2. toner para fotocopiadoras: a base é fabricada com negro de fumo. 3. chapas de raios-X: muitas possuem sais de prata na camada de revestimento, como o nitrato de prata. 4. bateria de celular: apresenta os metais níquel e cádmio nos eletrodos. Resposta da questão 8: [D] Alumínio: substância simples (formada apenas pelo elemento alumínio). Água: substância composta por dois elementos químicos (hidrogênio e oxigênio). Aço: mistura homogênea (basicamente, liga de ferro e carbono). Granito: mistura heterogênea formada por feldspato, mica e quartzo. www.soexatas.com Página 2 Resposta da questão 9: [B] Teremos três fases: Polietileno (menor densidade) Água e álcool (miscíveis - densidade intermediária) Grafite (maior densidade) Resposta da questão 10: [B] Teremos: 20 mL 16,2 g 1 mL m m = 0,81 g d = 0,81 g / mL O gráfico fornecido pertence a uma substância pura, logo se conclui que X é o butanol. Resposta da questão 11: [B] [A] Falsa. Metanal é o nome oficial do formol. De acordo com o texto, a escova blindagem é isenta dessa substância. [B] Verdadeira. Silicone é um polímero à base de silício que recobre o cabelo. [C] Falsa. O uso do silicone pode ser considerado um método químico, pois o silicone é uma substância química. [D] Falsa. Há erro na alternativa no trecho: “silicone ou silício elementar”. Sílico elementar é uma substância simples, enquanto o silicone é uma substância composta, formada por silício e oxigênio. [E] Falsa. O texto diz que o silicone recobre o cabelo e não há referência à retenção de água. Resposta da questão 12: A substância A se funde durante 15 minutos, enquanto a substância B se funde durante 20 minutos. Assim, podemos afirmar que a substância A se funde mais rapidamente. A temperatura ambiente em ambas as substâncias se encontram na fase líquida, com A apresentando ponto de ebulição 50°C e B apresentando ponto de ebulição 118°C. Nesse caso, a mistura homogênea deverá ser separada por destilação fracionada, recolhendo-se o líquido mais volátil. Resposta da questão 13: a) Exemplo de reação em que não houve transferência de elétrons (não houve alteração do Nox): Reações de formação do Fe(OH)3 ou do Cr(OH)3 : Fe3 + (aq) + 3OH− (aq) → Fe(OH)3 (s) Cr 3 + (aq) + 3OH− (aq) → Cr(OH)3 (s) Exemplo de reação em que houve transferência de elétrons (alteração do Nox): Fe(s) + 2H+ (aq) → H2 (g) + Fe + (aq) Cr 6 + (aq) + 3Fe2+ (aq) → 3Fe3 + (aq) + Cr 3 + (aq) b) Teremos: Observação: Na decantação a água pode ser retirada por sifonação. www.soexatas.com Página 3 Resposta da questão 14: 01 + 08 = 09. Análise das afirmações: 01) Correta. Pode-se separar uma mistura de gasolina e álcool por destilação fracionada. 02) Incorreta. Para separar uma mistura de água e óleo, pode-se realizar uma decantação. 04) Incorreta. Para separar uma mistura de areia e água, pode-se realizar uma sedimentação (ou decantação). 08) Correta. Para separar uma mistura de NaCℓ e areia, pode-se fazer uma dissolução seguida por filtração e evaporação. Resposta da questão 15: [D] Teremos: I. II. III. IV. Mistura homogênea contendo etanol e éter. Água de esgoto contendo partículas insolúveis. Amostra contendo sal de cozinha e pó de mármore. Amostra contendo serragem e chumbo em pó. 3. Destilação fracionada. 4. Decantação. 1. Dissolução fracionada. x Separação por líquido de densidade intermediária (não há resposta) Resposta da questão 16: [B] O aspirador de pó apresenta uma barreira física (filtro) que retira partículas sólidas existentes no ar. Resposta da questão 17: [A] (1) Querosene e água: decantação (líquidos imiscíveis). (2) Álcool e água: destilação e separação química. (3) Hidróxido de sódio e água: destilação (separação líquido-sólido, mistura homogênea). Resposta da questão 18: [E] De acordo com o que mostra a figura, a extração da vanilina a partir de fontes naturais se dá por dissolução fracionada numa solução de etanol (60% v/v). Resposta da questão 19: [E] [A] Falsa. O sal é um agente coagulante. [B] Falsa. A quebra de ligações peptídicas seria um processo químico, e não físico. [C] Falsa. A desnaturação ocorre após a adição do coalho. [D] Falsa. O aquecimento não se refere à destilação, mas sim à pasteurização. [E] Verdadeira. Resposta da questão 20: [B] Análise dos itens: [I] Incorreto. As implantações de dessalinizadores pode gerar um resíduo salino poluente. [II] Correto. A implantação de dessalinizadores é uma medida paliativa para a solução da seca; eles apenas aliviam suas consequências. Ainda mais podem se tornar um problema ambiental para a região, caso sejam mal administrados e gerem poluentes para o meio. www.soexatas.com Página 4 [III] Incorreto. Na música “Vozes da seca”, Luiz Gonzaga não se mostra muito satisfeito com as atitudes políticas de combate à seca no sertão. [IV] Correto. Os dessalinizadores descritos no texto são eficientes para a retenção de íons e também de micro-organismos que possam estar na água. Portanto, asseguram uma água com qualidade para consumo humano, se em bom estado de funcionamento e com descarte adequado do sal remanescente. Resposta da questão 21: A partir das propriedades citadas, conclui-se que o material é um metal. Os metais sólidos são formados por retículos cristalinos ordenados e organizados, e podem apresentar várias formas. Uma das principais características dos metais ou das ligas metálicas é a condução elétrica e a condução térmica (condução de calor). Como existe certa facilidade de perda de elétrons pelos metais, criou-se a teoria da nuvem eletrônica que explica, basicamente, a ligação entre metais iguais ou de tipos diferentes. Os átomos dos metais têm facilidade de perder elétrons e virarem cátions, ou seja, apresentam baixa energia de ionização. Com isso ocorre a formação de camadas de cátions envolvidas por elétrons livres, como se fosse um “mar” de elétrons em volta desses cátions. O metal se torna um conjunto de cátions mergulhados em uma “nuvem” de elétrons deslocalizados. Esta nuvem funciona como uma “cola” mantendo os cátions no retículo cristalino. A este fenômeno chamamos de ligação metálica. Algumas Propriedades dos Metais: — Condutibilidade elétrica: o metal é capaz de conduzir corrente elétrica. — Condutibilidade térmica: o metal é um bom condutor de calor. — Maleabilidade: o metal pode ser conformado na forma de chapas de várias espessuras, inclusive muito finas. — Ductibilidade: o metal pode ser conformado na forma de fios de vários diâmetros, inclusive muito finos. Resposta da questão 22: [E] O gráfico representa uma mistura homogênea eutética, pois a temperatura de fusão é constante e existe um intervalo de ebulição (TE1 a TE2): Resposta da questão 23: [D] Comentários sobre as misturas binárias: A: Uma mistura de líquidos homogênea de líquidos deve ser separada por destilação fracionada. B: Uma mistura de sólidos pode ser separada por inúmeros processos. Nesse caso especificamente, sabe-se que a naftalina é um sólido que sublima, enquanto a areia é um sólido que apresenta altíssimo ponto de fusão. Assim, pode-se separar a mistura por sublimação. C: Uma mistura de sólido dissolvido em um líquido (solução) pode ser separada por destilação simples. Resposta da questão 24: [D] Teremos: A única caixa que contém apenas metais está indicada pela seguinte letra Z: alumínio, ferro e cádmio. Resposta da questão 25: [B] www.soexatas.com Página 5 A água salgada do mar passará pelo processo de destilação. Gabarito Parte II: Resposta da questão 1: a) Éter etílico é miscível em benzeno e ambos não são miscíveis em água, então teremos: b) O procedimento adequado seria a destilação fracionada, pois tem-se uma mistura homogênea de dois líquidos com pontos de ebulição distantes. c) Teremos: Rótulo A B C Ponto de ebulição/°C 163,0 (elevadas forças intermoleculares, presença de grupo OH) 76,7 (maior superfície de contato do que C) −47,7 (menor superfície de contato do que B) Solubilidade em água Informações adicionais Solúvel (A é polar e apresenta grupo OH) Reage com solução de NaHCO3 (A é ácido) Imiscível (B é apolar) Mais denso que a água Imiscível (C é apolar) Reage com água de bromo (C possui insaturação) Conclusão: d) A reação é uma esterificação: www.soexatas.com Página 6 Resposta da questão 2: [B] www.soexatas.com Página 7