A. P. 1 – Química Grupo B2 – 30.03.11 Professores: Caio Thales, Emília Alves, Flávio Carmo, José Alan, José Litivack e Ricardo Jorge. Aluno(a):_______________________________________________________________________________Turma:_____Nota:_____ 01. A recristalização consiste em dissolver uma substância a uma dada temperatura, no menor volume de solvente possível e a seguir resfriar a solução, obtendo-se cristais da substância. Duas amostras de ácido benzóico, de 25,0g cada, foram recristalizadas em água segundo esse procedimento, a seguir: Dados: curva de solubilidade do ácido benzóico em água (massa em gramas de ácido benzóico que se dissolve em 100g de água, em cada temperatura). a) Calcule a quantidade de água necessária para a dissolução de cada amostra. Amostra 1 500g de H2O Amostra 2 1087g de H2O (cálculo aproximado) b) Qual das amostras permitiu obter maior quantidade de cristais da substância? Explique. Amostra 1: a 20°C o ácido benzóico é menos solúvel. 02. Quatro tubos contêm 20mL (mililitros) de água cada um. Coloca-se nesses tubos dicromato de potássio (K2Cr2O7) nas seguintes quantidades: A solubilidade do sal, a 20°C, é igual a 12,5g por 100mL de água. Após agitação, em quais dos tubos coexistem, nessa temperatura, solução saturada e fase sólida? JUSTIFIQUE COM OS CALCULOS. Este papel tem certificação FSC que atesta o correto manejo de florestas renováveis e outras fontes controladas minimizando o impacto ambiental. 01 A. P. 1 - Química - “B2” TUBO A: 1g de K2Cr2O7 20mL de água X 100mL de água X = 5g TUBO B: 3g de K2Cr2O7 20mL de água Y 100mL de água Y = 15g de K2Cr2O7 TUBO C: 5g de K2Cr2O7 20mL de água Z 100 mL de água Z = 25g de K2Cr2O7 TUDO D: 7g de K2Cr2O7 20mL de água W 100mL de água W = 35g de K2Cr2O7 AS SOLUÇÕES QUE FORMAM CORPO DE FUNDO SÃO AS DOS TUBOS B, C E D 03. Uma solução contendo 14g de cloreto de sódio dissolvidos em 200mL de água foi deixada em um frasco aberto, a 30°C. Após algum tempo, começou a cristalizar o soluto. Qual volume mínimo e aproximado, em mL, de água deve ter evaporado quando se iniciou a cristalização? Dados: solubilidade, a 30°C, do cloreto de sódio = 35g/100g de água; densidade da água a 30°C = 1,0g/mL. A SOLUÇÃO APRESENTA 14g NaCl + 200 ml de água O COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE A 300 C 35 g NaCl ----------- 100 g H2O ( 100 ml ) 14 g NaCl ----------x X = 40 ml H2O A QUANTIDADE DE ÁGUA SUFICIENTE PARA DISSOLVER OS 14g DE NaCl É 40ml , SENDO ASSIM DOS 200g QUE FORAM COLOCADOS INICIALMENTE, SERÃO EVAPORADOS NO MÍNIMO 160 g DE ÁGUA PARA QUE O SOLUTO COMECE A CRISTALIZAR. 04. Nitrogênio (N2) tem sido oferecido em alguns postos de gasolina como uma alternativa para encher pneus, no lugar de ar (o oxigênio do ar, a altas pressões, diminui a vida útil dos pneus). 0 Encheu-se um peneu, na temperatura ambiente (25 ), com nitrogênio, de modo que todo seu volume (20 litros) foi preenchido até uma pressão de 5 atm. Dados: R = 0,082 atm.L \ mol. K; N = 14u. OS CÁLCULOS DEVERÃO SER MOSTRADOS. a) Qual a massa de N2 introduzida no pneu? P = 5 atm T = 250 C + 273 = 298 K V = 20 L R = 0,082 M = 2 x 14 = 28 g\mol N0 de mol = m M P V = n R T 5 . 20 = n . 0,082 . 298 n = 100 24,436 = 4,088 mol aprox.. = 4,09mol m = 4,088 . 28 = 114,4g aprox.. = 114,5g Este papel tem certificação FSC que atesta o correto manejo de florestas renováveis e outras fontes controladas minimizando o impacto ambiental. 02 A. P. 1 - Química - “B2” 0 b) Se, ao começar a rodar, a temperatura do pneu aumentar para 60 C, sem que haja mudança no seu volume, qual a nova pressão no seu interior? T = 600 C V = 20 L PV=nRT P . 20 = 4,088 . 0,082. 333 P = 4,088 . 0,082. 333 = 5,584 atm 20 aprox.. P = 5,59 atm 05. Um gás pode ser definido como uma substância que se expande espontaneamente para preencher uniforme e complemente o recipiente onde se encontra, Diversas variáveis podem ser usadas para descrever esse estado da matéria, porém a pressão, o volume e a temperatura são especialmente utilizados. Em relação a essas variáveis, julgue os itens abaixo, justificando se é verdadeiro ou falso. OS CÁLCULOS DEVERÃO SER MOSTRADOS. I - No sistema internacional (SI), as unidades para as variáveis respectivamente: Pa(pascal), Litro (L) e K (kelvin) CORRETO P = 1 atm = 100.000 Pa V = 1 L (SI) ; T absoluta = Kelvin (SI) de estado pressão, volume e temperatura são (SI); II - O gráfico abaixo apresenta o comportamento de um gás ideal à temperatura constante, onde PV = constante CORRETO Numa transformação gasosa à T constante, observamos graficamente que a P é inversamente proporcional ao V da amostra gasosa. III - Se os dois recipientes abaixo estiverem à mesma P(pressão) e T(temperatura), à quantidade de matéria em A será a metade da quantidade de matéria em B. (A) NH3(g) Va = V (B) Cℓ2 Vb = 2 V CORRETO COMPARANDO OS DOIS RECIPIENTES COM MESMA P e T RECIPIENTE A PA = nA R TA VA nA R TA = nA R T B como R e T são iguais V 2V RECIPIENTE B PB = n B R TB VB nA = nB nB = 2nA V 2V Este papel tem certificação FSC que atesta o correto manejo de florestas renováveis e outras fontes controladas minimizando o impacto ambiental. 03 A. P. 1 - Química - “B2” IV - 4 mols de um gás ideal a 3,10 KPa de pressão e uma Temperatura de 298 K ocuparão um volume de 4.197,0 L Dados: R = 8,315 KPa . L \ mol . K INCORRETO n = 4 moL ; P = 3,10 KPa ; P V = n R T T = 298 K ; V = ? V = n R T V = 4 . 8,315 . 298 = 3,10 3.197 LITROS. 06. Imagine-se responsável pela decoração de uma festa infantil e que será preciso providenciar 300 bexigas cheias de gás hélio (He). Esse gás é comercializado em cilindros com volume de 25 Litros, a uma pressão de 30 atm. Sabendo-se que cada bexiga contém 2,5 litros de gás, a uma pressão de 1,04 atm. Pergunta-se : 1 cilindro será suficiente para encher as 300 bexigas das festas ? OS CÁLCULOS DEVERÃO SER MOSTRADOS. A PROPOSTA SERÁ ENCHER 300 BEXIGAS DE V = 2,5 L e P = 1,04 atm CADA UMA PARTINDO DE UM CILINDRO DE V = 25 L e P = 30 atm T cte P 1 . V 1 = P 2 . V 2 30 . 25 = 1,04 . V2 V 2 = 721,153 LITROS NO TOTAL COMO CADA BEXIGA OCUPA V = 2,5 L TEREMOS UM TOTAL DE 288,46 BEXIGAS CHEIAS PODEMOS ENTÃO RESPONDER QUE 1 CILINDRO SERÁ SUFICIENTE.. 07. (UPE) (Adaptada) Uma liga metálica de (Au + Zn), pesando 10,0g, foi colocada dentro de um recipiente, contendo uma solução de ácido clorídrico em excesso(o ouro não reage com o ácido). O gás obtido foi recolhido em um balão esférico “S1”, ligado por um tubo de volume desprezível (ao qual foi adaptada uma torneira) a um outro balão esférico “S2”, completamente vazio, de mesmo volume. Os balões “S1” e “S2” estão submetidos às temperaturas de 410K e 300K, respectivamente Em um dado instante, a torneira é aberta, de tal modo que 0,041 mol do gás passa do balão “S1” para o balão “S2” e, em seguida, a torneira é fechada. Constata-se que a pressão (P2) do gás em “S2” é igual a 25% da pressão (P1) que o gás recolhido no balão “S1” exercia na temperatura especifica, antes da torneira ser aberta. Qual a massa de ouro na liga metálica ? Au = 197u, Zn = 65,4u, H = 1u, R = 0,082L . atm/mol.K OS CÁLCULOS DEVERÃO SER MOSTRADOS. Zn + 2 HCℓ → ZnCℓ2 + H2 Após a abertura haverá passagem de 0,041 atm de hidrogênio, ficando sua pressão no balão S2 igual a 0,25 P1 (25%). Como o volume dos 0,25 P 1 = P P = 0,342 P1 que é o valor da pressão no recipiente S2 . balões são iguais, temos: P 1 = P 2 T1 T2 300 410 0,342 P1 ----- 0,041 mol -----x P2 x = 0,12 moL CALCULAMOS AGORA A MASSA DE Zn 1 moL Zn X ------ 1 moL H2 ------ 0,12 moL H2 1 moL de Zn = 65,4 g e de H2 QUE CORRESPONDE x = 0,12 moL 0,12 moL de Zn A FORMAÇÃO DE 0,12 moL DE H2 de Zn = 0,12 x 65,4 = 7,848 g de Zn CALCULANDO A MASSA DE OURO NA LIGA M LIGA = M OURO + MZINCO 10 = MOURO + 7,848 MOURO = 2,2 g Este papel tem certificação FSC que atesta o correto manejo de florestas renováveis e outras fontes controladas minimizando o impacto ambiental. 04