ROTEIRO RECUPERAÇÃO ANUAL DE QUÍMICA - 2015 Nome: _______________________________________Nº________Série: 3º__EM Data: ___/___/2015 Professor: Edson/Manolo/Priscila Nota: ______________ (valor: 2,0) 1. APRESENTAÇÃO: Prezado aluno, 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: Temas /conceitos Orgânica OBJETIVOS -Identificar o grupo funcional das substâncias orgânicas mais comuns (hidrocarbonetos, álcoois, fenóis, cetonas, aldeídos, éter, ésteres, ácidos carboxílicos, amidas e aminas). - Identificar os tipos de isomeria; - Reconhecer substancias isômeras; - Identificar os tipos de processo de polimerização; - Reconhecer os tipos de polímeros ; - Escrever as equações de polimerização de adição e condensação. - Reconhecer as grandes moléculas. Radioatividade - Entender as reações nucleares (decaimentos radiativos). - Interpretar a curva de decaimento radioativo. - Saber fazer os cálculos associados ao conceito de meia-vida e cinética de decaimento radioativo. - Comparar o uso das fontes energéticas tradicionais e a energia nuclear. - Compreender os mecanismos básicos da fissão e fusão nucleares. - Compreender como é feito o cálculo do Nox dos elementos - Escrever as reações de oxirredução ocorridas em uma pilha. - Compreender como é feito o cálculo da ddp da pilha. - Compreender o fenômeno de oxirredução ocorrido na pilha. - Contextualizar os conceitos de oxirredução. - Conceituar e calcular o número de oxidação; - Compreender os fenômenos de oxidação e redução. Nox e Eletroquímica 1 Concentração de soluções Atomística Classificação periódica Ligações químicas Estado da matéria/ classificação da matéria/ separação da matéria - Expressar as concentrações de soluções de diferentes formas e relacionalas 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. -Identificar fatos históricos sobre as descobertas científicas em relação a composição da matéria; -Apresentar a evolução da ciência Química ao longo dos séculos. - Identificar as principais características do modelo atômico de Bohr; -Diferenciar algumas das diferentes partículas que compõem o átomo, localizando-as e quantificando-as. Distinguir átomos isótopos; -Reconhecer a formulação da Tabela Periódica dos Elementos ; -Identificar a Tabela Periódica como uma fonte de informações sobre os elementos químicos; -Distinguir metais e não metais; -Localizar um elemento na Tabela Periódica; -Reconhecer os principais grupos da Tabela Periódica; -Identificar as combinações entre os átomos; -Distinguir as ligações iônica, covalente e metálica através de suas propriedades; - Relacionar eletronegatividade com a definição do tipo de ligação química entre os átomos. - Identificar a polaridade das moléculas e as forças intermoleculares - Descrever e identificar os diferentes estados físicos da matéria; - Identificar a densidade como sendo uma relação entre massa e volume de um material; - Caracterizar uma substância de acordo com as suas temperaturas de fusão e ebulição; - Reconhecer os diferentes tipos de misturas e seus processos de separação; - Distinguir os diferentes processos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas. Cálculos químicos - Reconhecer a importância dos diferentes tipos de átomos, pertencentes a um mesmo elemento químico no cálculo de massa atômica; - Diferenciar massa atômica e número de massa; - Aplicar o balanço de massas de acordo com as leis de Lavoisier e Proust; - Aplicar o balanço de volumes gasosos de acordo com as leis de GayLussac. - Compreender as proporções que as sustâncias são consumidas e/ ou produzidas(cálculo estequiométrico). Termoquímica - Identificar as principais características da reação de combustão, incluindo o conceito de entalpia; - Calcular o poder calorífico dos combustíveis; - A partir do conceito de energia de ativação, avaliar graficamente sua variação em reações químicas; - Identificar o tipo de variação de entalpia presente nas mudanças de estados físicos; - Reconhecer as mudanças de estado físico das matérias e sua relação com a liberação ou absorção de calor (fenômenos endotérmicos e exotérmicos); - Calcular a variação de entalpia em processos químicos que envolvam mais de uma reação. - Identificar e compreender os fenômenos que concorrem para que uma reação química seja reversível ou não. - Reconhecer o equilíbrio químico nas reações químicas e fazer previsões Equilíbrio Químico Equilíbrio Iônico 2 sobre sua mudança. - Prever o sentido do deslocamento de um equilíbrio químico, aplicando o Princípio de Le Chatelier. - Identificar os fatores que afetam o estado de equilíbrio, a partir de equações que representam sistemas em equilíbrio. - Utilizar tabelas de constantes de equilíbrio para identificar ou fazer previsões sobre o comportamento de substâncias nas reações químicas. - Reconhecer o equilíbrio iônico H+ e OH- (pH e pOH). - Identificar ácidos e bases fortes de ácidos e bases fracos, com base em constantes de equilíbrio. - Escrever a equação de dissociação de ácidos e bases e a correspondente expressão da constante de equilíbrio. 3. MATERIAL: • Livro didático e apostilas do poliedro. • Listas de estudos; • Anotações de aula feitas no próprio caderno. • Provas mensais. • Prova bimestrais 4. 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. d) fazer os exercícios do roteiro de recuperação. 5. 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 2 pontos. - 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. 3 TRABALHO DE RECUPERAÇÃO 01. (UFJF) Sabe-se que compostos constituídos por elementos do mesmo grupo na tabela periódica possuem algumas propriedades químicas semelhantes. Entretanto, enquanto a água é líquida em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o sulfeto de hidrogênio, também chamado de gás sulfídrico, como o próprio nome revela, é gasoso nas CNTP. a) Tendo em vista a posição dos elementos na tabela periódica, escrever a configuração eletrônica da camada de valência dos átomos de oxigênio e de enxofre. b) Desenhe a estrutura de Lewis para o H2S . c) Que tipo de ligação química ocorre nos compostos H2O e H2S ? Domínio da linguagem Entender a Tabela Periódica como uma valiosa fonte de informações 02. (UERJ) Considere as seguintes características de um determinado metal: - é um sólido que reage violentamente com água, produzindo hidróxido; - seu cátion monovalente é isoeletrônico do hélio; - é usado para o tratamento de distúrbios bipolares sob a forma de um sal de carbonato. Nomeie esse metal. Em seguida, escreva a reação química de dupla-troca que produz o carbonato desse metal e o sulfato de sódio. Dados: Carbonato (CO32-) e sulfato (SO42-) Domínio da linguagem Entender a Tabela Periódica como uma valiosa fonte de informações Dominar as principais propriedades dos compostos Resolução da situação problema 03. (UDESC) Os médicos costumam prescrever às pessoas que apresentam pressão alta uma dieta com baixo teor de sódio. Na verdade, a recomendação médica refere- se à ingestão de íons sódio (Na+) quando consumimos principalmente sal de cozinha (Na+Cℓ-). a) Qual a distribuição eletrônica do Na? (Número atômico Na = 11) b) Entre o íon Na+ e o átomo Na, qual tem menor raio atômico? c) Que tipo de ligação química ocorre entre os átomos do grupo 1A e do grupo 7A? Justifique. Domínio da linguagem Resolução da situação problema Utilizar corretamente o diagrama de Linus Pauling Resolver problemas relacionados às propriedades periódicas Diferenciar os compostos a partir de suas propriedades Capacidade de argumentação 04. O uso do ácido fosfórico na Coca-Cola 16/02/2011 - 12:47 - Atualizado em 24/09/2012 - 20:10 Por A Sales Que eu saiba só a Coca-Cola utiliza o ácido fosfórico na sua fórmula, pois este é um elemento perigoso para a saúde e foi proibido nos refrigerantes mais novos, Por algum truque jurídico a Coca-Cola deve ter obtido a permissão para continuar a usá-lo. Cada copo de Coca-Cola tem aproximadamente duas colheres de açúcar e uma de sal... o ácido fosfórico entra aí para evitar a sensação de excesso que essas quantidades dão no consumidor incauto... http://jornalggn.com.br/blog/luisnassif/o-uso-do-acido-fosforico-na-coca-cola O ácido fosfórico, usado em refrigerante tipo “cola” e possível causador da osteoporose, pode ser formado a partir da equação não-balanceada: 4 Ca3(PO4)2+ H2SO4 → H3PO4 + CaSO4 Partindo-se de 62g de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO4 , qual, em gramas, a massa aproximada de H3PO4 obtida ? Elaboração de propostas Extrapolar os conhecimentos aprendidos para sua utilização prática 05. 100g de hidróxido de sódio (NaOH) são adicionados a uma determinada quantidade de ácido sulfúrico (H2SO4), produzindo sulfato de sódio (Na2SO4 ) e água. a) Escreva a equação química balanceada da reação. b) Calcule o número de moléculas de sulfato de sódio formada Compreensão de Fenômeno Compreender as proporções que as sustâncias são consumidas e/ ou produzidas 06. (UNESP) Associar os números das regiões da tabela periódica esquematizada a seguir com: a) os metais alcalinos, b) os não-metais, c) os gases nobres, d) os metais de transição. Compreensão de Fenômeno Entender que os elementos químicos são agrupados em função das semelhanças de suas propriedades 07. (UNICAMP) Dois frascos idênticos estão esquematizados a seguir. Um deles contém certa massa de água (H20) e o outro, a mesma massa de álcool (CH3CH2OH). 5 a) Qual das substâncias está no frasco A e qual está no frasco B? Justifique. b) Considerando a massa das substâncias contidas nos frascos A e B, qual contém maior quantidade de átomos? Explique. Resolução da situação problema Demonstrar os diferentes sistemas 08. Determine a energia liberada na queima de 640g de metanol (CH3OH) , conforme a equação abaixo.. CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O Domínio da linguagem Conhecer o processo de cálculo da entalpia 09. Escreva a nomenclatura dos compostos abaixo: a) b) Domínio da linguagem Nomear os diferentes grupos orgânicos 10. (UFC) O oseltamivir (Tamiflu - marca registrada) é um antiviral isolado da planta asiática 'Illicium verum' e empregado no tratamento da gripe aviária. a) Determine a fórmula molecular do composto. b) Determine a composição centesimal em massa (uma casa decimal) de I considerando-se a sua massa molar um número inteiro. Dados C=12;O=16;N=14;H=1 Domínio da linguagem Perceber a relação entre os átomos presentes na molécula Resolução da situação problema Relacionar fórmulas químicas com situações conflituosas 6 11. Os mais famosos violinos do mundo foram fabricados entre 1600 e 1750 pelas famílias Amati, Stradivari e Guarneri. Um dos principais segredos desses artesãos era o verniz, tido como o responsável pela sonoridade única desses instrumentos. Os vernizes antigos eram preparados a partir de uma mistura de solventes e resinas, em diferentes proporções. Uma receita datada de 1650 recomendava a mistura de resina de pinheiro, destilado de vinho e óleo de lavanda. O quadro a seguir ilustra as principais substâncias presentes nos ingredientes da receita. a) Indique as funções das substâncias I, II, III e IV. b) Escreva a fórmula molecular do composto III. Compreensão de Fenômeno Descrever as diferentes funções orgânicas. 12. Dê os nomes, segundo a IUPAC, aos seguintes hidrocarbonetos: a) c) b) d) Domínio da linguagem Nomear os diferentes grupos orgânicos 7 13. 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 Perceber a relação entre os átomos presentes na molécula Resolução da situação problema Relacionar fórmulas químicas com situações conflituosas 14.(UFU) As mulheres promoveram um movimento de participação na ciência que levou a importantes descobertas ao longo do século XX. Dessas contribuições, Dorothy Mary Hodgkin (1910-1994) estudou os derivados de penicilina, uma vez que informações sobre sua estrutura poderiam ser de grande ajuda no desenvolvimento de métodos para sintetizá-la em grandes quantidades. FARIAS. As mulheres e o prêmio Nobel de Química. Revista Química Nova na Escola, 2001. A estrutura da penicilina, estudada por Hodgkin, é apresentada abaixo. Com base nas informações acima, faça o que se pede. a) Verifique se a penicilina possui atividade óptica e justifique sua resposta. b) Apresente um grupamento químico presente na estrutura da penicilina. Domínio da linguagem Identificar as diferentes compostos orgânicos 8 isomerias entre os 15. (PUC - RS/modificada) Solução salina normal é uma solução aquosa de cloreto de sódio, usada em medicina porque a sua composição coincide com aquela dos fluídos do organismo. Sabendo-se que foi preparada pela dissolução de 0,9g do sal em 100 mL de solução e que a densidade desta solução é 1g/mL, calcule: a) Porcentagem de sal na mistura; b) Concentração em g/L; c) Concentração em mol/L. (MM do NaCl =58,5g/mol) Resolução de situação problema Demonstrar as relações matemáticas encontradas no cálculo de concentrações molar, comum e percentual. 16. (UFG) A estrutura apresentada a seguir ilustra a molécula do n-pentano. CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 1 2 3 4 5 Quando essa molécula é exposta a uma radiação ionizante, as ligações carbono-carbono são rompidas, gerando fragmentos de hidrocarbonetos. Com base no exposto, responda: a) Considerando-se o rompimento das ligações entre os carbonos 1 e 2 e entre os carbonos 2 e 3, escreva os fragmentos gerados e suas respectivas massas. b) Escreva as fórmulas estruturais planas de dois isômeros da molécula do n-pentano. Resolução de situação problema Demonstrar a interferência da estrutura em situações problema 17. (FUVEST) O titânio pode ser encontrado no mineral ilmenita, FeTiO3. O metal ferro e o óxido de titânio (IV) sólido podem ser obtidos desse mineral, a partir de sua reação com monóxido de carbono. Tal reação forma, além dos produtos indicados, um composto gasoso. a) Escreva a equação química balanceada da reação da ilmenita com monóxido de carbono, formando os três produtos citados. b) Um outro método de processamento do mineral consiste em fazer a ilmenita reagir com cloro e carvão, simultaneamente, produzindo cloreto de titânio (IV), cloreto de ferro (III) e monóxido de carbono. Considere que, na ilmenita, o estado de oxidação do ferro é +2. Preencha a tabela, indicando, para a reação descrita neste item, todos os elementos que sofrem oxidação ou redução e também a correspondente variação do número de oxidação. c) Que massa de ferro pode ser obtida, no máximo, a partir de 1,0 × 103 mols de ilmenita? Mostre os cálculos. Dados: massas molares (g/mol) O ...... 16 / Ti ...... 48/ Fe ..... 56 Resolução da situação problema Demonstrar a oxirredução 9 18.(UNICAMP) Depois de comer, Rango foi limpar o banheiro. Pegou o produto apropriado e, com muita preguiça, começou a "roncar" com ele na mão. Acordou assustado e, disfarçando, como se Dina estivesse ali, foi logo lendo a formulação na embalagem. Ali se informava que o produto comercial continha um agente antibacteriano, um sal orgânico, cujo ânion é o cloreto e cujo cátion é formado por um átomo de nitrogênio, ao qual se ligam quatro grupos: duas metilas, uma benzila e a cadeia carbônica - C8H17. Ficou pensando... a) "Como é a fórmula estrutural desse bactericida?" b) "A embalagem mostra que o pH desse produto é igual a 5. Aquele outro detergente específico que eu usei na cozinha tinha pH igual a 12. Qual deles é mais ácido? Quantos mols de H+ há dentro da embalagem de 500 mL desse produto mais ácido?" Capacidade de argumentação Justificar o equilíbrio químico 19. Considere a seguinte equação que representa uma equação de oxirredução: 2 H2O + 2F2 → 4 HF + O2 Determine: a) a substância que sofreu oxidação; b) a substancia que sofreu redução; c) o agente oxidante; d) o agente redutor. Elaboração de propostas Extrapolar os conhecimentos aprendidos para sua utilização prática 20. (UFG) Em uma piscina tratada com sulfato de cobre (CuSO4 ), um usuário deixou uma lata de alumínio submersa. Considerando os potenciais padrão de redução dos metais citados, a) demonstre, por meio de equações eletroquímicas, o que ocorre na superfície do alumínio; b) calcule a ddp e escreva a reação global de uma célula eletroquímica formada por eletrodos de A e Cu. Dados: Al3+ + 3e- ↔ Al Cu2+ + 2e- ↔ Cu Ered= -1,66V Ered=+0,34V Domínio da linguagem Reconhecer a transferência de elétrons 21. (UNIFESP) O volume de glicerina (propanotriol, fórmula molecular C3H8O3) produzido como resíduo na obtenção de biodiesel excede em muito a necessidade atual do mercado brasileiro. Por isso, o destino atual da maior parte da glicerina excedente ainda é a queima em fornalhas, utilizada como fonte de energia. Uma possibilidade mais nobre de uso da glicerina envolve sua transformação em propeno e eteno, através de processos ainda em fase de pesquisa. O propeno e o eteno são insumos básicos na indústria de polímeros, atualmente provenientes do petróleo e essenciais na obtenção de produtos como o polietileno e o polipropileno. a) Escreva a equação química balanceada da combustão completa de um mol de glicerina. b) Sabendo que o polietileno é produzido pela reação de adição de um número n de moléculas de eteno, escreva a equação genérica de formação do polímero polietileno a partir de eteno, utilizando fórmulas estruturais de reagente e produto. Compreensão de Fenômeno Compreender a formação de um polímero 10 22. ((Vunesp) Estão representados a seguir fragmentos dos polímeros Náilon e Dexon, ambos usados como fios de suturas cirúrgicas. a) Identifique os grupos funcionais dos dois polímeros. b) O Dexon sofre hidrólise no corpo humano, sendo integralmente absorvido no período de algumas semanas. Neste processo, a cadeia polimérica é rompida, gerando um único produto, que apresenta duas funções orgânicas. Escreva a fórmula estrutural do produto e identifique estas funções. Justifique a sua escolha. Domínio da linguagem Reconhecer tipos de polimeros; Resolução da situação problema Resolver polímeros situações problemas envolvendo 23. (MACK) Uma cela eletroquímica é constituída pelas semicelas Cr // Cr+3 e Ag // Ag+ cujos valores potenciais E0 são: Cr(s) Cr+3(aq) + 3e+ Ag (s) Ag (aq) + e- E0 = +0,75 volts E0 = -0,80 volts Quando a cela está em funcionamento, á FALSA a afirmação de que: a) O eletrodo, onde ocorre oxidação é o ânodo da cela. b) A voltagem da cela é de 1,55 volts. c) O cromo metálico reage e forma Cr+3. d) Os íons negativos e positivos se movimentam através da solução, mas em direções opostas. e) Os elétrons passam através do voltímetro, da prata para o cromo. Compreensão de Fenômeno Compreender a transferência de elétrons. 24. (Vunesp-2003) O cobre 64 (29Cu64) é usado na forma de acetato de cobre para investigar tumores no cérebro. Sabendo-se que a meia vida deste radioisótopo é de 12,8 horas, pergunta-se: a). Qual a massa de cobre 64 restante, em miligramas, após 2 dias e 16 horas, se sua massa inicial era de 32 mg? b) Quando um átomo de cobre 64 sofrer decaimento, emitindo duas partículas , qual o número de prótons e nêutrons no átomo formado? Domínio da linguagem Entender os processos nucleares 11 25. (UNESP) Kevlar® é um polímero de condensação com alta resistência ao calor e à tração, sendo empregado na confecção de esquis, coletes à prova de bala, roupas e luvas utilizadas por bombeiros, entre outras aplicações. A intensa atração existente entre as cadeias confere ao polímero propriedades excepcionais de resistência, que têm permitido utilizar cordas do Kevlar® em substituição aos cabos de aço. Com base no exposto, qual a função orgânica nitrogenada que compõe a estrutura desse polímero? Dê a fórmula estrutural de seus monômeros e diga que tipo de interação existe entre as cadeias adjacentes. Capacidade de argumentação Justificar situações envolvendo os polímeros 26. (UFRJ) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O lixo doméstico é um dos principais problemas ambientais das grandes cidades. Em algumas delas o lixo reciclável é separado do lixo orgânico em usinas de processamento segundo suas possibilidades de reaproveitamento. O lixo plástico é reduzido a pó e separado segundo as densidades dos seus componentes. Um lixo plástico típico contém polipropileno (PP), polietileno (PE), poliestireno (PS), poli(etilenotereftalato) (PET) e poli(cloreto de vinila) (PVC). As densidades desses polímeros estão indicadas na tabela a seguir. Polímero Densidade (g/cm3) PP 0,90 PE 0,97 PS 1,10 PET 1,28 PVC 1,45 No processo de separação, a mistura de plásticos é colocada no tanque I, que contém água pura, onde os polímeros se separam em duas frações A e B. A fração A é enviada para o tanque II, que contém uma solução aquosa 3,2 molar de 2-propanol. Essa etapa fornece as frações C e D. A fração B que sai do tanque I é enviada para o tanque III, que contém uma solução aquosa 3,0 molar de CsCℓ. Essa etapa fornece as frações E e F. A figura a seguir apresenta a variação de densidade de cada solução aquosa usada no processo em função da concentração de soluto. 12 Escreva a fórmula condensada do monômero do poli(cloreto de vinila) e a fórmula em bastão do isômero do 2-propanol que não é miscível em água. Resolução da situação problema Resolver situações problemas envolvendo polímeros 27. (UNESP) Escrever as equações das reações nucleares: a) rádio (Ra, Z=88, A=223) transmutando-se em radônio (Rn), pela emissão de uma partícula alfa. b) chumbo (Pb, Z=82, A=212) transmutando-se em bismuto (Bi) pela emissão de uma partícula alfa. Domínio da linguagem Entender os processos nucleares 13