122 de Março 2011 (Semifinal)
Pergunta
1
2
3
4
5
6
Total
Classificação
Escola: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nota: Apresente todos os cálculos que efectuar
Dados:
Constante de Avogadro: NA = 6,022 x 1023 mol-1
Volume molar: Vm = 22,4 dm3 mol-1
Minuto: 1min = 60 s
Hora: 1 h = 60 min
Dia: 1 d = 24 h
Unidade astronómica: 1 UA = 1,50 x 1011 m
Ano-luz: 1 a. l.= 6,31 x 104 UA
Parsec: 1 pc = 2,06 x 105 UA
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
(H) = 1,0079
(O) = 15,999
(N) = 14,007
(C) = 12,011
(S) = 32,064
Questão 1 (7 valores)
Para preparar uma solução diluída de cloreto de cálcio utilizou-se
utilizou se uma já existente no
laboratório, de concentração mássica de 2,5 g.dm-3. Para isso, retirou-se
retirou
10 mL dessa
solução e adicionou-se
se água destilada até perfazer o volume de 50 mL. Tendo em conta
cont
estes dados responda às questões seguintes.
seguintes
1.1- Qual é a concentração mássica da solução existente no laboratório em unidades
fundamentais do Sistema Internacional?
Cm = 2,5 g dm-3
2,5 g = 2,5 x 10-3 kg
1 dm3 = 1 x 10-3 m3
2,5 x 10 kg
x kg
1 x 10 m
1 m
x
2,5 x 10
x 2,5 kg m
1 x 10
1.2- Qual é a fórmula química referente à fase dispersa da solução?
Numa solução a fase dispersa é o soluto. Logo a fórmula é CaCl2
1.3- Qual é a massa de cloreto de cálcio existente nos 10 mL da solução inicial?
m(CaCl2) = ?
Vsol = 10 mL = 10 cm3 = 1,0 x 10-2 dm3
Cm(CaCl2) = 2,5 g dm-3
m soluto
C mCaCl C x Vsolução
Vsolução
CaCl
CaCl 2,5 x 10
g
2,5 x 1,0 x 10
1.4- Qual é a concentração mássica da solução diluída?
m(CaCl2) = 2,5 x 10-2 g
Vsol = 50 mL = 5,0 x 10-2 dm3
Cm(CaCl2) = ?
C 2,5 x 10
C 5,0 x 10# g dm
5,0 x 10
Questão 2 (4 valores)
O ferro é um dos elementos mais abundantes na crusta terrestre. É obtido de minérios
como, por exemplo, a magnetite, Fe3O4, e a hematite, Fe2O3. São
ão conhecidos quatro
isótopos de ferro, embora um seja o mais abundante (tabela).
2.1- Como classifica a hematite
Isótopos
Massa isotópica
Abundância
quanto ao tipo de substância
substância?
relativa
relativa (%)
Substância composta
54
2.2- Calcule a massa atómica relativa
do elemento ferro.
56
Fe
Fe
57
Fe
58
Fe
53,9396
55,9349
56,9354
57,9333
5,90
91,72
2,10
0,28
5,9 " 53,9396 ' 91,72 " 55,9349 ' 2,1 " 56,9354 ' 0,28 " 57,9333
57
100
55,8438
Questão 3 (8 valores)
Para realizar medições é conveniente usar unidades apropriadas às grandezas a medir
medir.
Exemplos como os apresentados a seguir permitem-nos
permitem nos constatar que não faz sentido
utilizar o metro para medirmos distâncias no Universo.
• O planeta mais próximo do Sol é o Mercúrio (temperatura diurna à superfície
superf
de 623
K) e situa-se
se a 5,834 x 1010 m desta estrela;
• A estrela mais próxima do Sol, a Próxima de Centauro, localiza-se
localiza se a 4,00 x 1016 m.
3.1-Apresente
Apresente a distância entre o planeta Mercúrio e o Sol
astronómicas.
em unidades
UA – unidades astronómicas
1 UA = 1,50 x 1011 m
x
1 UA
x 0,389 UA
5,834 x 10#- m
1,50
50 x 10## m
3.2-Indique
Indique a distância entre o Sol e a Próxima de Centauro em anos-luz
anos
e explique
o significado desse valor.
a. l. – anos-luz
1 a. l. = 9,47 x 1015 m
1 a. l.
x
x 4,22 a. l.
9,47 x 10#/ m
9
4,00 x 10#0 m
Significa que a distância entre as referidas estrelas é 4,22 vezes superior à distância
percorrida pela luz durante um ano
3.3-Apresente
Apresente a temperatura do planeta na escala Fahrenheit.
T = 623 K
se que T (K) = T (oC) + 273,15 então T (oC) = 623-273,15 = 34
49,85= 350 oC
Sabe-se
o
o
o
Sabe-se que T ( F) = 32 + 1,8 x T ( C) então T ( F) = 32 + 1,8 x 349,85 = 661,73 = 662 oF
Questão 4 (8 valores)
O peixe-balão
balão ou fugu, altamente apreciado no Japão, é muito tóxico, devido ao facto de
produzir uma toxina,, a tetrodotoxina (figura).
Com a finalidade de testar a toxicidade d
da
tetrodotoxina (TTX),, numa população de 20
ratos com massa corporal média de 300 g,
foram administrados, por via oral, em cada 10
minutos, 0,58 µg
g do referido produto. Ao fim de
1 hora, os resultados do teste foram os
seguintes:
Nº de mortes
Tempo/min
0
10
3
20
6
30
10
40
12
50
14
60
4.1-Para
Para a população de ratos, determine o valor da dose letal do TTX.
População-teste
teste = 20 ratos
Ao fim de 40 minutos 10 ratos morreram ou seja 50 % da população-teste
população teste
Ao fim de 40 min foram administradas 4 doses, cada uma com 0,58 µg
µ de TTX Então a dose
dada a cada rato foi de 0,58 x 4 = 2,32 µg
Massa de cada rato = 300 x 10-3 kg
Sabe-se que:
DL/- massa de TTX
2,32
DL/- 7,33 µg kg #
massa corporal de rato
300 x 10
4.2-Um
Um rato de 100 g, da mesma espécie que a população-teste
população teste, ingeriu 0,86 x 10-3
mg de TTX. Compare, justificando, a massa ingerida com a correspondente à dose letal para
esta espécie.
1 kg de massa corporal
0,100
x 0,733 µg
7,33 µg de TTX
x
O valor de perigo é inferior ao ingerido pelo rato, logo há 50 % de probabilidade
pr
do rato
morrer
Questão 5 (29 valores)
Horizontais:
1. Ligação
o que se estabelece quando há
h partilha de pares de electrõ
ões. 2. Diz-se de um
electrão que não está no nível de energia mais baixo. 3. Que é emitida pelo sol. 4. Que são
minoritários. 5. Elemento que funciona como filtro solar. 6. Unidade de quantidade de
matéria (ou de substância) química.
química 7. Onde se encontra a camada de ozono. 8. Uma
família
lia de compostos inorgânicos.
inorg
9. Lei que estabelece que volumes idênticos
id
de dois
gases diferentes, em condiçõ
ções idênticas, tem o mesmo número
mero de particulas. 10. Camada
gasosa que envolve a Terra.. 11. Composto constituído por um catião metálico e pelo anião
O22-. 12. Único
nico componente que se mant
mantém maioritário
rio desde a atmosfera primitiva até
at a
atmosfera actual. 13. Passagem do estado sólido
s
ao estado líquido.
Verticais:
a. Elemento essencial à vida humana na Terra. b. Houve épocas em que se julgava que era
o centro do Universo. c. Grupo de compostos em que o elemento mais electronegativo é o
oxigénio. d. Electrões que, efectivamente, participam numa ligação química. e. Grupo de
compostos que podem ceder protões em meio aquoso.
aquoso f. Camada mais fria da atmosfera. g.
Átomo ou grupo de átomos que ganharam ou perderam electrões. h. Elemento com símbolo
símb
químico Hf. i. Nome comercial dos clorofluorocarbonetos. j. Camada onde se encontra a
maior parte da massa atmosférica. k. Hidrocarboneto saturado. l. Modo de actuar da
atmosfera face à maioria das radiações UV. m. Grupos de átomos ligados entre si. n. Ocorre
quando um átomo passa de um nível de energia mais baixo para um mais alto. o. Tipo de
mistura, sendo que o ar é um exemplo desse tipo de mistura p. Grupo/Classe de compostos
a que pertence o NaCl.
b
T
1 C
O
V
A
L
E
N
T
E
R
R
a
2 E
O
X
X
4 V
6 M
3 R
G
g
S
T
I
N
A
I
5 O
O
L
E
R
O
A
D
T
A
D
I
I
A
C
A
O
C
G
Z
I
O
E
8 H
11 P
I
e
I
E
C
c
D
R
A
I
S
D
h
N
O
H
7 E
S
T
R
A
I
f
I
D
M
G
O
E
A
S
S
N
j
i
T
T
O
F
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R
S
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k
E
E
P
A
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O
O
L
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D
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F
m
I
X
S
M
X
d
F
N
O
O
O
T
O
S
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L
S
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A
E
T
n
E
N
C
R
R
O
o
U
O
p
H
L
S
S
0
A
O
9 A
V
O
G
A
B
10 A
T
M
X
D
O
C
G
A
I
S
O
S
F
E
R
A
12 N
E
D
A
R
I
T
R
O
G
E
N
I
O
N
E
13
F
U
S
A
O
Questão 6 (15 valores)
Um dos principais responsáveis pelo aumento do efeito de estufa é o dióxido de carbono.
Este gás é incolor, inodoro e quando o seu teor na atmosfera é superior ao normal, 0,03 %
(V/V), o ar torna-se
se impróprio à respiração, pois contém uma menor quantidade de
oxigénio. Num determinado
eterminado local, devido a um incêndio, o teor em CO2 na atmosfera
aumentou, momentaneamente, para 0,04 % (V/V). Nesse momento foi recolhido 1,0 m3 de
ar.
6.1-Determine
Determine para a amostra gasosa recolhida e nas condições PTN:
a) a concentração de CO2, nesse local no momento da recolha da amostra.
amostra
b) o número de moléculas de CO2 existentes na amostra gasosa recolhida.
recolhida
c) em relação à percentagem normal de CO2, a massa deste gás que se
encontra em excesso
excesso.
a)
100
00 dm de ar
1,0 x 10
" 4,0 x 10# dm
0,04
04 dm de CO
x
Nas condições PTN:
V V
em que V 22, 4 dm mol#
n
então
V 4,0 x 10# dm
logo
n 2,0 x 10 mol
Como
c9:; n9:;
V=>
em que
n9:; 2, 0 x 10 mol e
V=> 1, 0 x 10 dm
então
c9:; 2,0 x 10/ mol dm
b)
1 mol de moléculas
culas de CO
2,0 x 10
" 1,0 x 10 moléculas
culas de CO
x
6,022 x 10 molé
éculas de CO
c) para um teor de 0,04 %
m9:;
n9:; M9:;
em que
n9:; 2, 0 x 10 mol e
M9:; 44, 01 g mol#
então
m9:; 9,0 x 10# g
para um teor de 0,03 %
100 dm de ar
1,0 x 10
" 3,0 x 10# dm de CO
0,03 dm de CO
x
Nas condições PTN:
V V
em que V 22, 4 dm mol#
n
então
V 3,0 x 10# dm
logo
n 1,0 x 10 mol e
m 4,0 x 10# g
então
m9:; em excesso 9,0 x 10# B 4,0 x 10# m9:; em excesso 5,0 x 10# g
6.2-Represente
Represente a molécula de CO2 recorrendo à notação de Lewis
Lewis.
O
C
O
Indique a geometria que confere maior estabilidade à molécula de CO2 e o valor
6.3-Indique
médio do ângulo de ligação na molécula.
Geometria linear e 180o
6.4-Qual
Qual é a ordem de ligação estabelecida entre os átomos de oxigénio e carbono
na molécula de CO2? Justifique.
A ordem de ligação é 2, pois em cada ligação há partilha de dois pares de electrões.