Embed Size (px)
Citation preview
3º Trimestre Sala de estudos Química Data: 03/12/18
Ensino Médio 3º ano classe: A_B Profª Danusa
Nome:_________________________________________ nº____
Questão 01 - (UNESP SP/2018)
No cultivo hidropônico, a composição da solução nutritiva deve ser adequada ao
tipo de vegetal que se pretende cultivar. Uma solução específica para o cultivo do
tomate, por exemplo, apresenta as seguintes concentrações de macronutrientes:
(Maria C. L. Braccini et al. Semina: Ciências agrárias, março de 1999.)
Durante o desenvolvimento das plantas, é necessário um rígido controle da
condutividade elétrica da solução nutritiva, cuja queda indica diminuição da
concentração de nutrientes. É também necessário o controle do pH dessa solução
que, para a maioria dos vegetais, deve estar na faixa de 5,0 a 6,5.
a) Por que a solução nutritiva para o cultivo hidropônico de tomate é condutora de
eletricidade? Calcule a quantidade, em mmol, do elemento nitrogênio presente
em 1,0 L dessa solução.
b) Considere que 1,0 L de uma solução nutritiva a 25 ºC, inicialmente com pH =
6,0, tenha, em um controle posterior, apresentado o valor mínimo tolerável de
pH = 4,0. Nessa situação, quantas vezes variou a concentração de íons H+ (aq)?
Sabendo que o produto iônico da água, Kw, a 25 ºC, é igual a 1,010–14
, calcule
as quantidades, em mol, de íons OH– (aq) presentes, respectivamente, na
solução inicial e na solução final.
Questão 02 - (UNESP SP/2018)
A pilha Ag-Zn é bastante empregada na área militar (submarinos, torpedos,
mísseis), sendo adequada também para sistemas compactos. A diferença de
potencial desta pilha é de cerca de 1,6 V à temperatura ambiente. As reações que
ocorrem nesse sistema são:
No cátodo: Ag2O + H2O + 2e– 2Ag + 2OH
–
No ânodo: Zn Zn2+
+ 2e–
Zn2+
+ 2OH– Zn(OH)2
Reação global: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2
(Cristiano N. da Silva e Julio C. Afonso. “Processamento de pilhas do tipo botão”.
Quím. Nova, vol. 31, 2008. Adaptado.)
Conteúdo: Unesp 2ª fase revisão
a) Identifique o eletrodo em que ocorre a semirreação de redução. Esse eletrodo é
o polo positivo ou o negativo da pilha?
b) Considerando a reação global, calcule a razão entre as massas de zinco e de
óxido de prata que reagem. Determine a massa de prata metálica formada pela
reação completa de 2,32 g de óxido de prata.
Questão 03 - (UNESP SP/2018)
Considere os quatro compostos representados por suas fórmulas estruturais a
seguir.
a) Dê o nome da função orgânica comum a todas as substâncias representadas e
indique qual dessas substâncias é classificada como aromática.
b) Indique a substância que apresenta carbono quiral e a que apresenta menor
solubilidade em água.
Questão 04 - (UNESP SP/2017)
(www2.uol.com.br/Sciam. Salina da região de Cabo Frio.)
Nas salinas, o cloreto de sódio é obtido pela evaporação da água do mar em uma
série de tanques. No primeiro tanque, ocorre o aumento da concentração de sais na
água, cristalizando-se sais de cálcio. Em outro tanque ocorre a cristalização de 90%
do cloreto de sódio presente na água. O líquido sobrenadante desse tanque,
conhecido como salmoura amarga, é drenado para outro tanque. É nessa salmoura
que se encontra a maior concentração de íons Mg2+
(aq), razão pela qual ela é
utilizada como ponto de partida para a produção de magnésio metálico.
A obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura amarga envolve uma série de
etapas: os íons Mg2+
presentes nessa salmoura são precipitados sob a forma de
hidróxido de magnésio por adição de íons OH–.
Por aquecimento, esse hidróxido
transforma-se em óxido de magnésio que, por sua vez, reage com ácido clorídrico,
formando cloreto de magnésio que, após cristalizado e fundido, é submetido a
eletrólise ígnea, produzindo magnésio metálico no cátodo e cloro gasoso no ânodo.
Dê o nome do processo de separação de misturas empregado para obter o cloreto de
sódio nas salinas e informe qual é a propriedade específica dos materiais na qual se
baseia esse processo. Escreva a equação da reação que ocorre na primeira etapa da
obtenção de magnésio metálico a partir da salmoura amarga e a equação que
representa a reação global que ocorre na última etapa, ou seja, na eletrólise ígnea do
cloreto de magnésio.
Questão 05 - (UNESP SP/2017)
A dipirona sódica mono-hidratada (massa molar = 351 g/mol) é um fármaco
amplamente utilizado como analgésico e antitérmico. De acordo com a
Farmacopeia Brasileira, os comprimidos desse medicamento devem conter de 95%
a 105% da quantidade do fármaco declarada na bula pelo fabricante. A verificação
desse grau de pureza é feita pela titulação de uma solução aquosa do fármaco com
solução de iodo (I2) a 0,050 mol/L, utilizando amido como indicador, sendo que
cada mol de iodo utilizado na titulação corresponde a um mol de dipirona sódica
mono-hidratada.
Uma solução aquosa foi preparada pela dissolução de um comprimido de dipirona
sódica mono-hidratada, cuja bula declara conter 500 mg desse fármaco. Sabendo
que a titulação dessa solução consumiu 28,45 mL de solução de iodo 0,050 mol/L,
calcule o valor da massa de dipirona sódica mono-hidratada presente nesse
comprimido e conclua se esse valor de massa está ou não dentro da faixa de
porcentagem estabelecida na Farmacopeia Brasileira.
Questão 06 - (UNESP SP/2017)
A fórmula representa a estrutura do miristato de isopropila, substância amplamente
empregada na preparação de cosméticos, como cremes, loções, desodorantes e
óleos para banho.
Essa substância é obtida pela reação entre ácido mirístico de alta pureza e álcool
isopropílico.
Escreva o nome da função orgânica à qual pertence o miristato de isopropila e as
fórmulas estruturais do ácido mirístico e do álcool isopropílico. Em seguida,
utilizando essas fórmulas, escreva a equação, completa e balanceada, da reação pela
qual é obtido o miristato de isopropila.
TEXTO: 1 - Comuns às questões: 7, 8
Em um laboratório, uma estudante sintetizou sulfato de ferro(II) hepta-hidratado
(FeSO4 7H2O) a partir de ferro metálico e ácido sulfúrico diluído em água. Para
tanto, a estudante pesou, em um béquer, 14,29 g de ferro metálico de pureza
98,00%. Adicionou água destilada e depois, lentamente, adicionou excesso de ácido
sulfúrico concentrado sob agitação. No final do processo, a estudante pesou os
cristais de produto formados.
Questão 07 - (UNESP SP/2016)
A tabela apresenta os valores de potencial-padrão para algumas semirreações.
Considerando que o experimento foi realizado pela estudante nas condições
ambientes, escreva as equações das semirreações e a equação global da reação entre
o ferro metálico e a solução de ácido sulfúrico. Tendo sido montada uma célula
galvânica com as duas semirreações, calcule o valor da força eletromotriz da célula
.
Questão 08 - (UNESP SP/2016)
Para a síntese do sulfato de ferro(II) hepta-hidratado, após a reação entre ferro
metálico e ácido sulfúrico, a estudante deixou o béquer resfriar em banho de gelo,
até a cristalização do sal hidratado. A seguir, a estudante separou o sólido por
filtração, o qual, após ser devidamente lavado e secado, apresentou massa igual a
52,13 g. Dadas as massas molares (g mol–1
): Fe = 56,0; S = 32,0; H = 1,0; O =
16,0, escreva a equação balanceada da reação global de formação do sulfato de
ferro(II) hepta-hidratado sintetizado pela estudante e calcule o rendimento da
reação a partir do ferro metálico e do ácido sulfúrico.
Questão 09 - (UNESP SP/2016)
Em 1840, o cientista Germain Henri Hess (1802-1850) enunciou que a variação de
entalpia em uma reação química é independente do caminho entre os estados
inicial e final da reação, sendo igual à soma das variações de entalpias em que essa
reação pode ser desmembrada.
Durante um experimento envolvendo a Lei de Hess, através do calor liberado pela
reação de neutralização de uma solução aquosa de ácido cianídrico (HCN) e uma
solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH), foi obtido o valor de 2,9 kcal mol–1
para a entalpia nesta reação. Sabendo que a entalpia liberada pela neutralização de
um ácido forte e uma base forte é de 13,3 kcal mol–1
, que o ácido cianídrico é um
ácido muito fraco e que o hidróxido de sódio é uma base muito forte, calcule a
entalpia de ionização do ácido cianídrico em água e apresente as equações químicas
de todas as etapas utilizadas para esse cálculo.
Questão 10 - (UNESP SP/2016)
A malaquita é um mineral cuja composição é dada pela fórmula Cu2(OH)2CO3. Por
aquecimento a seco, a malaquita produz óxido de cobre(II), um sólido preto, além
de água e dióxido de carbono, ambos no estado gasoso.
O óxido de cobre(II), por sua vez, reage com solução aquosa de ácido sulfúrico,
originando uma solução aquosa azul de sulfato de cobre(II). Por evaporação da
água, formam-se cristais azuis de CuSO4 5H2O.
ºE
H
Escreva a equação química do aquecimento a seco da malaquita produzindo óxido
de cobre(II), água e dióxido de carbono e, em seguida, a equação química da reação
do óxido de cobre(II) com a solução aquosa de ácido sulfúrico. Admitindo
rendimento de 100%, calcule a massa de sulfato de cobre penta-hidratado obtida a
partir de 22,1 g de malaquita.
Questão 11 - (UNESP SP/2016)
O metanol, CH3OH, é uma substância de grande importância para a indústria
química, como matéria-prima e como solvente. Esse álcool é obtido industrialmente
pela reação entre os gases CO e H2, conforme a equação:
CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (g) = –103 kJ/mol de metanol
Para realizar essa reação, os gases reagentes, misturados na proporção
estequiométrica e em presença de catalisador (geralmente prata ou cobre), são
comprimidos a 306 atm e aquecidos a 300 ºC. Nessas condições, o equilíbrio
apresenta um rendimento de 60% no sentido da formação de metanol.
Escreva a expressão da constante Kp desse equilíbrio e explique o papel do
catalisador na reação entre os gases CO e H2. Com base no princípio de Le
Chatelier, justifique a importância da compressão desses gases para a produção de
metanol e explique o que aconteceria com o rendimento do equilíbrio no sentido da
formação de metanol, caso a reação ocorresse em temperaturas superiores a 300 ºC.
Questão 12 - (UNESP SP/2016)
Analise as fórmulas que representam as estruturas do retinol (vitamina A),
lipossolúvel, e do ácido pantotênico (vitamina B5), hidrossolúvel.
Com base na análise das fórmulas, identifique as funções orgânicas presentes em
cada vitamina e justifique por que a vitamina B5 é hidrossolúvel e a vitamina A é
lipossolúvel. Qual dessas vitaminas apresenta isomeria óptica? Justifique sua
resposta.
TEXTO: 2 - Comuns às questões: 13, 14
H
CH3H3C
CH3
CH3 CH3
OH
retinol
HO
H3C CH3 O
HN
O
OH
OHH
ácido pantotênico
Em um laboratório didático, um aluno montou pilhas elétricas usando placas
metálicas de zinco e cobre, separadas com pedaços de papel-toalha, como mostra a
figura.
Utilizando três pilhas ligadas em série, o aluno montou o circuito elétrico
esquematizado, a fim de produzir corrente elétrica a partir de reações químicas e
acender uma lâmpada.
Com o conjunto e os contatos devidamente fixados, o aluno adicionou uma solução
de sulfato de cobre (CuSO4) aos pedaços de papel-toalha de modo a umedecê-los e,
instantaneamente, houve o acendimento da lâmpada.
Questão 13 - (UNESP SP/2015)
Sabe-se que o aluno preparou 400 mL de solução de sulfato de cobre com
concentração igual a 1,00 mol L–1
. Utilizando os dados da Classificação Periódica,
calcule a massa necessária de sal utilizada no preparo de tal solução e expresse a
equação balanceada de dissociação desse sal em água.
Questão 14 - (UNESP SP/2015)
A tabela apresenta os valores de potencial-padrão para algumas semirreações.
Considerando os dados da tabela e que o experimento tenha sido realizado nas
condições ambientes, escreva a equação global da reação responsável pelo
acendimento da lâmpada e calcule a diferença de potencial (ddp) teórica da bateria
montada pelo estudante.
Questão 15 - (UNESP SP/2015)
A indústria de doces utiliza grande quantidade de açúcar invertido para a produção
de biscoitos, bolos, bombons, dentre outros produtos. O açúcar invertido consiste
em um xarope transparente, isento de odores, com poder edulcorante maior que o
da sacarose e é obtido a partir da reação de hidrólise ácida ou enzimática, de acordo
com a equação:
Em uma reação de hidrólise enzimática, inicialmente, a concentração de sacarose
era de 0,12 mol L–1
. Após 10 h de reação, a concentração caiu para 0,06 mol L–1
e, após 20 h de reação, a concentração caiu para 0,03 mol L–1
. Determine a meia-
vida da reação e a velocidade média de consumo da sacarose, em mol L–1
min–1
,
no intervalo entre 600 e 1 200 min.
TEXTO: 3 - Comuns às questões: 16, 17
Chama-se titulação a operação de laboratório realizada com a finalidade de
determinar a concentração de uma substância em determinada solução, por meio do
uso de outra solução de concentração conhecida. Para tanto, adiciona-se uma
solução-padrão, gota a gota, a uma solução-problema (solução contendo uma
substância a ser analisada) até o término da reação, evidenciada, por exemplo, com
uma substância indicadora. Uma estudante realizou uma titulação ácido-base típica,
titulando 25,0 mL de uma solução aquosa de Ca(OH)2 e gastando 20,0 mL de uma
solução padrão de HNO3 de concentração igual a 0,10 mol · L–1
.
Questão 16 - (UNESP SP/2015)
Para preparar 200 mL da solução-padrão de concentração 0,10 mol L–1
utilizada na
titulação, a estudante utilizou uma determinada alíquota de uma solução
concentrada de HNO3, cujo título era de 65,0% (m/m) e a densidade de 1,50 g mL–
1. Admitindo-se a ionização de 100% do ácido nítrico, expresse sua equação de
ionização em água, calcule o volume da alíquota da solução concentrada, em mL, e
calcule o pH da solução-padrão preparada.
Dados:
• Massa molar do HNO3 = 63,0 g mol–1
• pH = – log [H+]
Questão 17 - (UNESP SP/2015)
Utilizando os dados do texto, apresente a equação balanceada de neutralização
envolvida na titulação e calcule a concentração da solução de Ca(OH)2.
frutose6126
glicose6126
rcatalisado
sacarose2112212 OHC OHCOH OHC
Questão 18 - (UNESP SP/2015)
Em um laboratório, nas condições ambientes, uma determinada massa de carbonato
de cálcio (CaCO3) foi colocada para reagir com excesso de ácido nítrico diluído. Os
valores do volume de gás liberado pela reação com o transcorrer do tempo estão
apresentados na tabela.
Escreva a equação balanceada da reação e calcule a velocidade média da reação, em
mol min–1
, no intervalo entre 1 minuto e 3 minutos.
Dado:
• Volume molar do CO2 nas condições ambientes = 25,0 L mol–1
GABARITO:
1) Gab:
a) Porque a solução nutritiva é salina, logo, contém íons livres.
Para 1 L de solução:
1 mol KNO3 –––– 1 mol N
1 mmol –––– 1 mmol N
1 mol Ca(NO3)2 –––– 2 mol N
0,39 mmol –––– 0,78 mmol N
1 mol NH4H2PO2 –––– 1 mol N
0,26 mmol –––– 0,26 mmol N
A quantidade do elemento N em um litro de solução é:
1 mmol + 0,78 mmol + 0,26 mmol = 2,04 mmol
b) Quando o pH da solução varia de 6 para 4, a concentração de íons H+ varia em
100 vezes, pois:
pH = 4 [H+] = 10
–4 mol/L
pH = 6 [H+] = 10
–6 mol/L
Razão:
Então [H+] [OH
–] = 10
–14
[H+] = 10
–6 mol/L, então [OH
–] = 10
–8 mol/L
[H+] = 10
–4 mol/L, então [OH
–] = 10
–10 mol/L
Para 1 L de solução, haverá 10–8
mol de OH– na solução inicial e 10
–10 mol de
OH– na solução final.
2) Gab:
a) O eletrodo em que ocorre a redução é o cátodo, sendo o polo (+) da pilha.
b) Zn + Ag2 + H2O 2 Ag + Zn(OH)2
1 mol –––– 1 mol –––– 2 mol
65,4g –––– 232g –––– 216g
2,32g –––– x
100L/mol10
L/mol106
4
Razão
x = massa de prata = 2,16 g
3) Gab:
a) A função orgânica comum a todas as substâncias é o ácido carboxílico.
Aspirina possui anel aromático.
b) A alanina apresenta corabono quiral. Já a substância de menor solubilidade em
água é a vitamina A.
4) Gab:
O processo de separação da água e dos sais é a cristalização fracionada e a
propriedade específica que permite a separação dos componentes envolvidos é a
solubulidade dos sais.
Equação de formação do hidróxido de magnésio:
Aquecimento do hidróxido de magnésio:
Formação do cloreto de magnésio a partir do MgO(s):
Eletrólise ígnea do cloreto de magnésio:
5) Gab:
De acordo com enunciado, a proporção em mols entre I2 e dipirona é de 1 para 1.
1I2 _______________1 Dipirona
Cálculo da massa de dipirona:
mdipirona = ndipirona Mdipirona
mdipirona = 1,4225 10–3
mol
28,0g232
g4,65
m
m
OAg
Zn
2
)s()OH(Mg)aq(OH2)aq(Mg 22
O(g)Hs)(MgOs)()OH(Mg 22
)(OH1)aq(MgC1)aq(HC2s)(MgO1 22 ll l
)(Mge2)(Mg:catodo
)(Cl)(Mgs)(MgC
02
2
ll
lll
)g(C)(Mgs)(MgC:global
e2)g(C)(C2:anodo
22
2
lll
lll
2I2I2I VMn
L1045,28L
mol050,0n 3
2I
2
32I I de mol104225,1n
dipirona de mol 104225,1 3
mol
g351
dipirona de mg 499,3
dipirona de g3103,499
De acordo com enunciado, o comprimido está dentro dos padrões, visto que a
dosagem de 500 mg pode ter uma margem de 5% para mais ou para menos:
Erro percentual:
500mg_______________100%
0,7mg________________x%
x = 0,14%
6) Gab:
O miristato de isopropila pertence à função éster.
A reação de formação do miristato de isopropila é:
7) Gab:
8) Gab:
Equação balanceada da reação global:
Fe(s) + H2SO4(aq) + 7H2O(l) FeSO4 7H2O(s) + H2(g)
Rendimento de 75,0%
V 44,0ºE
9) Gab:
HCN(aq) + NaOH(aq) NaCN(aq) + H2O(l)
ou
HCN(aq) + Na+(aq) + OH
– (aq) Na
+(aq) + CN
–(aq) + H2O(l)
(1) HCN + OH– CN
– + H2O
(2) H+ + OH
– H2O
Ionização do HCN: HCN H+ + CN
–
Para obter o de ionização do HCN, devemos manter a primeira equação e
inverter a segunda equação e depois somá-las de acordo com a lei de Hess.
HCN + OH– CN
– + H2O
H2O H+ + OH
–
HCN H+ + CN
–
10) Gab:
Equação química do aquecimento a seco da malaquita:
Cu2(OH)2CO3 (s) 2 CuO (s) + CO2 (g) + H2O (g)
Equação química da reação do óxido de cobre (II) com a solução aquosa de ácido
sulfúrico:
CuO (s) + H2SO4 (aq) CuSO4(aq) + H2O (l)
Cálculo da massa do sal hidratado a partir de 22,1 g de malaquita.
Evaporando a solução aquosa de CuSO4, obtemos:
CuSO4 (aq) CuSO4 5 H2O (s)
Todo átomo de cobre proveniente da malaquita vai se incorporar no sal hidratado,
portanto, temos:
Cu2(OH)2CO3 2 CuSO4 5 H2O
1 mol 2 mol
As massas molares em g/mol utilizadas são:
Cu: 63,5, H: 1, O: 16, C: 12, S: 32.
Cu2(OH)2CO3: M = 221 g/mol
CuSO4 5 H2O: M = 249,5 g/mol
Cu2(OH)2CO3 2 CuSO4 5 H2O
221 g ____ 2 . 249,5g
22,1 g ____ x
x = 49,9 g
11) Gab:
CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (g)
kcal9,2H
kcal9,2H
forte
base
kcal3,13H
forte
ácido
forte
base
?H
H
kcal9,2H
kcal3,13H
kcal4,10H
2HCO
OHCH
p
2
3
PP
PK
Um catalisador aumenta igualmente a velocidade em ambos os sentidos da reação
com a diminuição da energia de ativação, portanto, o equilíbrio será atingido mais
rapidamente sem modificar a com posição da mistura em equilíbrio.
O princípio de Le Chatelier prediz que, quando uma reação em equilíbrio é
comprimida ocorrerá um deslocamento no sentido da contração do volume gasoso
(diminui a quantidade em mols dos gases) para minimizar o aumento da pressão no
sistema.
CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (g)
3V 1V
O aumento da pressão desloca no sentido do CH3OH aumentando o rendimento da
reação.
CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (g)
= –103 kJ/mol de metanol
Aumentando a temperatura (superior a 300ºC) o equilíbrio se desloca no sentido
endotérmico (CO e H2) diminuindo o rendimento da reação embora a velocidade do
processo aumente devido ao aumento da temperatura.
12) Gab:
A vitamina B5 apresenta grupos altamente polares
que fazem ligações de hidrogênio com as moléculas polares da água promovendo a
dissolução da vitamina B5 na água (hidrossolúvel).
Na vitamina A predomina a cadeia hidrocarbônica que é apolar, propiciando a
interação com as moléculas praticamente apolares dos lipídios e consequentemente
a sua dissolução nesses compostos (lipossolúvel).
A vitamina B5 apresenta isomeria óptica, pois possui um átomo de carbono quiral
(C*).
13) Gab: Massa: 63,8 g de CuSO4 ; equação: CuSO4(aq) Cu2+
(aq) + SO (aq)
14) Gab: Equação: Cu2+
(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+
(aq) ; ddp: 3,3 V
15) Gab: meia-vida da reação: 10 h ; v(sacarose) = 5 10–5
molL–1min
–1
16) Gab:
endo
exo
H
OH, NH
H
24
Equação de ionização:
HNO3(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + NO
–3(aq) ou HNO3(aq) H
+(aq) + NO
–3(aq)
Volume da alícota da solução concentrada: 1,29 mL
pH = 1
17) Gab:
Ca(OH)2(aq) + 2HNO3(aq) Ca(NO3)2(aq) + 2H2O(l)
0,04 mol/L
18) Gab:
CaCO3(s) + 2HNO3(aq) Ca(NO3)2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
vm = 0,003 mol/min
