Apostila Laboratorio Tq_2015_1 Alunos Final

BC0307

TRANSFORMAÇÕES

QUÍMICAS

APOSTILA DO CURSO

LABORATÓRIO

Santo André

2015

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ÍNDICE

CALENDÁRIO ACADÊMICO 2015_1 ......................................................................... 3

SOBRE OS EXPERIMENTOS DO LABORATÓRIO .. Erro! Indicador não definido.5

SEGURANÇA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO ............................. 5

BIBLIOGRAFIA – Para as atividades práticas da disciplina ....................................... 8

PRÁTICA 1 – Semelhante dissolve semelhante? ....................................................... 9

PRÁTICA 2 – Produzindo um air-bag ....................................................................... 26

PRÁTICA 3 – Aquecendo a água em um camping ................................................... 35

PRÁTICA 4 – Velocidade das reações ..................................................................... 45

3

CALENDÁRIO ACADÊMICO 2015_1

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CRONOGRAMA - 1º. QUADRIMESTRE DE 2015

* O Professor de Laboratório poderá alterar as datas para Avaliação do Caderno. Mantenha o Caderno sempre organizado.

VÍDEOS EXPLICATIVOS DAS AULAS PRÁTICAS: https://drive.google.com/folderview?id=0B0ju-TYWu-HPb3g5dXhHRDdEUzg&usp=sharing

SEMANA ATIVIDADES

1 (02/02) Apresentação das práticas e das regras do laboratório

2 (09/02) Preparação da Prática 1.

3 (23/02) PRÁTICA 1: Semelhante Dissolve Semelhante?


5 (09/03) PRÁTICA 2: Produzindo um air-bag


Avaliação do CADERNO – Práticas 1 e 2*

7 (23/03) PRÁTICA 3: Aquecendo água em um camping

8 (30/03) Preparação da Prática 4

9 (06/04) PRÁTICA 4: Velocidade das reações

10 (13/04) Prova Prática

Avaliação do CADERNO – Práticas 3 e 4*.

11 (17/04) Divulgação do Conceito de Laboratório.

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SOBRE OS EXPERIMENTOS

Os experimentos propostos para a disciplina Transformações Químicas

poderiam ser classificados como “investigativos”.

Neste tipo de experimento, a proposta é que os alunos do grupo resolvam um

desafio proposto estudando a teoria relacionada ao tema, definindo o roteiro

experimental a ser realizado e analisando os resultados obtidos para responder uma

questão apresentada.

Nos quatro experimentos a serem realizados apresentaremos um desafio que

envolve conhecimentos teóricos e um desafio que envolve o uso destes

conhecimentos na elaboração de um “artefato tecnológico” ou de um processo

industrial.

AVALIAÇÃO

A avaliação do laboratório consistirá na análise do CADERNO DE

LABORATÓRIO e de uma PROVA PRÁTICA. O conceito final de laboratório será a

combinação do conceito obtido pelo aluno em seu caderno de laboratório e do

conceito obtido por este na prova prática.

O caderno de laboratório será elaborado por cada aluno, de acordo com as

discussões e procedimentos realizados em grupo, e deverá conter as anotações da

preparação de cada experimento, os procedimentos realizados durante a prática e as

respostas para as questões apresentadas ao final de cada roteiro.

A avaliação do caderno será realizada individualmente ou por amostragem, a

critério do professor responsável. Na análise por amostragem, o professor avaliará

apenas um ou dois cadernos de cada grupo, escolhendo ao acaso o aluno que terá

seu caderno avaliado. O conceito atribuído ao(s) caderno(s) analisado(s) será

aplicado a todos os alunos do mesmo grupo, independentemente da qualidade (maior

ou menor) e do “esforço” do aluno escolhido para representar o grupo. Assim, os

alunos do grupo devem trabalhar em equipe para manter todas as informações

atualizadas em todos os cadernos. Ao final dos quatro experimentos, cada aluno do

grupo terá um único conceito para o caderno, oriundo da combinação das avaliações

realizadas pelo professor nos quatro experimentos.

Os alunos que não comparecem no dia da preparação e/ou no dia da execução

de um experimento ficará com conceito “F” para o referido experimento. Em caso de

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falta justificada, como descrito no Art 2º da Resolução CONSEPE UFABC número

181, de 23 de outubro de 2014, o conceito de caderno de laboratório do aluno será

realizado pela combinação dos conceitos dos experimentos em que o aluno esteve

presente tanto na preparação como na execução.

A prova prática consistirá de um desafio a ser realizado em grupo. O desafio

proposto estará relacionado com os conteúdos e com as atividades práticas que foram

realizadas ao longo dos quatro experimentos do quadrimestre. Os grupos poderão ser

reagrupados pelo professor no dia da avaliação, ou seja, não necessariamente serão

formados pelos mesmos alunos que trabalharam ao longo do quadrimestre (mais um

fator para manter o caderno de laboratório atualizado, já que este poderá ser

consultado ao longo da prova). O conceito obtido pelo grupo na prova prática será

atribuído igualmente aos todos os alunos do grupo.

Os alunos que não comparecem no dia da prova prática ficarão com conceito

“F” para esta parte. Em caso de falta justificada, como descrito no Art 2º da Resolução

ConsEPE UFABC número 181, de 23 de outubro de 2014, o aluno realizará uma prova

escrita com questões relacionadas as atividades relacionadas no laboratório no

quadrimestre, em dia e horário a ser informado pelo professor.

Assim, ao final do quadrimestre, cada aluno da turma terá um conceito do

caderno e um conceito da prova prática. Estes dois conceitos serão usados na

definição do Conceito de Laboratório, que será obtido pela combinação de ambos,

com ponderação de 1:1, ou seja, o conceito final de laboratório (Clab) será determinado

por:

Claboratório = (Ccaderno + Cprática)/2

O conceito final obtido pelo aluno no laboratório comporá o Conceito Final de

Transformações Químicas conforme instruções da disciplina.

IMPORTANTE! É expressamente proibido tirar cópia de cadernos de outros

alunos. Em casos como este será atribuído conceito “F” final ao aluno.

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SEGURANÇA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO

Leia integralmente o Guia de Segurança, Experimentos e Atividades (3ªed.) da

disciplina de Base Experimental das Ciências Naturais.

Destacamos:

Segurança

Conheça a localização dos chuveiros de emergência, extintores e lavadores de

olhos.

Use sempre avental, mantenha os cabelos presos e use calçados fechados,

mesmo na aula reservada para o preparo da prática seguinte;

Os óculos são obrigatórios!

Usar a capela sempre que possível;

Nunca pipete com a boca, não cheire, nem experimente os produtos químicos;

Comes e bebes, só fora do laboratório;

Consulte o professor cada vez que notar algo anormal ou imprevisto;

Comunique qualquer acidente, por menor que seja ao professor;

Se utilizar chama, mantenha longe de qualquer reagente!

Nunca brinque no laboratório;

Evite o contato de qualquer substância com a pele;

Nunca aqueça o tubo de ensaio, apontando a extremidade aberta para um

colega ou para si mesmo.

Cuidado ao aquecer vidro em chama: o vidro quente tem exatamente a mesma

aparência do frio.

Procedimentos gerais

Siga rigorosamente as instruções fornecidas pelo professor.

Pesquise sempre a toxicidade dos reagentes antes das práticas.

Nunca abra um recipiente de reagente antes de ler o rótulo.

Evite contaminar reagentes, nunca retorne o excedente aos frascos de origem.

Adicione sempre ácidos à água, nunca água a ácidos.

Não coloque nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos.

Não coloque resíduos de solventes na pia ou ralo; há recipientes apropriados

para isso.

Não atire vidro quebrado no lixo comum. Deve haver um recipiente

específico para fragmentos de vidro.

Verifique se as conexões e ligações estão seguras antes de iniciar uma

reação/destilação

Ao terminar a prática, lave o material utilizado e deixe-o em ordem

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BIBLIOGRAFIA – Para as atividades teóricas e práticas da disciplina

Fundamentos teóricos e detalhes experimentais

1. Peter Atkins e Loretta Jones, Princípios de Química, Questionando a vida e o meio

ambiente, Bookman, Porto Alegre, 5ª Ed, 2011.

2. John Kotz, Paul Treichel e Gabriela Weaver Química Geral e Reações Químicas,

Vol. 1 e 2, Cengage Learning, São Paulo, 2010.

3. James E. Brady, Joel W. Russell e John R. Holum, Química - a Matéria e Suas

Transformações, 5ª ed, Volume 1 e 2, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2012.

4. Steve Murov and Brian Stedjee, Experiments and exercises in basic chemistry, 7th

ed, John Wiley & Sons Inc., New York, 2008.

5. Alda M. Pawlowsky, Eduardo L. Sá, Iara Messerschmidt, Jaísa S. Souza, Maria A.

Oliveira, Maria R. Sierakowski, Rumiko Suga, Experimentos de Química Geral, 2ª Ed,

UFPR, disponível em:

http://www.quimica.ufpr.br/nunesgg/Experimentos%20de%20Quimica%20Geral.pdf

6. Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten, Química, a Ciência

Central, 9ed., São Paulo: Pearson, 2007.

Informações técnicas (propriedades físicas, toxicidade, preço, nomenclatura)

1. CRC Handbook of Chemistry and Physics

2. Aldrich Handbook of Fine Chemicals and Laboratory Equipment

3. IUPAC Gold Book - http://goldbook.iupac.org/

4. Merck index

Bases de Dados/Referências

1. The Web os Science (www.isiknowledge.com)

2. SciELO - Scientific Electronic Library Online (www.scielo.org)

3. Sciencedirect (www.sciencedirect.com)

4. American Chemical Society (www.pubs.acs.org)

5. Royal Society of Chemistry (www.rsc.org)

Outras referências

- SYMYX-DRAW (software para edição de estruturas orgânicas) pode ser obtido

gratuitamente mediante registro no site www.symyx.com/micro/getdraw/

http://goldbook.iupac.org/

http://www.isiknowledge.com/

http://www.scielo.org/

http://www.sciencedirect.com/

http://www.pubs.acs.org/

http://www.rsc.org/

http://www.symyx.com/micro/getdraw/

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Prática 1

“Semelhante dissolve semelhante?”

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PRÁTICA 1 – Semelhante dissolve semelhante?

Quando um composto não dissolve em água, mas apresenta comportamento

diferente em meio ácido ou meio básico, obrigatoriamente ocorreu uma reação?

Tópicos relativos à aula: Ligações Químicas, Interações Moleculares, Reações

Químicas.

Introdução

Geralmente, ao se analisar a solubilidade de sais, uma interpretação bastante

simples é empregada: “semelhante dissolve semelhante”. Colocando em termos um

pouco mais apurados, esta frase significa: “Solvente polar dissolve composto polar.

Solvente apolar dissolve composto apolar”.

Esta simplificação “sobrevive”, em grande parte, pelo fato de que alguns

compostos empregados em nosso cotidiano satisfazem tal condição, como por

exemplo, quando se dissolve o sal de cozinha e o açúcar em água ou quando se usa

uma mistura de hidrocarbonetos como a “aguarráz” para limpar a mão com graxa.

Entretanto, esta interpretação não encontra suporte na teoria atual sobre a

estrutura atômica e sobre o modelo de ligação química, e é isto que verificaremos na

aula de hoje.

TAREFA 1: Semelhante dissolve semelhante?

Empregando os solventes e compostos disponibilizados para esta prática,

realize testes de solubilidade que demonstrem que:

1a) a interpretação “semelhante dissolve semelhante” é válida para o teste realizado

1b) a interpretação “semelhante dissolve semelhante” não explica o teste realizado

1c) a interpretação “semelhante dissolve semelhante” é contraditória para o teste

realizado.

Considerações: Para os testes de solubilidade, use entre 1 e 2 mL do solvente que

desejar analisar. Não precisa ser um volume exato. Coloque o solvente em um tubo

de ensaio. Adicione ao tubo uma pequena quantidade do composto que desejar

analisar (somente uma “ponta de espátula” para os sólidos finos e apenas uma

“bolinha” no caso do iodo (I2)). Se desejar aquecer a mistura, utilize um banho de água

quente disponível durante a aula.

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Materiais: Solventes e reagentes disponíveis para esta atividade:

Água

Etanol

Acetona

Hexano

I2

CaCO3

Na2CO3

CaCl2

CaSO4

CaO

Sacarose

Parafina

Ácido Salicílico

Glicina

Lisina

TAREFA 2: Quando um composto não dissolve em água, mas apresenta

comportamento diferente em meio ácido ou meio básico, obrigatoriamente ocorreu

uma reação? Considere os compostos que não se apresentaram solúveis em água no

teste anterior. Realize testes para verificar se a presença de um ácido ou de uma base

tem influência no resultado observado. Utilize para isso, ao invés da água, as soluções

de ácido clorídrico – 1,0 mol L-1 e hidróxido de sódio – 1,0 mol L-1.

Considerações: Verifique, nos casos em que houve uma mudança no comportamento

do composto após a adição de um meio básico e/ou básico, se ocorreu ou não uma

reação química. Você pode confirmar a ocorrência de uma reação química analisando

aspectos como mudança de cor, temperatura, liberação de gás, ou, quando não

ocorrem tais mudanças, pode tentar compreender o que ocorreu empregando alguns

testes com os solventes e compostos disponíveis para a aula.

TAREFA 3: “DESAFIO TECNOLÓGICO”

O desafio proposto ao grupo consiste em tratar uma “água dura”, que contém

excesso de cálcio e/ou magnésio, para que possa ser usada em equipamentos e

processos industriais.

A água para uso industrial requer um grau de pureza maior que o da utilizada

para consumo quando se trata da presença de íons cálcio e magnésio. Estes íons são

problemáticos pois podem formar sais ao longo dos processos industriais e incrustar

em tubulações, afetando o fluxo de fluidos e aumentando a pressão do sistema.

Seu grupo receberá 50 mL de uma amostra de água que contém excesso de

íons Ca2+, ou de íons Mg2+, ou de ambos. Usando qualquer dos materiais, solventes,

compostos e soluções disponibilizados para esta aula, além dos indicados abaixo,

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desenvolva um procedimento para tratar a água que seu grupo recebeu, obtendo ao

final do processo uma água livre destes íons e que possa ser usada na indústria.

Por meio de análises que identifiquem a presença dos íons Ca2+ e/ou Mg2+,

demonstre quais íons estavam presentes na água que seu grupo recebeu e que estes

íons foram removidos ao final do tratamento desenvolvido por seu grupo.

Materiais disponíveis para esta atividade: além de todos os outros já empregados

na aula e da estrutura presente no laboratório, como bico de Bunsen e suporte e funil

de filtração, estarão disponíveis as seguintes soluções 1,0 mol.L-1:

Ácido clorídrico – 4,0 mol L-1

Hidróxido de sódio – 4,0 mol L-1

EDTA

Carbonato de amônio

Ferrocianeto de potássio

Tiocianato de potássio

Oxalato de amônio

Fosfato de sódio

Considerações: Análises qualitativas têm por objetivo identificar íons ou moléculas

presentes em amostras desconhecidas. Neste caso, os componentes da mistura não

são quantificados, mas somente identificados. A identificação pode ser realizada pela

adição de reagentes que promovem reações específicas com íon ou a molécula a ser

identificada, reações estas que levam a formação de um precipitado, de um complexo

de coloração característica ou que provoquem outras alterações visíveis como uma

mudança de temperatura, liberação de gás, etc. Entretanto, nem sempre é possível

promover uma reação específica com o elemento a ser identificado já que outros íons

ou moléculas presentes na mistura podem interferir. Neste caso, mais do que um íon

ou molécula presente na mistura apresenta resultado “observável” similar quando

reagem com o reagente empregado para identificação. Portanto, a adição de um

reagente para identificação só pode ser realizada diretamente na mistura se a reação

ocorrer especificamente com o componente a ser identificado. Se não for este o caso,

um pré-tratamento é necessário para dividir as espécies da mistura, separando em

grupos distintos os componentes que apresentam reações similares com o reagente

de identificação a ser empregado.

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Tecnologias relacionadas a este desafio:

- https://www.youtube.com/watch?v=2T4WTEGgBT4

- http://www.licssuperagua.com.br/?menu=produtos&sub=condicionador_magnetico

- http://www.purewater.com.br/produtos/pureflux

- https://www.youtube.com/watch?v=_jVlGhKqdVo

Atividade pós-aula:

- Descreva em seu caderno a sequência de testes definida por seu grupo e as

conclusões realizadas ao longo da aula.

- Apresente, quando for o caso, as equações de dissociação dos compostos em água

e/ou as reações químicas observadas nos testes realizados.

- Interprete os resultados da solubilidade dos compostos nos solventes e soluções

estudadas com base em conceitos teóricos.

- Descreva os resultados obtidos por seu grupo no tratamento da “água dura”.

EXERCÍCIOS - PRÁTICA 1

1) Defina ligação iônica e ligação covalente.

2) Defina as interações intermoleculares tipo: dipolo-dipolo, dipolo-dipolo induzido, van

der Waals e ligação de hidrogênio.

3) Para cada situação apresentada a seguir, explicar se ocorre quebra de ligação química

ou somente mudança nas interações intermoleculares envolvendo moléculas, átomos ou íons:

a. A fusão de um bloco de gelo;

b. A dissolução de uma porção de etanol em água;

c. A quebra de sal grosso em sal refinado (cloreto de sódio);

4) Indique quais são os íons presentes na solução aquosa (e sua proporção em mols)

para cada um dos seguintes compostos: HCl, NaNO3, CaCl2, K2CO3, CH3COONa, NH4HCO3,

K2CrO4.

https://www.youtube.com/watch?v=2T4WTEGgBT4

http://www.licssuperagua.com.br/?menu=produtos&sub=condicionador_magnetico

http://www.purewater.com.br/produtos/pureflux

https://www.youtube.com/watch?v=_jVlGhKqdVo

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5) Calcule a concentração (em g.L-1 e em mol.L-1) das seguintes soluções aquosas:

a) 0,25 mol de cloreto de sódio em 250 mL de solução.

b) 102 g de sacarose (C12H22O11) em 500 mL de solução.

c) solução de ácido clorídrico a 36% (m/m), com densidade absoluta igual a 1,18 g.mL-1.

6) Que quantidade de água destilada deve ser adicionada a 25,0 mL de solução de

hidróxido de potássio 0,500 mol.L-1, para produzir uma solução de concentração igual a 0,350

mol.L-1?

7) A dureza alta causa turbidez na água e incrustações em equipamentos e nas

superfícies da piscina. Por outro lado, um valor muito baixo é crítico, pois pode haver

"corrosão" da argamassa e rejuntes, o que fatalmente desprenderá os azulejos. A faixa ideal

de dureza cálcica para piscinas é 200 a 400 ppm de CaCO3 . Calcule a dureza da água de

uma piscina que contem 0,003 mol.L-1 de íons de Cálcio e avalie se a quantidade é adequada

a piscina. Se não, como corrigir?

8) A solubilidade de sais inorgânicos geralmente é apresentada em gramas de soluto

dissolvido por 100 gramas de águas. Considerando o gráfico abaixo, responda:

a) Qual a solubilidade (em g/100g de água) do KCl a 70 oC? E do Pb(NO3)2 a 30 oC?

b) A 50 oC, qual dentre os sais de potássio apresentados é mais solúvel em água?

c) Porque sais com o mesmo ânion (Ex: NaCl, KCl, CaCl2) apresentam solubilidades

diferentes?

d) Pode-se verificar que os nitratos são bastante solúveis. Porquê?

e) O processo de dissolução do KCl é exotérmico ou endotérmico? E o do Ce2(SO4)3?

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9) Os processos de fermentação são usados pelo homem há muito tempo. A

fermentação alcoólica é um tipo de transformação realizada pela ação de microrganismos

(leveduras) sobre açúcares [por exemplo, a glicose: C6H12O6], produzindo etanol [CH3CH2OH]

e gás carbônico [CO2]. Com o intuito de identificar a produção de gás carbônico [CO2] nessa

transformação, um estudante construiu o sistema, conforme apresentado nas figuras a seguir.

Etapa inicial – tempo zero Etapa final – 4 horas depois

Adicionou 100ml de solução aquosa de açúcar (sacarose) e uma colher de sobremesa

de fermento biológico (contém leveduras) no frasco kitassato, o tampou com uma rolha, agitou

levemente e conectou uma mangueira de borracha no outro orifício. Essa mangueira foi

imersa no tubo de ensaio, o qual possui solução saturada e límpida de hidróxido de cálcio

[Ca(OH)2]. Deixou o sistema em repouso e, 4 horas depois, verificou que houve a formação

de precipitado branco no tubo de ensaio, posteriormente identificado como carbonato de

cálcio [CaCO3]. Considerando que as leveduras são capazes de quebrar as moléculas de

sacarose (dissacarídeo) em licose e frutose, e que estes são transformados em etanol e gás

carbônico, responda:

Fonte: Ferreira, E.C.; Montes, R. A química da produção de bebidas alcoólicas, Química Nova na Escola, n.10, 1999.

a) A fermentação alcoólica é um tipo de transformação química? Justifique a sua resposta e

escreva a equação balanceada.

b) Houve alguma reação química no tudo de ensaio? Justifique a sua resposta com a

identificação de possíveis evidências e com o uso de equações balanceadas.

c) Este experimento, construído pelo aluno, permitiu a identificação do gás carbônico

produzido na fermentação alcoólica? Justifique sua resposta.

d) Em outro experimento, posterior a este, esse mesmo aluno assoprou, com o uso de um

canudo plástico, dentro de uma solução saturada e límpida de hidróxido de cálcio. Como

resultado, verificou a formação de precipitado branco e concluiu que expiramos (eliminamos

pela respiração) gás carbônico. Você concorda com a conclusão do aluno? Esse resultado

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poderia ser utilizado para confirmar a formação de carbonato de cálcio no experimento da

fermentação alcoólica? Justifique.

10) O cloreto de sódio, NaCl, é um sólido iônico que apresenta alta solubilidade em

água; o ácido clorídrico, HCl, é um ácido forte; e hidróxido de sódio, NaOH, é uma base forte.

Numa aula experimental de química, um aluno misturou volumes iguais de soluções de

concentrações iguais de ácido clorídrico e hidróxido de sódio. Considerando esse

procedimento, responda:

a) foi possível o aluno visualizar a ocorrência de uma transformação química nessa mistura?

b) houve a formação de novo(s) produto(s)? Justifique sua resposta com o uso de equação

química balanceada.

c) desenhe, com o uso do modelo de esferas que representam os átomos (apresentar

legenda), uma representação microscópica, com a indicação das forças intermoleculares

possíveis:

a) solução de ácido clorídrico;

b) solução de hidróxido de sódio; e

c) solução final obtida pela mistura de volumes iguais, e de mesma concentração, de solução

de HCl e de NaOH.

d) Que fatores poderiam interferir na solubilidade de NaCl em água?

11) Uma pessoa logo após acrescentar açúcar mascavo (sacarose) à água gaseificada

(contém gás carbônico dissolvido na água) observou grande efervescência na mistura. Devido

à imediata e acelerada liberação de gás, acreditou ter observado um exemplo de

transformação química. Você concorda com a explicação dada? Justifique.

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QUESTÕES DE CONCURSOS PÚBLICOS – PRÁTICA 1

Questão 1: CESGRANRIO - Assis Tec (INEA)/INEA/Técnico em Laboratório/2008

Na figura acima, as letras A, B e C representam, respectivamente:

a) solução + solvente = soluto

b) solvente + soluto = solução

c) sólido + líquido = solvente

d) soluto + solução = solvente

e) soluto + solvente = solução

Questão 2: CESGRANRIO - Assis Tec (INEA)/INEA/Técnico em Química/2008

Qual das considerações a seguir NÃO se refere ao sistema de separação

apresentado na figura?

a) A primeira fração da mistura a deixar o funil pertence ao líquido com menor

densidade.

b) A água e o clorofórmio são imiscíveis e formam um sistema bifásico.

c) O sistema é utilizado para a separação de misturas heterogêneas.

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d) O sistema é o de Decantação Fracionada.

e) Os equipamentos que compõem o sistema são: A = funil de decantação; B = becher;

C = haste universal; D = argola (para suporte do funil).

Questão 3: CETRO - Ana Mun (Manaus)/Pref Manaus/Ambiental/Químico/2012

Os processos de separação são utilizados para obtenção de um componente de uma

mistura homogênea ou heterogênea. Analisando os métodos de filtração de

substâncias químicas, assinale a alternativa incorreta.

a) A filtração a vácuo utiliza o aparelho kitassato.

b) A filtração simples coleta o material filtrado em um material poroso.

c) A filtração é utilizada quando se deseja fazer uma separação entre sólido e líquido.

d) A filtração a vácuo é utilizada quando o processo de filtração é muito moroso, a fim

de agilizar o procedimento.

e) A filtração, como a decantação, é um método de separação em que os sólidos

contidos na solução encontram-se em suspensão.

Questão 4: CESGRANRIO - Ana Amb (INEA)/INEA/Eng. Seg. do Trabalho/2008

O método físico de tratamento de efluentes líquidos que promove por colisão a

aglomeração de partículas pequenas, com vistas a aumentar a eficiência do processo

de decantação gravitacional, denomina-se

a) equalização

b) decantação

c) floculação

d) filtragem

e) flotação

Questão 5: FGV - Assis Tec (INEA)/INEA/Técnico em Química/2013

Um dos métodos de separação de misturas utilizado em laboratório é a filtração

a vácuo, cuja aparelhagem está representada na figura a seguir.

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Esse método de separação é aconselhável para separar uma mistura formada

por

a) solução alcóolica de hidróxido de potássio.

b) tetracloreto de carbono e iodo metálico.

c) solução aquosa de sulfato de sódio.

d) água e cloreto de prata.

e) água e éter.


O limoneno é um terpeno de fórmula molecular C10H16 encontrado principalmente nas

cascas de limões e laranjas. Este composto tem sido utilizado como flavorizante na

fabricação de doces e também como solvente biodegradável.

Em laboratório a extração do limoneno pode ser realizada utilizando a aparelhagem a

seguir:

A técnica que utiliza esta aparelhagem é denominada

a) extração fracionada.

b) extração com Soxhlet.

c) extração com Claisen.

d) extração supercrítica.

e) extração com arraste de vapor.

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No dia a dia, são utilizados diversos métodos de separação de misturas

heterogêneas. Considerando as misturas heterogêneas e os respectivos métodos de

separação, analise as proposições abaixo.

I. Água e óleo – decantação.

II. Água e pó de café – filtração.

III. Roupa e água – evaporação.

É correto o que se afirma em

a) I, II e III.

b) I apenas.

c) III apenas.

d) I e II, apenas.

e) II e III, apenas.


Um dos principais ingredientes utilizados na culinária é o sal de cozinha, obtido

em minas naturais ou através da evaporação da água do mar. É composto de uma

mistura de sais, sendo o cloreto de sódio (NaCl) o seu principal constituinte. A ligação

NaCl é uma ligação entre metal e ametal. Esta ligação é classificada como

a) covalente.

b) iônica.

c) metálica.

d) coordenada.

e) molecular.

Questão 9: FGV - Assis Tec (INEA)/INEA/Técnico Ambiental/2013

Analise os compostos a seguir.

I. Al (OH)3

II. HBr

III. BaCO3

Assinale a alternativa que indica a denominação correta desses compostos.

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a) Superóxido de alumínio, ácido bromídrico e carboneto de bário.

b) Superóxido de alumínio, ácido bromoso e carbonato de bário.

c) Hidróxido de alumínio, ácido brômico e carboneto de bário.

d) Hidróxido de alumínio, ácido bromídrico e carbonato de bário.

e) Hidróxido de alumínio, ácido bromídrico e carboneto de bário.


Assunto:

Observe os seguintes produtos representados pelas suas respectivas fórmulas

químicas:

Fe(OH)3 AsH3 Sb2O5 HNO3 NaCl

A função química de cada um destes produtos, respetivamente, é

a) Ácido, Sal, Óxido, Base, Sal.

b) Óxido, Hidreto, Óxido, Ácido, Base.

c) Base, Ácido, Sal, Óxido, Ácido.

d) Base, Ácido, Óxido, Hidreto, Sal.

e) Base, Hidreto, Óxido, Ácido, Sal.


HNO2 NH4NO2 H2SO3 Na2SO4 PbS

As espécies químicas apresentadas acima, respectivamente, são:

a) ácido nítrico, nitrato de amônio, ácido sulfuroso, sulfato de sódio, sulfeto de chumbo.

b) ácido nitroso, nitrito de amônio, ácido sulfídrico, sulfeto de sódio, sulfeto de chumbo.

c) ácido nitroso, nitrato de amônio, ácido sulfuroso, sulfato de sódio, sulfeto de

chumbo.

d) ácido nitroso, nitrito de amônio, ácido sulfuroso, sulfato de sódio, sulfeto de chumbo.

e) óxido nitroso, nitrato de amônio, ácido sulfuroso, sulfito de sódio, sulfato de chumbo.

Questão 12: FGV - Ana Amb (INEA)/INEA/Químico/2013

O tolueno pode ser classificado como moderadamente tóxico por inalação ou

ingestão; a exposição a elevados níveis desse composto pode evoluir para o coma. A

22

oxidação metabólica do tolueno pode produzir compostos excretados pelo organismo,

entre eles o representado a seguir.

As funções orgânicas presentes no composto são, respectivamente,

a) o ácido carboxílico e a amida.

b) o aldeído, a amida e o éster.

c) o ácido carboxílico e a amina.

d) a cetona, a amina e o álcool.

e) a cetona, o éster, o aldeído e o álcool.

Questão 13: CETRO - TRVS (ANVISA)/ANVISA/Área 1/2013

A presença do ácido málico garante o gosto amargo de algumas frutas, dentre elas

as maçãs-verdes. A fórmula estrutural desta substância é apresentada abaixo e na

mesma foram numerados os seus respectivos átomos de hidrogênio. Em relação a

esses últimos, assinale a alternativa que contém aqueles que são responsáveis pela

ionização da molécula quando colocada em meio aquoso.

a) 1 e 6

b) 2 e 3

c) 4 e 5

d) 1 e 2

e) 3 e 6


Em que proporção deve-se diluir uma solução de NaOH, de concentração 60g/l, para

transformá-la em solução de concentração 0,05 molar?

23

(Dados: H = 1; O = 16; Na = 23)

a) 10 vezes

b) 20 vezes

c) 30 vezes

d) 40 vezes

e) Depende do volume inicial da solução

Questão 15: - Ana Amb (INEA)/INEA/Químico/2013

Um químico possui no laboratório uma garrafa lacrada de ácido clorídrico p. a. com

as seguintes informações no rótulo:

Ácido clorídrico fumegante 37% m/m

Densidade (20ºC) : 1,19 g/cm3 (20ºC)

Para preparar 500 mL de solução 0,1 mol.L–1 a 20ºC, o volume necessário deste

ácido é aproximadamente de (Massas molares: H = 1g.mol–1; C = 35,5g.mol–1)

a) 3,1 mL.

b) 4,2 mL.

c) 12,0 mL.

d) 13,5 mL.

e) 18,3 mL.

Questão 16: - FGV - Ana Amb (INEA)/INEA/Químico/2013

Minerais contendo cálcio são a principal fonte deste íon em sistemas de água doce.

A dureza temporária da água está relacionada com a presença do íon Ca2+ e do íon

bicarbonato dissolvidos que podem participar do equilíbrio:

Ca2+ (aq) + 2HCO3

(aq) CaCO3 (s) + CO2(g) + H2O(l)

Considerando a formação do carbonato de cálcio neste equilíbrio endotérmica e o

Princípio de Le Chatelier, o procedimento utilizado para diminuir a dureza temporária

da água é o de:

a) aumentar a pressão.

b) adicionar um catalisador.

c) aumentar a temperatura.

24

d) retirar carbonato de cálcio.

e) adicionar dióxido de carbono.


O processo de recristalização, usado na purificação de sólidos, consiste na

dissolução do sólido em água quente até a saturação, e o posterior resfriamento da

solução até que o sólido se cristalize. O gráfico a seguir apresenta a variação, com a

temperatura, da solubilidade de alguns compostos em água.

O método de purificação descrito acima é mais eficiente e menos eficiente,

respectivamente, para

a) KNO3 e NaCl

b) KNO3 e KBr

c) NaCl e KNO3

d) NaCl e KBr

e) KBr e NaCl

Questão 18: - FUNRIO - Qui (SUFRAMA)/SUFRAMA/2008

A água dura é a água com a presença de cálcio e bicarbonato na água. Ela pode

ser eliminada através do procedimento de:

Ca2+ (aq) + 2HCO3

(aq) CaCO3 (s) + CO2(g) + H2O(l)

a) diluição da solução com água.

b) destilação da água.

c) dissolução de carbonato de cálcio na água.

d) diminuição da concentração de gás carbônico.

e) abaixamento da temperatura do sistema.

Questão 19: - Assis Tec (INEA)/INEA/Técnico em Química/2008

Considere as seguintes informações sobre as substâncias X, Y e Z, que foram

obtidas a 25 °C e 1 atm:

25

Substância

X Y Z

D(g/cm3) 2,1 0,4 0,7

PF(°C) 98 –240 –110

PE(°C) 186 –123 76

Solubilidade em água Insolúvel Insolúvel Solúvel

Analisando-se os dados da tabela, pode-se afirmar que:

I - o estado físico da substância Y é líquido, a temperatura ambiente;

II - a substância que apresenta menor pressão de vapor, a temperatura ambiente,

é X;

III - o processo mais adequado para separar uma mistura da substância Z com a

água, a temperatura ambiente, é a filtração;

IV - uma mistura das substâncias X , Z e água forma um sistema bifásico.

Estão corretas APENAS as afirmativas

a) I e II

b) I e IV

c) II e III

d) II e IV

e) I, II e III

GABARITO: 1-e, 2-a, 3-e, 4-c, 5-d, 6-b, 7-a, 8-b, 9-d, 10-e, 11-d, 12-a, 13-a, 14-c, 15-b , 16-d, 17-a, 18-c, 19-d

26

Prática 2

“Produzindo um Air-Bag”

27

PRÁTICA 2 – Produzindo um air-bag

Tópicos relativos à aula: Reações Químicas. Estequiometria.

Introdução

A compreensão do balanço de massa envolvido em uma transformação

química é fundamental para a determinação da quantidade de reagentes a serem

empregados e de produtos a serem obtidos. Em escala industrial, estes cálculos são

fundamentais para definir o custo da operação e os valores a serem atribuídos na

comercialização. Neste contexto, a representação do processo por meio da equação

química é o primeiro passo na realização dos cálculos, já que por meio desta podemos

definir as relações estequiométricas (em mol) entre as unidades reagentes e os

produtos formados.

TAREFA 1: Seu grupo deverá promover uma reação química com balanço de massa

adequado para gerar exatamente 300 mL de um gás.

Considerações: Seu grupo dispõe de um sistema como o apresentado no vídeo da

aula. Vocês deverão adicionar ao erlenmeyer um composto, no estado sólido, capaz

de reagir com o ácido clorídrico do interior do frasco e gerar um gás que será coletado

na proveta. O volume final de gás produzido deverá ser igual a 300 mL.

O composto a ser empregado, bem como a quantidade necessária deste para

gerar gás na quantidade estipulada (300 mL), será definido e obtido por seu próprio

grupo. Para isso, vocês deverão empregar qualquer combinação com os compostos

disponíveis na lista apresentada neste roteiro para produzir um sólido que depois será

reagido com o ácido clorídrico no interior do erlenmeyer.

Para obter o sólido, misture duas soluções aquosas dos compostos disponíveis

que produza um precipitado que, depois de filtrado, seja utilizado integralmente para

a geração do gás a ser coletado na proveta. Ao final do experimento, seu grupo deverá

tirar uma foto e demonstrar que o volume final obtido é de 300 mL.

28

Materiais:

Lista de materiais disponíveis por grupo:

- 03 béqueres

- proveta e béquer de plástico

- 01 baqueta vidro

- 01 funil de vidro

- Erlenmeyer

- HCl (ácido clorídrico)

- filtro de papel

- suporte universal

- argola de metal

- rolha, mangueira, saco plástico

Lista de sólidos disponíveis para a aula e que podem ser usados por qualquer grupo:

- MgCl2

- NaSO4

- Na2CO3

- NaOH

- CuSO4

- KI

- FeCl3

- CaO

- CaSO4

TAREFA 2: “DESAFIO TECNOLÓGICO”

Seu grupo deverá empregar o gás gerado em uma reação química para encher

um air bag e amortecer o impacto de uma colisão. Esta etapa tem por objetivo

demostrar as dificuldades a serem superadas para se transformar um conhecimento

científico em um artefato tecnológico.

Considerações: Seu grupo dispõe de um sistema como o apresentado no vídeo da

aula. Vocês deverão adicionar ao erlenmeyer um composto, no estado sólido, capaz

de reagir com o ácido clorídrico do interior do frasco e gerar um gás a ser coletado no

saco preso na lateral do frasco. O composto será disponibilizado ao grupo somente

no dia da prática. Depois de informada a composição do composto, cada grupo deverá

calcular a quantidade necessária deste para encher o air bag pela geração do gás da

reação com o ácido clorídrico.

O volume final de ar dentro do saco deverá ser estipulado pelo seu grupo antes

de realizar a reação. O saco deverá ser capaz de absorver o impacto do objeto de

modo similar ao demonstrado no vídeo da aula.

29


- https://www.youtube.com/watch?v=NCjVS_-6hYs

- http://channel.nationalgeographic.com/channel/videos/airbag-technology/

- http://www.toyota-global.com/innovation/safety_technology/safety_technology/

technology_file/passive/airbag.html

- http://www.alpinestars.com/tech-air


- Apresente as equações químicas e os cálculos realizados pelo grupo.

- Cole uma foto dos resultados finais em seu caderno.

EXERCÍCIOS – PRÁTICA 2

1) Defina uma reação química e cite algumas manifestações

macroscópicas que podem acompanhar as transformações químicas.

2) Balanceie as seguintes reações. Indique os estados físicos de cada

produto formado. Classifique-as como reação de formação de sólidos (precipitação),

liberação de gás ou reação ácido-base. Apresente o nome de todos os compostos

envolvidos na reação.

a) K2CO3(aq) + Cu(NO3)2(aq) → CuCO3 + KNO3

b) Pb(NO3)2(aq) + HCl(aq) → PbCl2 + HNO3

c) MgCO3(aq) + HCl(aq) → MgCl2 + H2O + CO2

d) MnCl2(aq) + Na2S(aq) → MnS + NaCl

e) K2CO3(aq) + ZnCl2(aq) → ZnCO3 + KCl

f) Fe(OH)3(aq) + HNO3(aq) → Fe(NO3)3 + H2O

https://www.youtube.com/watch?v=NCjVS_-6hYs

http://channel.nationalgeographic.com/channel/videos/airbag-technology/

http://www.toyota-global.com/innovation/safety_technology/safety_technology/%20technology_file/passive/airbag.html

http://www.toyota-global.com/innovation/safety_technology/safety_technology/%20technology_file/passive/airbag.html

http://www.alpinestars.com/tech-air

30

3) O ácido fluorídrico, HF, não pode ser estocado em garrafas de vidro

porque reage com os silicatos presentes no vidro. O silicato de sódio (Na2SiO3), por

exemplo, reage da seguinte maneira (reação não balanceada):

Na2SiO3 (s) + HF (aq) → H2SiF6 (aq) + NaF (aq) + H2O (l)

a) Qual a quantidade em mols de HF necessária para reagir com 0,7 mol de Na2SiO3.

b) Quantos gramas de NaF são formados quando 0,75 mol de HF reagem com um

excesso de Na2SiO3?

c) Quantos gramas de Na2SiO3 não necessários para reagir com 0,8g de HF?

4) O hidróxido de alumínio reage com ácido sulfúrico como a seguir (reação

não balanceada):

Al(OH)3(s) + H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + H2O(l)

a) Qual é o reagente limitante quando 0,45 mol de Al(OH)3 reagem com 0,55 mol de

H2SO4?

b) Qual a quantidade de mol de Al2(SO4)3 pode ser formada nesta condições?

c) Qual a quantidade de mol do reagente em excesso sobra após a reação se

completar?

5) Uma amostra (100 g) de calcário composta de carbonato de cálcio e

carbonato de magnésio foi reagida com ácido clorídrico em excesso. O gás obtido

desse processo foi recolhido convenientemente e sua massa total foi de 46,5 g. Com

base nestes dados, determine a porcentagem em massa de cada carbonato na

amostra inicial.

31



Um sólido quebradiço que possui altas temperaturas de fusão e de ebulição,

estruturas cristalinas regulares e apresenta interação coulômbica pode ser

representado pela fórmula

a) CaCO3.

b) C (grafite).

c) P4O10.

d) Na (metálico).

e) C6H12O6.

Questão 2: CETRO - TRVS (ANVISA)/ANVISA/Área 1/2013

Observe o esquema abaixo e, em seguida, analise as assertivas.

I. Ocorrerá uma reação química do tipo “dupla-troca”.

II. Não haverá o desprendimento de Cl2(g) ou O2(g).

III. A mistura das soluções será apenas um fenômeno físico.

IV. Haverá a formação de um precipitado.

V. Não ocorrerá reação, pois não será possível a formação de um precipitado.

É correto o que se afirma em

a) I, apenas.

b) I e IV, apenas.

32

c) II, III e V, apenas.

d) III, IV e V, apenas.

e) I, III e V, apenas.


Examine as reações abaixo, considerando que as reações ocorrem com 100%

de rendimento.

C(s) + O2(g) → CO2(g)

CO2(g) + Ba(OH)2 (aq) → Substância I

S(s) + 3/2O2(g) → SO3(g)

SO3(g) + H2O(liq) → Substância II

Substância I + Substância II → Substância III

Nestas reações, correspondem às substâncias I, II e III, respectivamente:

a) BaCO3, H2SO3, BaSO3

b) BaCO3, H2SO4, BaSO4

c) Ba2CO3, H2SO4, BaSO4

d) Ba2CO3, H2SO3, Ba2SO3

e) BaCO2, H2S, BaS

Questão 4: FCC - Ana MPU/MPU/Pericial/Engenharia Química/2007

Um grupo de contaminantes muito perigoso para a saúde do ser humano é o

das dioxinas. Considerando que a quantidade máxima tolerável de dioxinas presente

nas gorduras encontradas em queijos são 3 ppt e que, em média, um quilo de queijo

possui entre 180 g e 400 g de gorduras, determine quais das amostras de queijo,

apresentadas abaixo, são impróprias para consumo humano.

33

a) São impróprias as amostras b e e.

b) São impróprias as amostras a, b e c.

c) Apenas a amostra c é imprópria.

d) Todas as amostras são impróprias.

e) São impróprias as amostras a e e.


Calcule a vazão volumétrica de ar (em L/min a 300 K e 1 atm) necessária para

obter-se a combustão completa de uma mistura com vazão molar de 10 mol/min com

40% (mol/mol) de etano e 60% (mol/mol) de propano. Considere que o ar é uma

mistura de gases ideais contendo 20% de oxigênio em porcentagem molar. Dados: R

= 0,082 atm.L/(molK)

a) 714 L/min.

b) 1046 L/min.

c) 4836 L/min.

d) 5043 L/min.

e) 5412 L/min.


O Ferro metálico (Fe) pode ser obtido a partir da redução de um óxido de ferro,

como a hematita (Fe2O3), utilizando um agente redutor como o monóxido de carbono.

Se 80 toneladas de uma amostra de minério de ferro com 80% de pureza (em termos

de massa de hematita por massa total) forem processadas para a obtenção de ferro

metálico, quantas toneladas de CO2 serão lançadas na atmosfera? Dados: MFe = 56

g/gmol

a) 52,8 ton.

b) 66,0 ton.

c) 35,2 ton.

d) 44,0 ton.

e) 48,0 ton.

34

Questão 7: ESAF - Qui (MIN)/MIN/Produtos Perigosos/2012

O Monóxido de Carbono (CO) é um gás levemente inflamável, incolor, inodoro

e muito perigoso devido a sua grande toxicidade. Ele é um agente redutor, retirando

oxigênio de muitos compostos em processos industriais (formando CO2). Qual o

volume máximo de CO2 a 1 atm e 32oC que pode ser produzido reagindo-se 1 L de

CO a 1 atm e 27oC com 2 L de O2 a 0,5 atm e 27oC ? Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-

a) 0,5 L

b) 1 L

c) 1,5 L

d) 2,0 L

e) 2,5 L


A partir da calcinação de 80g de um mármore foram obtidos 42g de óxido de

cálcio. Qual o grau de pureza do mármore?

a) 99,5%

b) 93,75%

c) 89,6%

d) 76,7%

e) 72,7%

Questão 9: CESGRANRIO - Ana Amb (INEA)/INEA/Químico/2008

Uma amostra de 10g de dolomita (xCaCO3.yMgCO3) foi atacada com ácido

clorídrico, sendo completamente dissolvida, e liberando 2,41L de CO2 (CNTP). Qual

a relação molar Mg:Ca em solução?

a) 1,0

b) 0,8

c) 0,6

d) 0,4

e) 0,2

GABARITO: 1-a, 2-c, 3-b, 8-b, 9-c

35

Prática 3

“Aquecendo a água em um camping”

36

PRÁTICA 3 – Aquecendo a água em um camping

Tópicos relativos à aula: Calor envolvido em transformações químicas (Entalpia).

Transferência de calor.

Introdução

Nesta aula temos como objetivo verificar a Lei de Hess para a entalpia de uma

reação química. Ainda, no desafio tecnológico, seu grupo deverá aquecer certa

quantidade de água da temperatura ambiente para uma temperatura de 40 oC

empregando a reação estudada.

TAREFA 1: Seu grupo deverá estudar a reação entre o óxido de cálcio e água, e entre

o hidróxido de cálcio e o ácido clorídrico para comprovar a Lei de Hess com relação a

entalpia envolvida nas reações (H3 = H1 +H2).

O óxido de cálcio (CaO, “cal virgem”) reage com água formando hidróxido de

sódio (Ca(OH)2, “cal velha” ou “cal extinta”). Esta reação é exotérmica, com uma

entalpia aproximada de 64 kJ.mol-1. O hidróxido de cálcio formado é bastante

empregado para corrigir a acidez de solos, pois reage com ácidos formando sal e

água, aumentando o pH do meio. Esta reação de neutralização também é exotérmica

(aproximadamente 95 kJ.mol-1).

CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2 (s) H1

Ca(OH)2(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + 2 H2O(l) H2

CaO(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) H3

Lista de reagentes disponíveis no laboratório:

- Solução HCl – 4 mol-1

- CaO


- 03 béqueres de 25 mL

- 01 béquer de 50 mL

- 01 baqueta vidro

- 01 vidro de relógio

- 01 tubo de ensaio

- suporte universal, garra

37

- termômetro

Considerações: Para demonstrar a Lei de Hess, seu grupo deverá determinar a

entalpia de cada uma das reações apresentadas (H). Para isso, consideremos o

seguinte:

A quantidade de calor (Q) necessária para elevar a temperatura

de uma porção de água é determinada por: Q = m . c . ΔT, onde m é a

massa em gramas, c é o calor específico da água (1,0 cal/g°C) e ΔT é a

variação de temperatura verificada no sistema.

Assim, se consideramos que o calor gerado na reação do óxido

de cálcio (CaO) com água é a fonte de calor que aquece o excesso de

água do sistema (Δt= tf - ti), podemos considerar que Q = ΔH e

determinar a entalpia da reação.

Para determinar a entalpia da primeira reação (H1), meça uma determinada

quantidade de água em uma proveta (faça testes empregando entre 15 e 25 mL de

água). Verifique a temperatura da água com um termômetro. Essa será a temperatura

inicial (ti). Em seguida, pese uma determinada massa de CaO, definida por seu grupo,

em um béquer (utilize nos testes entre 3,4 e 8,5 gramas de CaO). Adicione a água da

proveta sobre o CaO no béquer. Depois de agitar o sistema por alguns segundos,

coloque o termômetro dentro do béquer e verifique a temperatura final (tf). Calcule Δt

(Δt= tf - ti) e realize os cálculos da entalpia de reação, lembrando que estes valores

devem ser transformados em kJ.mol-1.

Para determinar o (H2), espere até a temperatura do béquer em que acabou

de realizar a reação entre CaO e a água volte a temperatura ambiente (ti). Meça uma

determinada quantidade de solução de ácido clorídrico em uma proveta (a solução

também estará na temperatura ambiente, ou seja, ti) [faça testes empregando entre

15 e 25 mL de água. Lembre-se de adicionar HCl em excesso para que a reação

ocorra completamente]. Adicione o ácido da proveta sobre o béquer da reação, agite

o sistema por alguns segundos e coloque o termômetro para verificar a temperatura

final (tf). Calcule Δt (Δt= tf - ti) e realize os cálculos.

38

Para a reação entre o óxido de cálcio puro com o ácido clorídrico (H3), realize

o mesmo procedimento que para o H1, só que com usando a solução do ácido

clorídrico dentro da proveta no lugar da água.

TAREFA 2: “DESAFIO”

Imagine-se em uma situação em que não dispõe de fogo para aquecer a água.

Entretanto, você observa um saco de cal (óxido de cálcio, CaO) abandonado

em um galpão e lembra que é possível promover uma reação deste óxido com a água

e gerar uma reação exotérmica, e que pode usar o calor desta reação para aquecer a

quantidade de água que necessita.

Diante da possibilidade de usar o calor da reação do óxido de cálcio com a

água para aquecer um líquido indiretamente, determine qual a quantidade necessária

de CaO que, ao reagir com água, transfere energia suficiente para aquecer

indiretamente 10 mL de água da temperatura ambiente para 40oC. Empregue o

sistema apresentado no Esquema 1.

Esquema 1: Ao realizar a reação de CaO com água dentro do béquer, o grupo deverá aumentar a

temperatura dos 10 (dez) mL de água dentro do tubo de ensaio da temperatura ambiente para 40 oC.

Este processo já é empregado comercialmente para aquecer mamadeiras e cafés: http://www.aestech.nl.

Realize este procedimento quantas vezes for preciso, com as quantidades de

CaO e água (no béquer) que o grupo considerar necessário, e estabeleça os

parâmetros que respondam com a maior certeza possível o desafio proposto.

Água

CaO

05 mL de água

http://www.aestech.nl/

39

Tecnologias relacionadas a este desafio (“Self-Heating Technology”):

- https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Q2r5qa2P45I

- https://www.youtube.com/watch?v=itoGm_6tUpY

- http://www.aestech.nl/

- http://heatgenie.com/our-technology/

- http://www.hot-can.com/Australia/product.html


- Apresente as equações químicas e os cálculos realizados pelo grupo.

- Descreva os procedimentos realizados pelo grupo.

- Discuta sobre o calor envolvido em uma reação química e sobre os processos de

transferência de energia.

- Um processo que gera energia é similar a um processo de transferência de energia?

- Descreva o roteiro final definido pelo grupo que satisfaça o desafio apresentado na

Tarefa 2.

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Q2r5qa2P45I

https://www.youtube.com/watch?v=itoGm_6tUpY

http://www.aestech.nl/

http://heatgenie.com/our-technology/

http://www.hot-can.com/Australia/product.html

40


1) Defina entalpia.

2) Se um processo exotérmico for espontâneo, qual será a contribuição da

entropia? (descreva a contribuição entrópica).

3) Em um calorímetro de capacidade térmica igual a 167 J/grau, ocorre uma

reação que produz 175,7 kJ. Sabendo que o calorímetro contém 800 g de água,

calcular a variação de temperatura sofrida pelo sistema.

4) A entalpia de combustão do naftaleno sólido é igual a -5153 kJ/mol. Sabendo

que a entalpia de formação do dióxido de carbono gasoso é -393,5 kJ/mol e que a do

vapor de água é igual a -242 kJ/mol, calcular o calor de formação do naftaleno.

5) Para variar de 1oC a temperatura de um calorímetro e da água que ele contém

são necessárias 1550 calorias. A combustão completa de 1,40 g de etileno gasoso,

nesse calorímetro, faz a temperatura subir 10,7oC. Determinar a entalpia de

combustão de um mol do gás etileno e expressar o resultado em J/mol.

6) A evaporação pela transpiração é um mecanismo pelo qual o organismo

humano se desfaz do excesso de energia térmica e regula-se para manter uma

temperatura constante. Calcular, em Joules, quanta energia é removida do corpo

humano pela evaporação de 10,0 g de água. Dado: Hvaporização (H2O) = + 10,5

kcal.mol-1.

41


Questão 1: CESPE - PCF/PF/Área 6/1997

Considere os seguintes calores de reação a 25°C:

C(s, grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔHo = - 393 kJ.mol-1

CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) ΔHo = - 283 kJ.mol-1

FeO(s) + C(s, grafitei) → Fe(s) + CO(g) ΔHo = + 156 kJ.mol-1

Fe2O3(s) + 3 C(s, grafitei) → 2 Fe(s) + 3 CO(g) ΔHo = + 493 kJ.mol-1

Em uma reação de formação, 1 mol de um composto é gerado a partir dos seus

elementos nos estados de agregação mais estáveis. O calor liberado nessa

transformação é conhecido como entalpia de formação. Classifique as afirmações

como verdadeiras ou falsas:

( ) Duas das reações acima são reações de formação de um único composto.

( ) A entalpia de formação do FeO(s) é -832 kJ/mol.

( ) A entalpia de formação do Fe2O3(s) é -1.535 kJ/mol.

( ) A entalpia de formação do CO(g) é -110 kJ/mol.

( ) É possível obter a energia de ligação C - C.


O gás metano (CH4) é um gás incolor e, quando adicionado ao ar, transforma-

se em mistura de alto teor inflamável. É também chamado de biogás, pois pode ser

produzido pela digestão anaeróbica de matéria orgânica, como lixo e esgoto, através

de microrganismos. Portanto, o gás metano pode representar um perigo à segurança

pública, como no caso informado há alguns meses sobre acumulação desse gás no

subsolo de um shopping em São Paulo, construído sob um depósito de lixo. A partir

das reações (A), (B) e (C), indique qual o valor da variação de entalpia da reação de

combustão parcial do metano abaixo:

CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2 H2O(g)

(A) CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) ΔHo = - 802,0 kJ.mol-1

(B) CH4(g) + CO2(g) → 2 CO(g) + 2 H2(g) ΔHo = + 247,0 kJ.mol-1

(C) CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3 H2(g) ΔHo = + 206,0 kJ.mol-1

42

a) - 175 kJ

b) - 349 kJ

c) - 422 kJ

d) - 520 kJ

e) - 1040 kJ


Com base nas entalpias padrão (ΔH°) para as reações abaixo, determine a

entalpia padrão para a reação de formação do etano a partir do carbono sólido e do

gás hidrogênio.

C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH° = -393,5 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ΔH° = -285,8 kJ/mol

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ΔH° = -890,3 kJ/mol

C2H6(g) + H2(g) → 2CH4(g) ΔH° = -65,9 kJ/mol

a) +276,9 kJ/mol

b) +776,7 kJ/mol

c) -276,9 kJ/mol

d) -83,7 kJ/mol

e) -3776,7 kJ/mol

Questão 4: CESPE - PCF/PF/Área 14/Regionalizado/2004

O dióxido de carbono (CO2) é adicionado a bebidas gasosas, como

refrigerantes, para lhes conferir um sabor característico. O seguinte equilíbrio é

estabelecido na interface ar/solução na parte superior da garrafa fechada.

CO2 (g) CO2 (aq)

Quando os refrigerantes são acondicionados em garrafas plásticas feitas de

tereftalato de polietileno (PET) e armazenados por longos períodos, além do prazo de

validade, é comum a bebida ficar choca, isto é, não possuir a efervescência desejada,

ao se abrirem as garrafas. A razão para esse fato é que as garrafas plásticas do tipo

PET, de refrigerantes, são ligeiramente permeáveis ao gás carbônico e, com o tempo,

observa-se uma lenta efusão do gás através das paredes do recipiente, diminuindo a

sua efervescência.

43

A respeito do assunto tratado no texto acima, julgue se item que se segue é

verdadeiro ou falso.

( ) A efusão do CO2 será bastante reduzida se a garrafa for armazenada sob

refrigeração moderada (15 °C), pois geralmente a variação de entalpia de dissolução

de gases é negativa e, portanto, a solubilidade de gases em líquidos aumenta com a

diminuição da temperatura.


Em relação às propriedades termodinâmicas e à espontaneidade das

transformações, analise as assertivas a seguir.

I. Entalpia (H) é uma função de estado que mede a quantidade de calor absorvido ou

liberado em qualquer transformação.

II. Entropia (S) é uma função de estado que mede o grau de desordem dos diferentes

estados da matéria em uma transformação espontânea.

III. A variação de energia livre de Gibbs (ΔG) é uma medida da entropia total de um

sistema, quando a temperatura e a pressão são constantes. As transformações

espontâneas, nessas condições, são acompanhadas pelo aumento da energia livre.

IV. Sabendo que a variação de energia livre de Gibbs (ΔG) é dada pela expressão

ΔG= ΔH − TΔS, uma transformação exotérmica (ΔH<0) acompanhada pela diminuição

da entropia (ΔS<0) não pode ser espontânea.

É (São) correta(s) apenas a(s) assertiva(s)

a) I.

b) II.

c) I e II.

d) II e III.

e) I, II e IV.


Indique qual a temperatura (oC) em que é termodinamicamente possível para a

magnetita (Fe3O4) ser reduzida até ferro, usando carbono para produzir CO2, em

condições padrão.

Fe3O4(s) + 2 C(s) → 3 Fe(s) + 2 CO2(g)

44

Dados: ΔHfo (Fe3O4) = - 1118kJ.mol-1 ΔHf

o (CO2) = - 394kJ.mol-1

So (Fe3O4) = 146J.mol-1.K-1 So(C) = 6 J.mol-1.K-1

So (Fe) = 27 J.mol-1.K-1 So (CO2) = 214 J.mol-1.K-1

a) 667 oC

b) 723 oC

c) 790 oC

d) 823 oC

e) 953 oC

Questão 7: CESPE - Ana MPU/MPU/Perito/Engenharia Química/2010

Assunto:

Um tanque é completamente preenchido com 16,0 kg de metano puro (CH4),

componente majoritário do gás natural. A equação a seguir apresenta a reação de

combustão do metano, cuja entalpia-padrão, a 25 ºC, é igual a -890 kJ/mol.

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)

Com base na informações acima e considerando que a massa molar do metano

seja 16,0 g/mol, que a constante universal dos gases valha 0,08 atm.L.mol-1.K-1 e que

os gases envolvidos na reação se comportem de forma ideal, determine a massa de

metano que deve ser queimada, a 25 ºC e 1,0 bar, para gerar 44.500 kJ de calor.

Questão 8: FUNRIO - Qui (SUFRAMA)/SUFRAMA/2008

Em uma certa reação endotérmica, em pressão constante, 50 kJ de energia

entraram no sistema na forma de calor; 20 kJ de energia deixaram o sistema na forma

de trabalho de expansão para deixar espaço para os produtos. Quais são os valores

de ΔH e ΔU desse processo?

a) ΔH = - 50 kJ e ΔU = - 70 kJ

b) ΔH = + 30 kJ e ΔU = - 40 kJ

c) ΔH = - 40 kJ e ΔU = + 70 kJ

d) ΔH = + 50 kJ e ΔU = - 50 kJ

e) ΔH = - 20 kJ e ΔU = + 30 kJ

GABARITO: 4-certo, 5-b, 6-a, 7-certo, 8-a

45

Prática 4

“Velocidade de reações”

46

PRÁTICA 4 – Velocidade das reações

Tópicos relativos à aula: Cinética Química. Leis da velocidade de reações.

Para a aula experimental: Trazer para a aula um frasco de água oxigenada líquida.

Introdução

O conhecimento sobre a velocidade das reações químicas, além ser muito

importante para a indústria, também está relacionado ao nosso cotidiano, como, por

exemplo, quando guardamos alimentos na geladeira para retardar as reações que

levam às suas decomposições ou usamos uma panela de pressão para aumentar a

velocidade de cozimento dos alimentos.

Para que ocorra uma reação química é necessário que haja colisões entre as

moléculas dos reagentes com energia suficiente para quebrar suas ligações e se

formarem novas ligações (rearranjo dos átomos dos reagentes para formação dos

produtos).

Alguns fatores externos alteram a frequência de colisões entre os reagentes de

uma reação química, aumentando ou diminuindo assim a velocidade com que ela

ocorre. Tais fatores podem ser, por exemplo, a temperatura, a pressão, a

concentração de reagentes, a superfície de contato e a presença de catalisadores ou

inibidores.

TAREFA 1: Considerando que a reação entre o tiossulfato e um ácido é de primeira

ordem com relação ao tiossulfato, elabore um gráfico da variação do logaritmo da

concentração deste reagente versus o tempo de reação para demonstrar sua

linearidade

Considerações: A reação entre o tiossulfato e um ácido é representada por:

S2O3-2

(aq) + 2H+(aq) S(s) +SO2 (g) + H2O(l)

47

Como esta reação é de primeira ordem em relação ao S2O3-2, a equação que

representa sua velocidade de consumo é descrita por:

ln [S2O3-2]

t = ln [S2O3

-2]i - k.t

Assim, se partirmos de uma concentração conhecida de S2O3-2 ([S2O3

-2]i), e

considerarmos o tempo (t) necessário para seu consumo total (concentração final

igual a zero; [S2O3-2]f = 0), teremos a seguinte situação:

ln [S2O3-2]

f = ln [S2O3

-2]i - k.t

ln [0]f = ln [S2O3

-2]i - k.t

- = ln [S2O3-2]

i - k.t

- + k.t = ln [S2O3-2]

i

Assim, ao determinarmos o tempo necessário para que a reação se complete,

empregando-se várias amostras com concentração inicial conhecida de S2O3-2 (no

mínimo cinco), e mantendo a concentração do ácido constante, podemos elaborar um

gráfico linear da variação do logaritmo da concentração deste reagente versus o

tempo (t) de reação.

O tempo (t) necessário para que a reação se complete será o período

necessário para que se forme uma mesma quantidade de enxofre em uma das

soluções (consumo total de S2O3-2; formação completa de enxofre (S(s))).

Materiais


- cronômetro

- Tubos de ensaio

- Fita preta

- béquer

- pipeta

- balão volumétrico – 10 mL

- proveta

Lista de soluções disponíveis que podem ser usadas por qualquer grupo:

- NaS2O3 – 0,1 mol L-1

- HCl – 2,0 mol L-1

48

TAREFA 2: Verificar a influencia de catalisadores homogêneos e heterogêneos na

reação de decomposição da água oxigenada.

Nesta parte do experimento, o grupo deverá analisar a decomposição da água

oxigenada na presença de alguns compostos ou soluções (catalisadores), como

NaOH, I2, KI, FeCl3, MnO, fermento biológico.

Considerações: A água oxigenada (H2O2) se decompõe lentamente a temperatura

ambiente e na ausência de catalisadores. Entretanto, na presença de catalisadores

heterogêneos ou homogênios, esta decomposição acontece em velocidade

relativamente alta, promovendo a formação e liberação de oxigênio que pode ser

observada facilmente. O óxido de manganês, o fermento biológico e os íons iodeto,

por exemplo, atuam como catalisadores desta reação.

H2O2(l) → H2O(l) + O2(g)

Para analisar o efeito do catalisador, adicione uns 5 mL de água oxigenada 10

volumes em um tubo de ensaio e coloque uma ponte de espátula do composto sólido

(ou 1 mL da solução) a ser testada como catalisador. Faça um teste adicionando, por

exemplo, umas duas “bolinhas” de I2 como catalisador em água oxigenada e, depois,

no mesmo tudo, adicione NaOH. Observe. Correlacione o observado neste teste com

o observado no teste da solução de KI como catalisador da decomposição da água

oxigenada.

Materiais


- Tubos de ensaio

- pipeta de plástico

Lista de soluções e sólidos que podem ser usadas por qualquer grupo:

- NaOH – 1,0 mol L-1

- I2

- KI – 0,5 mol L-1

- FeCl3 – 1,0 mol L-1

- HCl – 2,0 mol L-1

- MnO

49

TAREFA 3: “DESAFIO”

Propor um experimento para determinar o “volume” da água oxigenada.

Após compreender melhor o processo de decomposição da água oxigenada,

proponha um experimento que torne possível determinar a quantidade de gás oxigênio

(O2) gerado na decomposição de uma amostra “desconhecida” de água oxigenada.

Execute o procedimento e com base no resultado obtido determine de quantos

“volumes” é a água oxigenada empregada.


- https://www.youtube.com/watch?v=nkeniDKGs6Q

- http://www.reade.com/products/17-enzymes-industrial-proteins-substrates-food

- https://www.youtube.com/watch?v=O1eshQtflrw


- Descreva os procedimentos realizados pelo grupo.

- Apresente as equações e os cálculos realizados pelo grupo. Apresentação do gráfico

obtido pelo grupo na Tarefa 1.

- Discuta sobre os aspectos relacionados à velocidade de decomposição da água

oxigenada. Qual é o catalisador que atua na decomposição da água oxigenada

quando se misturam o I2 e o NaOH em solução? É uma catálise homogênea ou

heterogênea?

- Comente sobre os fatores que podem alterar a velocidade de uma reação química.

- Demonstre os cálculos realizados na Tarefa 3.

https://www.youtube.com/watch?v=nkeniDKGs6Q

http://www.reade.com/products/17-enzymes-industrial-proteins-substrates-food

https://www.youtube.com/watch?v=O1eshQtflrw

50


1) Porque a presença de um catalisador altera a velocidade de uma reação?

2) Porque a alteração da temperatura altera a velocidade de uma reação?

3) Porque o aumento da concentração dos reagentes altera a velocidade de

reações em solução?

4) O gráfico a seguir representa a variação das concentrações das substâncias

A, B e C durante a reação em que elas tomam parte.;

Essa reação poderia ser:

a) C(s, grafite) + O2(g) → CO2(g)

b) CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g)

c) NH3(g) N2(g) + 3 H2(g)

d) H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g)

e) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)

5) Em determinada experiência, a reação de formação de água está ocorrendo

com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Consequentemente, a velocidade

de consumo de hidrogênio é de:

a) 2 mols/min.

b) 4 mols/min.

c) 8 mols/min.

d) 12 mols/min.

e) 16 mols/min.

Co

nce

ntr

ação

em

mo

ls

Tempo

A

C

B

12

10

8

6

4

2

0

51

6) Para uma reação elementar do tipo:

A + 2 B → C

Pode-se afirmar com certeza que:

a) A velocidade de consumo de A é igual à velocidade de formação de C.

b) A velocidade de consumo de B é a metade da velocidade de formação de C.

c) A soma das velocidades de consumo de A e B é igual à velocidade de formação

de C.

d) A velocidade da reação é dada pela relação v = k.[A].[B].

e) A reação é de segunda ordem.

7) Quais são as unidades da constante de velocidade k para uma reação:

a. de ordem zero;

b. de primeira ordem;

c. de segunda ordem;

Considere que as velocidades são dadas em mol.L-1.s-1

8) Uma reação química apresentou a seguinte equação de velocidade experimental:

“Velocidade = k[A]2”. O que acontecerá com a velocidade de reação se:

(i) a [A] for triplicada (aumentada três vezes)?

(ii) a [A] for reduzida pela metade ([A]/2)?

9) A meia-vida de um isótopo radioativo é o tempo necessário para que a metade do

reagente transforme-se em produto. A meia-vida do 14C no processo de decaimento

(primeira ordem) é de 5730 anos. Com base nesta informação e sabendo que uma

amostra arqueológica de madeira contém 72% da quantidade de 14C encontrada nas

árvores vivas, calcular a idade da amostra.

52


Questão 1: CESPE - PCF/PF/Área 6/1997

O estudo das velocidades das reações tem dois objetivos principais: predizer o

tempo que a reação leva para chegar ao equilíbrio e auxiliar na compreensão do

mecanismo da reação. Nesse sentido, considere a reação de segunda ordem:

2A produtos.

A expressão da lei de velocidade para o consumo do reagente A é d[A]/dt = -

K[A]2 e a concentração de A em função do tempo é dada na tabela abaixo:

Tempo (s) 0 400

[A] mol.L-1 0,5 0,1

Com relação aos dados apresentados, julgue os itens como verdadeiros ou falsos:

( ) A constante de velocidade para essa reação é de 2 x 10-2 L/mol.s.

( ) O tempo de meia-vida para o reagente A é de 100 s.

( ) A concentração de A é igual a 0,05 mol/L no tempo 900 s.

( ) Se a reação corresponde a uma reação elementar, então é correto afirmar que

se trata de uma reação bimolecular.

( ) Experimentalmente, a concentração de A, observada no equilíbrio, sempre será

igual a zero.


O cloreto de carbonila, conhecido como fosgênio, é um gás tóxico e corrosivo

de fórmula COCl2. Atualmente é usado na indústria como agente de cloração, porém

foi usado na I Guerra Mundial como gás de guerra, do tipo sufocante. Para a reação

entre o monóxido de carbono e cloro para produzir o cloreto de carbonila, assinale a

expressão que indica a lei de velocidade e o valor da constante de velocidade,

respectivamente.

Cl2 (g) + CO (g) → COCl2 (g)

53

Considere, para isto, os seguintes dados experimentais coletados a uma dada

temperatura:

a) v = k [Cl2] k = 0,6 s-1

b) v = k [CO] k = 1,0 s-1

c) v = k [Cl2]2 k = 3,0 mol-1.L.s-1

d) v = k [CO][Cl2] k = 5,0 mol-1.L.s-1

e) v = k [CO][Cl2]2 k = 25 mol-2 .L2.s-1


A reação de transformação do dióxido de carbono, representada pela equação

abaixo, é reversível. Com relação a essa reação em equilíbrio, julgue os itens a seguir.

C(s) + CO2(g) 2CO(g) ΔH = + 174 KJ/mol

I. A constante de equilíbrio dessa reação expressa em termos de concentração é

Kc = [CO]2/[CO2].[C]

II. Segundo o princípio de Le Chatelier, se for adicionado mais C(s) no meio reacional,

o equilíbrio irá se deslocar no sentido da formação de CO.

III. O aumento da temperatura favorece a formação de CO.

IV. A adição de um catalisador não influencia no estado de equilíbrio dessa reação,

pois o catalisador aumenta simultaneamente as velocidades das reações direta e

inversa, diminuindo as energias de ativação de ambas as reações.

É(São) correta(s) apenas a(s) assertiva(s)

a) I.

b) III.

c) II e III.

d) III e IV.

e) II, III e IV.

54

Questão 4: CETRO - ERVS (ANVISA)/ANVISA/Área 1/2013

A cinética da degradação de um fármaco obedece a uma reação de primeira

ordem. Sendo C0 a concentração inicial, k a constante da reação de degradação e C

a concentração do fármaco em um dado instante t, é correto afirmar que a equação

matemática que representa a degradação desse fármaco é

a) C = C0 – k.t

b) C = C0 – k/t

c) ln C = C0 - k.t

d) ln C = ln C0 – k.t

e) log C = log C0 – k.t


Em um estudo de cinética química para obter-se a energia de ativação de uma

reação, dez experimentos foram feitos determinando-se a constante da taxa de reação

em temperaturas distintas. Os resultados obtidos foram plotados na forma: 1/T

(inverso da temperatura em K) vs ln(k) (logaritmo da constante da taxa de reação),

obtendo-se uma correlação linear:

Determine a energia de ativação da reação com base na correlação

apresentada, sabendo que esta reação segue a equação de Arrhenius (R = 8,314

Jmol-1K-1)

a) 74,5 Jmol-1K-1.

b) 8089 Jmol-1K-1.

c) 19122 Jmol-1K-1.

d) 20378 Jmol-1K-1.

e) 22350 Jmol-1K-1.

55


A balística forense é uma disciplina, integrante da criminalística, que estuda as

armas de fogo, sua munição e os efeitos dos disparos por elas produzidos, sempre

que tiverem uma relação direta ou indireta com infrações penais, visando esclarecer

e provar sua ocorrência, por meio de métodos científicos.

Em várias armas, a munição utilizada é o cartucho, um dispositivo composto

pela cápsula, a espoleta, a pólvora, a bucha e o projétil. A cápsula é um recipiente

rígido que acondiciona os demais componentes, sendo geralmente de metal ou de

liga metálica. A espoleta, quando detonada, é que inicia a reação de combustão da

pólvora, que depois se mantém naturalmente. É constituída, comumente, por estifnato

de chumbo, sulfeto de antimônio e nitrato de bário. Várias outras substâncias podem

ser encontradas na sua constituição, como o enxofre e o alumínio. Mais raramente,

são encontrados cromatos, carbonatos e sulfocianetos. Alguns produtos das reações

que provocam o disparo contribuem para a corrosão do cano das armas por serem de

elevada acidez. A pólvora é uma mistura sólida de carvão, nitrato de potássio e

enxofre que, ao queimar, produz grande quantidade de gases e fuligem.

Com relação aos textos acima e aos conceitos da química relacionados, julgue

os itens como verdadeiros ou falsos, considerando que os gases produzidos no

interior do cartucho comportam-se idealmente.

( ) Considerando que o disparo é um processo muito rápido, podendo ser

considerado adiabático até os instantes iniciais após o lançamento do projétil, é

correto afirmar que toda energia liberada pelas reações que ocorrem no interior do

cartucho é completamente empregada para a expansão do volume ocupado pelos

gases produzidos e que esses gases, enquanto o processo for adiabático, estarão em

uma temperatura maior que a das suas vizinhanças.

( ) As reações químicas que causam o lançamento do projétil cessam quando

atingem o equilíbrio.

( ) A reação da pólvora com o oxigênio é exotérmica.

( ) A pressão total exercida pelos gases antes de serem expulsos do cartucho é

igual à soma das pressões que cada gás da mistura exerceria se estivesse sozinho

no recipiente que os confina e na mesma temperatura da mistura.

56

( ) A taxa de reação pode ser escrita em função tanto de um dos reagentes quanto

de um dos produtos.

( ) A entropia do sistema aumenta quando a pólvora é queimada.

( ) A variação da energia livre de Gibbs para a combustão da pólvora é menor que

zero.

( ) O gráfico apresentado abaixo representa corretamente a energia de ativação

para a combustão da pólvora.


O peróxido de hidrogênio é uma das substâncias que estão sob controle da

Polícia Federal. A determinação de peróxido de hidrogênio pode ser feita por titulação

direta com permanganato de potássio em meio ácido, quando a seguinte reação tem

lugar.

2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

Um procedimento comum é o seguinte: transferir 25,00 mL da amostra para um

balão volumétrico aferido de 500,0 mL e completar o volume com água; agitar bem;

transferir 25,00 mL dessa solução para um erlenmeyer; diluir com 200 mL de água

destilada; adicionar 20 mL de ácido sulfúrico diluído e titular com KMnO4 0,02 molL-1.

No caso de soluções ligeiramente coloridas ou nas titulações com permanganato

diluído, recomenda-se o uso de ferroína como indicador.

Admitindo-se que se tenha gasto 20,00 mL de KMnO4 0,02000 mol/L para titular

completamente uma amostra pelo procedimento descrito no texto, qual a

concentração de peróxido de hidrogênio nessa amostra?

57

Questão 8: CESGRANRIO - Ana Amb (INEA)/INEA/Químico/2008

Uma amostra de 3,0mL de água oxigenada foi diluída a 20mL com solução de

ácido sulfúrico 1,0 molL-1 é titulada com solução de permanganato de potássio 0,1

molL-1, da qual foram consumidos 40mL. Qual o teor de peróxido de hidrogênio na

água oxigenada, expresso em volumes de oxigênio?

a) 15

b) 20

c) 25

d) 30

e) 40

GABARITO: 2-a, 4-d, 5-c, 8-a

Referências

1. Peter Atkins e Loretta Jones, Princípios de Química, Questionando a vida e o meio

ambiente, Bookman, Porto Alegre, 5ª Ed, 2011.

2. John Kotz, Paul Treichel e Gabriela Weaver Química Geral e Reações Químicas,

Vol. 1 e 2, Cengage Learning, São Paulo, 2010.

58

PROVA PRÁTICA

TAREFA DA PROVA: Vocês deverão descobrir qual é a composição de uma amostra

desconhecida entregue a seu grupo.

Considerações: Seu grupo poderá usar as vidrarias, equipamentos e reagentes

necessários para executar qualquer teste ou montar qualquer sistema empregado ao

longo dos quatro experimentos realizados neste quadrimestre.

O desafio proposto estará relacionado com os conteúdos e com as atividades

práticas que foram realizadas. Os grupos poderão ser reagrupados pelo professor no

dia da avaliação, ou seja, não necessariamente serão formados pelos mesmos alunos

que trabalharam ao longo do quadrimestre. O caderno de laboratório poderá ser

consultado ao longo da prova. O conceito obtido pelo grupo na prova prática será

atribuído igualmente aos todos os alunos do grupo.

Documents

Apostila Laboratorio Tq_2015_1 Alunos Final