Físico-QuímicaFísico-QuímicaFísico-QuímicaFísico-QuímicaFísico-QuímicaExercícios de Revisão IExercícios de Revisão IExercícios de Revisão IExercícios de Revisão IExercícios de Revisão I

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1) (Ufscar) Escreva equações químicas balanceadas para os seguintes casos:

a) I. Reação de lítio metálico com cloro gasoso.

II. Queima de enxofre ao ar.

b) I. Eletrólise de iodeto de potássio fundido.

II. Reação de óxido de cobre (II) com ácido sulfúrico.

2) (Unesp) O íon magnésio está presente na água do mar em quantidade apreciável. O íonMg2+ é precipitado da água do mar como hidróxido, que é convertido a cloreto por trata-mento com ácido clorídrico. Após evaporação da água, o cloreto de magnésio é fundido esubmetido à eletrólise.

a) Escrever as equações de todas as reações que ocorrem.

b) Quais os produtos da eletrólise e seus estados físicos?

3) (Fuvest) Ferro zincado é ferro que contém pequena quantidade de zinco metálico.A partir dos potenciais padrão de redução, listados a seguir, explique os seguintes fatos

observados no cotidiano:

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a) Rebites de ferro em esquadrias de alumínio causam a corrosão do alumínio.

b) Pregos de ferro zincado são resistentes à ferrugem.

4) (Fuvest) Panelas de alumínio são muito utilizadas no cozimento de alimentos. Os poten-ciais de redução (E0) indicam ser possível a reação deste metal com água. A não ocorrênciadessa reação é atribuída à presença de uma camada aderente e protetora de óxido dealumínio formada na reação do metal com o oxigênio do ar.

a) Escreva a equação balanceada que representa a formação da camada protetora.

b) Com os dados de E0, explique como foi feita a previsão de que o alumínio podereagir com água.

Dados:

5) (Fuvest) A eletrólise de uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio produz hidróxidode sódio e cloro. Na tabela a seguir, estão relacionadas as massas dessas substânciasproduzidas anualmente por três fábricas:

a) Para cada elétrodo, escreva a equação da semirreação que nele ocorre. Dê tambéma equação global.

b) Com os dados anteriores, é possível verificar a lei das proporções definidas (lei deProust)? Justifique.

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6) (UFRRJ) Observe os potenciais-padrão de redução de eletrodos químicos, indicados noquadro a seguir.

Se uma mistura, contendo cobre e cromo, reage com ácido clorídrico liberandohidrogênio, qual dos dois metais é responsável pela reação? Justifique sua resposta pormeio de equações.

7) (UFU) Reações eletroquímicas estão presentes em nosso cotidiano, como nas bateriasde carros, nas pilhas de relógios, na corrosão de metais etc... Em relação a estas reações,responda:

a) O que é um eletrólito? Dê um exemplo.

b) O que é oxidação? Dê um exemplo empregando o metal ferro (Fe).

c) É possível ocorrer uma reação de oxidação sem que a ela esteja associada umareação de redução? Justifique.

8) (Unesp) Quando se coloca um pedaço de zinco metálico numa solução aquosa diluídade cloreto de cobre (II), de cor azul, observa-se que a intensidade da cor da solução vaidiminuindo até se tornar incolor. Ao mesmo tempo, observa-se a deposição de cobremetálico sobre o zinco metálico. Ao término da reação, constata-se que uma parte do zincofoi consumida.

a) Explique o fenômeno observado. Escreva a equação química correspondente.

b) O que acontecerá quando um pedaço de cobre metálico for colocado em uma soluçãoaquosa de cloreto de zinco (II)? Justifique a resposta.

9) (Unesp) Montou-se uma pilha constituída por eletrodos de chumbo e de prata, mergu-lhados em solução aquosas de seus sais, como na figura a seguir.

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Sobre esta pilha, um estudante fez as seguintes afirmações:

a) Ao se fechar o circuito, haverá um fluxo de elétrons do eletrodo de prata para o dechumbo.

b) Admitindo-se a eficiência do processo igual a 100%, pode-se calcular que haveráuma diminuição de massa de 2,072 g no eletrodo de chumbo, quando circularem0,020 mol de elétrons pela pilha.

Discuta e justifique se as afirmações do estudante são verdadeiras ou falsas, com basenos dados fornecidos.

Potenciais padrão:

Ag+ + e – Ago Eo = +0,8V

Pb2+ + 2 e – Pbo Eo = –0,13V

(Massas molares, em g/mol: Pb = 207,2; Ag = 107,9)

10) (Unesp) Mergulha-se uma placa limpa de zinco em uma solução azul de sulfato decobre. Observa-se que a placa fica coberta por um depósito escuro e que, passado algumtempo, a solução se torna mais clara. Removido o depósito, contata-se que a placa seapresenta corroída.

Explique o que ocorreu:

a) na placa de zinco;

b) na solução.

11)(Unicamp) Um processo de purificação de cobre metálico consiste em se passar umacorrente elétrica por uma solução aquosa de sulfato de cobre II, de cor azul, durante umdeterminado intervalo de tempo. Nesta solução são mergulhados dois eletrodos de cobremetálico, sendo um de cobre impuro. No transcorrer do processo o cobre metálico vai sedepositando sobre um dos eletrodos, ficando livre das impurezas. O desenho a seguir mostraesquematicamente a situação no início do processo.

a) Em qual dos eletrodos, A ou B, se depositará cobre metálico purificado? Justifique.

b) A intensidade da cor azul é diretamente proporcional à concentração de Cu2+ nasolução. Com base nesta informação e no processo de purificação anteriormentedescrito, responda se ao final do experimento a intensidade da cor azul teráaumentado, permanecido igual ou diminuído em relação à cor inicial. Justifique.

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12) (UniRio) Com base nas semirreações relacionadas na tabela adiante:

a) escreva as semirreações do catodo e anodo e a reação global da pilha de maiordiferença de potencial;

b) determine a diferença de potencial da pilha.

Questões dissertativas

(Unicamp) A Química está presente em toda atividade humana, mesmo quando nãodamos a devida atenção a isso... Esta história narra um episódio no qual está envolvido umcasal de policiais técnicos, nossos heróis, famosos pela sagacidade, o casal Mitta: Dina Mitta,mais conhecida como “Estrondosa” e Omar Mitta, vulgo “Rango”. A narrativa que se segueé ficção. Qualquer semelhança com a realidade é pura coincidência.

1) Examinando os copos com restos de café e de café com leite, Rango observa que apenaso de café – apresenta impressões digitais, as quais coincidem com as do guarda. Estranho!– disse ele. – Este outro copo não apresenta impressões! Talvez alguém usando luvas... – Outalvez uma criança! – emendou Estrondosa.

A observação de Estrondosa se baseou no fato de que a impressão digital de uma criançaé composta principalmente por ácidos graxos (ácidos orgânicos) de cadeia contendo até 13átomos de carbono, enquanto as dos adultos se compõem, principalmente, de ésterescontendo 32 átomos de carbono. O gráfico a seguir mostra a entalpia de sublimação deésteres e de ácidos orgânicos em função do número de átomos de carbono na cadeia.

a) Considerando o mesmo número de átomos de carbono na molécula, os ácidosapresentam maior entalpia de sublimação. Que tipo de interação entre suasmoléculas poderia justificar esse fato? Explique.

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b) Determine a entalpia de sublimação do éster contendo 32 átomos de carbono,admitindo que as curvas se comportam do mesmo modo para moléculas contendomaior número de átomos de carbono.

(Unicamp) As informações contidas a seguir foram extraídas de rótulos de bebidas cha-madas “energéticas”, muito comuns atualmente, e devem ser consideradas para a resolu-ção da questão.

“Cada 500 mL contém”Valor energético = 140 CALCarboidratos (sacarose) = 35 gSais minerais = 0,015 moles*Proteínas = 0 gLipídios = 0 g

*(valor calculado a partir do rótulo)

2) A unidade CAL utilizada para expressar o “valor energético”, como especificado no rótu-lo, significa 1000 calorias. Essa unidade é obsoleta, e sua relação com a unidade recomen-dada de energia, o joule (J), é: 1 caloria=4,184J. Portanto, o valor energético escrito norótulo equivale a 586kJ (quilojoule).

Dados: C12

H22

O11

(s) + 1202(g) = 12 CO

2(g) + 11 H

2O(l)

a) Calcule, com base nos dados da tabela, o valor da variação de entalpia (∆H), em kJ/mol,para a combustão da sacarose sólida formando dióxido de carbono gasoso e águalíquida.

b) Considerando que a reação de combustão da sacarose anteriormente representadapossa ser utilizada no cálculo do “valor energético”, qual a contribuição da sacarose(carboidratos) para o “valor energético” da bebida (dar em porcentagem)?

(Unicamp) Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgoEstrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios utilizando o conhecimentoquímico (vestibular UNICAMP 2002). Hoje estão se preparando para celebrar uma datamuito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta provase apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b em cada questão devem, neces-sariamente, ser respondidos.

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3) Depois das 19 horas, os convidados começaram a chegar. Dina os recepcionava no bar,onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco. Dina bradava aosquatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química, já que esses sólidos serão usadospara resfriar as bebidas!” Para cada bebida, Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado.

Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma com gelo e outra comgelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Passado umcerto tempo, um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a “sabichona” deantigamente e foi logo perguntando:

a) “Esses sólidos, quando colocados nas bebidas, sofrem transformações. Que nomessão dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazemcom que as bebidas se resfriem?”

b) “Dina, veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo nãobebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde ao copo ‘d’ da situação final? Emalgum dos copos, a concentração final de álcool ficou diferente da concentraçãoinicial? Por quê?”

Obs.: considerar a figura para responder ao item b.

(Unicamp) Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formamum casal de namorados. Eles estão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passarampela primeira fase e agora se preparam para a etapa seguinte. Hoje resolveram rever amatéria de Química. Arrumaram o material sobre a mesa da sala e iniciaram o estudo:

– Será que estamos preparados para esta prova? – pergunta Naná.– Acho que sim! responde Chuá. – O fato de já sabermos que Química não se resume à

regra de três e à decoração de fórmulas nos dá uma certa tranquilidade.– Em grande parte graças à nossa professora – observa Naná.– Bem, vamos ao estudo!

4) – Agora sou eu que vou me deliciar com um chocolate – diz Naná. E continua: – Vocêsabia que uma barra de chocolate contém 7% de proteínas, 59% de carboidratos e 27% delipídios e que a energia de combustão das proteínas e dos carboidratos é de 17kJ/g e doslipídios é 38kJ/g aproximadamente?

a) Se essa barra de chocolate tem 50g, quanto de energia ela me fornecerá?

b) Se considerarmos o “calor específico” do corpo humano como 4,5KJ.g–1,K–1 qualserá a variação de temperatura do meu corpo se toda esta energia for utilizada parao aquecimento? O meu “peso”, isto é, a minha massa, é 60kg. Admita que não hajadissipação do calor para o ambiente.

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– Naná, afinal estamos estudando Química ou Física? – protesta Chuá.Naná responde: – Tanto faz. O conhecimento não tem fronteiras delimitadas. Quem as

faz são as convenções humanas!

5) (UFRJ-2009) O biodiesel tem sido considerado uma importante alternativa bioenergéticaao diesel produzido a partir do petróleo. O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteresderivados de óleos vegetais. Quando o biodiesel é obtido a partir da reação de óleo de sojacom metanol, um de seus principais componentes é o oleato de metila, cuja fórmula estru-tural está representada a seguir:

a) Escreva a fórmula estrutural do isômero geométrico do oleato de metila.

b) Calcule a soma das energias de ligação do oleato de metila, sabendo que a somadas energias de ligação presentes no ácido oleico é de 21.169 kJ/mol.

Utilize, para o cálculo, as energias de ligação apresentadas a seguir.

Energias de Ligação (kJ/mol):

C–H C–C C=C C=O C–O O=O O–H414 335 600 750 336 494 461

6) (Unicamp) A figura adiante mostra o esquema de um processo usado para a obtençãode água potável a partir de água salobra (que contém alta concentração de sais). Este“aparelho” improvisado é usado em regiões desérticas da Austrália.

a) Que mudanças de estado ocorrem com a água, dentro do “aparelho”?

b) Onde, dentro do “aparelho”, ocorrem estas mudanças?

c) Qual destas mudanças absorve energia e de onde esta energia provém?

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7) (Unicamp) A Lei Periódica observada por Mendeleyev permitiu prever propriedadesmacroscópicas de elementos e de compostos desconhecidos. Mais tarde verificou-se quepropriedades como comprimento e entalpia de ligações covalentes também são proprie-dades relacionadas com a periodicidade.

A seguir estão, parcialmente tabelados, os comprimentos e as energias de ligações dasmoléculas dos haletos de hidrogênio:

Com base nos valores tabelados, estime as energias de ligação do H–F e do H–Br mos-trando claramente como você percebeu.

8) (Fuvest) Os principais constituintes do “gás de lixo” e do “gás liquefeito de petróleo” são,respectivamente, o metano e o butano.

a) Comparando volumes iguais dos dois gases, nas mesmas condições de pressão etemperatura, qual deles fornecerá maior quantidade de energia na combustão?Justifique sua resposta a partir da hipótese de Avogadro para os gases.

b) Poder calorífico de um combustível pode ser definido como a quantidade de calorliberado por quilograma de material queimado. Calcule o poder calorífico do gásmetano.

Massas molares:metano = 16 g/molbutano = 58 g/mol

Calores de combustão (∆H):metano = 208 kcal/molbutano = 689 kcal/mol

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9) (UFRJ) De acordo com a Coordenadoria Municipal de Agricultura, o consumo médiocarioca de coco verde é de 8 milhões de frutos por ano, mas a produção do Rio de Janeiroé de apenas 2 milhões de frutos.

Dentre as várias qualidades nutricionais da água de coco, destaca-se ser ela um isotôniconatural. A tabeIa I apresenta resultados médios de informações nutricionais de uma bebidaisotônica comercial e da água de coco.

a) Uma função importante das bebidas isotônicas é a reposição de potássio apósatividades físicas de longa duração; a quantidade de água de um coco verde (300mL)repõe o potássio perdido em duas horas de corrida.

Calcule o volume, em litros, de isotônico comercial necessário para repor o potássioperdido em 2h de corrida.

b) A tabela II apresenta o consumo energético médio (em kcal/min) de diferentesatividades físicas.

Calcule o volume, em litros, de água de coco necessário para repor a energia gastaapós 17 minutos de natação.

10) (Fuvest) Considere o equilíbrio e os dados adiante:

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a) Calcule, usando as energias de ligação, o valor do ∆H da reação de formação de 1 molde B, a partir de A.

b) B é obtido pela reação de A com ácido sulfúrico diluído à temperatura ambiente,enquanto A é obtido a partir de B, utilizando-se ácido sulfúrico concentrado a quente.Considerando as substâncias envolvidas no equilíbrio e o sinal do ∆H, obtido no itema, justifique a diferença nas condições empregadas quando se quer obter A a partirde B e B a partir de A.

11) (Fuvest) Considere os dados da figura 1:

a) Qual dos alcenos (A ou B) é o mais estável? Justifique. Neste caso, considere válidoraciocinar com entalpia. A desidratação de álcoois, em presença de ácido, podeproduzir uma mistura de alcenos, em que predomina o mais estável.

b) A desidratação do álcool da figura 2 , em presença de ácido, produz cerca de 90% deum determinado alceno. Qual deve ser a fórmula estrutural desse alceno? Justifique.

12) (UFRJ) Grande parte dos táxis do Rio de Janeiro está utilizando gás natural como com-bustível, em substituição à gasolina e ao álcool (etanol). A tabela apresenta os calores decombustão para as substâncias representativas desses combustíveis.

a) A quantidade de álcool contida num tanque de combustível de um automóvelcorresponde a 46kg. Calcule a quantidade de calor liberada pela queima de todo ocombustível do tanque.

b) Escreva a equação de combustão completa do etanol.

c) Calcule o volume, em litros, nas CNTP, de gás natural que precisamos queimar paraproduzir a mesma quantidade de calor que resulta da combustão de 1 mol degasolina.

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13) (UFRJ) A leitura de rótulos dos alimentos é um hábito recomendado aos consumidorescom o objetivo de controlar a quantidade da alimentação. Um exemplo é o controle do teorde ácidos graxos saturados consumidos. A Associação Americana do Coração recomendadieta em que o teor de calorias correspondente aos ácidos graxos saturados não ultrapasse10% das calorias totais consumidas. Os ácidos graxos saturados contribuem para o aumen-to do colesterol.

a) A margarina é um alimento que contém ácidos graxos saturados. Uma dietarecomendada para homens limita o consumo médio diário de todos os alimentosem 1.800kcal. Quantos gramas de margarina podem ser ingeridos por dia nessa dieta,supondo que 80% do total de ácidos graxos saturados sejam de outras fontes e que acombustão metabólica de gorduras gera, em média, 9kcal/g?

b) Na fabricação de margarinas, óleos vegetais líquidos (uma mistura de ésteres deácidos graxos mono e poliinsaturados) são hidrogenados. Durante a hidrogenaçãosão formados ácidos graxos trans como subprodutos que, ao contrário dos isômeroscis de ocorrência natural, elevam os níveis de colesterol. Explique por que as gordurasinsaturadas apresentam isomeria cis-trans e as gorduras saturadas não.

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14) (UFRJ) O prêmio Nobel de Química de 2005 foi concedido a pesquisadores que estuda-ram reações de metátese. Um exemplo é a reação de metátese de 2-penteno, na qualmoléculas desse hidrocarboneto reagem entre si, fornecendo 2-buteno e 3-hexeno comoprodutos.

a) Represente o isômero cis do 3-hexeno, usando a representação em bastão.

b) Determine o valor da entalpia de reação de metátese de 2-penteno, sabendo que osvalores das entalpias molares de formação das três substâncias envolvidas na reaçãosão:

15) (UFRN) O gás de cozinha é composto principalmente de propano e butano. O preço doquilo de cada um desses gases é o mesmo. O calor de combustão para o propano é de2200kJ/mol e, para o butano, 2900kJ/mol.

A partir desses dados,

a) escreva e balanceie a reação de combustão completa de cada um dos gases.

b) mencione qual dos dois gases deve estar presente em maior quantidade, no gás decozinha, a fim de baratear o custo da energia. Justifique.

16) (UFRRJ) O eteno (etileno) é utilizado na fabricação do polietileno, um tipo de plásticomuitíssimo importante na atualidade, pois serve para a confecção de sacos para embala-gem, toalhas de mesa, cortinas de banheiro etc.

Calcule o calor de combustão do eteno, com base nos dados da tabela a seguir:

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17) (UNB) Em um determinado tipo de doce diet, existe 0,10 g de lipídios para cada 100 g dedoce. Considere que esses lipídios sejam todos representados pela tripalmitina (M=800 g/mol)e que essa será queimada no organismo segundo a equação abaixo.

Calcule, em quilocalorias, a energia que será produzida pelo consumo de 1 kg dessedoce, desprezando a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

18) (Unicamp) Somos extremamente dependentes de energia. Atualmente, uma das maisimportantes fontes de energia combustível é o petróleo. Pelo fato de não ser renovável,torna-se necessária a busca de fontes alternativas.Considere uma gasolina constituída apenas de etanol e de noctano, com frações molaresiguais. As entalpias de combustão do etanol e do n-octano são –1368 e –5471kJ/mol, respecti-vamente. A densidade dessa gasolina é 0,72g/cm3 e a sua massa molar aparente, 80,1g/mol.

a) Escreva a equação química que representa a combustão de um dos componentesdessa gasolina.

b) Qual a energia liberada na combustão de 1,0 mol dessa gasolina?

c) Qual a energia liberada na combustão de 1,0 litro dessa gasolina?

19) (Unicamp) Os alimentos, além de nos fornecerem as substâncias constituintes do orga-nismo, são também fontes de energia necessária para nossas atividades.

Podemos comparar o balanço energético de um indivíduo após um dia de atividades damesma forma que comparamos os estados final e inicial de qualquer processo químico.

O gasto total de energia (em kJ) por um indivíduo pode ser considerado como a somade três usos corporais de energia:

1 – gasto metabólico de repouso (4,2kJ/kg por hora).

2 – gasto energético para digestão e absorção dos alimentos, correspondente a 10% daenergia dos alimentos ingeridos.

3 –atividade física, que para uma atividade moderada representa 40% do gastometabólico de repouso.

a) Qual seria o gasto energético total de um indivíduo com massa corporal de 60kg,com atividade moderada e que ingere o equivalente a 7600kJ por dia?

b) Considerando-se que 450g de massa corporal correspondem a aproximadamente15000kJ, qual é o ganho (ou perda) deste indivíduo por dia, em gramas?