QUÍMICA1

volume 1

Introdução à Química e às propriedades da matéria

01. d Os materiais que afundam na água são os mais densos que o líquido.A densidade da água é:0,997 kg/L ou 997 g/L ou 0,997 g/mL

02. c A densidade do metal é:, , 7,14d

Vm

mLg

65 50107 1

15107 1= =

−= = g/mL

Logo, o metal constituinte é o zinco.

03. A inviabilidade econômica de reciclagem do Isopor® é consequência de sua baixa densidade. A carga de um caminhão carregado de Isopor® apresenta baixo valor devido à densidade pequena e existem gastos com combustíveis, pedágios, etc.

04. a A marca de 1,7 g/cm3 no “pescoço” do densímetro está abaixo da superfície da salmoura, indicando densidade e concentração menores do que as adequadas. A correção passa pela adição de mais sal à água salgada.

05. e A densidade de mistura diminui com o aumento de % de álcool (componente menos denso). Então, se existem somente dois combustíveis dentro das normas, eles serão os menos densos.

06. a) condensação (g " ,)b) fusão (s " ,)c) sublimação (s " g)d) evaporação (, " g, processo lento)

07. c mercúrio (,): Tf < 30oC < Te

amônia (g): Te < 30oC

benzeno (,): Tf < 30oC < Te

naftaleno (s): Tf > 30oC

08. e O resfriamento causa a liquefação (condensação) de água gasosa (umidade atmosférica).

09. a) A hipótese a é falsa, pois o vidro é absolutamente impermeável, não poroso e, consequentemente, a água líquida externa não provém do seu interior.b) A hipótese b é verdadeira e o que ocorreu foi a condensação da umidade do ar atmosférico devido ao resfriamento da superfície externa do copo:

atmosfera got culas

H O H Oí

( ) ( )g resfriamento2 2 ,

Exercícios propostos

QUÍMICA2

Fundamentos da Química

01. Esses fatos não contrariam a lei da conservação da massa (Lavoisier) porque foram observados em sistemas abertos.No caso do prego que enferruja, a massa do sólido aumenta porque átomos de oxigênio provenientes do ar combinam-se com os átomos de ferro, formando a ferrugem.No caso da queima do palito de fósforo, a massa do sólido diminui porque vários compostos gasosos são formados e dissipam-se no ar.

02. A Lei de Lavoisier, em sistemas abertos, somente é verifi cada quando inexistem participantes gasosos na reação química. Portanto, a lei da conservação da massa somente foi verifi cada no experimento I.

03. A massa y pode ser determinada usando-se Lavoisier:20 g + y = 28 g

y = 8 gAs massas x e z são determinadas por Proust:

160x

x g20648

864 20

&$= = =

224z

z g648 28

864 28

&$= = =

04. Por Lavoisier, calculamos a massa de HC, formada no 1º experimen-to:

mg

mg

mg2 71 73

H C HC2 2++

==

, ,

Pela Lei de Proust, temos que com 142 g de C,2 reagem exatamente 4 g de H2:

constante m

m

gg

gg

712

1424

C

H

2

2= = =,

Portanto, sobrou 1 g de H2 sem reagir:

1g g g5 4massa inicial massa que

reagiu

− =S S

Novamente, usando-se a lei da conservação da massa, calculamos a massa de HC, formado:

4 142 146gH g C gHC2 2, ,+ =

05. a) As representações referem-se aos isótopos do carbono de núme-ros de massa iguais a 12 e 13.b) Cálculo da massa atômica média:

MA = , , , , , , 12,011u100

98 90 12 000 1 10 13 003100

1186 80 14 3033$ $+ = + =

Comentário: o 12C é o padrão das MA e a sua massa atribuída é exa-tamente 12 u. Agora, o 13C (6p+ e 7n0) apresenta massa de 13,003 u. (O A é aproximadamente igual à MA porque cada p+ e n0 tem massa aproximadamente igual a 1 u).

QUÍMICA3

06. Cálculo da massa atômica média:

MA = , , 63,508 u100

68 62 9 32 64 8$ $+ =

2 ⋅ 16 u = 3207. a) CO2 1 ⋅ 12 u = 12 +

44 u

b) 3 63HNO u u u u1 14 16H N O

3 $= + + =S S S

c) C2H6O = 2 6 1 46u u u u12 1 16C H O

$ $ $+ + =S S S

08. C12H22Ox

12 22 342 massax u12 1 16C H O molecular

$ $ $+ + =S S S

144 + 22 + 16x = 34216x = 342 – 144 – 2216x = 176

x = 16

176 = 11

A fórmula molecular é C12H22O11.

09. Cálculo da massa molecular:

C8

H10

N4

O2

8 ⋅ 12 =

10 ⋅ 1 =

4 ⋅ 14 =

2 ⋅ 16 =

96 u

10 u

56 u

32 u +

194 u

0,122 íg cafe na ⋅ 194 í1 í

g cafe namol cafe na

.m molar1 2 3444 444

≅ 6,3 ⋅ 10–4 mol cafeína

10. 60 kg U = 60 ⋅ 103 g U

60 10 ,gUgU

molUmolU

tomosU2351

16 02 10 á

. tanm molar cons te de Avogadro

323

$ $ $$

1 2 344 44 1 2 3444444 444444

= 1,54 ⋅ 1026 átomos U

11. d 0,051

2,8molFemolFe

gFe gFe56

.m molar

$ =

1 2 344 44

12. 0,016 10 é

mol C H OHmol C H OHmol culas C H OH

1

tancons te de Avogadro

2 52 5

232 5

$$

=

1 2 34444444 4444444

= 6 ⋅ 1021 moléculas C2H5OH

QUÍMICA4

13. 3,0 ⋅ 1021 onsFeí 3+ ⋅ onsFe

mol ons Fe

6 10

1

í

í

tancons te de Avogadro

23 3

3

$+

+

1 2 34444 4444

= 5 ⋅ 10–3 mol íons Fe3+

14. 12 ⋅ 1023 áá 1

112tomosFetomosFe

mol Femol Fe

g Fe g Fe6 10

1 5623

$

$

$ =

15. Cálculo de massa molecular a partir das massas atômicas.

C14

H18

N2

O5

14 ⋅ 12 =

18 ⋅ 1 =

2 ⋅ 14 =

5 ⋅ 16 =

168 u

18 u

28 u

80 u +294 u

2,0,,

L refrigeranteL refrigerante

g aspartameg aspartame

mol aspartame1 0

0 5882941

.m molar

$ $ $

1 2 34444 4444

.mol aspartame

mol c aspartame1

6 10 é

tancons te de Avogadro

23

$$

1 2 34444 4444

= 2,4 ⋅ 1021 moléculas de aspartame

Classifi cação de uma amostra de matéria:substâncias puras e misturas

01.

Componente(s) Fase(s)Classifi cação (homogêneo/heterogêneo)

Classifi cação (substância

pura/mistura)

a) 1 1 sistema homogêneo substância pura

b) 1 2 sistema homogêneo substância pura

c) 2 1 sistema homogêneo

mistura homogênea

d) 3 2 sistema heterogêneo

mistura heterogênea

e) 2 2 sistema heterogêneo

mistura heterogênea

QUÍMICA5

02.

Componente(s) Fase(s) Classifi cação

a) iodo sólido 1sistema homogêneo

substância pura

b) vários 1sistema homogêneo

mistura

c) 2 2sistema heterogêneo

mistura

d) vários váriassistema heterogêneo

mistura

e) vários 2sistema heterogêneo

mistura

03. d Mistura homogênea de água e sais minerais.

04. b Massa é uma propriedade geral (todas as amostras a apresen-tam!) e, portanto, inútil para identifi car uma substância química.

05. A: (s)1: (s) " (,), fusãoB: (,)2: (,) " (g), ebuliçãoC: (g)

Fracionamento (separação) das fases de mistura heterogêneas

01. a) A mistura (heterogênea) I ao ser fi ltrada deixou um resíduo sólido no papel de fi ltro: a areia.b) A mistura homogênea III ao sofrer evaporação (somente a água) fornece um resíduo sólido: o sal de cozinha.

02. A mistura óleo-água é heterogênea com duas fases líquidas separa-das com uma nítida interface. O método de separação adequado é a decantação (líquido-líquido): III.

03. b Trata-se da fi ltração a vácuo (rápida), apropriada para a separação de uma fase sólida de uma fase líquida.

04. O esquema do desdobramento das misturas é:

QUÍMICA6

05. Descrição do procedimento de separação:

06. Descrição do procedimento:

Finalmente, evaporamos os solventes das soluções I e II obtendo os componentes de pólvora sólidos.

07. c Somente o sal é solúvel em água.

Compostos inorgânicos: classifi cação, nomenclatura e formulação

01. a) ácido, base, sal, óxido e hidreto.b) iônicos: NaOH, Na2SO4, Na2O e NaH.moleculares: HNO3.

02. Em uma solução de HC,, o número de cátions com carga +1 é igual ao número de ânions com carga –1, de modo que a solução é eletrica-mente neutra. Porém, como os íons apresentam mobilidade, a solução é condutora elétrica.

03. a) NaC Na C( ) ( ) ( )sH O

aq aq2, ,++ −

b) HC H C( ) ( ) ( )gH O

aq aq2, ,++ −

04. C H O C H O( ) ( )sH O

aq6 12 6 6 12 62

NaC Na C( ) ( ) ( )sH O

aq aq2, ,++ −

HNO H NO( ) ( ) ( )aqH O

aq aq3 32 ++ −

05. a) cloreto de sódio b) K2O c) sulfeto de cálciod) A,Br3 e) óxido de ferro (III) f) MnC,2

06. a) CO2 b) trióxido de dinitrogênio c) C,2O5d) tetracloreto de carbono e) PBr3f) dissulfeto de carbono

QUÍMICA7

07. b) ácido sulforoso SOsulfito

32−

CaSO3

c) HNOcido n tricoá í

3 NOnitrato

31−

KNO3

d) H CO3cidocarb nico

2á ô

CO32

carbonato

− BaCO3carbonatodeb rioá

e) HNOcido nitrosoá

2 NOnitrito

21−

nitrito de sódio

f) HC O3cidocl ricoá ó

, C O31

clorato, − KC O

cloratodepot ssio3

á,

08. a) A,(OH)3 b) hidróxido de lítioc) Mg(OH)2 d) hidróxido de ferro (II)

Estrutura da matéria: modelos atômicos, Z, A, isótopos e íons

01. d A teoria atômica clássica de John Dalton, de 1808, explica a com-posição constante de um composto químico, como a água. Essa teoria clássica, por outro lado, não explica fenômenos nucleares (b), eletrônicos (a e e) e a isotopia (c).

02. b Thomson somente conseguiu mostrar que dentro de um átomo existem partículas constituintes menores. Dos seus trabalhos não se pode tirar conclusões de como essas partículas subatômicas estão distribuídas.

03. d 17 p+ " Z = 1717 p+ + 18 n0 = 35 " A = 35

04. b S1632 Ar18

40 2+

16 e–

16 p+ = 16 e– 18 p+

05. d H12 H1

1

1 n0 0 n0

06. d Átomos de um mesmo elemento químico apresentam o mesmo número de prótons, ou seja, o mesmo número atômico (Z).

07. Átomo Z A p+ e– n0

Fe (ferro) 26 56 26 26 30

Co (cobalto) 27 60 27 27 33

F (fl úor) 9 19 9 9 10

U (urânio) 92 235 92 92 143

08. d

QUÍMICA8

09. e A carga elétrica dos íons é consequência da diferença entre o número de prótons e o número de elétrons.Íons com carga 2+ apresentam dois elétrons a menos que prótons.

10. e F919 1− A13

27 3, +

10 e– 10 e–

9 p+ 13 p+

19 – 9 = 10 n0

11. d A análise do gráfi co revela que os isótopos estáveis do antimônio possuem entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons.

12.

Íon Z A p+ e– n0

Ca2+ 20 40 20 18 20

C,1– 17 35 17 18 18

Fe3+ 26 56 26 23 30

O2– 8 16 8 10 8

Estrutura da matéria: a eletrosfera

01. c O modelo de Rutherford-Bohr propõe que, ao absorver energia, átomos e íons emitem luz através de um mecanismo denominado transição eletrônica, fenômeno esse que ocorre na queima de pólvora em fogos de artifício.

02. d Quando colocado na chama, os elétrons do cátion Na+ saltam para uma camada mais externa de energia e, ao retornarem ao nível mais interno, emitem luz de coloração amarela.

03. c A emissão de energia em forma de luz se dá quando o elétron retorna a um nível mais baixo, menos energético.

04. a) 1 2 2O s s p816 2 2 4"

b) 1 2 2 3 3 4 3Fe s s p s p s d2656 2 2 6 2 6 2 6"

05. a) F s s p1 2 2919 2 2 5

( ) ( )K Le e2 7

"− −

A CBBBBS

b) Ca s s p s p s1 2 2 3 3 42040 2 2 6 2 6 2

( ) ( ) ( ) ( )K L M Ne e e e2 8 8 2

"− − − −A CBBBB A CBBBBS S

06. a) 1 2 2 3 3 4 3 4Br s s p s p s d p350 2 2 6 2 6 2 10 5"

1 e–

1 2 2 3 3 4 3 4Br s s p s p s d p351 2 2 6 2 6 2 10 6"−

QUÍMICA9

b) 1 2 2 3 3 4 3 4 5Sr s s p s p s d p s380 2 2 6 2 6 2 10 6 2"

2 e–

1 2 2 3 3 4 3 4Sr s s p s p s d p382 2 2 6 2 6 2 10 6"+

07. c A emissão de luz (transição eletrônica cuja fonte de energia é uma reação química) é denominada quimioluminescência.

Classifi cação Periódica dos elementos químicos:histórico e descrição

01. a) Verdadeira.b) Verdadeira.c) Falsa. Os elementos representativos correspondem aos grupos A da Tabela Periódica.d) Verdadeira.e) Falsa. Verifi cam-se propriedades semelhantes em elementos químicos de mesmo grupo.

02. b Os 18 grupos da Tabela Periódica podem ser numerados de 1 a 18, da esquerda para direita.

03. a) e1

1H s11"−S

1A (1)

1º período

b) 1 2 2 3 3Ca s s p s p s4e

202 2 6 2 6 2

2 –"

S

2A (2) 4º período

c) 1 2 2 3 3 4 3 4Br s s p s p s d p352 2 6 2 6 2 10 5"

... 3d s p4 4

e

10 2 5

7 –A CBBBB

7A (17) 4º período

04. a) 2 í 2 ... 2º per odo camadas

A ss

2 22"

"4

Logo, E1 " 1s2 2s2

b) ...3 í 3º

s pper odo camadas

ou A s p3 3

17 7 2 52 5"

"4

Logo, E2 " 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

QUÍMICA10

05.

06. a) Falsa. Metais são dobrados sem ruptura (maleáveis).b) Verdadeira.c) Verdadeira.d) Falsa. Ametais não conduzem eletricidade e, portanto, não podem ser usados em fi ação elétrica.e) Verdadeira.

07. a) Gases nobres, 8A (18).b) ... ns2 np6 (8 elétrons na última camada).

Fundamentos da Química Orgânica

01. a)

b)

c)

02. a) b)

03.

04. a) Cálculo de 5% de 1,8 kg ou 1 800 g de tabaco.

1 800 90g tabacog tabaco

g nicotina g nicotina1005

$ =

QUÍMICA11

b) Determinação de fórmula molecular:

Então: C10H14N2.

05. a) b)

c)

06. O principal responsável pelo odor cítrico é insaturado, ramifi cado, alifático e homogêneo.

Hidrocarbonetos: nomenclatura e formulação I

01. a)

b)

c)

02. a)

b)

c)

03. a)

b)

QUÍMICA12

04. a)

b)

05. a)

b)

06. : eteno: H2C — CH2

•