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  UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL INSTITUTO DE FÍSICA – IF LICENCIATURA EM FÍSICA – MODALIDADE A DISTÂNCIA Exercícios Treinos Módulo 2 e 3 ALUNOS: JOELSON ALVES FERREIRA Professor Luís Carlos Maceió, MAIO 2012

Exercícios Resolvidos Módulos 2 e 3_Estequiometria_Tabela Periódica_Joelson Alves

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL

INSTITUTO DE FÍSICA – IF

LICENCIATURA EM FÍSICA – MODALIDADE A DISTÂNCIA

Exercícios Treinos Módulo 2 e 3

ALUNOS: JOELSON ALVES FERREIRA

Professor Luís Carlos

Maceió, MAIO 2012

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL

INSTITUTO DE FÍSICA – IF

LICENCIATURA EM FÍSICA – MODALIDADE A DISTÂNCIA

Exercícios Treinos Módulo 2 e 3

Maceió, MAIO 2012

Atividade solicitada

pelo Professor Luís Carlos da

disciplina de Química Geral,

modalidade à distância, para

aprofundamento no tema e

obtenção de nota na disciplina.

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Exercícios treinos Módulo 2

1) Quantos mols de S estão contidos em 1,0 mol de As2S3?

Resposta: Como a molécula possui 2 átomos de Arsênio (As) e 3 átomos de

Enxofre (S), então um mol do composto trissulfeto de arsênio possui 3 molesde enxofre.

2) Qual a massa de 1,35 mol de cafeína, C8H10N4O2?

Resposta: Primeiro vamos observar que a cafeína é composta de váriosátomos, com suas respectivas quantidades conforme tabela abaixo, emseguida, vamos utilizar a tabela periódica para encontrar o valor da massaindividual de cada átomo, e por fim determinar por regra de três o valor de 1,35mol da cafeína.

tomo Massa atômica(u)

Quantidade deátomos na

cafeína

Massa total doátomo nacafeína (u)

Carbono 12 8 96Hidrogênio 1 10 10Nitrogênio 14 4 56Oxigênio 16 2 32

Assim, basta somar o valor das massas totais de cada átomo e teremosa massa do composto:

M (C8H10N4O2) = 96 + 10 + 56 + 32 = 194 u

Que por regra de três simples e de razão direta, temos:

Moles Massa1 194

1,35 x

X = 261,9 u

O que, certamente poderíamos arredendar para 262 gramas de cafeína.

3) Qual a massa de 6,30 mol de sulfato de chumbo, PbSO4?

Resposta: Idem o comentário da questão 2.

tomo Massa atômica(u)

Quantidade deátomos nosulfato dechumbo

Massa total doátomo no sulfato

de chumbo (u)

Chumbo 207,2 1 207,2Enxofre 32 1 32Oxigênio 16 4 64

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Assim, basta somar o valor das massas totais de cada átomo e teremosa massa do composto:

M (PbSO4) = 207,2 + 32 + 64 = 303,2 u

Que por regra de três simples e de razão direta, temos:

Moles Massa1 303,2

6,30 x

X = 1910,16 u

O que, certamente poderíamos arredondar para 1,91 x 103 gramas desulfato de chumbo.

4) Um solvente para lavagem a seco, composto de carbono e cloro, possui aseguinte composição: 14,5% de C e 85,5% de Cl (em peso). Qual a fórmulaempírica desse composto?

Resposta: O problema sugere que em uma amostra de 100g deste solvente,14,5g são de Carbono e 85,5g são de Cloro. Como é de conhecimento público,através da Tabela Periódica, sabe-se que as massas atômicas desses átomossão, respectivamente, 12u e 35,45u, assim sendo, podemos fazer uma razãodireta entre esses valores.

CarbonoMol Massa

1 12x 14,5

X = 1,21 mol de Carbono

CloroMol Massa

1 35,45

x 85,5

X = 2,41 moles de Cloro

A fim de termos a razão molar faremos a divisão da maior quantidade dematéria pela menor, para se obter a relação:

=

2,41

1,21=

1,99

1,00 

O valor 1,99 deve ser arredondado, pois são valores com errosexperimentais, portanto a fórmula Empírica deve ser CCl2.

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5) Zinco e enxofre reagem para formar sulfeto de zinco, uma substância usadapara recobrir as paredes internas dos tubos de imagem de TV. A equação parareação é

Zn + S → ZnS

Quantos gramas de ZnS podem ser formados quando 12,0 g de Znreagem com 6,50 g de S? Qual é o reagente limitante? Quanto é qual elementopermanecerá sem reagir?

Resposta: Sabe-se que o 1 mol de sulfeto de zinco é composto por 1 mol deZinco e 1 mol de enxofre, desta forma podemos relacionar a massa atômica decada elemento com a massa da substância.

1 mol de S = 32g de S1 mol de Zn = 65,4g de Zn

A partir desse dado, fazemos uma relação direta aproximada com asgrandezas e os dados obtidos no problema.

EnxofreMol Massa

1 32x 6,5

X = 0,203 mol de enxofre (disponíveis)

ZincoMol Massa1 65,4x 12

X = 0,183 mol de zinco (disponíveis)

Como sabemos que 1 mol de zinco reage com 1 mol de enxofre,pretendemos relacioná-los com a quantidade disponível:

1 mol de zinco 1 mol de enxofre

x 0,203 mol de enxofre

X = 0,203 mol de zinco.

Logo, para reagir 0,203 mol de enxofre será necessário 0,203 mol dezinco, e, de acordo com os dados obtidos dispomos 0,183 mol de zinco. Sendoassim, percebemos que o ZINCO É O REAGENTE LIMITANTE. E portanto,parte do enxofre permanecerá sem reagir.

6) Suponha uma solução de carbonato de lítio, Li2CO3, uma droga usada notratamento de depressão, rotulada como 0,250 M.

a) Quantos mols de Li2CO3 estão presentes em 250 cm3 dessa solução?

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Resposta: Tendo como base as informações da Tabela Periódica, temos que:

tomo Massa atômica(u)

Quantidade deátomos

Massa total doátomo (u)

Carbono 12 1 12

Lítio 7 2 14Oxigênio 16 3 48

Portanto, 1 mol de carbonato de Lítio possui 74 gramas de Li2CO3.Como a densidade dessa substância é de 2,11 g/cm3. Então:

=

 

2,11 =

250 

= 527,5 

A partir daí, podemos fazer uma relação direta com o dado obtido noproblema para aproximar o valor da quantidade de moles existente nos 250cm3 da substância:

1 mol de Li2CO3 74 gx 527,5 g

X = 7,13 moles de Li2CO3.

b) Quantos gramas de Li2CO3 existem em 630 cm3 da solução?

Resposta: De modo análogo ao item ‘a’, temos:Como a densidade dessa substância é de 2,11 g/cm3. Então:

=

 

2,11 =

630 

= 1329,30 

A partir daí, podemos fazer uma relação direta com o dado obtido no

problema para aproximar o valor da quantidade de moles existente nos 630cm3 da substância:

1 mol de Li2CO3 74 gx 1329,30 g

X = 17,96 moles de Li2CO3.

c) Quantos centímetros cúbicos da solução serão necessários para fornecer0,0100 mol de Li2CO3?

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Resposta: De modo análogo ao item ‘a’, no entanto, só que ao invés dedescobrir a quantidade de moles, vamos fazer o processo inverso, vamosdescobrir o volume que a solução ocupa.

1 mol de Li2CO3 74 g

0,01 mol de Li2CO3 X

X = 0,74 g Li2CO3.

Como a densidade dessa substância é de 2,11 g/cm3. Então:

=

 

2,11 =0,74

 

= 0,35 

d) Quantos centímetros cúbicos da solução serão necessários para fornecer0,0800 g de Li2CO3?

Resposta: Semelhantemente ao item ‘c’, temos:

Como a densidade dessa substância é de 2,11 g/cm3. Então:

=

 

2,11 =

0,08

  = 0,038 

7) São dissolvidos 19,6 g de H2SO4 em água suficiente para 800 cm3 desolução. Qual é a molaridade dessa solução?

Resposta: Resposta: Tendo como base as informações da Tabela Periódica,temos que:

tomo Massa atômica(u)

Quantidade deátomos

Massa total doátomo (u)

Hidrogênio 1 2 2Enxofre 32 1 32Oxigênio 16 4 64

Portanto, 1 mol de ácido sulfúrico possui aproximadamente 98 gramasde H2SO4. Assim, podemos fazer uma razão direta com o valor fornecido noproblema:

1 mol de H2SO4 98 gX 19,6 g

X = 0,2 mol de H2SO4.

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Assim sendo, a molaridade do H2SO4 em 800 cm3 (0,8ℓ) é de:

=

 

=0,2

0,8

 

= 0,25/ℓ 

8) Temos 400 mL de uma solução 0,15 M de NaOH. Determine a massa deNaOH nessa solução?

Resposta: Semelhantemente a questão 7, temos agora o processo anterior.Vamos partir da molaridade para determinar a quantidade de matéria docomposto Hidróxido de Sódio.

Assim sendo, a molaridade do NaOH em 400mℓ de uma solução é de:

=

 

0,15 =

0,4 

= 0,06 

tomo Massa atômica(u)

Quantidade deátomos

Massa total doátomo (u)

Hidrogênio 1 1 1Sódio 23 1 23

Oxigênio 16 1 16

Portanto, 1 mol de hidróxido de sódio possui aproximadamente 40gramas de NaOH. Assim, podemos fazer uma razão direta com o valorencontrado anteriormente:

1 mol de NaOH 40 g0,06 mol de NaOH x

X = 2,4 gramas de NaOH

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Exercícios treino – Módulo 3

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RESPOSTAS

1) O cálculo da carga nuclear efetiva Zef é muito simples, basta apenas subtrairo número de prótons do núcleo, Z, com o número de elétrons entre o núcleo doátomo é o elétron em questão (elétrons internos), S, (S representa uma média,não sendo necessário que seja um número inteiro).

Assim sendo, para o caso do Mg, temos:

!"#$% = ! & ' !"#$% = 12 & 10 

!"#$% 2( 

Assim sendo, para o caso do F, temos:

!"#$)% ! & ' !"#$)% 9 & 7 

!"#$)% 2( 

2) Observando-se a série Cl-, S2-, K+, Ca2+, podemos através da tabela

periódica comparar suas camadas de valência.

Átomo/Íon→ Cl Cl-  ↓Átomo Correspondente↓ Número de elétrons → 17 18  Argônio 

Átomo/Íon→ S S2- Número de elétrons → 16 18  Argônio 

Átomo/Íon→ K K+ Número de elétrons → 19 18  Argônio 

Átomo/Íon→  Ca  Ca2+ 

Número de elétrons → 20 18  Argônio 

Como se pode perceber todos os íons tem a mesma quantidade deelétrons do Argônio, desta forma eles fazem parte de uma série isoeletrônica,os quais, neste caso, quando a carga nuclear aumenta, os íons tornam-semenores por ordem crescente de tamanho, ficariam assim:

Ca2+ < K+ < Cl- < S2- 

3) os metais pesados, outro grande problema para a saúde humana. Metaispesados são elementos químicos metálicos, de peso atômico relativamentealto, que em concentrações elevadas são muito tóxicos á vida. As atividades

industriais, têm introduzido metais pesados nas águas numa quantidade muitomaior do que aquela que seria natural, causando grandes poluições. Para se

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ter uma idéia disso, basta lembrar que os metais pesados fazem parte dosdespejos de grandes indústrias, em todos os países do mundo. A ação dosmetais pesados na saúde humana é muito diversificada e profunda. Entre osmais perigosos estão o mercúrio, o cádmio (encontrado em baterias decelulares), cromo e o chumbo. Os metais pesados diferem de outros agentes

tóxicos porque não são sintetizados nem destruídos pelo homem. A atividadeindustrial diminui significativamente a permanência desses metais nosminérios, bem como a produção de novos compostos, além de alterar adistribuição desses elementos no planeta.

A presença de metais muitas vezes está associada à localização deregiões agrícolas e industriais; proibindo a produção de alimentos em soloscontaminados com metais pesados. Todas as formas de vida são afetadas pelapresença de metais dependendo da dose e da forma química. Muitos metaissão essenciais para o crescimento de todos os tipos de organismos, desde

as bactéérias até mesmo o ser humano, mas eles são requeridos em baixasconcentrações e podem danificar sistemas biológicos.

Classificação dos metais

1. Elementos essenciais: sódio, potássio, cálcio, ferro, zinco, cobre, níquele magnésio.

2. Micro-contaminantes ambientais: arsênico, chumbo, cádmio, mercúrio,alumínio, titânio, estanho e tungstênio.

3. Elementos essenciais e simultaneamente micro-contaminantes: cromo,zinco, ferro, cobalto, manganês e níquel.

Ocorrência dos metais pesados 

Metal  Fontes Principais 

Chumbo 

- indústria de baterias automotivas, chapas de metal semi-acabado,canos de metal, cable sheating, aditivos em gasolina, munição.- indústria de reciclagem de sucata de baterias automotivas parareutilização de chumbo.

Cádmio 

- fundição e refinação de metais como zinco, chumbo e cobre

- derivados de cádmio são utilizados em pigmentos e pinturas,baterias, processos de galvanoplastia, solda, acumuladores,estabilizadores de PVC, reatores nucleares.

Mercúrio - mineração e o uso de derivados na indústria e na agricultura- células de eletrólise do sal para produção de cloro.

Cromo - curtição de couros, galvanoplastias.

Zinco -metalurgia (fundição e refinação), indústrias recicladoras dechumbo.

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Efeitos dos metais pesados 

Metal  Chumbo (Pb)  Mercúrio (Hg)  Cádmio (Cd) 

Efeito na saúde 

Provoca alterações no sangue e

na urina, ocasionando doenças

graves e em alguns casos,

invalidez total e irreversível.

Ocasiona problemas

respiratórios.

Provoca alterações renais e

neurológicas. As principais

alterações são no

desenvolvimento cerebral das

crianças, podendo provocar o

idiotismo.

Apesar de menos agressivo naágua do que no ar, depositado

nos ossos, musculaturas, nervos

e rins, provoca estado de

agitação, epilepsia, tremores,

perda da capacidade intelectual

e anemia.

Afeta o sistema nervoso

central, provocando lesões no

córtex e na capa granular do

cérebro.

Alterações em órgãos do

sistema cardiovascular.

Acumula-se no sistema

nervoso, principalmente no

cérebro, medula e rins.

Provoca perda de

coordenação dos movimentos,

dificuldade no falar, comer e

ouvir, além de atrofia e lesõesrenais, urogenital e endócrino.

Provoca alterações no sistema

nervoso central e no sistema

respiratório.

Compromete ossos e rins.

Ocasiona edema pulmonar,

câncer pulmonar e irritação no

trato respiratório.

Analogamente ao mercúrio afeta

o sistema nervoso e os rins.

Provoca perda de olfato,

formação de um anel amarelo no

colo dos dentes, redução na

produção de glóbulos vermelhose remoção de cálcio dos ossos.

Efeito no meio ambiente 

Polui o solo, a água e o ar e

desta forma contamina os

organismos vivos, devido a seu

efeitobioacumulativo, em

toda a cadeia alimentar (trófica).

É absorvido pelos organismos

vivos e vai-se acumulando de

forma contínua durante toda a

vida. Pela contaminação da

água ou do solo, entra com

facilidade na cadeia alimentar,

representando um perigo para

o homem que se alimenta de

peixes ou aves dessas áreas.

Contamina o solo, o ar, a água e

o lençol freático.

É bioacumulativo em toda a

cadeia alimentar (trófica),

provocando intoxicação nos

seres humanos

quando ingerirem peixes

contaminados com cádmio.

Os efeitos tóxicos dos metais sempre foram considerados como eventosde curto prazo, agudos e evidentes, como anúria e diarréia sanguinolenta,decorrentes da ingestão de mercúrio. Atualmente, ocorrências a médio e longoprazo são observadas e as relações causa-efeito são pouco evidentes e quase

sempre subclínicas.

Geralmente esses efeitos são difíceis de serem distinguidos e perdemem especificidade, pois podem ser provocados por outras substâncias tóxicasou por interações entre esses agentes químicos.

A manifestação dos efeitos tóxicos está associada á dose e podedistribuir-se por todo o organismo, afetando vários órgãos, alterando osprocessos bioquímicos, organelas e membranas celulares.

Acredita-se que pessoas idosas e crianç as sejam mais susceptíveis àssubstâncias tóxicas. As principais fontes de exposição aos metais tóxicos são

os alimentos, observando-se um elevado índice de absorção gastro-intestinal.A mídia escrita e falada tem noticiado a contaminação de adultos,crianças, lotes e vivendas residenciais, com metais pesados, principalmente

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por chumbo e mercúrio. Contudo, a maioria da população não tem informaçõesprecisas sobre os riscos e as conseqüências da contaminação por essesmetais para a saúde humana.

(Fonte: http://www.fernandosantiago.com.br/met90.htm acesso em 30 de maio de 2012) 

4) Veja o texto abaixo:

Chuva ácidaUENF | Ambiente Brasil  O termo "chuva ácida" foi usado pela primeira vez por Robert Angus Smith, químico e climatologistainglês. Ele usou a expressão para descrever a precipitação ácida que ocorreu sobre a cidade deManchester no início da Revolução Industrial. Com o desenvolvimento e avanço industrial, os problemasinerentes às chuvas ácidas têm se tornado cada vez mais sérios. Um dos problemas das chuvas ácidas éo fato destas poderem ser transportadas através de grandes distâncias, podendo vir a cair em locais ondenão há queima de combustíveis.

A poluição que sai das chaminés é levada pelo vento, sendo que uma parte dela pode permanecer no ar

durante semanas, antes de se depositar no solo. Nesse período, pode ter viajado muitos quilômetros.Quanto mais a poluição permanece na atmosfera, mais a sua composição química se altera,transformando-se num complicado coquetel de poluentes que prejudica o meio ambiente.

A água da chuva não é totalmente pura, pois sempre carrega componentes da atmosfera, o próprioCO2 ao se dissolver na água a torna um pouco ácida, com um pH aproximadamente igual a 5,6. A reação

da água com o gás carbônico é: CO2 + H2O H2CO3 

O ácido formado (ácido carbônico), é um ácido muito fraco, o que não compete à água uma diminuiçãobrusca do pH.

A chuva ácida é um fenômeno causado pela poluição da atmosfera. Ela pode acarretar muitos problemaspara as plantas, animais, solo, água, construções e também às pessoas. Reage com metais e carbonatosatacando muitos materiais usados na construção civil, como mármore e calcários.

Diferentemente do CO2, os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2) presentesna atmosfera formam ácidos fortes, aumentando a acidez da água da chuva.

Na atmosfera ocorre as seguintes reações:

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2CO2 + O2 = 2CO3 

SO3 + H2O = H2SO4 

Reações semelhantes ocorrem com os óxidos de nitrogênio. Como o ar é formado de N2 e O2, durante as

tempestades, os raios provocam a seguinte reação: N2 + O2 2NO, e conseqüentemente

2NO + O2 2NO2 

2NO2 + H2O HNO2 + HNO4 

2HNO2 + O2 2HNO3 

A chuva ácida pode ser transportada através de longas distâncias, podendo cair em locais em que não háfonte de poluentes causadores de chuva ácida.

GASES RESPONSÁVEIS PELA CHUVA ÁCIDA E SUAS ORIGENS 

 

Dióxido de Enxofre 

- fabricação de fertilizantes- aquecimento de minérios do grupo de sulfatos- fabricação de celulose e ácido sulfúrico- combustão do carvão e derivados de petróleo, em veículos,usinas termelétricas, indústrias, altos-fornos, etc.

Óxidos denitrogênio 

- combustão do carvão vegetal- combustão dos derivados de petróleo (especialmente em

 

veículos)- indústrias de ácido nítrico e ácido sulfúrico- fumaça de cigarros

Ácido fluorídrico  - fundições de metais pesados e de alumínio

 

- indústrias de fertilizantes- indústrias de vidro, esmalte e porcelana

 

Ácido clorídrico 

- indústrias de fertilizantes- indústrias eletroquímicas- processos de esmaltação da porcelana

 

- combustão de materiais contendo cloro

Efeitos que a chuva ácida pode causar bas florestas 

O ácido depositado enfraquece árvores e polui asuperfície das águas

Tem sido percebido pelos cientistas ao longo dos anos, que em muitas florestas as árvores não crescemcomo deveriam e as folhas, em vez de estarem verdes e normais, ficam castanhas e acabam caindo.

Os investigadores acreditam que o principal fator responsável pelos danos causados às plantas e a mortede muitas florestas é a chuva ácida.

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A chuva ácida não é responsável direta da morte das árvores. O que ocorre geralmente é que a árvoreenfraquece e as suas folhas morrem, limitando assim os nutrientes de que precisa ou envenenando o solocom substâncias tóxicas. De acordo com os cientistas, a água acidificada dissolve os nutrientes que estãono solo e arrasta-os rapidamente antes que as plantas os possam utilizar para crescer. A chuva ácidapode causar ainda a liberação de algumas substâncias tóxicas como o alumínio no solo, prejudicando suafertilidade.

Mesmo o solo sendo bastante resistente às chuvas ácidas, há que contar com as nuvens e o nevoeiroque muitas das vezes são ainda mais ácidos que a chuva. As proteções das folhas são destruídasquando são banhadas por nuvens ácidas, e suas folhas acabam ficando danificadas e com manchascastanhas. Para crescerem, as folhas transformam em alimento a luz solar através da fotossíntese. Asfolhas ao morrerem não podem produzir energia suficiente para que a árvore se mantenha saudável. Umavez que as árvores estejam enfraquecidas serão mais facilmente atacadas por doenças e insetos.

Os efeitos que a chuva ácida pode causar nas águas 

A maioria dos rios e lagos possuem um pH entre 6 e 8. O pH dos lagos no entanto pode atingir valoresaproximados a 5 quando os solos e a água não têm a capacidade de neutralizar a chuva ácida, todos osorganismos que vivem em meios aquáticos poderão morrer por conseqüência deste fenômeno. Os sapossuportam as variações de pH maiores e poderiam resistir, mas se o seu alimento também desapareceracabarão morrendo. À medida que a acidez dos lagos aumenta os peixes vão desaparecendo. Mesmo

que alguns mais resistentes consigam sobreviver, é muito difícil que a sua continuidade estejaassegurada uma vez que os seus ovos não têm hipóteses de eclodir.

Efeitos que a chuva ácida pode causar em construções 

A chuva ácida pode ser responsável pela corrosão de pedra, metal ou tinta. Praticamente todos osmateriais se degradam gradualmente quando expostos à chuva e ao vento. A chuva ácida acelera esseprocesso, destruindo estátuas, prédios ou monumentos. É importante saber que reparar os estragoscausados pela chuva ácida em casas e prédios pode ser extremamente caro; além do mais, muitosmonumentos encontram-se já muito degradados e a sua recuperação ou substituição muitas vezes éimpossível.

O principal constituinte dos mármores, os quais são utilizados na construção de prédios e monumentos, éo calcário (Carbonato de cálcio - CaCO3) que reage com os ácidos contribuintes da acidez da chuva ácida

como na reaçãoCaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2(g) 

Possíveis medidas para se evitar a chuva ácida: 

• Purificação do carvão mineral, antes de seu uso;• Emprego de caldeiras com sistemas de absorção de SO2;• Uso de petróleo de melhor qualidade e purificação de seus derivados;• Construção de motores de carros mais eficientes (que destruam os gases nocivos).

Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, cerca de 35% dos ecossistemas europeus já estãoseriamente alterados e cerca de 50% das florestas da Alemanha e da Holanda estão destruídas pelaacidez da chuva. Na costa do Atlântico Norte, a água do mar está entre 10% e 30% mais ácida que nos

últimos vinte anos. Nas mais importantes áreas industriais do Hemisfério Norte, o vento predominantevem do oeste. Isso significa que as áreas situadas no caminho do vento, que sopra dessas regiõesindustriais, recebem uma grande dose de poluição.

Cerca de 3 milhões de toneladas de poluentes ácidos são levados a cada ano dos Estados Unidos para oCanadá. De todo o dióxido de enxofre precipitado no leste canadense, metade dele provém das regiõesindustriais situadas no nordeste dos EUA. Na Europa, a poluição ácida é soprada sobre a Escandinávia,vindo dos países vizinhos, especialmente da Grã-Bretanha e do Leste-Europeu.

Nos EUA, onde as usinas termoelétricas são responsáveis por quase 65% do dióxido de enxofre lançadona atmosfera, o solo dos Montes Apalaches também está alterado: tem uma acidez dez vezes maior quea das áreas vizinhas, de menor altitude, e cem vezes maior que a das regiões onde não há esse tipo depoluição. Na América do Sul, chuvas com pH médio 4,7 têm sido registradas tanto em regiões urbanas eindustrializadas como em regiões remotas.

Monumentos históricos também estão sendo corroídos: a Acrópole, em Atenas; o Coliseu, em Roma; oTaj Mahal, na Índia; as catedrais de Notre Dame, em Paris e de Colônia, na Alemanha. Em Cubatão, São

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Paulo, as chuvas ácidas contribuem para a destruição da Mata Atlântica e desabamentos de encostas. Ausina termoelétrica de Candiota, em Bagé, no Rio Grande do Sul, provoca a formação de chuvas ácidasno Uruguai. Outro efeito das chuvas ácidas é a formação de cavernas.

A chuva ácida obviamente também afeta a saúde humana, liberando metais tóxicos que estavam no solo,que podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.

Ainda, com relação ao meio ambiente, os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuvaácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.

Os dois países com maior interesse em acabar com a chuva ácida são a Grã-Bretanha e a Alemanha. AAlemanha mudou sua política repentinamente para garantir pouca poluição; já a Grã-Bretanha, que temmenos problemas, ainda quer um pouco mais de provas antes de atuar. Um outro país, os EstadosUnidos, acreditam que sejam necessários mais pesquisas e debates antes de uma ação prática.

Hoje em dia o carvão, o petróleo e o gás natural são utilizados para suprir 75% dos gastos com energia. Épossível cortar estes gastos pela metade e ter um alto nível de vida. Eis algumas sugestões paraeconomizar energia:

- Transporte coletivo: diminuindo-se o número de carros a quantidade de poluentes também diminui;- Utilização do metrô: por ser elétrico polui menos do que os carros;

- Utilizar fontes de energia menos poluentes: hidrelétrica, geotérmica, mareomotriz, eólica, nuclear(embora cause preocupações em relação à possíveis acidentes e para onde levar o lixo nuclear);- Purificação dos escapamentos dos veículos: utilizar gasolina sem chumbo e adaptar um conversorcatalítico; utilizar combustíveis com baixo teor de enxofre.

(Fonte:http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/quimica/quimica_inorganica/compostos_in

organicos_oxidos/chuva_acida Acesso em 30 de maio de 2012)

5) Formação do Ozônio

 

Na natureza há um ciclo de oxigênio semelhante ao ciclo da água. O

Oxigênio liberado das plantas na terra e dos plânctons no mar durante afotossíntese é mais leve que o ar e flutua para o alto da atmosfera.Na região situada entre 20 e 30 km da Terra, uma forte radiação de Ultra

Violeta (UV) situada entre o comprimento de onda de 180 a 200 nanômetrosbombardeia o oxigênio e transforma parte dele em ozônio.

O ozônio assim criado existe como uma fina camada na atmosfera ebloqueia a pequena porção do espectro de UV que ele absorve. A grandemaioria dos raios UV que atingem a terra, permitindo o bronzeamento solar.

Temos ultimamente, uma grande repercussão na imprensa sobre acamada de ozônio, mas os fatos são diferentes do noticiado. A produção deozônio na atmosfera depende da quantidade de energia vinda do Sol. Durante

os picos de atividade solar, o ozônio é gerado em grande quantidade. Duranteas calmarias da atividade solar, a camada de ozônio é mais fina. O mais baixonível até hoje medido foi em 1.962.

Durante a noite, no lado escuro de nosso planeta, a camada de ozôniodesaparece em poucas horas. A camada é reposta assim que o sol nasce pelamanhã. Não há ozônio sobre os pólos no período de inverno polar, porque nãohá luz solar.

O ozônio é produzido constantemente na atmosfera superior assim queo sol passa a brilhar, e desde que o ozônio é mais leve que o ar, começa areduzir-se assim que cai em direção a Terra. Ao cair, combina-se com qualqueragente poluidor que contatar, limpando o ar é o maravilhoso autolimpante da

natureza.

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Se o ozônio entra em contato com o vapor d'água quando cair, ele formaperóxido de hidrogênio (H2 O2) um componente da chuvae esta é a razãoporquea água da chuva permite o crescimento das plantas melhor do que airrigação convencional.

O ozônio também é gerado na atmosfera, pelas descargas atmosféricas

(raios de uma tempestade), e a quantidade produzida em uma tempestademédia é geralmente o triplo do limite permitido de (0,015 PPM) zero vírgulazero quinze partes por milhão como foi estabelecido pela EPA (Agência deProteção Ambiental).

O ozônio dá ao ar o maravilhoso cheiro de frescor após uma forte chuvae é o mais alto benefício a alguém suficientemente afortunado para aspirá-lo. Éainda gerado por quedas d'água e ondas que arrebentam e quesãoresponsáveis pelo sentimento de energia que experimentamos próximo a esteslocais.

Outro modo em que se gera ozônio é através de fótons do Solquebrando separadamente o Óxido Nitroso (NOx), um agente poluidor formado

por um motor de combustão interna. Este ozônio pode acumular-se comonévoa devido a inversões de temperatura e é irritante aos olhos e ao pulmão.

O ozônio, a forma triatômica do oxigênio, é diferente do oxigênio querespiramos, que é diatômico. Ele tem presença relativamente pequena edistribuição não uniforme, concentrando-se entre 10 e 50 km (e emquantidades bem menores, no ar poluído de cidades), com um pico em tornode 25 km. Sua distribuição varia também com a latitude, estação do ano,horário e padrões de tempo, podendo estar ligada a erupções vulcânicas eatividade solar. A formação do ozônio na camada entre 10-50 km é resultadode uma série de processos que envolvem a absorção de radiação solar.Moléculas de oxigênio são dissociadas em átomos de oxigênio apósabsorverem radiação solar de ondas curtas (ultravioleta). O ozônio é formadoquando um átomo de oxigênio colide com uma molécula de oxigênio empresença de uma 3ª molécula que permite a reação mas não é consumida noprocesso. Estas são as formas de ozônio gerado na pela atmosfera.

(Fonte: http://www.webartigos.com/artigos/a-formacao-do-ozonio-na-atmosfera/10368/ Acesso em

30/04/2012)

6) Reação do Ácido Hipocloroso:

 

Cl2 + H2O HClO + HClComo o HClO é indispensável para a limpeza de piscinas, deve-se ter o

maior cuidado no manuseio, pois este ácido e seus sais minerais ao seremmisturados com compostos orgânicos liberam diversos gases tóxicos, como é ocaso da cloramina. Outra forma perigosa no manuseio é a ingestão do cloro,que é um gás venenoso, e é formado na decomposição do ácido hipocloroso.

7)

8)

9)

10) A tabela periódica atual possui 18 colunas chamadas de grupos oufamílias, onde os elementos químicos apresentam propriedades semelhantes,

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e sete linhas chamadas de períodos. As propriedades físicas e químicas doselementos variam de forma periódica, de período a outro, por isso sãochamadas de propriedades periódicas. Estas propriedades estão relacionadasprincipalmente com os elétrons da última camada do átomo (elétrons devalência), tamanho, energia de ionização e afinidade eletrônica.

11) Carga nuclear efetiva (Zef) é a carga sofrida por um elétron em um átomopolieletrônico, modificado pela presença de outros elétrons. Esta por sua vezvaria na Tabela Periódica aumenta nos elétrons mais externos ao longo dosperíodos da esquerda para a direita, enquanto nos grupos há um aumento decima para baixo.

Sendo assim, podemos considerar a carga nuclear efetiva como umaespécie de blindagem eletrônica do núcleo, feita pelos elétrons mais internos.

12) Cálculo da carga nuclear efetiva do cálcio e do bromo:

Ca = 2, 8, 8, 2

!"#$*% 20 & ' !"#$*% = 20 & 18 

!"#$*% = 2( 

Br = 2, 8, 18, 7!"#$+% = ! & ' 

!"#$+% = 35 & 36 !"#$+% = 1 

13) Carga Nuclear Efetiva dos átomos de K, Mg, P, Rh e Ti. Camada n = 3

Assim sendo, temos:!"#$-% = ! & ' 

!"#$-% = 19 & 8 !"#$-% = 11( 

!"#$% = ! & ' !"#$% = 12 & 2 

!"#$% = 10( 

!"#$.% = ! & ' !"#$.% = 15 & 5 

!"#$.% = 10( 

!"#$ℎ% = ! & ' !"#$ℎ% = 45 & 18 

!"#$ℎ% = 27( 

!"#$% = ! & ' !"#$% = 22 & 8 

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!"#$% 14( 

Como podemos perceber a sequência decrescente dos átomosconforme sua carga nuclear efetiva será:

Rh > Ti > K > P > Mg

14) A medida que o número atômico do átomo aumenta, o raio do átomotambém diminui, uma vez que este possuirá maior número de elétrons em suaperiferia, e uma maior atração entre os átomos o que possibilita umencolhimento do átomo. Consequentemente, o raio atômico tende a aumentarda direita para a esquerda e de cima para baixo.

No caso dos íons, pelo fato dos cátions terem menos elétrons que osátomos neutros, este terá um tamanho menor que os átomos neutros.Semelhantemente, os ânions tem mais elétrons que os neutros, assim sendo,os íons ânions são maiores.

15) Átomos F, P, S, As em ordem crescente fica:

F < S < P < As

16)a) K < Rb < Csb) Te < Sn < Inc) Cl < P < Sr

17)

a) Ca

2+

> Mg

2+

> Be

2+

: Todos estes cátions perderam dois elétrons,consequentemente suas respectivas eletrosferas ficaram menores, e a suacarga nuclear efetiva aumentou. Sendo assim, como o raio atômico aumentade cima para baixo na mesma família, então a sequencia correta seria:

Be2+ > Mg2+ > Ca2+ b) Fe > Fe2+ > Fe3+: Observe que, a medida que o átomo perde elétron, a forçade atração entre os núcleos aumenta, fazendo com que haja um achatamentodos seus raios, consequentemente uma diminuição no comprimento do raioatômico. Assim sendo, o átomo de Ferro neutro será maior que o cátion 2+ domesmo átomo que será maior do que o cátion 3+ do mesmo átomo.

c) I-

> I > I+

: Semelhantemente ao item ‘b’, o ânion recebeu um elétron econsequentemente sua carga nuclear efetiva diminui, portanto o raio atômicoaumentou em relação ao Iodo neutro, enquanto que o cátion perdeu um elétrone consequentemente houve um ‘achatamento’ do átomo, ficando menor que oiodo neutro.

18)

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De acordo com a figura, o íon Ca2+ perdeu dois elétrons, econsequentemente será menor que o átomo de Cálcio neutro. E como o raioatômico aumenta de cima para baixo na mesma família da tabela periódica, eda esquerda para a direita, a sequência correta será:

Ca > Mg > Ca2+.

O cátion de cálcio é menor do que o átomo de Magnésio porque o cátionficará com a mesmo número atômico do Ar, que está a esquerda do Mg.

19) Uma série isoeletrônica é aquela que tem a mesma quantidade de elétronsna camada de valência. Assim sendo, o átomo neutro que corresponde ao:a) Cl- será o Potássio K (Z=19)b) Se2:c) Mg2+: será o Neón Ne (Z=10)

20) Energia de Ionização necessária para remover um elétron de um átomo nafase gasosa. Para a primeira energia de ionização, I1, começa pelo átomo

neutro. A segunda energia de ionização, I2, de um elemento é a energiarequerida para mover um elétron de um cátion monovalente na fase gasosa.Essa energia de Ionização aumenta da esquerda para a direita e de baixo paracima na tabela periódica.

21) A 2ª energia de Ionização é bem maior do que a 1ª energia de Ionizaçãoporque ao se extrair o primeiro elétron, o número de elétrons causandorepulsões foi reduzido em ocasião da 1ª energia de ionização. É interessantenotar que quando um átomo adquire a ‘posição’ de gás nobre, este tende amanter sua camada de valência, por isso a energia de ionização aumentademasiadamente.

22) O Flúor tem maior energia de Ionização do que o Oxigênio porque onúmero atômico do Flúor é maior que o do Oxigênio, de acordo com a TabelaPeriódica, a energia de Ionização tende a aumentar da esquerda para a direita.Sendo assim, quanto mais elétrons na camada de valência existirem, maior aforça de repulsão entre eles, consequentemente deverá agir uma maior energiade ionização para poder ‘arrancar’ um elétron dessa camada.

23) De maneira geral, existe uma relação inversamente proporcional entre otamanho de um átomo e sua primeira energia de ionização. Assim sendo,

quanto maior o tamanho do átomo menor será sua 1ª energia de ionização.24) Principais características de um metal:

• A maioria dos metais é sólido a temperatura ambiente (25ºC)• Maleabilidade: capacidade de produzir lâminas e chapas muito finas.• Ductibilidade: se aplicarmos uma pressão adequada em regiões

especificas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fiose lâminas.

• Condutibilidade: são excelentes condutores de energia.• Brilho: os elétrons livres localizados na superfície dos objetos do metal

absorvem e irradiam a luz, por isso os objetos metálicos, quandopolidos, apresentam um brilho característico.

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25) Caráter Metálico é inversamente proporcional a Energia de Ionização:

Os metais são pouco eletronegativos ou muito eletropositivos eapresentam a tendência de perder elétrons quando fornecemos energia.

Quanto mais forte esta tendência, mais eletropositivo e mais metálicoserá o elemento. Toda tendência em perder elétrons depende da energia deionização.

O caráter metálico aumenta de cima para baixo na tabela periódicaporque é mais fácil remover um elétron de um átomo grande do que de umátomo pequeno.

Analisando o grupo 14 da tabela periódica notamos que o carbono (C) éum ametal, o germânio (Ge) apresenta algumas propriedades metálicas, e oestanho (Sn) e o chumbo (Pb) são metais.

No sentido horizontal (períodos) o caráter metálico decresce daesquerda para a direita porque neste sentido decresce o tamanho dos átomose aumenta a energia de ionização. Sendo assim o sódio (Na) e o magnésio(Mg) são mais metálicos que o silício (Si), que por sua vez é mais metálico doque o cloro (Cl). Os elementos mais eletropositivos localizam-se na parteinferior esquerda da tabela periódica, e os ametais mais característicos naparte superior direita.

A eletropositividade é na realidade o inverso da eletronegatividade. Oselementos fortemente eletropositivos formam compostos iônicos. Óxidos ehidróxidos dos metais são compostos básicos que se dissociam formandohidroxila.

(Fonte: http://quimica-dicas.blogspot.com.br/2011/08/carater-metalico.html   Acesso em30/04/2012)

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26) Veja a tabela abaixo:

a) Entre o Li e o Be, o Lítio (Li) tem maior caráter metálico.b) Entre o Li e o Na, o Sódio (Na) tem maior caráter metálico.c) Entre o Sn e P, o Estanho (Sn) tem maior caráter metálico.d) Entre o Al e B, o Alumínio (Al) tem maior caráter metálico.

27) Designação dos elementos químicos que apresentam algumas, mas nãotodas, as propriedades físicas de um metal. Normalmente sãomelhores semicondutores do que condutores. Eles são encontrados, na tabelaperiódica dos elementos, entre os metais e os não-metais. Os metalóidesconhecidos são: B, Si, Ge, As, Sb, Te e Po.

28) Os metais que têm maior tendência de ceder elétrons são mais reativos eaparecem no início da fila de reatividade dos metais. Os metais menosreativos, com menor tendência de ceder, aparecem no final da fila. Os metaisreativos doam elétrons para os menos reativos espontaneamente,

estabelecendo assim, as reações espontâneas. Quando ocorre o inverso, ouseja, um metal menos reativo cede elétrons para um metal mais reativo,constitui-se uma reação não espontânea.

Li,K,Rb, Cs,Ba,Sr,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Fe,Co,Ni,Pb,H,Cu,Ag,Pd,Pt,Au

Maior reatividade, Menor nobreza 

Desta forma, o Cálcio (Z = 2, 8, 8, 2) tem maior tendência de cederelétrons do que o Magnésio (2, 8, 2), note que, enquanto os dois elétrons daúltima camada do Cálcio estão na camada N, mais distante estão do núcleo,portanto recebem menor força de atração, e tem uma tendência maior de

serem ‘retirados’ da eletrosfera do que o Magnésio, cujos dois elétrons estãolocalizados na camada M. O que poderia facilmente ser notado a partir da

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tabela periódica, cuja reatividade aumenta de cima para baixo e da direita paraa esquerda. O que vale também para o caso do Potássio (Z = 2, 8, 8,1), quetem apenas um elétron na camada N, enquanto o cálcio tem dois elétrons namesma camada.

29) O grupo 7ª é o grupo dos Halogênios. Formado pelos seguintes elementos:Flúor, Cloro, Bromo, Iodo, Astato e Ununséptio. São formados por elementosnão-metais, na forma natural são encontrados como moléculas diatômicas, X2.Apresentando sete elétrons no último nível de energia. O valor daeletronegatividade neste grupo decresce de cima para baixo, são altamenteoxidantes, por isso reagem espontaneamente com metais e não metais,substâncias redutoras e até com gases nobres. Devido a alta reatividadepodem ser perigosos ou letais para organismos vivos se em quantidadesuficiente. O cloro e o iodo são utilizados como desinfetantes para águapotável, piscinas, branqueadores usados na produção de papel, volatéis emcondições ambientes.

Dessa forma, sua principal característica é seu poder em agir comoagentes oxidantes.

30) Anidrase carbônica é uma enzima que tem um papel importante notransporte do CO2 e no controle do pH do sangue.

Catalisa a rápida conversão de dióxido de carbono e água em ácidocarbônico, prótons e íons bicarbonato. Essa reação ocorreria naturalmente naágua, mas tão devagar, que seria incompatível com as trocas de gases queocorrem constantemente para a manutenção da vida. A enzima anidrasecarbônica acelera essa reação a uma taxa de 104 a 106 reações por segundo

(Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Anidrase_carb%C3%B3nica. Acesso em 30/04/2012).

O cádmio não pode ser ingerido em substituição do zinco, uma vez queo Cádmio é altamente perigoso, corrosivo, causa queimaduras severas paratodo o tecido do corpo, e pode ser fatal se ingerido ou inalado. Seu vapor irritaos olhos e área respiratória.