QUI 01 · Web view2006-07-31 · Suponha que 1,00 g de cada um dos gases ... Um catalisador diminui a energia de ativação da reação inversa em 15 kJ/mol. Explique se e como

QUI 01.121 - QUÍMICA FUNDAMENTAL

REVISÃO DE CONCEITOS, ESTEQUIOMETRIA - EXERCÍCIOS

1. Uma amostra natural de gálio consiste de dois isótopos de massa 68,95 e 70,95 com abundância de 60,16% e 39,84%, respectivamente. Qual é a massa atômica média do gálio?

2. Silício é encontrado na natureza combinado com oxigênio para dar areia, quartzo, ágata e materiais similares. O elemento tem três isótopos estáveis.

Massa Exata Abundância Relativa (%).27,97693 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92,2328,97649 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,6729,97376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,10

Calcule a massa atômica média do silício a partir dos dados acima.

3 Antimônio cuja massa atômica é 121,75, um dos elementos conhecido dos antigos alquimistas, tem dois isótopos estáveis: 121Sb (massa 120,90) e 123Sb (massa 122,90). Calcule as abundâncias relativas dos dois isótopos.

4. Magnésio é comumente extraído da água do mar. Magnésio - 24 é o isótopo mais abundante (78,99%); sua massa exata é 23,985. Se a massa atômica média do magnésio é 24,312, quais são as abundâncias relativas do magnésio - 25 (massa 24,986) e magnésio - 26 (massa 25,983)?

5. Uma moeda de um real tem uma espessura de 1,5 mm e um diâmetro de 24 mm. Quantas pilhas de moedas da altura correspondente à distância Terra-Lua (3,84 x 108 m) pode-se fazer com um mol de moedas? E correspondente à distância Terra-Sol (1,50 x 1011 m)? Qual a fração da superfície da Terra ( 5,10 x 1012 m2) que seria coberta pelo conjunto de pilhas

6. Quantos mols estão presentes em cada um dos ítens seguintes:(a) 55,85 g de ferro (Fe)?(b) 46,0 g de dióxido de nitrogênio (NO2)?(c) 1,00g de amônia (NH3)?(d) 324 g de sacarose (C12H22O11)

7. Quantos gramas pesam cada um dos ítens seguintes:(a) 0,255 mol de gás carbônico (CO2)?(b) 4,67 x 1022 moléculas de CO2?(c) uma molécula de CO2?

8. Um composto com a fórmula M3N contém 0,673 g de N (nitrogênio) por grama do metal M. Qual é a massa atômica de M? Qual é o elemento M?

9. Quantos gramas de CO2 são produzidas na combustão de 100 g de butano?

10. FeSO4 reage com KMnO4 em H2SO4 para produzir Fe2(SO4)3 e MnSO4. Quantos gramas de FeSO4 reagem com 3,71 g de KMnO4?

10 FeSO4 2 KMnO4 8 H2SO4 5 Fe2(SO4)3 2 MnSO4 K2SO4 8 H2O

11. Um tablete de Sonrisal contém 324 mg de aspirina (C9H8O4), 1904 mg de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e 1000 mg de ácido cítrico (C6H8O7). ( os dois últimos compostos reagem entre si provocando a efervescência, as bolhas de CO2, quando o tablete é colocado em água.) (a) Calcule o número de mols de cada substância no tablete. (b) Se você toma um tablete, quantas moléculas de aspirina você está consumindo?

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12. Alguns tipos de freon eram usados como propelente em latas de spray de tintas, spray fixadores de cabelo e outros produtos de consumo. Entretanto o uso de freons tem sido proíbido porque eles causam danos ambientais. Se existe 250 g de freon, CCl2F2, em uma lata de spray, quantas moléculas estará você liberando para o ar quando esvaziar a lata?

13. Uma amostra de um certo composto contém 7,0 x 1022 mol de átomos de sódio, 3,5 x 1022 mol de átomos de enxôfre e 1,4 x 1023 mol de átomos de oxigênio. Qual é a fórmula empírica (mínima) do composto?

14. Vitamina C é um composto que contém os elementos C, H e O. Determine a fórmula empírica da vitamina C a partir dos seguintes dados: 4,00 mg de vitamina sólida é queimada em oxigênio fornecendo 6 mg de CO2 e 1,632 mg de H2O.

15. Baunilha é um aromatizante muito comum. Ela tem a massa de 152 g / mol e é composta de 63,15% C e 5,30% H; o restante é oxigênio. Determine a fórmula molecular da baunilha.

16. Uma amostra de CaCl2 e NaCl, pesando 4,22 g foi dissolvida em água e a solução foi tratada com carbonato de sódio para precipitar o cálcio como CaCO3. Após isolamento do CaCO3 sólido, ele foi aquecido para liberar CO2 e formou 0,959 g de CaO. Qual é a percentagem em peso de CaCl2 na amostra original de 4,22 g

17. Uma mistura de brometo de potássio (KBr) e brometo de sódio (NaBr) pesando 0,560 g foi dissolvida em água e então tratada com nitrato de prata (AgNO3). Todo o íon brometo da amostra original foi recuperado na forma de 0,970 g de brometo de prata (AgBr). Qual é a fração em peso de KBr na amostra?

18. A nave estelar Enterprise da série Jornada das Estrelas usou como combustível B5H9 e O2. Os dois reagem de acordo com a seguinte equação não balanceada:

B5H9 (l) + O2 (l) B2O3 (s) + H2O(g)

(a) Se um tanque de combustível contém 126 kg de B5H9, e o outro contém 192 kg de O2 líquido, que tanque de combustível ficará vazio primeiro?(b) Quando um tanque de combustível está vazio, quanto combustível ainda tem no outro ?(c) Quando a reação terminar, quanto de água foi formado?

19. Um estudante no laboratório de química orgânica prepara brometo de etila, C2H5Br, reagindo álcool etílico (C2H5OH) com tribrometo de fósforo (PBr3):

3 C2H5OH (l) + PBr3 (l) 3 C2H5Br (l) + H3PO3 (s)

Foi dito a ele para reagir 34,0 g de álcool etílico (etanol) com 59,0 g de PBr3.(a) Qual é o reagente limitante?(b) Qual é o rendimento teórico de C2H5Br?(c) Se ele obteve 26,0 g, qual foi o seu rendimento?

20. (P1 99/1) O metiltrioxorênio (MTO) é um catalisador bastante utilizado em algumas reações químicas. Sua análise mostrou a seguinte composição: H 1.21%, C 4.82%, O 19.26%, Re 74.71%. Qual é a sua fórmula mínima?

Leitura complementar:

Brady, volume 1, capítulo EstequiometriaEbbing, volume 1, capítulos Química e Medidas (Introdução à Química), Átomos, Moléculas e Íons (Reações Químicas: Equações) e Cálculos com Fórmulas e Equações QuímicasKotz, volume 1, parte 1, capítulos Moléculas e Compostos, Princípios de Reatividade: Reações Químicas, EstequiometriaMahan, capítulo Estequiometria e a Base da teoria AtômicaBueno, capítulo Alguns Conceitos

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REVISÃO DE CONCEITOS, ESTEQUIOMETRIA - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1. 69,75 u ou 69,75 g/mol2. 28,08551 u3. Sb121 : 57,50% e Sb123 : 42,50%4. Mg25 : 9,31% e Mg26 : 11,70%5. Terra-Lua: 2,35 x 1012 pilhas (dois trilhões, trezentos e cinqüenta bilhões de pilhas)0,0208% da superfície da Terra seria coberta pelas pilhas.Terra-Sol: 6,02 x 109 pilhas (seis bilhões e vinte milhões de pilhas)5,34 x 105% (0,0000534%) da superfície da Terra seria coberta pelas pilhas.6. a) 1 mol de Fe; b) 1 mol de NO2; c) 5,87 x 102 mol de NH3; d) 0,947 mol de C12H22O11

7. a) 11,2 g; b) 3,41 g; c) 7,31 x 1023g8. a) 6,93 g/mol = Lítio9. 303 g CO2

10. 17,8 g FeSO4

11. a) 1,8 x 103 mol de aspirina; 2,27 x 102 mol NaHCO3; 5,21 x 103 mol de ácido cítrico.b) 1,08 x 1021 moléculas.

12. 1,24 x 1024 moléculas.13. Na2SO4

14. C3H4O3

15. C8H8O3

16. 45,0% de CaCl217. 0,379 é a fração em peso de KBr.18. a) O2 é o reagente limitante; b) 63 kg de B5H9 sobrando; c) 81 kg H2O19. a) O reagente limitante é o PBr3; b) 71,2 g C2H5Br; c) 36,5%.20. CH3ReO3

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REVISÃO DE CONCEITOS, SOLUÇÕES - EXERCÍCIOS

1. Defina: (a) Solução, (b) Soluto, (c) Solvente, (d) Solução diluída, (e) Solução concentrada, (f) Solução saturada.

2. Calcule a concentração, em mol/L, da cada uma das seguintes soluções: (a) 1,00 g de NaCl dissolvido em 1,00 litro de solução. (b) 1,00 g de H2SO4 dissolvido em 1 litro de solução. (c) 4,00 g de NaOH dissolvidos em 55,0 mL de solução.

3. Determine a fração molar de benzeno, C6H6, nas seguintes soluções: (a) 1,00 g de C6H6 mais 1,00 g de CCl4; (b) 4,00 g de C6H6 mais 4,00 g de CCl4 mais 4,00 g de CS2.

4. Calcule a quantidade de soluto necessária para preparar uma solução 0,2 mol/L de glicose, C6H12O6, a partir de 300 g de água.

5. Ácido sulfúrico concentrado tem a densidade de 1,84 g/cm3 e é 95% em massa de H2SO4. Qual é a sua concentração em mol/L?

6. Suponha que 0,10 mol de NaCl, 0,20 mol de MgCl2 e 0,30 mol de FeCl3 são adicionados a um volume de água suficiente para fazer 0,500 litros de solução. Qual é a concentração, em mol/L, do íon Cl na solução?

7. Quantos mililitros de solução de HCl 1,00 mol/L devem ser adicionados a 50,0 mL de solução de HCl 0,500 mol/L, para se obter uma solução cuja concentração é 0,600mol/L?

8. Juntando-se 500 mL de solução 0,4 mol/L e 300 mL de solução 0,5 mol/L do mesmo soluto e diluindo-se a solução obtida a 1 L, qual a molaridade final?

9. 5,00 g de NaOH foram dissolvidos em 1,000 L de solução. Uma alíquota de 20,00 mL dessa solução exigiu 10,24 mL de HCl 0,1024 mol/L para se titular. Determinar o grau de pureza do NaOH usado.

10. (P1 99/1) Foi solicitado a um estudante que preparasse a seguinte solução: 1,63 g de carbonato de sódio anidro, Na2CO3, dissolvido em água e diluído a 200 mL. Calcule a molaridade da solução.

11. (P1 99/2) Uma maneira de se determinar a quantidade de íons Ag+ em uma solução é a sua precipitação (virtualmente completa) com cloretos, segundo a equação Ag+ (aq) + Cl- (aq) AgCl (s). Uma solução de concentração desconhecida de Ag+ foi precipitada pela adição de HCl e a massa de AgCl recuperada foi de 0,405 g. Se o volume inicial da solução era de 300 mL, determine a concentração de íons Ag+ na solução de partida.


Brady, volume 1, capítulo Reações Químicas em Solução AquosaEbbing, volume 1, capítulos Átomos, Moléculas e Íons (Reações Químicas: Equações), Reações Químicas: Introdução, Cálculos com Fórmulas e Equações Químicas (Operações com Soluções)Kotz, volume 1, parte 3, capítulo Soluções e Comportamento das SoluçõesBueno, capítulo Soluções

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REVISÃO DE CONCEITOS, SOLUÇÕES - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

2.a) 1,71 x 102 mol/L; b) 1,02 x 102 mol/L c) 1,82 mol/L3. a) xbenzeno = 0,664; b) xbenzeno = 0,3954. 10,8 g5. 17,84 mol/L6. 2,8 mol/L7. 12,5 mL de HCl8. 0,35 mol/L9. 40%10. 0,0769 mol/L11. 9,43 x 10-3 mol/L

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ESTADO GASOSO - EXERCÍCIOS

1. Suponha que 1,00 g de cada um dos gases _ H2, O2, e N2 _ sejam colocados conjuntamente em um recipiente de 10,0 litros a 125ºC. Considere o comportamento ideal e calcule a pressão total em atmosferas.

2. Suponha que 0,157 g de um certo gás coletado sobre água ocupa um volume de 135 mL a 25ºC e 745 mmHg. Considerando o comportamento ideal, determine a massa molecular do gás. A pressão de vapor d’água nessa temperatura é de 24 mm Hg.

3. Um gás tem densidade de 1,85 g/L a 25ºC e 740 mmHg. Qual é a sua massa molecular?

4. 23,2 mL de uma amostra de um gás pesaram 0,028 g a 24ºC e 692 torr. Qual é a massa molecular aproximada do gás?

5. 30,0 g de CO2, 42,0 g de N2 e 48,0 g de SO2 são misturadas em um recipiente, no qual exercem uma pressão total de 960 torr. Ache a pressão parcial de cada gás.

6. Que volume do gás a 250ºC e 1,0 atm seria formado pela decomposição de 5,0 g de nitrato de amônio, de acordo com a equação: 2 NH4NO3 (s) 2 N2 (g) + O2 (g) + 4 H2O (g).

7. 168 mL de CO2, medidos a 760 mmHg e 290ºC são resfriados a 0ºC mantendo-se a pressão constante. Determine o volume ocupado pelo gás, nestas condições.

8. Quantos: (a) mols de C3H8; (b) moléculas de C3H8; (c) átomos de carbono; (d) mols de átomos de hidrogênio; (e) litros em CNTP; (f) litros a 77ºC e sob pressão de 60,0 cmHg; estarão contidos em 1,76 g de C3H8, supondo-se que é um gás ideal?

9. A análise elementar de um certo composto é 24,3% de C, 4,1% de H e 71,6% de Cl. Se 0,132 g deste composto ocupa 41,4 mL a 741 mmHg e 86ºC, qual a fórmula molecular que lhe corresponde?

10. Suponha que 40.0 mL de hidrogênio e 60,0 mL de nitrogênio, ambos nas CNTP , são transferidos para um mesmo balão com volume de 125 mL. Qual a pressão da mistura a 0ºC?

11. Um gás ideal, sob pressão de 1 atm, foi colocado num bulbo de volume V. Abriu-se uma torneira e o gás expandiu-se para dentro de outro bulbo de volume 0,5 litros. Quando se estabeleceu o equilíbrio, à temperatura constante, a pressão era de 530 mmHg. Qual o volume do 1º bulbo?

12. Calcule a pressão exercida por 10 g de CO2 quando mantidas a 35ºC num recipiente de 3 litros de capacidade.

13. A 318 K e 1 atm , o N2O4 se dissocia em 2 NO2 sendo o grau de dissociação 38%. Calcular a pressão desenvolvida em um recipiente de 20 litros, contendo 1 mol de N2O4, quando o recipiente é aquecido a 318 K.

14. Um cilindro para armazenamento de gases contém oxigênio sob pressão de 130 atm na temperatura de 25ºC. Um litro de oxigênio medido sob pressão de 30 atm a 25ºC foi retirado do cilindro, registrando-se uma diminuição de 0,75 atm no cilindro. Calcular o volume do cilindro.

15. Calcule a densidade de uma mistura constituída por 5 g de argônio, 38 g de neônio e 45 g de xenônio. Qual o volume ocupado pela mistura nestas condições e qual a pressão parcial de cada componente? Sistema na CNTP.

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16. Borbulha-se nitrogênio gasoso em água a 15ºC e em seguida o gás é recolhido num volume de 750 cm3. A pressão total do gás que está saturado com vapor d’água é de 740 mmHg a 25ºC. A pressão de vapor d’água nessa temperatura é de 24 mmHg. Quantos mols de nitrogênio existem nessa amostra? Qual será o volume dessa amostra nas condições normais de T e P?

17. Uma mistura de 0,150 g de H2, 0,700 g de N2 e 0,340 g de NH3 exercem uma pressão de 1 atm, a 27ºC. Calcule:(a) a fração molar de cada componente.(b) a pressão parcial de cada componente.(c) o volume total da mistura.

18. O cloro pode ser preparado oxidando-se o íon cloreto pelo MnO2, segundo a reação:MnO2 + 4 HCl MnCl2 + 2 H2O + Cl2

Qual o volume máximo de gás cloro, nas CNTP, que pode ser preparado a partir de 100g de MnO2.?

19. Se tetraborano (B4H10) é tratado com oxigênio puro, ele queima dando anidrido bórico (B2O3) e água (H2O).

2 B4H10 (g) + 11 O2 (g) 4 B2O3 (s) + 10 H2O (g)

Se uma amostra de 0,050 g de tetraborano queima completamente em oxigênio, qual será a pressão da água em estado gasoso em um frasco de 4,25 litros a 30,0ºC?

20. (a) Se 1,0 x 103 g de urânio (U) são convertidos a hexafluoreto de urânio (UF6), que pressão de UF6 será observada a 32ºC em uma câmara que contenha um volume de 3,0 x 102 litros?(b) Que volume o UF6 ocuparia nas CNTP?

21. Hidrazina (N2H4) reage com oxigênio (O2) de acordo com a equação:N2H4 (g) + O2 (g) N2 (g) + 2 H2O (g)

Suponha que o oxigênio para combustão da hidrazina estará em um tanque de 450 litros à 26ºC. Se você deseja a combustão completa de uma amostra de 10 kg de hidrazina, a que pressão deverá encher o tanque para ter oxigênio suficiente?

22. (P1 99/1) Nitroglicerina é um líquido sensível a choque que detona através da reação4 C3H5(NO3)3 (l) 6 N2 (g) 10 H2O (g) 12 CO2 (g) O2 (g)

Calcule o volume total de produto gasoso, a 1,48 atm e 100ºC, da detonação de 1,0 g de nitroglicerina.

23. (P1 99/1) Analise cada afirmação e diga se é falsa ou verdadeira. Justifique sua resposta.(a) Gases reais se comportam mais como gases ideais a medida que a temperatura é aumentada.(b) Se n e T são mantidos constantes, um aumento em P resulta em um aumento em V.(c) Se P e T são mantidos constantes, um decréscimo em n resulta em um decréscimo em V.(d) A 1,00 atm e 298 K, cada molécula de gás tem exatamente a mesma velocidade.(e) Na mesma temperatura e pressão, o gás nitrogênio (N2) é mais denso que o gás amônia (NH3).

24. (P1 99/2) 3. Explique o porquê da não existência de gases verdadeiramente ideais. Sob que condições se pode fazer a aproximação gás real = gás ideal? O que acontece se baixarmos continuamente a temperatura de um gás considerado ideal?25. (P1 99/2) O ar é composto de 80% de N2 e 20% de O2.a) imaginando uma "molécula" de ar com essa composição, determine a sua massa molecular médiab) qual a densidade do ar a 1 atm e 25° C?


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Brady, volume 1, capítulo GasesEbbing, volume 1, capítulo O Estado GasosoKotz, volume 1, parte 3, capítulo GasesMahan, capítulo Propriedades dos GasesBueno, capítulo Gases

ESTADO GASOSO - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1. Pt = 1,83 atm2. 30 g/mol3. 46 g/mol4. 32 g/mol5. pCO2 = 223 torr, pN2 = 491 torr, pSO2 =245 torr6. 9,4 L7. 81,5 mL = 8,15 x 102 L8. a) 4 x 102 mol b) 2,41 x 1022 moléculas C3H8 c) 7,22 x 1022 átomos C d) 0,32 mol de átomos de hidrogênio e) 0,896 L f) 1,46 L9. C2H4Cl210. 0,800 atm11. 1,15 L12. 1,9 atm13. P = 1,8 atm14. 40 L15. d = 1,7 g/L; V = 53L; pAr = 0,053 atm, pNe = 0,80 atm; pXe = 0,15 atm16. nN2 = 0,03 mol; V = 0,65 L17. a) x H2 = 0,625; x N2 = 0,208; x NH3 = 0,167 b) pH2 = 0,625 atm; pN2 = 0,208 atm;; pNH3 = 0,167 atm; c) V = 2,95 L18. 25,7 L 19. 2,75 x 102 atm20. a) 0,35 atm; b) 94 L 21. 17,0 atm22. 0,66 L25. a) 28,8 g/mol b) 1,18 g/L

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TERMODINÂMICA E TERMOQUÍMICA - EXERCÍCIOS

1. Por que U e H são aproximadamente iguais nos processos de fusão e de congelamento, mas são diferentes nos processos de vaporização e condensação?

2. Para quais dos seguintes processos são significativamente diferentes as medidas de U e H?a) fusão do CO2 sólido b) sublimação do naftaleno sólido c) CaO sólido e CO2 gasoso juntos para formar CaCO3 sólido d) HCl gasoso e NH3 gasoso combinados para formar NH4Cl sólido e) H2

gasoso e Cl2 gasoso combinados para formar HCl gasoso.

3. Quando uma determinada reação se verifica a volume constante, 10,0 kJ de calor são absorvidos pelo sistema das vizinhanças. Calcule o valor de a) q b) U c) H d) w

4. Uma determinada reação se realiza a pressão constante. Se 8,0 kJ de calor são absorvidos pelo sistema, e 3,0 kJ de trabalho são realizados pelo sistema sobre as vizinhanças, qual é o valor de a) q b) U c) H d) w

5. Uma determinada reação se realiza a pressão constante. Se 8,0 kJ de calor são liberados pelo sistema, e 2,0 kJ de trabalho são realizados pelo sistema sobre as vizinhanças, qual é o valor de a) q b) U c) H d) w

6. Calcule o calor de formação do etano a partir do carbono e do hidrogênio, conhecendo o calor de combustão do etano e os calores de formação da água e do gás carbônico.

Hcomb (etano) = 372,82 kcal/molHf (H2O) = 68,32 kcal/molHf (CO2) = 94.05 kcal/mol

7. Sabe-se que o calor de formação do Fe2O3 (s) e do Al2O3 (s) é 196,5 e 399,1 kcal/mol, respectivamente. A partir destes dados determine o calor de reação de :

Fe2O3 (s) 2 Al(s) 2 Fe(s) Al2O3 (s)

8. Escreva as equações termoquímicas mostrando o calor de combustão molar para as seguintes substâncias, sendo dados seus calores de combustão por grama: naftaleno (C10H8), 9,63 kcal/g; sacarose (C12H22O11), 3,94 kcal/g.

9. Determine as entalpias padrões de formação das substâncias sublinhadas. Exceto onde estiver assinalado, todas as substâncias estão no estado gasoso.a) C2H6 7/2 O2 2 CO2 3 H2O (l) H = 368,4 kcal/molb) C6H6 15/2 O2 6 CO2 3 H2O (l) H = 782,3 kcal/molc) CH3NO2 7/4 O2 CO2 3/2 H2O(l) NO2 H = 169,2 kcal/molDADOS: Hf (kcal/mol): CO2 = 94,05; NO2 = 8,09; H2O(l) = 68,32

10. Calcule a entalpia da ligação N-H, como ela se apresenta no NH3, a partir dos seguintes dados: (todas as substâncias estão no estado gasoso)

2 NH3 11/2 O2 N2 3 H2O H = 182,8 kcal3 H2O 11/2 O2 3 H2 H = 204,9 kcalN2 2 N H = 170 kcal3 H2 6 H H = 309 kcal

11. Calcule a entalpia de formação do H2SO4 (l) utilizando as seguintes informações:

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Hf H2O (l) = 68,32 kcal/mol; Hf SO2 (g) = 70,9 kcal/mol;SO2 (g) 1/2 O2 (g) SO3 (g) H = 46,8 kcal/molSO3 (g) H2O(l) H2SO4 (l) H = 21 kcal/mol

12. Qual é o calor necessário para elevar a temperatura de 146 g de cobre de 46,1 a 98,2ºC. A capacidade calorífica do Cu (s) é 24,4 J.K1.mol1.

13. Calcule a quantidade de calor liberado por uma peça de prata pesando 42,1 g quando se esfria de 14,0 a 32,1ºC. A capacidade calorífica da Ag(s) é 25,4 J.K1.mol1.

14. Uma peça de ouro à temperatura do corpo (37,00ºC) é jogada em 20,0 g de água a 10,00ºC. Se a temperatura final for 10,99ºC qual será a massa da peça?Capacidade calorífica do Au (s): 25,4 J.K1.mol1.Capacidade calorífica da H2O(l); 75,3 J.K1.mol1.

15. Quando 10,0 g de um certo metal a 90,0ºC são adicionados a 30,0 g de água a 20,0ºC, a temperatura final é 24,0ºC. Considerando o calor específico da água como sendo 1,00 cal/gºC, determine:a) a quantidade de calor absorvido pela água.b) o calor específico do metal.

16. S para uma certa reação é 100 J K1 mol1. Se a reação ocorre espontaneamente, qual deve ser o sinal de H para o processo?

17. Suponha que para um dado processo o valor de H é 50 kJ, e que o valor de S é 120 J K1

mol1. O processo é espontâneo a 25ºC?

18. Calcule G para uma reação a 300 K que tem H igual a 109,2 kcal e S igual a 32,6 J K1.

19. Determine se cada um dos seguintes processos ocorrerá espontaneamente a 25°C:a) G para o sistema = 3,5 kJ.b) H = 16,4 kcal e S = 11,4 cal K1.c) H = 42,2 kcal, e S = 8,1 cal K1.d) H = 19,2 kJ, e S = 41,6 J K1.e) H = 86,4 kJ, e S = 8,9 J K1.

20. (P1 99/1) A variação em energia para a combustão de 1 mol de metano (CH4) em um cilindro, de acordo com a reação CH4 (g) 2 O2 (g) CO2 (g) 2 H2O (g) é 892,4 kJ. Se um pistão está conectado, o cilindro executa 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão. Quanto calor é trocado pelo sistema?

21. (P1 99/2) O que é o calor de formação? Por que ele é igual a zero para elementos na sua forma mais estável na temperatura e pressão indicadas?

22. (P1 99/2) Um determinado processo é realizado a pressão constante, na temperatura de 27°C. O calor que entra no sistema é de 5 kJ, enquanto que o sistema realiza um trabalho de 10 kJ.a) qual é a variação de energia do sistema?b) se a variação de volume nesse processo foi de 10 L, qual era a pressão externa?c) qual o sinal da variação de entropia para este caso? Explique.d) se o valor absoluto dessa variação de entropia for de 10 J/K, qual será o valor da variação de energia livre? O processo é espontâneo ou forçado? Justifique.e) qual seria o calor trocado se o mesmo processo fosse realizado a pressão variável mas a volume constante?


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TERMODINÂMICA E TERMOQUÍMICA - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

2. b, c, d3. q = 10,0 kJ; U = 10,0 kJ; H = 10,0 kJ; w = 04. q = 8,0 kJ; U = 5,0 kJ; H = 8,0 kJ; w = - 3,0 kJ5. q = 8,0 kJ; U = 10,0 kJ; H = 8,0 kJ; w = - 2,0 kJ6. 20,24 kcal/mol7. 202,6 kcal/mol8. Hcomb. (C10H8) = 1,23 x 103 kcal/mol; Hcomb. (C12H22O11) = 1,35 x 103 kcal/mol9. a) 24,66 kcal/mol b) 13,04 kcal/mol c) 19,24 kcal/mol10. 83,5 kcal/mol11. 207,02 kcal/mol12. 2,92 kJ13. 457 J14. 24,7 g15. a) 120 cal b) 0,182 cal.g 1.K1

17. G = 14,24 kJ processo não espontâneo18. G = - 466,7 kJ ou G = - 111,5 kcal19. a) G 0 processo espontâneo b) G = 19,8 kcal processo espontâneo c) G = 44,6 kcal processo não espontâneo d) G = 6,8 kJ processo não espontâneo e) G = 83,75 kJ processo não espontâneo20. – 400,4 kJ22. a) – 5000 J b) 9,86 atm c) S > 0 d) G = 2000 J e) – 5000 J

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CINÉTICA QUÍMICA - EXERCÍCIOS

1. Para cada uma das seguintes reações, indique como a velocidade de desaparecimento de cada reagente está relacionada com a velocidade de aparecimento de cada produto:a) H2O2 (g) H2 (g) O2 (g)

b) MnO2 (s) Mn (s) 2 MnO (s)

c) 2 C6H14 (l) 13 O2 (g) 12 CO(g) 14 H2O (g)

2. Se d[N2]/dt, para a reação em fase gasosa N2 3 H2 2 NH3, é 2,60 x 10

mol.L.s, qual é d[H2]/dt?

3. Considere a combustão do H2 (g), 2 H2 (g) O2 (g) 2 H2O (g). Se o hidrogênio é queimado à velocidade de 4,6 mol.s, qual é a velocidade de consumo de oxigênio? Qual é a velocidade de formação de vapor d’água?

4. A reação 2 NO(g) Cl2 (g) 2 NOCl (g) é levada a termo em um recipiente fechado. Se a pressão parcial do NO está decrescendo a uma velocidade de 30 mmHg. min, qual é a velocidade de mudança da pressão total do recipiente?

5. A velocidade de desaparecimento de H foi medida para a reação a seguir: CH3OH (aq) HCl(aq) CH3Cl(aq) H2O (l)

metanol ácido clorídrico clorometano Os seguintes dados foram coletados: Tempo (min) [H] (mol/L)

0 . . . . . . . . . . . . . . 1,85 79 . . . . . . . . . . . . . . 1,67 158 . . . . . . . . . . . . . 1,52 316 . . . . . . . . . . . . . 1,30 632 . . . . . . . . . . . . . 1,00

Calcule a velocidade média da reação para o intervalo de tempo entre cada medida.

6. Usando os dados fornecidos no exercício anterior, faça um gráfico de [H] versus tempo. Desenhe tangentes à curva em t = 100 min e t = 500 min. Calcule as velocidades instantâneas nesses pontos.

7. Na reação hipotética, na qual a etapa determinadora da velocidade é A 2 B C D, qual será o efeito sobre a velocidade da reação quando : (a) se duplica a concentração de A; (b) se duplica a concentração de B.

8. A velocidade de uma certa reação B(g) P é 0,0050 mol.L.s, quando a concentração de B é 0,200 mol.L. Qual é a constante de velocidade, k, se a reação é :a) de ordem zero em relação a B? b) de primeira ordem em relação a B? c) de segunda ordem em relação a B?

9. Verifica-se, experimentalmente, que a velocidade de formação de C, pela reação 2 A (g) B(g) C (g) independe da concentração de B e quadruplica, quando se dobra a concentração de A.a) Escreva uma expressão matemática da lei da velocidade para esta reação.b) Se a velocidade inicial de formação de C é 5 x 104 mol.L.min, quando as concentrações de A e de B são 0,2 mol.L e 0,3 mol.L respectivamente, qual é a constante específica de velocidade?c) Qual será a velocidade inicial quando as concentrações iniciais de A e de B forem 0,3 mol.L e 0,5 mol.L, respectivamente?

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10. Verificou-se experimentalmente, que a velocidade de uma reação química, entre as substâncias A e B, varia com as concentrações iniciais de A e de B, da seguinte maneira: [A] (mol.L). [B] (mol.L) Veloc. inicial de formação do produto 1 1 2 x 103 mol.L.min

2 1 4 x 103 mol.L.min

1 2 4 x 103 mol.L.min

a) A partir destes dados, escreva uma expressão para a lei da velocidade, para esta reação, relacionando a velocidade com a concentração dos reagentes.b) Calcule a constante específica de velocidade para esta reação

11. Considere a reação do íon persulfato, S2O8, com o íon iodeto, I, em solução aquosaS2O8(aq) 3 I(aq) 2 SO4(aq) I3(aq)

Em uma temperatura particular, a velocidade desta reação varia com a concentração do reagente da seguinte forma: Exp. nº [S2O8] mol.L [I] mol.L [S2O8] / t mol.L.s

1 . . . . . . . . . 0,038 . . . . . . . . . . . . 0,060 . . . . . . . . . . . . . . . . 1,4 x 10

2 . . . . . . . . . 0,076 . . . . . . . . . . . . 0,060 . . . . . . . . . . . . . . . . 2,8 x 10

3 . . . . . . . . . 0,076 . . . . . . . . . . . . 0,030 . . . . . . . . . . . . . . . . 1,4 x 10

a) Escreva a lei de velocidade para a velocidade de desaparecimento de S2O8.b) Qual é o valor da constante de velocidade para o desaparecimento de S2O8?c) Qual é a velocidade de desaparecimento de S2O8 quando [S2O8] = 0,025 mol.L e [I] = 0,100 mol.L

d) Qual é a velocidade de aparecimento de SO4 quando [S2O8] = 0,025 mol.L e [I] = 0,050 mol.L

12. Os dados a seguir foram medidos para a reação BF3 (s) NH3 (g) F3BNH3 (g)

Exp. nº [BF3]o (mol.L) [NH3]o (mol.L) vo (mol.L.s) 1 . . . . . . . . . 0,250 . . . . . . . . . . . . 0,250 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2130 2 . . . . . . . . . 0,250 . . . . . . . . . . . . 0,125 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1065 3 . . . . . . . . . 0,200 . . . . . . . . . . . . 0,100 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0682 4 . . . . . . . . . 0,350 . . . . . . . . . . . . 0,100 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1193 5 . . . . . . . . . 0,175 . . . . . . . . . . . . 0,100 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0596a) Qual é a lei de velocidade para a reação?b) Qual é a ordem global da reação?c) Qual é o valor da constante de velocidade para a reação?

13. Para a reação 2 N2O5 (g) 4 NO2 (g) O2 (g), a energia de ativação, Ea, e a variação de energia, G, são respectivamente, 100 kJ.mol e 23 kJ.mol. Desenhe o diagrama de energia para esta reação.

14. Como você explica o fato de que a reação CO(g) NO2 (g) CO2 (g) NO (g),a) Ocorre lentamente à temperatura ambiente, apesar de G = 53 kcal?b) Ocorre rapidamente a altas temperaturas?

15. Explique brevemente, mas com clareza, por que:a) todas as colisões entre moléculas reatantes não levam à reação.b) a reação A(g) B(g) produtos não é necessariamente de segunda ordem global.c) a etapa lenta no mecanismo determina a velocidade global da reação.

16. Uma reação em solução é catalisada por metal. O que você esperaria que fosse um catalisador mais efetivo: um pedaço sólido de ferro metálico ou uma massa igual de limalha de ferro? Explique.

17. (P1 99/1) Os dados a seguir foram obtidos para a reação A B C Produtos:Concentração inicial (mol.L) velocidade inicial

(mol.L.s)Experimento [A]o [B]o [C]o

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1 1,25 1,25 1,25 8.7 2 2,50 1,25 1,25 17.4 3 1,25 3,02 1,25 50.8 4 1,25 3,02 3,75 457.0 5 3,01 1,00 1,15 ?

(a) Escreva a lei de velocidade para esta reação.(b) Qual a ordem global da reação?(c) Determine o valor da constante de velocidade.(d) Prediga o valor da velocidade inicial para o experimento número 5.

18. (P1 99/1) a) Desenhe um diagrama de energia para uma reação exotérmica, catalisada e não catalisada. Assinale todos os possíveis parâmetros termodinâmicos e cinéticos.b) Um catalisador diminui a energia de ativação da reação inversa em 15 kJ/mol. Explique se e como a energia de ativação da reação direta será afetada.

19. (P1 99/2) Para a reação 2 A (g) + B (g) C(g) + D (aq) foram determinados os seguintes dados:PA (atm) PB (atm) velocidade inicial (atm/s)0,250 0,200 0,0400,250 0,700 0,4900,500 0,300 0,180

a) determine a lei de velocidade completa para a reaçãob) qual a sua ordem global?c) qual o sentido da variação de pressão no recipiente?d) para PA = 2 atm e PB = 1 atm (pressões iniciais) quais serão os limites inferior e superior da pressão total?

20. (P1 99/2) Para a reação de formação da amônia N2(g) + 3 H2 (g) 2 NH3 G = -373 kcal e Eat

= 25 kcal.a) trace o diagrama de energia para esta reaçãob) trace o diagrama de energia para esta reação realizada na presença de um catalisador apropriadoc) proponha dois mecanismos: um para a reação não catalisada e outro para a reação catalisada, explicando a diminuição da energia de ativação.


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CINÉTICA QUÍMICA - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1. a) [H2O2] / t = [H2] / t = [O2] / t b) [MnO2] / t = [Mn] / t = 1/2 [MnO] / t c) 1/2 [C6H14] / t = 1/13 [O2] / t = 1/12 [CO] / t = 1/14 [H2O] / t2. 7,80 x 10 molLs

3. vO2 = 2,3 mols e vH2O = 4,6 mols

4. - 15 mmHgmin-1

5. 0 a 79 min . . . . . . . . . . . . . 2,2785 x 10

79 a 158 min . . . . . . . . . . . 1,8987 x 10

158 a 316 min . . . . . . . . . . 1,3924 x 10

316 a 632 min . . . . . . . . . . 0,9494 x 10

7. a) duplica; b) quadruplica8. a) 5,0 x 10 molL s; b) 2,5 x 10 s c) 1,25 x 10 Lmols

9. a) v = k[A]2 b) 1,25 x 10 Lmolmin c) 1,125 x 10 molLmin

10. a) v = k[A][B] b) 2 x 10 Lmolmin

11. a) v = k [S2O8][I] b) 6,14 x 10 Lmols c) 1,535 x 10 molLs d) 1,535 x 10 molLs

12. a) v = k [BF3][NH3] b) 2ª ordem c) 3,408 Lmols

13. b) 123 kJ/mol17. a) v = k[A][B]2[C]2 b) 5 c) 2,85 L4mol-4s-1 d) 11,35 molL-1s-1

19. a) v = 4 s-1atm-2[A][B]2 b) 3 c) diminui d) Pmáx = 3 atm, Pmín = 1 atm

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EQUILÍBRIO QUÍMICO - EXERCÍCIOS

1. Escreva a lei de ação das massas, para Kc de cada um dos seguintes sistemas:a) 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)

b) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)

c) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (l)

d) P4 (s) + 3 O2 (g) P4O6 (g)

e) SnO2 (s) + 2 CO (g) Sn (s) + 2 CO2 (g)

f) NH3 (g) + H2O (l) NH4+

(aq) + OH(aq)

2. Calcule Kp para a reação PCl3 + Cl2 PCl5, sabendo que, no equilíbrio, as pressões parciais são PCl3 = 0,2 atm, Cl2 = 0,1 atm e PCl5 = 1,2 atm.

3. Para o sistema 2 HI (g) H2 (g) + I2 (g), encontrou-se que, se começamos com HI puro a uma concentração de 0,50 mol/L, sua concentração no equilíbrio é 0,10 mol/L. Qual o K c para a reação?

4. A 2.000o C, 1% do vapor d’água se acha decomposto em hidrogênio e oxigênio. Calcule Kc, para a reação reversível H2O (g) H2 (g) 1/2 O2 (g), começando com uma concentração de vapor d’água de 1 mol por litro.

5. Um mol por litro de HCHO foi colocado num recipiente de reação e aquecido à temperatura de 500o C, tendo se estabelecido o seguinte equilíbrio: HCHO (g) H2 (g) + CO (g). No equilíbrio, verificou-se que o recipiente continha 0,20 mol de H2 por litro, a esta temperatura. Calcule a constante deste equilíbrio.

6. Quando o calcáreo é aquecido, decompõe-se segundo a reação CaCO3 (s) CaO (s) + CO2

(g) Encontrou-se que, quando se começa com 1,25 mol de CaCO3 em um recipiente de 5,0 litros a 1.000o C, 40% do calcáreo se decompõe.a) No equilíbrio, qual é a [CO2]?b) Qual é o Kc para a reação?c) Quantos gramas de CaO são formadas?

7. A constante de equilíbrio para a reação CO(g) + H2O (g) H2 (g) + CO2 (g) é 4,0 a uma determinada temperatura. Calcule a concentração de H2, a esta temperatura, sabendo que os materiais usados inicialmente foram 2 mol de CO e 2 mol de H2O por litro

8. A uma certa temperatura, o COCl2, fosgênio, inicialmente a 1,0 mol/L está 50% dissociado, formando CO e Cl2, de acordo com a reação COCl2 (g) CO (g) + Cl2 (g). Que quantidade de COCl2 deve ser colocada num recipiente de 1 litro de modo que 25% do COCl2 total se dissocie nesta temperatura?

9. Considere o equilíbrio: N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) + 22,0 kcal. Uma mistura destas três substâncias alcança o equilíbrio a 200o C. Preveja o sentido no qual o sistema se deslocará para restabelecer o equilíbrio se:a) 1 mol de H2 é removidob) a pressão total é aumentada por adição de H2

c) o volume do recipiente é reduzidod) a temperatura é aumentada para 300o C

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10. Assuma que a concentração de H2, I2 e HI pode ser medida para a seguinte reação a qualquer momento.H2 (g) I2 (g) 2 HI(g). Sabendo que Kc = 60, para cada um dos seguintes conjuntos de concentrações, determine se a reação está em equilíbrio e, caso não esteja, em que direção ela deve seguir para atingí-lo.a) [H2] = [I2] = [HI] = 0,010 mol/Lb) [HI] = 0,30 mol/L; [H2] = 0,01 mol/L; [I2] = 0,15 mol/Lc) [H2] = [HI] = 0,10 mol/L; [I2] = 0,0010 mol/L

11. De que maneira poderá um aumento de temperatura afetar os seguintes equilíbrios?a) H2 (g) + Br2 (g) 2 HBr H = 16,8 kcalb) C(diamante) C(grafite) H = 900 calc) CO2 (g) + 2 SO3 (g) CS2 (g) + 4 O2 (g) H = 265 kcald) C(s) + 2 S(s) CS2 (g) H = 30,6 kcal

12. Verificou-se que uma mistura em equilíbrio contém 0,6 mol de SO2, 0,2 mol de NO2, 0,8 mol de SO3 e 0,3 mol de NO por litro. Quantos mols de NO2 por litro devem ser adicionados ao recipiente, a fim de aumentar a concentração de NO no equilíbrio, para 0,5 mol/litro? A reação é SO2 (g) + NO2

(g) SO3 (g) + NO(g)

13. Num recipiente de 1 litro estão em equilíbrio, 0,2 mol de I2, 0,6 mol de HI e 0,1 mol de H2, implicados na reação H2 (g) + I2 (g) 2 HI(g). Calcule a constante para este equilíbrio. Qual a nova concentração de HI quando se adicionam 0,2 mol de H2 ao recipiente?

14. Dois mols de NO2 são colocados num recipiente de 1 litro e atingem o equilíbrio, a uma temperatura em que Kc = 7,15, para a reação 2 NO2 (g) N2O4 (g). Quantos mols de NO2

existem no equilíbrio?

15. Sabendo-se somente o valor de K, qual dos dois sistemas você escolheria para fixação de nitrogênio gasoso e porquê?a) N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) Kc = 1 x 1030 a 25o Cb) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Kc = 5 x 108 a 25o C

16. O óxido nítrico (NO), um importante contaminador do ar, é formado a partir de seus elementos a altas temperaturas, tais como aquelas obtidas quando a gasolina queima em um motor de automóvel. A 2.000o C, Kc para a reação N2 (g) + O2 (g) 2 NO(g) é 0,10. Prediga a direção na qual o sistema se deslocará para alcançar o equilíbrio a 2.000o C se começar coma) 1,62 mol de N2 e 1,62 mol de O2 em um recipiente de 2 litros.b) 4,0 mol de N2, 1,0 mol de O2 e 0,80 mol de NO em um recipiente de 20 litros.

17. Para a reação 2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3 (g), Kp = 2,5 x 1024. Qual é a Kc para este equilíbrio a 25o C?

18. A 25o C, em uma mistura de N2O4 e NO2 em equilíbrio, a uma pressão total de 0,844 atm, a pressão parcial do N2O4 é 0,563 atm. Calcule Kp e Kc para a reação N2O4 (g) 2 NO2 (g)

19. (P2 99/1) A reação N2O4 (g) 2 NO2 (g) é deixada atingir o equilíbrio em solução a 25ºC. As concentrações em equilíbrio são: [N2O4] = 0,405 mol/L e [NO2] = 2,13 mol/L.a) calcule Kc para a reaçãob) um adicional de 1,00 mol de NO2 é adicionado ao recipiente, cujo volume é 1 L e o sistema é deixado até atingir novamente o equilíbrio, na mesma temperatura. Calcule as concentrações neste equilíbrio final.

20. (P2 99/1) Uma mistura reacional consistindo de 2,00 mol de CO e 3,00 mol de H2 foi colocada em um reator de 1,0 L e aquecida a 1200 K. No equilíbrio, 0,478 mol de CH4 estavam presentes no sistema cuja reação é . CO(g) 3 H2 (g) CH4 (g) H2O(g).

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a) quais são as concentrações, no equilíbrio, de todas as substâncias presentes? b) qual é o valor de Kc?

21. (P2 99/1) A reação de fotossíntese é 6 CO2 (g) 6 H2O(l) C6H12O6 (s) 6 O2 (g) e Hº = 2802 kJ:mol. Supondo que a reação esteja em equilíbrio, diga, justificando, qual será o efeito de cada uma das seguintes perturbações no sentido do equilíbrio:a) a pressão parcial de O2 é aumentada.b) o sistema é comprimidoc) a quantidade de CO2 é aumentadad) a temperatura é diminuídae) a pressão parcial do CO2 é diminuída.

22. (P2 99/2) 1. Considere o seguinte equilíbrio: A(aq) B(aq) para o qual Kc = 0,1. Se em um litro de solução adicionarmos 0,1 mol de A a 0,1 mol de B, quais vão ser as concentrações de A e B no equilíbrio?

23. (P2 99/2) A 25o C, 0,0560 mol de O2 e 0,020 mol de N2O foram colocados em um recipiente de 1,00 L e reagiram de acordo com a equação 2N2O(g) + 3O2(g) 4NO2(g). Quando o sistema atingiu o equilíbrio, a concentração de NO2 encontrada foi de 0,020 mol/dm3.a) Quais as concentrações do N2O e O2, no equilíbrio?b) Qual o valor de Kc para essa reação, a 25oC?

24. (P2 99/2) Para o equilíbrio gasoso entre NO e O2 formando NO2, (2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) ) a constante de equilíbrio é Kc = 6,45 x 105.a) em que concentração de O2 as concentrações de NO2 e de NO são iguais?b) em que concentração de O2 a concentração de NO2 é 100 vezes maior do que a concentração de NO?


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EQUILÍBRIO QUÍMICO - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

2. 60 3. 44. 7,14 x 10

5. 0,056. a) 0,1mol/L b) 0,1 mol/L c) 28 g7. 1,33 mol/L8. 6 mol12. 0,625 mol/L13. Kc = 18; [HI] = 0,738 mol/L14. 0,34 mol/L17. 6,1 x 1025

18. Kp = 0,140; Kc = 5,73 x 10

19. a) 11,2 b [N2O4] = 0,64 mol/L , [NO2] = 2,66 mol/L20. a) [CO] = 1,522 mol/L , [H2] = 1,566 mol/L, [CH4] = 0,478 mol/L , [H2O] = 0,478 mol/L b) 3,91 x 10-2

22. [A] = 0,182 mol/L , [B] = 0,018 mol/L23. a) [N2O] = 0,010 mol/L , [O2] = 0,041 mol/L b) 23,2124. a) [O2] = 1,55 x 10-6 mol/L b) [O2] = 0,0155 mol/L

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EQUILÍBRIO IÔNICO - EXERCÍCIOS

1. A concentração de íons H numa solução aquosa de HCN cuja concentração inicial é 1,0 mol/L é 2 x 10 mol/L. Qual o valor de Ka para HCN?

2. Qual o Ka para um ácido HA que está 0,5% dissociado em uma solução 1,0 mol/L?

3. Um ácido fraco HA tendo um Ka de 1 x 10 se dissocia em água segundo a reação HA H + A Quais as concentrações de todas as espécies numa solução contendo inicialmente 0,1 mol de HA por litro de solução?

4. Calcule a concentração de H produzida por uma solução de H2S: a) na primeira ionização; b) na segunda ionização se [H2S]inicial = 0,1 mol/L. (Ka1 = 1,1 x 10, Ka2 = 1,0 x 10)

5. Calcule o pH das seguintes soluções de ácidos fortes: a) HCl 0,1 mol/L b) H2SO4 0,01 mol/L.

6. Calcule o Ka para os seguintes ácidos sendo dados os valores de pH da solução resultante: a) HCOOH 0,48 mol/L pH = 2,0 b) C6H5COOH 0,30 mol/L pH = 2,35

7. São dados os pKa para os ácidos abaixo. Calcule o pH na solução 0,1 mol/L destes ácidos: a) HF pKa = 3,25 b) HCOOH pKa = 3,38

8. Calcule o pH a 25o C das seguintes soluções de eletrólitos fortes: a) NaOH 0,01 mol/L b) 9 x 10 g/litro de Mg(OH)2 c) 2 g/litro de HNO3

9. Calcule o pH das soluções cujas concentrações de H3O são: a) 1 x 10 b) 2 x 10 c) 3,5 x 10 d) 7,5 x 10 e) 4 x 10. Quais destas soluções são ácidas e quais são básicas a 25o C?

10. Qual a concentração de íons hidróxido em uma solução que a 25o C tem pH de: a) 3,19 b) 9,87 c) 1,00 d) 11,41.

11. Quanto HCl 6,0 mol/L deve ser adicionado à quantidade necessária de água para se obter um litro de uma solução cujo pH seja 1,5?

12. Em certa solução a concentração de equilíbrio de CH3COOH é 0,3 mol/L e a de CH3COO é 0,5 mol/L. Qual o pH da solução? (Ka = 1,795 x 10)

13. Calcule a concentração de íons acetato em uma solução de pH 4,4 na qual a concentração do ácido é 0,1 mol/L. (Ka = 1,795 x 10)

14. Qual a percentagem de dissociação do ácido acético em soluções de concentração inicial: a) 0,35mol/L b) 0,035 mol/L c) 0,0035 mol/L. (Ka = 1,795 x 10)

15. Suponha que 0,23 mol de um ácido monoprótico desconhecido sejam dissolvidos em água suficiente para preparar 2,55 litros de solução. Se o pH da solução é 3,62, qual é a constante de dissociação do ácido?

16. Calcule a [H], [H2PO4], HPO4], [PO4], em uma solução cuja concentração inicial de H3PO4 é 1,0 mol/L. (Ka1 =7,5 x 10, Ka2 = 6,2 x 10, ,Ka3 = 2,2 x 10)

17. Suponha que 215 mL de solução contenham 0,1 mol de CH3COOH. a) Qual o pH da solução? b) Qual o pH depois da adição de 0,12 mol de CH3COONa (suponha que não houve variação de

20

volume)? c) Qual é o pH se forem adicionados à solução (b) 0,01 mol de NaOH? (suponha que não houve variação de volume). (Ka = 1,795 x 10)

18. Prepara-se uma solução dissolvendo-se NH3 em água. O pH da solução a 25o C é 11,27. Quantos mols de NH3 foram dissolvidos por litro? (Kb = 1,8 x 10)

19. Quantos mols de cloreto de amônio deveriam ser adicionados a 25 mL de NH3 0,1 mol/L para baixar seu pH até 8,5? (Kb = 1,8 x 10)

20. Pelas equações químicas mostre o efeito do íon comum numa solução que é 0,1 mol/L em HCl e 0,2 mol/L em CH3COOH. Calcule a concentração de íons acetato no equilíbrio desta mistura. (Ka = 1,795 x 10)

21. Calcule o pH de uma solução tampão, preparada misturando-se iguais volumes de NH3 0,2 mol/L e NH4Cl 0,2 mol/L. (pKb = 4,74)

22. a) Quando se adicionam 0,05 mol de HCl a um litro de água, qual o pH? b) Compare este pH ao que se obtém quando se adicionam 0,05 mol de HCl a litro da solução tampão citada no exercício 21.

23. Qual é o pH de cada um dos seguintes tampões: a) CH3COOH 0,4 mol/L e CH3COONa 0,4 mol/L b) NH3 0,7 mol/L e NH4NO3 0,7 mol/L?

24. Quantos mols de H podem ser adicionados a 100mL de um tampão que é 0,5 mol/L em ambos, CH3COONa e CH3COOH, antes que o pH da solução mude de uma unidade?

25. Classifique cada uma das soluções 1 mol/L, conforme seu caráter ácido, básico ou neutro. Escreva uma ou mais equações justificando sua resposta: a) NH4Cl b) KCN c) NH4CN d) KCl.Dados: Ka (NH4

+) = 5,6 x 10-10, Kb (CN-) = 2,0 x 10-5.

26. O pH de uma solução 1,0 mol/L de nitrito de sódio, NaNO2, é 8,65 a 25o C. Calcule o Ka do ácido nitroso, HNO2.

27. A solubilidade do iodato de chumbo, Pb(IO3)2, é 4,0 x 10 mol/L a 25o C. Qual o Kps deste sal?

28. Haverá formação de precipitado de PbSO4, quando 100 mL de solução 0,003 mol/L de Pb(NO3)2 são misturados com 400 mL de solução 0,04 mol/L de Na2SO4? (KpsPbSO4 = 7 x 10)

29. Kps para o fluoreto de estrôncio a 25o C é 2,5 x 10. Calcule a solubilidade de SrF2 em água a esta temperatura.

30. Calcule a solubilidade do hidróxido de magnésio, Mg(OH)2, a 25o C em: a) água pura b) solução tendo pH igual a 12,00. (Kps Mg(OH)2 = 8,9 x 10 nesta temperatura)

31. (P2 99/1) Calcule a solubilidade do CaF2 ema) água pura b) solução 0.1 mol/L de Ca(NO3)2 c) solução 0.1 mol/L de NaF (Kps = 1,7 x 10 -

10)

32. (P2 99/1) Considere uma solução contendo 0.1 mol/L de íons cloreto e 0.01 mol/L de íons cromato. A essa solução, adiciona-se AgNO3. a) qual dos sais, cloreto ou cromato de prata vai precipitar primeiro?b) quando o segundo sal começar a precipitar, qual vai ser a concentração do outro ânion ainda remanescente na solução? Admita que não há variação no volume da solução.Dados os Kps: AgCl = 2,8 x 10-10, Ag2CrO4 = 1,9 x 10-12.

21

33. (P2 99/1) Haverá formação de precipitado (fluoreto de bário) quando volumes iguais de soluções de fluoreto de sódio e nitrato de bário 0.04 mol/L forem misturados? Kps (BaF2) = 1,0 x 10-6.

34. (P2 99/1) Calcule o pH de uma solução cuja concentração inicial em H3PO4 é 0,01 mol/L (a solução é suficientemente diluída para poder-se considerar dissociação completa).

35. (P2 99/2) A 10o C o produto iônico da água é 2,92 x 10-15. A água com pH = 7 nesta temperatura é ácida, alcalina ou neutra? Justifique.

36. (P2 99/2) Cloreto de sódio é adicionado, sem causar variação de volume, a uma solução contendo Ag+ na concentração de 1,0 x 10-4 mol/La) para que concentração de Cl- será iniciada a formação de precipitado?b) NaCl suficiente é adicionado até que a concentração de íons Cl- seja igual a 2,0 x 10-2 mol/L. Qual é a concentração de Ag+? Qual a percentagem de Ag+ inicialmente presente que permanece na solução?Dado: Kps(AgCl) = 2,8 x 10-10.

37. (P2 99/2) Haverá formação de precipitado (cloreto de prata, AgCl) quando volumes iguais de soluções de cloreto de sódio (NaCl) e nitrato de prata (AgNO3) 0,04 mol/L forem misturados? Se sim quantos gramas de AgCl irão precipitar? Se não, quantos gramas de AgCl ainda podem ser adicionados à solução sem que haja formação de precipitado?Dado: Kps(AgCl) = 2,8 x 10-10.

38. (P2 99/2) Para a grande maioria dos sais Kps aumenta com o aumento da temperatura. Isso equivale a dizer que a solubilização de um sal é um fenômeno endo ou exotérmico? Justifique.


Brady, volume 2, capítulo Ácidos e Bases e Equilíbrio Ácido-Base em Solução Cinética QuímicaEbbing, volume 2, capítulo Reações Químicas e Equilíbrio (Ácidos e Bases, Equilíbrios Ácido-base, Equilíbrios de Solubilidade e Íons Complexos)Kotz, volume 2, parte 4, capítulo Princípios de Reatividade (Química dos Ácidos e Bases, Reações entre Ácidos e Bases, Reações de Precipitação)Mahan, capítulo Equilíbrios Iônicos em Soluções AquosasBueno, capítulo Reações Químicas

EQUILÍBRIO IÔNICO- RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1. 4 x 10

2. 2,51 x 10

3. [HA] 0,1; [H] = [A] = 1 x 10 mol/L4. a) 1,05 x 10 mol/L b) 1 x 10 mol/L5. a) 1 b) 1,76. a) 2,13 x 10 b) 6,75 x 10

7. a) 2,1 b) 2,28. a) 12 b) 10,5 c) 1,59. a) pH = 5,00; ácida b) pH = 3,70; ácida c) pH = 9,46; básica d) pH = 1,12; ácida e) pH = 13,40; básica10. a) 1,55 x 10 mol/L b) 7,41 x 10 mol/L c) 1,00 x 10 mol/L d) 2,57 x 10 mol/L11. 5,27 mL12. 4,9713. 4,51 x 10 mol/L14. a) 0,72% b) 2,26% c) 6,91%15. 6,4 x 10

16. em mol/L: [H] = 8,29 x 10; [H2PO4] = 8,29 x 10; [HPO4

] = 6,2 x 10; [PO4] = 1,64 x 10

17. a) 2,54 b) 4,82 c) 4,91

22

18. 0,193 mol NH3/L19. 1,4 x 10 mol20. 3,59 x 10 mol/L21. 9,2622. a) 1,3 b) 8,7823. a) 4,75 b) 9,2624. 4,09 x 10 mol26. 5,01 x 10

27. 2,56 x 10

28. PI = 1,92 x 10 Kps = 7 x 10, portanto haverá precipitação29. 8,55 x 10 mol/L30. a) 1,3 x 10 mol/L b) 8,9 x 10 mol/L31. a) 3,49 x 10-4 mol/L b) b) 2,06 x 10-5 mol/L c) 1,7 x 10-8 mol/L32. a) cloreto b) 2 x 10-5 mol/L34. 1,535. ácida36. a) 2,8 x 10-6 mol/L b) 1,4 x 10-8 mol/L; 0,014%37. precipitam 2,86g

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BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES REDOX - EXERCÍCIOS

Balancear as equações redox abaixo. Dizer quem se oxida, quem se reduz, quem é o agente oxidante e quem é o agente redutor.

1. CrO42- + Fe(OH)2 CrO2

- + Fe(OH)3 (básico)2. Cr2O7

2- + Fe2+ Cr3+ + Fe3+ (ácido)3. SeO3

2- + Cl2 SeO42- + Cl- (básico)

4. ClO- + I- Cl- + I2 (básico)5. MnO4

- + H2C2O4 Mn2+ + CO2 (ácido)6. MnO2 + Br- Mn2+ + Br2 (ácido)7. I- + SO4

2- H2S + I2 (ácido)8. Sn(OH)4

2- + CrO42- Sn(OH)6

2- + CrO2- (básico)

9. Zn + NO3- Zn2+ + NH4

+ (ácido)10. K2Cr2O7 + HI + HClO4 KClO4 + Cr(ClO4)3 + I2 + H2O11. KNO3 + S SO2 + K2O + NO12. Sn + HNO3 Sn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O13. MnO4

- + I- Mn2+ + I2 (ácido)14. MnO4

- + I- MnO2 + I2 (básico)15. HNO2 + HI NO + I2 + H2O16. NO2 + H2O HNO3 + NO


Brady, volume 1, capítulos Ligação Química: Conceitos Gerais e Reações Químicas em Solução AquosaEbbing, volume 1, capítulo Reações Químicas: Introdução (Reações de Oxidação-Redução e Equilíbrio das Reações de Oxidação-Redução )Kotz, volume 2, parte 4, capítulo Princípios de Reatividade (Reações de Transferência de Elétrons)Mahan, capítulo Reações de Óxido-ReduçãoBueno, capítulo Reações Químicas

BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES REDOX - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

1. CrO42- + 3Fe(OH)2 + 2H2O CrO2

- + 3Fe(OH)3 + OH-

2. Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

3. SeO32- + Cl2 + 2OH- SeO4

2- + 2Cl- + H2O4. ClO- + 2I- + H2O Cl- + I2 + 2OH-

5. 2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

6. MnO2 + 2Br- + 4H+ Mn2+ + Br2 + 2H2O7. 8I- + SO4

2- + 10H+ H2S + 4I2 + 4H2O8. 3Sn(OH)4

2- + 2CrO42- + 4H2O 3Sn(OH)6

2- + 2CrO2- + 2OH-

9. 4Zn + NO3- + 10H+ 4Zn2+ + NH4

+ + 3H2O10. K2Cr2O7 + 6HI + 8HClO4 2KClO4 + 2Cr(ClO4)3 + 3I2 + 7H2O11. 4KNO3 + 3S 3SO2 + 2K2O + 4NO12. 4Sn + 10HNO3 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O13. 2MnO4

- + 10I- + 16H+ 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O14. 2MnO4

- + 6I- + 4H2O 2MnO2 + 3I2 + 8OH-

15. 2HNO2 + 2HI 2NO + I2 + 2H2O16. 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

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ELETROQUÍMICA - EXERCÍCIOS

1. Sem calcular ° determine se as seguintes reações ocorrerão espontaneamente, para concentrações unitárias.a) 2 Fe3+ + Sn 2 Fe2+ + Sn2+

b) Cu + 2 H+ Cu2+ + H2

c) 3 Mg2+ + 2 Al 3 Mg + 2 Al3+

d) Ca2+ + Mg Ca + Mg2+

e) 6 Mn2+ + 5 Cr2O72- + 22 H+ 6 MnO4

- + 10 Cr3+ + 11 H2Of) O2 + 4 Cl- + 4 H+ 2 H2O + 2 Cl2

2. Desenhe uma pilha galvânica em que ocorra a seguinte reação global:Ni2+ (aq) + Fe (s) Ni (s) + Fe2+ (aq)

a) faça o diagrama da célulab) indique o cátodo e o ânodoc) indique a direção do fluxo de elétronsd) indique a direção do fluxo de cátions e ânionse) se as concentrações dos íons são, cada uma 1 mol/L, qual o potencial da pilha?

3. Qual o melhor agente redutor? a) Ni ou Al? b) Br- ou I-? c) Sn ou Mn? d) Na ou Cr? e) Ag ou Cu?

4. Qual o melhor agente oxidante? a) Li+ ou Ca2+? b) H2O ou Al3+? c) Br2 ou H2O? d) Cl2 ou ClO3

-? e) MnO4- ou Cr2O7

2-? f) PbO2 ou Hg2Cl2?

5. Quantos mols de elétrons seriam exigidos para reduzir 1 mol de cada um dos seguintes produtos indicados?a) Cu2+ para Cu b) Fe3+ para Fe2+ c) MnO4

- para Mn2+ d) F2 para 2 F- e) NO3- para NH3

6. Quantos mols de elétrons seriam perdidos para oxidar 1 mol de cada um dos seguintes produtos indicados?a) Cu+ para Cu2+ b) Pb para PbO2 c) Cl2 para 2 ClO3

- d) H2O2 (peróxido de hidrogênio) para O2 e) NH3 para NO2

-

7. Quantos mols de elétrons correspondem a: a) 8950 C? b) uma corrente de 1,5 A durante 30 s? c) uma corrente de 14,7 A durante 10 min?

8. Estabeleça quantos minutos seriam necessários para: a) fornecer 84200 C usando corrente de 6,30 Ab) fornecer 1,25 F usando uma corrente de 8,40 A c) produzir 0,50 mol de Al a partir de AlCl 3

fundido usando uma corrente de 18,3 A.

9. Quantos faradays () de eletricidade são necessários para produzir o seguinte: a) 10 mL de O2

(nas CNTP) a partir de Na2SO4 aquoso? b) 10 g de Al a partir de AlCl3 fundido? c) 5 g de Na a partir de NaCl fundido? d) 5 g de Mg a partir de MgCl2 fundido?

10. Quanto tempo seria necessário para depositar 35,3 g de Cr a partir de uma solução de CrCl3, usando uma corrente de 6,00 A?

11. Que corrente é necessária para depositar 0,225 g de Ni a partir de uma solução de NiSO4, em 10 min?

12. Quantos gramas de O2 e H2 são produzidos em 1,0 h, quando se eletrolisa a água com uma corrente de 0,50 A? Quais são os volumes de O2 e H2 medidos nas CNTP?

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13. Que massa de prata é depositada sobre uma bandeja pela eletrólise de uma solução contendo íons Ag+, por um período de 8 h, usando uma corrente de 8,46 A? Que área é recoberta, sabendo que a densidade da prata é de 10,5 g/cm3 e a espessura do revestimento é de 0,0254 cm?

14. Um estudante montou um conjunto para eletrólise e passou uma corrente de 1,22 A através de uma solução 3 mol/L de H2SO4, durante 30 min. Ele recolheu o H2 liberado e encontrou que o volume ocupado sobre a água, a 27º C, foi de 288 mL, a uma pressão total de 767 torr. Use estes dados para calcular a carga de um elétron, expressa em coulombs. Admita que o valor do Faraday é desconhecido. A pressão de vapor da água a 27ºC é de 26,6 mmHg.

15. Que corrente seria necessária para depositar uma camada de 1 m2 de cromo com uma espessura de 0,50 mm em 25 min, a partir de uma solução contendo Cr2(SO4)3? A densidade do Cr é 7,19 g/mL.

16. Calcule o volume de gas hidrogênio (H2), a 25ºC e 1 atm de pressão, que será coletado no cátodo quando uma solução de sulfato de sódio (Na2SO4) é eletrolisada por 2,00 h com uma corrente de 10,0 A.

17. Determine o número de oxidação do íon de cromo em um sal desconhecido se, a eletrólise de uma amostra deste sal por 1,50 h com uma corrente de 10,0 A deposita 9,71 g do metal cromo no cátodo.

18. Ouro forma compostos nos estados de oxidação +1 e +3. Qual é o número de oxidação do ouro num composto que deposita 1,53 g de ouro metálico quando eletrolisado por 15 min com uma corrente de 2,50 A?

19. O magnésio pode ser eletrolisado de MgCl2 fundido. a) Escreva as semi-reações que ocorrem no cátodo e no ânodo. b) Esquematize uma célula em que esta reação poderia ter lugar, indicando o cátodo e o ânodo. c) Preveja o sinal de G para a reação.

20. Calcule as constantes de equilíbrio para as seguintes reações das pilhas:a) Ni (s) + Sn2+ (aq) Ni2+ (aq) + Sn (s)b) Cl2 (g) + 2 Br- (aq) Br2 (aq) + 2 Cl- (aq)c) Fe2+ (aq) + Ag+ (aq) Ag (s) + Fe3+ (aq)21. Escreva as equações de Nerst e calcule e ° para as seguintes reações:a) Cu2+ (0,1 mol/L) + Zn (s) Cu (s) + Zn2+ (1,0 mol/L)b) Ni (s) + Sn2+ (0,5 mol/L) Ni2+ (0,01 mol/L) + Sn (s)c) F2 (g) (1 atm) + 2 Li (s) 2 Li+ (1 mol/L) + 2 F- (0,5 mol/L) d) Zn (s) + 2 H+ (0,1 mol/L) Zn2+ (1 mol/L) + H2 (1 atm)e) 2 H+ (1,0 mol/L) + Fe (s) H2 (1 atm) + Fe2+ (0,2 mol/L)

22 Calcule °, e G para as seguintes reações de pilhas (não balanceadas): a) Al (s) + Ni2 (0,80 mol/L) Al3 (0,020 mol/L) + Ni (s) b) Ni (s) + Sn2 (1,10 mol/L) Ni2 (0,010 mol/L) + Sn (s) c) Cu (0,050 mol/L) + Zn (s) Cu (s) + Zn2 (0,010 mol/L)


Brady, volume 1, capítulo EletroquímicaEbbing, volume 2, capítulo EletroquímicaKotz, volume 2, parte 4, capítulo Princípios de Reatividade (Reações de Transferência de Elétrons)Mahan, capítulo Reações de Óxido-ReduçãoBueno, capítulo Eletroquímica

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ELETROQUÍMICA - RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS

2. e) 0,19 V7. a) 9,3 x 10 mol de e b) 4,7 x 10 mol de e c) 9,1 x 10 mol de e

8. a) 222,8 min b) 239,3 min c) 131,8 min9. a) 1,8 x 10 b) 1,11 c) 0,22 d) 0,42 10. 9 h e 6 min11. 1,23 A12. 0,150 g O2; 0,0187 g H2; 0,105 L O2; 0,209 L H2

13. 272,16 g Ag; 0,102 m2

14. 1,60 x 10 C15. 1,33 x 10 A16. 9,11 L17. 318. 320. a) 5 203 b) 1,32 x 10 c) 3,2121. a) = 1,07 V; º = 1,10 V b) = 0,16 V; º = 0,11 V c) = 5,94 V; º = 5,92 V d) = 0,70 V; º = 0,76 V e) = 0,46 V; º = 0,44 V22. a) º = 1,42 V, = 1,45, G = 840 kJ b) º = 0,11 V, = 0,17 V, G = 32,8 kJ c) º = 1,28 V, = 1,26 V, G = 243,2 kJ

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TABELA PERIÓDICA, PROPRIEDADES PERIÓDICAS - EXERCÍCIOS

1 - As seguintes partículas são isoeletrônicas, isto é , elas tem a mesma configuração eletrônica.Coloque-as em ordem decrescente de raio: Ne, F-, Na+, O2-, Mg2+.

2 - Procure na bibliografia indicada, os valores para o raio atômico e a energia de ionização para os elementos do grupo IA (1). (a) Usando estes valores mostre como o raio atômico influencia os valores da energia de ionização. (b) Usando os valores da energia de ionização (EI) para o elemento potássio explique por que a 2ª EI é quase oito vezes maior do que a 1ª EI.

3 - Como varia a energia de ionização ao longo da tabela periódica.

4 - Usando os valores de EI para os elementos do 2º período (que voce encontra na bibliografia), explique as irregularidades verificadas entre:

(a) Be e B (b) N e O

5 - Explique como a energia de ionização e a eletroafinidade são medidas da tendência de um elemento para participar numa reação química com outros elementos.

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NÚMERO QUÂNTICO, DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA - EXERCÍCIOS

1 - Complete as frases a seguir: (a) Quando n = 2, o valor de l pode ser _____ e ______. (b) Quando l = 1, o valor de ml pode ser _____, _____ e _____. E o subnível é denominado pela letra _____. (c) Quando l = 2, ele é chamado subnível _____. (d) Quando um subnível é denominado s, o valor de l é _____ e ml tem o valor _____. (e) Quando o subnível é denominado p, existem _____ orbitais . (f) Quando o subnível é denominado f, existem _____ valores de ml e existem _____

subníveis.2- Quantos elétrons podem ser acomodados em cada um dos seguintes subníveis: f, g, h? Qual é o mais baixo valor de n para uma camada que tem um subnível h? Quais são os valores de n permitidos para um subnível h?

3- Use a tabela periódica como guia para escrever as configurações eletônicas dos seguintes elementos: P, Ni, As, Ba, Rh, Ho, Sn.

4- Use a tabela periódica para chegar à estrutura eletrônica das camadas mais externas dos átomos: Si, Se, Sr, Cl, O, S, As, Ga.

5- Escreva a configuração eletrônica completa para Rb, Sn, Br, Cr, Cu.

6- O que é o fenômeno de paramagnetismo e diamagnetismo.

7- Dado o conjunto de números quânticos do elétron mais energético, no estado fundamental, determine o seu número atômico, segundo a convenção estabelecida (s= +1/2; )

n = 3 l= 2 m= - 1 s = + 1/2 n = 5 l= 1 m = 0 s = 1/2 n = 4 l= 1 m = - 1 s = + 1/2

De o nome do respectivo elemento para cada símbolo químico que está na lista de exercício.

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EXERCÍCIOS DE LIGAÇÃO QUÍMICA

1. Considere a reação hipotética Na(s) Cl2 (g) NaCl2 (s), onde o produto contém íons Na

e Cl. Use dados de tabela e considere a energia de ligação no Cl2 como 38 kcal/mol, a segunda energia de ionização do sódio, 1080 kcal/mol e admita a energia reticular do NaCl2 como sendo igual a do MgCl2 ( 596 kJ/mol). Estime o calor de formação do NaCl2 e comente sobre sua estabilidade.

2. Usando o ciclo de Born-Haber e equações balanceadas, escolha o produto sólido mais estável das seguintes reações; escolha também o produto menos estável possível. explique suas escolhas. (a) K(s) Cl2 (g) (b) Mg(s) Br2 (l) (c) Ca(s) O2 (g) (d) Al(s) Cl2 (g) (e) Al(s) O2 (g)

3. A partir dos seguintes dados, calcule a afinidade eletrônica do Br. A energia liberada pela reação Na(s) 1/2 Br2 (l) NaBr (s) é de 86,0 kcal. A energia necessária para vaporizar 1 mol de Br2 (l) é de 7,3 kcal. O potencial de ionização do Na(g) é 118,5 kcal/mol. A energia de ligação do Br2 é 46,0 kcal/mol de ligação Br-Br. A energia da rede cristalina do NaBr é de 175,5 kcal/mol.

4. Explique as similaridades químicas entre cálcio e estrôncio (90Sr é encontrado em “fallout” radioativo e toma o lugar do Ca em ossos e dentes).

5. Dê as fórmulas dos seguintes compostos iônicos: (a) sulfeto de alumínio. (b) sulfato de amônio (c) nitrato de zinco

6. O íon fosfato é PO4. Empregando a tabela periódica, faça a previsão das fórmulas empíricas dos seguintes fosfatos iônicos: de potássio, de alumínio, de césio, de magnésio e de rádio.

7. (a) Misturando sódio e cloro elementares causa a formação de cloreto de sódio, enquanto misturando sódio e potássio não temos uma reação química. Por que? (b) Cloro e bromo podem reagir entre si, mas a espécie resultante não é iônica. Por que?

8. O composto Na2S2O3 é usado como agente fixador em fotografia. (a) Quais são as cargas dos íons presentes? (b) Escreva a estrutura de Lewis para o ânion poliatômico. (c) Descreva a geometria do ânion poliatômico.

9. De a configuração eletrônica do estado fundamental das seguintes espécies: K, Tl, Se, N, Mn e Co.

10. Quais das seguintes substâncias têm ligações que são predominantemente covalentes: NH3, MnF2,BCl3, MgCl2, BeI2, NaH?

11. Escreva a configuração eletrônica do estado fundamental do boro. Por que o boro forma 3 ligações em vez de somente uma.

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12. Por que os elementos do segundo período nunca excedem o octeto nas suas camadas de valência?

13. Que é uma ligação covalente coordenada? Em que ela difere das outras ligações covalentes?

14. Mostre que cada uma das seguintes espécies contém uma ligação covalente coordenativa: NH4, S2, H3O, H3PO4.

15. Critique cada uma das afirmações: (a) Metais nos grupos 1A (1), 2A (2) e 3A (13) atingem configuração de gás nobre pela perda de 1, 2 e 3 elétrons, respectivamente. (b) O número de ligações covalentes formada por um átomo é igual ao número de elétrons desemparelhados no átomo gasoso isolado. (c) A energia de ligação de uma ligação dupla é duas vezes a energia da ligação simples entre os mesmos átomos. (d) A molécula linear X Y Z é apolar.

16. Faça uma previsão de qual molécula é polar: I2, ICl, CCl4, CH2Cl2, PCl3, POCl3, BF3 e NF3.

17. Considere a molécula O2, utilizando a teoria do orbital molecular responda: se os elétrons são sucessivamente removidos para dar a primeira, segunda, terceira,..., energias de ionização, onde você esperaria encontrar o maior salto na energia de ionização.

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QUI 01 · Web view2006-07-31 · Suponha que 1,00 g de cada um dos gases ... Um catalisador diminui a energia de ativação da reação inversa em 15 kJ/mol. Explique se e como