QUÍMICA 5.pdf

Volume 05QUMICA

2 Coleo Estudo

Sum

rio

- Q

um

ica

Frente A09 03 Concentrao das solues Autor: Marcos Raggazzi

10 11 Diluio e mistura de solues Autor: Marcos Raggazzi

Frente B09 19 Processos eletroqumicosAutor: Marcos Raggazzi

10 29 Pilhas Autor: Marcos Raggazzi

Frente C17 39 xidos Autor: Marcos Raggazzi

18 47 Reaes inorgnicas I Autores: Marcos Raggazzi Fabiano Guerra

19 63 Reaes inorgnicas II Autores: Marcos Raggazzi Fabiano Guerra

20 69 Equilbrio qumico Introduo Autores: Marcos Raggazzi Fabiano Guerra

Frente D17 77 Reaes de adio Autores: vina Paula

Marcos Raggazzi

18 85 Reaes de eliminaoAutores: vina Paula Marcos Raggazzi

19 91 Reaes de oxidao Autores: vina Paula Marcos Raggazzi

20 99 Reaes de substituio Autores: vina Paula Marcos Raggazzi

3Editora Bernoulli

MDULO

A concentrao de uma soluo a medida proporcional quantidade de soluto presente na mesma. Essa proporo de soluto pode ser determinada em relao quantidade da soluo. As principais formas de se exprimirem as concentraes de uma soluo so:

Concentrao em gramas por litro (Cg.L1);

Concentrao em porcentagem em massa (Cm/m);

Concentrao em mol por litro (Cmol.L1);

Concentrao em partes por milho (Cp.p.m.).

OBSERVAO

Asunidadesdeconcentraodefinidasemfunodo

volume dependem da temperatura.

DENSIDADEA densidade de uma soluo a relao entre a massa da

soluo (m) e o volume (V) ocupado pela mesma. A massa e o volume da soluo so obtidos pela soma das massas e dos volumes, respectivamente, do soluto e do solvente.

r = Vm

A massa da soluo pode ser medida em gramas (g) ou quilogramas (kg), e o volume, em mililitros (mL), centmetros cbicos (cm3), litros (L), entre outras unidades. Sendo assim, a unidade de medida da densidade de uma soluo pode assumir qualquer unidade de medida de massa e de volume. As mais comuns so g.mL1, g.cm3, g.L1 e kg.L1.

Exemplo:

O rtulo do frasco de uma soluo aquosa de cido ntrico, a ser utilizada para a fabricao do explosivo nitroglicerina, que foi utilizado na imploso do edifcio Palace II, na Barra da Tijuca, em maro de 1998, apresenta r = 1,20 g.cm3.

Significado fsico: A massa de 1,0 cm3 de soluo corresponde a 1,20 gramas.

UNIDADES DE CONCENTRAOConcentrao em massa/volume*

a relao entre a massa de soluto, em gramas (m1), e o volume (V) da soluo, em litros.

Cg.L1 = volume de soluo (L)massa de soluto (g)

m1V

Cg.L1 =

Exemplo:

O rtulo do frasco de Guaran Antarctica diet apresenta a concentrao, em gramas por litro, Cg.L1 = 0,358 g.L

1 do edulcoranteartificialsacarinasdica.

Significadofsico:Emcada1,0Ldorefrigerante,amassade sacarina sdica dissolvida de 0,358 g.

Concentrao em massa/massa** a relao entre a massa do soluto (m1) e a massa da

soluo (m), em gramas.

m1m

Cm/m =

A massa da soluo (m) obtida pela soma da massa do soluto (m1) com a massa do solvente (m2).

m = m1 + m2

Essa unidade de concentrao adimensional. Toda grandeza adimensional, em Qumica, expressa uma porcentagem; nesse caso, a porcentagem do soluto na massa da soluo.

Cm/m% = Cm/m . 100

Exemplo:

A gua do mar*** possui 3,5% de salinidade, ou seja, Cm/m = 0,035.

Significadofsico:Emumaamostrade100gdaguadomar,3,5 g so de sal (NaCl).

* Antigamente, essa unidade de concentrao era denominada concentrao comum.

** Antigamente, essa unidade de concentrao era denominada concentrao ttulo em massa.

*** Deve-se supor, para essa anlise, que toda a massa de sal encontrada no mar seja de NaCl e que a gua do mar um sistema

homogneo.

QUMICA FRENTEConcentrao das solues 09 A

4 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

Concentrao em partes por milho (p.p.m.)

Quando uma soluo muito diluda, mais conveniente determinar a sua concentrao em p.p.m.

Cp.p.m. = massa do soluto (mg)

massa da soluo (kg)

A concentrao em p.p.m. tambm pode ser calculada utilizando-se os dados relativos aos volumes do soluto e da soluo.

Cp.p.m. = volume do soluto (cm3)

volume da soluo (m3)

Exemplo:

A concentrao de CO2 na atmosfera vem aumentando e, atualmente, atinge recordes de 335 p.p.m., ou seja, 0,0335% de todo o ar atmosfrico.

Significadofsico:Emcada1m3dearatmosfricofiltrado,335 mL so de gs carbnico (CO2).

Concentrao em quantidade de matria/volume

a relao entre a quantidade de matria do soluto (n1), em mols, e o volume da soluo (V), em litros:

Cmol.L1 =n1V

A quantidade de matria do soluto pode ser calculada pela expresso:

m1n1 = M1=

massa molar do soluto (g.mol1)

massa do soluto (g)

Assim,

Cmol.L1 =m1

M1 . V

Exemplo:

Os agricultores utilizam hormnios vegetais sintticos, especialmente auxinas, para conseguir vrios resultados na produo de pepinos e tomates. Quando a concentrao das auxinas superior a 0,3 mol.L1, o pepino e o tomate no desenvolvem sementes.

Significadofsico:Emcada1Ldesoluo,estodissolvidos0,3 mol de auxinas.

RELAES ENTRE AS UNIDADES DE CONCENTRAO

Algebricamente, pode-se manipular as equaes das unidades de concentrao e obter relaes diretas e simples entre elas.

Relao entre densidade, Cg.L1 e Cm/mComo

Cm/m = m1m

e = mV

isolando-se a massa do soluto e o volume da soluo, tem-se:

m1 = Cm/m . m e V = m

Substituindo-se esses valores na equao da concentrao em g.L1, tem-se:

Cg.L1 = m1V Cg.L1 = m

Cm/m . m

Logo,

Cg.L1 = r . Cm/m

OBSERVAO

Essa equao s vlida para densidades expressas

em g.L1.

Quando a densidade expressa em g.mL1 ou g.cm3, a equao anterior multiplicada pelo fator 1 000, para se obter a concentrao em g.L1. Assim,

Cg.L1 = 1 000 . r . Cm/m

Relao entre Cmol.L1 e Cg.L1Como

Cmol.L1 = m1

M1 . V

isolando-se a massa do soluto, tem-se:

m1 = Cmol.L1 . M1 . V

Substituindo-se esse valor na equao da concentrao em g.L1, tem-se:

Cg.L1 = m1V Cg.L1 = V

Cmol.L1 . M1 . V

Logo,

Cg.L1 = Cmol.L1 . M1

Essa equao pode ser associada com a relao entre Cg.L1, densidade e Cm/m. Assim,

Cg.L1 = 1 000 . r . Cm/m = Cmol.L1 . M1

Concentrao das solues

5Editora Bernoulli

QU

MIC

A

04. (UFLA-MG2009) Preparou-se uma soluo de (NH4)3PO4 de concentrao 0,10 mol.L1. Do frasco que continha a

soluo, foram retirados 25 mL. INCORRETOafirmar

que, nesses 25 mL, pode-se encontrar

A) 0,0025 mol de PO43.

B) 0,10 mol de (NH4)3PO4.

C) 0,03 mol de H.

D) 0,01 mol de O.

05. (UFV-MG) Solues fisiolgicas aquosas de NaCl a 0,9% (m/V) so usadas na limpeza de lentes de

contato, nebulizao, limpeza de escoriaes, etc.

As concentraes aproximadas dessas solues,

expressas em mol/L e mg/L, so, respectivamente,

A) 1,5x102 e 9,0x102.

B) 1,5x102 e 9,0x103.

C) 1,5x101 e 9,0x104.

D) 1,5x101 e 9,0x103.

E) 1,5x101 e 9,0x102.

EXERCCIOS PROPOSTOS

01. (ITA-SP) Considere as seguintes solues:

I. 10 g de NaCl em 100 g de gua.

II. 10 g de NaCl em 100 mL de gua.

III. 20 g de NaCl em 180 g de gua.

IV. 10 mol de NaCl em 90 mol de gua.

Dessas solues, tem concentrao 10% em massa de cloreto de sdio

A) apenas I.

B) apenas III.

C) apenas IV.

D) apenas I e II.

E) apenas III e IV.

02. (UFRGS)Osorofisiolgicoumasoluoaquosaquecontm 0,9% em massa de NaCl. Para preparar 200 mL

dessa soluo, a quantidade necessria de NaCl de,

aproximadamente,

A) 0,45 g.

B) 1,8 g.

C) 0,09 mol.

D) 0,18 mol.

E) 10,6 g.

EXERCCIOS DE FIXAO

01. (UFJF-MG) A cada dia, mais pessoas so vtimas de acidentes de trnsito em funo do uso de bebidas

alcolicas. Quando uma pessoa ingere bebidas alcolicas,

o lcool passa rapidamente para a corrente sangunea e

levado para todas as partes do corpo. Como resultado,

a capacidade da pessoa para conduzir veculos altamente

comprometida, tendo em vista que a intoxicao

afeta a coordenaomotora e a rapidez dos reflexos.

De acordo com a legislao brasileira em vigor, uma pessoa

est incapacitada para dirigir com segurana se tiver uma

concentrao de lcool no sangue superior a 0,8 g.L1.

QUMICA NOVA NA ESCOLA, 1997.

Pergunta-se: quantos copos de cerveja de 300 mL uma pessoa de porte mdio, que tem um volume sanguneo de aproximadamente 5 litros, pode tomar para ainda estar capacitada a dirigir?

Observao: O clculo efetuado considera que todo o lcool ingerido passa para o sangue. Na realidade, pode-se ingerir um pouco mais que o calculado e ainda estar dentro do limite legal, tendo em vista que vrios mecanismos no organismo se encarregam de eliminar a substncia txica.

Dado: Teor alcolico da cerveja = 32 g.L1.

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) Nenhum

02. (UFOP-MG2009) Durante uma festa, um convidado ingeriu 5 copos de cerveja e 3 doses de usque. A cerveja contm

5% V/V de etanol e cada copo tem um volume de 0,3 L;

o usque contm 40% V/V de etanol e cada dose

corresponde a 30 mL. O volume total de etanol ingerido

pelo convidado durante a festa foi de

A) 111 mL. C) 15,9 mL.

B) 1,11 L. D) 1,59 L.

03. (UFJF-MG2006) O oznio (O3) nosso aliado na estratosfera, protegendo contra a incidncia de raios

ultravioleta. No entanto, torna-se um inimigo perigoso

no ar que respiramos, prximo superfcie da Terra.

Concentraes iguais ou superiores a 0,12 L de O3 em

um milho de litros de ar podem provocar irritao nos

olhos e problemas pulmonares, como edema e hemorragia.

Esta concentrao limite de oznio corresponde a

A) 0,12 ppm. D) 12 ppm.

B) 1,2 ppm. E) 120 ppm.

C) 0,012 ppm.

6 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

03. (PUC Minas2007) O rtulo de um produto usado como detergente apresenta, entre outras, a seguinte

informao:

Cada 200 mL de detergente contm 10 mL de soluo amoniacal (NH3(aq)) a 28% V/V.

A concentrao de amnia (NH3) no detergente, em porcentagem, volume por volume, de

A) 1,4%.

B) 2,8%.

C) 4,6%.

D) 10,0%.

04. (UNIFESP2007) A contaminao de guas e solos por metais pesados tem recebido grande ateno dos

ambientalistas, devido toxicidade desses metais ao

meio aqutico, s plantas, aos animais e vida humana.

Entre os metais pesados h o chumbo, que um elemento

relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma

concentrao ao redor de 20 p.p.m. (partes por milho).

Uma amostra de 100 g da crosta terrestre contm um

valor mdio, em mg de chumbo, igual a

A) 20.

B) 10.

C) 5.

D) 2.

E) 1.

05. (FMTM-MG) A ingesto de protenas pode ser feita pelo consumo de alimentos como ovos, carnes e leite. Tais

alimentos tambm contm minerais importantes na

manuteno do organismo, como o clcio e o ferro. No rtulo

de determinada caixa de ovos de galinha consta que 50 g

de ovos (sem a casca) contm 25 mg de clcio, entre outros

constituintes. O nome da protena e o teor em p.p.m.

(1 p.p.m. = 1 parte por 1 milho de partes) de ons clcio

presentes nesses ovos so, respectivamente,

A) albumina; 200.

B) albumina; 500.

C) casena; 250.

D) casena; 500.

E) insulina; 200.

06. (PUC Minas) Uma soluo aquosa de cloreto de clcio, soluto totalmente dissociado, foi preparada pela

dissoluode33,3gdessesal,emguasuficientepara

500 mL de soluo. A concentrao de ons cloreto,

em mol de Cl/L de soluo, igual a

A) 0,3. C) 0,9.

B) 0,6. D) 1,2.

07. (FMTM-MG) Os acares mais complexos normalmente so convertidos em glicose (C6H12O6), uma das principais

fontes de energia para o ser humano. A alimentao

intravenosa hospitalar consiste, usualmente, em uma

soluo de glicose em gua com adio de sais

minerais. No preparo de um medicamento, foram

utilizados 2,5 g de glicose dissolvidos em 90 mL de

gua. A concentrao em quantidade de matria desse

medicamento

Dado: Massa molar da glicose = 180 g.mol1

A) 9,6x105.

B) 5,0x104.

C) 2,5x103.

D) 1,54x101.

E) 3,6x101.

08. (VUNESP2006) Uma pastilha contendo 500 mg de cido ascrbico (vitamina C) foi dissolvida em um copo

contendo 200 mL de gua. Dadas as massas molares

C = 12 g.mol1, H = 1 g.mol1 e O = 16 g.mol1 e a

frmula molecular da vitamina C, C6H8O6, a concentrao

da soluo obtida

A) 0,0042 mol.L1.

B) 0,0142 mol.L1.

C) 2,5 mol.L1.

D) 0,5 g.L1.

E) 5,0 g.L1.

09. (UFV-MG2006) A sacarina (estrutura a seguir) em solues aquosas diludas cerca de 500 vezes mais

doce que a sacarose (acar comum). A concentrao

mnima de sacarina em uma soluo para que o

sabor doce seja detectvel de aproximadamente

5,5x102 mol.L1. Considerando-se essas informaes,

CORRETO afirmar que a quantidade mnima

necessria de sacarina para preparar 100 mL de

soluo, que apresente sabor doce,

SN

O

O

H

O

A) 0,001 g.

B) 0,01 g.

C) 0,1 g.

D) 1 g.

E) 10 g.


7Editora Bernoulli

QU

MIC

A

10. (UFMG) Estas informaes foram adaptadas do rtulo de um repositor hidroeletroltico para praticantes de

atividade fsica:

Ingredientes: gua, cloreto de sdio, citrato de sdio

e outros.

Quantidade presente em uma poro de 200 mL

Sdio 4x103 mol

Cloreto 2x103 mol

Considerando-se essas informaes, CORRETO afirmarque, na poro indicada do repositor hidroeletroltico,

A) a massa de ons sdio o dobro da massa de ons cloreto.

B) a concentrao de ons sdio igual a 4x103 mol/L.

C) a massa de ons cloreto igual a 71 mg.

D) a quantidade de cloreto de sdio igual a 4x103 mol.

11. (UFMG) O Ministrio da Sade estabelece os valores mximos permitidos para as concentraes de diversos

ons na gua destinada ao consumo humano.

Os valores para os ons Cu2+(aq) e F(aq) esto apresentados

nesta tabela:

on Cu2+(aq) F

(aq)

Concentrao mxima permitida (mol/L) 3,0x10

5 8,0x105

Um volume de 1 000 L de gua contm 3,5x102 mol de CuF2(aq).

Considerando-se a concentrao desse sistema, CORRETO afirmarque

A) apenas a concentrao de Cu2+(aq) ultrapassa o valor mximo permitido.

B) apenas a concentrao de F(aq) ultrapassa o valor mximo permitido.

C) as concentraes de Cu2+(aq) e F(aq) esto abaixo dos

valores mximos permitidos.

D) as concentraes de Cu2+(aq) e F(aq) ultrapassam os

valores mximos permitidos.

12. (PUC Minas2008) Uma soluo de hidrxido de alumnio (MM = 78 g.mol1), utilizada no combate

acidez estomacal, apresenta uma concentrao igual

a 3,90 g.L1. A concentrao, em mol.L1, dos ons

hidroxila (OH), presentes nessa soluo, igual a

A) 5,0x101.

B) 1,5x101.

C) 1,5x102.

D) 5,0x102.

13. (UFJF-MG2010) A concentrao em mol/L de uma soluo de cido sulfrico de concentrao 35% em massa

e densidade 1,4 g/mL , aproximadamente, igual a

A) 2,5.

B) 10,0.

C) 5,0.

D) 7,5.

E) 20.

14. (PUC Minas2009) O cido sulfrico um dos principais componentes da soluo de bateria dos automveis,

formando uma soluo de concentrao igual a 19,6% p/V.

A concentrao, em mol.L1, para essa soluo

A) 0,1.

B) 0,2.

C) 1,0.

D) 2,0.

15. (UFJF-MG2009) Para combater a dengue, as secretarias de sade recomendam que as pessoas reguem vasos

de plantas com uma soluo de gua sanitria. Um litro

de gua sanitria contm 0,35 mol de hipoclorito de

sdio (NaClO). A porcentagem em massa de hipoclorito

de sdio na gua sanitria, cuja densidade 1,0 g/mL,

, aproximadamente,

A) 35,0.

B) 3,50.

C) 26,1.

D) 7,45.

E) 2,61.

16. (UFTM-MG2006) Os padres de potabilidade da gua, de acordo com a portaria n. 36 do Ministrio da Sade,

indicam que o valor mximo permissvel de mercrio

0,001 mg/L e o de zinco 5 mg/L. Em dois litros dessa

gua potvel, a quantidade mxima em mol de mercrio

e o teor mximo de zinco em p.p.m. (partes por milho)

sero, respectivamente, iguais a

Dados:

Densidade da gua potvel = 1 g/mL;

1 p.p.m. corresponde a 1 mg de soluto por 1 kg de soluo;

massa molar de mercrio = 200 g/mol.

A) 1,0x106 e 0,5.

B) 5,0x107 e 5.

C) 5,0x107 e 10.

D) 1,0x108 e 0,5.

E) 1,0x108 e 5.

8 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

17. (UFV-MG2010) O soro caseiro preparado pela solubilizao de acar (C12H22O11) e sal de cozinha

(NaCl), em gua filtrada ou fervida. Um litro de soro

caseiro foi preparado pela solubilizao de 34 g de acar

(uma colher de sopa) e 3,5 g de sal de cozinha (uma

colher de ch).

As concentraes de acar, em % m/V e em mol.L1,

so, respectivamente,

A) 34,0% m/V; 0,1 mol.L1.

B) 3,4% m/V; 8,5 mol.L1.

C) 3,4% m/V; 0,1 mol.L1.

D) 34,0% m/V; 8,5 mol.L1.

18. (UNIFESP2006) Em intervenes cirrgicas, comum aplicar uma tintura de iodo na regio do corpo onde

ser feita a inciso. A utilizao desse produto deve-se

sua ao antissptica e bactericida. Para 5 litros de

etanol, densidade 0,8 g.mL1, a massa de iodo slido,

em gramas, que dever ser utilizada para obter uma

soluo que contm 0,50 mol de I2 para cada quilograma

de lcool, ser de

A) 635.

B) 508.

C) 381.

D) 254.

E) 127.

19. (FUVEST-SP) A seguir apresentada a concentrao, em mg/kg, de alguns ons na gua do mar.

on Concentrao (mg/kg)

Mg2+ 1 350

SO42 2 700

Na+ 10 500

Cl 19 000

Entre esses ons, os que esto em MENOR e MAIOR

concentrao molar so, respectivamente,

Dados:

Massas atmicas: O = 16 u; Na = 23 u; Mg = 24 u; S = 32 u; Cl = 35,5 u.

A) Cl e Mg2+.

B) SO42 e Na+.

C) Mg2+ e Na+.

D) Mg2+ e Cl.

E) SO42 e Cl.

20. (PUC RS2006) O Ministrio da Sade recomenda, para prevenir as cries dentrias, 1,5 ppm (mg.L1) como

limitemximodefluoretoemguapotvel.Emestaes

de tratamento de gua de pequeno porte, o fluoreto

adicionado sob forma do sal flor silicato de sdio

(Na2SiF6; MM = 188 g.mol1). Se um qumico necessita

fazer o tratamento de 10 000 L de gua, a quantidade

do sal, em gramas, que ele dever adicionar para obter

aconcentraodefluoretoindicadapelalegislaoser,

aproximadamente, de

A) 15,0.

B) 24,7.

C) 90,0.

D) 148,4.

E) 1 500,0.

SEO ENEM

01. (Enem2001) Pelas normas vigentes, o litro do lcool hidratado que abastece os veculos deve ser constitudo

de 96% de lcool puro e 4% de gua (em volume).

As densidades desses componentes so dadas na tabela.

Substncia Densidade (g/L)

gua 1 000

lcool 800

Um tcnico de um rgo de defesa do consumidor

inspecionou cinco postos suspeitos de venderem lcool

hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do

produto em cada posto, mediu a densidade de cada

uma, obtendo:

Posto Densidade do combustvel (g/L)

I 822

II 820

III 815

IV 808

V 805

A partir desses dados, o tcnico pde concluir que estavam com o combustvel adequado somente os postos

A) I e II.

B) I e III.

C) II e IV.

D) III e V.

E) IV e V.


9Editora Bernoulli

QU

MIC

A

02. (Enem2000)

NoBrasil,maisde66milhesdepessoasbeneficiam-se

hojedoabastecimentodeguafluoretada,medidaque

vem reduzindo, em cerca de 50%, a incidncia de cries.

Ocorre,entretanto,queprofissionaisdasademuitas

vezesprescrevemflororaloucomplexosvitamnicos

comflorparacrianasougestantes,levandoingesto

exagerada da substncia. O mesmo ocorre com o

uso abusivo de algumas marcas de gua mineral que

contmflor.Oexcessodeflorfluorosenosdentes

pode ocasionar desde defeitos estticos at defeitos

estruturais graves.

Foramregistradoscasosdefluorosetantoemcidades

com gua fluoretada pelos poderes pblicos como

em outras, abastecidas por lenis freticos que

naturalmentecontmflor.

REVISTA DA ASSOCIAO PAULISTA DE CIRURGIES

DENTISTAS - APCD, vol. 53, n.1, jan. fev. 1999 (Adaptao).

Determinada estao trata cerca de 30 000 litros

de gua por segundo. Para evitar riscos de fluorose,

a concentraomxima de fluoretos nessa gua no

deve exceder a cerca de 1,5 miligrama por litro de gua.

A quantidade mxima dessa espcie qumica que pode

ser utilizada com segurana, no volume de gua tratada

em uma hora, nessa estao,

A) 1,5 kg.

B) 4,5 kg.

C) 96 kg.

D) 124 kg.

E) 162 kg.

03. (Enem2002) Para testar o uso do algicida sulfato de cobre em tanques para criao de camares, estudou-se,

em aqurio, a resistncia desses organismos a

diferentes concentraes de ons cobre (representados

por Cu2+). Os grficos relacionam amortandade de

camares com a concentrao de Cu2+ e com o tempo

de exposio a esses ons.

Grfico I

Grfico II

Tempo deexposio = 14 h

Tempo deexposio(horas)

% decamaresmortos

16796

24

1,7

100

80

60

40

20

0,2

1 2 3 45 7 10 20 40 60100

0,40,7 1 2

Concentrao de ons Cu2+ (mg/L)

Concentrao de ons Cu2+ que causa50% de mortalidade dos camares (mg/L)

5 10 20 40 60

Grfico I

Grfico II

Tempo deexposio = 14 h

Tempo deexposio(horas)

% decamaresmortos

16796

24

1,7

100

80

60

40

20

0,2

1 2 3 45 7 10 20 40 60100

0,40,7 1 2

Concentrao de ons Cu2+ (mg/L)

Concentrao de ons Cu2+ que causa50% de mortalidade dos camares (mg/L)

5 10 20 40 60

VOWLES, P.D.; CONNELL, D.W. Experiments in environmental

chemistry - a laboratory manual. Oxford:

Pergamon Press, 1980 (Adaptao).

Se os camares utilizados na experincia fossem

introduzidos num tanque de criao contendo 20 000 L

de gua tratada com sulfato de cobre, em quantidade

suficiente para fornecer 50 g de ons cobre, estariam

vivos, aps 24 horas, cerca de

A) 1/5. C) 1/2. E) 3/4.

B) 1/4. D) 2/3.

04. (Enem2010) Todos os organismos necessitam de gua e grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os

processos biolgicos, como respirao e fotossntese,

exercem profunda influncia na qumica das guas

naturais em todo o planeta. O oxignio ator dominante

na qumica e na bioqumica da hidrosfera. Devido

sua baixa solubilidade em gua (9,0 mg/L a 20 C)

a disponibilidade de oxignio nos ecossistemas aquticos

estabelece o limite entre a vida aerbica e anaerbica.

Nesse contexto, um parmetro chamado Demanda

BioqumicadeOxignio(DBO)foidefinidoparamedira

quantidade de matria orgnica presente em um sistema

hdrico. A DBO corresponde massa de O2 em miligramas

necessria para realizar a oxidao total do carbono

orgnico em um litro de gua.

BAIRD, C. Qumica Ambiental. Ed. Bookman, 2005 (Adaptao).

Dados: Massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16.

Suponha que 10 mg de acar (frmula mnima CH2O e

massa molar igual a 30 g/mol) so dissolvidos em um litro

de gua; em quanto a DBO ser aumentada?

A) 0,4mg de O2/litro

B) 1,7mg de O2/litro

C) 2,7mg de O2/litro

D) 9,4mg de O2/litro

E) 10,7mg de O2/litro

10 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 09

05. (Enem2010) Ao colocar um pouco de acar na gua e mexer at a obteno de uma s fase, prepara-se uma

soluo. O mesmo acontece ao se adicionar um pouquinho

de sal gua e misturar bem. Uma substncia capaz de

dissolver o soluto denominada solvente; por exemplo,

a gua um solvente para o acar, para o sal e para vrias

outrassubstncias.Afiguraaseguirilustraessacitao.

Solvente

Soluto

Soluo

Disponvel em: . com.br. Acesso em: 27 abr. 2010.

Suponha que uma pessoa, para adoar seu cafezinho,

tenha utilizado 3,42 g de sacarose (massa molar igual

a 342 g/mol) para uma xcara de 50 mL do lquido.

Qual a concentrao final, em mol/L, de sacarose

nesse cafezinho?

A) 0,02

B) 0,2

C) 2

D) 200

E) 2000

Propostos

01. B

02. B

03. A

04. D

05. B

06. D

07. D

08. B

09. D

10. C

11. A

12. B

13. C

14. D

15. E

16. E

17. C

18. B

19. E

20. B

Seo Enem01. E

02. E

03. C

04. E

05. B

GABARITO

Fixao

01. E

02. A

03. A

04. B

05. D

11Editora Bernoulli

MDULO

DILUIO DE SOLUESDiluir uma soluo consiste em diminuir a sua concentrao,

por retirada de soluto ou por adio de solvente puro.

Experimentalmente, adicionar solvente puro o processo

mais utilizado. Assim, a concentrao da soluo aps a diluio

(soluofinal) ser sempremenorquea concentraoda

soluo antes da diluio (soluo inicial) porque o aumento

da massa de solvente leva ao aumento do volume da soluo,

permanecendo constante a quantidade de soluto.

soluo final(mais diluda)

solvente purosoluo inicial

(mais concentrada)

mistura

H2SO4(aq)

H2SO4(aq)

H2O()

Equaes de diluioEm um processo de diluio por adio de solvente

soluo, a quantidade de soluto (massa, quantidade de

matria, etc.) sempre constante; logo,

m1 inicial = m1 final

Como

Cg.L1 = Vm1 m1 = Cg.L1 . V

portanto,

Cg.L1 i . Vi = Cg.L1 f . Vf

e, ainda,

n1 inicial = n1 final

Como

Cmol.L1 = Vn1 n1 = Cmol.L1 . V

portanto,

Cmol.L1 i . Vi = Cmol.L1 f . Vf

lembrando que

Vf = Vi + Vadicionado

Com base no raciocnio apresentado, pode-se deduzir

todas as equaes para a diluio, utilizando-se qualquer

tipo de unidade de concentrao.

MISTURA DE SOLUES DE MESMO SOLUTO E MESMO SOLVENTE

A adio pura e simples de uma soluo a outra

denominada mistura de solues.

Quando se misturam duas solues, contendo

o mesmo soluto e o mesmo solvente, na soluo

final, a quantidade do soluto ser igual soma

dassas quantidades do soluto das solues misturadas,

enquanto o volume final resulta da soma dos volumes

dessas solues.

soluo A soluo B

soluo final

mistura

H2SO4(aq)

H2SO4(aq)

H2SO4(aq)

Cg.L1 f = valor entre Cg.L1 A e Cg.L1 B

Cmol.L1 f = valor entre Cmol.L1 A e Cmol.L1 B

QUMICA FRENTEDiluio e mistura de solues 10 A

12 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

Equaes de uma mistura de soluesAo se misturarem duas solues, a concentrao da soluo

finaldadaporumamdiaponderadadasconcentraes

das solues originais.

Significadofsico:Aconcentraodasoluofinalum

valor intermedirio concentrao das solues originais.

Em uma mistura de solues, as massas e as quantidades

de matria dos solutos somam-se, logo,

m1 f = m1 A + m1 B

Cg.L1 = Vm1 m1 = Cg.L1 . V

Cg.L1 f . Vf = Cg.L1 A . VA + Cg.L1 B . VB

e, ainda,

n1 f = n1 A + n1 B

Cmol.L1 = Vn1 n1 = Cmol.L1 . V

Cmol.L1 f . Vf = Cmol.L1 A . VA + Cmol.L1 B . VB

OBSERVAO

Para essas equaes, os volumes devem estar,

obrigatoriamente, na mesma unidade.

MISTURA DE SOLUES DE SOLUTOS DIFERENTES

Quando se misturam duas solues com solutos diferentes,

duas situaes podem ocorrer. Esses solutos podem ou no

reagir entre si.

Sem reao qumica

soluo final

soluo A20 mL de NaC(aq)0,1 mol.L1

soluo B20 mL de BaC2(aq)0,05 mol.L1

[Na+] = 0,05 mol.L1

[Ba2+] = 0,025 mol.L1

[C] = 0,1 mol.L1

mistura

Com reao qumica

soluo final

[Na2SO4] = 0,025 mol.L1 (formou)

[H2SO4] = 0,025 mol.L1 (excesso)

20 mL de NaOH(aq)0,1 mol.L1

soluo A

20 mL de H2SO4(aq)0,1 mol.L1

soluo B

mistura

TITULAO

A titulao um procedimento que visa determinar a

concentrao de uma soluo, fazendo-a reagir com outra

soluo de concentrao conhecida. Dessa forma, a titulao

uma aplicao importante de misturas de solues cujos

solutos reagem entre si.

Classificao das titulaesAs titulaes cido-base dividem-se em:

A. Acidimetria: Determinao da concentrao de uma

soluo cida.

B. Alcalimetria: Determinao da concentrao de uma

soluo bsica.

Quando se deseja descobrir a porcentagem de pureza

de uma substncia em uma mistura, tambm se realizam

titulaes.

Realizao de uma titulaoA soluo cida ou bsica, cuja concentrao deve ser

definida,denominadasoluo-problemaoutitulada.Ela

colocada em um erlenmeyer, no qual adicionada uma

substncia indicadora*, fenolftalena, por exemplo.

Em uma bureta, colocada a soluo de concentrao

conhecida, soluo-padro ou titulante.

* Substncia indicadora: Substncia qumica que possui cores especficas em funo da constituio do meio. Os indicadores cido-base possuem colorao diferente para os meios cido, bsico e, algumas vezes, neutro.

Diluio e mistura de solues

13Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Quando o nmero de ons H+ e OH, por frmula, so

diferentes, tem-se, genericamente,

x . Cmol.L1 cido . Vcido = y . Cmol.L1 base . Vbase

em que

x = nmero de hidrognios ionizveis por frmula.

y = nmero de hidroxilas dissociveis por frmula.

Anlise microscpica da titulaoO esquema a seguir mostra a titulao alcalimtrica,

em que a soluo de cido clordrico a soluo-padro,

enquanto que a soluo de hidrxido de sdio a

soluo-problema. O ponto de viragem da fenolftalena est

nafaixadepHentre8,3e10,0,everificado,nessecaso,

quando a soluo-problema torna-se incolor.

Na+ OH

H+ C

fenolftalena + NaOH(aq)(vermelho)

no incio s hOH da base

no ponto de viragem doindicador, todos os ons OH

foram neutralizados por ons H+

H+(aq)+ OH(aq) H2O()

(incolor)fenolftalena + NaOH(aq)(vermelho)

os ons OH vo sendoneutralizados por ons H+

H+(aq) + OH(aq) H2O()

H2O

H+ C

CNa+OHNa+

H2O

H+ C

CNa+

bureta comsoluo titulante

torneira

Deixa-se escorrer, cuidadosamente, a soluo-padro,

observando-se o trmino da titulao pela mudana de

colorao da soluo-problema.

O ponto em que h essa mudana de colorao

denominado ponto de viragem. Quando se utiliza

fenolftalena como indicador, e a soluo-problema bsica,

esse ponto , exatamente, o ponto em que a neutralizao

foi completada (o meio encontra-se neutro). Entretanto,

seasoluo-problemaforcida,paraseverificaraviragem,

necessrio acrescentar uma gota adicional de base, pois

a fenolftalena incolor em meio cido e neutro. Na prtica,

esse excesso desprezado, pois o volume de uma gota

0,05 mL.

Princpio da equivalnciaToda titulao segue o princpio da equivalncia:

a neutralizao s se completa quando o nmero de

hidrognios ionizveis igual ao nmero de hidroxilas

dissociveis.

quantidade em mol de H+ = quantidade em mol de OH

Como

Cmol.L1 = Vn n = Cmol.L1 . V

Quando o nmero de ons H+ (ionizveis) e OH

(dissociveis), por frmula, so iguais, tem-se:

ncido = nbase

Cmol.L1 cido . Vcido = Cmol.L1 base . Vbase

14 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

Exerccios resolvidos01. Foram gastos 40 mL de soluo 0,1 mol.L1 de NaOH para

neutralizar 20 mL de soluo de cido clordrico. Calcular a

concentrao da soluo de HCl, em mol.L1.

Resoluo:

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

1 mol de cido reage com 1 mol de base

ncido = nbase

Cmol.L1 cido . Vcido = Cmol.L1 base . Vbase

Cmol.L1 cido . 20 = 0,1 . 40

Cmol.L1 cido = 0,2 mol.L1

02. Um supermercado estava vendendo soda custica NaOH impuro fora dos padres estabelecidos no rtulo

do produto. Em um teste no Inmetro, foram gastos 10 mL

de soluo 0,2 mol.L1 de H2SO4, para neutralizar 20 mL

de soluo aquosa da base. Determinar a massa de NaOH

contida nessa amostra.

Dado: M(NaOH) = 40 g.mol1.

Resoluo:

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

1 mol de cido reage com 2 mol de base

2 . ncido = nbase

2 . Cmol.L1 cido . Vcido = Cmol.L1 base . Vbase

2 . 0,2 . 10 = Cmol.L1 base . 20

Cmol.L1 cido = 0,2 mol.L1

Como

Cmol.L1 base = Mbase . Vbase

mbase

mbase = 0,2 mol.L1 . 0,02 L . 40 g.mol1

mbase = 0,16 g de NaOH

EXERCCIOS DE FIXAO

01. (UFMG) Uma mineradora de ouro, na Romnia, lanou 100 000 m3 de gua e lama contaminadas com cianeto, CN(aq),

nasguasdeumafluentedosegundomaiorriodaHungria.

A concentrao de cianeto na gua atingiu, ento,

o valor de 0,0012 mol.L1. Essa concentrao muito

mais alta que a concentrao mxima de cianeto que

ainda permite o consumo domstico da gua, igual

a 0,01 mg.L1.

Considerando-se essas informaes, para que essa gua

pudesse servir ao consumo domstico, ela deveria ser

diluda, aproximadamente,

A) 32 000 vezes.

B) 3 200 vezes.

C) 320 vezes.

D) 32 vezes.

02. A 100 mL de uma soluo 2 mol.L1 de HCl so misturados 300 mL de outra soluo, tambm, 2 mol.L1 desse cido.

Metade da soluo obtida diluda ao dobro pela adio

de gua. A concentrao em quantidade de matria da

soluo resultante ser de

A) 0,5 mol.L1.

B) 1 mol.L1.

C) 1,5 mol.L1.

D) 2 mol.L1.

E) 4 mol.L1.

03. (OBQ) Quando se mistura 200 mL de uma soluo a 5,85% (m/V) de cloreto de sdio com 200 mL

de uma soluo de cloreto de clcio que contm

22,2 g do soluto e se adiciona 200 mL de gua,

obtm-se uma nova soluo cuja concentrao de

ons cloreto de

A) 0,1 mol.L1.

B) 0,2 mol.L1.

C) 1,0 mol.L1.

D) 2,0 mol.L1.

E) 3,0 mol.L1.

04. (UFJF-MG2008) O controle de qualidade para amostras de vinagre, que contm cido actico (H3CCOOH), feito

a partir da reao deste com hidrxido de sdio. Sabendo-se

que, de modo geral, os vinagres comercializados possuem

3 g de cido actico a cada 100,0 mL de vinagre, qual

seria o volume, em litros, de NaOH 0,5 mol/L gasto para

neutralizar 100,0 mL desse vinagre?

A) 1,0

B) 0,5

C) 0,1

D) 0,2

E) 0,25


15Editora Bernoulli

QU

MIC

A

05. (FUVEST-SP) Na titulao de 100 mL de HCl 0,01 mol.L1 com NaOH 0,1 mol.L1, usando-se como indicador 10 gotas

deumasoluodefenolftalena,obtidooseguintegrfico:

Inte

nsi

dad

e de

colo

ra

o

Volume em mL de NaOH, 5 10

a 0,1 mol.L1, adicionado

INDIQUEogrficocorrespondentequeseesperaobter

quando se utiliza NaOH 0,2 mol.L1 como titulante.

EXERCCIOS PROPOSTOS01. (UFRGS2006) O volume, em mililitros, de uma soluo

0,5 mol.L1 de AgNO3 necessrio para preparar 200 mililitros

de uma soluo 0,1 mol.L1 desse sal igual a

A) 10.

B) 20.

C) 25.

D) 40.

E) 50.

02. (UERJ2007) Um medicamento, para ser administrado a um paciente, deve ser preparado como uma soluo

aquosa de concentrao igual a 5%, em massa, de soluto.

Dispondo-se do mesmo medicamento em uma soluo

duas vezes mais concentrada, esta deve ser diluda com

gua at atingir o percentual desejado.

As massas de gua na soluo mais concentrada

e naquela obtida aps a di luio apresentam

a seguinte razo:

A)

5

7

B)

5

9

C)

9

19

D)

7

15

03. (UFJF-MG2007) cido muritico o nome comercial do cido clordrico. Ele pode ser utilizado para limpeza

de calamentos em geral. A pessoa encarregada da

limpeza recebeu 1,0 L de uma soluo desse cido,

na concentrao de 2,0 mol.L1, e a orientao para

dilu-la na proporo 1:100. Qual ser a concentrao

da soluo preparada para limpeza em g.L1?

A) 0,02

B) 2,0

C) 3,65

D) 0,365

E) 0,73

04. (UERJ2006) Uma suspenso de clulas animais em um meio isotnico adequado apresenta volume

igual a 1 L e concentrao total de ons sdio igual a

3,68 g.L1. A esse sistema foram acrescentados 3 L de

gua destilada.

Aps o processo de diluio, a concentrao total de ons

sdio em milimol.L1 de

A) 13. B) 16. C) 23. D) 40.

05. (UFU-MG) A mistura de 100,0 mL de soluo aquosa 0,10 mol.L1 de CaCl2 com 100,0 mL de gua resulta em

uma soluo aquosa com

A) 0,20 mol.L1 de ons Cl.

B) 0,02 mol de ons Cl.

C) 0,05 mol de CaCl2.

D) 0,05 mol de ons Ca2+.

06. (UFLA-MG2006) As solues de hipoclorito de sdio (NaClO) tm sido utilizadas por sua ampla ao

desinfetante.

A) Quantos gramas de hipoclorito de sdio so

necessrios para se preparar 10 L de soluo desse

sal a 0,05 mol.L1?

B) A que volume (Vfinal) deve-se diluir 500 mL de

soluo de NaClO a 0,05 mol.L1 para se obter soluo

5x103 mol.L1 desse sal?

C) Qual a concentrao em g.L1 da soluo de NaClO

0,1 mol.L1?

Dados: Na = 23 u;

Cl = 35,5 u;

O = 16 u.

16 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

07. (PUCPR2006) Tem-se 60 mL de soluo 2 mol.L1 de CaCl2.Acrescentam-se 540 mL de gua a essa soluo. Qual a

nova concentrao em mol.L1 de ons cloreto?

A) 0,6 mol.L1

B) 0,2 mol.L1

C) 0,4 mol.L1

D) 0,5 mol.L1

E) 1 mol.L1

08. (Unimontes-MG2010) Um frasco de 5 mL de uma soluo injetvel de antibitico contm 5% (m/V) do frmaco. Para

se preparar uma injeo com concentrao de 5 mg de

antibitico por mililitro, deve-se acrescentar aos 5 mL de

soluo injetvel um volume de diluente equivalente a

A) 10,00 mL.

B) 45,00 mL.

C) 49,95 mL.

D) 50,00 mL.

09. (UERJ2006) Para estudar os processos de diluio e mistura, foram utilizados, inicialmente, trs frascos

contendo diferentes lquidos. A caracterizao desses

lquidos apresentada na ilustrao a seguir.

100 mL0,2 mol.L1

HC(aq)

150 mL

H2O()250 mL

0,4 mol.L1

HI(aq)

A seguir, todo o contedo de cada um dos frascos foi

transferido para um nico recipiente.

Considerando a aditividade de volumes e a ionizao total

doscidos,amisturafinalapresentouumaconcentrao

de ons H+, em mol.L1, igual a

A) 0,60. B) 0,36. C) 0,24. D) 0,12.

10. (FCMMG2011) Considere o experimento em que so misturados em um nico frasco

100mLdesoluoaquosadeNaCl, de concentrao 0,200 mol/L;

100mLdesoluoaquosadeCaCl2 , de concentrao 0,050 mol/L;

100mLdegua.

Tendo em vista o exposto, pode-se concluir que a concentrao de ons cloreto na soluo resultante, em mol/L, igual a

A) 0,150.

B) 0,100.

C) 0,0833.

D) 0,0300.

11. 100 mL de Al2(SO4)3(aq) de concentrao 1 mol.L1 so adicionados a 900 mL de BaCl2(aq) de concentrao

1/3 mol.L1. Sabendo que a massa molar do

BaSO4 = 233 g.mol1, CALCULE

A) a massa do precipitado (BaSO4) formado.

B) a concentrao em mol.L1 do cloreto formado na soluo.

C) a concentrao em mol.L1 do reagente em excesso, se houver.

12. (UEL-PR) O tcnico de um laboratrio de qumica preparou 1 L de soluo de Ba(OH)2 (soluo A). Em seguida, o

tcnico transferiu 25 mL da soluo A para um erlenmeyer

e titulou-a com soluo de HCl de concentrao

0,1 mol.L1,verificandoqueforamconsumidos100mL

dessa soluo.

O restante da soluo foi deixado ao ar durante vrios

dias, formando um precipitado branco. Esse precipitado

foi separado por filtrao, obtendo-se uma soluo

lmpida (soluo B).

O tcnico transferiu 25 mL da soluo B para um

erlenmeyer e titulou-a com soluo de HCl de concentrao

0,1 mol.L1 gastando 75 mL dessa soluo.

Admitindo-se que, durante a exposio do restante da

soluo A ao ar, no tenha ocorrido evaporao da gua,

considereasafirmativasaseguir:

I. A concentrao da soluo A 0,20 mol.L1.

II. A concentrao da soluo A 0,40 mol.L1.

III. A concentrao da soluo B 0,15 mol.L1.

IV. A concentrao da soluo B 0,30 mol.L1.

V. O precipitado formado BaCO3.

Dados: Massas molares (g/mol):

H = 1

C = 12

O = 16

Ba = 137

Esto CORRETASapenasasafirmativas

A) I e III.

B) I e IV.

C) II e IV.

D) I, III e V.

E) II, IV e V.


17Editora Bernoulli

QU

MIC

A

13. (PUC Rio2006) Um tcnico de laboratrio recebeu um frasco com 300 cm3 de cido clordrico de

molaridade desconhecida, a fim de determin-la.

Para isso, retirou uma alquota de 10 mL do frasco

original e transferiu para um balo volumtrico de

50 mL, o qual foi completado com gua destilada.

Aps homogeneizao, ele retirou 10 mL dessa

soluo e transferiu para um frasco erlenmeyer. Essa

soluo foi, em seguida, titulada com uma soluo

aquosa padro de hidrxido de sdio de molaridade

exata igual a 0,500 mol.L1. Sabendo-se que, nessa

titulao, foram consumidos 12 mL da soluo-padro

de hidrxido de sdio,

A) ESCREVA a reao qumica que ocorre no

processo de titulao do cido clordrico pelo

hidrxido de sdio.

B) CALCULE a quantidade de hidrxido de sdio (em

mol) contida nos 12 mL de soluo usada para a

titulao do cido.

C) CALCULE a molaridade da soluo de cido clordrico

do frasco original.

14. (UFMG2007) Para se determinar a quantidade de ons carbonato, CO3

2, e de ons bicarbonato, HCO3, em uma

amostra de gua, adiciona-se a esta uma soluo de certo

cido.

As duas reaes que, ento, ocorrem esto representadas

nestas equaes:

I. CO32

(aq) + H+

(aq) HCO3(aq)

II. HCO3 (aq) + H

+(aq) H2CO3(aq)

Para se converterem os ons carbonato e bicarbonato

dessa amostra em cido carbnico, H2CO3, foram

consumidos 20 mL da soluo cida. Pelo uso de

indicadores apropriados, possvel constatar-se que, na

reao I, foram consumidos 5 mL dessa soluo cida e,

na reao II, os 15 mL restantes.

Considerando-se essas informaes, CORRETOafirmar

que, na amostra de gua analisada, a proporo inicial

entre a concentrao de ons carbonato e a de ons

bicarbonato era de

A) 1:1.

B) 1:2.

C) 1:3.

D) 1:4.

SEO ENEM

01. (Enem2009) O lcool hidratado utilizado como combustvel veicular obtido por meio da destilao fracionada de

solues aquosas geradas a partir da fermentao de

biomassa. Durante a destilao, o teor de etanol da

mistura aumentado, at o limite de 96% em massa.

Considere que, em uma usina de produo de etanol,

800 kg de uma mistura etanol / gua com concentrao

20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos

100 kg de lcool hidratado, 96% em massa de etanol.

A partir desses dados, correto concluir que a destilao

em questo gerou um resduo com uma concentrao de

etanol em massa

A) de 0%.

B) de 8,0%.

C) entre 8,4% e 8,6%.

D) entre 9,0% e 9,2%.

E) entre 13% e 14%.

02. Os alvejantes so produtos muito utilizados para o branqueamento de tecidos e limpeza de pisos,

paredes e sanitrios. So popularmente conhecidos

como gua sanitria. O quadro a seguir apresenta

algumas informaes retiradas do rtulo de um

desses produtos.

INSTRUES DE USO

LAVAGEM DE ROUPAS: Para alvejar, adicione 1 copo (200 mL)

de alvejante para cada 20 litros de gua, deixando de molho

por 1 hora. Para a remoo de manchas difceis, adicione 1 copo

(200 mL) de alvejante para cada 5 litros de gua e deixe de

molho por 15 minutos.

COMPOSIO: Hipoclorito de sdio, hidrxido de sdio, cloreto

de sdio, gua e perfume.

TEOR DE CLORO ATIVO: Entre 2,0% e 2,5%

Uma dona de casa preparou, seguindo as instrues do

rtulo, uma soluo para a remoo de manchas difceis.

Nesse preparo, a soluo original foi diluda

A) 5 vezes.

B) 20 vezes.

C) 25 vezes.

D) 26 vezes.

E) 101 vezes.

18 Coleo Estudo

Frente A Mdulo 10

03. Existem diversos tipos de vinagres produzidos dependendo do tipo de material usado na fermentao

alcolica (sucos de frutas, xaropes contendo amilceos

hidrolisados). De acordo com o FDA (Food and Drug

Administration),adefinioepadronizaodeumdos

tipos de vinagres so: vinagre, vinagre de cidra e vinagre

de ma produto obtido pelas fermentaes alcolica

e subsequentemente actica do suco de mas. O vinagre

padronizado contm, em 100 centmetros cbicos a 20 C,

3 g de cido actico.

Disponvel em: .

Acesso em: 14 out. 2010.

Com o objetivo de determinar se um certo vinagre

corresponde ao padronizado, um tcnico recolheu uma

amostra de 50 mL desse vinagre que, em seguida,

foi titulada com 25 mL de uma soluo 0,1 mol.L1

de NaOH.

Dado de massa molecular: CH3COOH (60 u).

Dessa forma, pode-se dizer que o vinagre analisado,

se comparado ao vinagre padronizado, apresenta um teor

de cido actico

A) 10 vezes menor.

B) 20 vezes menor.

C) 40 vezes menor.

D) 50 vezes menor.

E) 100 vezes menor.

04. Algumas formas de hepatite, como A e E, podem ser contradas por meio da ingesto de gua e alimentos

contaminados. Para se evitar a contaminao,

os alimentos devem ser bem cozidos e servidos logo

aps a preparao. Em se tratando de frutas e verduras,

deve-se deix-las de molho, por cerca de 30 minutos,

em gua clorada uma mistura de 2 mL (40 gotas)

de hipoclorito de sdio (NaClO) a 2,5% m/V para cada

litro de gua para somente depois lav-las com

gua tratada.

Disponvel em: .Acesso em:01 set. 2004 (Adaptao).

A partir dessas informaes, a massa de hipoclorito de sdio,

em gramas, presente em 500 mL da gua clorada,

utilizada na lavagem de frutas e verduras, de

A) 0,025.

B) 0,05.

C) 0,25.

D) 0,5.

E) 2,5.

GABARITOFixao

01. B

02. B

03. C

04. C

05. O ponto de equivalncia seria atingido em 5 mL de

NaOH 0,2 mol.L1.

5 Volume em mL de NaOH 0,2 mol.L1 adicionado

Inte

nsi

dad

e de

colo

ra

oPropostos

01. D

02. C

03. E

04. D

05. B

06. A) M(NaClO(s)) = 37,25 g

B) Vfinal = 5 L

C) C(NaClO) = 7,45 g.L1

07. C

08. B

09. C

10. B

11. A) m(BaSO4(s)) = 69,9 g

B) C(AlCl3) = 0,2 mol.L1

C) No houve excesso.

12. D

13. A) HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

B) n(NaOH) = 0,006 mol

C) Cmol.L1 = 3,00 mol.L 1 de HCl (no frasco original)

14. B

Seo Enem01. D 02. D 03. A 04. A

19Editora Bernoulli

MDULO

A eletroqumica a parte da Qumica que estuda as relaes entre a corrente eltrica e as reaes qumicas.

Existem dois processos eletroqumicos.

1. Pilha: Dispositivo em que ocorre uma reao de oxirreduo que produz corrente eltrica.

2. Eletrlise: Reao de oxirreduo que, para ocorrer, consome corrente eltrica.

Todos os processos eletroqumicos envolvem transferncia de eltrons, ou seja, oxidaes e redues.

Relembre alguns conceitos:

Oxidao: Perda de e aumento do NOx a espcie qumica que se oxida denominada agente redutor, ou simplesmente redutor.

Reduo: Ganho de e diminuio do NOx a espcie qumica que se reduz denominada agente oxidante,

ou simplesmente oxidante.

SRIE DE REATIVIDADE QUMICAPormeiodeexperincias,verifica-sequedeterminadas

substncias tm maior potencial para se oxidarem ou reduzirem em relao a outras. Assim, pode-se dispor essas substncias em uma sequncia que indique a preferncia em ceder ou receber eltrons. Essa sequncia denominada srie de reatividade qumica ou fila de reatividade qumica.

Tendncia para ceder eltronsK Ba Ca Na Mg A Zn Fe H Cu Hg Ag Au

metais nobres

Reatividade crescente(aumento da eletropositividade)

metais comuns

Tendncia para receber eltronsF O N C Br I S

Reatividade crescente(aumento da eletronegatividade)

Observe alguns exemplos:

1. Al0 cede eltrons aos ctions Zn2+, Cu2+, Ag+, Fe2+,

Fe3+, H+, Hg2+, Au3+.

2. Cu0 cede eltrons a Hg2+, Ag+, Au3+.

3. Cu0 no cede eltrons aos ons dos elementos colocados

suaesquerdanafila.

4. F recebe eltrons dos nions de todos os outros

elementos.

5. Enquanto o Cl recebe eltrons dos nions dos elementos

Br, I e S, o Cl cede eltrons para F e O.

Com base na tendncia dos elementos a reduzirem

e a oxidarrem, possvel prever se uma reao eletroqumica

ir ocorrer ou no.

Exemplos:

1. Zn + HgSO4 Hg + ZnSO4

2e

O zinco mais reativo do que o mercrio, ento

a reao ocorre.

2. Fe + CuC2 FeC2 + Cu

2e

A reao ocorre, pois o ferro mais reativo do que

o cobre.

3. 3Ag + A(NO)3 no ocorre

3e

A reao no ocorre, pois a prata menos reativa

do que o alumnio e tem tendncia a ganhar eltrons

do alumnio, e no a ceder eltrons para ele.

4. F2 + 2NaBr 2NaF + Br2

2e

Areaoocorre,poisoflormaisreativodoqueo

bromo.

QUMICA FRENTEProcessos eletroqumicos 09 B

20 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

5. I2 + K2S 2KI + S

2e

A reao ocorre, pois o iodo mais reativo do que

o enxofre.

6. I2 + 2NaC no ocorre

2e

A reao no ocorre, pois o iodo menos reativo do

que o cloro e tem tendncia a ceder eltrons para

o cloro, e no a receber eltrons do cloro.

Pode-se ainda fazer previses para as experincias que

se seguem.

Experincia 1

Mergulha-se uma lmina de zinco em uma soluo

de sulfato de cobre. O que ir ocorrer?

Percebe-se, com o passar do tempo, uma alterao

da colorao da lmina de zinco. Ao retir-la da soluo,

pode-se observar que a parte que estava submersa est

recobertaporumafinacamadaavermelhada,caracterstica

do cobre metlico (Cu0).

H uma reao de oxirreduo na superfcie:

Zn0(s) + CuSO4(aq) Cu0(s) + ZnSO4(aq)

2e

A reao ocorre porque o zinco mais reativo e tende

a ceder eltrons para o cobre, menos reativo.

Experincia 2

Mergulha-se uma lmina de cobre em uma soluo

de sulfato de zinco (Zn2+). O que ir ocorrer?

Noseverificaqualquertipodealterao,umavezque

o cobre menos reativo do que o zinco.

Cu0(s) + ZnSO4(aq) no ocorre

2e

POTENCIAL DE ELETRODO (E)

Em vez de prever se uma reao ocorrer ou no pela anlise

dafiladereatividade,podemserrealizadasprevisesapartir

de potenciais eltricos medidos em volts (V).

A. Em eletroqumica, so encontrados 2 tipos

de potenciais:

Potencial de oxidao (Eoxi): Potencial relativo

tendncia de ceder eltrons (oxidar).

Potencial de reduo (Ered): Potencial relativo

tendncia de receber eltrons (reduzir).

B. O potencial de eletrodo influenciado por dois

fatores:

Temperatura: O aumento da temperatura

favorece a perda de eltrons.

Maior temperatura Maior Eoxi

Concentrao dos ons em soluo:

O aumento dessa concentrao favorece

o aumento do potencial.

Maior concentrao de ctions Menor Eoxi

Maior concentrao de nions Maior Eoxi

Os problemas relativos ao aumento de temperatura

econcentraode onssominimizados,fixandoovalor

de temperatura em 25 C e a concentrao da soluo em

1 mol.L1. O potencial medido nessas condies e a 1 atm

de presso denominado potencial padro de eletrodo (E).

O valor numrico correspondente ao potencial de um

determinado eletrodo medido a partir do potencial

de referncia, ao qual foi atribudo, por conveno,

o valor de 0,00 V (zero volt). Adotou-se, como eletrodo

de referncia, o eletrodo de hidrognio gasoso. Medindo-se

o potencial padro de vrios eletrodos, em funo do eletrodo

de hidrognio, montou-se a tabela de potenciais a seguir:

Processos eletroqumicos

21Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Experimentalmente, foi medido o potencial padro de cada

eletrodo, acoplando-os ao eletrodo padro de hidrognio

e medindo-se a diferena de potencial por meio de um voltmetro

ou um galvanmetro. Observe o exemplo do zinco:

e e

Zn(s)H2(g), 1 atm

1,0 mol.L1

eletrodode platina

1,0 mol.L1

0,76 V

Zn2+(aq)

25 C

H+(aq)

Osentidodofluxodeeltronsmostraqueoeletrodode

hidrognio possui maior capacidade de sofrer reduo do que

o de zinco. Logo,

Ered(hidrognio) > Ered(zinco)

e o voltmetro registra uma diferena de potencial (d.d.p.)

igual a 0,76 V. Como a d.d.p. sempre dada por

E = Ered(maior) Ered(menor)

e o Ered(hidrognio) zero por conveno, tem-se

E = Ered (hidrognio) Ered (zinco)

0,76 V = 0 Ered(zinco)

Ered(zinco) = 0,76 V

O valor negativo indica que o zinco possui potencial padro

de eletrodo menor do que o do hidrognio, e sofre oxidao

quando reage com H2. Dessa forma, pode-se generalizar:

Ered > 0 (positivo) eletrodo sofre reduo mais

facilmente do que o hidrognio.

Ered < 0 (negativo) eletrodo sofre oxidao mais

facimente do que o hidrognio.

OBSERVAES

1. A IUPAC recomenda que os trabalhos eletroqumicos

sejam realizados com potenciais de reduo.

Potenciais padro de reduo de eletrodo

SemirreaesPotencial de reduo (E) em volts (V)

Li+(aq) + e Li(s) 3,04

K+(aq) + e K(s) 2,92

Ba2+(aq) + 2e Ba(s) 2,90

Ca2+(aq) + 2e Ca(s) 2,87

Na+(aq) + e Na(s) 2,71

Mg2+(aq) + 2e Mg(s) 2,36

Al3+(aq) + 3e Al(s) 1,66

Mn2+(aq) + 2e Mn(s) 1,18

Zn2+(aq) + 2e Zn(s) 0,76

Cr3+(aq) + 3e Cr(s) 0,74

Fe2+(aq) + 2e Fe(s) 0,44

Cr3+(aq) + e Cr2+(aq) 0,41

Co2+(aq) + 2e Co(s) 0,28

Ni2+(aq) + 2e Ni(s) 0,25

Sn2+(aq) + 2e Sn(s) 0,14

Pb2+(aq) + 2e Pb(s) 0,13

2H+(aq) + 2e H2(g) 0,00

Sn4+(aq) + 2e Sn2+(aq) +0,15

Cu2+(aq) + 2e Cu(s) +0,34

H2O(l) + 12O2(g) + 2e

2OH(aq) +0,40

Cu+(aq) + e Cu(s) +0,52

I2(s) + 2e 2I(aq) +0,54

2H+(aq) + O2(g) + 2e

H2O2(aq) +0,68

Fe3+(aq) + e Fe2+(aq) +0,77

Ag+(aq) + e Ag(s) +0,80

4H+(aq) + 2NO3(aq) + 2e

2H2O(l) + 2NO2(g) +0,80

Hg2+(aq) + 2e Hg(s) +0,85

4H+(aq) + NO3(aq) + 3e

2H2O(l) + NO(g) +0,96

Br2(l) + 2e 2Br (aq) +1,07

14H+(aq) + CrO72

(aq) + 6e

2Cr3+(aq) + 7H2O(l)+1,33

Cl2(g) + 2e 2Cl(aq) +1,36

Au3+(aq) + 3e Au(s) +1,50

8H+(aq) + MnO4(aq)

+ 5e Mn2+(aq) + 4H2O(l) +1,51

2H+(aq) + H2O2(aq) + 2e 2H2O(l) +1,78

F2(g) + 2e 2F(aq) +2,87

22 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

2. No esquema da determinao dos potenciais,

o eletrodo de hidrognio, que gasoso, consiste,

na prtica, em uma placa de platina porosa, que tem

a propriedade de adsorver o gs hidrognio em seus

poros, formando-se uma camada de hidrognio

sobre a placa. A platina no participa da reao,

pois inerte.

3. O processo de reduo inverso ao processo

de oxidao.

Reduo

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) Ered = +0,34 V

O inverso :

Oxidao

Cu0(s) Cu2+

(aq) + 2e Eoxi = 0,34 V

Logo, o potencial de reduo igual ao potencial

de oxidao, com o sinal trocado.

Ered = Eoxi

4. Para se calcular o potencial de eletrodo a 25 C e 1 atm,

porm em concentraes diferentes de 1 mol.L1,

utiliza-se uma equao matemtica denominada

equao de Nernst:

E = E + 0 059,

n log [ ]

Em que

E = potencial padro;

E = potencial a 25 C com solues de concentraes

em mol.L1 quaisquer;

0,059 = valor experimental constante a 25 C;

n = nmero de eltrons envolvidos na reao;

[ ] = concentrao em mol.L1 da soluo.

Exemplo:

Calcular o potencial de eletrodo de reduo a 25 C

para o zinco, em uma soluo 0,1 mol.L1.

Zn2+(aq) + 2e Zn0(s)

E = 0,76 + 0 059

2

, . log 0,1

E = 0,76 + 0,0295 . (1)

E = 0,7895 V

PREVISO DA ESPONTANEIDADE DAS REAES A PARTIR DOS POTENCIAIS DE ELETRODO

Sero utilizados, para tais previses, os potenciais

de reduo.

O elemento de maior Ered reduz

O elemento de menor Ered oxida

Exemplo 1: Reao entre alumnio e ferro.

Fe2+(aq) + 2e Fe0(s) Ered = 0,44 V

Al3+(aq) + 3e Al0(s) Ered = 1,66 V

Como o alumnio possui o menor Ered , ele sofrer

oxidao. Para se obter a equao da reao que ocorre

entre os dois elementos, mantm-se a semirreao do ferro

e inverte-se a equao do alumnio.

Fe2+(aq) + 2e Fe0(s) Ered = 0,44 V

Al0(s) Al3+

(aq) + 3e Eoxi = +1,66 V

Observe ainda que o nmero de eltrons envolvidos

nas semirreaes no o mesmo. Para balancear essas

equaes, multiplica-se a semirreao do ferro por 3

e a do alumnio por 2.

Semirreao de reduo:

3Fe2+(aq) + 6e 3Fe0(s) E = 0,44 V

Semirreao de oxidao:

2Al0(s) 2Al3+

(aq) + 6e E = +1,66 V

Reao global:

3Fe2+(aq) + 2Al0(s) 3Fe

0(s) + 2Al

3+(aq) E = +1,22 V

Observe que, somando-se as duas semirreaes,

obtida a reao global e, somando-se os dois potenciais,

obtidaad.d.p.dareao.Aindasedeveverificarque,

ao se multiplicar as reaes, os potenciais no variam

com as quantidades.


23Editora Bernoulli

QU

MIC

A

Quando uma reao possui E > 0, a reao

espontnea e produz energia eltrica (pilha).

Quando uma reao possui E < 0, a reao no

espontnea e, para ocorrer, consome energia eltrica

(eletrlise).

A d.d.p. de uma reao pode ser calculada a partir dos

potenciais de reduo.

E = E(oxidante) E(redutor)

ou


Exemplo 2: Reao entre zinco e cobre.

Zn2+(aq) + 2e Zn0(s) Ered = 0,76 V

Oxida: Ered menor

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) Ered = +0,34 V

Reduz: Ered maior

Invertendo-se a 1 equao, mantendo-se a segunda e

somando-as, tem-se:

Semirreao de oxidao:

Zn0(s) Zn2+

(aq) + 2e E = +0,76 V

Semirreao de reduo:

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) E = +0,34 V

Reao global:

Zn0(s) + Cu2+

(aq) Zn2+

(aq) + Cu0(s) E = +1,10 V

OBSERVAES

1. No h necessidade de multiplicar-se as semirreaes,

j que o nmero de eltrons cedidos igual

ao nmero de eltrons recebidos.

2. A equao global inversa no espontnea

e s ocorre com o consumo de energia eltrica.

Cu0(s) + Zn2+

(aq) Cu2+

(aq) + Zn0(s) E = 1,10 V

EXERCCIOS DE FIXAO01. (Fatec-SP2010) Considere os seguintes dados sobre

potenciais padro de reduo.

Semirreao E / Volt

Mg2+(aq) + 2e Mg(s) 2,37

Zn2+(aq) + 2e Zn(s) 0,76

Fe2+(aq) + 2e Fe(s) 0,44

Cu2+(aq) + 2e Cu(s) 0,34

Ag+(aq) + e Ag(s) 0,80

Uma tubulao de ferro pode ser protegida contra a corroso se a ela for conectada uma pea metlica constituda de

A) magnsio ou prata. D) zinco ou prata.

B) magnsio ou zinco. E) cobre ou prata.

C) zinco ou cobre.

02. (Unimontes-MG2007) Lminas metlicas foram introduzidas, sucessivamente, em solues contendo

ctions de outros metais, observando-se, em alguns

casos, depsito do metal (+) ou no (), como mostram

os resultados apresentados a seguir:

Cu2+ Pb2+ Fe2+ Mg2+

Cu

Pb +

Fe + +

Mg + + +

A facilidade com que lminas metlicas cedem eltrons quando imersas em certas solues, ou, tambm, a facilidade com que ons positivos recebem eltrons so expressas atravs do potencial de eletrodo (E). Assim, o metal com MAIOR potencial de oxidao o

A) Fe. B) Pb. C) Mg. D) Cu.

03. (UFLA-MG2009) Considere o seguinte esquema e marque a alternativa INCORRETA.

algum tempodepois

resduoavermelhado

Zn(s)

coloraoazul

Zn(s)

colorao azul vaidiminuindo at

desaparecerSO42(aq) Cu2+(aq) Cu2+(aq)

SO42

(aq)

A) Na reao de Zn(s) com Cu2+

(aq), o zinco sofre oxidao e perde dois eltrons.

B) A probabilidade de um metal sofrer corroso aumenta com a facilidade de ele receber eltrons.

C) O resduo avermelhado na placa de Zn(s)significaqueaplaca foi corroda e resduos de Cu(s) depositam-se nela.

D) O potencial de reduo do cobre maior que o potencial de reduo do zinco.

24 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

04. (ITA-SP) Considere as semirreaes representadas pelas semiequaes a seguir e seus respectivos

potenciais padro de eletrodo.

Fe(s) Fe2+

(aq) + 2e E = +0,44 V

13I

(aq) + 2OH

(aq)

13IO3

(aq) + H2O(l) + 2e

E = +0,26 V

2Ag(s) 2Ag+

(aq) + 2e E = 0,80 V

Com base nas informaes anteriores, qual das opes

seguintes relativa equao qumica de uma reao

que dever ocorrer quando os reagentes, nas condies

padro, forem misturados entre si?

A) Fe 2+(aq) + 13I

(aq) + 2OH

(aq) Fe(s) +

13IO3

(aq) + H2O(l)

B) 2Ag(s) + 13IO3

(aq) + H2O(l) 2Ag

+(aq) +

13I

(aq) + 2OH

(aq)

C) 2Ag+(aq) + 13I

(aq) + 2OH

(aq) 2Ag(s) +

13IO3

(aq) + H2O(l)

D) Fe(s) + 13I

(aq) + 3H2O(l) Fe

2+(aq) +

13IO3

(aq) + 2OH

(aq)

E) 2Ag(s) + 13I

(aq) + 3H2O(l)

2Ag+(aq) + 13IO3

(aq) + 2OH

(aq) + 2H2(g)

05. (UFG2009 / Adaptado) A corroso de dutos um srio problema na explorao do petrleo no mar.

Uma alternativa simples para evit-la ligar os dutos

a um metal de sacrifcio. Considerando que os dutos

utilizados em uma plataforma de explorao sejam

de ferro, qual deve ser o metal MAISeficienteparaevitar

a corroso?

Potenciais padro a 298 K

Fe2+ / Fe: 0,44 V Al3+ / Al: 1,66 V

Pb2+ / Pb: 0,13 V Ag+ / Ag: +0,80 V

Be2+ / Be: 1,87 V Au2+ / Au: +1,69 V

A) Alumnio C) Chumbo E) Prata

B) Berlio D) Ouro

EXERCCIOS PROPOSTOS01. (UFU-MG) Reaes eletroqumicas esto presentes em

nosso cotidiano, como nas baterias de carros, nas pilhas

de relgios, na corroso de metais, etc. Em relao

a essas reaes, responda:

A) O que um eletrlito? D um exemplo.

B) O que oxidao? D um exemplo empregando

o metal ferro (Fe).

C) possvel ocorrer uma reao de oxidao sem

que a ela esteja associada uma reao de reduo?

JUSTIFIQUE sua resposta.

02. (UFMG) Os metais possuem diferentes tendncias de sofrer corroso, um processo natural de oxidao.

A corroso pode ser relacionada com a facilidade

de se obter os metais a partir de seus minrios.

Essas informaes esto representadas no diagrama,

para alguns metais.

aumenta a facilidade de reduo dos ons

Zn Fe Ni Cu Ag Pt Au

aumenta a facilidade de oxidao dos metais

Comrelaoaoexposto,assinaleaafirmativaFALSA.

A) A maior facilidade de um metal sofrer corroso

correspondeaumamaiordificuldadeparaobt-loa

partir de seu minrio.

B) A prata, a platina e o ouro so considerados metais

nobrespelasuadificuldadedeoxidar-se.

C) Os metais com maior facilidade de oxidao so

encontrados na natureza na forma de substncias

simples.

D) O zinco metlico o mais reativo entre os metais listados.

03. (UFJF-MG) Usando os dados fornecidos,

Semirreaes de reduo a 25 C E / Volts

K+ + e K 2,92

Zn2+ + 2e Zn 0,76

Pb2+ + 2e Pb 0,13

Cu2+ + 2e Cu +0,34

Ag+ + e Ag +0,80

responda: O agente redutor MAIS forte entre as substncias

da tabela

A) K.

B) Zn.

C) Pb.

D) Cu.

E) Ag.

04. (PUC RS) A prata, em presena de compostos sulfurados existentes na atmosfera, forma um composto de cor

escura, o sulfeto de prata. Para remover essa cor,

envolve-se o objeto de prata em uma folha de alumnio,

e esse sistema colocado imerso em uma soluo diluda

de bicarbonato de sdio, sendo aquecido ligeiramente.

Com relao ao observado no processo de remoo

da cor escura do objeto de prata, so feitas

asseguintesafirmativas:

I. O potencial de oxidao da prata maior do que o do alumnio.

II. O potencial de reduo do alumnio menor do que o da prata.


25Editora Bernoulli

QU

MIC

A

III. A reao que ocorre pode ser corretamente

representada por

2Al(s) + 3Ag2S(s) aquoso

2Al3+(aq) + 3S2

(aq) + 6Ag(s)

IV. O alumnio est sofrendo uma oxidao e os ons Ag+

e S2 esto sofrendo uma reduo.

Pela anlise das informaes, somente esto CORRETAS

asafirmativas

A) I e II.

B) II e III.

C) III e IV.

D) I, III e IV.

E) II, III e IV.

05. (UFJF-MG) Mergulha-se uma lmina metlica de nquel limpa em uma soluo de sulfato de cobre, cuja colorao

azul. Com o passar de algum tempo, observa-se que

a lmina torna-se recoberta por um material avermelhado

e que a soluo torna-se verde, devido formao

de ons Ni2+.

Sobre o processo descrito anteriormente, pode-se

afirmarque

A) a concentrao de ons sulfato diminui durante o processo.

B) o on cobre um agente redutor.

C) o on cobre cede eltrons placa de nquel.

D) um on cobre reduzido para cada dois tomos de nquel oxidado.

E) o nquel metlico oxidado na presena dos ons cobre.

06. (UFMG) Lminas metlicas de chumbo, Pb, e zinco, Zn, foram introduzidas em solues aquosas de Cu(NO3)2,

conformemostradonestasduasfiguras:

lminade Pb

Cu2+(aq)

lminade Zn

Cu2+(aq)

Observou-se que o cobre metlico se deposita sobre

as placas nos dois recipientes.

Considerando-se esses experimentos, INCORRETO

afirmarque

A) o on Cu2+ oxidado pelo zinco metlico.

B) o chumbo metlico oxidado pelo on Cu2+.

C) o on Cu2+ atua como agente oxidante quando em

contato com a lmina de zinco.

D) o zinco metlico atua como agente redutor quando

em contato com a soluo de Cu2+.

07. (Unicamp-SP2008) A festa j estava para terminar, mas nenhum dos convidados sabia o motivo dela. Sobre

o balco, Dina pousou nove copos, com diferentes

solues, e nelas colocou pequenos pedaos dos metais

cobre, prata e ferro, todos recentemente polidos, como

mostra o desenho na situao inicial.

cobre metlico

soluesazuis (Cu2+)

soluesincolores (Ag+)

soluesamarelas (Fe3+)

cobre metlico prata metlica ferro metlico

Para que a festa seja completa e vocs tenham mais

uma pista do motivo da comemorao, respondam s

perguntas, bradava Dina, eufrica, aos interessados.

A) Em todos os casos em que h reao, um metal se

deposita sobre o outro enquanto parte desse ltimo

vai para a soluo. Numa das combinaes, a cor do

depsitonoficoumuitodiferentedacordometal

antes de ocorrer a deposio. Qual o smbolo

qumico do metal que se depositou nesse caso?

JUSTIFIQUE usando seus conhecimentos de qumica

e os dados da tabela fornecida.

B) A soluo que mais vezes reagiu tornou-se azulada,

numa das combinaes. Que soluo foi essa? Qual

a equao qumica da reao que a ocorreu?

Dados:

Par Potencial padro de reduo / Volts

Cu2+ / Cu +0,34

Fe3+ / Fe 0,04

Ag+ / Ag +0,80

08. (FUVEST-SP) Uma liga metlica, ao ser mergulhada em cido clordrico, pode permanecer inalterada, sofrer

dissoluo parcial ou dissoluo total.

Qual das situaes anteriores ser observada com a liga

de cobre e zinco (lato)? JUSTIFIQUE utilizando as

informaes da tabela a seguir:

Semirreao E / V

Cl2 + 2e 2Cl 0,41

Cu2+ + 2e Cu +0,34

2H+ + 2e H2 0,00

Zn2+ + 2e Zn 0,76

26 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

09. (Fatec-SP2008) Considere os seguintes dados sobre potenciais padro de eletrodo:

Semirreao Potencial padro de reduo / V

Cu2+(aq) + 2e Cu(s) +0,36

Fe3+(aq) + e Fe2+(aq) +0,77

12Cl2(g) + e

Cl(aq) +1,36

H+(aq) + e 12H2(g) 0,00

Fe2+(aq) + 2e Fe(s) 0,44

Se uma lmina de cobre puro for mergulhada em uma

soluo cida de cloreto de ferro (III), a 1 mol.L1, nas

condies padro, haver, em um primeiro momento,

A) dissoluo do cobre da lmina.

B) formao de cloro gasoso.

C) liberao de hidrognio gasoso.

D) depsito de ferro metlico.

E) formao de mais ons cloreto.

10. (UFJF-MG2007) Os potenciais padro de reduo dos ons Zn2+ e Cu2+ para seus estados metlicos so,

respectivamente, 0,76 V e +0,34 V. Sobre esse sistema

deoxirreduo,assinaleaafirmativaINCORRETA.

A) A reao Zn2+(aq) + Cu0(s) Zn

0(s) + Cu

2+(aq) tem diferena

de potencial igual a 1,10 V.

B) A reao Zn0(aq) + Cu2+

(s) Zn2+

(s) + Cu0(aq) corresponde

reao de uma pilha.

C) A reao Zn2+(s) + Cu0

(aq) Zn0

(aq) + Cu2+

(s) espontnea.

D) Na reao Zn0(s) + Cu2+

(aq) Zn2+

(aq) + Cu0(s) , o Cu

2+(aq)

um agente oxidante.

E) preciso fornecer energia para que a reao

Zn2+(aq) + Cu0(s) Zn

0(s) + Cu

2+(aq) acontea.

11. (UFMG2010) As clulas a combustvel constituem uma importante alternativa para a gerao de energia limpa.

Quando o combustvel utilizado o hidrognio, o nico

produto da reao o vapor de gua.

Nesse caso, as semirreaes que ocorrem so:

H2 2H+ + 2e

O2 + 4H+ + 4e 2H2O

Considerando-se essas informaes, CORRETOafirmar

que a equao da reao global do processo descrito

A) 2H+ + 12O2 H2O.

B) 2H+ + 12O2 + 2e H2O.

C) 12H2 + 12O2 + H

+ + e H2O.

D) H2 + 12O2 H2O.

12. (UFES) O propano e o oxignio podem ser utilizados na obteno de energia, sem que necessariamente

tenham que se combinar em uma reao de combusto

convencional. Esses gases podem ser tratados

eletroquimicamente para produzir energia de forma

limpa, barata e eficiente. Um dos dispositivos em

que esse tratamento ocorre conhecido como clula

de combustvel ou pilha de combustvel e funciona como

uma pilha convencional. A reao global de uma pilha

de propano

C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(l)

Dadas as semiequaes de reduo e os seus potenciais:

3CO2(g) + 20H+

(aq) + 20e C3H8(g) + 6H2O(l) E = +0,14 V

O2(g) + 4H+

(aq) + 4e 2H2O(l) E = +1,23 V

Pode-seafirmarqueavoltagem,nascondiespadro

de uma pilha de propano,

A) 1,37 V. C) +1,09 V.

B) 1,09 V. D) +1,37 V.

13. (UFU-MG) O hipoclorito de sdio (gua de lavadeira ou gua sanitria) tem sido indicado para ser usado em

lavagem de verduras e hortalias com o objetivo de

evitar a contaminao das pessoas pelo vibrio da clera.

Alguns pases da Europa usam o oznio (em substituio

aocloro).Acapacidadedepurificaodaguaporesta

substncia qumica, assim como para o hipoclorito, reside

na sua capacidade de oxidao de organismos vivos

presentes na gua. Dadas as semirreaes a seguir:

O3 + 2H+ + 2e O2 + H2O E = +2,07 V

O3 + H2O + 2e O2 + 2OH

E = +1,24 V

ClO + H2O + 2e Cl + 2OH E = +0,89 V

Qualdosdoisprocessosdeoxidaomaiseficiente,

o do oznio ou o do hipoclorito?

14. (FUVEST-SP) Panelas de alumnio so muito utilizadas no cozimento de alimentos. Os potenciais de reduo (E)

indicam ser possvel a reao deste metal com gua.

A no ocorrncia dessa reao atribuda presena de

uma camada aderente e protetora de xido de alumnio

formada na reao do metal com o oxignio do ar.

A) ESCREVA a equao balanceada que representa a

formao da camada protetora.

B) Com os dados de E, EXPLIQUE como foi feita a

previso de que o alumnio pode reagir com gua.

Dados: E (Volt)

Al3+ + 3e Al 1,66

2H2O + 2e H2 + 2OH

0,83


27Editora Bernoulli

QU

MIC

A

15. (UFRJ2010) Em um laboratrio de controle de qualidade de uma indstria, peas de ferro idnticas foram separadas

em dois grupos e submetidas a processos de galvanizao

distintos: um grupo de peas foi recoberto com cobre e

o outro grupo com nquel, de forma que a espessura da

camada metlica de deposio fosse exatamente igual em

todas as peas. Terminada a galvanizao, notou-se que

algumas peas tinham apresentado defeitos idnticos.

Em seguida, amostras de peas com defeitos (B e D) e

sem defeitos (A e C), dos dois grupos, foram colocadas

numa soluo aquosa de cido clordrico, como mostra a

figuraaseguir:

NquelFerro C

Nquel

HC(aq)

Ferro D

Ferro BCobre

Ferro ACobre

Com base nos potenciais padro de reduo a seguir,

ORDENE as peas A, B, C e D em ordem decrescente em

termos da durabilidade da pea de ferro. JUSTIFIQUE

sua resposta.

Dados:

Fe2+(aq) + 2e Fe(s) Ered=0,41Volt

Ni2+(aq) + 2e Ni(s) Ered=0,24Volt

2H+(aq) + 2e H2(g) Ered = 0,00 Volt

Cu2+(aq) + 2e Cu(s) Ered = +0,34 Volt

16. (UFC) As esttuas de metal, em geral confeccionadas em cobre metlico, apresentam colorao tpica.

Com o passar do tempo, todavia, observa-se

o aparecimento de uma colorao verde que atribuda

ao produto da reao de oxidao do cobre pelo ar.

Considerando-se que tintas protetoras contendo metal

podem funcionar como nodo de sacrifcio e conhecendo-se

o valor do potencial padro de reduo da reao

Cu2+ + 2e Cu E = +0,34 V

analise a tabela a seguir.

TintaMaterial presente na tinta

Semirreao de reduo

Potencial padro de reduo,

E (V)

I Pb Pb4+ + 2e Pb2+ +1,67

II Zn Zn2+ +2e Zn 0,76

III Sn Sn2+ + 2e Sn 0,14

IV Fe Fe2+ + 2e Fe 0,44

V Ti Ti2+ + 2e Ti 1,63

Considerando somente as informaes contidas na questo, assinale a alternativa que apresenta a tinta MAISeficaznaproteodeumaesttuadecobre.

A) Tinta I C) Tinta III E) Tinta V

B) Tinta II D) Tinta IV

17. (UEL-PR) Considere a tabela de potencial padro de reduo a seguir:

Semirreao Ered / V

Al3+ + 3e Al 1,66

Zn2+ + 2e Zn 0,76

Fe2+ + 2e Fe 0,44

Sn2+ + 2e Sn 0,14

Cu2+ + 2e Cu +0,34

Ag+ + 1e Ag +0,80

Os cascos de navios, normalmente feitos de ferro, so protegidos da corroso mediante a colocao de metais de sacrifcio, ou seja, metais que sofrem preferencialmente a corroso.

Com base no exposto anteriormente, CORRETOafirmar:

A) A corroso ocorre porque o oxignio oxidado e o ferro se transforma em Fe(OH)3.

B) O metal de sacrifcio deve ter um potencial padro de reduo menor que o do metal que se deseja proteger.

C) O metal de sacrifcio deve ser um redutor mais fraco que o ferro.

D) O metal de sacrifcio atua doando eltrons como se fosse o ctodo de uma pilha.

E) Da tabela, pode-se concluir que o melhor metal de sacrifcio a prata.

SEO ENEM01. (Enem2004) Ferramentas de ao podem sofrer corroso

e enferrujar. As etapas qumicas que correspondem

a esses processos podem ser representadas pelas

equaes:

Fe + H2O + 12O2 Fe(OH)2

Fe(OH)2 + 12H2O +

14O2 Fe(OH)3

Fe(OH)3 + nH2O Fe(OH)3.nH2O (ferrugem)

Uma forma de tornar mais lento esse processo de corroso

e formao de ferrugem engraxar as ferramentas. Isso

sejustificaporqueagraxaproporciona

A) lubrificao,evitandoocontatoentreasferramentas.

B) impermeabilizao, diminuindo seu contato com o ar mido.

C) isolamento trmico, protegendo-as do calor ambiente.

D) galvanizao, criando superfcies metlicas imunes.

E) polimento, evitando ranhuras nas superfcies.

28 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 09

02. Uma das atividades humanas mais antigas a metalurgia, que consiste em obter diferentes metais a partir de seus

minrios. Na natureza, a maioria dos metais aparece na

forma de substncias compostas.

Para avaliar a reatividade qumica de ctions metlicos ou metais, podemos comparar seus potenciais padres de reduo. Metais muito reativos tm ctions muito estveis, e, por isso, a obteno de tais metais a partir dos minrios difcil e cara. J os metais de menor reatividade qumica tm ctions pouco estveis, o que torna mais fcil a obteno destes a partir de seus minrios.

A seguir, so informados alguns potenciais padro de reduo

Cu2+ + 2e Cu E = +0,34 V

Fe2+ + 2e Fe E = 0,44 V

Mg2+ + 2e Mg E = 2,37 V

Ni2+ + 2e Ni E = 0,26 V

Zn+ + 2e Fe E = 0,76 V

Entre os metais apresentados na tabela, aquele que reage de forma mais vigorosa com uma soluo diluda de cido clordrico (HCl) e que, tambm, o mais difcil de ser produzido a partir de seus minrios o

A) cobre. D) nquel.

B) ferro. E) zinco.

C) magnsio.

B) A soluo que mais vezes reagiu aquela que possui o ction com maior potencial padro de reduo (E), ou seja, a soluo que contm Ag+. A equao qumica que representa a reao que torna essa soluo azulada

2Ag+(aq) + Cu(s) 2Ag(s) + Cu2+

(aq)

soluo incolor soluo azulada

08. Uma pea de cobre puro permaneceria inalterada, pois o E(V) da reao com o cido clordrico menor que zero, logo a reao no espontnea.

Cu Cu2+ + 2e E = 0,34 V2H+ + 2e H2 E = 0,00 V

Cu + 2H+ Cu2+ + H2 E = 0,34 V

Uma pea de zinco puro sofreria dissoluo total, pois o E(V) da reao com o cido clordrico maior que zero, logo a reao espontnea.

Zn Zn2+ + 2e E = +0,76 V 2H+ + 2e H2 E = 0,00 V

Zn + 2H+ Zn2+ + H2 E = +0,76 V

Dessa maneira, numa liga metlica de cobre e zinco, apenas o zinco sofre dissoluo. Logo, a liga se dissocia parcialmente.

09. A10. C11. D12. C

13. O do oznio. Seu alto potencial de reduo faz com que ele seja um forte agente oxidante.

14. A) 4A l + 3O2 2A l 2O3 B) 2A l + 6H2O 2A l(OH)3 + 3H2 A anlise dos potenciais revela que, quando

o alumnio reage espontaneamente com a gua, ele oxida; logo, a reao representada anteriormente espontnea.

15. Ordem de durabilidade: A > C > D > B

As peas A e C no formam pilhas e, pela tabela de potenciais padro de reduo, o cobre que se encontra na parte externa no reage com cido, protegendo a pea de ferro A. Da mesma forma, na pea C o nquel reage com cido, sendo consumido ao longo do tempo at expor a pea de ferro ao ataque do cido.

Nas peas B e D, os pares de metais esto expostos ao cido e formam pilhas. Pela tabela de potenciais padrodereduo,verifica-sequeoferropossuimaior tendncia a oxidar se comparado com os metais cobre e nquel. Na pea B, o potencial gerado maior que na pea D, o que faz com que o ferro na pea B reaja mais rapidamente.

16. E17. B

Seo Enem01. B02. C

GABARITO

Fixao01. B 02. C 03. B 04. C 05. B

Propostos01. A) Eletrlitos so compostos dissociveis

que produzem ons em soluo capazes

de conduzir corrente eltrica. Exemplo: KCl

B) Oxidao a perda de eltrons.

Exemplo: Fe Fe2+ + 2e.

C) No, pois necessrio que um outro elemento

receba os eltrons cedidos na oxidao.

02. C

03. A

04. B

05. E

06. A

07. A) Prata e ferro so metais acinzentados, ou seja,

prateados. J o cobre metlico avermelhado.

Desse modo, a reao espontnea (E > 0)

que ocorrer com pouca variao de cor entre

o metal base e o depsito

3Ag+(aq) + Fe(s) 3Ag(s) + Fe3+

(aq)

29Editora Bernoulli

MDULO

No mundo moderno, as aplicaes da energia eltrica so as mais variadas possveis. Como obter energia eltrica sem ser por meio de usinas hidreltricas, termeltricas ou nucleares? A resposta simples. Por meio de reaes de oxirreduo que, a partir da transferncia de eltrons, produzem corrente eltrica.

Os dispositivos que convertem energia qumica em energia eltrica, a partir de reaes espontneas de oxirreduo, so denominados pilhas.

O nome pilha foi originado a partir da construo do primeiro dispositivo. Alessandro Volta construiu tal dispositivo empilhando placas de cobre e zinco separadas por pedaos de tecido embebidos com soluo de cido sulfrico. A esse empilhamento, que gerava corrente eltrica, foi dado o nome de pilha.

PILHA DE DANIELLA partir do experimento de Volta, J. F. Daniell idealizou um

sistema formado por dois eletrodos, um de cobre e outro

dezinco,ligadosporumfiocondutoremergulhadosemsolues

aquosas (1 mol.L1) que contm os seus respectivos ons.

As solues mais utilizadas so CuSO4 e ZnSO4.

Veja o esquema que representa a pilha de Daniell:

oxidaonodo

reduoctodo

e e

Cu(s)Zn(s)

Zn(s) Zn2+

(aq) + 2e Cu2+(aq) + 2e

Cu(s)

Zn2+(aq) Cu2+

(aq)

polonegativo

polopositivo

ponte salina

Os eletrodos de uma pilha so chamados de polos

e recebem os nomes de ctodo (eletrodo em que ocorre

o processo de reduo) e nodo (eletrodo em que ocorre

o processo de oxidao).

Em uma pilha, tem-se:

Ctodo Polo positivo (+) ocorre reduo nodo Polo negativo () ocorre oxidao

As duas solues so separadas por uma ponte salina,

eaofioexternoligadoumgalvanmetro,capazderegistrar

a d.d.p. e a intensidade de corrente do sistema.

A ponte salina um tubo de vidro em formato de U

que contm uma gelatina saturada com um sal, KCl,

por exemplo. As extremidades do tubo so fechadas por um

material poroso, como algodo. Pela ponte salina tem-se,

ao mesmo tempo, a migrao dos ctions e dos nions em

excesso, alm dos ons do sal K+ e Cl. A pilha ter, assim,

seu funcionamento prolongado. A ponte salina pode ser

substituda por uma placa de porcelana porosa que permite

o trnsito de ons.

Aps algum tempo, verificam-se algumas alteraes

no sistema:

1. O eletrodo de cobre comea a aumentar sua massa.

2. O eletrodo de zinco comea a ser corrodo.

3. O galvanmetro registra uma d.d.p. de 1,1 V.

4. A soluo de cobre comea a diminuir a sua

concentrao em Cu2+.

5. A soluo de zinco comea a aumentar a sua

concentrao em Zn2+.

Essas alteraes esto associadas reao existente entre o cobre e o zinco:

CuSO4(aq) + Zn0(s)

2e Cu0(s) + ZnSO4(aq)

Essa reao pode ser explicada pelo potencial padro

de reduo dos dois elementos:

Semirreao Ered

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) +0,34 V

Zn2+(aq) + 2e Zn0(s) 0,76 V

O cobre tem o maior potencial de reduo, logo sofrer

reduo, ganhando eltrons do zinco. O zinco tem o menor

potencial de reduo e sofre oxidao, perdendo eltrons

para o cobre.

QUMICA FRENTEPilhas 10 B

30 Coleo Estudo

Frente B Mdulo 10

Para se obterem as equaes inicas que ocorrem na pilha, necessrio sempre manter a semirreao do elemento de maior Ered, inverter a semirreao do elemento de menor Ered e depois som-las.

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) E = +0,34 V (manter)

Zn2+(aq) + 2e Zn0(s) E = 0,76 V (inverter)

Reao catdica:

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) E = +0,34 V

Reao andica:

Zn0(s) Zn2+

(aq) + 2e E = +0,76 V

Equao global:

Cu2+(aq) + Zn0(s) Cu

0(s) + Zn

2+(aq) E = +1,10 V

Nessa pilha, h a transferncia de 2e de cada tomo

de zinco para cada on Cu2+.

OBSERVAES

1. Quando se inverte uma equao, troca-se o sinal

do potencial do eletrodo.

2. A soma dos potenciais aps a inverso do menor Ered

corresponde d.d.p. ou ao E da pilha. Ainda pode

ser calculado o E pela expresso


Com base na equao global, sero explicadas as alteraes verificadasnapilhaemfuncionamento.

1. O eletrodo de cobre comea a aumentar de volume, pois o Cu2+ que est em soluo recebe 2e perdidos pelo zinco e se transforma em Cu0,queficaaderidoao eletrodo. A partir do que foi dito, observa-se que a quantidade de Cu2+ em soluo ir diminuir, tornando-a diluda.

2. O eletrodo de zinco sofre corroso, ou seja, h diminuio de seu volume, porque o Zn0 perde 2e e se transforma em Zn2+, caindo em soluo e deixando o espao que ocupava no eletrodo vazio. Assim, a quantidade de Zn2+ em soluo ir aumentar, fazendo com que essa soluo se torne mais concentrada.

Esse sistema no poderia gerar corrente eltrica se o circuito no estivesse fechado. Isso ocorre porque, nocircuitoexterno(fiocondutor),hofluxodeeltronsdo eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre e, no circuito interno (solues eletrolticas separadas pela placa deporcelanaporosaoupontesalina),hofluxoinicopelosporos da porcelana porosa ou pela ponte salina: ctions em direo ao ctodo e nions em direo ao nodo.

As solues de ambos os eletrodos comeam a ter excesso

de ons positivos Zn2+ no nodo e de ons negativos SO42

no ctodo, pois os ons Cu2+ esto se descarregando.

O sistema s estar fechado se houver eletroneutralidade das

solues; logo, os ons Zn2+ transitam para o ctodo (anulando

a falta de ctions), e os ons SO42 transitam para o nodo.

Veja o esquema da pilha em funcionamento:

semicelaA

semicelaB

eltrons eltrons

Cu0Zn0

Zn2+

Zn2+Cu2+Cu2+

SO42

SO42

SO42

SO42

Semicela A nodo eletrodo de Zn0 e soluo de Zn2+.

Semicela B ctodo eletrodo de Cu0 e soluo de Cu2+.

Normalmente, a notao qumica da pilha feita pela representao:

redutor / ction do redutor e sua concentrao //ction

do oxidante e sua concentrao / oxidante (temperatura)

Para a pilha de Daniell, tem-se:

Zn0 / Zn2+ (1 mol.L1) // Cu2+ (1 mol.L1) / Cu0 (25 C)

OUTRAS PILHAS COM ELETRODOS METAL / ON EM SOLUO

Pode-se montar outras pilhas com eletrodos metlicos que

no sejam Cu0 e Zn0. A montagem e os processos que ocorrem

nesses sistemas so idnticos aos mostrados na pilha de

Daniell. Por exemplo: pilha entre cobre e alumnio.

Determinao do ctodo e do nodo:

Al3+(aq) + 3e Al0(s) E = 1,67 V

menor Ered nodo inverte a equao

Cu2+(aq) + 2e Cu0(s) E = +0,34 V

maior Ered ctodo mantm a equa

Documents

QUÍMICA 5.pdf