ROTEIRO DE ESTUDOS DE QUÍMICA 1 etapa/14 3 Série Ensino Médio

ROTEIRO DE ESTUDOS DE QUÍMICA

1° etapa/14

3° Série Ensino Médio

Equilíbrio químico: coexistência de reagentes e produtos ( capítulo 23) p. 488 a 533 Introdução à Química Orgânica (capítulo 26) p.558 a 581

Observações: Refaçam os exercícios do livro. Os exercícios recomendados deverão ser feitos e entregues no dia da prova de recuperação de Química. Caso tenham alguma dúvida, procurem a professora antes da prova.

Exercícios

Questão 1: Para fazer exames de estômago usando a técnica de raio X, os pacientes devem ingerir, em jejum, uma

suspensão aquosa de sulfato de bário, BaSO4, que é pouco solúvel em água. Essa suspensão é preparada em uma

solução de sulfato de potássio, K2SO4, que está totalmente dissolvido e dissociado na água. Os íons bário, Ba 2+

, são prejudiciais à saúde humana. A constante do produto de solubilidade (Kps) do BaSO4 em água a 25°C é igual a

1,6×10-9.

a) Calcule a concentração de íons bário dissolvidos numa suspensão de BaSO4 em água.

b) A dose letal de íons Ba2+ para o ser humano é de 2x10-3 mol de íons Ba2+ por litro de sangue. Para se submeter a um exame de raio X, um paciente ingeriu 200mL de uma suspensão de BaSO4. Supondo que os íons Ba

2+

solubilizados na suspensão foram integralmente absorvidos pelo organismo e dissolvidos em 5 litros de sangue, discuta se essa dose coloca em risco a vida do paciente. Deixe os cálculos para explicitar seu raciocínio.

Questão 2: Observe a reação química:

2NO2(g) N2O4(g)

[reagente]

[produto]

O gráfico concentração versus tempo a seguir apresenta alterações na concentração das substâncias NO2 e N2O4 a

pressão constante. O diagrama auxiliar de temperatura versus tempo permite analisar a dinâmica da reação apresentada; observe que a reação se dá a uma temperatura de 80°C no intervalo de tempo de t0, a t4 e de 120°C

entre t5 e t6.

a) Descreva as alterações de concentração sofridas pelo sistema nos intervalos de t0 a t4 e quais foram às respostas

do sistema para estas perturbações.

b) Em algum intervalo de tempo o valor da constante de equilíbrio se alterou? Justifique sua resposta. c) Calcule a constante de equilíbrio (Kc) da reação a 80°C.

d) Analisando o comportamento do sistema entre t4 e t5, explique por que a reação química representada é

exotérmica.

Questão 3: Considere o seguinte equilíbrio a 25°C:

N2O4 2 NO2 ∆H° = + 58,0 kJ

O gás tetróxido de dinitrogênio é um gás incolor, enquanto o dióxido de nitrogênio é um gás marrom castanho. Numa mistura desses gases em equilíbrio, a cor visível é, portanto, a cor castanha, mas esta pode “clarear” ou “escurecer”, conforme o equilíbrio é deslocado. Explique como mudará a cor de uma seringa de vidro fechada (volume constante) contendo uma mistura dos dois gases em equilíbrio quando:

b) todo NO2 original é removido;

c) a pressão total é aumentada, pela admissão de gás inerte, nitrogênio (N2), por exemplo;

d) a seringa for colocada num copo com água gelada.

Questão 4: O cheiro característico do peixe é causado por uma substância orgânica denominada metilamina, de

fórmula CH3NH2. O caráter básico dessa substância está indicado no seguinte sistema em equilíbrio:

CH3NH2 + H2O CH3NH3

+

+ OH

-A sabedoria popular recomenda que, logo após o manuseio do peixe, se use o limão para remover o cheiro que ficou nas mãos.

a) Considerando que, antes do uso do limão, a concentração de íons OH- no equilíbrio era de 10-5mol/L , a 25°C, calcule o pH do meio.

b) Aplicando o princípio de Le Chatelier, apresente uma justificativa para a eliminação do cheiro de peixe pelo uso de limão.

Questão 5: Dissolveu-se separadamente em três tubos de ensaio, contendo volumes iguais de água destilada, 0,1

grama de sal: acetato de sódio (CH3COONa), cloreto de sódio (NaCℓ) e cloreto de amônio(NH4Cℓ).

O pH de cada uma das soluções será ácido, básico ou neutro? Quando o pH observado for diferente do da água pura, escreva as equações da reação correspondente.

Questão 6: As drogas aspirina e anfetamina apresentam os equilíbrios em solução aquosa representados a seguir:

Sabe-se que a absorção de drogas no corpo humano ocorre mais rapidamente na forma dissociada, e que os pH do estômago e do intestino são iguais a 2 e 7, respectivamente.

a) Em qual órgão cada uma das drogas será absorvida mais rapidamente? Justifique a resposta. b) Qual é a fórmula molecular da aspirina?

c) Classifique a cadeia carbônica (dê três classificações) da anfetamina.

Questão 7: A constante de ionização de um ácido monocarboxílico (ácido fraco) de massa molecular 60g/mol é

4,0×10-5 . Dissolvem-se 6,0g desse ácido em água até completar 1 litro de solução. Dados log 2 = 0,3 a) Calcule a concentração de H+ na solução.

b) Determine o pH da solução.

c) Escreva a expressão matemática da constante de ionização; d) Calcule a concentração de H+ se o ácido for totalmente ionizado;

e) Ao realizar uma diluição na solução do ácido monocarboxílico, mantendo - se a temperatura constante, o que se espera que aconteça:

i) com a constante de ionização? ii) o grau de ionização?

f) Qual a solução – do ácido monocarboxílico ou HCℓ – que neutralizará uma maior quantidade de NaOH, considerando as duas soluções, de mesmo volume e de mesmo pH.

Questão 8: Com a fórmula molecular C5H10O escreva a fórmula estrutural de um composto.

a) com cadeia alifática, normal, insaturada e homogênea. b) com cadeia alifática, ramificada, insaturada e homogênea. c) com cadeia cíclica, saturada e heterocíclica

Questão 9: O petróleo é uma das mais importantes fontes naturais de compostos orgânicos. Por destilação

fracionada obtêm-se as frações do petróleo, que são misturas de diferentes hidrocarbonetos. A tabela a seguir indica algumas dessas frações, com os respectivos pontos de ebulição, e o diagrama representa uma torre de destilação de petróleo.

Com base nas informações anteriores e nos conhecimentos sobre hidrocarbonetos, julgue os itens em verdadeiros ou falsos.

( ) O petróleo é uma substância composta.

( ) A fração que sai no nível 2 da torre é a gasolina.

( ) O óleo diesel sai da torre num nível mais baixo que o da gasolina.

( ) Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados de carbono, hidrogênio e oxigênio. ( ) Os hidrocarbonetos são líquidos de baixo ponto de ebulição.

( ) O aumento da massa molar dos hidrocarbonetos provoca uma maior volatilidade. ( ) O ponto de ebulição dos hidrocarbonetos aumenta com o aumento da massa molar.

( )O petróleo encontra-se distribuído no planeta de modo uniforme, em qualidade e quantidade.

Questão 10: O leite de magnésia, utilizado para combater a acidez estomacal, é uma suspensão de hidróxido de

magnésio (Mg(OH)2) em água. O hidróxido de magnésio é um composto pouco solúvel em água, que apresenta a

constante do produto de solubilidade (Kps), a 25°C, igual a 3,2 · 10 –11.

a) Calcule a solubilidade do Mg(OH)2 em água pura, expressa em mol/L. Considere desprezível a concentração de

íons OH – proveniente da dissociação da água.

b) Explique, utilizando cálculos, o que acontece com a solubilidade do Mg(OH)2 em solução que apresente pH = 12.

Admita que a concentração de íons OH – da dissociação do Mg(OH)2 seja desprezível nesse valor de pH.

Questão 11: Os Nanokids pertencem a um grupo de nanomoléculas chamadas Nanoputians, construídas de forma

que suas estruturas se assemelhem aos seres humanos. Acerca da estrutura do Nanokid representada abaixo, desconsiderando rotação em torno de ligação simples, responda o que se pede.

a) Classifique a cadeia carbônica (dê três classificações). b) Indique o número de ligações pi.

c) Determine sua fórmula molecular. d) Indique o número de carbonos terciários

Questão 12: A produção de NO através da reação de N2 e O2 em motores automotivos é uma das principais fontes de

poluição ambiental.

N2(g) + O2(g) 2NO(g)

Partindo de 112g de N2 e 128g de O2, contidos em frasco fechado de 2 litros, numa temperatura T°C:

a) Determine a constante de equilíbrio (Kc), à temperatura T, sabendo que a massa de NO equilíbrio é de 120g; b) Considerando a formação de NO uma reação exotérmica, explique como irá variar a constante de equilíbrio (Kc) ao aumentarmos a temperatura.

c) Explique de que modo, no equilíbrio estabelecido, a quantidade de NO pode ser afetada pelas seguintes variações: I) adição de O2

II) abaixamento da pressão por aumento do volume do recipiente. III) adição de um catalisador ao sistema.

Questão 13: A seguir estão descritas observações sobre a transformação química envolvendo a etilamina

CH3CH2NH2(aq) e solução diluída de HCℓ e, também, a equação química que a representa. CH3CH2NH2(aq) + H + (aq) + Cℓ − (aq) CH3CH2NH3 + (aq) + Cℓ − (aq) íon etilamônio Pergunta –se:

a) A transformação ilustrada é endotérmica ou exotérmica. Explique.

b) Explique, considerando o equilíbrio apresentado e o Princípio de Le Chatelier, o desaparecimento do odor de peixe. c) Explique o que ocorrerá com o odor de peixe se adicionarmos uma base como o NaOH.

Questão 14: Julgue os itens em verdadeiros ou falsos.

( ) Uma reação química atinge o equilíbrio quando a velocidade da reação inversa for máxima e a velocidade da reação direta for mínima.

( ) Dada a reação em equilíbrio N2O4(g) 2 NO2(g) ΔH = +57 kJ/mol, um aumento na temperatura do

sistema deslocará o equilíbrio na direção da formação de N2O4(g).

( ) Um aumento de pressão desloca o equilíbrio químico da reação FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g).

( ) Se o pH de uma solução é igual a 14, a concentração de OH– nessa solução é 1,0 mol/L.

( ) A uma mesma temperatura e em um mesmo solvente, o valor do Kps do AgCℓ é igual a 0,6 · 10-10

o do AgI é igual a 1,0 · 10-16, portanto o AgI é mais solúvel que o AgCℓ, nessas condições.

Questão 15: No corpo humano, o transporte de oxigênio é feito por uma proteína chamada hemoglobina. Cada

molécula de hemoglobina contém 4 átomos de ferro. O transporte de oxigênio, dos pulmões para os tecidos, envolve o equilíbrio reversível:

Mesmo um atleta bem treinado tem seu rendimento físico muito diminuído quando vai competir em localidades de altitude muito mais elevada do que a que está habituado. Após cerca de duas semanas de treinamento na nova altitude, o rendimento do atleta retorna ao normal.

a) Explique, em termos químicos, por que o rendimento físico inicial do atleta diminui na altitude mais elevada.

b) Explique por que, após o período de adaptação, o rendimento do atleta retorna ao normal. O que ocorre com as reservas originais de ferro do organismo em consequência da adaptação?

Questão 16: Considere a equação da reação:

AgCl(s) + 2NH3(aq) Ag(NH3)

+ (aq) + Cl

-(aq)

Sabendo que esta reação química é freqüentemente utilizada em laboratório para a dissolução do precipitado cloreto de prata,

a) Explique como um aumento da concentração da solução de amônia no meio pode facilitar a dissolução do precipitado.

b) Determine o produto de solubilidade do cloreto de prata sabendo que, a 25°C, uma solução saturada apresentou a concentração de íons Ag+ igual a 1,3 × 10-5 mol.L-1.

Questão 17: Os adubos agrícolas derivados de compostos nitrogenados [NH3, NH4OH, CO(NH2)2 etc.] são de grande

importância para a produção agrícola mundial. A síntese da amônia (NH3) é representada pela equação:

N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) ,

sendo o principal processo de fixação do gás nitrogênio (N2) do ar. Sobre este assunto, responda:

a) Que fatores podem favorecer a produção da amônia e, conseqüentemente, deslocar o equilíbrio químico? b) Qual é a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração para a reação citada no texto?

Questão 18: Algumas doenças infecciosas, como a dengue, são causadas por um arbovírus da família Flaviridae.

São conhecidos quatro tipos de vírus da dengue, denominados DEN 1, DEN 2, DEN 3 e DEN 4; os três primeiros já produziram epidemias no Brasil. A doença, transmitida ao homem pela picada da fêmea infectada do mosquito Aedes aegypti, não tem tratamento específico, mas os medicamentos frequentemente usados contra febre e dor devem ser prescritos com cautela. Na tabela abaixo são apresentadas informações sobre dois medicamentos:

Para cada composto, pede - se: a) O número de carbonos secundários.

b) O número de carbonos com hibridização sp2. c) A fórmula molecular.

Questão 19: Fosfato de cálcio, Ca3(PO4)2, é um dos principais constituintes dos cálculos renais ("pedras nos rins").

Esse composto precipita e se acumula nos rins. A concentração média de íons Ca2+ excretados na urina é igual a 2.10-3mol/L. Calcule a concentração de íons PO4

que deve estar presente na urina, acima da qual começa a precipitar fosfato de cálcio. Produto de solubilidade de Ca3(PO4)2= 1. 10

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