AULA 9: Soluc¸ ˜
oes e propriedades coligativas
T
alvez você nunca tenha reparado, mas ao nosso redor a maioria das coisas são mis-turas, algumas homogêneas, como a água que tomamos e outras heterogêneas, como aquele prato de arroz e feijão que comemos no almoço. Nesta aula você estudará um pouco mais sobre as dispersões, que abordam diferentes tipos de mistu-ras.1
Dispers ˜
oes
Uma dispersão é caracterizada pelo espalhamento de partículas de uma substância em outra. Essas partículas são denominadas de dispersos, os quais estão espalhadas no dispersante.
Esse espalhamento de partículas pode se dar em dois casos: a partícula dispersa completamente no meio sem distinção de fases (mistura homogênea) ou as partículas não se dispersam totalmente (mistura heterogênea).
Quanto ao tamanho de partículas dispersas e o tipo de dispersão, podemos ter as seguintes classificações: Suspensões, Colóides e Soluções.
1.1
Suspens ˜
oes
Essa mistura heterogênea, apresenta partículas gran-des (diâmetro maior que 1000 nm) que podem ser vistas a olho nu ou com instrumentos ópticos simples, que sedimentam pela ação da gravidade ou pela ro-tação de centrífugas. Um exemplo para este tipo de dispersão está representado na Figura 1.
1.2
Col ´
oides
Um colóide é uma mistura heterogênea, apresen-tando partículas com diâmetro entre 1 e 1000 nm, as quais podem ser observadas e sedimentadas apenas
Figura 1: Aquarela, exemplo de suspensão dos pigmentos na
água.
com instrumentos mais sofisticados. Todavia, a olho nu parecem ser uma mistura homogênea, devido ao pequeno tamanho das partículas.
Existem vários tipos de colóides, entre eles podemos citar o aerossol líquido e sólido, espuma, emulsão, “sol” e “sol sólido”.
1.3
Soluc¸ ˜
oes
Uma solução é uma mistura homogênea, onde as partículas com diâmetros menores que 1nm encontram-se totalmente dispersas no meio, as quais não permitem a observação, nem com auxílio de microscópios, e separação, nem mesmo sob ação de ultracentrífugas. Para esse caso especial de dispersão, o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante é denominado solvente.
Podemos classificar as soluções de acordo com alguns parâmetros: Natureza do soluto, Estado físico e Quantidade de soluto.
Natureza do soluto
• Iônica: o soluto é constituído de íons e a solução torna-se condutora de corrente elétrica,
denominada de solução eletrolítica. Exemplo: A dissolução do sal de cozinha em água, represen-tado quimicamente por:
NaCl(s) + H2O(l) Na+(aq) + Cl−(aq)
• Molecular: o soluto é constituído por moléculas, as quais não são capazes de conduzir eletricidade. Exemplo: A dissolução de glicose em água, representado químicamente por:
C6O12H6(s) + H2O(l) C6O122H6(aq)
Estado físico
• Sólida: todos os constituintes da mistura estão no estado sólido. Exemplo: ligas metálicas (moedas, medalhas, etc.).
• Líquida: pelo menos um dos componentes da mistura encontra-se no estado líquido. Exemplo: água mineral.
• Gasosa: todos os componentes da mistura estão no estado gasoso. Como os gases apresentam boa dispersão quando misturados, essas misturas sempre serão uma solução gasosa. Exemplo: ar atmosférico.
Quantidade de soluto
A quantidade de soluto que pode ser dispersa em um solvente, depende da solubilidade:
A solubilidade representa a quantidade máxima de um soluto que pode ser dispersa em uma determinada quantidade de solvente, em dadas condições de temperatura e pressão.
Insaturada: a quantidade de soluto é inferior à
solubilidade.
Saturada: a quantidade de soluto dispersa é
exatamente igual a solubilidade.
Saturada com corpo de fundo: a quantidade de
soluto é superior à solubilidade e é sedimentada no fundo do recipiente.
Supersaturada:a quantidade de soluto é maior do
que a solubilidade. Todavia, em condições especiais de temperatura e pressão, esse excesso encontra-se disperso na solução.
Utilizando gráficos como o da Figura 2, podemos representar as condições de solubilidade e identificar as regiões de insaturação, saturação e supersaturação.
Figura 2: curva de solubilidade do nitrato de potássio, a
pres-são de 1 atm. A curva representa uma solução sa-turada em dada temperatura e pressão. A região abaixo da curva representa uma solução insaturada e a região acima da curva indica um solução satu-rada com corpo de fundo. Em condições especiais de temperatura e pressão, a região acima da curva também pode representar uma solução supersatu-rada.
2
Aspectos
quantitativos
de
soluc¸ ˜
oes: concentrac¸ ˜ao
A Tabela 1 resume as informações de significados e determinação:
3
Variac¸ ˜ao de concentrac¸ ˜ao de
uma soluc¸ ˜ao
3.1
Diluic¸ ˜ao
Ao diluirmos uma solução a sua concentração diminui pois a quantidade de soluto permanece constante enquanto aumenta-se a quantidade de solvente. Podemos calcular a concentração final da solução utilizando uma das equações a seguir:
Quantidade em massa do soluto
ms(inicial)= msf inal
ou
Cinicial·Vinicial= Cf inal·Vf inal
Quantidade de matéria do soluto
ns(inicial)= nsf inal
Tabela 1: Equações para cálculos de concentração de soluções.
Concentração Fórmulas Concentração Concentração comum (C): relaciona a massa do so-luto (ms ) com o volume
da solução (V). Unidade usual: g/L.
C = ms
V
Densidade (d): relaciona a massa da solução (m) com o volume da solução (V). Unidade usual: g/cm3.
d = m V
Título Título em massa (τm):
re-laciona a massa do soluto (ms) com a massa da
solu-ção (m). Unidade: adimen-sional.
τm= mms
Título em volume (τV):
re-laciona o volume do soluto (Vs) com o volume da
solu-ção (V). Unidade: adimen-sional.
τV = VVs
Título em porcentagem (τ%)
τ%= τ · 1000
Partes por milhão (ppm) ou bilhão (ppb): repre-senta a quantidade de so-luto contida em um mi-lhão/bilhão de partes da solução. Essas partes po-dem ser massa ou volume. Unidades usuais: mg/kg e mL/m3. 1 ppm = 1parte 106partes 1 ppb = 1parte 109partes
Concentração em quantidade de matéria Por volume/concentração
molar/molaridade ([ ]): relaciona a quantidade de matéria do soluto (ns) com
o volume da solução (V). Unidade: mol/L. [ ] = ns V Por massa/molalidade (W): relaciona a quanti-dade de matéria do soluto (ns) com a massa do solvente (msv). Unidade usual: mol/kg. W = ns msv Conversões Entre os tipos de
concen-trações C = τ · d · 1000 =[ ] · M M
[ ]inicial·Vinicial= [ ]f inal·Vf inal
Problema 1
(UDESC) Assinale a alternativa que corresponde ao volume de solução aquosa de sulfato de só-dio, a 0,35 mol/L, que deve ser diluída por adição de água, para se obter um volume de 650 mL de solução a 0,21 mol/L. A. ( ) 500 mL B. ( ) 136 mL C. ( ) 227 mL D. ( ) 600 mL E. ( ) 390 mL
A questão refere-se à uma diluição simples, ou seja, a concentração é diminuída pela adição de água, onde a quantidade de matéria (n) do soluto (sulfato de sódio) é mantida constante: ns(inicial)= nsf inal
A equação também pode ser expressa da seguinte forma:
[ ]inicial·Vinicial=[ ]f inal·Vf inal
A informação que o enunciado solicita, é o volume inicial (Vf inal) da solução sulfato de
sódio, a 0,35 mol/L que deve ser utilizada para a diluição. Sendo assim, rearranjando a equação (ii), temos:
Vinicial=
[ ]f inal·Vf inal
[ ]inicial
Agora é só substituir os dados fornecidos pela questão, mas atenção: o volume final da solução está expresso em mililitros, o qual deve ser convertido para litros para a resolução da equação! Sendo assim, 650 mL correspondem a 0,650 L (1 L corresponde a 1000 mL). Então, com os valores ajustados:
Vinicial= 0,21mol/L0,650L0,35mol/L
Vinicial= 0,390 L
Portanto, são necessários 390 mL de solução de sulfato de sódio 0,250 mol/L para o preparo da solução diluída.
Resposta: alternativa E.
Problema 2
(UDESC) Suponha que um analista químico precise preparar 500 mL de uma solução de amônia de concentração 0,250 mol/L. Ele dis-põe de uma solução estoque cuja porcentagem em massa e densidade é de 28,0 % e de 0,90 g/L, respectivamente. Assinale a alternativa
que contém o volume da solução estoque que o analista deve utilizar para preparar a solução desejada. A. ( ) 7,6 mL B. ( ) 14,8 mL C. ( ) 2,1 mL D. ( ) 12,6 mL E. ( ) 8,4 mL.
O enunciado nos fornece informações da solução estoque em termos de porcentagem em massa e densidade, mas que precisamos é descobrir a concentração molar de tal solução. Logo, precisamos realizar uma conversão entre os dados. Para isso, podemos utilizar a equação de conversão:
C = τ · d · 1000
Sabendo que τ é o título em massa e d é a densidade: Atenção: na equação, o termo τ refere-se ao título em massa, não em porcentagem. Sendo assim, temos de realizar a conversão: τ%= τ · 100 τ = τ% 100 τ = 28,0%100 τ = 0,28
Substituindo os dados na equação: C = τ · d · 1000
C = 0, 28 · 0, 90g/L · 1000 C = 252g/L
Ainda temos de converter a concentração comum para a concentração em quantidade de matéria. Podemos utilizar a seguinte equação: [ ] = C
M M
Onde MM é a massa molar da amônia (NH3) :
N = 14g/mol · 1 = 14 g/mol H = 1g/mol · 3 = 3 g/mol M M = N + H = 17g/mol Então: [NH3] = M MC [NH3] = 17252g/molg/L [NH3]inicial= 14,8 mol/L
Agora, podemos utilizar a equação para cálculo
de diluição.:
[ ]inicial·Vinicial=[ ]f inal·Vf inal
Como o que queremos descobrir é o volume inicial, devemos isolá-lo na equação:
Vinicial=
[ ]f inal·Vf inal
[ ]inicial
Vinicial= 0,250molL·0,5L14,8mol/L
Vinicial= 8,4 L
Portanto, são necessários 8,4 L da solução estoque para a preparação de 500 mL de uma solução 0,250 mol/L de amônia.
Resposta: alternativa E
3.2
Evaporac¸ ˜ao
Ao evaporarmos uma solução, presumindo que o soluto não seja volátil, sua concentração aumenta pois a quantidade de soluto permanece constante e diminui-se a quantidade de solvente. Podemos calcular a concentração final da solução utilizando a equação apresentada anteriormente.
3.3
Mistura de soluc¸ ˜
oes
a) De mesmo soluto: a concentração da solução
final depende das concentrações das soluções de mesmo soluto adicionadas, a qual pode ser calculada utilizando a soma das contribuições do soluto. Por exemplo, duas soluções A e B, A é uma solução aquosa de NaCl 0,1 mol/L e B é uma solução aquosa de NaCl 0,2 mol/L, ao misturarmos 100 mL da solução A com 175 mL da solução B, obtém-se um volume final de 275 mL com concentração final de 0,163 mol/L.
Quantidade em massa do soluto
ms1+ ms2= msf inal
ou
C1· V1+ C2· V2= Cf inal· Vf inal
Quantidade de matéria do soluto
ns1+ ns2= nsf inal
ou
b) De solutos diferentes que não reagem entre si: as concentrações das soluções são calculadas
independentemente, uma vez que não ocorre reação química entre os solutos presentes nas reações. Sendo assim, pode-se calcular as concentrações, utilizando as equações de diluição para cada um dos solutos. Por exemplo, duas soluções A e B, A é uma solução aquosa de NaCl 0,1 mol/L e B é uma solução aquosa de Sacarose 0,2 mol/L, ao misturarmos 100 mL da solução A com 100 mL da solução B, obtém-se um volume final de 200 mL com concentração final de NaCl 0,05 mol/L e de sacarose de 0,1 mol/L.
c) De solutos diferentes que reagem entre si (titulação): a concentração da solução pode ser
determinada tendo em vista a proporção dos reagen-tes. Neste tipo de mistura, os solutos ao reagirem formam novas espécies químicas. Por exemplo ao misturarmos uma solução de HCl com outra de NaOH, há formação de NaCl e H2O. Um caso especial
de mistura com solutos que reagem entre si é a titulação ácido-base, onde uma substância de volume conhecido (solução-problema) é titulada com uma solução-padrão (volume e concentração conhecidos), para determinar a concentração da solução-problema. Por meio do ponto de equivalência, evidenciado quando as concentrações, ou número de mols, de H3O+e OH−forem iguais.
nH = nOH
4
Propriedades coligativas das
soluc¸ ˜
oes
Imagine as seguintes situações que provavelmente você já tenha presenciado:
1. Colocar sal de cozinha no gelo da caixa térmica para gelar as bebidas mais rapidamente.
2. Adicionar sal de cozinha na água para acelerar o cozimento de alguns alimentos (Representação na Figura 3).
3. Ficar com os dedos enrugados após ficar muito tempo na água.
Você sabe o que essas situações têm em comum? Não? Pois bem, em primeiro momento você pode pensar que o é o sal de cozinha, no entanto não é bem isso. Note que em todas as situações temos exemplos de propriedades coligativas, propriedades essas que vamos estudar nessa seção.
Figura 3: Normalmente na cozinha adiciona-se sal à água do
cozimento para que o mesmo cozinhe mais rápido uma vez que a temperatura será maior devido ao efeito de ebulioscopia.
Figura 4: Representação da diferença de pressão de vapor
en-tre soluções de mesma concentração mas de solutos diferentes.
FIQUE LIGADO
Os fenômenos estudados são explicados pela interação entre as partículas do soluto e do solvente.
4.1
Tonoscopia ou tonometria
Por definição, tonoscopia é o abaixamento da pres-são máxima de vapor devido a adição de um soluto não volátil, abaixamento este que é proporcional a quan-tidade de partículas do soluto, ou seja, uma solução aquosa de NaCl 0,1mol/L e uma de sacarose 0,1mol/L possuem pressões de vapor diferentes, uma vez que existem mais moléculas de NaCl do que de sacarose. Veja a Figura 4.
A partir de dados experimentais, tendo em consi-deração à fração em quantidade de matéria (x) e a pressão de vapor (p), formulou-se a Lei de Raoult, representada pela seguinte equação a seguir:
Problema 3
Sabendo que a pressão de vapor da água pura a 25ºC equivale a 3,2 kPa, calcule a pressão de vapor, a 25ºC, de uma solução 0,15 mol de sacarose em 2,00 mol de água.
RESOLUÇÃO:
Da lei de Raoult:
Psoluo= Xsolvente·Psolventepuro
onde:
Xsolvente= nsolventensolvente+nsoluto
Dados do problema: nsolvente= 2,00 mol
nsoluto= 0,15 mol
Portanto:
Xsolvente= (2,00+0,15)mol2,00mol
Xsolvente= 0,93
Por fim:
Psoluo= 0,93 · 3,2 kPa Psoluo= 2,976 kPa
Problema 4
(UFMG-MG) Estudaram-se as variações das pressões de vapor da água pura e de uma solução aquosa diluída de sacarose (açúcar de cana) em função da temperatura. O gráfico que descreve, qualitativamente, essas variações é:
RESOLUÇÃO: Letra “c” é a única em que a
curva da solução possui diminuição da
pres-são de vapor e manteve o comportamento de uma isoterma.
4.2
Ebulioscopia e crioscopia
Como visto anteriormente, quando adicionamos um soluto não volátil a um solvente, diminuímos a sua pressão de vapor. Devemos lembrar que para que o processo de ebulição ocorra, a pressão de vapor da solução deve se igualar à pressão atmosférica. Então após a adição do soluto será preciso m temperatura maior para que ocorra a ebulição, e esse fenômeno é conhecido como ebulioscopia.
A solidificação é o processo que ocorre quando são formadas estruturas mais estáveis e organizadas, a partir da redução da energia cinética das molé-culas, podendo ser ocasionada pela diminuição da temperatura. A água pura por exemplo congela a 0ºC no nível do mar. Quando se adiciona soluto a água pura a temperatura de solidificação diminui. E essa diminuição ocasionada pela adição de um soluto denomina-se efeito crioscópico. Os fenômenos de aumento da temperatura de ebulição e diminuição da temperatura de congelamento, pode ser calculado com a equação a seguir:
∆te= Ke·C · i
onde, δteé a variação da temperatura de ebulição,
Keé a constante ebulioscópica, C a molalidade e i é o
fator de Van’t Hoff. O fator de Van’t Hoff é calculado pela seguinte expressão: i = 1 + α (q - 1), corresponde ao grau de ionização do soluto no solvente e corres-ponde ao número total de partículas originadas de uma molécula ou de um agregado iônico.
Exemplo 1
Solução de sacarose; Note que cada molécula de sacarose origina uma única espécie dissol-vida, assim q=1. E neste caso, o grau de ioniza-ção é 0, pois esse açúcar não se ioniza em água. Portanto:
i=1+0 (11) = 1
Exemplo 2
Solução de NaCl: Neste caso há duas diferenças para o caso 1, a primeira é que ao se dissolver em água cada molécuada de NaCl produz duas espécies (Na+ e Cl-) e o grau de ionização é tipicamente 1. Assim:
Exemplo 3
Solução de Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3):
Por fim neste caso, o que muda em relação ao anterior é que o grade ionização é 0,85 e há a formação de 5 íons por molécula (dois Al3+e
três (SO4)2−): i = 1 + 0,85(51) = 4,4
4.3
Osmose e press ˜ao osm ´
otica
Você já se perguntou por que as folhas de salada murcham após algumas horas depois de temperadas com sal? Pois então neste caso está ocorrendo um fenômeno chamado osmose, que consiste no movimento de moléculas do solvente, no caso a água, por uma membrana semipermeável, no caso a folha da salada. Nesta situação tem-se “duas soluções", a no interior das folhas e a externa. Uma vez que em solu-ções aquosas, as moléculas de água se movimentam espontaneamente em ambos os sentidos, porém, o fluxo mais intenso é do meio menos concentrado para o mais concentrado com o intuito de uniformizar as concentrações.
FIQUE LIGADO
Note que no caso da folha de salada, o meio mais concentrado é o do interior da folha, pois é mais concentrado em água (possui mais água). Em alguns sistemas é possível reverter o processo de osmose, para isso é necessário aplicar uma pressão, quanto maior for a diferença de concentração maior será a pressão necessária para interromper ou reverter o processo. Denomina-se pressão osmótica, e pode ser calculada pela expressão:
π = C · R · T · i
onde π é a pressão osmótica, C é a concentração molar, R é a constante universal dos gases, T a temperatura (em K) e i o fator de Van’t Hoff.
FIQUE LIGADO
A importância de se conhecer o processo de osmose pode ser percebida na área da saúde. Quando um paciente sofre desidratação, por alguma doença, é necessário repor água e os nutrientes por via intravenosa. Para isso, injeta-se uma solução que deve ter a mesma pressão osmótica do que o sangue, sendo assim uma solução isotônica. Outros dois tipos de solução seriam: hipotônica, caso a pressão osmótica fosse menor e hipertônica caso a pressão os-mótica fosse maior, ambos os casos levariam as células a danos.
Problema 5
(UDESC) A pressão osmótica no sangue humano é de aproximadamente 7,7 atm e os glóbulos vermelhos (hemácias) possuem apro-ximadamente a mesma pressão; logo, pode-se afirmar que estas são isotônicas em relação ao sangue. Sendo assim, o soro fisiológico, que é uma solução aquosa de cloreto de sódio utilizada para repor o líquido perdido por uma pessoa em caso de desidratação, também deve possuir a mesma pressão osmótica para evitar danos às hemácias.
Em relação à informação, assinale a alternativa correta.
A. ( ) A pressão osmótica do soro não é afetada quando a concentração de cloreto de sódio é modificada.
B. ( ) A injeção de água destilada no sangue provoca a desidratação e, consequentemente, a morte das hemácias.
C. ( ) O uso de uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio não afeta a pressão osmótica do sangue.
D. ( ) A injeção de água destilada no sangue provoca uma absorção excessiva de água pelas hemácias, provocando um inchaço e, consequentemente, a morte das hemácias. E. ( ) A injeção de uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio provoca uma absorção excessiva de água pelas hemácias, causando um inchaço e, consequentemente, a morte das hemácias.
Resposta: alternativa D.
Refer ˆencias Bibliogr ´aficas
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006.
LISBOA, J. C. F.et.al. Ser Protagonista: Química. 3 ed. Vol.2. São Paulo: Edições SM, 2016.
COLABORADORES DESTA AULA
• Texto:
Rafael Minski Savanhago Sandriele Streit
• Diagramação:
Giorgio Ernesto Testoni • Revisão:
5
Lista de Exerc´ıcios
1. (UFSC) O gráfico abaixo mostra a variação nas concentrações de soluções saturadas de dois sais em água, Li2SO4(reta descendente) e NH4Cl (reta
ascen-dente), individualmente, em função da variação na temperatura da solução. A concentração é expressa em termos de percentual massa/massa, ou seja, a massa do sal dissolvido em 100 g da solução.
Com base nos dados do gráfico acima, é CORRETO afirmar que:
(01) o sulfato de lítio é menos solúvel que o cloreto de amônio.
(02) em água a 30 ºC, é possível dissolver uma massa maior de cloreto de amônio do que de sulfato de lítio. (04) o gráfico sugere que a dissolução do sulfato de lítio constitui um processo exotérmico, ao passo que a dissolução do cloreto de amônio tem caráter endotérmico.
(08) a solubilidade do sulfato de lítio seria maior em uma solução contendo Na2SO4 do que em água pura. (16) em água a 0 ºC, a concentração molar de uma solução saturada de sulfato de lítio é maior que a concentração molar de uma solução saturada de cloreto de amônio.
(32) em água a 50 ºC, é possível dissolver 30 g de sulfato de lítio, mas não é possível dissolver completamente 30 g de cloreto de amônio.
2. (UDESC) A figura abaixo representa a curva de solubilidade de alguns sais.
Assinale a alternativa que representa, sequencial-mente, a massa (em gramas) de nitrato de potássio que é cristalizada e a massa que permanece na solução, quando uma solução aquosa saturada desse sal a 50 ºC é resfriada para 20 ºC. A. ( ) 90 g e 40 g. B. ( ) 40 g e 90 g. C. ( ) 90 g e 130 g. D. ( ) 10 g e 65 g. E. ( ) 05 g e 40 g.
3. (UDESC) O oxalato de cálcio (CaC2O4) é um sal
pouco solúvel (Kps = 1x10−8 ), sendo a substância
encontrada em maior quantidade em cálculos renais (pedras nos rins). Alimentação rica em oxalatos, baixo consumo de água e propensão genética parecem estar associados à formação de cálculos renais em humanos. Acerca do oxalato de cálcio, assinale a alternativa incorreta.
A. ( ) Sua solubilidade em água pura é de 1x10−8
mol/L, o que equivale a aproximadamente 1,3 mg/L. B. ( ) É um sal derivado da reação entre uma base forte com um ácido fraco, portanto, tem reação levemente alcalina em água.
C. ( ) Sua solubilidade em água pode ser aumentada pela diminuição do pH do meio e diminuída pela presença de íons cálcio e/ou oxalato.
D. ( ) Sua formação nos rins pode ser facilitada pela ingestão de água mineral rica em cálcio.
E. ( ) A expressão do seu produto de solubilidade em uma solução saturada, com ou sem corpo de fundo, em uma solução com baixa concentração de outros sais, é [Ca2+][C
2O42−].
4. (UDESC) Um químico precisa preparar 500 mL de uma solução de 1000 ppm de ferro utilizando o sal cloreto férrico.
A massa de sal pesada, para preparar a solução, é de: A. ( ) 14,5 g
B. ( ) 1,45 g C. ( ) 8,11 g D. ( ) 81,15 g E. ( ) 2,90 g.
5. (UDESC) Para limpeza de superfícies como concreto, tijolo, dentre outras, geralmente é utilizado um produto com nome comercial de “ácido muriático”. A substância ativa desse produto é o ácido clorídrico (HCl), um ácido inorgânico forte, corrosivo e tóxico. O volume de HCl em mililitros, que deve ser utilizado para preparar 50,0 mL de HCl 3 mol/L, a partir da solução concentrada com densidade de 1,18 g/cm3e
A. ( ) 150 mL B. ( ) 12,5 mL C. ( ) 125 mL D. ( ) 8,7 mL E. ( ) 87 mL
6. (UDESC) A preparação de soluções diluídas a partir de uma solução de maior concentração é um procedimento extremamente utilizado não só por químicos, mas por qualquer profissional que necessita de trabalho com soluções. O ácido fosfórico é bastante utilizado na indústria alimentícia, como acidulante; na indústria de fertilizantes, como fonte de fósforo, na formulação de detergentes; na diminuição da dureza cálcica na água usada em indústrias têxteis, entre outros.
Assinale a alternativa que representa a concentração final de ácido fosfórico, em mol.L−1, na solução
preparada a partir da diluição de 67,8 mL de uma solução estoque de ácido fosfórico, cuja porcentagem em massa é de 85,5 e a densidade da solução é de 1,69 g.cm−3, em um volume final de 250,0 mL. A. ( ) 392 B. ( ) 4,68 C. ( ) 4,00 D. ( ) 3,42 E. ( ) 2,37
7. (UDESC) A molaridade da solução de NaOH, da qual 50 mL requerem 21,2 mL de solução de H2SO4
1,18 mol/L para total neutralização, é: A. ( ) 0,10 mol/L
B. ( ) 0,05 mol/L C. ( ) 0,010 mol/L D. ( ) 1,0 mol/L E. ( ) 0,5 mol/L
8. (UDESC) Assinale a alternativa que fornece a concentração da solução de HCl, em mol ·L−1, que
é obtida após a mistura de 20,0 mL de HCl 0,10 mol ·L−1, 10,0 mL de HCl 0,02 mol ·L−1e 10,0 mL de NaOH 0,01 mol ·L−1. A. ( ) 0,0733 B. ( ) 0,525 C. ( ) 0,0525 D. ( ) 0,1100 E. ( ) 2,75
9. (UFSC) Em relação às proposições abaixo, é correto afirmar que:
(01) um alpinista no topo do Morro do Cambirela precisará de mais energia para ferver a água contida em uma chaleira do que um turista que estiver nas areias da Praia de Jurerê, considerando-se volumes iguais de água.
(02) a água para cozimento do macarrão, se já estiver adicionada de sal de cozinha, entra em ebulição em uma temperatura maior do que a água pura.
(04) ao temperar com azeite de oliva uma salada com
folhas úmidas pelo processo de lavagem, forma-se uma mistura homogênea entre a água retida na superfície das folhas e o azeite.
(08) a combustão de gasolina em um motor de automóvel é um fenômeno químico que representa uma reação exotérmica.
(16) o derretimento de uma barra de chocolate em um dia quente de verão é exemplo de uma transformação química.
(32) em um mesmo dia e sob as mesmas condições de temperatura e pressão ambientes, a água potável de um reservatório aberto evapora a uma taxa maior do que a água do mar na Praia dos Ingleses.
(64) o odor característico do vinagre sentido ao se temperar uma salada é decorrente da transformação química sofrida pelas moléculas de ácido acético, que passam do estado líquido ao estado gasoso.
10. (UFSC) Em 22 de julho de 2013, a presença de uma massa de ar polar na Região Sul do Brasil baixou a temperatura, provocando geadas e neve nas regiões tradicionalmente mais frias. O registro de neve mais surpreendente foi no Morro do Cambirela, em Palhoça, na Grande Florianópolis. Algumas rodovias de Santa Catarina ficaram cobertas de neve e a Polícia Militar Rodoviária realizou a Operação Neve na Pista 2013, na qual uma equipe monitorava as estradas e, nos trechos mais críticos da serra catarinense, depositou sal (cloreto de sódio) para evitar a formação de gelo.
*Disponível em: http://g1.globo.com/sc/santa- catarina/noticia/2013/07/devido-ao-frio-intenso-pmrv-realiza-operacao-neve-na-pista-2013.html [Adaptado] Acesso em: 14 ago. 2013.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) No ponto de solidificação de um líquido puro, a pressão de vapor na fase líquida é maior que a pressão de vapor na fase sólida.
(02) A propriedade coligativa que estuda o abaixa-mento do ponto de solidificação do solvente causado pela adição de um soluto não volátil é a crioscopia. (04) O abaixamento da temperatura de solidificação é menor em uma solução 1 mol/L de cloreto de sódio (NaCl) do que em uma solução 0,5 mol/L de cloreto de cálcio (CaCl2).
(08) A adição de cloreto de sódio sobre a neve diminui a pressão de vapor da fase líquida.
(16) Uma solução 1 mol/L de glicose (C6H12O6) congela em temperatura mais alta que uma solução 1 mol/L de cloreto de sódio (NaCl).
(32) As propriedades coligativas dependem do número de partículas de um soluto não volátil dissolvido em um solvente.
(64) O cloreto de sódio aumenta a temperatura de solidificação da água, acelerando o processo de degelo da neve.
Florianópolis, Carlos resolve fazer um café. Coloca água para ferver e aguarda. Algum tempo depois comenta: “- Essa água parece que demora mais para ferver aqui do que em Urubici!”. Com base nas propriedades físicas das substâncias, é CORRETO afirmar que:
(01) numa altitude menor a camada de ar sobre o local é maior, logo a temperatura de ebulição da água é maior.
(02) a pressão de vapor de um líquido não é depen-dente da temperatura.
(04) devido às forças intermoleculares, o ponto de ebulição da água é maior que o do H2S.
(08) um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor é menor que a pressão atmosférica.
(16) uma mistura de água com açúcar tem ponto de ebulição maior que água pura.
(32) o Mar Morto, na Jordânia, localiza-se a uma altitude de -395 metros, assim, o ponto de ebulição da água neste local deve ser maior que 100 °C.
12. (UDESC) O sal é jogado nas ruas e calçadas para derreter a neve em países com inverno rigoroso, pois a temperatura de fusão do gelo diminui, liquefazendo-se em temperaturas mais baixas. Diferentes substâncias químicas podem ser utilizadas para diminuir a temperatura de fusão do gelo.
Considere as substâncias e respectivas quantidades a seguir:
I. 1 Kg de CaCl2
II. 1 Kg de NaCl
III. 1 Kg de sacarose (C12H22O11)
Assinale a alternativa correta das substâncias acima, em relação à temperatura de fusão do gelo.
A. ( ) NaCl causa a maior diminuição da temperatura de fusão do gelo.
B. ( ) Sacarose causa a maior diminuição da tempera-tura de fusão do gelo.
C. ( ) CaCl2causa a maior diminuição da temperatura
de fusão do gelo.
D. ( ) CaCl2e NaCl diminuem igualmente a
tempera-tura de fusão do gelo, pois ambos são sais solúveis de cloro.
E. ( ) NaCl causa a menor diminuição da temperatura de fusão do gelo.
13. (UDESC) Quando um soluto não volátil é adicionado a um determinado solvente puro, uma solução é formada e suas propriedades físico-químicas podem ser alteradas. Este fenômeno é denominado efeito coligativo das soluções. Considere estes efeitos e analise as proposições.
I. O abaixamento da pressão máxima de vapor de um líquido faz com que este tenha um maior ponto de ebulição. Tal fato é possível quando uma colher de sopa de açúcar (sacarose) é adicionada a uma panela contendo 1 litro de água, por exemplo. Este fenômeno é conhecido como ebulioscopia ou ebuliometria.
II. Uma tática interessante para acelerar o resfriamento de bebidas consiste na adição de sal de cozinha ao recipiente com gelo em que elas estão imersas. Neste caso, o efeito crioscópico está presente. Considerando um número idêntico de mols de cloreto de sódio e brometo de magnésio em experimentos distintos, o efeito coligativo resultante será o mesmo, pois este independe da natureza da substância utilizada. III. A pressão osmótica do sangue humano é da ordem de 7,8 atm devido às substâncias nele dissolvidas. Desta forma, é fundamental que, ao se administrar uma determinada solução contendo um medicamento via intravenosa, a pressão osmótica deste último seja hipotônica em relação à da corrente sanguínea, sob o risco de que as hemácias possam se romper ao absorverem um excesso de partículas administradas.
Assinale a alternativa correta.
A. ( ) Somente a afirmativa I é verdadeira.
B. ( ) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. C. ( ) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. D. ( ) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. E. ( ) Somente a afirmativa III é verdadeira.
14. (UDESC) É sabido que um náufrago, mesmo em pleno oceano, pode morrer de sede. A ingestão da água do mar pode ser prejudicial ao organismo humano e até levar à morte, devido à desidratação dos órgãos. Considerando que a concentração salina no sangue é de 0,9 % e na água do mar cerca de 4 %, é correto afirmar que:
A. ( ) a desidratação dos órgãos ocorrerá devido ao processo de osmose reversa, pois a água do mar é considerada um fluido hipertônico em relação ao sangue.
B. ( ) ao ingerir água do mar, ocorrerá um processo natural de osmose, onde as células do sangue perderão água, pois a pressão osmótica da água do mar é superior à do sangue.
C. ( ) a pressão osmótica do sangue é muito elevada em relação à água do mar, favorecendo, assim, a saída de água das células vermelhas.
D. ( ) o náufrago poderá morrer desidratado, somente se a ingestão da água do mar ocorrer em elevadas temperaturas.
E. ( ) as concentrações salinas da água do mar e do sangue, a ingestão de cerca de 4 litros de água do mar é considerada segura, não prejudicando o organismo do náufrago.
15. (UDESC) As características físico-químicas, que dependem somente da quantidade de partículas pre-sentes em solução e não da natureza destas partículas, são conhecidas como propriedades coligativas. Sobre as propriedades coligativas, analise as proposições. I. A alface, quando colocada em uma vasilha contendo uma solução salina, murcha. Esse fenômeno pode ser explicado pela propriedade coligativa, chamada pressão osmótica, pois ocorre a migração de solvente
da solução mais concentrada para a mais diluída. II. Em países com temperaturas muito baixas ou muito elevadas, costuma-se adicionar etilenoglicol à água dos radiadores dos carros para evitar o congelamento e o superaquecimento da água. As propriedades coligativas envolvidas, nestes dois processos, são a crioscopia e a ebulioscopia, respectivamente.
III. Soluções fisiológicas devem possuir a mesma pressão osmótica que o sangue e as hemácias. Ao se utilizar água destilada no lugar de uma solução fisiológica ocorre um inchaço das hemácias e a morte delas. A morte das hemácias por desidratação também ocorre ao se empregar uma solução saturada de cloreto de sódio, Nas duas situações ocorre a migração do solvente (água) do meio menos concentrado para o meio mais concentrado.
Assinale a alternativa correta.
A. ( ) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. B. ( ) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. C. ( ) Somente a afirmativa III é verdadeira.
D. ( ) Somente a afirmativa II é verdadeira.
E. ( ) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. 16. (UDESC) Considere as três soluções aquosas abaixo:
(1) Al(NO3)30,10 mol/L
(2) FeCl20,133 mol/L
(3) Na2SO40,300 mol/L
Assinale a alternativa que representa as informações corretas acerca das temperaturas de ebulição das soluções.
A. ( ) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição maior.
B. ( ) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 1< solução 2< solução 3.
C. ( ) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 2< solução 1< solução 3.
D. ( ) A ordem crescente de ponto de ebulição é solução 3< solução1.
E. ( ) As soluções 1 e 2 possuem pontos de ebulição iguais, e a solução 3 ponto de ebulição menor.
17. (UDESC) Um aluno de química preparou no laboratório uma solução de glicose 1 mol/L (solução A) e uma solução de cloreto de magnésio 1 mol/L (solução B). As duas substâncias são solúveis em água, portanto, ao olhar os frascos o aluno observa que, macroscopicamente, as duas soluções aquosas são iguais. Comparando-as, em relação as suas propriedades coligativas, é correto afirmar que: A. ( ) ao nível do mar, a solução A tem o mesmo número de partículas que a solução B.
B. ( ) o ponto de congelamento da solução A é inferior ao da solução B.
C. ( ) ao nível do mar, o ponto de congelamento das soluções A e B são superiores a 0 °C.
D. ( ) em uma mesma temperatura, a pressão de vapor
da solução B é superior à da solução A.
E. ( ) sob uma mesma pressão externa, o ponto de ebulição da solução B é maior que o da solução A.
18. (UDESC) Um aluno de química encontrou 5 frascos na bancada do laboratório. Os frascos seriam utilizados em um experimento sobre propriedades coligativas e apresentavam descrições de acordo com a Tabela abaixo:
Frasco Identificação
1 Solução de HCl 0,1 mol/L 2 Solução de Glicose 0,5 mol/L 3 Solução de MgCl20,1 mol/L
4 Solução de KCl 0,2 mol/L 5 Solução de CaCl20,2 mol/L
Analisando a descrição dos frascos, o aluno chegou à conclusão de que a ordem crescente de temperatura de congelamento das soluções é:
A. ( ) 2 < 1 < 4 < 5 < 3 B. ( ) 1 < 3 < 4 < 2 < 5 C. ( ) 1 < 4 < 5 < 3 < 2 D. ( ) 5 < 2 < 4 < 3 < 1 E. ( ) 4 < 5 < 1 < 3 < 2
19. (UDESC) Ao entrar em um Laboratório de Química, um estudante depara-se com três frascos que estão com os rótulos rasgados. Ao examinar o conteúdo de cada frasco, ele percebe que no primeiro e no terceiro o conteúdo está em estado líquido, e no segundo em estado sólido. Então, o estudante decide colocar o primeiro e o terceiro frasco na geladeira a -4 °C. Após algum tempo, somente o conteúdo do primeiro frasco solidificou. Sabendo-se que o laboratório é mantido à temperatura constante de 25°C e com base nos dados a seguir:
Composto A: Ponto de Fusão: 10 °C e Ponto de Ebulição: 110 °C
Composto B: Ponto de Fusão: -37 °C e Ponto de Ebulição: 128 °C
Composto C: Ponto de Fusão: 55 °C e Ponto de Ebulição: 179 °C,
Assinale a alternativa em que estão contidos os compostos do primeiro, do segundo e do terceiro frasco, respectivamente.
A. ( ) Composto B, Composto C, Composto A B. ( ) Composto A, Composto B, Composto C C. ( ) Composto C, Composto A, Composto B D. ( ) Composto A, Composto C, Composto B E. ( ) Composto C, Composto B, Composto A 20. (UFG-GO) Observe o gráfico a seguir. 1. Abaixamento do ponto de congelamento
2. Elevação do ponto de ebulição
Com relação às propriedades químicas indicadas nesta figura, indique a soma das afirmações corretas. (01) O abaixamento da pressão de vapor, bem como a elevação do ponto de ebulição são propriedades coligativas.
(02) Um soluto não-volátil aumenta o ponto de congelamento de um solvente.
(04) Soluções aquosas congelam abaixo de 0°C e fervem acima de 100°C.
(08) O abaixamento da pressão de vapor, em soluções diluídas, é diretamente proporcional à concentração do soluto.
(16) A elevação do ponto de ebulição é uma con-sequência direta do abaixamento da pressão de vapor do solvente pelo soluto.
(32) Soluções aquosas concentradas evaporam mais lentamente do que água pura.
