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QUÍMICA - 18/12/2009
01.
A figura ao lado a apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que o calor é fornecido a uma velocidade constante de 500 cal mim -1. Admite-se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de 1 atm durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas um fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura:I. No segmento PQ ocorre aumento de energia cinética das moléculas.
II. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial. III. O segmento RS tem inclinação menor que o segmento PQ
porque o calor específico do sólido é maior que o calor específico do líquido.
Das afirmações acima, está(ao) ERRADA(S): a) apenas I b) apenas I, II e III c) apenas II e IV. d) apenas III e) apenas IV Resolução: I. Verdadeiro.
O aumento de temperatura reflete aumento de energia cinética das partículas.
II. verdadeiro.
Na mudança de fases, ocorre uma modificação das interações intermoleculares.
III. Verdadeiro.
Como a taxa de calor fornecido é constante e o calor de vaporização é maior que o de fusão, levará mais tempo na vaporização (ST)
IV. Falso
Uma inclinação menor indica maior calor específico.
ALT ERNATIVA E
02.
Historicamente, a teoria atômica recebeu váriascontribuições de cientistas. Assinale a opção que apresenta, na ordem cronológica CORRETA, os nomes de cientistas que são apontados como autores de modelos atômicos.
a) Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr b) Thomson, Millikan, Dalton e Rutherford c) Avogadro, Thomson, Bohr e Rutherford d) Lavoisier, Proust, Gay-Lussac e Thomson. e) Rutherford, Dalton, Bohr e Avogadro.
Resolução:
Cronologicamente, Dalton propôs um modelo no qual considerava o átomo como esferas maciças e que apenas se recombinavam após uma reação química; Thomson incluiu a descoberta do elétron à estrutura atômica; Rutherford verificou a existência do núcleo atômico; Bohr descreveu o átomo de hidrogênio utilizado um modelo clássico-quântico.
ALT ERNATIVA A
03.
HC(g) é borbulhado e dissolvido em um solvente X. A solução resultante é não-condutora em relação à corrente elétrica. O solvente X deve ser necessariamentea) polar. b) não-polar. c) hidrofílico
d) mais ácidos que HC e) menos ácido que HC
Resolução:
Como a solução resultante é não-condutora, o HC(g) não se
encontra dissociado. Logo, o solvente X deve ser
necessariamente não-polar.
ALT ERNATIVA B
04.
Uma solução aquosa de HC 0,1 mol L-1 foi titulada como uma solução aquosa de NaOH 0,1 mol L-1. A figura ao lado apresenta a curva de titulação obtida em relação à condutância da solução de HC em função do volume de NaOH adicionado. Com base nas informações apresentadas nesta figura, assinale a opção ERRADA.a) Os íons responsáveis pela condutância da solução no ponto R são: H+, C- e Na+.
b) Os íons responsáveis pela condutância da solução no ponto S são: Na+ e C-.
c) A condutância da solução no ponto R é maior no ponto S porque a mobilidade iônica dos íons presentes em R é maior que a dos íons presentes em S.
d) A condutância da solução em T é maior que em S porque os íons OH- têm maior mobilidade iônica que os íons C-. e) No ponto S, a solução apresenta neutralidade de cargas, no
R, predominância de cargas positivas e, no T, de cargas negativas.
Resolução:
A neutralidade elétrica deve sempre existir.
ALT ERNATIVA E
05.
Uma barra de ferro e um fio de platina, conectados eletricamente a um voltímetro de alta impedância, são parcialmente imersos em uma mistura de soluções aquosas de FeSO4 (1,0 mol L-1
) e HC isenta de oxigênio. Um fluxo de gás hidrogênio é mantido constante sobre a parte imersa da superfície da platina, com pressão nominal
2
H
P
de 1,0 atm, e aforça eletromotriz medida a 25C é igual a 0,292 V.
Considerando-se que ambos os metais são quimicamente puros e que a platina é o pólo positivo do elemento galvânico formado, assinale a opção CORRETA que apresenta o valor calculado do pH desse meio aquoso.
Dados: E 0,000V; E 2 0 0,440V 2 Fe /Fe H / H a) 0,75 b) 1,50 c) 1,75 d) 2,50 e) 3,25 Resolução: : ações Re Fe s Fe2 aq e2 aq H 2 H2 g s 2H aq Fe 2 g 2 H Fe aq : Global
Usando a equação de Nernst:
Q Log n 059 , 0 E E
: onde
2 H 2 H P Fe Q 2 2 n V 44 , 0 E
2 H 1 x 1 log 2 059 , 0 44 , 0 292 , 0
2 H 1 log 2 059 , 0 148 , 0
5,017 2log H 5 , 2 pH ALT ERNATIVA D06.
A seguinte reação não-balanceada e incompleta ocorre em meio ácido:
3 2 2 4 2 2 7 2O CO Cr CO Cr A soma dos coeficientes estequiométricos da reação completa e balanceada é igual a a) 11. b) 22. c) 33 d) 44 e) 55 Resolução:
CrO
3
C O
14H 2Cr 6CO 7HO 1 3 2 2 2 4 2 2 7 2 Soma dos coeficientes: 1 + 3 + 14 + 2 + 6 + 7 = 33
ALT ERNATIVA C
07.
Considere os seguintes líquidos, todos a 25 C: I. Cu (NO3)2(aq) II. CS2 () III. CH3CO2H (aq) IV. CH3 (CH2) 16 CH2OH() V. HC (aq) VI. C6H6 ()Assinale a opção que indica o(s) líquidos(s) solúvel(eis) em tetracloreto de carbono. a) Apenas I, III e V b) Apenas II, IV e VI c) Apenas III d) Apenas IV e) Apenas V Resolução:
Como o tetracloreto de carbono é apolar, serão solúveis apenas os líquidos apolares.
ALT ERNATIVA B
08.
Considere o seguinte mecanismo de reação genérica:
etapalenta
B A B A4 2 3 3
etaparápida
B A B A4 3 3 4
etaparápida
B C B C 4 3 2Com relação a este mecanismo, assinale a opção ERRADA.
a) A reação global é representada pela equação
. A 2 C A 2 C 4 3 3 b) B2+ é catalisador
c) B3+ e B4+ são intermediários da reação.
d) A lei de velocidade é descrita pela equação vk
C A4 .e) A reação é de segunda ordem.
Resolução:
A etapa lenta determina a cinética da reação.
kA4 B2 v
ALT ERNATIVA D
09.
A 25 C e 1 atm, uma solução de água pura contendo algumas gotas de solução alcoólica de indicador ácido-base azul de bromotimol apresenta coloração azulada. Nestas condições, certa quantidade de uma substãncia no estado sólido é adicionada e a solução torna-se amarelada. Assinale a opção que apresenta a substância sólida adicionada.a) Iodo b) Sacarose. c) Gelo seco. d) Nitrato de prata e) Cloreto de sódio. Resolução:
O azul de bromotimol altera-se para amarelo em meio ácido. Assim, o gelo seco, por ser constituído por CO2, um óxido ácido, produz a alteração descrita.
ALT ERNATIVA C
10.
Em cinco béqueres foram adicionados 50mL de uma soluçãode referência, que consiste de uma solução aquosa saturada em cloreto de prata, contendo corpo de fundo, a 25 C 1 atm. A cada béquer, foram adicionados 50mL de uma solução aquosa diluída diferente, dentre as seguintes:
I. Solução de cloreto de sódio a 25 C. II. Solução de Glicose a 25 C III. Solução Iodeto de sódio a 25 C IV. Solução de Nitrato de prata a 25 C V. Solução de Sacarose 50 C
Considere que o corpo de fundo permanece em contato com as soluções após rápida homogeneização das misturas aquosas e que não ocorre formação de óxido de prata sólido. Nestas condições assinale a opção que indica a(s) solução(ões), dentre as acima relacionadas, que altera(m) a constante de equilíbrio da solução de referência. a) Apenas I, III e IV b) Apenas I e IV c) Apenas II e V d) Apenas III e) Apenas V Resolução:
A constante de equilíbrio é definida em termos das atividades das espécies iônicas envolvidas. A atividade de íons em solução depende da força iônica do meio.
A força iônica, por sua vez, é afetada pela presença de sais dissolvidos no meio. Além disso, a temperatura está diretamente relacionada com a constante de equilíbrio por meio da expressão G =- RTnk.
Assim, alterar a constante de equilíbrio as soluções I, II, III, IV. Entretanto, não há alternativa que apresente este conjunto de opções. Dessa forma, acredita-se que apenas o efeito da temperatura seja considerado. Portanto, resta a opção V.
ALT ERNATIVA E
11.
A 25 C a 1 atm, uma amostra de 1,0 L de água pura foi saturada com oxigênio gasoso (O2) e o sistema foi mantido em equilíbrio nessas condições. Admitindo-se comportamento ideal para o O2 e sabendo-se que a constante da Lei de Henry para esse gás dissolvido em água é igual a 1,3 x 10-3 mol L-1 atm-1, nas condições do experimento, assinale a opção CORRETA que exprime o valor calculado do volume, em L, de O2 solubilizado nessa amostra. a) 1,3 x 10-3 b) 2,6 x 10-3 c) 3,9 x 10-3 d) 1,6 x 10-2 e) 3,2 x 10-2 Resolução: Lei de Henry 2 2 O O HP C 3
atm 1 P atm molL 10 3 , 1 H 2 O 1 1 3 3 1 O 1,3 10 molL C 2 1L) em dissolvido (oxigênio mol 10 3 , 1 nO2 3 Aplicando Clapeyron P · V = nRT 1 · V = 1,3 · 10-3 · 0,082 · 298 V = 3,17 · 10-2L ALT ERNATIVA E12.
Um vaso de pressão com volume interno de 250 cm3 contém gás nitrogênio (N2) quimicamente puro, submetido à temperatura constante de 250 C e pressão total de 2,0 atm. Assumindo que oN2 se comporta como gás ideal, assinale a opção CORRETA que
apresenta os respectivos valores numéricos de molecular e da massa especificam em kg m-3, desse gás quando exposto às condições de pressão e temperatura apresentadas
a) 3,7 x 1021 e 1,1 b) 4,2 x 1021 e 1,4 c) 5,9 x 1021 e 1,4 d) 7,2 x 1021 e 1,3 e) 8,7 x 1021 e 1,3 Resolução: V = 250 cm3 = 0,25L P = 2atm T = 250ºC 523k Aplicando Clapeyron: PV = nRT 2 0,25 = n 0,082 523 n = 0,0116 mol 0,016 6,023 1023 moléculas 1,022 1021 moléculas d 1,3g/L 523 082 , 0 28 2 d RT PM d 1,3kg/m3 ALTERNATIVA D
13.
Um recipiente contendo gás hidrogênio (H2) é mantido à temperatura constante de 0 °C. Assumindo que, nessa condição, o H2 é um gás ideal e sabendo-se que a velocidade média das moléculas desse gás, nessa temperatura, é de 1,85 · 103 ms-1, assinale a alternativa CORRETA que apresenta o valor calculado da energia cinética média, em J, de uma única molécula de H2. a) 3,1 · 10-24 b) 5,7 · 10-24 c) 3,1 · 10-21 d) 5,7 · 10-21 e) 2,8 · 10-18 Resolução: 2 ) s m 10 85 , 1 ( mol 10 02 , 6 mol kg 10 02 , 2 2 mv E 2 1 3 1 23 1 3 2 c Ec = 5,7 · 10-21J ALTERNATIVA D14.
Assinale a opção que apresenta a afirmação CORRETA sobre uma reação genérica de ordem zero em relação ao reagente X.a) A velocidade inicial de X é maior que sua velocidade média. b) A velocidade inicial de X varia com a concentração inicial de x c) A velocidade de consumo de X permanece constante durante
a reação.
d) O gráfico do logaritimo natural de x versus o inverso do tempo é representado por uma reta.
e) O gráfico da concentração de X versus tempo é representado por uma curva exponencial decrescente.
Resolução:
Ordem zero indica velocidade constante.
ALTERNATIVA C
15.
Uma solução aquosa saturada em fosfato de estrôncio
Sr3PO42
está em equilíbrio químico à temperatura de 25 C, ea concentração de equilíbrio do íon estrôncio, nesse sistema, é de 7,5 10-7 mol L-1.
Considerando-se que ambos os reagentes (água e sal inorgânico) são quimicamente puros, assinale a alternativa CORRETA com o valor do pKPS(25C) do Sr3
PO4
2.Dado: KPS = constante do produto de solubilidade. a) 7,0 b) 13,0 c) 25,0 d) 31,0 e) 35,0 Resolução:
s 2 4 3PO Sr 3aq 2 aq 2PO Sr 3
3
7 4 7 2 7,5 10 3 2 PO : então , M 10 5 , 7 Sr como
PO 3
5 10 7M 4
34 2 3 2 ps Sr PO K : Assim
7
7
2 10 5 10 5 , 7 Logo
7,5 10
5 10
log pKps 73 72
3log7,5 10 7 2log5 10 7
pKps
18,37 12,6
pKps 97 , 30 pKps ALTERNATIVA D16.
Sabe-se que a 25 C as entalpias de combustão(em kJ mol-1) de grafita, gás hidrogênio e gás metano são, respectivamente: -395,5; -285,9 e -890,5. Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO de entalpia da seguinte reação:
grafita
2H
g CH
g C 2 4 a) -211,1 kJ mol-1 b) -74,8 kJ mol-1 c) 74,8kJ mol-1 d) 136,3 kJ mol-1 e) 211,1 kJ mol-1 Resolução:Reações de combustão envolvidas
grafita
2H
g CH
g C 2 4
grafita
O2
g CO2
g H1 393,5 kJ mol 1 C : I
1 2 g 2 g 2 2 O 2HO H 2 285,9 571,8 kJ mol H 2 : II g
g 2 2 2 3 1 4 2O 1CO 2HO H 890,5kJ mol CH : III A reação que consta na questão é obtida pela seguinte soma:
II III HR H1 H2 H3 I 1 R 393,5 571,8 890,5 748kJ mol H ALTERNATIVA B
17.
Uma lâmpada incandescente comum consiste de um bulbo de vidro preenchido com um gás e de um filamento metálico que se aquece e emite luz quando percorrido por corrente elétrica. Assinale a opção com a afirmação ERRADA a respeito de características que o filamento metálico deve apresentar para o funcionamento adequado da lâmpada.a) O filamento deve ser feito com um metal de elevado ponto de fusão.
b) O filamento deve ser feito com um metal de elevada pressão de vapor.
c) O filamento deve apresentar resistência à passagem de corrente elétrica.
d) O filamento deve ser feito com um metal que não reaja com o gás contido no bulbo.
e) O filamento deve ser feito com um metal dúctil para permitir a produção de fios finos.
Resolução:
Elevada pressão de vapor indicaria uma alta volatilidade, ou seja, sob altas temperaturas, o filamento se degradaria.
ALTERNATIVA B
18.
Em um processo de eletrodeposição de níquel, empregou-seum eletrodo ativo de níquel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solução aquosa contendo sais de níquel (cloreto e sulfato) dissolvidos, sendo este eletrólito tamponado com ácido bórico. No decorrer do processo, conduzido à temperatura de 55 °C e pressão de 1 atm, níquel metálico depositou-se sobre a superfície do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes afirmações sejam feitas:
I. Ocorre formação de gás cloro no eletrotodo cobre.
II. A concentração de íons cobre aumenta na solução eletrolítica. III. Ocorre formação de hidrogênio gasoso no eletrodo de níquel. IV. O ácido bórico promove a precipitação de níquel na forma de
produto insolúvel no meio aquoso.
Com relação ao processo de eletroposição acima descrito, assinale a opção CORRETA.
a) Todas as afirmações são verdadeiras. b) Apenas a afirmação IV é verdadeira. c) Apenas a afirmação III é falsa.
d) Apenas as afirmações II e IV são falsas. e) Todas as afirmações são falsas.
Resolução:
I. (falsa) – A reação que ocorre no eletrodo de cobre corresponde à formação de níquel metálico:
Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s)
II. (falsa) – o eletrodo de cobre é o cátodo, ou seja, não pode ocorrer oxidação do cobre.
III. (falsa) – como o eletrodo de níquel é o ânodo, não pode ocorrer a redução do H+ e H2.
IV. (falsa) – segundo o próprio enunciado da questão, o ácido bórico é usado como tampão. Assim,os íons borato não poderiam precipitar, pois isso impediria a formação desse sistema tamponado.
ALTERNATIVA E
19.
Considere duas reações químicas, mantidas à temperatura e pressão ambientes, descritas pelas equações abaixo:I. H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) II. H2(g) + 1/2 O2(g) H20( ) a) As reações 1 e II são exotérmicas.
b) Na reação 1, o valor, em módulo, da variação de entalpia é menor que o da variação de energia interna.
c) O valor, em módulo, da variação de energia interna da reação 1 é menor que o da reação II.
d) O valor, em módulo, da variação de entalpia da reação i é menor que o da reação II.
e) A capacidade calorífica do produto da reação i é menor que a do produto da reação II.
Resolução:
Na reação I: n = -0,5 mol Como: H = U + nRT e U < 0, Conclui-se que: |H||U|
ALTERNATIVA B
20.
Considere o composto aromático do tipo C6H5Y, em que Y representa um grupo funcional ligado ao anel. Assinale a opção ERRADA com relação ao(s) produto(s) preferencialmente formado(s) durante a reação de nitração deste tipo de composto nas condições experimentais apropriadas.a) Se Y representar o grupo –CH3, o produto formado será o m-nitrotolueno.
b) Se Y representar o grupo –COOH, o produto formado será o ácido m-nitro benzóico.
c) Se Y representar o grupo –NH2, os produtos formados serão o-nitroanilina e p-nitroanilina.
d) Se Y representar o grupo –NO2, o produto formado será o 1,3-dinitrobenzeno.
e) Se Y representar o grupo –OH, os produtos formados serão o-nitrofenol e p-o-nitrofenol.
Resolução:
Dado que o grupamento – CH3 é um orientador orto/para, os principais produtos serão o orto-nitrotolueno e o meta-nitrotolueno.
ALTERNATIVA A
21.
Determine o valor aproximado do pH no ponto deequivalência, quando se titula 25,0 mL de ácido acético 0,1000 mol L-1 com hidróxido de sódio 0,1000 mol L-1. Sabe-se que log 2 = 0,3 e Ka = 1,8 · 10-5. Resolução: Reação 0 H Na COO CH NaOH COOH CH3 3 2 mL 25 M 1 , 0 mL 25 M 1 , 0 : ia Equivalênc 2,5 103mol 2,5 103mol 2,5103mol
O sal formado sofre hidrólise alcalina: O H COO CH3 2 OH COOH CH3 x x M 05 , 0
Ka Kw COO CH OH COOH CH Kh 3 3 5 14 2 10 8 , 1 10 05 , 0 x 11 10 777 , 2 X2 M 10 27 , 5 x 6
OH
5,27106M 5,278 pOH pH 8,7225
22.
Proponha um método de obtenção de sulfato de cobre anidro a partir de uma reação de neutralização. Expresse as etapas para a sua obtenção por meio de equações químicas, indicando as condições necessárias para que cada etapa seja realizada.Resolução:
Etapa I: Oxidação do cobre
2Cu(s) +O2(g)2CuO(s)
Etapa II: Neutralização do óxido por H2SO4:
) ( 2 4 4 2 ) s ( HSO CuSO H O CuO ) aq ( ) aq (
Etapa III: Destilação da solução de CuSO4(aq)
) v ( 2 4 4 CuSO HO CuSO ) s ( ) aq (
23.
A nitroglicerina, C3H5(ONO2)3(), é um óleo denso que detona se aquecido a 218 °C ou quando é submetido a um choque mecânico. Escreva a equação que representa a reação química do processo, sabendo que a reação de decomposição é completa, e explique porque a molécula é explosiva.Resolução:
Reação química do processo:
) g ( 2 ) g ( 2 ) g ( ) g ( 2 ) ( 3 2 5 3H (ONO ) 6N 12CO 10H O 7O C 4
A molécula de nitroglicerina é extremamente instável, devido ao grande volume dos grupos (O-NO2) ligados aos carbonos. A explosão é favorecida pela formação de moléculas estáveis (N2, O2 e H2O por exemplo). Além disso, ocorre uma transferência da energia de ligação para as moléculas formadas, na forma de energia cinética promovendo uma rápida expansão dos gases formados.
24.
Foram realizadas duas experiências com dois ovos de galinha. Inicialmente, ambos foram imersos em vinagre até a dissolução total da casca, que pode ser considerada constituída prioritariamente por carbonato de cálcio. Os ovos envoltos apenas em suas membranas foram cuidadosamente retirados do vinagre e deixados secar por um breve período. A seguir, um ovo foi imerso em água pura e, o outro, numa solução saturada de sacarose, sendo ambos assim mantidos até se observar variação volumétrica de cada ovo.a) Escreva a equação química balanceada que descreve a reação de dissolução da casca de ovo.
b) O volume dos ovos imersos nos líquidos deve aumentar ou diminuir? Explique sucintamente por que estas variações volumétricas ocorrem. Resolução: a) 3 3 (aq) 2 ) aq ( ) aq ( 3
3 H CCOOH Ca HCO H CCOO
CaCO ) aq ( ) 1 (
b) O ovo imerso em água deve aumentar de volume, pois a água passa através da membrana pelo processo de osmose.
O ovo imerso em solução de sacarose deve diminuir de volume, pois a água no interior do ovo tende a tentar reduzir a concentração da solução de sacarose.
25
. Considere a curva de variação da energia potencial das espécies A, B, C, D e E, envolvidas em uma reação química genérica, em função do caminho da reação, apresentada na figura ao lado. Suponha que a reação tenha sido acompanhada experimentalmente, medindo-se as concentrações de A, B e C em função do tempo.a) Proponha um mecanismo de reação para o processo descrito na figura, indicando a reação global.
b) Indique a etapa lenta do processo e escreva a lei de velocidade da reação.
c) Baseado na sua resposta ao item b) e conhecendo as concentrações de A, B e C em função do tempo, explique como determinar a constante de velocidade desta reação.
Resolução: a) Mecanismo: C B A : I E D C : II Reação global: ABDE
b) A etapa é aquela que apresenta a maior energia de ativação. De acordo com a curva de variação de energia em função de caminho de reação, a etapa mais lenta será:
E D
C
A lei de velocidade, portanto, é: VK
CComo C não aparece na reação global, deve-se expressar a Lei de Velocidade em função de A e B.
Considerando a etapa I em equilíbrio, temos: B A 1 K 1 K C
A B k V1 1
C k V1 1
V k A B K C V , equílibrio No 1 1 1 1
A B K K C 1 1 Assim, a lei de velocidade será:
] B [ ] A [ ' k v ] B [ ] A [ k k k v ' k 1 1
c) Admita que [A] >>[B] v = k* · [B], com k* = k’ · [A]
transformando a equação original em uma pseudo-1ª ordem, traçamos um gráfico da concentração de B em função do tempo.
1 t 0 t
2 B0
B0
B 2 1 2 / 1 t t t Mas * 2 / 1 k 2 ln t Logo,
t
A 2 ln ' k A k ' k 2 / 1 * 26.
Dada a fórmula molecular C3H4C2, apresente as fórmulas estruturais dos compostos de cadeia aberta que apresentam isomeria geométrica e dê seus respectivos nomes.Resolução: Cl Cl C H C 3 CH H Cl C Cl C 3 CH cis-1,2-dicloro-1-propeno trans-1,2-dicloro-1-propeno H Cl C Cl C Cl CH2 cis-1,3-dicloro-1-propeno Cl H C H C trans-1,3-dicloro-1-propeno Cl CH2
27.
Considere que certa solução aquosa preparadarecentemente contém nitratos dos seguintes cátions: Pb2+, Cu2+, Fe2+ e Ag+.
Descreva um procedimento experimental para separar esses íons, supondo que você dispõe de placas polidas dos seguintes metais puros: zinco, cobre, ferro, prata, chumbo e outro e os instrumentos de vidro adequados. Descreva cada etapa experimental e apresente todas as equações químicas balanceadas.
Dados: V 76 , 0 E0Zn2/Zn E0Fe2/Fe 0,44V V 13 , 0 E0Pb2/Pb E0Cu2/Cu 0,34V0,34V V 80 , 0 E0Ag2/Ag
E Au /Au 0,80V 1,40V 0 3 Resolução: Etapa I
Mergulha-se na solução uma chapa de cobre. O cobre se oxida, provocando a redução da prata:
2 ) aq ( ) s ( ) s ( ) aq ( Cu 2Ag Cu Ag 2
A solução resultante deverá estar praticamente isenta de íons Ag+. Etapa II
Mergulha-se a placa de chumbo na solução resultante:
) s ( 2 ) aq ( 2 ) aq ( ) s ( Cu Pb Cu Pb
A solução fica isenta de Ag+ e Cu2+ Etapa III
Mergulha-se a placa de ferro na solução:
) s ( 2 ) aq ( 2 ) aq ( ) s ( Pb Fe Pb Fe
A solução agora apresenta apenas íons Fe2(aq)
Etapa IV
Mergulha-se a placa de zinco:
) s ( 2 ) aq ( 2 ) aq ( ) s ( Fe Zn Fe Zn
Assim todos íons foram extraídos separadamente na forma metálica.
28.
Considere que as reações químicas representadas pelas equações não balanceadas abaixo ocorram em condições experimentais apropriadas e que as espécies A, B, C, D, E e F representam os produtos destas reações.C6H6OCH3 + HI → A + B CH3CH2I + Na → C + D
CH3CH2I + CH3CH2 C C Na → E + F
Apresente as equações químicas balanceadas e os respectivos produtos. Resolução: 3 CH CHI 3 3 2 2 3 2 3CH I 2Na 2NaI CH CH CH CH CH 2 3 2 2 3 2 3 2 3CHI CHCH C CNa NaI CHCH C C CHCH CH
Obs.: na 1ª reação, o correto deveria ser C6H5OCH3 e não C6H6OCH3 conforme mostrado no enunciado.
29.
Uma chapa metálica de cobre recoberta com uma camada passiva de óxido de cobre (I) é imersa em um recipiente de vidro contendo água destilada acidificada (pH = 4) e gás oxigênio (O2) dissolvido, sendo a temperatura e a pressão deste sistema iguais a 25 °C e 1 atm, respectivamente. Admitindo-se que a concentração inicial de equilíbrio dos íons de cobre (II) na solução aquosa é de 10-6 mol L-1 e, considerando que, nessas condições, a camada de óxido que envolve o metal pode ser dissolvida: a) Escreva a equação química balanceada da reação querepresenta o processo de corrosão do Cu2O(s) no referido meio líquido com o O2(g) dissolvido.
b) Determine o valor numérico da pressão de oxigênio, expresso em atm, a partir do qual o Cu2O(s) apresenta tendência termodinâmica de sofrer corrosão espontânea o meio descrito acima. Dados: ; V 20 , 0 E0Cu2/Cu2O E O /HO 1,23V; 0 2 2 Resolução: a) 2 () 2 ) aq ( ) aq ( ) aq ( 2 ) s ( 2O 12O 4H 2Cu 2H O Cu
b) cálculo do potencial padrão:
O Cu / O Cu O H / O O 0 reação 2 2 2 2 E E E = 1,23V – 0,20V = = 1,03V Equação de NERNST: Q log n 059 , 0 E E 0 Condições:
2 n M 10 H M 10 Cu 4 6 2Para que a corrosão seja espontânea, E > 0: logQ 0 n 059 , 0 E0
P
H 0 Cu log 2 059 , 0 03 , 1 4 2 1 O 2 2 2 logQ 0 n 059 , 0 E0
0 10 P 10 log 0295 , 0 03 , 1 16 2 1 O -12 2
log10 logP
0 0295 , 0 03 , 1 4 O21/2 7
0 P log 2 1 4 0295 , 0 03 , 1 O2 03 , 1 P log 01475 , 0 118 , 0 2 O 912 , 0 P log 01475 , 0 O2 83 , 61 P log 2 O atm 10 404 , 1 PO2 27 30.
Cobre metálico exposto à atmosfera ambiente úmida sofre corrosão, com formação de cuprita (Cu2O) sobre a sua superfície. Este fato é comprovado em laboratório com a aplicação de corrente elétrica, proveniente de um gerador d corrente contínua, em um eletrodo de cobre ( isento de óxido) imerso numa solução aquosa neutra de cloreto de potássio (pH = 7) contendo oxigênio gasoso (O2) dissolvido. Considere que esse procedimento é realizado nas seguintes condições:I. Eletrodos metálicos empregados: catodo de platina e anodo de cobre.
II. Área imersa do anodo: 350,0 cm2
III. Densidade de corrente aplicada: 10,0 A cm-2 IV. Tempo de eletrólise: 50s
Baseado no procedimento experimental acima descrito:
a) Escreva as equações químicas balanceadas que representam as reações envolvidas na formação da cuprita sobre cobre metálico.
b) Calcule o valor numérico da massa de cuprita, expressa em g, formada sobre a superfície do anodo.
c) Sabendo que a massa específica média da cuprita é igual a 6,0 g cm-3, calcule o valor numérico da espessura média, expressa em m, desse óxido formado durante a eletrólise.
Resolução: KC Anodo Catodo 7 pH 2 O u C Pt i a) s Cu 2 2Cu
