• Nenhum resultado encontrado

Química - UNESP fase

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Química - UNESP fase"

Copied!
11
0
0

Texto

(1)

Página 1 de 11

1. (Unesp 2015) Em um laboratório, nas condições ambientes, uma determinada massa de carbonato de cálcio (CaCO )3 foi colocada para reagir com excesso de ácido nítrico diluído. Os valores do volume de gás liberado pela reação com o transcorrer do tempo estão apresentados na tabela.

tempo (min) volume de gás (cm )3

1 150

2 240

3 300

Escreva a equação balanceada da reação e calcule a velocidade média da reação, em mol min , 1 no intervalo entre 1 minuto e 3 minutos.

Dado:

Volume molar do CO2 nas condições ambientes = 25,0 L mol 1

2. (Unesp 2015) A indústria de doces utiliza grande quantidade de açúcar invertido para a produção de biscoitos, bolos, bombons, dentre outros produtos. O açúcar invertido consiste em um xarope transparente, isento de odores, com poder edulcorante maior que o da sacarose e é obtido a partir da reação de hidrólise ácida ou enzimática, de acordo com a equação:

catalisador

11 22 11 2 6 12 16 6 12 16

sacarose glicos e frutose

C H O H OC H O C H O

Em uma reação de hidrólise enzimática, inicialmente, a concentração de sacarose era de 0,12 mol L . 1 Após 10 h de reação, a concentração caiu para 0,06 mol L 1 e, após 20 h de reação, a concentração caiu para 0,03 mol L . 1 Determine a meia-vida da reação e a velocidade média de consumo da sacarose, em

1 1

mol L  min , no intervalo entre 600 e 1 200 min. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

Em um laboratório didático, um aluno montou pilhas elétricas usando placas metálicas de zinco e cobre, separadas com pedaços de papel-toalha, como mostra a figura.

Utilizando três pilhas ligadas em série, o aluno montou o circuito elétrico esquematizado, a fim de produzir corrente elétrica a partir de reações químicas e acender uma lâmpada.

(2)

Página 2 de 11

Com o conjunto e os contatos devidamente fixados, o aluno adicionou uma solução de sulfato de cobre 4

(CuSO ) aos pedaços de papel-toalha de modo a umedecê-los e, instantaneamente, houve o acendimento da lâmpada.

3. (Unesp 2015) Sabe-se que o aluno preparou 400 mL de solução de sulfato de cobre com concentração igual a 1,00 mol L . 1 Utilizando os dados da Classificação Periódica, calcule a massa necessária de sal utilizada no preparo de tal solução e expresse a equação balanceada de dissociação desse sal em água. 4. (Unesp 2015) A tabela apresenta os valores de potencial-padrão para algumas semirreações.

Equação de semirreação E (V) 1 (1mol L ,  100kPa e 25 C) (aq) 2 (g) 2H 2e H 0,00 2 (aq) (s) Zn  2e Zn 0,76 2 (aq) (s) Cu  2e Cu 0,34

Considerando os dados da tabela e que o experimento tenha sido realizado nas condições ambientes, escreva a equação global da reação responsável pelo acendimento da lâmpada e calcule a diferença de potencial (ddp) teórica da bateria montada pelo estudante.

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

Chama-se titulação a operação de laboratório realizada com a finalidade de determinar a concentração de uma substância em determinada solução, por meio do uso de outra solução de concentração conhecida. Para tanto, adiciona-se uma solução-padrão, gota a gota, a uma solução-problema (solução contendo uma substância a ser analisada) até o término da reação, evidenciada, por exemplo, com uma substância indicadora. Uma estudante realizou uma titulação ácido-base típica, titulando 25 mL de uma solução aquosa de Ca(OH)2 e gastando 20,0 mL de uma solução padrão de HNO3 de concentração igual a

1 0,10 mol L . 

(3)

Página 3 de 11

5. (Unesp 2015) Para preparar 200 mL da solução-padrão de concentração 0,10 mol L 1 utilizada na titulação, a estudante utilizou uma determinada alíquota de uma solução concentrada de HNO ,3 cujo título era de 65,0% (m m) e a densidade de 1,50 g mL . 1

Admitindo-se a ionização de 100% do ácido nítrico, expresse sua equação de ionização em água, calcule o volume da alíquota da solução concentrada, em mL, e calcule o pH da solução-padrão preparada.

Dados:

Massa molar do HNO363,0 g mol 1 pH log[H ]

6. (Unesp 2015) Utilizando os dados do texto, apresente a equação balanceada de neutralização envolvida na titulação e calcule a concentração da solução de Ca(OH) .2

7. (Unesp 2014) Em sua edição de julho de 2013, a revista Pesquisa FAPESP, sob o título Voo Verde, anuncia que, até 2050, os motores de avião deverão reduzir em 50% a emissão de dióxido de carbono, em relação às emissões consideradas normais em 2005. Embora ainda em fase de pesquisa, um dos caminhos tecnológicos para se atingir essa meta envolve a produção de bioquerosene a partir de caldo de cana-de-açúcar, com a utilização de uma levedura geneticamente modificada. Essas leveduras modificadas atuam no processo de fermentação, mas, ao invés de etanol, produzem a molécula conhecida como farneseno, fórmula molecular C15H24, cuja fórmula estrutural é fornecida a seguir.

Por hidrogenação total, o farneseno é transformado em farnesano, conhecido como bioquerosene. Nessa reação de hidrogenação, a cadeia carbônica original do farneseno é mantida.

Represente a fórmula estrutural, escreva o nome oficial do farnesano (bioquerosene) e forneça a equação química balanceada que representa a reação para a combustão completa de 1 mol da substância.

8. (Unesp 2014) Dentre as etapas utilizadas nas Estações de Tratamento de Água (ETAs), a floculação é um processo que visa retirar as partículas em suspensão presentes na água a ser tratada. Isso é conseguido mediante a adição de reagentes químicos que produzirão um hidróxido gelatinoso e pouco solúvel, capaz de adsorver partículas suspensas, de modo a formar flocos. Em seguida, a água é submetida à agitação mecânica para possibilitar que os flocos se agreguem com as demais partículas em suspensão, permitindo sua decantação mais rápida.

Em determinada ETA, o processo de floculação foi realizado adicionando-se hidróxido de cálcio à água captada e, em seguida, adicionando-se cloreto de ferro III. Considerando que os reagentes encontram-se

(4)

Página 4 de 11

dissolvidos em água, escreva a equação química balanceada que representa a reação ocorrida entre hidróxido de cálcio e cloreto de ferro III e escreva o nome do produto responsável pela floculação.

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

Leia o texto para responder à(s) questão(ões) a seguir.

A hidrazina, substância com fórmula molecular N H ,2 4 é um líquido bastante reativo na forma pura. Na forma de seu monoidrato, N H2 4H O,2 a hidrazina é bem menos reativa que na forma pura e, por isso, de manipulação mais fácil. Devido às suas propriedades físicas e químicas, além de sua utilização em vários processos industriais, a hidrazina também é utilizada como combustível de foguetes e naves espaciais, e em células de combustível.

9. (Unesp 2014) A atuação da hidrazina como propelente de foguetes envolve a seguinte sequência de reações, iniciada com o emprego de um catalisador adequado, que rapidamente eleva a temperatura do sistema acima de 800°C: 2 4 3 2 2 4 3 2 2 3 N H ( ) 4 NH (g) N (g) N H ( ) 4 NH (g) 3 N (g) 8 H (g)      Dados:

Massas molares, em g. mol–1: N = 14,0; H = 1,0

Volume molar, medido nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP) = 22,4 L

Calcule a massa de H2 e o volume total dos gases formados, medido nas CNTP, gerados pela decomposição estequiométrica de 1,0 g de N H ( ).2 4

10. (Unesp 2014) Observe o esquema de uma célula de combustível de hidrazina monoidratada/oxigênio do ar em funcionamento, conectada a um circuito elétrico externo. No compartimento representado no lado esquerdo do esquema, é introduzido apenas o reagente N H2 4H O,2 obtendo-se os produtos N (g)2 e

2

H O ( ) em sua saída. No compartimento representado no lado direito do esquema, são introduzidos os reagentes O (g)2 e H O ( ),2 sendo H O ( )2 consumido apenas parcialmente na semirreação, e seu excesso liberado inalterado na saída do compartimento.

Escreva a equação química balanceada que representa a reação global que ocorre durante o funcionamento dessa célula de combustível e indique os estados de oxidação, nos reagentes e nos produtos, do elemento que é oxidado nesse processo.

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

O valor da Constante de Avogadro é determinado experimentalmente, sendo que os melhores valores resultam da medição de difração de raios X de distâncias reticulares em metais e em sais. O valor obtido mais recentemente e = recomendado é 6,02214 10 23mol .1

(5)

Página 5 de 11

Um modo alternativo de se determinar a Constante de Avogadro é utilizar experimentos de eletrólise. Essa determinação se baseia no princípio enunciado por Michael Faraday (1791-1867), segundo o qual a quantidade de produto formado (ou reagente consumido) pela eletrólise é diretamente proporcional à carga que flui pela célula eletrolítica.

Observe o esquema que representa uma célula eletrolítica composta de dois eletrodos de zinco metálico imersos em uma solução 0,10mol L 1 de sulfato de zinco (ZnSO4). Os eletrodos de zinco estão conectados a um circuito alimentado por uma fonte de energia (CC), com corrente contínua, em série com um amperímetro (Amp) e com um resistor (R) com resistência ôhmica variável.

11. (Unesp 2014) Calcule a massa de sulfato de zinco (ZnSO4) necessária para se preparar 300 mL da solução utilizada no experimento e escreva a equação que representa a dissociação deste sal em água. Dados: Massas molares, em g mol 1: Zn65,4; S32,1; O16,0

12. (Unesp 2014) Após a realização da eletrólise aquosa, o eletrodo de zinco que atuou como catodo no experimento foi levado para secagem em uma estufa e, posteriormente, pesado em uma balança analítica. Os resultados dos parâmetros medidos estão apresentados na tabela.

parâmetro medida

carga 168 C

massa do eletrodo de Zn inicial

(antes da realização da eletrólise) 2,5000 g massa do eletrodo de Zn final

(após a realização da eletrólise) 2,5550 g

Escreva a equação química balanceada da semirreação que ocorre no catodo e calcule, utilizando os dados experimentais contidos na tabela, o valor da Constante de Avogadro obtida.

Dados: Massa molar, em g mol 1: Zn65,4 Carga do elétron, em C elétron 1: 1,6 10 19

(6)

Página 6 de 11

Gabarito:

Resposta da questão 1:

Equação balanceada da reação: CaCO (s) 2HNO (aq)33 2H O( ) CO (g) Ca(NO ) (aq).223 2 De acordo com a tabela, vem:

tempo volume de gás 1 min 150 cm3 0,15L 2 min 240 cm3 0,24 L 3 min 300 cm3 0,30 L   Tempo de 1 minuto V 0,15 L 1 mol 1 minuto 25 L n    1 minuto 0,15 L n 0,006 mol Tempo de 3 minutos V 0,30 L 1 mol 1 minuto 25 L n Δ Δ       1 minuto média média 0,30 L n 0,012 mol n 0,012 mol 0,006 mol v t 3 min 1 min v 0,003 mol / min Resposta da questão 2: Teremos: 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 t t t t

[sacarose] : concentração molar da sacarose

t : tempo de meia vida (tempo que demora para metade do reagente reagir) [sacarose] [sacarose] [sacarose]

[sacarose] ... 2 4 8 tempo de reação 20 h [       1 1 2 2 inicial t t 1 2 1 2 10 h 10 h sacarose] 0,12 mol / L 0,12 mol / L 0,12 mol / L 0,12 mol / L 2 4 2 t 20 h t 10 h

0,12 mol / L 0,06 mol / L 0,03 mol / L 

 

 

 

Cálculo da velocidade média de consumo da sacarose, em mol L 1min ,1 no intervalo entre 600 min (10 60 min 10 h) e 1200 min (20 60 min 20 h) :

(7)

Página 7 de 11 média 5 1 1 média 5 1 1 média [sacarose] v t 0,03 mol / L 0,06 mol / L v 5 10 mol L min 1200 min 600 min v 5 10 mol L min Δ Δ                    Resposta da questão 3:

O aluno preparou 400 mL de solução de sulfato de cobre (CuSO )4 com concentração igual a 1 1,00 mol L .  Então: 4 CuSO 159,6 1000 mL  4 1,00 mol de CuSO 400 mL 4 4 4 4 CuSO CuSO CuSO CuSO n n 0,4 mol m 0,4 159,6 63,84 g m 63,84 g     

Equação balanceada de dissociação do sulfato de cobre em água: 2

H O 2 2

4 4

CuSO (s)Cu (aq)SO (aq)

Resposta da questão 4:

De acordo com a tabela, teremos: Maior potencial elétrico: 0,34 V. Menor potencial elétrico: 0,76 V. Então, 2 0 2 0 2 Zn (aq) 2e Zn(s) E 0,76 V Cu (aq) 2e Cu(s) E 0,34 V 0,34 V 0,76 V Zn(s) Zn (aq) 2e                    2 (oxidação) Cu (aq) 2e Global 2 2 maior menor redução oxidação Cu(s) (redução) Zn(s) Cu (aq) Zn (aq) Cu(s)

E E E ou E E E E 0,34 ( 0,76) 1,10 V E 1,10 V ou E 0,34 0,76 1,10 V E 1,10 V Δ Δ Δ Δ Δ Δ                    

(8)

Página 8 de 11 E 3 ddp E 1,10 1,10 1,10 3,30 V E 3,30 V Δ Δ Δ           Resposta da questão 5:

Utilizou-se uma alíquota de uma solução concentrada de HNO ,3 cujo título era de 65,0% (m m) e a densidade de 1,50 g mL . 1 Então,           3 3 3 3 3 3 3 3 3 HNO 3 3 3 HNO HNO HNO HNO HNO 3 HNO 3 3 HNO

Concentração comum (HNO ) : c Concentração molar (HNO ) : [HNO ] Massa molar (HNO ) : M

c Título densidade c 0,65 1500 g / L c 975 g / L c [HNO ] M 975 g / L [HNO ] 63 g / mol [HNO ] 15,476 mol / L n (solu              3 HNO 3 3 padrão padrão 100 % de ionização 3 3

ção) n (solução padrão) [HNO ] V [HNO ] V

15,476 mol / L V 0,10 mol / L 0,2 L V 0,0012923 L

V 1,29 mL

Cálculo do pH da solução padrão preparada :

HNO H NO

0,1 mol / L 0,1 mol / L 0,1 mol / L

           1 1 [H ] 0,1 mol / L 10 mol / L pH log[H ] pH log10 pH 1 Resposta da questão 6:

De acordo com o texto, utilizou-se 25 mL de uma solução aquosa de Ca(OH)2 e 20,0 mL de uma solução padrão de HNO3 de concentração igual a 0,10 mol L . 1

Equação balanceada de neutralização envolvida na titulação:

  

3 2 3 2

(9)

Página 9 de 11                 2 3 2 2 3 3 3 2 3 Ca(OH) (aq) HNO (aq) 3

Ca(OH) 2 Ca(OH) (aq)

HNO 3 HNO (aq)

3 2 2 3 2 HNO Ca(OH) 3 HNO (aq) 2 C V 25 mL V 20,0 mL [HNO ] 0,10 mol / L n [Ca(OH) ] V n [HNO ] V

2HNO (aq) Ca(OH) (aq) 2H O( ) Ca(NO ) (aq) 2 mols 1 mol n 2 n [HNO ] V 2 [Ca(OH) ] V      2 a(OH) (aq) 2 2 0,10 mol / L 20 mL 2 [Ca(OH) ] 25 mL [Ca(OH) ] 0,04 mol / L Resposta da questão 7:

Hidrogenação total do farneseno:

Combustão completa de 1 mol do farnesano (C H ) :15 32

15 32 2 2 2

1 C H 23 O 15 CO 16 H O

Resposta da questão 8:

2 3 3 2

3Ca(OH) 2FeC 2Fe(OH) 3CaC

O hidróxido de Ferro III, Fe(OH) ,3 é o composto químico responsável pela floculação.

Resposta da questão 9:

Somando as equações estequiométricas, teremos:

2 4 3 3 N H ( ) 4 NH (g) 2 2 4 3 N (g) N H ( ) 4 NH (g)   2 2 2 4 2 2 1 1 2 4 2 2 4 2 2 3 N (g) 8 H (g) 4 N H ( ) 4 N (g) 8 H (g) N H 32 g.mol ; H 2 g.mol 4 N H ( ) 4 N (g) 8 H (g) 4 32 g            8 2 g 1 g  2 2 H H m m 0,125 g

(10)

Página 10 de 11 2 4 2 2 12 volumes 4 N H ( ) 4 N (g) 8 H (g) 4 32 g    12 22,4 L 1 g  total total V V 2,10 L Resposta da questão 10: Teremos: Teremos: 2 4 2 2 4 2 N H H ON H H O Então: 2 4 2 N H  H O N24H  4e H O2 2 2 (em I) O 2H O 4e 2 2 4 2 2 2 4 H O 2 4 2 2 2 2 Equação global 2 4 2 2 2

4OH (em II)

N H O 2H O N 4H 4OH N H O 2H O N 4H O N H O N 2H O 2                  0 (oxidação do nitrogênio) Resposta da questão 11: 4 1 1 ZnSO concentração 0,1mol L V 0,3L MM 161,5 g mol       

Usando a fórmula da molaridade, teremos: m concentração molar MM V m 0,1 m 4,84g 161,5 0,3      

Equação de dissociação do ZnSO4 em água: 2

H O 2 2

4(s) (aq) 4(aq)

(11)

Página 11 de 11

Resposta da questão 12:

A semirreação que ocorre no cátodo é a redução do zinco, dada por:

2 0

(aq) (s)

Zn 2e Zn

Cálculo da Constante de Avogadro:

A massa de zinco depositada no cátodo, de acordo com a tabela, foi: Massa depositada:

mf – mi = 2,5550g – 2 ,5000g = 0,055g de Zn. Quantidade de carga do processo:

1e 1,6 10 19C 1mol de e    19 x x1mol de e1,6 10  C Assim: 2 0 (aq) (s) 19 Zn 2e Zn 1mol de e 2 (1,6 10 C)         65,4 g 168C 23 0,055g 1mol de e6,243 10

Referências

Documentos relacionados

O primeiro passo para introduzir o MTT como procedimento para mudança do comportamento alimentar consiste no profissional psicoeducar o paciente a todo o processo,

submetidos a procedimentos obstétricos na clínica cirúrgica de cães e gatos do Hospital Veterinário da Universidade Federal de Viçosa, no período de 11 de maio a 11 de novembro de

•   O  material  a  seguir  consiste  de  adaptações  e  extensões  dos  originais  gentilmente  cedidos  pelo 

Os interessados em adquirir quaisquer dos animais inscritos nos páreos de claiming deverão comparecer à sala da Diretoria Geral de Turfe, localizada no 4º andar da Arquibancada

– É uma rede local que usa ondas de rádio para fazer uma conexão Internet ou entre

Contextualizando com a problemática realidade das questões de sanidade e bem-estar animal encontradas na cidade de Uruguaiana, realizar o estágio no setor de Vigilância

O reset é uma das etapas mais importantes dos indicadores de falta. Os primeiros indicadores de falta possuíam reset manual feito pela equipe de da manutenção

RESULTS AND DISCUSSION Exuviae description Until now eight species were collected in the urban area of Brasília: Quesada gigas Olivier, 1790, Fidicina mannifera Fabricius,