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QUÍMICA PROFESSOR 3a SÉRIE – VOLUME III
Direção Executiva:Fabio Benites
Gestão Editorial:Maria Izadora Zarro
Diagramação, Ilustração de capa e Projeto Gráfico:Alan Gilles MendesCamila OliveiraDominique CoutinhoErlon Pedro Pereira
Estagiários:Carolina BarrosThalles Arariba
Irium Editora LtdaRua Desembargador Izidro, no 114 – Tijuca – RJCEP: 20521-160Fone: (21) 2560-1349www.irium.com.br
É proibida a reprodução total ou parcial, por qual-quer meio ou processo, inclusive quanto às caracte-rísticas gráficas e/ou editoriais. A violação de direitos autorais constitui crime (Código Penal, art. 184 e §§, e Lei nº 6.895, de 17/12/1980), sujeitando-se a busca e apreensão e indenizações diversas (Lei nº 9.610/98).
Biologia: Filosofia:Física:Geografia: História: Leitura e Produção:
Língua Espanhola: Língua Inglesa: Língua Portuguesa:
Literatura:
Matemática: Química:Sociologia:
Biologia: Língua Espanhola: Língua Inglesa: Química:
Autores:
Atualizações:
Leandro MaiaGustavo BertocheWilmington CollyerDuarte VieiraMontgomery Miranda / Bernardo PadulaLeila Noronha / Marcelo BeauclairMizael Souza Jaqueline HalackLeila Noronha / Marcelo BeauclairLeila Noronha / Marcelo BeauclairJoão Luiz / Gláucio PitangaWendel MedeirosAnne Nunes
Cid Medeiros Maria Izadora ZarroMaria Izadora ZarroBeattriz Guedes
17 04 19 1901
Apresentação:Olá, querido aluno.O material da Irium Educação foi elaborado por professores competentes e comprometidos com
uma proposta de educação exigente e plural.Neste livro, você encontrará uma teoria na medida certa, focada nas informações mais importantes
hoje em dia, e muitos exercícios para fortalecer sua aprendizagem e preparação para os desafios futuros.Vamos conhecer um pouco mais sobre este livro?Todo capítulo inicia com uma capa, onde você encontrará uma imagem ilustrativa e os objetivos
de aprendizagem. Estes resumem o que queremos que você aprenda. Quando chegar no final do capítulo, se você quiser saber se aprendeu o que é realmente importante, volte na capa e verifique se alcançou cada um dos objetivos propostos.
Antes de entrarmos na teoria, em cada capítulo, você encontrará uma contextualização. Ela funcio-na para mostrar para você porque o assunto é importante e como você poderá usar esse conhecimento no seu dia a dia.
No meio do caderno, quando estiver estudando, você encontrará inserções com informações rele-vantes e que “conversam” com portais da Irium Educação. É o caso do box Como pode cair no ENEM?, que trazem temas conectados ao assunto do capítulo e propõem questões do ENEM ou com o estilo da prova. Você poderá resolver os exercícios no seu caderno ou acessar o portal comopodecairnoenem.com.br. Lá você também encontrará todas essas questões resolvidas em vídeo.
Outra inserção interessante, que visa oferecer mais conhecimento relevante, é o 4News. Nessa se-ção, será possível acessar notícias recentes que conectam o tema do capítulo com uma informação importante para a sua formação e para os diversos vestibulares. Na apostila, essas informações estão resumidas, mas poderá acessar esse conteúdo, produzido pela nossa equipe de professores, na ínte-gra, através do portal 4newsmagazine.com.br ou utilizando o QR code inserido no box.
Uma das principais marcas dos livros da Irium Educação são os exercícios, que primam pela quan-tidade e qualidade. Para ajudar os alunos a tirarem suas dúvidas, existem inúmeras questões com soluções gravadas em vídeo. Elas aparecem com uma câmera e um código. Para acessar a solução, utilize o código no campo de busca no espaço destinado (videoteca) no nosso site irium.com.br/videoteca ou até mesmo no Youtube.
Além dos exercícios tradicionais, de concursos, propomos uma atividade mais experimental no final de cada capítulo. Na seção Pesquisando, você encontrará uma proposta de reflexão e/ou pesquisa com o intuito de tornar o aprendizado teórico mais prático e concreto. Essa atividade poderá ser usada para seminários e apresentações, de acordo com a agenda pedagógica da escola.
Além dos exercícios tradicionais, propomos uma atividade de revisão importante, que chamamos de Resumindo. No final de cada aula, convidamos os alunos a relembrar os pontos mais importantes e resumi-los com as suas próprias palavras. Essa atividade é essencial para a consolidação da apren-dizagem, pois, ao criar um resumo próprio, o aluno deixa a postura passiva e assume o protagonismo do processo e, ao escolher as próprias palavras que sintetizam o conteúdo, torna mais acessível essas informações em seu cérebro.
A equipe da Irium Educação acredita em uma formação exigente, completa e divertida. Esperamos que este livro possa proporcionar isso a você.
#vamboraaprender“A Educação é a arma mais poderosa
que você pode usar para mudar o mundo.”(Nelson Mandela)
Fabio BenitesDiretor-geral
QUÍMICA I 3a SPÉRIE
CAPITULO TOPICO AULAS TÍTULO13.1 Propriedades de matéria13.2 Substâncias e misturas14.1 Métodos de separação de misturas 14.2 3 R's e ETDA
Relações numéricas: introdução 3.1 Conceitos iniciais3.2 Cálculo das fórmulas
Cálculos estequiométricos: como 4.1 Leis ponderais e Estequiometria simples4.2 Casos específicos de estequiometria
Soluções: conceitos básicos 6.1 Classificação das soluções e Concentrações6.2 Propriedades coligativas e colóides
Soluções: diluição, misturas e reações 6.1 Diluição e mistura de soluções de mesmo soluto6.2 Mistura de soluções de solutos diferentes1.1 Os modelos atômicos1.2 O estudo da eletrosfera2.1 Grupos e perídos / Classificação dos elementos 2.2 Propriedades periódicas
Ligações químicas: estudo das 7.1 Teoria do octeto / Ligações iônicas, covalentes e 7.2 Ligações intermoleculares e NOX
Funções inorgânicas: ácidos, bases, sais e óxidos 8.1 Ácidos e bases8.2 Sais e óxidos
Reações químicas: estudo das 9.1 Classificação das reações e balanceamento 9.2 Reações de oxirredução
Eletroquímica: pilhas e eletrólise 10.1 Pilha10.2 Eletrólise
QUÍMICA II 3a SPÉRIE
CAPITULO TOPICO AULAS15.1 O átomo de carbono15.2 Classificação das cadeias16.1 Hidrocarbonetos de cadeia aberta16.2 Hidrocarbonetos de cadeia fechada
Funções orgânicas: além dos hidrocarbonetos 17.1 Funções oxigenadas17.2 Funções nitrogenadas
Isomeria: isomeria plana e espacial 18.1 Isomeria plana (ou estrutural)18.2 Isomeria espacial
Termoquímica e cinética química: trocas de calor e fatores que interferem na velocidade das reações
19.1 Termoquímica
19.2 Cinética químicaEquilíbrio químico: estudo do
equilíbrio das reações químicas20.1 Equilíbrio químico
20.2 Equilíbrio iônicoEquilíbrio químico: estudo do pH
e outras variáveis21.1 pH e pOH
21.2 Solução tampão, hidrólise salina e KpsReações orgânicas: Propriedades
dos compostos orgânicos22.1 Propriedades físicas dos compostos / Efeitos
eletrônicos22.2 Teorias de acidez e basicidade21.1 Reações de adição e eliminação21.2 Reações de substituição24.1 Reações de oxidação e outras reações24.2 Combustíveis e Polímeros
11.1 Introdução / Radiações / Leis da radioatividade
11.2As reações nucleares / Cinética radioativa / Usina
nuclear12.1 Chuva ácida e efeito estufa12.2 Lixo
1
Atomística: estudo do átomo
2
Tabela periódica: elementos epropriedades
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4
6
Introdução ao estudo da matéria:aspectos macroscópicos
Introdução ao estudo da matéria:métodos de separação de misturas
Química Orgânica: introdução
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Química Orgânica: hidrocarbonetos
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Química e Meio Ambiente
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Reações orgânicas: estudo dasprincipais reações orgânicas I
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Reações orgânicas: estudo dasprincipais reações orgânicas II
Radioatividade: conceitos e fenômenosradioativos
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SOLUÇÕES: CONCEITOS BÁSICOS
1
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Soluções: conceitos básicos
Conteúdo:• Ligações químicas• Ligações intermoleculares
• Número de oxidação
Objetivos de aprendizagem:• Diferenciar as três categorias de mistu-
ras (soluções, suspensões e coloides) quanto ao aspecto macroscópico;
• Reconhecer soluções diluídas, concen-tradas, saturadas, insaturadas e supersatu-radas e analisar a curva de solubilidade;
• Resolver problemas usando diversas unidades;
• Interpretar os fatores que provocam al-terações na pressão de vapor dos líquidos;
• Conceituar e reconhecer tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia e pressão osmótica.
Praticando:1) a) 80g de brometo de potássio.
b) 90g ------ 100gx --------- 200g :. x = 180g
2) Não. A 30oC, a solução é saturada para a proporção 70g de KBr para 100g de água. Para quantidades inferiores, a solução é insaturada.
3) NaNO3. Podemos comparar em diferentes temperaturas, constatando que a massa de nitrato de sódio é sempre superior a de nitrato de chumbo para a mesma quantidade de água.
4) 40oC. É nessa temperatura que as curvas des-ses sais se encontram.
5) AgNO3. Esse sal é o que possui a curva mais inclinada.
6) A 68oC, a solubilidade desses sais em água é igual. Abaixo dessa temperatura, o sal NaNO3 é mais solúvel que o KNO3 e acima de 68oC essa re-lação se inverte: o sal KNO3 se torna mais solúvel.
7) A 20oC, o coeficiente de solubilidade do NaNO3 é 88g em 100g. Para 500g de água, a solução será saturada com 440g de NaNO3:
88g ------ 100gx -------- 500g :. x = 440g
8) C = m/V = 40g/400mL = 0,1 g/mLC = m/V = 40g/0,4L = 100 g/L
9) C = m/V :. 6g/L = m/0,005L :. m= 0,03g de sais.
10) τ = m1 /m1 + m2 = 40/(40+960) = 0,04%(m/m) = 0,04x100 = 4%
11) a) M = n/V :. 0,1 mol/L = n/2 :. n = 0,2 molb) 1 mol H2SO4 ------- 98g (massa molar)
0,2 mol ----------- x :. x = 19,6g de H2SO4
c) 1L ------ 0,1 molx ------- 0,01 mol :. x = 0,1 L
d) 1L ------- 0,1 mol = 9,8 g 0,5L ------------- x :. x = 4,9g de H2SO4
12) 1 = Éter dietílico: As moléculas de éter inte-ragem entre si por ligações intermoleculares do tipo dipolo-dipolo.
2 = Etanol: As moléculas de etanol interagem entre si por ligações de hidrogênio, interações moleculares mais fortes que as ligações dipolo--dipolo do éter (resultando em temperatura de ebulição maior).
3 = Solução aquosa de ureia: Ebulioscopia (aumento do ponto de ebulição) devido à pre-sença de um soluto não volátil (ureia).
13) C. O aerosol consiste em um sólido ou um líquido disperso em um gás.
14) A. A razão fundamental está na presença das proteínas da gema. As moléculas de proteína en-volvem as gotas de óleo, formando uma pelícu-la hidrófila, ou seja, que possui afinidade com a água. Chamamos essas proteínas de coloides pro-tetores ou agentes emulsificantes ou tensoativos.
15) E.
16) C. Um líquido entra em ebulição quando a pressão máxima de seus vapores torna-se igual
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5SOLUÇÕES: CONCEITOS BÁSICOS
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à pressão externa — que, no caso de um reci-piente aberto, é a pressão atmosférica local.
17) B. Nos radiadores dos carros, é comum o uso de anticongelantes para manter a água lí-quida mesmo abaixo de 0°C. Isto ocorre, pois as partículas dispersas dificultam o processo de solidificação, que passa a ocorrer em tempera-turas mais baixas (crioscopia).
18) A. A osmose é a passagem do solvente para uma solução ou a passagem do solvente de uma solução diluída para outra mais concentrada, por meio de uma membrana semipermeável.
19) B. As partículas coloidais são visíveis ao ul-tramicroscópio e não são separadas por filtros comuns (usar ultrafiltros).
20) D. O óleo de soja e a gasolina são soluções homogêneas por não possuírem partículas em suspensão.
Aprofundando:21) B.
A 30°C, o coeficiente de solubilidade é 20g/100g:
1- 15g/100g: menor que o Cs = insaturado = homogêneo.
2- 3,5g/20g = 17,5/100g: menor que o Cs = insaturado = homogêneo.
3- 2g/10g = 20g/100: igual ao Cs = saturado = homogêneo.
A 70°C, o Cs é 60g/100g:1- 200g/300g = 66,66g/100g: maior que o
Cs = saturado com 6,66g de excesso = hetero-gêneo.
2- 320g/500g = 64g/100g: maior que o Cs = saturado com 4g de excesso = heterogêneo.
3- 150g/250g = 60g/100g: igual ao Cs = sa-turado = homogêneo.
São 4 homogêneos e 2 heterogêneos.
22) C.3.000 g ------- 1.000 gx -------------- 500 g :. x = 1.500 g (massa de
AgNO3 que faz parte da solução saturada).Somando com a massa de água, teremos:
1.500 + 500 = 2.000g de solução saturada.
23) B.5 mg x 70 = 350 mg de flúor.ppm = massa do soluto em mg/massa do
solvente em L :. 0,7 = 350/m :. m = 500 L
24) 1 L -------- 5,0x10–5 mol 0,25 L ---- x :. x = 1,25x10–5 mol de Hg.m = 5.10–5 x 200,5 x 0,25 = 2,5 mg
25) a) Como o cálcio é um metal e o oxigênio é um ametal, a ligação entre eles é iônica. O núme-ro total de elétrons é a soma entre os elétrons do cálcio e os elétrons do oxigênio: 20+8=28 elé-trons.
b) O Efeito Tyndall é um efeito óptico de dis-persão, ou seja, de espalhamento da luz, cau-sado por partículas de um sistema coloidal. Ao submeter um feixe de luz a este sistema, a luz se “espalha”. A faixa de pH da dispersão é entre 7 e 14 (pH >7).
26) A
27) A. C = m/V e M = m/MM.V, logo M = C/MM (con-
centração comum dividida pela massa molar do soluto)
Para o NaCl, de massa molar 58,5g/mol:M = C/MM = 2,95/58,5g = 0,050 mol/L.
28) D.CaCl2 → Ca2+ + 2Cl-1 mol de CaCl2 produz 2 mols de Cl– em solu-
ção, ou seja, 111g de CaCl2 produzem 71g de Cl–.111g de CaCl2 ------- 71g de Cl–
22,2g ----------------------- x :. x = 14,2g de Cl–.M = m/(MM.V) = 14,2/(35,5.0,5) = 0,8 mol/L.
29) 4,9g. Massa molar glifosato (C3H8NO5P) = 169g/mol
0,1 mol de C3H8NO5P = 16,9 g1,2 g ------- 100mLx ----------- 1.000mL :. x = 12 g de C3H8NO5P
(para uma solução saturada)Como 16,9 é maior que 12g, 4,9g vai preci-
pitar.
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SOLUÇÕES: CONCEITOS BÁSICOS
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30) A. O único sal de dissolução exotérmica é o X (quanto maior a temperatura, menor a solubi-lidade). A 20°C, a solubilidade dele é 10g/100g de água:
10g de sal ---- 110g de soluçãox --------------- 1.100g de solução :. x = 100g
de sal
31) C. Pontos acima da curva: soluções satura-das com corpo de chão (ponto A); Pontos na cur-va: soluções saturadas (ponto B); Pontos abaixo da curva: soluções insaturadas (ponto C).
32) D. A 0°C, a solubilidade do NaCl é igual a 40g/100g H2O, enquanto a solubilidade do KCl é de 30g/100g H2O, aproximadamente.
33) A.Água: 0,05mg de Hg em 1ton = 0,05mg/tonPeixe: 200mg de Hg em 1ton = 200mg/tonDividindo: 200/0,05 = 4x103.
34) a) A 60°C, a solubilidade de B é de 40g/100g de H2O:
40g ------- 100g 120g ----- x :. x = 300g de água.
b) Saturada: massa igual a 10g.Insaturada: massa inferior a 10g.
35) C
36) D
Habilidades do ENEM:37) E
Habilidades do ENEM:38) B
Habilidades do ENEM:39) B
Habilidades do ENEM:
40) B
Habilidades do ENEM:41) B
42) D
43) a) 140°C (ver no gráfico). b) No ponto triplo (onde coexistem as três
fases), a temperatura está entre 60°C e 70°C, sendo aproximadamente 65°C, e a pressão é igual a 2atm.
44) A. O processo de osmose caracteriza-se pela passagem de solvente (água) do meio menos concentrado para o meio mais concentrado de soluto. Em regiões onde o solo possui uma for-ça osmótica maior do que a força osmótica das células da planta, essas começam a perder água para o meio extracelular, afetando diversos me-canismos de desenvolvimento e sobrevivência vegetal.
45) B. O óxido de cálcio é um óxido básico que reage com água formando hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Essa base altera o pH dos microam-bientes, podendo provocar a morte de microrga-nismos. Devido à osmose, como a concentração de íons Ca2+ na solução é superior à concen-tração no microambiente, a água é retirada do mesmo, prejudicando o desenvolvimento dos microrganismos.
46) B. Existe um sólido (fuligem) disperso em gás.
47) D.V = π.R².h (V é o volume, R é o raio da base e
h é a altura do cilindro). Considerando que π = 3, o volume será: V = 270dm³
Como 1L = 1dm³, então este volume do reci-piente equivale a 270L.
M = n/V :. 0,1mol/L = n/270 :. n = 27,0 mols.Para o Al2(SO4)3, de massa molar 342g/mol:
m = nxMM = 27,0x342 = 9.234g de sulfato de alu-mínio.
48) E. A oxidação do açúcar é representada por:
CH2O + O2 • CO2 + H2O 1 mol CH2O = 30g ------- 1 mol O2 = 32g10mg/L ------------------------- x :. x= 10,7 mg/L
de O2
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5SOLUÇÕES: CONCEITOS BÁSICOS
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49) D. As moléculas da varfarina ficam dissolvidas
no plasma, que correspondem a 60% do sangue em volume (60% de 5 litros = 3 litros de plasma). A concentração máxima segura é de 4mg/L, logo a quantidade máxima é 4mg/Lx3L=12mg.
O fármaco é administrado por via intraveno-sa na forma de solução aquosa, com concentra-ção de 3,0 mg/mL:
3 mg ------- 1 mL12 mg ------- x :. x = 4,0 mL
Desafiando:50) D. A parte apolar presente na molécula de sabão é hidrofóbica (imiscível com água) e por isso se une às partículas de sujeira da superfície a ser limpa. Já a parte polar (hidrofílica) se une a molécula de água e arrasta a sujeira presente. Juntas, as partes polares e apolares formam a micela (partícula coloidal).
Habilidades do ENEM:51) C
Habilidades do ENEM:
52) D
53) a) 6,12 1010 gb) Considerando a mesma massa do navio “Pa-namax”, quanto maior a densidade da solução, menor o volume de água deslocada, ou seja, o volume e a densidade são grandezas inversa-mente proporcionais:
d V = ctedA VA = dB VBdA Abase hA = dB Abase hB1,02 g/mol 10 m = 1,0 g/mL hBhB = 10,2 mComo o calado máximo é de 12 m, o “Pana-
max” pode atravessar o canal.
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SOLUÇÕES: DILUIÇÃO, MISTURAS E REAÇÕES
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ORIENTADOR METODOLÓGICO
Soluções: diluição, misturas e reações
Objetivos de aprendizagem:• Efetuar cálculos envolvendo a diluição de so-
luções;• Efetuar cálculos envolvendo mistura de so-
luções.
Praticando:1) C
m1 = m2 :. C1V1 = C2V2 :. 20 x 100 = C2 x 500 :. C2 = 4 g/L.
2) D
3) BC1V1 = C2V2 :. 0,4 x 100 = 0,04 x (100 + VA) :. VA =
900 mL de água. (Para o volume final ser 100 + 900 = 1000 mL).
4) D C1V1 = C2V2 :. 3,68 x 1 = C2 x 4 :. C2 = 0,92 g/L 1 mol de Na ------ 23 gx ------------ 0,92 g :. x = 0,04 mol/L = 40 milimol/L
5) C1V1 + C2V2 = C3V3 :. 3 x 50 + 2 x 150 = C3 x 200 :. C3 = 2,25 g/L.
6) BM1V1 + M2V2 + M3V3 = M4V4 :. 0,50 x 25 + 0,30 x
35 + 0,25 x 10 = M4 x 70 :. M4 = 0,36 M
7) CM1V1 + M2V2 = M3V3 :. 5 x 60 + 2 x 300 = M3 x 360
:. M3 = 2,5 M.
8) C1V1 = C2V2 :. 25 x V1 = 10 x (V1 + 300) :. V1 = 200L (volume inicial)
Volume total de soro obtido: 200 + 300 = 500L.
9) A1 – M1V1 = M2V2 :. 0,3 x 200 = M2 x 300 :. M2 =
0,20 mol/L
2 – M1V1 = M2V2 :. 0,3 x 200 = M2 x 200 :. M2 = 0,30 mol/L
3 – M1V1 = M2V2 :. 0,3 x 100 = M2 x 200 :. M2 = 0,15 mol/L
10) NaCl : C1V1 = C2V2 :. 10 x 200 = C2 x 500 :. C2 = 4 g/L
KCl : C1V1 = C2V2 :. 25 x 300 = C2 x 500 :. C2 = 15 g/L
11) NaNO3 : M1V1 = M2V2 :. 5 x 50 = M2 x 200 :. M2 = 1,25 mol/L
KCl : M1V1 = M2V2 :. 2 x 150 = M2 x 200 :. M2 = 1,50 mol/L
12) a) 2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2OnB = 0,2 x 0,2 = 0,04 mol de NaOHnA = 0,2 x 0,2 = 0,04 mol de H2SO4
Como a proporção entre NaOH e H2SO4 é 2:1, é necessário que se tenha o dobro de mols da base para a solução resultante ser neutra. Como isso não ocorre, o ácido não é totalmente neutra-lizado e a solução final é ácida. b) 0,04 mol de NaOH reagirá com 0,02 mol de H2SO4 (respeitando a proporção 2:1), sobrando 0,02 mol de H2SO4 no volume final de 400 mL:
M = 0,02/0,4 = 0,05 mol/L de HCl na solução fi-nal.
13) a) 2 HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 H2O nA = 0,05 x 0,4 = 0,02 mol de HClnB = 0,05 x 0,4 = 0,02 mol de Ca(OH)2
Como a proporção entre HCl e Ca(OH)2 é 2:1, seria necessário o dobro de mols de HCl em re-lação a quantidade de mols de Ca(OH)2 para a solução final ser neutra. Pelas quantidades cal-culadas, temos excesso de Ca(OH)2 e, por isso, a solução final será básica.b) 0,02 mol de HCl reagirá com 0,01 mol de Ca(OH)2, sobrando 0,01 mol de Ca(OH)2 em 100 mL de solução:
M = 0,01/0,1 = 0,1 mol/L de Ca(OH)2.
14) AHCl + NaOH → NaCl + H2O
MA . x . VA = MB .x .VB :. 0,1 .1 . 5 = 1 .1 .VB :. VB = 0,5 mL
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6SOLUÇÕES: DILUIÇÃO, MISTURAS E REAÇÕES
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15) Ca(OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2OMA .x . VA = MB .x .VB :. 0,01 .1 . 5 = MB .2 .10 :.
MB = 0,0025 mol/L de Ca(OH)2
1 mol Ca(OH)2 ------ 74 g0,0025 mol ----------- x :. x = 0,185 g/L
16) BA reação que ocorre é:HCl + NaOH → NaCl + H2OO número de mols de HCl é igual ao número
de mols de NaOH: nA = nBnA = MAx VA = 0,1 x VnB = MB x VB
Calculando o volume de solução básica:60 ----- V40 ----- VB :. VB = (40 x V)/60 :. VB = 2/3 x VnA = nB :. 0,1 x V = MB x 2/3 x V :. MB = 0,15
mol/L.
17) DCaCO3(s) + H2SO4(aq) → CaSO4(aq) + CO2(g) + H2O(I)
Como podemos ver, a proporção estequio-métrica entre o sal e o ácido é 1:1.
Número de mols de CaCO3: n = m/MM = 25/100 = 0,25 mol
O número de mols de H2SO4 será 0,25 também: M = n/V :. V = n/M = 0,25/0,50 = 0,5 L = 500 mL.
18) CA proporção estequiométrica entre o sulfato
e o chumbo é 1:1.Nitrato de chumbo [Pb(NO3)2]: fornece 1 mol
de Pb2+
Sulfato de potássio [K2SO4]: fornece 1 mol de SO2
2-
Como temos concentrações iguais de nitrato de chumbo e de sulfato de potássio, para termos a mesma quantidade de mols de íons chumbo e de sulfato o ideal é que o volume das soluções seja a mesma. Caso contrário, teremos um rea-gente em excesso na solução final. Temos que optar pela alternativa que possui o maior entre os valores mínimos de volumes, pois este será o reagente limitante (a reação para quando esse reagente acaba).
Entre as alternativas, temos como valores mínimos 5, 10 e 15. Portanto, a letra C é a que forma a maior quantidade de PbSO4.
Aprofundando:19) Hipoclorito de sódio: NaClO. Massa molar = 74,5 g/mol
1 mol ------- 74,5 gx ------------- 0,149 g :. x = 0,002 mol de NaClOM1V1 = M2V2 :. 0,002 x 4.000 = M2 x 40.000 :.
M2 = 0,0002 mol/L de NaClONaClO(s) → Na+(aq) + ClO–
(aq)
1 mol NaClO ------- 1 mol ClO–
2 x 10–4 mol -------- 2 x 10–4 molA molaridade de ClO– na piscina é 2 x 10–4
mol/L.
20) a) 1 gota = 4,575 mg de sacarina40 gotas = 4,575 x 40 = 183 mg de sacarina1 mol ----- 183 g x ------- 183 x 10–3g :. x = 1,0 x 10–3 molM = mol/Volume = 1,0 x 10–3/0,2 = 0,005
mol/L.b) 1/3 de 0,005 = 0,00167
M1V1 = M2V2 :. 0,005 x 200 = 0,00167 x V2 :. V2 = 600 mL (é o volume final)
Quantidade que deve ser adicionada: 600 – 200 = 400 mL.
21) BM1V1 = M2V2 :. 2 x 10–2 x V1 = 1 x 200 :. V1 =
10000 ml = 10 L. (volume inicial)Volume evaporado: 10 – 0,2 = 9,8 L.Vale lembrar que, em diluições e em evapo-
rações, o número de mols de soluto não sofre alteração.
22) (F) Número de mols de soluto: M = n/V :. n = M x V = 0,1 x 1 = 0,1 mol.
(V) Massa molar do Al2(SO4)3= 342 g/mol; Se em 1 mol temos 342 gramas, em 0,1 mol tere-mos 34,2 gramas de soluto.
(F) A solução ficará 10 vezes mais diluída, pois o volume aumentou 10 vezes: M1V1 = M2V2 :. 0,1 x 25 = M2 x 250 :. M2 = 0,01 mol/L.
(V) Al2(SO4)3 → 2 Al3+ + 3 SO4
2-
(V) A dissociação de 1 mol de Al2(SO4)3 pro-duz 2 mols de Al3+. Quando 20% de 0,1 mol de Al2(SO4)3 está dissociado, temos 0,04 mol/L de Al3+.
EM3Q
UI0
6
SOLUÇÕES: DILUIÇÃO, MISTURAS E REAÇÕES
7
23) CV1 + V2 = 400 :. V2 = 400 – V1M1V1+ M2V2 = M3V3 :. 4 x V1 + 1,5 x (400 –
V1) = 2,5 x (400) :. V1 = 160 mLV2 = 400 – 160 = 240 mL
24) CHCl → H+ + Cl-HI → H+ + I-1 mol de HCl ionizado fornece 1 mol de H+,
assim como 1 mol de HI.HCl: n = M1V1 = 0,2 x 0,1 = 0,02 molHI : n = M1V1=0,4 x 0,25 = 0,1 mol Quantidade total de mols de H+ = 0,02 + 0,1
= 0,12 molVolume total = 100 + 150 + 250 = 500 mLMolaridade: M = n/V = 0,12/0,5 = 0,24 mol/L.
25) AMassa molar do ácido lático: 90 g/mol1 mol ---- 90 g x ------- 1,8 g :. x = 0,02 mol/L (concentração
molar do ácido lático)MA . x . VA = MB .x .VB :. 0,02 .1 . 500 = 0,5 .1
.VB :. VB = 20L de solução de NaOH.
26) CAl2(SO4)3→ 2 Al3+ + SO42–Massa molar do Al2(SO4)3= 342 g/mol1 mol ------ 342 g x --------- 3078 g :. x = 9 mol de Al2(SO4)3. 1 mol de Al2(SO4)3 -------- 2 mols de Al3+9 mols de Al2(SO4)3 ---------- y :. y = 18 mols
de Al3+Molaridade: M = n/V = 18/450 = 0,04 mol/L
de Al3+
27) EH2SO4: Massa molar = 98 g/molNúmero de mol vindo da solução: M = n/V :.
n = M x V = 3 x 0,010 = 0,030 molNúmero de mol em 0,245 g: n = m/MM =
0,245/98 = 0,0025 molNúmero total de mol de H2SO4 = 0,030 +
0,0025 = 0,0325 molMolaridade: M = n/V = 0,0325/0,065 = 0,5
mol/L
28) D.13g-----25mL x--------100mL :. x = 52g/100mL H2O : O sal é
o nitrato de potássio (KNO3).
29) O óxido de cálcio(CaO(s)) não altera signifi-cativamente o volume da solução neutraliza-da, a contrário dos demais neutralizantes que se apresentam como soluções; o sal formado, CaSO4, é insolúvel e, por isso, não leva à alta concentração de íons:CaO(s) + H2SO4(aq) → CaSO4(s) + H2O(l)
30) a) Do gráfico, extraímos que as solubilida-des, a 90°C são:
NaCl: 40g NaClO3: 170gH2O: 100gTotal: 310g de solução. Como na cuba a
massa da solução também é de 310g, as massas de NaCl e de NaClO4 são 40g e 170g, respectiva-mente.
b) Pelo gráfico, a massa que continua em solução, a 25°C, é de 38g de NaCl e 100g de Na-ClO3. Assim, a massa de material cristalizado é formada por 2g (40=38) de NaCl e 70g (170-100) de NaCl3. Pureza = 97,2%.
c) A dissolução do NaClO3 é um processo endotérmico (absorve calor), pois a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura.
31) Sulfato de potássio: K2SO42 x 39 g de K ------- 32 g de S 312 x 10-3 g de K --------- x :. x = 128 mg de S.Sulfato de magnésio: MgSO424 g de Mg ------- 32 g de S48 x 10-3 g de Mg ------ y :. y = 64 mg de S.Massa de S em 1 L: 128 + 64 = 192 mg/L
32) BQuantidade se SiF4 produzida:Nas CNTP: 1 mol = 22,4 Lx ----- 1,12 L :. x = 0,05 mol de SiF4Pela estequiometria da reação: 4 HF ------ 1 SiF4y -------- 0,05 SiF4 :. y = 0,20 mol de HF.
M = n/V :. V = n/M = 0,20/2 = 0,1 L = 100 mL.
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6SOLUÇÕES: DILUIÇÃO, MISTURAS E REAÇÕES
8
33) Nitrogênio:C1V1 + C2V2 = C3V3 :. 100 x V1 + 0 x (100-V1) =
0,1 x 100 :. V1 = 0,1L (volume utilizado do frasco I)Potássio:C1V1 + C2V2 = C3V3 :. 70 x 0,1 + 10 x V2 = 0,1 x
100 :. V2 = 0,3 L (volume utilizado do frasco II)Fósforo:30 x 0,1 + 80 x 0,3 = C3 x 100 :. C3 = 0,27 g/L
de fósforo.
34) Ca(OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2OMA .x . VA = MB .x .VB :. 0,01 .1 . 5 = MB .2 .10
:. MB = 0,0025 mol/L de Ca(OH)2
1 mol Ca(OH)2 ------ 74 g
0,0025 mol ----------- x :. x = 0,185 g/L
35) CSolução 2: C1V1 = C2V2 :. 0,80 x 15 = C2 x 100 :.
C2 = 0,12 g/LSolução 3: C2V2 = C3V3 :. 0,12 x 5 = C3 x 100 :.
C3 = 0,006 g/L
36) C
37) C
38) C
Desafiando:39) D
Habilidade do ENEM:40) D.
Início: 800kg total, sendo 20% (ou seja, 160kg) de etanol.
Na destilação: 100kg total, sendo 96kg de etanol.
Resíduo: 800 – 100 = 700kg total, sendo 64kg de etanol (160-96).
700kg ---- 100% 64kg ---- x :. 9,1%.
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7
TERMOQUÍMICA E CINÉTICA QUÍMICA: TROCAS DE CALOR E FATORES QUE INTERFEREM NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES
9
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Termoquímica e cinética química: trocas de calor e fatores que interferem na velocidade das reações
Objetivos de aprendizagem:• Interpretar os fatores que influenciam o ΔH
da reação; • Calcular o ΔH de uma reação usando a Lei
de Hess e as entalpias padrão de formação, com-bustão e energia de ligação;
• Relacionar as quantidades de substâncias (massa, mol, volume etc.) com quantidades de calor liberado ou absorvido nas reações quími-cas;
• Analisar a influência de natureza dos rea-gentes, temperatura, pressão, concentração dos reagentes, superfície de contato, presença ou ausência de catalisador;
• Diferenciar reação elementar e não elemen-tar e deduzir as expressões de velocidade a par-tir de dados experimentais.
Praticando:1) B
2) D
3) a) Etapa endotérmica: II → III; Etapas exotérmicas: I → II e III → IV b) ΔH= HHETAPA IV – HETAPA I =(–440) – (–400)= – 40 Kj
4) B6,0Kg= 6000g1g ––––––––– 9Kcal 12 Kcal –––––––––––1 min6000g ––––––––––– x 54000 Kcal –––––– tX = 54000Kcal t = 4500 min = 4,5 x 103min
5) AI– ΔHI = (–1) x ΔH0 = 106,12 KJII – ΔHII = 2 x ΔH0 = –212,24 KJIII – ΔHIII = (–2) x ΔH0 = 212,24 KJ
6) LiOH + LiOH.H2O + CO2 → Li2CO3 + 2H2O
7) C2H6O + 3O2 → 2 CO2 + 3H2OΔH = [2x(–94,1) + 3x(–68,5)] – [(–66,2)] = 65,5 Cal
8) 3,09Kcal
9) D
10) C
11) 0,40 mol.L–1.min–1
12) E
13) B
14) B
15) A
16) A
17) E
18) A velocidade ficará oito vezes maior.
19) B
Aprofundando:20) D
21) A
22) A
23) C
24) D
25) E
26) B
27) D
28) B
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UI1
7TERMOQUÍMICA E CINÉTICA QUÍMICA: TROCAS DE CALOR E FATORES QUE INTERFEREM NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES
10
29) ΔH = (744 × 2 + 348 + 413 + 357 + 462) – (744 × 3 + 413 × 2) = 3068 - 3058 = 10 kJ
1 mol → 10 kJ0,005 → mol xx = 0,05 kJNúmero de oxidação do carbono: 0
30) ½H2(g) + ½Cl2(g) → HCl(g) ΔH° = - 92,5 kJ × mol−1
+ HCl(l) → ½H2(g) + ½Cl2(g) ΔH° = + 108,7 kJ × mol−1
HCl(l) → HCl(g) ΔH° = + 16,2 kJ × mol−1SolidificaçãoCondensação ou liquefação.
Habilidades do ENEM:31) B
Habilidades do ENEM:32) B
Habilidades do ENEM:33) D
Habilidades do ENEM:34) C
35) D
36) D
37) B
38) B
39) V = K[NO2][O3]
40) B
41) A velocidade dobrará.
42) D
43) A
44) D
45) a) O ferro sofre oxidação quando exposto ao ar úmido formando a ferrugem (que incorpora o oxigênio e a água ao ferro).
2Fe(s) + O2(g) + n H2O(v) Fe2O3 . n H2O(s)
b) A curva B, pois quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade.
46) D
Habilidades do ENEM:47) B
Desafiando:48) C
49) A
50) E
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8
EQUILÍBRIO QUÍMICO: ESTUDO DO EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES QUÍMICAS
11
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Equilíbrio químico: estudo do equilíbrio das reações químicas
Objetivos de aprendizagem:• Escrever a expressão da constante de equi-
líbrio em função da concentração Kc e pressão parcial Kp;
• Relacionar Kc e Kp com a extensão da re-ação e efetuar cálculos simples envolvendo Kc;
• Interpretar e aplicar o princípio de Le Cha-telier: fatores que alteram o equilíbrio químico;
• Definição da constante de ionização, grau de ionização e diluição de Ostwald.
Praticando:1) B
2) KC = 8
3) E
4) C
5) D
6) a) KP = P(CO2) . [P(H2)]4 / P(CH4) . P(H2O)2 b) P(CO2) = 1,185 atm
7) D
8) a) [H2]=[Cl2]= 3,2M [HCl]=1,6M b) 4
9) D
10) C
11) a) HNO2 ►H2O H+ + NO–
2 H3CCOOH ►
H2O H+ + H3CCOO– HCN ►
H2O H+ + CN–
HF ►H2O H+ + F–
b) HNO2: Ki = [H+] . [NO–
2]
[HNO2]
H3CCOOH: Ki = [H+] . [H3CCOO–]
[H3CCOOH]
HCN: Ki = [H+] . [CN–]
[HF]c) HCN < H3CCOOH < HNO2 < HF
12) A
13) B
14) B
Aprofundando:15) C
16) B
17) D
18) O aumento da umidade relativa do ar e da concentração de CO2.
19) D
Habilidades do ENEM:20) D
21) B
22) D
23) A
24) A
25) C
26) E
27) a) KC = 0,005 b) A reação é endotérmica porque um au-
mento da temperatura leva a um aumento na concentração de HCN no equilíbrio.
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8EQUILÍBRIO QUÍMICO: ESTUDO DO EQUILÍBRIO DAS REAÇÕES QUÍMICAS
12
28) E
29) A
30) A
31) D
32) C
Desafiando:33) C
13
Lítio
Be 49
BerílioMg 1224
MagnésioCa 2040
CálcioSr 38
Estrôncio
7
Ba 56
137
BárioRa 88
(226)
Rádio
Fr 87
(223)
Frâncio Cs 55
133
Césio Rb 37
85,5
Rubídio K 1939
Potássio Na 1123
Sódio
Sc 2145
EscândioY 3989
Ítrio
Hf 72
178,5
HáfnioRf
104
(261)
Rutherfódio Zr 4091
Zircônio Ti 2248
Titânio
V 2351
VanádioNb 4193
NióbioTa 73181
TântaloDb 105
262
Dúbnio
Sg 106
(263)
Seabórgio W 74184
Tungstênio Mo 4296
Molibdênio Cr 2452
Cromo
Mn
2555
ManganêsTc 43
(98)TecnécioRe 75186
RênioBh 107
(262)
Bóhrio
Hs
108
(265)
Hássio Os 76190
Ósmio Ru 44101
Rutênio Fe 2656
Ferro
Co 2759
CobaltoRh 45
103
RódioIr 77
192
IrídioMt
109
(268)Meitenério
Ni 28
58,5
NíquelPd 46
106,5
PaládioPt 78195
PlatinaDs 110
(281)
Darmstádio
Cu 29
63,5
CobreAg 47107
PrataAu 79197
Ouro
Uuh
111
(280)
Zn 30
65,5
ZincoCd 48
112,5
CádmioHg 80
200,5
Mercúrio
Uus
112
(285)
B 511
BoroAl 1327
AlumínioGa 3170
GálioIn 49115
ÍndioTi 81204
TálioUut
113
(284)
Ununtrio
Uuq
114
(289)
Ununquádio
Uup
115
271
Pb 82
207
Chumbo Sn 50119
Estanho Ge 32
72,5
Germânio Si 1428
Silício
C 612
Carbono
N 714
NitrogênioP 1531
FósforoAs 3375
ArsênioSb 51122
AntimônioBi 83209
Bismuto
Po 84
(209)
Polônio Te 52
127,5
Telúrio Se 3479
Selênio S 1632
Enxofre O 816
Oxigênio
F 919
FlúorCl 17
35,5
CloroBr 3580
Bromo
I 53127
ÍodoAt 85
(210)
Astato
Rn 86
(222)
Radônio Xe 5427
Xenônio Kr 3684
Criptônio Ar 1840
Argônio Ne 1027
Neônio He 24
Hélio
La 57
139
Latânio
Ce 58
140
Cério
Pr 59
141
Praseodímio
Nd 60
(145)
Neodímio
Pm 61
144
Promécio
Eu
62
152Európio
Sm
Samário
150
63
Gd 64157
Gadolínio
Tb 65
159
Térbio
Dy 66
162,5
Disprósio
Ho 67165
Hólmio
Er 68167
Érbio
Tm 69169
Túlio
Yb 70173
Intérbio
Lu 71175
Lutécio
Ac 89
227
Actínio
Th 90232
Tório
Pa 91231
Protactínio
U 92238
Urânio
Np 93
237
Netúnio
Pu 94
(244)
Plutônio
Am 95
(243)
Amerício
Cm 96
(247)Cúrio
Bk 97
(247)
Berquélio
Cf 98
(251)
Califórnio
Es 99(252)
Einstênio
Fm 100
(257)
Férmio
Md
101
(258)
Mendelévio
No
102
(259)
Nobélio
Lr 103
(262)
Laurêncio
SÍM
BO
LO
massa atôm
icaaproxim
ada
1,01,5
0,9
0,8
0,8
0,7
0,70,9
0,9
1,2
1,0
1,0
1,3
1,2
1,21,2
1,21,2
1,21,2
1,21,2
1,21,1
1,11,1
1,11,1
1,1
1,4
1,4
1,3
1,6
1,6
1,51,7
1,81,6
1,8
1,9
1,9
1,51,8
1,81,9
1,61,6
1,5
1,71,7
1,91,8
1,8
1,8
1,9
NOME I A
II A
III BIV
BV
BV
I BV
II BV
III BI B
II B
III AIV
AV
AV
I AV
II A
VIII A
Rg
Roentgênio
Cn
Coperníco
Ununpentioo
Ununhéxio
116117
Ununóctio118
Ununséptio
Uuo
GasesNobres
Metais
Semimetais
Halogênios
Ametais
57a 71
89a 103
2,2
2,22,2
2,22,2
2,22,4
1,9
272277
2,0
12,1
2,5
1,8
1,8
1,9
2,0
2,1
3,03,5
2,5
2,4
2,1
2,02,2
2,5
2,8
3,0
4,0
1,3
1,31,3
1,31,3
1,31,3
1,31,3
1,31,3
1,31,5
1,51,3
Li H
293
Hidrogênio 12
34
56
78
910
1112
1314
1516
1718
grupo
1234567
período
eletrone-gatividade
Núm
eroA
tômico
Lantanídeos
Actinídeos
87,5