Química Tito e Canto - Vol. 2 - 5ª Ed. 2009

Moderna PLUS
Química 2
Química na abordagem
do cotidiano
tito • canto
Francisco Miragaia Peruzzo (Tito)
Graduado em Química pelo Instituto de Química de Araraquara da
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).
Professor de Química em escolas de Ensino Médio e em cursos pré-vestibulares.
Eduardo Leite do Canto
Graduado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
Doutor em Físico-Química Orgânica pela Unicamp.
Professor de Química em escolas de Ensino Médio.
5 a edição

© Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto, 2009
Moderna PLUS
Coordenação de Projeto e Inovação: Sérgio Quadros, Sandra Homma
Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann
Edição de texto: Luis Fernando Furtado (coordenação),
Fabiana Eiko Shibahara Asano, Rebeca Yatsuzuka,
Manuel Carlos Garcez Kopenzynski, Edna Emiko Nomura, Horácio Nakazone
Assistência editorial: Josy Malone Simões Gomes, Paula Coelho Carvalho da Cruz
Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Homma
Projeto gráfico e capa: Everson de Paula, Marta Cerqueira Leite
Foto: Óleos essenciais. © Burke/Triolo/Brandx/Other
Images e Vidraria de laboratório contendo soluções
coloridas. © George Diebold/Getty Images
Coordenação de produção gráfica: André Monteiro, Maria de Lourdes Rodrigues
Coordenação de revisão: Elaine Cristina del Nero
Revisão: Denise de Almeida, Magna Reimberg, Nancy H. Dias,
Sérgio Roberto Torres
Coordenação de arte: Wilson Gazzoni Agostinho
Edição de arte: Flavia Maria Susi, Fernanda Fencz, A+ Comunicação
Assessoria de projetos visuais: William Hiroshi Taciro
Edição de Infografia: Luis Fernando Furtado, Rebeca Yatsuzuka
Ilustrações: Adilson Secco, Nilson Cardoso, Setup Bureau Editoração Eletrônica
Cartografia: Alessandro Passos da Costa
Editoração eletrônica: Setup Bureau Editoração Eletrônica
Coordenação de pesquisa iconográfica: Ana Lucia Soares
Pesquisa iconográfica: Camila D’Angelo, Thais R. Semprebom,
Flávia Aline de Morais, Vera Lucia Barrionuevo, Carlos Luvizari,
Angélica Nakamura, Ana Carolina Muniz
As imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro
de Informação e Documentação da Editora Moderna
Coordenação de bureau: Américo Jesus
Tratamento de imagens: Rubens M. Rodrigues, Luiz C. Costa
Pré-impressão: Helio P. de Souza Filho, Marcio H. Kamoto
Coordenação de produção industrial: Wilson Aparecido Troque
Impressão e acabamento:
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Peruzzo, Francisco Miragaia
Química na abordagem do cotidiano / Francisco
Miragaia Peruzzo (Tito), Eduardo Leite do Canto.
– 5. ed. – São Paulo : Moderna, 2009.
Obra em 3 v.
Conteúdo: V. 1. Química geral e inorgânica –
v. 2. Físico-química – v. 3. Química orgânica
Bibliografia.
1. Química (Ensino médio) I. Canto, Eduardo
Leite do. II. Título.
09-07090 CDD-540.7
Índices para catálogo sistemático:
1. Química : Ensino médio 540.7
ISBN 978-85-16-07411-1
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Todos os direitos reservados
EDITORA MODERNA LTDA.
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Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510
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2011
Impresso na China
1 3 5 7 9 10 8 6 4 2

Apresentação
Com muito orgulho apresentamos a 5 a edição da obra
Química na abordagem do cotidiano, que passa a integrar
o Moderna Plus, projeto que incorpora várias inovações à coleção.
O conteúdo de cada ano letivo foi encadernado
separadamente em três Partes. Cada Parte é dividida em
Unidades, identificadas por letras, cada qual organizada
em torno de um tema central. Os Capítulos são divididos
em Seções e apresentam vários recursos visuais, como
representações esquemáticas, fotografias de experimentos,
de modelos e de situações que possibilitam aproximar do
cotidiano a abordagem da Química.
As listas de Objetivos e de Termos e conceitos descrevem
o que será estudado em cada Seção e norteiam o estudo,
sinalizando os pontos centrais de cada tema. Mapas conceituais
permitem encadear conceitos em momentos oportunos.
Os Exercícios essenciais contemplam os vestibulares
de diversas regiões brasileiras. Estão inseridos logo após um
conjunto de pequenos itens e podem ser utilizados em classe
e/ou como tarefa, a critério do professor.
Ao final de cada Unidade, o Estabeleça conexões
apresenta o Mapa conceitual da Unidade, proporcionando
uma visão geral do que foi estudado, e um Revise, relacione e
resolva, que propõe um exercício mais elaborado para integrar
o que acabou de ser visto a conhecimentos anteriores e oferece
um roteiro de revisão para diferentes partes da disciplina.
No Portal Moderna Plus há vários outros recursos para
complementação e ampliação dos temas, como os Exercícios
adicionais, que têm por objetivo a revisão do tema, o
estabelecimento de inter-relações, a aplicação dos conceitos
a novas situações e o estudo para as avaliações. No Portal
Moderna Plus também existem animações, simuladores, modelos
moleculares tridimensionais e atividades adicionais de revisão.
Os aspectos relacionados às recentes descobertas científicas
e às modernas linhas de pesquisa e suas aplicações tecnológicas
e cotidianas são apresentados na Seção Informe-se sobre
a Química, no Portal Moderna Plus.
Agradecemos aos colegas que muito nos têm honrado
com a adoção de nossos livros e convidamos a todos —
os que já adotam ou que ainda não — para a análise desta
5 a edição, cujo objetivo continua sendo o de tornar mais fácil,
eficiente e prazeroso o ensino e o aprendizado da fantástica
ciência que é a Química.
Tito Peruzzo e Eduardo Canto

organização deste livro
A Coleção Moderna Plus Química é
composta de três livros. O conteúdo
de cada volume é encadernado
separadamente em três partes: Parte I,
Parte II e Parte III.
Assim, você leva para a sala de aula
apenas a Parte na qual está o conteúdo em
estudo.
Abertura de Parte
Cada Parte está organizada
em Unidades, com seus
respectivos Capítulos.
Abertura de Unidade
No início de cada
Unidade há indicação
do tema sobre o qual os
Capítulos que ela reúne
serão trabalhados.
Abertura de Capítulo
Cada abertura de
Capítulo apresenta
imagem retratando
situações cotidianas
com a Química ou que
propicia a aquisição
de informações sobre
assuntos relacionados
ao Capítulo.
Há uma breve
descrição do que será
estudado no Capítulo
e um foco (objetivo)
para cada Seção
do Capítulo.
Alguns temas foram
destacados com infografias,
criando oportunidade para
você exercitar a leitura
de imagens.
Cada infográfico
apresenta algumas
questões que
possibilitam o estudo
do tema proposto.

Abertura de Seção
Cada Capítulo é
organizado em Seções.
No início de cada Seção,
existe a descrição
dos seus Objetivos e
também dos Termos e
Conceitos envolvidos
em seu estudo.
Os Termos e Conceitos
são retomados no
Caderno do Estudante,
promovendo
revisitação dos temas
do Capítulo. Desta
maneira, você tem uma
visão geral sobre a
Seção que irá estudar.
Boxes
Lembretes para o aluno e
observações aparecem em
boxes em cor laranja.
Boxes verdes contêm
destaques para curiosidades
e complementações teóricas.
Exercícios essenciais
Aparecem ao longo do Capítulo e são
planejados para serem executados
em classe e/ou como tarefa pós-aula.
Há também nesta Seção exercícios
resolvidos, facilitando a compreensão.
Foram selecionadas questões de
vestibulares de várias regiões do país.
Estabeleça
Conexões
Seção que organiza
cada fechamento
de unidade,
apresentando um
Mapa Conceitual
da Unidade e um
Revise, relacione e
resolva.
O Mapa conceitual
propõe uma revisão
e conexão entre os
conceitos estudados
na unidade.
Revise, relacione e resolva
Favorece a retomada de temas e estabelece
relação entre diferentes partes da Química.
Nesta Seção, há um roteiro para o aluno fazer
sua revisão e solucionar o exercício.
Conteúdo digital Moderna Plus
Ícone com indicação de conteúdo digital no
portal do Projeto Moderna Plus, como leituras
complementares, animações, exercícios extras,
simulações e vídeos relativos ao tema estudado.

SUMÁRIO gERAl
PARTE
I
Unidade A
Concentração das soluções
Capítulo 1
As misturas 14
Seção
1.1 As misturas, 16
1._ Em busca de um critério de classificação _ 16
1.2 As dispersões, 18
1._ Classificando as dispersões ____________ 19
1.3 As soluções, 22
1._ Classificando as soluções ______________ 22
Capítulo 2
Expressando a concentração
das soluções aquosas 25
Seção
2.1 Material de vidro para medida
de volume, 26
2.2 O preparo de uma solução aquosa em
laboratório, 27
2.3 Concentração comum, 28
2.4 Densidade de solução 3 concentração
comum, 30
Capítulo 3
Concentração em quantidade
de matéria 33
Seção
3.1 Concentração expressa em mol/dm 3 , 34
1._ O preparo de uma solução aquosa ______ 34
2._ Conceituação de concentração em
quantidade de matéria _________________ 35
Capítulo 4
Outras expressões de concentração 39
Seção
4.1 Título e porcentagem, 40
1._ Título em massa ________________________ 40
2._ Porcentagem em massa ________________ 40
3._ Título em volume _______________________ 41
4._ Porcentagem em volume _______________ 42
4.2 Partes por milhão (ppm) em massa
e em volume, 43
4.3 A concentração da água oxigenada,
H 2 O 2 (aq), 47
4.4 Fração em quantidade de matéria (x), 48
Capítulo 5
Diluição e mistura de soluções
sem reação 49
Seção
5.1 Diluição de soluções, 50
1._ Diluição de soluções
(nível macroscópico) ___________________ 50
2._ Diluição de soluções
(nível microscópico) ____________________ 51
3._ Diluição de soluções (os cálculos)_______ 51
5.2 Molalidade (W), 54
1._ Não confunda M com W ________________ 54
5.3 Mistura de soluções de mesmo soluto
e mesmo solvente, 55
5.4 Mistura de soluções de mesmo solvente e
solutos diferentes sem reação química, 57
Capítulo 6
Estequiometria envolvendo
soluções aquosas 59
Seção
6.1 Mistura de soluções de mesmo solvente e
solutos diferentes com reação química, 60
6.2 Titulação ácido-base, 64
1._ A titulação ácido-base em nível
macroscópico _________________________ 65
2._ A titulação ácido-base em nível
microscópico __________________________ 66
3._ Veja agora como é feita a titulação de um
ácido __________________________________ 66
Unidade B
Propriedades coligativas
Capítulo 7
Pressão de vapor de um líquido 72
Seção
7.1 Conceito de pressão de vapor de um
líquido, 73
1._ Investigando a pressão de vapor _______ 73
2._ Fatores que acarretam alteração na
pressão de vapor de um líquido _________ 74

3._ O volume das fases não afeta a pressão
de vapor de um líquido _________________ 76
7.2 Temperatura de ebulição
de um líquido, 79
1._ A ebulição da água _____________________ 80
2._ Comparando pontos de ebulição
de líquidos diferentes __________________ 82
3._ Cozinhando mais rápido ________________ 82
7.3 Diagrama de fases de uma substância
pura, 84
1._ Diagrama de fases da água _____________ 84
2._ Interpretação do diagrama de fases
da água _______________________________ 85
Capítulo 8
Propriedades coligativas para
solutos não voláteis 90
Seção
8.1 O efeito tonoscópico, 91
1._ O conceito de propriedades
coligativas ____________________________ 91
2._ O conceito de efeito tonoscópico _______ 91
3._ A Lei de Raoult _________________________ 92
4._ Interpretação microscópica da
Lei de Raoult __________________________ 93
8.2 Aumento da temperatura de ebulição
(ebulioscopia), 95
8.3 Abaixamento da temperatura de
solidificação (crioscopia), 96
8.4 Analisando a ebulição e o congelamento
através de gráficos, 97
Capítulo 9
Pressão osmótica 100
Seção
9.1 Membranas semipermeáveis, 101
9.2 Osmose, 102
1._ O conceito de osmose ________________ 102
2._ Interpretação microscópica
da osmose __________________________ 102
9.3 Pressão osmótica, 103
9.4 Osmose reversa e purificação
da água, 104
1._ Técnicas de purificação da água ______ 104
2._ Osmose reversa _____________________ 105
3._ Usos e aplicações da osmose
reversa ______________________________ 106
Capítulo 10
Propriedades coligativas para
soluções eletrolíticas 109
Seção
10.1 Propriedades coligativas para soluções
de eletrólitos não voláteis, 110
10.2 A linguagem matemática da ebulioscopia
e da crioscopia para solutos de natureza
molecular e iônica, 114
Unidade C
Oxirredução
Capítulo 11
Número de oxidação 118
Seção
11.1 Oxidação e redução, 120
1._ Analisando a obtenção de hidrogênio
em laboratório _______________________ 120
2._ O conceito de oxidação e o de redução 121
11.2 O conceito de número de oxidação , 122
1._ Número de oxidação em íons
monoatômicos _______________________ 122
2._ O conceito de eletronegatividade _____ 124
3._ Número de oxidação em espécies com
ligação covalente ____________________ 126
11.3 Regras para a determinação do
número de oxidação, 128
Capítulo 12
Reações de oxirredução 133
Seção
12.1 Oxirredução, 134
1._ Oxidação, redução e número de oxidação 134
2._ Definição de reação de oxirredução ___ 134
12.2 Agente oxidante e agente redutor, 137
12.3 Oxidação de metais por ácidos ou por sais
específicos, 138
Capítulo 13
Balanceamento de equações
de oxirredução 143
Seção
13.1 Elétrons se conservam, 144
13.2 Exemplos do balanceamento de equações
de oxirredução, 145
13.3 Resumindo as sugestões apresentadas, 149

SUMÁRIO gERAl
PARTE
II
Unidade D
Pilhas
Capítulo 14
Celas galvânicas (pilhas) 154
Seção
14.1 Introdução, 155
14.2 Celas eletroquímicas, 156
14.3 Estudo das celas galvânicas, 157
1._ A pilha de Daniell: um modelo
para começar ________________________ 157
2._ O funcionamento da pilha de Daniell __ 159
3._ O papel da ponte salina ______________ 160
4._ Nomenclatura dos eletrodos em uma
cela galvânica _______________________ 161
5._ Representação esquemática para uma cela
galvânica ____________________________ 161
Capítulo 15
Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações 165
Seção
15.1 Potencial-padrão de semicela, 166
1._ A semicela adotada como referencial em
Eletroquímica ________________________ 166
2._ O conceito de potencial-padrão
de semicela _________________________ 167
3._ Medida do potencial-padrão de uma
semicela ____________________________ 167
4._ Interpretação dos potenciais-padrão
de semicela _________________________ 168
15.2 Aplicações da tabela de
potenciais-padrão, 170
1._ Previsão da força eletromotriz
de uma pilha _________________________ 170
2._ Comparação da força de oxidantes
e redutores __________________________ 172
3._ Espontaneidade de reações
de oxirredução _______________________ 175
15.3 Corrosão de metais e sua prevenção, 178
1._ O fenômeno da corrosão metálica ____ 178
2._ A proteção de uma superfície metálica
contra a corrosão: galvanização ______ 181
Capítulo 16
Pilhas e baterias comerciais 185
Seção
16.1 Pilha seca comum (pilha de Leclanché), 186
16.2 Pilha alcalina, 187
16.3 Pilha de mercúrio, 188
16.4 Bateria de automóvel ou acumulador
de Planté, 189
16.5 Bateria de níquel-cádmio (nicad), 191
16.6 Bateria de níquel-hidreto metálico, 192
16.7 Pilha de lítio ou pilha de lítio-iodo
(marca-passo cardíaco), 192
16.8 Células de combustível, 193
Unidade E
Eletrólise
Capítulo 17
Celas eletrolíticas 198
Seção
17.1 Conceito de eletrólise, 199
17.2 Eletrólise ígnea, 200
17.3 Nomenclatura dos eletrodos em uma cela
eletrolítica, 201
17.4 Pilha e eletrólise envolvem fenômenos
inversos, 202
17.5 Eletrólise aquosa, 204
1._ Eletrólise de uma solução aquosa
de NiC 2 _____________________________ 205
2._ Eletrólise de uma solução aquosa
de AgNO 3 ____________________________ 205
3._ Eletrólise de uma solução aquosa
de KI ________________________________ 206
4._ Eletrólise de uma solução aquosa
de Na 2 SO 4 ___________________________ 206
Capítulo 18
Aplicações da eletrólise e noções
de metalurgia 209
Seção
18.1 Aplicações da eletrólise, 210
1._ Galvanoplastia _______________________ 210
2._ Anodização __________________________ 212
3._ O refino eletrolítico do cobre _________ 212
4._ Obtenção de substâncias
de interesse _________________________ 213

18.2 Noções de metalurgia, 216
1._ Metalurgia e potenciais de eletrodo
para a redução ______________________ 216
2._ Ouro, platina, prata, mercúrio
e cobre ______________________________ 217
3._ Ferro, estanho, zinco e chumbo _______ 217
4._ Crômio e manganês __________________ 218
5._ Alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio _ 219
Capítulo 19
Estequiometria das reações
eletroquímicas 221
Seção
19.1 Carga elétrica, corrente elétrica
e a Constante de Faraday, 222
19.2 A Lei de Faraday, 223
1._ Exemplo envolvendo uma eletrólise ____ 225
2._ Exemplo envolvendo uma pilha ________ 226
Unidade F
Termoquímica
Capítulo 20
Entalpia e variação de entalpia 234
Seção
20.1 Calor e unidades para expressá-lo, 236
1._ O conceito de calor __________________ 236
2._ Há processos que liberam e outros que
absorvem calor ______________________ 236
3._ Noção sobre como são feitas medidas
de quantidade de calor _______________ 240
4._ O joule e o quilojoule _________________ 240
20.2 Entalpia e variação de entalpia, 241
1._ O conceito de entalpia (H) e de variação
de entalpia (DH) _____________________ 241
2._ Variação de entalpia em uma mudança
de fase ______________________________ 242
3._ Variação de entalpia em reações
químicas ____________________________ 244
4._ Equação termoquímica _______________ 247
Capítulo 21
lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação 253
Seção
21.1 A Lei de Hess, 254
21.2 Estado-padrão e variação
de entalpia-padrão, 259
21.3 Entalpia-padrão de combustão, 260
1._ Combustão e entalpia-padrão
de combustão (DH° c )__________________ 260
2._ Utilidade das entalpias-padrão
de combustão _______________________ 261
21.4 Entalpia-padrão de formação, 263
1._ Formação e entalpia-padrão de
formação (DH° f ) ______________________ 263
2._ A entalpia-padrão de formação
de algumas substâncias é nula! _______ 264
3._ Utilidade das entalpias-padrão
de formação _________________________ 265
Capítulo 22
Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica 268
Seção
22.1 Energia de ligação, 269
1._ Reação química, um rearranjo de átomos 269
2._ Energia média de ligação _____________ 269
3._ Utilidade das energias médias de ligação 270
22.2 Aspectos estequiométricos da
Termoquímica, 273
Unidade G
Cinética química
Capítulo 23
Quantificando a rapidez das reações 278
Seção
23.1 Rapidez (velocidade) média de formação
e de consumo, 279
23.2 Gráficos em cinética química, 283
1._ Gráficos de quantidade versus tempo _ 283
2._ Inclinação do gráfico e velocidade
média _______________________________ 285
3._ Inclinação do gráfico e velocidade
instantânea _________________________ 285
Capítulo 24
Fatores que afetam a rapidez
das reações 289
Seção
24.1 Efeito da concentração sobre
a rapidez, 290
1._ Por que a rapidez depende da
concentração? _______________________ 290
2._ Nem toda colisão é eficaz! ____________ 292
3._ Por que nem toda colisão é eficaz? ___ 292
4._ A energia de ativação ________________ 293

SUMÁRIO gERAl
24.2 Efeito da temperatura sobre a rapidez, 296
24.3 Efeito da superfície de contato sobre a
rapidez, 299
24.4 Efeito do catalisador sobre a rapidez, 302
1._ Catalisador e catálise ________________ 302
2._ Enzimas _____________________________ 303
Capítulo 25
lei cinética e teoria das colisões 307
Seção
25.1 Lei cinética, 308
1._ A expressão da lei cinética ___________ 308
2._ Exemplos de lei cinética ______________ 308
25.2 Teoria das colisões, 313
1._ Reações elementares e reações não
elementares _________________________ 313
2._ Lei cinética para reações elementares 314
3._ Lei cinética para reações não
elementares _________________________ 315
25.3 Mecanismo de atuação do catalisador, 317
1._ Catálise homogênea e heterogênea ___ 317
2._ O mecanismo de uma catálise
homogênea __________________________ 317
3._ O mecanismo de uma catálise
heterogênea _________________________ 318
PARTE
III
Unidade H
Equilíbrio químico
Capítulo 26
Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio 322
Seção
26.1 Conceito de equilíbrio químico, 324
1._ O equilíbrio químico é dinâmico _______ 324
2._ Como v 1 e v 2 variam com o tempo _____ 325
26.2 Constante de equilíbrio em função das
concentrações (K C ), 328
1._ Equacionando matematicamente o
equilíbrio ____________________________ 328
2._ Expressão matemática de K C _________ 328
3._ A unidade de K C ______________________ 329
4._ Espontaneidade de uma reação _______ 332
5._ Grau de equilíbrio ____________________ 333
6._ Verificando se um sistema está em
equilíbrio ____________________________ 336
26.3 Constante de equilíbrio em função das
pressões parciais (K P ), 338
1._ Expressão matemática de K P _________ 338
2._ Relação matemática entre K C e K P _____ 340
Capítulo 27
Princípio de le Chatelier 341
Seção
27.1 Efeito da concentração, 342
27.2 Efeito da pressão, 345
1._ Deslocamento de equilíbrio por
variação de pressão __________________ 345
2._ Um exemplo numérico de deslocamento
pela pressão _________________________ 346
27.3 Efeito da temperatura, 348
1._ Deslocamento de equilíbrio por
variação de temperatura _____________ 348
2._ Variação de K C com a temperatura ____ 349
3._ Um exemplo numérico de deslocamento
pelo aquecimento ____________________ 350
27.4 Efeito do catalisador, 353
27.5 Enunciado do Princípio de
Le Chatelier, 354
Unidade I
Equilíbrios iônicos
Capítulo 28
Equilíbrio em soluções
de eletrólitos 358
Seção
28.1 Constante de ionização, 359
1._ K a ___________________________________ 359
2._ K b ___________________________________ 360
3._ K a para diácidos, triácidos... ___________ 360
28.2 Lei da Diluição de Ostwald, 362
1._ Demonstração da Lei da Diluição
de Ostwald __________________________ 362
2._ Simplificação para eletrólitos fracos __ 363
3._ Demonstração de uma fórmula útil ____ 363
28.3 Efeito do íon comum, 366
28.4 Efeito do íon não comum, 367

Capítulo 29
pH e pOH 369
Seção
29.1 A concentração do solvente
e a constante de equilíbrio, 370
1._ A concentração do solvente é
praticamente constante _____________ 370
2._ Solvente não entra na
expressão de K C _____________________ 370
29.2 Produto iônico da água, 371
29.3 Meio neutro, meio ácido
e meio básico, 372
29.4 As escalas de pH e pOH, 374
29.5 Cálculo de pH de soluções
de ácidos ou bases, 380
29.6 Indicadores ácido-base, 384
Capítulo 30
Hidrólise salina 387
Seção
30.1 Previsão do caráter ácido-básico
de uma solução de sal, 388
30.2 O conceito de hidrólise salina, 391
30.3 Constante de hidrólise, 395
30.4 Cálculo do pH de solução de sal, 397
Capítulo 31
Solução-tampão 399
Seção
31.1 O conceito de solução-tampão, 400
31.2 Como funciona uma
solução-tampão, 401
31.3 O pH de uma solução-tampão, 402
Unidade J
Equilíbrios heterogêneos
Capítulo 32
Aspectos conceituais dos equilíbrios
heterogêneos 407
Seção
32.1 K C e K P para equilíbrios heterogêneos, 408
1._ Equilíbrios homogêneos 3
heterogêneos _______________________ 408
2._ A concentração de um sólido
é constante _________________________ 408
3._ K c para equilíbrios heterogêneos ______ 409
4._ K p para equilíbrios heterogêneos _____ 410
32.2 Deslocamento de equilíbrios
heterogêneos, 412
1._ Efeito da adição ou retirada
de um participante ___________________ 412
2._ Efeito das variações de pressão ______ 413
3._ Efeito das variações de temperatura __ 414
32.3 Dissolução de gases em líquidos, 417
1._ Efeito da temperatura ________________ 417
2._ Efeito da pressão ____________________ 418
Capítulo 33
Solubilidade e curva de solubilidade 421
Seção
33.1 Solubilidade, 422
1._ O conceito de solubilidade ____________ 422
2._ Solução não saturada e solução
saturada ____________________________ 423
3._ Solução supersaturada _______________ 424
33.2 Solubilidade e equilíbrio químico, 425
33.3 Curvas de solubilidade, 427
33.4 Solubilidade e temperatura, 428
Capítulo 34
Produto de solubilidade 431
Seção
34.1 O conceito de produto
de solubilidade, 432
34.2 Não confunda “solubilidade” com
“produto de solubilidade”, 433
34.3 Usando o K s para decidir se uma
solução é saturada ou não, 435
34.4 O efeito do íon comum na
solubilidade, 437
34.5 Uma representação gráfica
para o K s , 438
Unidade K
Radioatividade
Capítulo 35
Decaimentos radioativos 442
Seção
35.1 A descoberta da radioatividade, 444
35.2 Radioatividade é um fenômeno
nuclear, 446

SUMÁRIO gERAl
35.3 Estudo das emissões alfa,
beta e gama, 447
1._ A radiação a _________________________ 447
2._ A radiação b _________________________ 448
3._ A radiação g _________________________ 449
35.4 Poder de penetração das radiações, 453
35.5 Efeitos biológicos da radiação
ionizante, 454
35.6 Detecção da radiação, 455
Capítulo 36
Cinética dos decaimentos radioativos 457
Seção
36.1 Tempo de meia-vida, 458
36.2 Séries radioativas, 460
36.3 Algumas aplicações da radioatividade, 462
1._ Método de datação pelo carbono-14 __ 462
2._ Aplicações da radioatividade na
Medicina e em outras áreas __________ 464
Capítulo 37
Transmutação, fissão e
fusão nucleares 466
Seção
37.1 Transmutação nuclear, 467
37.2 Fissão nuclear, 470
1._ O que é fissão nuclear? ______________ 470
2._ A reação em cadeia __________________ 471
3._ A massa crítica ______________________ 471
4._ A bomba atômica ____________________ 472
5._ O funcionamento da bomba
atômica _____________________________ 473
6._ O reator nuclear _____________________ 473
7._ O lixo nuclear ________________________ 475
37.3 Fusão nuclear, 477

Unidade a
Concentração das soluções
capítulo 1 As misturas, 14
capítulo 2
capítulo 3
Expressando a concentração
das soluções aquosas, 25
Concentração em quantidade
de matéria, 33
capítulo 4 Outras expressões de concentração, 39
capítulo 5
capítulo 6
Unidade B
Diluição e mistura de soluções
sem reação, 49
Estequiometria envolvendo soluções
aquosas, 59
Propriedades coligativas
PARTE
I
capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido, 72
capítulo 8
Propriedades coligativas para
solutos não voláteis, 90
capítulo 9 Pressão osmótica, 100
capítulo 10
Propriedades coligativas para
soluções eletrolíticas, 109
Unidade c
Oxirredução
capítulo 11 Número de oxidação, 118
capítulo 12 Reações de oxirredução, 133
capítulo 13
Balanceamento de equações
de oxirredução, 143

UniDaDe a concentração das soluções
Capítulo
1
Dispersões coloidais e
soluções têm propriedades
bem diferentes. A origem das
diferenças está no tamanho
das partículas dispersas.
As misturas
A química do grafite
O spray é uma ótima maneira de dispersar um
material sobre áreas restritas ou muito amplas, sem
desperdício. Além de tintas, os sprays são usados para
dispersar cosméticos, inseticidas, agentes de limpeza e
desodorizadores de ar, por exemplo.
Fazendo
um líquido passar
por um orifício muito
pequeno – a válvula de
dispersão – o spray, ou
aerossol, é formado pela
mistura de gotas muito
pequenas do líquido
com o ar.
1.1 As misturas
As misturas apresentam diferentes
propriedades.
1.2 As dispersões
As dispersões são classificadas
em soluções, dispersões coloidais
e suspensões, de acordo com o
tamanho das partículas dispersas.
1.3 As soluções
Uma solução tem solvente e
soluto(s). Quando o solvente é
a água, trata-se de uma solução
aquosa.
Os artistas Miss Martinha e
Nove grafitam um mural no
Instituto Educacional Portinari,
em São Paulo, SP. Como outros
grafiteiros, eles preferem
chamar sua arte de graffiti.
Dentro da
lata de spray há uma
mistura de propelente (um
líquido com baixo ponto de
ebulição), corantes e pigmentos,
que dão cor à mistura, e um
solvente, que dispersa todos os
componentes, não só dentro
da lata, mas também
durante a aplicação.
A lata de
spray tem um fundo
côncavo para aguentar
a pressão exercida pelo
propelente e uma esfera
metálica dentro, para facilitar
a mistura, porque nem todos
os componentes são
totalmente solúveis no
solvente utilizado.
Acessórios
A dispersão de
pigmentos em um material
sólido é o que dá a cor
a muitos acessórios como
armações de óculos, lentes
coloridas e chaveiros de
resina.
Pintura eletrostática
Outra forma de utilizar o aerossol é a pintura eletrostática. A válvula
de dispersão é carregada eletricamente. Ao sair da válvula, os
componentes da mistura ganham carga e passam a se repelir, sendo
espalhados uniformemente no ar. O objeto a ser pintado é carregado
com carga oposta para atrair a tinta, mesmo para os lugares mais
difíceis de atingir. Quadros de bicicletas, latarias de carros e fuselagem
de aviões são pintados dessa maneira.
Para pensar
1. Por quais tipos de mistura passa
uma tinta de spray desde o
interior da lata até chegar à
parede?
2. O que a gelatina e um vitral de
igreja têm em comum?

Seção 1.1
❱❱ Objetivo
C Conhecer quatro
exemplos de misturas
que permitirão
compreender a
classificação das
dispersões.
❱❱ Termos e conceitos
• mistura homogênea
ou solução
• mistura heterogênea
As misturas
A grande maioria dos sistemas encontrados em nosso dia a dia são
misturas de duas ou mais substâncias.
Poderíamos citar como exemplos certas misturas constituídas por uma
única fase, algumas trans parentes (como o álcool hidratado e a água mineral),
outras não transparentes (como a maionese, o leite e a névoa) e ainda um
outro grupo apresentando duas fases distintas, como a mistura água e óleo
(o óleo e a água são imiscíveis; por isso uma mancha de óleo não se dissipa
na água do mar) e a mistura água e areia.
Mais à frente, vamos estabelecer uma classificação para as misturas.
Para isso, será necessário que adotemos um critério.
Em busca de um critério de classificação
Observe os experimentos descritos a seguir, nos quais uma substância
é adicionada à outra:
• Experimento n o 1
A mistura de água e glicose: ao se adicionar água a uma porção de glicose
(açúcar) e agitar essa mistura, a glicose se dissolve na água sob a forma de
pequenas partículas que se distribuem uniformemente por todo o líquido.
Essa mistura é classificada como homogênea ou solução.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Não há superfície de separação. É visualmente uniforme.
Unidade A • Concentração das soluções
• Experimento n o 2
A mistura de água e areia: ao se adicionar água a uma porção de areia e
agitar essa mistura, a areia não se dissolve na água, e o resultado é que a areia
se sedimenta, formando uma camada nitidamente distinta, sob a água.
Essa mistura é classificada como heterogênea.
Existe superfície de separação. Não é visualmente uniforme.
16

• Experimento n o 3
A mistura de água e gelatina: ao se adicionar água quente a uma porção de gelatina e agitar,
a gelatina se dissolve na água sob a forma de pequenas partículas que se distribuem uniformemente
por todo o líquido.
A mistura constitui, aparentemente, um sistema homogêneo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
• Experimento n o 4
Não há superfície de separação.
É visualmente uniforme.
A mistura de água e enxofre em pó: ao se adicionar água a uma porção de enxofre com agitação
vigorosa, observamos, antes da sedimentação do enxofre, que num dado momento suas
partículas se distribuem na água sob a forma de pequenas partículas uniformemente por todo
o líquido.
Nesse momento, a mistura aparentemente constitui um sistema homogêneo.
Adiciona-se água
com agitação vigorosa.
Situação que ocorre
antes da sedimentação do
enxofre sólido
Após a sedimentação
do enxofre, existe uma
superfície de separação.
Não é visivelmente uniforme.
Capítulo 1 • As misturas
17

Seção 1.2
As dispersões
❱❱ Objetivos
C Conceituar dispersão.
C Classificar dispersões
com base no tamanho
das partículas
dispersas.
C CListar exemplos de
coloides.
Os experimentos 1, 3 e 4 (este, dutante certo intervalo de tempo)
ilustram exemplos em que uma substância se distribui em outra na forma
de pequenas partículas. Os químicos chamam esse tipo de mistura de
dispersão.
Dispersão é o sistema em que uma substância, sob a forma de
pequenas partículas, se distribui de maneira uniforme por toda
extensão de uma outra substância.
❱❱ Termos e conceitos
• dispersão
• dispersão coloidal ou
coloide
• suspensão
O componente que se distribui uniformemente sob a forma de pequenas
partículas é denominado disperso, e a substância que contém o disperso
é denominada dispersante ou dispergente.
Para exemplificar, no caso da dispersão formada por glicose em água, a
fase dipersa é a glicose e a fase dipersante é a água. Nos demais exemplos
citados, a gelatina e o enxofre (na etapa que antecede a sedimentação)
constituem as fases dispersas, e a água, a fase dispersante.
Observemos mais atentamente as dispersões. A seguir, apresentamos
alguns testes de laboratório realizados envolvendo as dispersões formadas
por glicose em água (experimento n o 1), gelatina em água (experimento
n o 3) e enxofre em água (experimento n o 4).
Tais testes têm como objetivo avaliar o comportamento das partículas
da fase dispersa quando submetidas às seguintes situações:
• ação da gravidade, centrífugas comuns e ultracentrífugas;
• ação de filtro comum e ultrafiltros;
• visibilidade ao microscópio comum e ultramicroscópio.
Os resultados observados encontram-se na tabela abaixo.
Situação Água 1 glicose Água 1 gelatina Água 1 enxofre
Ação da gravidade,
centrífugas comuns
e ultracentrífugas
Não há
sedimentação
A sedimentação
ocorre por meio de
ultracentrífugas
A sedimentação
ocorre pela ação da
gravidade ou de
centrífugas comuns
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
18
Ação de filtros comuns
e ultrafiltros
Visibilidade ao microscópio
comum e
ao ultramicroscópio
As partículas do
disperso não são
retidas
As partículas do
disperso não são
visíveis
As partículas do
disperso são separadas
por meio de
ultrafiltros
As partículas do disperso
são visíveis ao
ultramicroscópio
As partículas do
disperso são
separadas por meio
de filtros comuns
As partículas do
disperso são visíveis
ao microscópio
comum
O comportamento dos três sistemas observados durante os experimentos
indica que o sistema água e glicose apresenta as menores partículas
dispersas, enquanto o sistema enxofre em água apresenta as maiores
partículas dispersas.
Dessa forma podemos concluir que a diferença de comportamento
dos três sistemas analisados está relacionada com o diâmetro diferente
das partículas da fase dispersa, e esse será o critério adotado para que
possamos classificá-los.

Classificando as dispersões
Sistema
Diâmetro das partículas
dispersas
Classificação
Água 1 glicose Inferior a 10 27 cm Solução
Água 1 gelatina Entre 10 27 e 10 24 cm Dispersão coloidal
Água 1 enxofre Superior a 10 24 cm Suspensão
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Em nível microscópio podemos dizer que as partículas da fase dispersa apresentam as seguintes
características:
• Nas suspensões –— As partículas da fase dispersa são grupos de íons ou de moléculas ou,
ainda, grupos de macroíons ou macromoléculas com diâmetro superior a 10 24 cm. As suspensões
não deixam parte da luz atravessá-las e, por isso, se apresentam turvas. Veja um
exemplo de suspensão na foto abaixo.
• Nas dispersões coloidais –— As partículas da fase dispersa são macroíons, macromoléculas,
ou grupos de íons comuns ou de moléculas. As partículas coloidais têm diâmetro entre
10 27 cm e 10 24 cm. São pequenas o suficiente para dar ao coloide uma aparência homogênea,
porém são grandes o suficiente para espalhar a luz. Esse fenômeno de espalhamento
da luz por uma dispersão coloidal é denominado efeito Tyndall. A neblina é um exemplo de
dispersão coloidal.
Na suspensão de
enxofre em água, as
partículas dispersas são
constituídas por grupos de
moléculas S 8 , com diâmetro
superior a 10 24 cm.
Efeito Tyndall causado por uma dispersão
coloidal de gelatina incolor em água.
Efeito Tyndall causado por partículas
coloidais presentes na neblina.
• Nas soluções –— As partículas da fase dispersa são constituídas por átomos, pequenas
moléculas ou por íons com diâmetro inferior a 10 27 cm. Sob o efeito da luz elas são transparentes.
Exemplos de solução:
Capítulo 1 • As misturas
Água 1 permanganato
de potássio (KMnO 4 ).
Gás oxigênio 1 gás nitrogênio.
19

A seguir, são mostrados alguns exemplos de dipersões coloidais com os quais convivemos
em nosso dia a dia e a respectiva classificação atribuída a cada uma delas baseada nas fases
das substâncias envolvidas:
Fumaça
Fase dispersante: gasosa.
Fase dispersa: sólida.
Nome técnico: aerossol sólido.
Sorvete
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: emulsão sólida.
Neblina
Fase dispersante: gasosa.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: aerossol líquido.
Maionese
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: emulsão.
Rubi
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: sólida.
Nome: sol sólido.
Espuma de sabão
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: gás.
Nome: espuma líquida.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
Goma-arábica
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: sólida.
Nome técnico: sol.
Queijo
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: gel.
Carvão de lenha
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: gás.
Nome técnico: espuma sólida.
Os coloides têm importância:
• biológica (os processos vitais estão associados ao estado coloidal);
• industrial (fabricação de medicamentos, tintas, cremes, cosméticos, sílica-gel, filmes fotográficos
etc.);
• culinária (preparo de geleias, maionese, creme chantilly etc.).
20
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Texto: Coloides hidrofílicos e coloides hidrofóbicos

Coagulação à moda antiga
Antigamente, nas barbearias, quando se cortava a pele, para que o ferimento não sangrasse,
passava-se sobre ele uma pedra de alúmen, um cristal de composição KA(SO 4 ) 2 ? 12 H 2 O.
Hoje, por questão de higiene e para evitar transmissão de doenças, ESSE PROCEDIMENTO
FOI ABOLIDO.
Explicação
As partículas coloidais formadoras das proteínas do sangue estão carregadas negativamente.
Ao passar a pedra sobre o ferimento, as partículas coloidais das proteínas
atraem íons positivos A, 31 e K 1 . Com a neutralização das cargas, deixa de haver repulsão
elétrica entre as partículas, que tendem a juntar-se umas às outras. Ao agrupar-se,
formam partículas maiores, que provocam a sedimentação, ou seja, a coagulação do
sangue.
Coagulação é a união de partículas coloidais em partículas de maior tamanho. Habitualmente,
durante a coagulação de uma solução coloidal, formam-se precipitados, como no caso
do sangue. Porém, às vezes, toda a solução coloidal se transforma em uma massa elástica
semissólida gelatinosa, como acontece com o leite na formação da coalhada.
exercícios essenciais
1 (Unifor-CE) Dentre os seguintes materiais:
I. maionese; II. iogurte; III. azeite de oliva; IV. refrigerante.
podem ser classificados como dispersões coloidais:
a) I e II. c) II e III. e) III e IV.
b) I e III. d) II e IV.
2 (Unifor-CE) Maionese e mistura de sal e óleo consti tuem, respectivamente, exemplos de sistemas:
a) coloidal e coloidal. d) homogêneo e homogêneo.
b) homogêneo e heterogêneo. e) coloidal e heterogêneo.
c) coloidal e homogêneo.
3 (Cesgranrio-RJ) Considere o quadro a seguir.
Propriedade Dispersão A Dispersão B Dispersão C
Natureza da molécula
Átomos, íons ou pequenas
moléculas
Macromoléculas ou grupo de
moléculas
Partículas visíveis a olho nu
Efeito da gravidade Não sedimenta Não sedimenta Sedimenta rapidamente
Uniformidade Homogênea Não tão homogênea Heterogênea
Separabilidade
Não pode ser separada por
filtração
Logo, podemos afirmar que:
a) A 5 solução verdadeira; B 5 suspensão; C 5 solução coloidal.
b) A 5 suspensão; B 5 solução coloidal; C 5 solução verdadeira.
c) A 5 solução coloidal; B 5 solução verdadeira; C 5 suspensão.
d) A 5 solução coloidal; B 5 suspensão; C 5 solução verdadeira.
e) A 5 solução verdadeira; B 5 solução coloidal; C 5 suspensão.
Pode ser separada somente
por membranas especiais
Pode ser separada por papel
de filtro
Capítulo 1 • As misturas
21

Seção 1.3
As soluções
❱❱ Objetivo
C Classificar as soluções
segundo alguns
critérios.
❱❱ Termos e conceitos
• solvente
• soluto
• solução aquosa
• solução eletrolítica
• solução
não eletrolítica
Dentre as dispersões, o grupo mais importante e que será objeto de
estudo nesta unidade é o das soluções. Nas soluções, a fase dispersante
é denominada solvente, enquanto a fase dispersa é denominada soluto.
Os frascos contendo soluções são rotulados e em seu rótulo existem
informações do tipo: álcool hidratado 92,8 °INPM (ou 96 °GL —— veja mais
sobre essas especificações na seção 4.1), soro glicosado a 0,9% em massa,
H 2 O 2 a 10 volumes etc.
Solvente: substância capaz de dissolver outra.
Soluto: substância que é dissolvida num solvente.
Para interpretar essas informações, é necessário que primeiramente
conheçamos a linguagem adotada pelos químicos para se referir a cada
uma delas.
Se uma solução é preparada com o solvente água, dizemos que é uma
solução aquosa. Ao dissolver glicose em água, por exemplo, obtemos
uma solução aquosa de glicose, na qual água é o solvente e glicose é o
soluto.
Nos exemplos seguintes, (aq) indica tratar-se de solução aquosa:
• C 2 H 5 OH (aq) 5 álcool comum em solução aquosa;
• C 6 H 12 O 6 (aq) 5 glicose em solução aquosa;
• NaOH (aq) 5 hidróxido de sódio em solução aquosa;
• H 2 SO 4 (aq) 5 ácido sulfúrico em solução aquosa.
Mistura
homogênea
Solução
também denominada
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
constituída por
Soluto(s)
Solvente
um caso importante é o da
Unidade A • Concentração das soluções
Classificando as soluções
é o solvente das chamadas
Água
Soluções aquosas
Adotaremos como primeiro critério de classificação a condução da
corrente elétrica. Segundo esse critério, as soluções podem ser classificadas
como eletrolíticas ou como não eletrolíticas.
Uma solução eletrolítica conduz corrente elétrica devido à presença
de íons livres, causada pela ionização ou dissociação iônica do soluto, que
é um eletrólito. Exemplos de solução eletrolítica:
22

aTenÇÃo
Esse experimento é enfocado por sua importância para o estudo da Química. Por ser perigoso
(uso da rede elétrica), NÃO DEVE SER EXECUTADO PELOS ESTUDANTES, mesmo sob a supervisão
do(a) professor(a). Além disso, o ácido nítrico, HNO 3 , mesmo diluído, é corrosivo e desprende vapores
irritantes, corrosivos e tóxicos.
• Água e cloreto de sódio, NaC (aq)
+
NaC, (aq) (visão microscópica)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O polo negativo de algumas moléculas de água tende a “arrancar” os íons Na 1 do retículo
cristalino do sal; e os polos positivos de outras moléculas de água tendem a “arrancar” os íons
C 2 do retículo, provocando a dissociação iônica do sal. Assim, os íons Na 1 e C 2 “passam” para
a solução, cada um deles envolto por várias moléculas de água. Esse fenômeno recebe o nome
de solvatação dos íons.
• Água e ácido nítrico, HNO 3 (aq)
–
+
HNO 3 (aq) (visão microscópica)
–
+
+
–
A água reage quimicamente com o HNO 3 , provocando a formação dos íons H 3 O 1 e NO 3 2 . Esse
fenômeno recebe o nome de ionização do HNO 3 , e os íons H 3 O 1 e NO 3 2 permanecerão em solução,
solvatados.
Uma solução não eletrolítica não conduz a corrente elétrica devido à ausência de íons livres.
As partículas do soluto são moléculas. Exemplo de solução não eletrolítica:
• Água e etanol, C 2 H 5 OH (aq)
Capítulo 1 • As misturas
C 2 H 5 OH (aq) (visão microscópica)
23

A água e o álcool comum (etanol) são miscíveis devido à formação de ligações intermoleculares
— do tipo ligações (ou pontes) de hidrogênio — unindo as partículas formadoras de
cada substância.
H
O
H
H
O
H
O
H
H
Na água pura
as moléculas H 2 O,
polares, estão
unidas através
de ligações de
hidrogênio.
C 2 H 5
O
H
O
C 2 H 5 H
O
C 2 H 5
H
No álcool
comum (etanol),
as moléculas
C 2 H 5 OH, polares,
também estão
unidas através
de ligações de
hidrogênio.
Juntando-se água e álcool, forma-se
uma solução. Ligações entre as
moléculas de água e ligações entre
as moléculas de álcool se rompem,
e novas ligações de hidrogênio se
estabelecem entre moléculas de
soluto e de solvente.
H
O
H
C 2 H 5
O
H
O
H
H
O
C 2 H 5
H
Adotaremos como segundo critério de classificação o estado
físico. Assim, em função desse critério as soluções podem ser
classificadas em: sólidas, líquidas ou gasosas.
O ouro 18 quilates (75% de Au e 25% de Cu) é uma solução sólida.
Toda mistura gasosa é homogênea. Exemplo de mistura
gasosa: N 2 (g) 1 O 2 (g).
Ao dissolver sal (NaC) em água, tem-se uma solução líquida:
NaC (aq).
Água. Cloreto de sódio. Solução aquosa de cloreto de sódio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
exercícios essenciais
Unidade A • Concentração das soluções
4 Qualquer mistura de duas ou mais substâncias é considerada uma solução? Explique.
5 Todas as soluções são líquidas? Dê exemplos que sustentem sua resposta.
6 “Numa solução aquosa de ácido sulfúrico, o soluto é ■ e o solvente é ■.” Como você completaria
as lacunas dessa frase, de modo a deixá-la corretamente redigida?
7 (Fuvest-SP) Entre as figuras abaixo, a que melhor representa a distribuição das partículas de
soluto e de solvente, numa solução aquosa diluída de cloreto de sódio é:
a) b) c) d) e)
Legenda
Na
C
H 2 O
24
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Exercícios adicionais

UNIDADE A
Capítulo
2
Expressando
a concentração
das soluções aquosas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Há uma linguagem verbal e uma
linguagem matemática específicas
para se expressar a concentração
de uma solução. Neste capítulo,
iniciaremos o estudo dessas
linguagens.
2.1 Material de vidro para medida de
volume
Há diferentes vidrarias que podem ser
usadas para medir volumes de líquidos.
Algumas são mais precisas que outras e
têm finalidades específicas.
2.2 O preparo de uma solução aquosa
em laboratório
Existe um procedimento específico para o
preparo de uma solução aquosa, que nos
possibilita saber qual a quantidade de
soluto contida em certo volume de solução.
2.3 Concentração comum
A concentração comum expressa a massa
de soluto em certo volume de solução.
2.4 Densidade de solução 3
concentração comum
A densidade de uma solução expressa a
massa de certo volume de solução.
A
secreção lacrimal, que lubrifica
a superfície do bulbo do olho, é
um exemplo de solução aquosa.

Seção 2.1
Material de vidro para
medida de volume
❱❱ Objetivo
C CReconhecer as
principais vidrarias
usadas para medir
volume e ter noção
de quais fornecem
medidas mais precisas.
❱❱ Termos e conceitos
• béquer
• erlenmeyer
• proveta
• bureta
• pipeta volumétrica
• balão volumétrico
Nos laboratórios, ao se trabalhar com soluções, há frequentemente a
necessidade de conhecer a quantidade de soluto presente em solução.
Por esse motivo, além de ser necessário determinar a massa de solutos
(caso sejam sólidos), o que é possível com o uso de balanças de precisão,
há também a necessidade de se medir com exatidão o volume de líquidos,
já que trabalharemos com soluções aquosas.
Os laboratórios são equipados com vários recipientes de vidro em que há
indicações de volume, para a realização dessas medidas, mas nem todos os
recipientes possibilitam a mesma precisão. Os quadros a seguir mostram os
principais recipientes e os procedimentos nos quais são mais utilizados.
Béquer: é
pouco preciso;
apenas fornece
medidas
aproximadas de
volume.
Erlenmeyer:
também é pouco
preciso; apenas
fornece medidas
aproximadas de
volume.
Proveta:
é um pouco
mais precisa
que o béquer e
o erlenmeyer,
fornecendo
medidas
razoáveis para
procedimentos
que não exijam
precisão muito
grande.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Traço de
calibração
Unidade A • Concentração das soluções
Pipeta
volumétrica:
apresenta um
traço de
calibração (ou
aferição) a uma
dada temperatura
(que vem indicada
no instrumento). O
traço permite medir,
na temperatura
estabelecida, o volume
fixo de líquido com boa
precisão.
Torneira para
controlar a
vazão do
líquido
Bureta:
é um
instrumento
de maior
precisão que
a proveta
e é útil
para medir
o volume
de solução
adicionado a
um frasco.
Traço de
calibração
Balão volumétrico: também
apresenta um traço de calibração
a uma certa temperatura. Assim
como a pipeta volumétrica, esse
balão permite medir com boa
precisão, na temperatura indicada,
um dado volume de líquido. Nos
laboratórios são comuns balões
de 50 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL,
1.000 mL e 2.000 mL.
26

Seção 2.2
O preparo de uma solução aquosa
em laboratório
❱❱ Objetivo
C CExplicar o
procedimento para
o preparo de uma
solução aquosa de
hidróxido de sódio.
ATENÇÃO
NaOH não deve
ser manipulado
sem orientação e
supervisão adequada.
É um sólido branco que
provoca queimaduras
na pele e nos olhos.
Se ingerido, causa
sérias lesões internas.
Sua solução aquosa
também oferece esses
riscos e NÃO deve ter
contato com a pele, as
mucosas e os olhos.
Óculos de segurança,
luvas e aventais
protetores são
obrigatórios.
Traço de calibração
1.000 mL
O soluto é transferido
para o frasco e, em
seguida, adiciona-se
um pouco de água
destilada e agita-se até
que todo o sólido se
dissolva.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Massa do soluto 5 80 g
M(NaOH) 5 40 g ? mol –1
Finalmente, acrescenta-
-se água com auxílio de
uma pisseta até atingir
a marca de 1.000 mL.
Água
destilada
Massa do soluto 5 80 g
Volume da solução 5 1 L
Os químicos possuem uma linguagem verbal específica para representar
a solução preparada. Observe a seguir que existem diferentes maneiras
de se referir a uma determinada solução:
• A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1.000 mL
de solução.
• A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em uma quantidade
de água suficiente para 1,0 L de solução.
• A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de
solução.
• A solução preparada contém 40 g de soluto dissolvidos em 0,5 L de
solução.
• A solução preparada contém 20 g de soluto dissolvidos em 0,25 L de
solução.
As frases, embora diferentes, dizem respeito à mesma solução.
O frasco com a solução preparada deve ser tampado e rotulado para
indicar o conteúdo.
Ao rotularem um frasco para informar o seu conteúdo, os químicos
adotam uma linguagem matemática. Essa linguagem utiliza frações para
representar quantitativamente os componentes da solução, ou seja,
a concentração da solução.
O estudo dessa linguagem matemática é chamado em química de estudo
da concentração das soluções.
Capítulo 2 • Expressando a concentração das soluções aquosas
27

Seção 2.3
❱❱ Objetivos
C CInterpretar a
concentração comum.
C CRealizar cálculos que
relacionem volume de
solução e massa de
soluto.
❱❱ Termos e conceitos
• concentração comum
Concentração comum
A solução cujo preparo foi descrito apresenta um volume total de 1 L
e a massa de soluto nela presente é de 80 g. Assim, a solução contém
80 g de soluto dissolvidos em 1 L de solução, o que ao ser expresso em
linguagem matemática pode ser escrito:
________________
80 g de soluto
1,0 L de solução
40 g de soluto
5
________________
0,5 L de solução 5 _________________
20 g de soluto
0,25 L de solução 5 …
As frações são idênticas porque o soluto está homogeneamente
distribuído por todo o volume da solução, ou seja, cada porção da
solução apresenta a mesma relação entre a quantidade de soluto e a
quantidade de solução.
Um refrigerante tipo cola contém 1,0 g de H 3 PO 4 por litro do refrigerante.
Para preparar 8.000 L desse refrigerante é necessário adicionar
8.000 g do H 3 PO 4 para cada 8.000 L de refrigerante.
Generalizando, uma das maneiras usadas pelos químicos para expressar
a concentração de uma solução é por meio da massa de soluto dissolvida
em certo volume dessa solução. Essa grandeza, no Ensino Médio brasileiro,
é frequentemente denominada concentração comum.
A concentração comum de uma solução expressa a massa de soluto
presente num certo volume de solução:
C 5 _____ m soluto
V solução
Dois comentários são importantes sobre esse conceito.
Primeiro, a unidade da concentração comum será composta por uma
unidade de massa qualquer (mg, g, kg, t etc.) dividida por uma unidade de
volume qualquer (cm 3 , mL, dm 3 , L, m 3 etc.).
Segundo, o volume que se leva em conta nessa definição não é o volume
de solvente usado para fazer a solução, mas sim o volume da solução.
Vejamos agora a leitura do rótulo identificador de uma solução aquosa
contida em um frasco.
No rótulo do frasco vão as seguintes informações:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
NaOH (aq)
C 5 80 g/L
NaOH (aq)
C 5 80 g/L
NaOH (aq) indica que a substância dissolvida (soluto) é o NaOH e que
o solvente é a água. C 80 g/L indica uma solução aquosa de NaOH de
concentração igual a 80 g/L.
Um ponto importante referente ao tema desta unidade é a correta
interpretação de informações contidas em rótulos que expressem concentração
de soluções. Na página seguinte você encontra um exemplo
de rótulo para interpretar. Outros exemplos aparecerão ao longo desta
unidade.
28
A solução preparada contém
80 g de soluto dissolvidos em
1,0 L de solução.
Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br
Texto: Soluções a serviço da vida

Interprete o rótulo do frasco.
Dê especial importância aos seguintes pontos:
• Qual é o solvente?
• Qual é o soluto?
• Quanto há de soluto em cada litro de solução?
• Quantos mg de so luto há em cada mL de solução?
• Como pode ter sido preparada essa solução?
NaC (aq)
C = 9,0 g/L
ExErcícIOs EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1 O brometo de potássio (KBr) é um sólido cristalino
branco bastante solúvel em água. Como você prepararia
uma solução contendo 11,9 g desse sal em
1 L de solução?
Que volume da solução preparada contém 9,52 g
de soluto?
2 No rótulo de um frasco de laboratório lê-se:
NaOH (aq)
C 5 60 g/dm 3
a) Qual é o solvente e qual o soluto?
b) Qual é a massa de soluto em 500 cm 3 dessa
solução?
c) Que volume de solução, em mL, contém 15 g de
soluto?
3 Um frasco de laboratório contém 2,0 L de uma solução
aquosa de NaC. A massa do sal dissolvida
na solução é de 120 g. Que volume deve ser retirado
da solução inicial para que se obtenham 30 g de sal
dissolvidos?
a) 1,0 L. c) 0,25 L. e) 0,75 L.
b) 0,5 L. d) 1,5 L.
4 Um certo remédio contém 30 g de um componente
ativo X dissolvido num determinado volume de
solvente, constituindo 150 mL de solução. Ao analisar
o resultado do exame de laboratório de um
pacien te, o médico concluiu que o doente precisa
de 3 g do componente ativo X por dia, divididos em
três doses, ou seja, de 8 em 8 horas. Que volume do
medicamento deve ser ingerido pelo paciente a cada
8 horas para cumprir a determinação do médico?
a) 50 mL. c) 5 mL. e) 12 mL.
b) 100 mL. d) 10 mL.
5 (UFRN) Uma das potencialidades econômicas do
Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho.
O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar
nas salinas construídas nas proximidades do litoral.
De modo geral, a água do mar percorre diversos
tanques de cristalização até alcançar uma concentração
determinada. Suponha que, numa das
etapas do processo, um técnico retirou 3 amostras
de 500 mL de um tanque de cristalização, realizou
a evaporação com cada amostra e anotou a massa
de sal resultante na tabela a seguir:
Amostra
Volume da amostra
(mL)
Massa de sal
(g)
1 500 22
2 500 20
3 500 24
A concentração média das amostras será de:
a) 48 g/L. b) 44 g/L. c) 42 g/L. d) 40 g/L.
6 (Cefet-CE) Com o objetivo de tornar mais agradáveis
os refrigerantes do tipo “cola”, é adicionado
ácido fosfórico numa concentração de 0,6 g/litro
de refrigerante. O número máximo de latinhas de
350 mL desses refrigerantes que um indivíduo de
84 kg pode ingerir, por dia, é:
Nota: é recomendado que o limite máximo de
ingestão diária de ácido fosfórico seja de 5 mg/kg
de peso corporal.
a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.
7 (Vunesp) Visando determinar a concentração de
oxigênio dissolvido, um estudante colocou um
pedaço de palha de aço (Fe 0 ) de massa conhecida
dentro de uma garrafa PET, completou o volume
com uma amostra de água de um lago e fechou a
garrafa. Após uma semana, quando todo oxigênio
dissolvido já havia reagido com parte da palha de
aço, o estudante abriu a garrafa e separou todo
o sólido (Fe 0 1 Fe 2 O 3 ) por meio de filtração para
uma nova determinação de massa. Os dados do
experimento podem ser assim resumidos: volume
da amostra de água 5 2,0 L; massa inicial de
Fe 0 5 3,0 g; massa final (Fe 0 1 Fe 2 O 3 ) 5 3,12 g; massas
molares: Fe 5 56 g ? mol 21 e O 5 16 g ? mol 21 .
Com base nos dados, calcule a concentração de oxigênio
dissolvido na amostra de água, em mg ? L 21 .
Capítulo 2 • Expressando a concentração das soluções aquosas
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Exercícios adicionais
29

Seção 2.4
❱❱ Objetivos
C Contrapor os conceitos
de concentração
comum e densidade de
solução.
C CExplicar que a
densidade de uma
solução não expressa
diretamente sua
concentração, mas
depende dela.
❱❱ Termos e conceitos
• densidade
• densímetro
Densidade de solução 3
concentração comum
O conceito de densidade pode ser aplicado a uma substância pura ou
a uma mistura.
Pode, portanto, ser aplicado a uma mistura homogênea (solução).
A densidade de uma solução é o resultado da divisão da sua massa
pelo seu volume:
Solução
d 5
_______
m solução
V solução
Esteja atento para não confundir a concentração comum com a densidade
da solução. A concentração comum expressa a massa de soluto
presente num certo volume de solução. Já a densidade de uma solução
expressa a massa total (isto é, a de soluto mais a de solvente) de um
certo volume de solução.
A densidade não é propriamente, portanto, uma maneira de expressar
a concentração de uma solução, mas está relacionada a ela, pois, quando
variamos a concentração de soluto, varia também a densidade. Para ilustrar
o conceito de densidade aplicado a soluções e também o fato de ela
variar quando a concentração varia, consideremos o exemplo das seguintes
soluções aquosas, preparadas em frascos rigorosamente iguais:
A solução A contém 100 g de NaC dissolvidos em água suficiente para
1,0 L de solução. Verifica-se que a massa da solução resultante é de 1.103 g.
A solução B contém 30 g de NaC dissolvidos em água suficiente para 1,0 L
de solução. Verifica-se que a massa da solução resultante é de 1.029 g.
Considerando que os frascos tenham rigorosamente a mesma massa,
colocando-os um em cada prato de uma balança, observaremos o seguinte:
A
Solução B
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
As massas dos frascos
que contêm as soluções
são iguais
1,0 L
1,0 L
Unidade A • Concentração das soluções
O prato contendo a solução A abaixou porque a massa total da solução
A é maior que a da solução B .
Como o volume das soluções é o mesmo, decorre que a massa por unidade
de volume da solução A é maior que a massa por unidade de volume
da solução B , ou seja, a solução A é mais densa que a solução B .
A unidade empregada para a grandeza densidade é sempre composta
por uma unidade de massa dividida por uma unidade de volume. Assim,
podemos expressá-la em g/ cm 3 , g/ mL, kg/ L, t/ m 3 etc.
30

No exemplo anterior, a solução A apresenta densidade de 1,103 kg/L (ou 1,103 kg/ dm 3 ), o que
equivale a 1,103 g/ mL (ou 1,103 g/ cm 3 ), conforme demonstrado a seguir:
4 10 3 equivale a
_________ 1,103 kg 1,103 kg
5
_________ 0,001103 kg
5
_____________
5
_______ 1,103 g
1 dm 3 1 L 0,001 L 1 mL 5 _______ 1,103 g
1 cm 3
equivale a 4 10 3 equivale a equivale a
Analogamente, podemos afirmar que a solução B tem densidade de 1,029 kg/L (ou 1,029 kg/dm 3 ),
o que equivale a 1,029 g/mL (ou 1,029 g/cm 3 ).
Interprete o rótulo do frasco.
• Qual é o solvente?
• Qual é o soluto?
• Qual a massa de cada cm 3 de solução?
• Qual a massa de cada dm 3 de solução?
• Qual a massa de soluto em cada dm 3 de solução?
HC (aq)
C = 220 g/L
d = 1,10 g/cm 3
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ATENÇÃO
O densímetro
O ácido clorídrico (solução aquosa do gás HC) é extremamente corrosivo e desprende
vapores tóxicos, que irritam a pele, os olhos, as mucosas e o sistema respiratório.
Sua manipulação é perigosa e NUNCA deve ser feita sem autorização e supervisão do(a)
professor(a).
Óculos de segurança, luvas e aventais protetores são obrigatórios.
Existe mais de um modo de determinar a densidade de uma porção de matéria. Podemos,
por exemplo, medir a massa e o volume e dividir uma grandeza pela outra.
No caso de amostras líquidas, como é o caso das soluções aquosas, um método bastante
conveniente é usar o densímetro. Trata-se de um tubo que flutua nos líquidos em
geral. Quanto maior a densidade do líquido, maior a parte do densímetro que fica acima da
superfície. A densidade do líquido é lida na escala graduada que existe no densímetro.
A urina é uma solução aquosa de vários solutos, entre os quais os mais abundantes são
a ureia, o ácido úrico, a creatinina (esses três são produzidos quando o corpo processa
substâncias que contêm nitrogênio, como é o caso das proteínas) e o cloreto de sódio.
A densidade da urina normal pode variar de 1,01 g/cm 3 a 1,03 g/cm 3 . Algumas doenças
podem provocar alterações nessa densidade. Pacientes diabéticos, por exemplo, produzem
urina contendo concentração apreciável de açúcar, o que faz com que a densidade
dessa solução seja maior que a normal.
1,03 g/cm 3
Urina normal
Densímetros
1,06 g/cm 3
Urina com
densidade fora
do normal
Capítulo 2 • Expressando a concentração das soluções aquosas
31

ExErcícIOs EssENcIAIs
8 O líquido bastante corrosivo encontrado no interior
de baterias de automóveis é, na realidade, uma
solução aquosa de H 2 SO 4 de densidade igual a
1,26 g/cm 3 . Uma fábrica de baterias, após receber
um lote da referida solução, usou um densímetro
para verificar se a densidade dessa solução
atendia às especificações. O resultado aparece
ilustrado abaixo. Sabendo-se que a solução da
bateria contém somente H 2 SO 4 e água destilada,
e que a densidade do ácido puro é maior que a
da água pura, como o dono da fábrica de baterias
poderá contornar o problema, fazendo com que a
solução tenha a densidade desejada?
Marca que indica
d 1,26 g/cm 3
H 2 SO 4 (aq)
9 Duas bolinhas, de cores e densidades diferentes,
foram colocadas em três recipientes, totalmente
preenchidos com álcool (d 5 0,8 g/mL), água
(d 5 1 g/mL) e uma mistura de água e álcool. As
três figuras representam a posição das bolinhas
em cada caso, mas não necessariamente nessa ordem.
Deduza, e justifique, qual o líquido presente
em cada caso.
A B C
ExErCíCiO rESOLviDO
10 Um frasco contém o seguinte rótulo:
H 2 SO 4 (aq); C 5 165 g/L; d 5 1,10 g/cm 3
a) Qual a massa de 1,0 L dessa solução?
b) Qual a massa de ácido presente em 1,0 L dessa
solução?
c) Qual a massa de água em 1,0 L dessa solução?
Resolução
a) A densidade informa que 1 cm 3 dessa solução
tem massa 1,10 g. Assim, 1,0 L (1.000 cm 3 ) tem
massa 1.100 g, ou 1,10 kg.
b) A concentração informa que cada litro de solução
contém 165 g de soluto.
c) Sendo conhecida a massa de 1,0 L de solução
(item a) e a massa de soluto presente nesse volume
(item b), deduzimos que a massa de água
é igual a 1.100 g menos 165 g, ou seja, 935 g.
11 200 g de KOH ao serem dissolvidos em 800 mL de
água forneceram 840 mL de solução. Calcule:
a) A concentração da solução expressa em g /L;
b) A densidade da solução expressa em g/L e em
g/cm 3 .
12 Uma solução cuja densidade é igual a 1,25 g/cm 3 foi
preparada pela adição de 160 g de KI em 760 mL
de água. Determine a concentração dessa solução
expressa em g/dm 3 .
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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Exercícios adicionais
Unidade A • Concentração das soluções
32

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
UniDaDe a
Capítulo
3
A concentração em quantidade
de matéria faz parte da
linguagem usada para expressar
a concentração das soluções,
estudo em que prosseguimos
neste capítulo.
3.1 Concentração expressa
em mol/dm 3
A concentração em quantidade de
matéria expressa quantos mols de soluto
há em cada decímetro cúbico (dm 3 ), ou
litro (L), de solução.
Os coeficientes estequiométricos da
equação de dissociação iônica ou de
ionização de um eletrólito expressam
uma proporção que possibilita relacionar
a concentração em mol/L desse eletrólito
com a dos íons que ele libera.
Concentração
em quantidade
de matéria
D
efensivos e adubos agrícolas devem ser usados
na dose certa, para evitar excessos. Isso
só é possível se, em cada etapa da utilização desses
produtos, for conhecida a quantidade desses
materiais em determinada quantidade de solução.
Uma das formas de expressar a concentração de
soluções é pela grandeza concentração em quantidade
de matéria.

Seção 3.1
❱❱ Objetivo
C CInterpretar a
concentração em
quantidade de matéria
e com ela realizar
cálculos.
❱❱ Termos e conceitos
• mol
• quantidade de matéria
• concentração em
quantidade de matéria,
expressa em
mol/dm 3 ou mol/L
Concentração expressa em mol/dm 3
No SI, a quantidade de matéria (n) é expressa por meio da unidade mol.
Veja, a seguir, algumas das vantagens de se conhecer a quantidade de
matéria (expressa em mol) de uma substância:
• Está diretamente relacionada à quantidade de entidades microscópicas
(átomos, moléculas, íons etc.).
• As quantidades em mols de reagentes e produtos de uma reação
química obedecem à proporção dos coeficientes estequiométricos
na equação.
Assim, uma maneira extremamente conveniente de expressar a concentração
de uma solução é por meio da quantidade de matéria (expressa em
mol) de soluto presente em um certo volume de solução.
1 O preparo de uma solução aquosa
Unidade A • Concentração das soluções
34
1.000 mL
Massa do soluto 5 80 g
M(NaOH) 5 40 g ? mol 21
n soluto 5 2 mol
O soluto é transferido
para o frasco e, em
seguida, adiciona-se um
pouco de água destilada
e agita-se até que todo o
sólido se dissolva.
Finalmente, acrescenta-se
água com auxílio de uma
pisseta até atingir a
marca de 1.000 mL.
Água
destilada
Massa do soluto 5 80 g
Volume da solução 5 1 L
n soluto 5 2 mol
Novamente vamos destacar que os químicos possuem uma linguagem
verbal específica, utilizada para representar a solução preparada. Observe nas
frases apresentadas a seguir que existem outras maneiras, além das citadas
no capítulo anterior, para nos referirmos a uma determinada solução:
• A solução preparada contém uma quantidade de matéria de soluto
igual a 2 mol (lê-se: dois mols) dissolvidos em 1 L de solução.
• A solução preparada contém 2 mol de soluto dissolvidos em uma
quantidade de água suficiente para 1 L de solução.
• A solucão preparada contém 2 mol de soluto dissolvidos em 1 L de
solução.
• A solução preparada contém 1 mol de soluto dissolvido em uma quantidade
de água suficiente para 0,5 L de solução.
• A solução preparada contém 0,5 mol de soluto dissolvido em uma
quantidade de água suficiente para 0,25 L de solução.
Utilizaremos novamente uma linguagem matemática para representar
a solução preparada, ou seja, uma nova expressão de concentração. Essa
solução contém 2 mol de soluto dissolvidos em 1,0 L de solução:
________________
2 mol de soluto
5
________________
1 mol de soluto
5
__________________
0,5 mol de soluto
1,0 L de solução 0,5 L de solução 0,25 L de solução 5 ...
As frações são idênticas porque o soluto está homogeneamente distribuído
por todo o volume da solução.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

2 Conceituação de concentração em quantidade de matéria
Expressar a concentração em quantidade de matéria de uma solução nada mais é do que
dizer quantos mols de soluto há em cada litro (ou decímetro cúbico) de solução.
Anteriormente, a concentração em quantidade de matéria recebia outros nomes: molaridade
ou concentração molar. Essas terminologias ainda são usadas por muitos químicos e é conveniente
acostumar-se também com elas.
Neste livro, vamos usar o símbolo M para representar a grandeza concentração em quantidade
de matéria.
A concentração em quantidade de matéria de uma solução expressa a quantidade em mols
de soluto presente em cada decímetro cúbico de solução:
M 5
______ n soluto
v solução
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Nessa expressão, o volume da solução deve ser em decímetro cúbico, ou litro. Assim, a unidade
para expressar a concentração em quantidade de matéria é mol/dm 3 , ou mol/L.
No passado foi comum chamar a unidade mol/L de “molar” e representá-la por “M”. Assim, a
concentração 2,0 mol/L era representada por 2,0 M (lê-se: dois molar). Embora não se recomende
mais usar a expressão “molar” e o símbolo “M” (mas sim mol/dm 3 ), ainda é costume de muitos
químicos fazê-lo, razão pela qual é útil conhecer também essa representação.
Interpretemos a legenda da foto ao lado, que indica o conteúdo do balão:
NaOH (aq) indica que a substância dissolvida (soluto) é o NaOH e que o
solvente é a água.
M 5 2,0 mol/L indica uma solução aquosa de NaOH de concentração
igual a 2,0 mol/L.
3 colheres
(de café) de NaC
correspondem
aproximadamente
a 0,1 mol (5,85 g)
desse sal
Interprete o rótulo do frasco.
Solução de sal
de cozinha (NaC)
0,1 mol/L
Noções práticas com materiais caseiros
H 2 O
Água suficiente
para completar
1,0 L
NaOH (aq)
M 5 2,0 mol/L
• Qual é o solvente e qual é o soluto?
• Quantos gramas e quantos mols de soluto há por litro de solução?
• Quantos miligramas de solu to há em cada mililitro de solução?
• Como pode ter sido preparada essa solução?
… …
21 colheres (de café)
de açúcar (C 12 H 22 O 11 )
correspondem
aproximadamente
a 0,1 mol (34,2 g)
Solução de açúcar
dessa substância
(C 12 H 22 O 11 )
0,1 mol/L
H 2 SO 4 (aq)
M 2,0 mol/L
H 2 O
Água suficiente
para completar
1,0 L
Capítulo 3 • Concentração em quantidade de matéria
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Texto: Oceanos de soluções
35

exercícios essenciais
A tabela periódica é instrumento de consulta!
1 “Quando a concentração de uma solução é expressa
em mol/dm 3 , ela nos informa a quantidade de ,
em mols, presente em cada Cde .” Reescreva essa
frase, completando as lacunas de modo que fique
corretamente redigida.
5 A concentração em quantidade de matéria era denominada
“molaridade” ou “concentração molar”.
Nesse contexto, considere uma solução aquosa
1 M de HC,.
a) Como se lê a indicação 1 M?
b) O que significa a indicação 1 M?
c) Que maneira é usada atualmente para expressar
o mesmo que a indicação 1 M?
ExErCíCio rESoLvido
2 Determinado produto comer cializado em supermercados
e destinado à remoção de crostas de
gordura de fornos consiste em uma solução aquosa
2,0 mol/L de soda cáustica (hidróxido de sódio). O
rótulo da embalagem informa que contém 800 mL
do produto. Determine a massa de soda cáustica
presente nesse produto.
Resolução
A massa molar do hidróxido de sódio (NaOH) é
40 g/mol. Cada litro de solução contém 2,0 mol, ou
seja, 2,0 ? 40 g. Assim:
Grandezas:
Massa de
soluto
Volume de
solução
2,0 ? 40 g 1.000 mL
x 800 mL
V
x 5 64 g
6 Para preparar uma solução aquosa destinada à
administração endovenosa (“dentro da veia”), um
técnico pesou 30 g de um medicamento sólido,
transferiu essa amostra para um balão volumétrico
de 200 mL, acrescentou um pouco de água destilada
e agitou até que o sólido se dissolvesse totalmente.
A seguir, completou com água destilada até a
marca do balão. Tudo isso foi feito em condições
labora toriais adequadas de assepsia (ausência de
microrganismos e impurezas).
a) Expresse a concentração da solução em g/L.
b) Qual o volume dessa solução que deve ser administrado
em um paciente a fim de que ele
receba a dose de 750 mg do medicamento?
c) A massa molar desse medicamento é 120 g/mol.
Expresse a concentração da solução preparada,
em mol/L.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
36
3 No rótulo de um frasco de laboratório, contendo
um líquido incolor, lê-se o seguinte:
HNO 3 (aq) M 5 0,1 mol/L
Acerca do conteúdo desse frasco:
a) qual o soluto e qual o solvente?
b) quantos mols de soluto há em um litro de
solução?
c) qual a massa da quantidade respondida no
item anterior?
d) quantos mols de soluto há em 500 mL de solução?
e) qual a massa da quantidade respondida no
item anterior?
f) expresse a concentração dessa solução em g/L.
4 Explique como você procederia, em um laboratório
adequadamente equipado, para preparar uma solução
aquosa 0,10 mol/L de sacarose (açúcar de cana,
C 12 H 22 O 11 ). A massa molar da sacarose é 342 g/mol.
ExErCíCio rESoLvido
7 (UFRN) A concentração é uma característica importante
das soluções e um dado necessário para
seu uso no laboratório, na indústria e no cotidiano.
Abaixo, estão desenhados recipientes com os respectivos
volumes de solução e massas de hidróxido
de sódio (NaOH).
500 mL
20,0 g
1.000 mL
20,0 g
500 mL
40,0 g
1.000 mL
60,0 g
I II III
IV
A solução cuja concentração molar é 1,0 mol/L está
contida no recipiente:
a) I. c) III.
b) II. d) IV.

Resolução
Recipiente I
Quantidade de matéria:
20,0 g
n 5 _________ V n 5 0,50 mol
40 g /mol
Concentração em quantidade de matéria:
11 (Mackenzie-SP)
Massas molares (em g /mol): H 5 1; C 5 12;
O 5 16; Na 5 23
Para preparar 1 L de uma solução 1,4 mol/litro, a
massa necessária desse sal é de:
a) 450,0 g. c) 400,4 g. e) 198,8 g.
b) 173,6 g. d) 274,4 g.
0,50 mol
M 5 _________ V
0,500 L
Alternativa a.
Recipiente II
Quantidade de matéria:
M 5 1,0 mol/L
Comentário dos autores:
Nos exercícios a seguir, você trabalhará com a
concentração em quantidade de matéria de íons
em solução aquosa.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
20,0 g
n 5 __________ V n 5 0,50 mol
40 g /mol
Concentração em quantidade de matéria:
0,50 mol
M 5 _________ V M 5 0,50 mol/L
1,000 L
Recipiente III
Quantidade de matéria:
40,0 g
n 5 __________ V n 5 1,0 mol
40 g /mol
Concentração em quantidade de matéria:
1,0 mol
M 5 ________ V M 5 2,0 mol/L
0,500 L
Recipiente IV
Quantidade de matéria:
60,0 g
n 5 __________ V n 5 1,5 mol
40 g /mol
Concentração em quantidade de matéria:
1,5 mol
M 5 ________ V M 5 1,5 mol/L
1,000 L
8 Testes revelaram que determinada marca de refrigerante
tipo “cola” contém 2,0 ? 10 23 mol/L de ácido
fosfórico, H 3 PO 4 .
Quando uma pessoa bebe um copo de 250 mL desse
refrigerante está ingerindo:
a) que quantidade em mols de ácido fosfórico?
b) que massa de ácido fosfórico?
9 Ainda sobre o refrigerante da questão 8. Na indústria
que o produz são preparados, de uma só
vez, 10 m 3 de refrigerante. Para esse preparo são
necessários:
a) quantos mols de ácido fosfórico?
b) quantos quilogramas de ácido fosfórico?
As questões 10 e 11 referem-se à informação seguinte:
em lavagens de fios têxteis, usa-se o carbonato
de sódio deca-hidratado (Na 2 CO 3 ? x H 2 O).
10 (Mackenzie-SP) A fórmula do carbonato de sódio
deca-hi dratado ficará correta se x for igual a:
a) 1. d) 10.
b) 2. e) 12.
c) 5.
ExErCíCioS rESoLvidoS
12 Calcule a concentração em quantidade de matéria
dos íons Na 1 (aq) e C, 2 (aq) em uma solução
1,0 mol/L de NaC, (aq).
Resolução
1 NaC (aq)
1,0 mol/L 1,0 mol/L 1,0 mol/L
(significado) ou ou
1,0 mol
Mantendo a
1,0 mol 1,0 mol
1,0 L proporção dos
coeficientes
1,0 L 1,0 L
[Na 1 ] 5 1,0 mol/L
1 CaC, 2 (aq)
1 Na (aq) 1 C (aq)
[C, 2 ] 5 1,0 mol/L
A simbologia [ ] representa a concentração em
quantidade de matéria da espécie indicada entre
colchetes. Assim, por exemplo, [Na 1 ] é o mesmo
que M(Na 1 ).
13 Calcule a concentração em quantidade de matéria
dos íons Ca 21 (aq) e C, 2 (aq) em uma solução
1,0 mol/L de CaC, 2 (aq).
Resolução
1 Ca 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
1,0 mol/L 1,0 mol/L 2,0 mol/L
(significado) ou ou
1,0 mol 1,0 mol 2,0 mol
Mantendo a
1,0 L proporção dos 1,0 L 1,0 L
coeficientes
[Ca 21 ] 5 1,0 mol/L
[C, 2 ] 5 2,0 mol/L
14 Calcule a concentração em quantidade de matéria
dos íons Ce 31 (aq) e SO 2 42 (aq) em uma solução
2,0 mol/L de Ce 2 (SO 4 ) 3 (aq).
Resolução
1 Ce 2 (SO 4 ) 3 (aq) 2 Ce 31 (aq) 1 3 SO 2 42 (aq)
2,0 mol/L 4,0 mol/L 6,0 mol/L
(significado) ou ou
2,0 mol
Mantendo a
4,0 mol 6,0 mol
1,0 L proporção dos
coeficientes
1,0 L 1,0 L
[Ce 31 ] 5 4,0 mol/L [SO 2 42 ] 5 6,0 mol/L
Capítulo 3 • Concentração em quantidade de matéria
37

(ITA-SP) As questões 15, 16 e 17 referem-se ao
seguinte problema prático:
Precisamos preparar 500 mL de uma solução 0,30 molar
em Fe 2 (SO 4 ) 3 . O sal disponível é o Fe 2 (SO 4 ) 3 ? 9 H 2 O.
Esta solução é preparada colocando a quantidade correta
do sal sólido num balão volumétrico de 500 mL
e acrescentando água, aos poucos, até que todo o sal
esteja dissolvido. Após isso, continua-se a colocar
água até atingir a marca existente no balão.
15 (ITA-SP) A quantidade, em mol, de Fe 2 (SO 4 ) 3 ? 9 H 2 O
utilizado é:
a) 0,10. b) 0,15. c) 0,30. d) 0,60. e) 0,90.
16 (ITA-SP) A massa, em gramas, do Fe 2 (SO 4 ) 3 ? 9 H 2 O
utilizado é:
a) 60. b) 63. c) 84. d) 120. e) 169.
17 (ITA-SP) A concentração, em mol/L, de íons sulfato
em solução será:
a) 0,10. b) 0,15. c) 0,30. d) 0,60. e) 0,90.
18 Calcule a concentração, em mol/L, de cada um dos
íons nas seguintes soluções:
a) CaC, 2 , 0,05 mol/L;
b) K 2 SO 4 , 0,04 mol/L;
c) Na 3 PO 4 , 1,2 mol/L;
d) KI, 0,12 mol/L;
e) KNO 3 , 2,0 mol/L;
f) Ce 2 (SO 4 ) 3 , 0,04 mol/L.
19 Calcule quantos mols de cátions e quantos mols
de ânions há em cada uma das soluções a seguir:
a) 1,5 L de CaC, 2 (aq) 0,2 mol/L;
b) 0,5 L de KNO 3 (aq) 0,8 mol/L;
c) 0,8 L de Na 3 PO 4 (aq) 0,1 mol/L;
d) 100 mL de Ce 2 (SO 4 ) 3 (aq) 0,04 mol/L.
20 (Fuvest-SP) A concentração de íons fluoreto em água
de uso doméstico é de 5,0 ? 10 25 mol/L. Se uma pessoa
tomar 3,0 L dessa água por dia, calcule ao fim de
um dia a massa de fluoreto em miligramas que ela
ingeriu. (Massa molar do fluoreto 5 19,0 g /mol.)
ExErCíCio rESoLvido
21 Dissolveu-se carbonato de sódio em água, obtendo-
-se uma solução 0,3 mol/L. Qual a concentração,
em mol/L, de íons sódio e de íons carbonato nessa
solução?
Resolução
Primeiramente, vamos deduzir a fórmula do carbonato
de sódio:
H 2 CO 3 Ácido carbônico
Na CO 3
2
2
Conhecida a sua fórmula, podemos equacionar
o processo de dissociação iônica desse sal ao ser
dissolvido em água. Por meio da equação, estabelecemos
a proporção estequiométrica entre as
quantidades, em mols, do sal dissolvido e dos íons
que passam a estar em solução.
H
Na 2 CO 3 (s) @ @# 2 O 2 Na 1 (aq) 1 CO 22 3 (aq)
Proporção: 1 mol 2 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade
de matéria
1
Ânion carbonato
Quantidade
de matéria
Quantidade
de matéria
1 mol 2 mol 1 mol
0,3 mol 0,6 mol 0,3 mol
Assim, quando 0,3 mol de Na 2 CO 3 se dissolve em
água suficiente para um litro de solução, passarão
a estar dissolvidos, nesse volume, 0,6 mol de íons
Na 1 e 0,3 mol de íons CO 2 32 .
[Na 1 ] 5 0,6 mol/L
[CO 32 2 ] 5 0,3 mol/L
Na 2 CO 3
22 Alguns xaropes expectorantes consistem essencialmente
de uma solução aquosa de iodeto de potássio
(KI), um sal bastante solúvel em água. Determine
qual é a concentração, em mol/L, de ions K 1 e I 2
em um xarope que é uma solução 0,01 mol/L em
iodeto de potássio.
23 Na água da chuva de uma grande metrópole foi
constatado, num dia de grande poluição, que havia
0,003 mol/L de ácido sulfúrico. Qual a concentração,
em mol/L, de íons sulfato na água dessa chuva?
Explique.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
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Exercícios adicionais
24 No rótulo de um frasco aparece a inscrição abaixo.
Determine a concentração, em mol/dm 3 , dos íons
presentes nessa solução.
Fe 2 (SO 4 ) 3 (aq)
M 5 0,1 mol/dm 3
38

UNIDADE A
Capítulo
4
Outras expressões
de concentração
A
forma mais utilizada para expressar a
con centração de poluentes na atmosfera
é o ppm, partes por milhão. Essa unidade
será estudada neste capítulo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Além da concentração comum e
da concentração em quantidade
de matéria, já estudadas, existem
outros modos para expressar a
concentração de uma solução,
estudados neste capítulo.
4.1 Título e porcentagem
O título em massa indica a fração da
massa da solução que se deve ao soluto.
Expresso em porcentual, é chamado
porcentagem em massa. O título em volume
indica a fração do volume da solução que
se deve ao soluto. Expresso em porcentual,
é chamado porcentagem em volume.
4.2 Partes por milhão (ppm)
em massa e em volume
Ppm em massa indica quantos gramas de
soluto há em 10 6 g de solução e ppm em
volume indica quantos litros de soluto há
em 10 6 L de solução.
4.3 A concentração de água
oxigenada, H 2 O 2 (aq)
Um litro de água oxigenada, H 2 O 2 (aq),
a x volumes libera, por decomposição
completa, x litros de O 2 (g), medidos nas
CNTP.
4.4 Fração em quantidade
de matéria (x)
A fração da quantidade total de mols
de uma mistura que se deve a um de
seus componentes é a fração em mols
desse componente.

Seção 4.1
Título e porcentagem
Unidade A • Concentração das soluções
❱❱ Objetivos
C CInterpretar o
significado de título
e porcentagem,
expressos em massa
ou em volume.
C CUtilizar título ou
porcentagem para
relacionar massa
de soluto e massa de
solução ou volume
de soluto e volume de
solução.
❱❱ Termos e conceitos
• título em massa
• porcentagem em
massa
• título em volume
• porcentagem em
volume
Interprete o rótulo
do frasco.
NaOH (aq)
T m 20%
Massa total da
solução 1 kg
• Quais são as massas de
solvente, de soluto e de
solução presentes no
frasco?
1 Título em massa
Imagine que você tenha adicionado 10 g de açúcar a 90 g de água e
tenha mexido bem até total dissolução do açúcar. A massa total dessa
solução será 100 g, dos quais 10 g é a parte correspondente ao soluto, o
açúcar.
Podemos, então, dizer que um décimo da massa da solução corresponde
ao soluto:
__________________
massa de soluto
massa de solução 5 ______ 10 g
100 g 5 ___ 1
10 5 0,10
Em 50 g dessa solução há 5 g de açúcar. Em 20 g de solução há 2 g de
açúcar e assim por diante.
__________________
massa de soluto
massa de solução 5 ______ 10 g
100g 5 _____ 5 g
50 g 5 _____ 2 g 5 ... 5 0,10
20 g
Quando consideramos uma alíquota (amostra) dessa solução cuja massa
total não seja 100 g, a massa de açúcar nela presente não será 10 g.
Contudo, a relação entre a massa de soluto presente numa amostra
dessa solução e a massa dessa amostra é sempre 0,10. A essa relação, os
químicos dão o nome de título em massa, grandeza que vamos representar
por T m (T é a letra grega “tau”).
O título em massa de uma solução expressa a relação entre a massa
de soluto presente numa amostra dessa solução e a massa total dessa
amostra de solução:
T m 5
_______ m soluto
m solução
2 Porcentagem em massa
Ainda considerando o exemplo da solução de açúcar com T m 5 0,10, podemos
dizer que, qualquer que seja a alíquota de solução que consideremos, a
massa do soluto corresponde a 10% da massa total. Assim, podemos afirmar
que a porcentagem em massa do soluto nessa solução é de 10%:
__________________
massa de soluto
massa de solução 5 ______ 10 g
100 g 5 _____ 5 g
50 g 5 _____ 2 g
20 g
10
5 ... 5 0,10 5
____
100 5 10%
Quando o título em massa (T m ) —— que é um número adimensional
(sem unidade), maior que zero e menor que um —— é expresso em
porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução.
ATENÇÃO
NaOH não deve ser manipulado sem orientação e supervisão
adequada.
É um sólido branco que provoca queimaduras na pele e nos olhos.
Se ingerido, causa sérias lesões internas.
Sua solução aquosa também oferece esses riscos e NÃO deve ter
contato com a pele, as mucosas e os olhos.
Óculos de segurança, luvas e aventais protetores são obrigatórios.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
40

ExErcícIOs EssENcIAIs
1 “O título em massa é uma relação (divisão, quociente,
razão) entre a e a .” Reescreva essa
frase, completando as lacunas, de modo que fique
corretamente redigida.
4 Um solução de ácido clorídrico a 10% em massa
tem densidade 1,05 g /mL. Qual é a concentração
dessa solução em g /L?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Explique como você procederia, em um laboratório
adequadamente equipado, para preparar um
quilograma de solução aquosa de sacarose (açúcar
de cana), na qual a porcentagem em massa desse
soluto seja 10%.
ExErcício rEsolvido
3 Um frasco tem o rótulo mostrado abaixo. Determine
a porcentagem em massa do soluto na solução.
H 2 SO 4 (aq); C 5 165 g/L; d 5 1,10 g/cm 3
Resolução
Vamos considerar uma amostra de um litro dessa
solução. A densidade informa que 1 cm 3 dessa
solução tem massa 1,10 g. Assim, 1 L (1.000 cm 3 )
dessa solução tem massa 1.100 g. E a concentração
informa que cada litro de solução contém 165 g
de soluto.
Dessa maneira, conhecemos a massa total da
amostra de um litro de solução e também a massa
de soluto nela presente. Assim:
Grandezas: Massa Porcentagem
1.100 g 100% V x 5 15%
165 g x
3 Título em volume
Vimos que o título em massa é a fração da massa de uma
amostra de solução que corresponde ao soluto. De modo semelhante,
o título em volume (que simbolizaremos por T v ) nos
informa a fração do volume de uma solução que corresponde
ao soluto.
O título em volume de uma solução expressa a relação entre
o volume de soluto presente numa amostra dessa solução e o
volume total dessa amostra de solução:
T v 5
______ V soluto
V solução
Imagine uma solução aquosa de álcool na qual o título em
volume do álcool seja 0,25. Isso quer dizer que o volume de álcool
corresponde a 0,25 do volume total da solução.
__________________
volume de soluto
volume de solução 5 ______ 25 L
100 L 5 ______ 12,5 L 5
________ 25 mL
5
_______ 2,5 mL
50 L 100 mL
5 (UFPel-RS – adaptado) A alquimia clássica teve seu
surgimento no século XIII. Embora já fosse praticada
desde a Antiguidade, tendo como princípio
básico a procura da imortalidade e a obtenção da
pedra filosofal, nada se confirmou a respeito disso.
No entanto, ela trouxe várias contribuições à química
moderna – que pemanecem até hoje, como os
processos de fusão, destilação, sublimação, entre
outros – oriundas não só da alquimia, como também
de épocas anteriores. Quando já se praticava
metalurgia, metais como Au, Ag, Cu, Pb, Fe, Zn e
Sn eram conhecidos e trabalhados. Também foram
descobertos e preparados novos compostos, como
os ácidos clorídrico, nítrico e sulfúrico, resultantes
de reações entre metais, sais de cobre e ferro, cloreto
de sódio e cloreto de amônio.
Com base no texto e em seus conhecimentos,
a) represente a reação de ionização total do ácido
diprótico citado no texto.
b) represente a reação entre o metal de transição
situado no quarto período, com configuração
eletrônica ns 2 (n 2 1)d 10 , e o hidrácido descoberto
pelos alquimistas.
c) calcule o volume do oxiácido monoprótico – considerando
sua concentração como sendo de 63%
em massa e densidade de 1,4 g/mL – necessário
para preparar 1 L de solução com concentração
de 0,1 mol/L.
Demonstre os cálculos.
Interprete o rótulo
do frasco.
hidratado
96% vol.
Contém 1 L
Admita que a água é o
solvente (apesar de presente
em menor quantidade
que o álcool) e que
não haja contração de
volume na mistura de água
e álcool.
• Quais são os volumes
de água e de álcool presentes
no frasco?
10 mL 5...5 0,25 Álcool
Capítulo 4 • Outras expressões de concentração
41

4 Porcentagem em volume
Na solução aquosa de álcool de T v 5 0,25 podemos (de modo análogo ao que fizemos com o
título em massa) dizer que a porcentagem em volume do álcool nessa solução é 25%.
Quando o título em volume (T v ) é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em
volume do soluto na solução.
°INPM versus °GL
O álcool hidratado apresenta duas
especificações distintas, conforme
mostrado na ilustração ao lado.
Para que possamos entendê-
-las, é necessário saber que °INPM
corresponde a uma porcentagem
em massa e °GL corresponde a
uma porcentagem em volume.
Apesar de apresentarem valores
numéricos diferentes, ambos se
referem à mesma solução.
Álcool
hidratado
92,8 °INPM
96 °GL
Os cálculos a seguir mostram como é possível
transformar °INPM em °GL.
O significado de 92,8 °INPM
Água Álcool Solução
72 g 928 g 1.000 g !
Esta é uma solução
a 92,8 °INPM
Sendo a densidade do álcool puro igual a 0,8 g/cm 3
e a da água pura igual a 1,0 g/cm 3 , podemos transformar
as massas da água e do álcool presentes na
solução nos seus respectivos volumes. Assim:
Água Álcool Solução
72 g 928 g 1.000 g
^ ^
72 mL 1.160 mL
Somados esses volumes, deveríamos obter
uma solução de volume correspondente a
1.232 mL. Porém o que se observa experimentalmente
é que, após serem misturados, o volume
obtido é menor que o valor esperado e o valor
encontrado é de 1.208 mL.
Essa contração no volume é atribuída às fortes
ligações de hidrogênio esta belecidas entre as
moléculas da água e do álcool.
O significado de 96 °GL
Para se calcular a porcentagem em volume,
ou seja, °GL, podemos efetuar o seguinte cálculo:
1.208 mL de solução 100% (volume)
1.160 mL de álcool x
x 5 96% em volume (ou 96 °GL)
ATENÇÃO
O etanol (álcool comum) não deve
ser manipulado perto de chamas
ou faíscas.
Ele pode se inflamar e causar
QUEIMADURAS, INCÊNDIO e
EXPLOSÃO.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIOs EssENcIAIs
Unidade A • Concentração das soluções
ExErcício rEsolvido
6 Em 50 L de ar seco e isento de poluentes há 39 L
de gás nitrogênio. Qual é o título em volume do
nitrogênio no ar?
Resolução
Empregando a definição de título em volume, temos:
T v 5 _______ V soluto
5
V _____ 39 L
solução 50 L V T v 5 0,78
7 (Furg-RS) O rótulo de uma garrafa de 700 mL de vinho
traz a sua graduação alcoólica: 10,8% em volume.
Isso indica que, com relação à quantidade de álcool
neste vinho:
a) cada litro contém 10,8 mL.
b) cada garrafa contém 108,0 mL.
c) cada garrafa contém menos de 10,8 mL.
d) cada garrafa contém mais de 108,0 mL.
e) cada litro contém 108,0 mL.
8 (UFMG) O rótulo de um produto usado como
desinfetante apresenta, entre outras, a seguinte
informação: “cada 100 mL de desinfetante contém
10 mL de solução de formaldeído 37% V/V
(volume de formaldeído por volume de solução)”.
A concentração de formaldeído no desinfetante,
em porcentagem volume por volume, é:
a) 1,0%. c) 10%.
b) 3,7%. d) 37%.
42
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Exercícios adicionais

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Seção 4.2
❱❱ Objetivos
C CInterpretar parte
por milhão (ppm), em
massa ou em volume.
C CPerceber a
conveniência do
uso de ppm (ou,
eventualmente, de
ppb ou ppt) no caso
de solutos cuja
concentração é muito
baixa.
C CRelacionar ppm,
porcentagem e título,
seja em massa ou em
volume.
❱❱ Termos e conceitos
• ppm
• ppb
• ppt
Partes por milhão (ppm) em massa
e em volume
Uma porcentagem de 1% significa “uma parte em cem”. Por exemplo,
uma pessoa em meio a um grupo de cem pessoas corresponde a 1% desse
grupo. A porcentagem de 0,1% equivale a “0,1 parte em cem”, o que é o
mesmo que “uma parte em mil”. A porcentagem de 0,01% equivale a “uma
parte em dez mil”. E assim por diante.
Para um soluto em concentração muito pequena, o título ou a porcentagem
são números muito pequenos. É comum, nessas situações, o uso da
unidade partes por milhão, representada por ppm, que pode se referir ao
título em massa ou ao título em volume. Vejamos um exemplo de cada.
No controle de qualidade da água, há vários critérios para considerá-la
própria ao consumo humano. Entre esses critérios está a concentração de
íons chumbo (Pb 21 ), que não pode ser superior a 0,05 ppm em massa.
Isso significa que, se houver mais de 0,05 g de íons chumbo em 10 6 g
(um milhão de gramas) de líquido, essa “água” é considerada imprópria para
consumo. A concentração de 0,05 ppm em massa equivale a 0,000005%
em massa, como demonstrado a seguir:
10
0,05 ppm em massa
4
__________________
massa de soluto
massa de solução 5 ____________ 0,05 g
1.000.000 g 5 ____________
0,000005 g
100 g
5 0,000005%
10 4
0,000005
5
__________
5
100
Considere o caso do poluente CO no ar das cidades. Quando a concentração
de CO atinge 30 ppm em volume, tem-se o estado de alerta. Essa
concentração equivale a 30 L de CO em cada 10 6 L (milhão de litros) de ar,
ou seja, a 0,003% em volume:
30 ppm em volume
___________________
volume de soluto
volume de solução 5
10 4
____________ 30 L
1.000.000 L 5 _________ 0,0030 L
5
100L
10 4
0,0030 ________
100 5 0,003%
Admitindo que um indivíduo inale 9 mil litros de ar por dia, quantos litros
de monóxido de carbono estará inalando, nesse período, se a concentração
desse gás no ar for aquela correspondente ao estado de alerta (30 ppm
em volume)?
O cálculo pode ser feito por meio da seguinte regra de três:
Volume de ar
Volume de CO
1 ? 10 6 L 30 L
9 ? 10 3 L x
V x 5 0,27 L 5 270 mL
Como você percebe, a unidade ppm é útil para expressar a concentração
de soluções com baixa concentração. Para concentrações ainda
menores, os químicos empregam as unidades ppb (partes por bilhão) e
ppt (partes por trilhão). É útil lembrar que um milhão é 10 6 , um bilhão é
10 9 e um trilhão é 10 12 .
A concentração de poluentes do ar e da água é, por conveniência,
frequentemente expressa em ppm, já que se trata de um valor que,
se expresso em título ou porcentagem, é muito pequeno. Apesar da
concentração relativamente “baixa”, poluentes são suficientemente tóxicos
para, com a exposição prolongada, produzirem sérios problemas de saúde.
Capítulo 4 • Outras expressões de concentração
43

Poluentes atmosféricos
O risco do monóxido de carbono
O monóxido de carbono se combina com a
hemoglobina nos glóbulos vermelhos do sangue
e a inutiliza para sua função essencial, que é a
de transportar oxigênio pelo corpo. Sem oxigênio,
morremos rapidamente. E nosso cérebro
é o primeiro a morrer. O monóxido de carbono
(fórmula química: CO) é um gás incolor, inodoro
e altamente tóxico.
Todos estamos expostos a ele porque está
presente, em pequenas quantidades, na atmosfera.
Os maiores níveis são encontrados no ar
das cidades, provenientes [da combustão nos
motores] dos veículos. A maior parte dos átomos
de carbono existentes em um combustível
transformam-se em dióxido de carbono (CO 2 )
com dois oxigênios na molécula, porém um
pouco do combustível queimado em um motor
ou aquecedor pode encontrar pouco oxigênio
para sua combustão completa, e o carbono
Poluente(s)
CO
(monóxido de carbono)
PI
(partículas inaláveis)
Como a poluição prejudica a saúde
Principais poluentes e seus efeitos
Principais fontes
de emissão
Carros a gasolina (49%), carros
a álcool (17%), veículos a diesel
(28%)
Veículos a diesel (30%), carros a
gasolina (10%), indústrias (10%)
acaba se combinando com apenas um oxigênio
por molécula.
O monóxido de carbono no ar que respiramos
pode se combinar com até 5% de hemoglobina
de nosso sangue e, se fumarmos, esse valor pode
subir para valores da ordem de 10%. [...] Se chegar
a 30% perceberemos os sintomas do envenenamento
por monóxido de carbono: náuseas, dores
de cabeça, indolência e dores no peito. Apenas 1%
de CO no ar converte mais de 50% da hemoglobina
sanguínea em uma forma que não é funcional e
causa morte em uma hora. [...]
A principal fonte de monóxido de carbono proveniente
da atividade humana são os escapamentos
de carros, que podem produzir níveis tão altos como
50 ppm (0,005%) em locais de tráfego intenso. [...]
Fonte: John Emsley. Molecules at an exhibition. Portraits
of intriguing materials in everyday life. Oxford, Oxford
University Press, 1998. p. 108. (Tradução dos autores.)
Danos à saúde
O CO se liga à hemoglobina no sangue no lugar
do oxigênio. Em altas concentrações, prejudica a
oxigenação do organismo, causando diminuição
dos reflexos e da acuidade visual. Pessoas com
problemas cardíacos e circulatórios são as mais
prejudicadas.
Instalam-se nos pulmões, diminuindo a capacidade
respiratória. O material parti culado pode aumentar
os efeitos fisio ló gicos de outros gases presentes
no ar.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O 3
(ozônio)
É formado pela reação dos
hidrocarbonetos e óxidos de
nitrogênio na presença de luz
solar.
Irritação dos olhos e vias respiratórias, diminuição
da capacidade pulmonar, envelhecimento precoce
e corrosão dos tecidos. Pessoas com asma são
mais suscetíveis aos efeitos do ozônio.
Unidade A • Concentração das soluções
HC
(hidrocarbonetos)
NO 2
(dióxido de nitrogênio)
SO 2
(dióxido de enxofre)
Carros a gasolina (53%), veículos
a diesel (21%), carros a álcool
(19%)
Veículos a diesel (81%), carros a
gasolina (10%), carros a álcool
(5%)
Veículos a diesel (77%),
indústrias (15%), carros a
gasolina (8%)
Diminuem a capacidade sanguínea de transportar
oxigênio e afetam os sistemas cardiovascular
e nervoso e o pulmão. Os hidrocarbonetos
aromáticos (benzeno, tolueno e xileno) são
cancerígenos.
Pode penetrar profundamente no sistema
respiratório, originando substâncias mutagênicas
e carcinogênicas. É também um irritante, podendo
conduzir a sintomas que lembram os do enfisema.
Altas concentrações provocam irritação no
sistema respiratório e problemas cardiovasculares.
Fonte: O Estado de S. Paulo, 22 jun. 1997.
44

Índices de qualidade do ar (SP)
Qualidade
Índice
PI
(mg*/m 3 )
O 3
(mg /m 3 )
CO
(ppm)
NO 2
(mg /m 3 )
SO 2
(mg /m 3 )
Danos à saúde
Boa 0-50 0-50 0-80 0-4,5 0-100 0-80
Praticamente não há
riscos à saúde.
Regular 51-100 . 50-150 . 80-160 . 4,5-9 . 100-320 . 80-365
Pessoas de grupos
sensíveis (crianças,
idosos e pessoas com
doenças respiratórias
e cardíacas) podem
apresentar sintomas
como tosse seca e
cansaço. A população, em
geral, não é afetada.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Inadequada 101-199
. 150 e
, 250
Má 200-299 > 250 e
, 420
. 160 e
, 200
> 200 e
, 800
. 9 e
, 15
> 15 e
, 30
. 320 e
, 1130
> 1130 e
, 2260
. 365 e
, 800
> 800 e
, 1600
Péssima > 300 > 420 > 800 > 30 > 2260 > 1600
* 1 mg 5 1 micrograma 5 10 26 g
Toda a população pode
apresentar sintomas
como tosse seca,
cansaço, ardor nos olhos,
nariz e garganta. Pessoas
de grupos sensíveis
(crianças, idosos e
pessoas com doenças
respiratórias e cardíacas)
podem apresentar efeitos
mais sérios na saúde.
Toda a população pode
apresentar agravamento
dos sintomas como tosse
seca, cansaço, ardor nos
olhos, nariz e garganta
e ainda apresentar
falta de ar e respiração
ofegante. Efeitos ainda
mais graves à saúde
de grupos sensíveis
(crianças, idosos e
pessoas com problemas
cardiovasculares).
Toda a população pode
apresentar sérios riscos
de manifestações de
doenças respiratórias
e cardiovasculares.
Aumento de mortes
prematuras em pessoas
de grupos sensíveis.
Capítulo 4 • Outras expressões de concentração
Fonte: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), 2008.
45

ExErcícIOs EssENcIAIs
9 Em uma amostra de 100 L do ar de uma cidade
há 2 ? 10 28 L do poluente SO 2 . A quantas ppm, em
volume, isso corresponde?
ExErcício rEsolvido
10 Em uma amostra de 1 kg de um lote
de salsicha em lata os técnicos detectaram
a presença de 300 mg de
estanho. Levando em conta que é
proibido comercializar alimentos
contendo mais de 250 ppm de estanho,
em massa, conclua se esse
produto pode ser comercializado.
Justifique.
Resolução
Determinar a concentração de estanho expressa
em ppm em massa consiste essencialmente em
determinar quantos gramas de estanho estão
presentes em um milhão de gramas (1 ? 10 6 g) de
salsicha. Para montar a regra de três, temos a informação
de que 1 kg (1 ? 10 3 g) de salsicha contém
300 mg (0,300 g) de estanho. Assim:
Grandezas:
Massa de
salsicha
Massa de
estanho
1 ? 10 3 g 0,300 g
1 ? 10 6 g x
V x 5 300 g
Então, se 300 g de estanho estão presentes em
um milhão de gramas de salsicha, a concentração
desse metal é de 300 ppm em massa. Portanto, o
produto não pode ser comercializado.
A quantidade máxima permitida de mercúrio na
água potável corresponde a:
a) 0,005 ppm. c) 0,5 ppm. e) 50 ppm.
b) 0,05 ppm. d) 5 ppm.
12 (Fepar-PR) “O flúor é bastante tóxico: para uma
exposição diária de oito horas, estima-se em
0,1 ppm a concentração máxima permitida do gás
na atmosfera do ambiente. Para HF, esse valor é de
2-3 ppm, enquanto para HCN é de 10 ppm. Em baixa
concentração, menor que 1 ppm, os íons fluoretos
conferem uma excelente proteção aos dentes contra
as cáries. No Brasil, nem todas as cidades fazem
uso de água fluoretada. No entanto, a maioria dos
cremes dentais possuem flúor. Por estas e outras
razões, deve-se tomar cuidado quanto ao maior ou
menor teor de flúor que ingerimos, uma vez que
um excesso do mesmo pode causar sérios danos
à saúde. Exemplos:
• na concentração de 2-3 ppm o flúor causa o
escurecimento dos dentes;
• na concentração de 50 ppm na água de beber,
pode causar sérios efeitos de intoxicação;
• a ingestão de 150 mg de NaF pode causar náuseas,
vômitos, diarreia e dores abdominais agudas”.
(Eduardo Motta Alves Peixoto. Química Nova na Escola,
vol. 8, novembro de 1998)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
Essa questão permite tirar a conclusão
de que o número de miligramas de
uma substância presente por quilograma
de um material equivale à concentração
dessa substância, expressa em
ppm em massa.
11 (Univali-SC) A água potável não pode conter mais
do que 5,0 ? 10 24 mg de mercúrio (Hg) por grama
de água. Para evitar o inconveniente de usar números
tão pequenos, o químico utiliza um recurso
matemático, surgindo assim uma nova unidade de
concentração: ppm (partes por milhão).
massa do soluto em mg
ppm 5 _________________________
massa do solvente em kg
(Dados: F 5 19, H 5 1, Na 5 23; N 5 14;
d (H 2 O) 5 1,0 g /mL)
Analise as afirmativas abaixo:
I. uma pessoa que ingerir um copo com água
contendo uma concentração de 0,05 g /L de
flúor não apresentará efeitos de intoxicação,
pois 0,05 g /L é menor que 50 ppm.
II. para se preparar 250 mL de uma solução de
fluoreto de sódio, a partir dos 150 mg do sal,
obteremos uma solução de concentração
0,014 mol/L aproximadamente.
III. se uma pessoa trabalha em um ambiente onde a
quantidade de HF é de 1,5 ? 10 24 L por 100 litros
de solução, na atmosfera do ambiente, não
haverá risco de intoxicação por HF.
Estão corretas somente:
a) I. c) III. e) I e II.
b) II e III. d) II.
46
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Exercícios adicionais

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Seção 4.3
❱❱ Objetivos
C CInterpretar a
concentração da água
oxigenada expressa em
volumes.
C CUtilizar cálculo
estequiométrico
para converter
diferentes unidades
de concentração de
uma amostra de água
oxigenada.
❱❱ Termos e conceitos
• peróxido de hidrogênio
• água oxigenada
• concentração
expressa em volumes
A concentração de H 2 O 2 em
solução aquosa pode ser expressa
em volumes, como é comentado no
texto ao lado.
ExErcícIOs EssENcIAIs
13 (UEPB – adaptado) O peróxido de hidrogênio é uma
substância que se decompõe naturalmente segundo
a equação: 2 H 2 O 2 ( 2 H 2 O 1 O 2 . A produção
de oxigênio, segundo essa reação, originou o uso
convencional da concentração da água oxigenada
em 10 volumes, que significa: 1 litro dessa água oxigenada
produzirá 10 litros de gás oxigênio nas CNTP.
Qual a quantidade de oxigênio produzida a partir de
34,0 g de peróxido de hidrogênio? Dados: H 5 1;
O 5 16
a) 68 g. b) 16 g. c) 32 g. d) 34 g. e) 160 g.
A concentração da água oxigenada,
H 2 O 2 (aq)
O peróxido de hidrogênio, H 2 O 2 , é um líquido mais denso que a água
(d 5 1,44 g ? mL 21 a 25 °C). Apresenta ponto de fusão 20,4 °C e ponto de
ebulição 150 °C. É miscível em água em todas as proporções, e isso ocorre
devido à sua capacidade de formar ligações de hidrogênio com ela.
Ele é vendido para uso industrial na forma de uma solução aquosa (denominada
água oxigenada) com concentração cerca de 30% em massa.
As soluções diluídas, H 2 O 2 (aq) a 3% em massa, também vendidas nas
drogarias e farmácias com o nome de água oxigenada, são usadas como
antisséptico: o contato com o sangue provoca sua decomposição em H 2 O (,)
e O 2 (g), este responsável pela limpeza do ferimento, impedindo a proliferação
de bactérias anaeróbias, como é o caso da causadora do tétano.
Soluções mais concentradas (H 2 O 2 (aq) a 6% em massa) são empregadas
como agentes branqueadores para tecidos, peles e cabelos.
É comum, nos frascos de água oxigenada, sua concentração ser expressa
em volumes. Por exemplo, água oxigenada a 10 volumes, a 20 volumes etc.
Essa concentração corresponde ao número de litros de gás oxigênio,
medidos nas condições normais de temperatura e pressão, obtidos pela decomposição
completa de todo H 2 O 2 contido em 1,0 litro de solução. Assim:
A massa
molar do
H 2 O 2 é
34 g/mol
1 H 2 O 2 ∫ 1 H 2 O 1
1__
2 O 2
1 mol
1__
2 mol
^
^
34 g 11,2 L (CNTP)
O volume
de 0,5 mol
de gás nas
CNTP é
11,2 L
Interpretação: Assim, uma solução de água oxigenada a 11,2 volumes
corresponde a uma solução aquosa contendo 1,0 mol de peróxido de hidrogênio
(34 g) dissolvido em 1,0 L de solução. A decomposição completa
de 1,0 mol do peróxido de hidrogênio nas CNTP libera 11,2 L de O 2 (g), daí a
expressão 11,2 volumes.
Utilize os conhecimentos adquiridos sobre concentração de soluções
e tente demonstrar que água oxigenada a 20 volumes é o mesmo
que uma solução em torno de 6% em massa. Tente demonstrar, ainda,
qual a concentração em mol/L de água oxigenada a 22,4 volumes.
14 (UFPE) A água oxigenada, solução de peróxido de
hidrogênio (H 2 O 2 ), é vendida nas farmácias com
concentrações em termos de “volumes”, que correspondem
à relação entre o volume de gás O 2 ,
liberado após completa decomposição do H 2 O 2 , e o
volume da solução aquosa. Sabendo que a equação
química de decomposição da água oxigenada é:
H 2 O 2 (aq) # H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g)
calcule a concentração molar de uma solução de
água oxigenada de 24,4 volumes a 25 °C e 1 atm.
(Dado: R 5 0,082 atm ? L ? K 21 ? mol 21 )
Capítulo 4 • Outras expressões de concentração
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Exercícios adicionais
47

Seção 4.4
❱❱ Objetivo
C CInterpretar a fração
em quantidade de
matéria.
❱❱ Termos e conceitos
• fração em quantidade
de matéria (ou fração
em mols)
Fração em quantidade
de matéria (x)
A fração em quantidade de matéria ou fração em mols, representada
por x, expressa a razão entre a quantidade de matéria de um dos componentes
da solução e a quantidade de matéria total na solução.
n soluto
x soluto 5
_______________
n soluto 1 n solvente
n solvente
x solvente 5
_______________
n soluto 1 n solvente
Nessas expressões, x soluto é a fração em quantidade de matéria do soluto
e x solvente é a fração em quantidade de matéria do solvente. Vejamos,
a seguir, algumas observações importantes sobre essa expressão de
concentração das soluções:
• A fração em quantidade de matéria é um número adimensional (não
tem unidade).
• A soma das frações em quantidade de matéria dos componentes da
solução (incluindo o solvente) é numericamente igual a 1.
• A fração em quantidade de matéria é uma expressão muito útil quando
se trabalha com gases. Sua utilização é bastante restrita quando se
trabalha com soluções aquosas.
• A fração em quantidade de matéria era anteriormente chamada fração
molar.
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Texto: Estabelecendo relações matemáticas entre algumas expressões
de concentração
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIOs EssENcIAIs
Unidade A • Concentração das soluções
15 (FUERN) Uma solução preparada tomando-se
1 mol de glicose (C 6 H 12 O 6 ) e 99 mol de água (H 2 O)
apresenta frações molares de soluto e solvente,
respectivamente, iguais a:
a) 0,18 e 0,82. d) 0,10 e 0,90.
b) 0,82 e 0,18. e) 0,01 e 0,99.
c) 0,90 e 0,10.
16 (UFF-RJ) Uma solução contém 18,0 g de glicose
(C 6 H 12 O 6 ), 24,0 g de ácido acético (C 2 H 4 O 2 ) e 81,0 g
de água (H 2 O). Qual a fração molar de ácido acético
na solução?
a) 0,04. c) 0,40. e) 1,00.
b) 0,08. d) 0,80.
17 (Faap-SP) Uma solução aquosa de NaC, apresenta
11,70% em peso de soluto. Determine as frações
molares do soluto e do solvente nessa solução.
18 (Uece) A concentração em quantidade de matéria
(molaridade) e a fração em quantidade de matéria
(fração molar) do soluto de uma solução de hidróxido
de sódio cujo título é 40% e cuja densidade
absoluta é 1,8 g /mL são, respectivamente, em
valores aproximados:
a) 9,0 mol/L e 0,23.
b) 9,0 mol/L e 0,36.
c) 18,0 mol/L e 0,23.
d) 18,0 mol/L e 0,36.
48
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Exercícios adicionais

UNIDADE A
Capítulo
5
Diluição e mistura
de soluções sem
reação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Diluição e mistura de soluções
são procedimentos rotineiros
em Química. É possível calcular a
concentração da solução obtida em
tais procedimentos, como veremos
neste capítulo.
5.1 Diluição de soluções
Diluir é acrescentar solvente a uma solução.
Numa diluição, a quantidade de soluto não
é alterada.
5.2 Molalidade (W)
A molalidade é uma forma de expressar
a concentração de soluções. Para uma
solução aquosa diluída, o valor numérico da
molalidade é aproximadamente igual ao
da concentração em quantidade de matéria.
5.3 Mistura de soluções de mesmo
soluto e mesmo solvente
Ao misturar soluções de mesmo solvente e
mesmo soluto, a quantidade de soluto na
solução final é a soma das quantidades
de soluto nas soluções misturadas.
5.4 Mistura de soluções de mesmo
solvente e solutos diferentes sem
reação química
Ao misturar soluções de mesmo solvente
e diferentes solutos, sem que haja reação
química entre eles, é como se cada soluto
sofresse diluição.
Quando acrescentamos água a polpa de frutas
para fazer suco, realizamos um procedimento
que tem o nome de diluição.

Seção 5.1
Diluição de soluções
❱❱ Objetivos
C Contrapor dissolução
e diluição.
C CExplicar o que acontece
com a concentração de
uma solução quando ela
é diluída.
C CDeduzir expressões
que relacionem a
concentração antes
e depois da diluição e
utilizá-las em cálculos.
❱❱ Termos e conceitos
• dissolução
• diluição
Não confunda dissolver com diluir!
Ao se misturar o pó para refresco em água e mexer bem, o pó está sendo
dissolvido no solvente água, conforme figuras A , B e C .
Ao se acrescentar mais solvente à solução para diminuir a concentração,
estará ocorrendo uma diluição, conforme figuras C e D .
Diluição é o processo de acrescentar mais solvente a uma solução.
Num laboratório de Química não existem soluções de todas as
concentrações possíveis e imagináveis. Geralmente são preparadas
e armazenadas soluções de concentração elevada e, a partir delas,
podem­se obter outras, mais diluídas (isto é, menos concentradas) por
meio da diluição.
A B C Muito
D
concentrado
O pó é
dissolvido
em água:
dissolução
Acrescenta-se
mais água:
diluição
Menos
concentrado,
ou mais diluído
A diluição de
soluções
é procedimento
comum em
laboratórios
químicos. Soluções
de estoque,
normalmente,
apresentam
concentrações
elevadas.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
50
1 Diluição de soluções (nível macroscópico)
E
O balão
volumétrico
contém uma
solução aquosa
de K 2 Cr 2 O 7 de
concentração
2,0 mol/L.

F
G
H
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Da solução aquosa de K 2 Cr 2 O 7 de
concentração 2,0 mol/L, é retirada
uma alíquota de 25,0 mL com auxílio
de uma pipeta volumétrica.
2 Diluição de soluções (nível microscópico)
Quando uma solução concentrada de CuC 2 (aq) é diluída pela adição de solvente, o resultado
é uma nova solução que contém o mesmo número de íons Cu 21 e C 2 que a solução original.
C
Cu 2
Mais
concentrada
H 2 O
Essa alíquota de 25,0 mL é
transferida para o balão volumétrico
, de capacidade 250 mL.
Antes da
diluição
Depois da
diluição
A seguir completa­se com água
destilada até atingir a marca de
250 mL existente no gargalo do
balão.
Mais
diluída
A solução é mais diluída porque o mesmo número de entidades (íons) está presente num volume
maior de solvente e, consequentemente, de solução.
3 Diluição de soluções (os cálculos)
Como, na diluição, a quantidade do soluto não se altera, podemos afirmar que a quantidade
de matéria (n) de soluto existente na alíquota está também presente na nova solução obtida
pela diluição da alíquota.
Usando índice i para alíquota inicial e f para a alíquota final, temos:
n i soluto 5 n f soluto m i soluto 5 m f soluto m i soluto 5 m f soluto
M i ? V i 5 M f ? V f C i ? V i 5 C f ? V f T i ? m i 5 T f ? m f
Desta maneira é possível justificar por que as soluções de estoque, normalmente, são concentradas.
Ao se diluir uma solução, a quantidade de soluto dissolvida não se altera, porém o volume
total da solução aumenta e a massa total da solução também aumenta.
Capítulo 5 • Diluição e mistura de soluções sem reação
51

Então, como decorrência desse aumento, a concentração da solução diminui.
Assim:
^ C 5
m soluto ________
V solução $
^ M 5
n soluto ________
V solução $
^ T m 5
m soluto _________
m solução $
^ T v 5
V soluto ________
V solução $
Os termos diluída e
concentrada são usados
em comparação
entre soluções:
• a expressão solução
diluída significa
solução com
concentração rela
tivamente pequena
de soluto;
• a expressão solução
concentrada
significa
solução com concentração
relativamente
elevada
de soluto.
ExErcícIos EssENcIAIs
1 Uma pessoa que não gosta de café “forte” resolveu
transformar um café “forte” num café “fraco” por
acréscimo de água.
Naquela diluição mostrada nas fotos F , G e H da página anterior não foi determinada
a concentração da solução final. Como isso poderia ser feito?
A partir da definição de concentração em quantidade de matéria, podemos
afirmar que a quantidade em mols de soluto é dada por n soluto 5 M ? V, em
que M é a concentração da solução em mol/L e V é o volume da solução.
Uma vez que, na diluição, a quantidade do soluto não se altera, podemos afirmar
que o mesmo n soluto presente na alíquota de 25,0 mL está presente na nova
solução obtida pela diluição da alíquota.
Usando o índice i para a alíquota (situação inicial) e f para a nova solução
(situação final), temos:
n i soluto 5 n f soluto
Acrescentou-se água
a) Como é denominada a técnica empregada?
b) Compare a concentração de soluto antes e depois.
M i ? V i 5 M f ? V f
2,0 mol/ L ? 0,025 L 5 M f ? 0,250 L V M f 5 0,2 mol/L
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Texto: Alguns cuidados experimentais sobre diluição
c) Enumere algumas situações do seu dia a dia em
que a operação diluição de soluções é observada.
3 Estabeleça uma comparação entre os sistemas
representados pelas figuras A e B da questão
anterior, quanto:
a) à massa de soluto;
b) à quantidade em mols de soluto;
c) ao volume da solução;
d) à concentração, em g/L;
e) à concentração, em mol/L.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
52
2 Este exercício envolve a interpretação de modelos.
A ilustração A representa 100 mL de uma solução
aquosa de açúcar de cana (sacarose). A ilustração
B representa o sistema após adição de 100 mL de
água pura.
A
100 mL
de solução
Acrescentam-se
100 mL de água
a) Nos modelos, as bolinhas representam, de modo
mais correto, as moléculas do soluto ou do solvente?
Justifique.
b) As expressões “diluído” e “concentrado” só
fazem sentido quando usadas para estabelecer
comparação entre soluções. Aplique esses termos
às soluções das ilustrações.
B
ExErcício rEsolvido
4 (Uninove-SP) Em um frasco há uma solução aquosa
de H 2 SO 4 com concentração inicial C i 5 196 g/L. O
volume de 0,5 L dessa solução foi transferido para
um béquer, e essa solução foi diluída acrescentando-se
1,5 L de água pura.
a) A concentração final C f da solução será igual a
196 g/L e essa é uma solução neutra.
b) A concentração final C f da solução será aproximadamente
65,3 g/L e essa é uma solução ácida.
c) A concentração final C f da solução será igual a
49 g/L e essa é uma solução ácida.
d) A concentração final C f da solução será igual a
98 g/L e essa é uma solução alcalina.
e) A concentração final C f da solução será igual a
196 g/L e essa é uma solução ácida.

Resolução
Resolução
1,5 L de água
600 mL de água
H 2 SO 4 (aq)
C i 5 196 g/L
V i 5 0,5 L
C i ? V i 5 C f ? V f
196 ? 0,5 5 C f ? 2,0
H 2 SO 4 (aq)
C f 5 ?
V f 5 2,0 L
Na 3 PO 4 (aq)
Na 3 PO 4 (aq)
M i 5 0,02 mol/L M f 5 ?
V i 5 800 mL
V f 5 200 mL
M i ? V i 5 M f ? V f
0,02 ? 0,8 5 M f ? 0,2
C f 5 49 g/L Alternativa c.
M f 5 8 ? 10 22 mol/L
Alternativa b.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
5 Quando, na diluição de uma solução aquosa, o
acréscimo de água provoca uma triplicação do volume
da solução, o que acontece com a concentração
da solução, expressa em:
a) mol/L? b) g/L?
6 Quando, na diluição de uma solução aquosa, o acréscimo
de água provoca uma triplicação da massa da
solução, o que acontece com o título em massa?
7 Você tem três copos de uma limonada muito azeda.
Em uma jarra de tamanho apropriado, quantos copos
de água você adicionaria a esses 3 copos de limonada
a fim de que a concentração, em mol/L, dos solutos
presentes na limonada se reduza a 60% da inicial?
Observação: considere que todos os “copos” mencionados
tenham o mesmo volume.
8 Acrescentam-se 300 mL de água a 200 mL de uma
solução 10 g/L de cloreto de sódio.
Qual a concentração final dessa solução?
9 Um técnico tem 500 mL de uma solução de um medicamento
e precisa reduzir a concentração, em mol/L,
a 1/4 do valor inicial. Como ele deve proceder?
10 (UFRGS-RS) O volume, em mililitros, de uma solução
0,5 mol/L de AgNO 3 , necessário para preparar
200 mi lilitros de uma solução 0,1 mol/L desse sal
é igual a:
a) 10. b) 20. c) 25. d) 40. e) 50.
ExErcício rEsolvido
11 (Mackenzie-SP) Aquecem-se 800 mL de solução
0,02 mol/litro de fosfato de sódio, até que o volume
de solução seja reduzido de 600 mL. A concentração
molar da solução final é:
a) 2,0 ? 10 23 mol/litro. d) 1,5 ? 10 23 mol/litro.
b) 8,0 ? 10 22 mol/litro. e) 5,0 ? 10 23 mol/litro.
c) 1,0 ? 10 22 mol/litro.
12 Um laboratorista precisa preparar uma solução
0,5 mol/L de Na 2 SO 4 , aproveitando 200 mL de solução
0,8 mol/L do mesmo sal. O que ele deve fazer
com a solução 0,8 mol/L é:
a) adicionar 320 mL de água.
b) evaporar 120 mL de água.
c) adicionar 120 mL de água.
d) adicionar 1.400 mL de água.
e) adicionar 0,4 mol de sal.
13 (UFMG) Uma mineradora de ouro, na Romênia,
lançou 100.000 m 3 de água e lama contaminadas
com cianeto, CN 2 (aq), nas águas de um afluente
do segundo maior rio da Hungria. A concentração
de cianeto na água atingiu, então, o valor de
0,0012 mol/litro. Essa concentração é muito mais
alta que a concentração máxima de cianeto que
ainda permite o consumo doméstico da água, igual
a 0,01 miligrama/litro.
Considerando-se essas informações, para que essa
água pudesse servir ao consumo doméstico, ela
deveria ser diluída, aproximadamente:
a) 32.000 vezes. c) 320 vezes.
b) 3.200 vezes. d) 32 vezes.
14 (Vunesp) No descarte de embalagens e produtos
químicos, é importante que elas contenham o mínimo
possível de resíduos, evitando ou minimizando
consequências indesejáveis. Sabendo que, depois
de utilizadas, em cada embalagem de 1 litro de
NaOH sólido restam 4 gramas do produto, considere
os seguintes procedimentos:
• embalagem I: uma única lavagem, com 1 L de
água;
• embalagem II: duas lavagens, com 0,5 L de água
em cada vez.
(Dados: massas molares: Na 5 23 g/mol, O 5 16 g/mol
e H 5 1 g/mol)
a) Qual a concentração de NaOH, em mol/L, na solução
resultante da lavagem da embalagem I?
b) Considerando que, após cada lavagem, resta
0,005 L de solução no frasco, determine a
concentração de NaOH, em mol/L, na solução
resultante da segunda lavagem da embalagem
II e responda: qual dos dois procedimentos de
lavagem foi mais eficiente?
Capítulo 5 • Diluição e mistura de soluções sem reação
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Exercícios adicionais
53

Seção 5.2
Molalidade (W)
❱❱ Objetivos
C CInterpretar a
molalidade.
C CRealizar cálculos que
envolvam molalidade.
C CExplicar por que,
para uma solução
aquosa diluída,
o valor numérico
da molalidade é
aproximadamente igual
ao da concentração em
quantidade de matéria.
❱❱ Termos e conceitos
• molalidade
• molal
Marca
de 1,0 L
A molalidade de uma solução (representada
neste livro por W) é numericamente
igual à quantidade de matéria de soluto
(n soluto expressa em mol) por quilograma
de solvente (m solvente expressa em kg). A
unidade de W é mol/kg, também conhecida
como molal.
W 5
____________ n soluto (mol)
m solvente (kg)
Exemplo (referente à foto ao lado):
Uma solução foi preparada misturando­se
2,0 mol (80 g) de NaOH e 1,0 kg (1.000 g ou
1,0 L) de água. Determine sua molalidade.
W 5
____________
n soluto (mol)
m solvente (kg)
Não confunda M com W
5 ________ 2,0 mol 5 2,0 mol/kg 5
1,0 kg
2,0 molal
Em certas situações a concentração em quantidade de matéria (M) se
confunde com a molalidade (W). Observe atentamente as fotos a seguir:
Nível da
solução
Marca
de 1,0 L
Marca
de 1,0 L
Nível da
solução
Nível da
solução
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade A • Concentração das soluções
Mais
concentrada
1,0 kg (1,0 L) de H 2 O
80 g de NaOH
V final . 1,0 L
W 5 2,0 molal
M , 2,0 mol/L
Mais
diluída
1,0 kg (1,0 L) de H 2 O
0,8 g de NaOH
V final 1,0 L
W 5 0,02 molal
M 5 0,02 mol/L
Para soluções aquosas e diluídas, a concentração em quantidade de
matéria e a molalidade são numericamente quase iguais. Isso ocorre
porque 1,0 kg do solvente água, acrescido de pequena quantidade de soluto,
resultará num volume de solução praticamente igual a 1,0 L.
M depende do volume da solução enquanto a W depende da massa
do solvente.
m não varia com a temperatura porque massas não variam com a
temperatura.
Assim, a molalidade é a expressão mais adequada quando se trabalha
com soluções dentro de uma ampla faixa de temperatura.
54

ExErcícIos EssENcIAIs
15 (PUC-MG) Quando 39,2 g de ácido sulfúrico são
dissolvidos em 200 mL de água, obtém-se uma solução
de volume igual a 220 mL. A molalidade (W)
e a molaridade (M) dessas solução são iguais a:
a) 0,5 molar e 0,5 molal.
b) 1,0 molal e 2,0 molar.
c) 1,0 molar e 2,0 molal.
d) 2,0 molar e 1,8 molal.
e) 2,0 molal e 1,8 molar.
16 (UFMS) Uma solução é preparada, dissolvendo-se
464,00 g de NaOH (s) em água, e diluindo-se, então,
até obter 1 litro da solução. A densidade da solução
resultante é 1,37 g/mL. É correto afirmar que
a concentração de hidróxido de sódio, na solução
resultante, pode ser expressa como:
(01) 33,9% em massa;
(02) 11,6 mol/L;
(04) 12,8 mol por quilograma do solvente;
(08) fração em quantidade de matéria do soluto
igual a 0,19;
(16) 464,00 g/L;
(32) 1.370 g/L.
Dê como resposta a soma dos números associados
às afirmações corretas.
Seção 5.3
Mistura de soluções de mesmo
soluto e mesmo solvente
❱❱ Objetivos
C Calcular a
concentração da
solução resultante da
mistura de soluções
de mesmo solvente e
mesmo soluto.
C CDeterminar em
que proporção duas
soluções de mesmo
solvente e mesmo
soluto devem ser
misturadas, a fim de se
obter uma solução
de concentração
desejada.
m soluto final 5 m soluto em A 1 m soluto em B
C f ? V f 5 C A ? V A 1 C B ? V B
Duas soluções aquosas de ácido sulfúrico, A e B , de concentração em
gramas por litro e concentração em quantidade de matéria conhecidas,
serão misturadas conforme o esquema a seguir:
A
H 2 SO 4 (aq)
C A 5 196 g/L
M A 5 2,0 mol/L
V A 5 1,0 L
B
H 2 SO 4 (aq)
C B 5 98 g/L
M B 5 1,0 mol/L
V B 5 2,0 L
Misturam-se
A e B
Solução final
H 2 SO 4 (aq)
C f 5 ?
M f 5 ?
V f 5 3,0 L
Estamos diante de uma situação em que soluções de mesmo soluto e
mesmo solvente estão sendo misturadas e necessitamos calcular a concentração
da solução resultante. Para isso, é fundamental que tenhamos
um ponto de partida para nossos cálculos. Nesse caso, podemos sugerir
como ponto de partida o seguinte raciocínio:
Quando misturamos soluções aquosas de mesmo soluto,
a quantidade de soluto na solução final é igual à soma das
quantidades dos solutos nas soluções iniciais.
m soluto final 5 m soluto em A 1 m soluto em B ou C f ? V f 5 C A ? V A 1 C B ? V B
n soluto final 5 n soluto em A 1 n soluto em B ou M f ? V f 5 M A ? V A 1 M B ? V B
Resolvamos o problema proposto:
n soluto final 5 n soluto em A 1 n soluto em B
M f ? V f 5 M A ? V A 1 M B ? V B
Capítulo 5 • Diluição e mistura de soluções sem reação
C f ? 3,0 L 5 196 g/L ? 1,0 L 1 98 g/L ? 2,0 L
C f 5 130,67 g/L
M f ? 3,0 L 5 2,0 mol/L ? 1,0 L 1 1,0 mol/L ? 2,0 L
M f 5 1,33 mol/L
55

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade A • Concentração das soluções
ExErcícios rEsolvidos
17 Em um laboratório, um técnico misturou 200 mL de
solução aquosa 0,50 mol/L de glicose com 300 mL
de uma solução aquosa 0,20 mol/L também de glicose.
Qual a concentração, em mol/L, da solução final?
Resolução
Trata-se de um problema de mistura de duas soluções
aquosas de mesmo soluto. Vamos calcular
a quantidade em mols de soluto que há em cada
solução e levar em conta que, após a mistura, essa
quantidade total estará presente num volume de
500 mL (200 mL 1 300 mL).
Na primeira solução há 0,10 mol de soluto:
M 1 5 ___ n 1
V
V 1
V n 1 5 M 1 ? V 1 5 0,50 mol/L ? 0,200 L 5 0,10 mol
Na segunda solução há 0,06 mol de soluto:
M 2 5 ___ n 2
V
V 2
V n 2 5 M 2 ? V 2 5 0,20 mol/L ? 0,300 L 5 0,06 mol
Na solução resultante da mistura haverá 0,16 mol de
soluto em um volume de 0,500 L (500 mL). Assim:
M f 5 ___ n f
V M
V f 5 _________ 0,16 mol
V M
f 0,500 L
f 5 0,32 mol/L
18 Por meio da mistura de uma solução de glicose
1,0 mol/L com outra 2,0 mol/L, como você procederia
para obter uma solução que fosse 1,2 mol/L?
Justifique.
Resolução
Seja V 1 o volume, em litros, da solução 1,0 mol/L:
M 1 5 ___ n 1
V n
V 1 5 M 1 ? V 1 (em que M 1 5 1,0 mol/L)
1
Seja V 2 o volume, em litros, da solução 2,0 mol/L:
M 2 5 ___ n 2
V n
V 2 5 M 2 ? V 2 (em que M 2 5 2,0 mol/L)
2
Na solução resultante da mistura haverá uma
quantidade de soluto igual a (n 1 1 n 2 ) dissolvida
em um volume de (V 1 1 V 2 ) litros.
M f 5 ________ n 1 1 n 2
V M
V 1 1 V f 5 ________________
M 1 ? V 1 1 M 2 ? V 2
2 V 1 1 V 2
(em que M f 5 1,2 mol/L)
Substituindo, nessa expressão, os valores de M 1 ,
M 2 e M f , temos:
1,2 5 _____________
1 ? V 1 1 2 ? V 2
V 1 1 V 2
1,2(V 1 1 V 2 ) 5 V 1 1 2V 2
1,2V 1 1 1,2V 2 5 V 1 1 2V 2
1,2V 1 2 V 1 5 2V 2 2 1,2V 2
0,2V 1 5 0,8V 2
___ V 1
5 ___ 0,8
V 2
0,2
V 1 ___
V 2
5 4
Esse resultado indica que as soluções devem ser
misturadas de tal forma que o volume da solução
1,0 mol/L deve ser quatro vezes maior que o da
solução 2,0 mol/L. Assim, por exemplo, se for usado
um litro da solução 2,0 mol/L, devem ser usados
quatro litros da solução 1,0 mol/L.
19 Exclusivamente por meio da mistura de duas
soluções aquosas de sacarose, de concentrações
0,5 mol/L e 1,0 mol/L, responda e justifique se é
possível obter uma solução:
a) 0,6 mol/L?
b) 0,9 mol/L?
c) 1,2 mol/L?
20 Sejam as seguintes soluções:
A 100 mL de H 2 SO 3 (aq) de concentração 0,30 mol/L;
B 200 mL de H 2 SO 3 (aq) de concentração 0,15 mol/L.
Ao misturarmos A e B , obteremos uma solução C
cuja concentração em quantidade de matéria é:
a) 0,05 mol/L.
b) 1 mol/L.
c) 0,2 mol/L.
d) 2 mol/L.
e) 4 mol/L.
21 A 100 mL de uma solução 2 mol/L de HC são
misturados 300 mL de outra solução também
2 mol/L desse ácido. Metade da solução obtida é
diluída ao dobro do volume pela adição da água.
Calcule a concentração em quantidade de matéria
da solução resultante.
22 Que volumes de soluções 8,0 mol/L (solução A ) e
3,0 mol/L (solução B ) de HC devem ser misturados
para fornecer 1,0 L de solução 6,0 mol/L de HC?
23 Misturaram-se 100 mL de ácido sulfúrico, de densidade
1.235 g/L, que contêm 31,7% de H 2 SO 4 em
massa, com 500 mL de solução 1,0 mol/L do mesmo
ácido. Calcule a concentração em quantidade de
matéria da solução resultante.
24 (PUC-RJ) A concentração de HC, em quantidade de
matéria, na solução resultante da mistura de 20 mL
de uma solução 2,0 mol ? L 21 com 80 mL de uma
solução 4,0 mol ? L 21 desse soluto e água suficiente
para completar 1,0 L é:
a) 0,045 mol ? L 21 .
b) 0,090 mol ? L 21 .
c) 0,18 mol ? L 21 .
d) 0,36 mol ? L 21 .
e) 0,72 mol ? L 21 .
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56
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Exercícios adicionais

Seção 5.4
❱❱ Objetivo
C Calcular a
concentração dos
solutos na solução
obtida ao misturar
soluções de mesmo
solvente e diferentes
solutos que não reajam
entre si.
Mistura de soluções de mesmo
solvente e solutos diferentes
sem reação química
Duas soluções aquosas: uma de volume 150 mL, tendo como soluto
cloreto de potássio, KC, com concentração em quantidade de matéria
igual a 0,4 mol/L, A , e outra de volume 50 mL, tendo como soluto sulfato
de potássio, K 2 SO 4 , com concentração em quantidade de matéria igual a
0,8 mol/L, B , são misturadas em um mesmo recipiente.
Misturam-se
A e B
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Solução final
KC (aq) 5 0,3 mol/L
K 2 SO 4 (aq) 5 0,2 mol/L
V f 5 200 mL
A
KC (aq)
M 5 0,4 mol/L
V 5 150 mL
n do KC antes 5 n do KC após
^
M KC ? V KC 5 M KC ? V KC
Antes
^
Após
0,4 mol/L ? 0,15 L 5 M KC após ? 0,2 L
M KC após 5 0,3 mol/L
B
K 2 SO 4 (aq)
M 5 0,8 mol/L
V 5 50 mL
Solução final
KC (aq) 1 K 2 SO 4 (aq)
M 5 ?
V 5 200 mL
A partir desses dados, desejamos calcular:
a) a concentração em mol/L da solução resultante em relação a cada
um dos solutos;
b) a concentração em mol/L da solução resultante em relação aos íons
presentes na solução.
Como se pode observar, estamos diante de uma nova situação. Soluções
de mesmo solvente, porém contendo solutos diferentes e que, ao serem
misturados, não reagem entre si. Qual será, nesse caso, o ponto de partida
para efetuarmos os cálculos sugeridos?
Quando se misturam soluções contendo solutos diferentes sem que
ocorra reação química entre eles, a quantidade em mols de cada soluto
(ou a massa), antes e após a mistura, permanece inalterada.
Tudo se passa como se cada solução individualmente sofresse
uma diluição.
Resolvamos o problema proposto:
a) Cálculo da concentração em quantidade de matéria (mol/L) em relação
ao KC e ao K 2 SO 4 na solução final:
n do K 2 SO 4 antes 5 n do K 2 SO 4 após
^
M K2 SO 4
? V K2 SO 4
5 M K2 SO 4
? V K2 SO 4
Antes
Após
0,8 mol/L ? 0,05 L 5 M K2 SO 4 após ? 0,2 L
M K2 SO 4 após5 0,2 mol/L
^
Capítulo 5 • Diluição e mistura de soluções sem reação
57

b) Cálculo da concentração em quantidade de matéria (mol/L) da solução resultante em relação
aos íons presentes:
1 KC (aq) @@@@@# 1 K 1 (aq) 1 1 C 2 (aq)
0,3 mol/L
Mantendo
@@@@@#
a proporção
0,3 mol/L 0,3 mol/L
1 K 2 SO 4 (aq) @@@@@# 2 K 1 (aq) 1 1 SO 2 42 (aq)
Mantendo
0,2 mol/L @@@@@# 0,4 mol/L 0,2 mol/L
a proporção
M K 1 5 0,7 mol/L; M C 2 5 0,3 mol/L; M SO4 22 5 0,2 mol/L
ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade A • Concentração das soluções
ExErcício rEsolvido
25 (UFRRJ) Misturando-se 100 mL de solução aquosa
0,1 molar de KC, com 100 mL de solucão aquosa
0,1 molar de MgC 2 , as concentrações de íons K 1 , Mg 21
e C 2 na solução resultante serão, respectivamente,
a) 0,05 mol ? L 21 ; 0,05 mol ? L 21 e 0,1 mol ? L 21 .
b) 0,04 mol ? L 21 ; 0,04 mol ? L 21 e 0,12 mol ? L 21 .
c) 0,05 mol ? L 21 ; 0,05 mol ? L 21 e 0,2 mol ? L 21 .
d) 0,1 mol ? L 21 ; 0,15 mol ? L 21 e 0,2 mol ? L 21 .
e) 0,05 mol ? L 21 ; 0,05 mol ? L 21 e 0,15 mol ? L 21 .
Resolução
KC (aq)
V 5 100 mL
M 5 0,1 mol/L
MgC 2 (aq)
V 5 100 mL
M 5 0,1 mol/L
KC (aq) 1
1 MgC 2 (aq)
V f 5 200 mL
M K 1 5 ?
M Mg 21 5 ?
M C 2 5 ?
Cálculo da quantidade de matéria do íon K 1 na
solução inicial:
KC (aq) # K 1 (aq) 1 C 2 (aq)
1 mol 1 mol 1 mol
n KC 5 M KC ? V KC V n KC 5 0,1 ? 0,1 V
V n KC 5 0,01 mol V n K 1 5 0,01 mol
Como não está havendo uma reação química,
a quantidade em mols do soluto antes e após a
mistura é a mesma.
Cálculo da concentração em quantidade de matéria
do íon K 1 na solução final:
M K 1 5 ____ n K 1
V 5 _____ 0,01
0,2
V
M K 1 5 0,05 mol/L
Cálculo da quantidade de matéria do íon C 2 nas
soluções iniciais:
KC (aq) # K 1 (aq) 1 C 2 (aq)
1 mol 1 mol 1 mol
n KC 5 M KC ? V KC V n KC 5 0,1 ? 0,1 V
V n KC 5 0,01 mol V n C 2 5 0,01 mol
MgC 2 (aq) # Mg 21 (aq) 1 2 C 2 (aq)
1 mol 1 mol 2 mol
n MgC2 5 M MgC2 ? V MgC2 V n MgC2 5 0,1 ? 0,1 V
V n MgC2 5 0,01 mol V n C 2 5 0,02 mol
Portanto, a quantidade total de íons C 2 é igual a
0,03 mol.
Como não está havendo uma reação química,
a quantidade em mols do soluto antes e após a
mistura é a mesma.
Cálculo da concentração em quantidade de matéria
do íon C 2 na solução final:
M C 2 5 ____ n C 2
V
V
V M C 2 5 0,03 _____
0,2
M C 2 5 0,15 mol/L
Cálculo da quantidade de matéria do íon Mg 21 na
solução inicial:
MgC 2 (aq) # Mg 21 (aq) 1 2 C 2 (aq)
1 mol 1 mol 2 mol
n MgC2 5 M MgC2 ? V MgC2 V n MgC2 5 0,1 ? 0,1 V
V n MgC2 5 0,01 mol V n Mg 21 5 0,01 mol
Como não está havendo uma reação química,
a quantidade em mols do soluto antes e após a
mistura é a mesma.
Cálculo da concentração em quantidade de matéria
do íon Mg 21 na solução final:
M Mg 21 5 ______
n Mg 21
V
V
Alternativa e.
V M Mg 21 5 0,01 _____
0,2
M Mg 21 5 0,05 mol/L
26 (Uece) Um recipiente contém 150 mL de solução
de cloreto de potássio 4,0 mol/L, e outro recipiente
contém 350 mL de solução de sulfato de potássio,
3,0 mol/L. Depois de misturarmos as soluções dos
dois recipientes as concentrações em quantidade
de matéria em relação aos íons K 1 e SO 22 4 serão,
respectivamente:
a) 4,2 mol/L e 2,1 mol/L. c) 5,4 mol/L e 2,1 mol/L.
b) 4,2 mol/L e 3,6 mol/L. d) 5,4 mol/L e 3,6 mol/L.
V
V
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
58
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Exercícios adicionais

unidade a
Capítulo
6
Estequiometria
envolvendo
soluções aquosas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Quando uma reação química
acontece em solução aquosa,
a realização de cálculos
estequiométricos é facilitada pelo
conhecimento da concentração
em quantidade de matéria das
soluções de reagentes.
6.1 Mistura de soluções
de mesmo solvente e solutos
diferentes com reação química
Ao misturar soluções de mesmo
solvente e diferentes solutos que reajam
entre si, é possível realizar cálculos
estequiométricos. O passo inicial é
conhecer a concentração em mol/L das
soluções, pois isso permite determinar
a quantidade de matéria dos solutos
reagentes. Pode haver reagente limitante
e reagente em excesso.
6.2 Titulação ácido-base
Uma solução de ácido ou de base, cuja
concentração seja desconhecida, pode ter
sua concentração determinada por meio
de uma titulação ácido-base. O método
se baseia no cálculo estequiométrico
envolvendo uma neutralização ácido-
-base em solução.
titulação é um procedimento rotineiro
A em laboratórios de Química. Por meio
da titulação, os químicos são capazes de
determinar precisamente a concentração
de uma solução.

Seção 6.1
Mistura de soluções de mesmo
solvente e solutos diferentes com
reação química
❱❱ Objetivos
C CRealizar cálculos
estequiométricos com
reações que envolvam
um ou mais reagentes
em solução, cujas
concentrações são
conhecidas.
C CExplicar a
conveniência do
conhecimento da
concentração em mol/L
nesse tipo de cálculo.
C CDeterminar as
concentrações
de solutos após a
ocorrência de uma
reação em solução.
Esses solutos podem
ser produtos, íons
espectadores (íons
que não participam da
reação) ou reagentes
em excesso.
❱❱ Termos e conceitos
• cálculo
estequiométrico
• reagente limitante
• reagente em excesso
Duas soluções aquosas: uma de volume 250 mL, tendo como soluto
ácido clorídrico, HC,, e concentração em quantidade de matéria igual a
0,8 mol/L, A , e outra de volume 350 mL, tendo como soluto hidróxido de
potássio, KOH, e concentração em quantidade de matéria igual a 0,4 mol/L,
B , são misturadas em um mesmo recipiente. A partir desses dados, desejamos
responder:
a) A solução resultante é acida, básica ou neutra?
b) Caso a solução não seja neutra, qual a concentração em quantidade de
matéria (mol/L) em relação ao reagente que se encontra em excesso?
c) Qual a concentração em quantidade de matéria (mol/L) do sal presente
ao final da reação?
Estamos agora diante de uma nova situação. Soluções constituídas
pelo mesmo solvente, porém contendo solutos diferentes e que, ao serem
misturados, reagem entre si, transformando-se em novos solutos. Qual será,
nesse caso, o ponto de partida para efetuarmos os cálculos sugeridos?
Conhecer a concentração expressa em mol/L é muito útil, pois, conhecido
também o volume de solução no qual o soluto se encontra, podemos
calcular a quantidade de matéria do soluto por meio da expressão:
n soluto 5 M ? V solução
Assim, conhecendo-se M e o V solução é possível efetuar cálculos estequiométricos
quando se misturam soluções aquosas contendo solutos
diferentes que reagem entre si.
Quando se misturam soluções contendo solutos diferentes que reagem
entre si, estamos diante de um problema de cálculo estequiométrico.
Resolvamos o problema proposto:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Misturam-se
A e B
Unidade A • Concentração das soluções
60
A
HC (aq)
M A 0,8 mol/L
V A 250 mL
B
KOH (aq)
M B 0,4 mol/L
V B 350 mL
Solução final
V 600 mL
Para obter a quantidade em mols de cada reagente, utiliza-se a
equação:
n soluto 5 M ? V (V em litro)
Assim:
n KOH 5 0,14 mol
n HC, 5 0,20 mol

Equação envolvida:
1 KOH (aq) 1 1 HC, (aq) # 1 KC, (aq) 1 1 H 2 O (,)
1 mol @ 1 mol @ 1 mol @ 1 mol # Proporção
estequiométrica
0,14 mol @ 0,20 mol @ - - - - - - - - # Dados do
Reagente
Está em
problema
limitante
excesso
0,14 mol @ 0,14 mol @ 0,14 mol @ 0,14 mol
Reagem e formam-se
Ao final da reação, teremos no recipiente 0,06 mol de HC, que não participou da reação (excesso),
0,14 mol de KC, e também água, já que a reação ocorre em meio aquoso.
Respondendo à pergunta a: como o ácido se encontra em excesso, a solução resultante será ácida.
Respondendo à pergunta b: temos um excesso de 0,06 mol de HC, presente num volume de 0,6 L
de solução (soma dos volumes das soluções misturadas). Assim, a concentração em quantidade de
matéria do reagente que ficou em excesso pode ser calculada usando-se a expressão:
M 5
____ n HC,
5
_________ 0,06 mol
5 0,1 mol ? L
V 0,6 L
21
Respondendo à pergunta c: temos, na solução resultante, além do excesso do reagente HC,,
um outro soluto que é o produto da reação, KC,, presente numa quantidade de 0,14 mol num
volume de 0,6 L de solução. Assim, a concentração em quantidade de matéria do KC, pode ser
calculada usando a expressão:
M 5
____ n KC,
5
_________ 0,14 mol
5 0,23 mol ? L
V 0,6 L
21
exercícios essenciais
ExErcício rEsolvido
1 (Mackenzie-SP) Dada a equação balanceada:
2 KOH (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) ( K 2 SO 4 (aq) 1 2 H 2 O (,)
300 mL de KOH (aq) 2 mol/L são adicionados a
200 mL de H 2 SO 4 (aq) 1 mol/L.
Após a reação, verifica-se que:
a) a concentração em quantidade de matéria da solução
final em relação ao ácido é diferente de zero.
b) há excesso de 0,4 mol da base.
c) todo o ácido e toda a base foram consumidos.
d) a concentração em quantidade de matéria da
solução final em relação ao K 2 SO 4 (aq) é igual a
0,4 mol/L.
e) reagiu 1 mol do ácido.
Resolução
KOH (aq)
V 300 mL
M 2,0 mol/L
^
n base 0,6 mol
+
H 2 SO 4 (aq)
V 200 mL
M 1,0 mol/L
^
n ácido 0,2 mol
K 2 SO 4 (aq)
V 500 mL
M ?
Como se trata de uma mistura com reação química,
podemos escrever:
2 KOH (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) # K 2 SO 4 (aq) 1 2 H 2 O (,)
2 mol @ 1 mol @ 1 mol ! Proporção da equação
0,6 mol @ 0,2 mol ! Dados do problema
0,4 mol @ 0,2 mol @ 0,2 mol ! Participam da reação
0,2 mol
(excesso
de KOH)
A solução resultante dessa mistura possui um volume
de 0,5 L e apresenta 0,2 mol de KOH (excesso)
juntamente com 0,2 mol do produto da reação
K 2 SO 4 (aq). A concentração em quantidade de matéria
do K 2 SO 4 (aq) é dada pela expressão:
0,2 mol
M 5 ________
0,5 L 5 0,4 mol ? L21 Alternativa d.
2 (Vunesp) A soda cáustica (hidróxido de sódio) é
um dos produtos utilizados na formulação dos
limpa-fornos e desentupidores de pias domésticas,
tratando-se de uma base forte. O ácido muriático
(ácido clorídrico com concentração de 12 mol ? L 21 )
é muito utilizado na limpeza de pisos e é um ácido
forte. Ambos devem ser manuseados com cautela,
pois podem causar queimaduras graves se entrarem
em contato com a pele.
a) Escreva a equação química para a neutralização
do hidróxido de sódio com o ácido clorídrico,
ambos em solução aquosa.
b) Dadas as massas molares, em g ? mol 21 : H 5 1;
O 5 16 e Na 5 23, calcule o volume de ácido muriático
necessário para a neutralização de 2 L de
solução de hidróxido de sódio com concentração
de 120 g ? L 21 . Apresente seus cálculos.
Capítulo 6 • Estequiometria envolvendo soluções aquosas
61

3 (UFG-GO) Um antiácido contém, em sua formulação,
Mg(OH) 2 em uma concentração de 1,2 g ? mL 21 . Considerando
que a concentração de HC, no suco gástrico é de
0,16 mol ? L 21 , qual o volume de suco gástrico neutralizado
pela ingestão de uma colher (3 mL) desse antiácido?
a) 125 mL
b) 250 mL
c) 375 mL
d) 750 mL
e) 1.000 mL
ExErcício rEsolvido
4 (PUC-SP) Adicionaram-se 100 mL de solução de Hg(NO 3 ) 2 de concentrção 0,40 mol/L a 100 mL de solução de Na 2 S
de concentração 0,20 mol/L. Sabendo-se que a reação ocorre com formação de um sal totalmente solúvel (NaNO 3 )
e um sal praticamente insolúvel (HgS), as concentrações, em mol/L, dos íons Na 1 e Hg 21 presentes na solução
final são respectivamente:
a) 0,1 mol ? L 21 e 0,2 mol ? L 21 . d) 0,4 mol ? L 21 e 0,1 mol ? L 21 .
b) 0,2 mol ? L 21 e 0,1 mol ? L 21 . e) 0,2 mol ? L 21 e 0,4 mol ? L 21 .
c) 0,4 mol ? L 21 e 0,2 mol ? L 21 .
Resolução
Hg(NO 3 ) 2 (aq)
V A 100 mL
M A 0,40 mol/L
n A 0,04 mol
Na 2 S (aq)
V B 100 mL
M B 0,20 mol/L
n B 0,02 mol
Hg(NO 3 ) 2 (aq) 1 Na 2 S (aq) ( 2 NaNO 3 (aq) 1 HgS (s)
1 mol @ 1 mol @ 2 mol @ 1 mol
NaNO 3 (aq) HgS (sólido)
V f 200 mL
0,04 mol 0,02 mol ! Quantidade misturada
0,02 mol 0,02 mol 0,04 mol 0,02 mol ! Reage e forma
0,02 mol @ 0,04 mol 0,02 mol ! Resta no final
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$
Excesso
Unidade A • Concentração das soluções
Foram consumidos na reação 0,02 mol de Hg(NO 3 ) 2 (aq) e 0,02 mol de Na 2 S (aq). Como foi adicionado 0,04 mol de
Hg(NO 3 ) 2 (aq), resta, na solução final, 0,02 mol (excesso). Além do excesso, está presente na solução final 0,04 mol
de NaNO 3 (aq). O corpo de chão (precipitado) é constituído por 0,02 mol de HgS (s).
M Na 1 5 _____ n Na 1
V
M Hg 21 5 n _____ Hg 21
V
Alternativa b.
V M Na 1 5 0,04 _____
0,2
V M Hg 21 5 0,02 _____
0,2
V M Na 1 5 0,2 mol ? L 21
V M Hg 21 5 0,1 mol ? L 21
5 (UFF-RJ) Se 40,00 mL de HC, 1,600 mol/L e 60,00 mL de NaOH 2,000 mol/L são misturados, quais as concentrações
(em mol ? L 21 ) de Na 1 , C, 2 e OH 2 , respectivamente, na solução resultante?
a) 0,400 mol ? L 21 , 0,600 mol ? L 21 , 1,200 mol ? L 21 .
b) 0,560 mol ? L 21 , 0,640 mol ? L 21 , 1,200 mol ? L 21 .
c) 120,0 mol ? L 21 , 0,640 mol ? L 21 , 64,0 mol ? L 21 .
d) 1,200 mol ? L 21 , 0,560 mol ? L 21 , 0,560 mol ? L 21 .
e) 1,200 mol ? L 21 , 0,640 mol ? L 21 , 0,560 mol ? L 21 .
62

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ExErcício rEsolvido
6 Se forem misturadas duas soluções contidas nos
frascos A e B, conforme dados abaixo, é possível
prever se a solução final será ácida ou básica. Efetue
os cálculos e faça a previsão.
Frasco A: 300 mL de HC, 0,10 mol/L.
Frasco B: 100 mL de NaOH 0,20 mol/L.
Resolução
A equação balanceada da reação entre o ácido e
a base é:
HC, (aq) 1 NaOH (aq) ( NaC, (aq) 1 H 2 O (,)
Essa equação nos informa que a proporção entre as
quantidades em mols de ácido e base é 1 : 1. Para
que não haja excesso, HC, e NaOH devem estar
presentes em igual quantidade em mols. Vamos
calcular a quantidade em mols de cada reagente.
Frasco A: n ácido 5 M ácido ? V ácido 5 0,10 mol/L ? 0,300 L
n ácido 5 0,030 mol
Frasco B: n base 5 M base ? V base 5 0,20 mol/L ? 0,100 L
n base 5 0,020 mol
Há, portanto, excesso de ácido:
HC, 1 NaOH # ...
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade Quantidade
de matéria de matéria
1 mol 1 mol
0,020 mol 0,020 mol
Apenas essa quantidade
de ácido reage
Há excesso de 0,010 mol de HC,. Esse excesso não
será consumido na reação e, portanto, estará presente
na solução resultante, que será ácida.
Agora tente, com mais um exercício, determinar a
concentração de HC, na solução final. Lembre-se
de que o volume final é de 400 mL. (O resultado é
0,025 mol/L.)
7 Uma das normas de conduta em laboratório diz
respeito ao modo de neutralizar soluções ácidas
derramadas sobre a bancada. Um modo correto de
se realizar essa neutralização é jogando bicarbonato
de sódio sólido sobre o líquido derramado. A reação
envolvida é uma efervescência. No caso do HC,, por
exemplo, ela pode ser assim equacionada:
NaHCO 3 (s) 1 HC, (aq) #
# NaC, (aq) 1 H 2 O (,) 1 CO 2 (g)
Foram derramados 500 mL de HC, 1,0 mol/L.
Havia na estante apenas um frasco com 500 g de
bicarbonato de sódio. Essa massa é suficiente para
neutralizar o ácido derramado? Justifique.
aTenÇÃo
Ácido clorídrico, mesmo diluído,
é corrosivo e desprende vapores
irritantes, corrosivos e tóxicos.
8 Num acidente rodoviário, um caminhão-tanque
derramou na estrada 5 m 3 de ácido fosfórico concentrado
(16 mol/L). Os técnicos levaram ao local
10 t de cal hidratada, Ca(OH) 2 , para serem usadas na
neutralização.
2 H 3 PO 4 (aq) 1 3 Ca(OH) 2 (s) #
# Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) 1 6 H 2 O (,)
Essa quantidade de base será suficiente para
neutralizar todo o ácido derramado na estrada?
Justifique.
9 (ITA-SP) Deseja-se preparar 57 gramas de sulfato
de alumínio, A, 2 (SO 4 ) 3 , a partir de alumínio sólido,
A,, praticamente puro, e ácido sulfúrico, H 2 SO 4 . O
ácido sulfúrico disponível é uma solução aquosa
96% (m/m), com massa específica de 1,84 g ? cm 23 .
a) Qual a massa, em gramas, de alumínio necessária
para preparar a quantidade de A, 2 (SO 4 ) 3
especificada? Mostre os cálculos realizados.
b) Qual a massa, em gramas, de ácido sulfúrico necessária
para preparar a quantidade de A, 2 (SO 4 ) 3
especificada? Mostre os cálculos realizados.
c) Nas condições normais de temperatura e pressão
(CNTP), qual é o volume, em litros, de gás formado
durante a preparação da quantidade de A, 2 (SO 4 ) 3
especificada? Mostre os cálculos realizados.
d) Caso a quantidade especificada de A, 2 (SO 4 ) 3
seja dissolvida em água acidulada, formando
1 L de solução, qual a concentração de íons A, 31 e
de íons SO 4 22 existentes nessa solução?
10 (Fuvest-SP) Com a finalidade de determinar a fórmula
de certo carbonato de um metal Me, seis amostras,
cada uma de 0,0100 mol desse carbonato, foram
tratadas, separadamente, com volumes diferentes
de ácido clorídrico de concentração 0,500 mol/L.
Mediu-se o volume de gás carbônico produzido em
cada experiência, à mesma pressão e temperatura.
V (HC,)/mL
V (CO 2 )/mL
30 186
60 372
90 558
120 744
150 744
180 744
Então, a fórmula do carbonato deve ser:
a) Me 2 CO 3
b) MeCO 3
O volume molar do gás
c) Me 2 (CO 3 )
carbô nico, nas condições
da expe riência, é
3
d) Me(CO 3 ) 2
igual a 24,8 L/mol.
e) Me 2 (CO 3 ) 5
Capítulo 6 • Estequiometria envolvendo soluções aquosas
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Exercícios adicionais
63

Seção 6.2
Titulação ácido-base
❱❱ Objetivos
C CExplicar o que é uma
titulação ácido-base.
C CEsquematizar a
aparelhagem usada em
uma titulação ácido-
-base.
C CEquacionar a reação
ácido-base envolvida
em uma titulação e, a
partir dos coeficientes,
estabelecer a relação
matemática entre
concentrações e
volumes das soluções
titulada e titulante.
❱❱ Termos e conceitos
• erlenmeyer
• bureta
• indicador ácido-base
• neutralização
ácido-base
• titulação ácido-base
• solução titulada
• solução titulante
Os coeficientes estequiométricos de uma equação química corretamente
balanceada representam a proporção entre as quantidades em mols
dos participantes da reação.
É bastante comum que reações químicas envolvam substâncias dissolvidas,
ou seja, solutos. Como vimos anteriormente, saber a concentração
expressa em mol/L é muito útil, pois, conhecido também o volume de solução,
podemos calcular quantos mols há do soluto por meio da expressão:
n soluto 5 M ? V solução .
Assim, conhecer M permite fazer cálculos estequiométricos. Um dos
casos mais interessantes e comuns em laboratório é o da titulação ácido-
-base, processo que permite determinar experimentalmente a concentração
de uma solução de ácido ou de base. Trata-se de uma técnica corriqueira em
alguns laboratórios de análise, que usaremos para exemplificar a realização
de um cálculo estequiométrico envolvendo substâncias em solução.
Digamos que um laboratório escolar possua grande estoque de uma
solução aquosa de NaOH, mas, circunstancialmente, o rótulo está rasgado
e a parte que indicava a concentração foi perdida. É possível determinar
essa concentração? A resposta é afirmativa, e a sequência abaixo ilustra
as etapas necessárias.
NaOH 1
fenolftaleína
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HC, (aq)
M 5 0,50 mol/L
Unidade A • Concentração das soluções
64
A bureta é preenchida com uma
solução 0,50 mol/L de HC, (aq).
No erlenmeyer, está a alíquota de
solução de NaOH de concentração
desconhecida.
❱Uma alíquota de NaOH de
volume conhecido (20 mL)
e concentração em mol/L
desconhecida é retirada
com auxílio de uma pipeta
volumétrica.
❱Essa alíquota é transferida
para um frasco erlenmeyer.
❱São acrescentadas algumas
gotas de fenolftaleína, um
indicador ácido-base que
adquire coloração rósea em
meio básico.
V base 5 20 mL
M base 5 ?
Note que sabemos o volume da alíquota, mas não o valor de M base .
Uma bureta é preenchida com solução de HC, que foi preparada no
laboratório e que apresenta um valor previamente conhecido de M ácido .
Digamos que esse valor seja 0,50 mol/L, conforme ilustrado ao lado.
A técnica da titulação ácido-base consiste em adicionar lentamente a
solução do ácido (solução titulante) à da base (solução titulada), fazendo
uso da torneira da bureta, até que a reação se complete. Quando ela se
completar, poderemos determinar, por leitura na escala da bureta, o volume
de solução ácida gasto. De posse desse resultado, é possível calcular, por
estequiometria, o valor de M base .

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Mas como saber que a reação chegou ao final e parar de adicionar
ácido?
No ponto de equivalência, ou seja, no ponto em que a reação
acabou de se completar, toda a base inicialmente presente no
erlenmeyer foi neutralizada pelo ácido adicionado. Nesse momento,
o meio deixou de ser básico. E, como a fenolftaleína é róseo-
-avermelhada apenas em meio básico (em meio neutro ou ácido
ela é incolor), é possível perceber que se atingiu o ponto final da
titulação porque o indicador mudou de cor. Ocorreu a viragem do
indicador.
Numa titulação ácido-base, a viragem do indicador (adequadamente
escolhido) permite avaliar o instante em que se atinge o ponto
final da titulação e em que se deve parar de adicionar a solução
titulante (no caso, a solução de HC,).
Imaginemos que, na titulação de NaOH usando a solução titulante
de HC,, o volume de ácido consumido tenha sido de 30 mL.
Quantidade em mols de ácido que reagiu: n ácido 5 M ácido ? V ácido
Quantidade em mols de base que reagiu: n base 5 M base ? V base
HC, (aq) 1 NaOH (aq) # NaC, (aq) 1 H 2 O (,)
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade Quantidade
de matéria
de matéria
1 mol 1 mol
M ácido ? V ácido
M base ? V base
Substituindo os valores numéricos, temos:
V M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
0,50 mol/L ? 0,030 L 5 M base ? 0,020 L Æ M base 5 0,75 mol/L
1 A titulação ácido-base em nível macroscópico
❱O volume da solução
ácida consumido pode ser
determinado por leitura na
escala da bureta. Esse volume
foi igual a 30 mL.
Antes do ponto final, a solução
básica contendo o indicador
fenolftaleína é rósea.
À medida que se aproxima do ponto
final, a cor rósea desaparece onde o
ácido é adicionado, mas reaparece
com a agitação.
No ponto final, a solução fica
incolor após a agitação. Ocorreu
a viragem do indicador.
Capítulo 6 • Estequiometria envolvendo soluções aquosas
A viragem do indicador mostra o final da reação em nível macroscópico.
65

2 A titulação ácido-base em nível microscópico
H CH
CH
C
H CH
CH
C
H CH
CH
C
H CH
CH
C
H CH
CH
C
H CH
CH
C
Na Na
OH Na
OHOH
Na Na Na OH
OH OH
Fenolftaleína 1 NaOH (aq)
(vermelho)
No início havia OH 2
da base
Na NaOH Na OH OH
Na Na C
Na C H
2 OC H
2 O H 2 O
Fenolftaleína 1 NaOH (aq)
(vermelho)
Os íons OH 2 vão sendo neutralizados
por íons H 1
H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) # H 2 O (,)
3 Veja agora como é feita a titulação de um ácido
Na Na C
Na C H
2 O
C H
2 O H 2 O
Na NaC
NaC H 2 OC H 2 O H 2 O
(incolor)
Todos os íons OH 2 foram
neutralizados por íons H 1
O ponto de equivalência é o ponto em que toda a base foi neutralizada pelo ácido adicionado,
e vice-versa.
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Unidade A • Concentração das soluções
❱Antes do ponto final, a solução ácida
contendo o indicador fenolftaleína é
incolor.
❱À medida que se aproxima do
ponto final, uma cor rósea se forma
onde a base é adicionada, mas ela
desaparece com a agitação.
❱No ponto final, a cor
rósea se estende por toda
a solução após a agitação. Ocorreu a
viragem do indicador.
66

exercícios essenciais
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ExErcício rEsolvido
11 Uma amostra de 25 mL de uma solução aquosa de
Ca(OH) 2 foi titulada com HC, 0,10 mol/L. Determinou-
-se que o volume de solução ácida necessário para
atingir a viragem do indicador foi 40 mL. Determine
a concentração de Ca(OH) 2 expressa em mol/L.
Resolução
Quantidade de ácido que reagiu: n ácido 5 M ácido ? V ácido
Quantidade de base que reagiu: n base 5 M base ? V base
A equação balanceada da reação entre o ácido e
a base é:
2 HC, 1 Ca(OH) 2 # CaC, 2 1 2 H 2 O
Por meio dessa equação, sabemos que a proporção
entre as quantidades em mols de HC, e de Ca(OH) 2 é
de 2 ; 1. Assim, podemos montar uma regra de três:
2 HC, 1 Ca(OH) 2 # ...
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade Quantidade
de matéria de matéria
2 mol 1 mol
V
M ácido ? V ácido M base ? V base
V M ácido ? V ácido 5 2 ? M base ? V base
A rigor, os volumes devem estar em L (ou dm 3 ),
pois essa expressão foi deduzida a partir da definição
de M. Contudo, podemos empregar outra
unidade de volume, desde que seja a mesma em
ambos os membros da equação (já que nesse
caso se mantém, entre os volumes, a mesma
proporcionalidade que existe quando ambos
estão expressos em litros).
0,10 mol/L ? 40 mL 5 2 ? M base ? 25 mL
M base 5 0,08 mol/L
13 Uma amostra de 25 mL de uma solução aquosa de
H 2 SO 4 foi titulada com uma solução aquosa 0,10 mol/L
de NaOH. Determinou-se que o volume de solução
básica necessário para atingir a viragem do indicador
foi 20 mL. Determine a concentração (mol/L) de H 2 SO 4
na solução ácida.
14 Esta questão é sobre a interpretação de modelos.
Analise as ilustrações , b, e e responda
às perguntas, que se referem à titulação de uma
solução de hidróxido de sódio usando como solução
titulante uma solução de ácido clorídrico
e, como indicador, a fenolftaleína. O azul-claro
indica solução incolor e o cor-de-rosa indica uma
solução róseo-avermelhada, típica da fenolftaleína
em meio básico.
Na
Na
H C
H C
H C
H C
H C
H C
OH
OH
H C
H C
H C
Na OH
Na C
H 2 O
H C
Compare essa resolução (que envolve uma
proporção em mols de 2 ; 1) com o exemplo
apresentado no texto (que envolve uma proporção
em mols de 1 ; 1) e perceba que não vale a
pena memorizar uma equação que se aplique
à titulação.
É muito mais vantajoso deduzir a relação entre as
grandezas envolvidas, no momento em que se faz
necessária, a partir da proporção expressa pelos coeficientes
estequiométricos da equação química.
Afinal, trata-se apenas de um cálculo estequiométrico!
12 Num laboratório de Química, deseja-se confirmar
a informação dada por certa empresa de que uma
determinada solução aquosa de HC,, produzida por
ela, apresenta concentração de 1,0 mol/L.
Para isso, titulou-se uma alíquota de 20 mL dessa
solução com KOH 0,20 mol/L. O volume de solução
básica necessário para atingir a viragem do indicador
empregado foi 30 mL. Efetue os cálculos necessários
e responda: a informação é correta ou não?
Na
Na
C H 2 O
C H 2 O
Na
Na
C
C H 2 O
C H 2 O
a) Qual dos modelos se refere à situação inicial?
b) Qual deles se refere a uma situação durante a titulação,
mas antes do ponto de equivalência?
c) Qual dos modelos é mais adequado para o ponto
de equivalência?
d) Um dos modelos não é resposta dos itens anteriores.
A que corresponderia esse modelo?
15 Ainda sobre a titulação da questão anterior, que
dados são necessários para calcular a concentração,
em mol/L, da solução que é titulada?
H
Capítulo 6 • Estequiometria envolvendo soluções aquosas
67

ExErcício rEsolvido
16 O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético
(CH 3 COOH), substância cuja massa molar é 60 g/mol.
Uma amostra de 20 mL de um vinagre de densidade
1,0 g/mL foi titulada com solução de NaOH 0,40 mol/L.
Foram necessários 25 mL da solução básica para
atingir-se o ponto final.
NaOH (aq)
0,40 mol/L
Concluímos, portanto, que a afirmação do fabricante
não está correta, pois a amostra analisada contém
menos de 4%, em massa, de ácido acético.
17 (UFMG) O rótulo de uma garrafa de vinagre indica que a
concentração de ácido acético (CH 3 COOH) é 42 g/L.
A fim de verificar se a concentração da solução
ácida corresponde à indicada no rótulo, 10,00 mL
da mesma solução foram titulados com hidróxido
de sódio 0,100 mol/L, gastando-se 25,00 mL da base
para a neutralização.
Quatro grupos de estudantes realizaram os cálculos
de ambas as concentrações, a indicada no rótulo e a
obtida através da titulação. Os resultados encontrados
pelos quatro grupos estão apresentados no quadro.
Grupo
Concentração
indicada no
rótulo/(mol/L)
Concentração
calculada a partir da
titulação/(mol/L)
Unidade A • Concentração das soluções
68
20 mL de
vinagre
fenolftaleína
A equação da reação de neutralização ácido-base
entre ácido acético e hidróxido de sódio é:
CH 3 COOH (aq) 1 NaOH (aq) #
# Na(CH 3 COO) (aq) 1 H 2 O (,)
O fabricante desse vinagre alega que ele contém pelo
menos 4%, em massa, de ácido acético. Essa afirmação
está correta? Explique como você concluiu.
Resolução
A equação da reação fornece as proporções estequiométricas
entre ácido acético e hidróxido de sódio.
CH 3 COOH
NaOH
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade Quantidade
de matéria de matéria
1 mol 1 mol
M ácido ? V ácido M base ? V base
V
V M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
Substituindo valores fornecidos:
M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
M ácido ? 20 mL 5 0,40 mol/L ? 25 mL
M ácido 5 0,50 mol/L
Esse resultado indica que em um litro de vinagre
há 0,50 mol de ácido acético. Como a massa molar
desse ácido é 60 g/mol, deduzimos que há 30 g de
ácido acético em um litro de vinagre.
E a densidade do vinagre, 1,0 g/L, informa que cada
mililitro tem massa 1,0 g e que um litro (1.000 mL)
tem massa 1.000 g.
Assim, podemos estabelecer uma relação para determinar
a que porcentagem da massa de um litro
de vinagre corresponde a massa de ácido acético.
Grandezas:
Massa
Porcentagem
1.000 g 100%
V x 5 3%
30 g x
I 0,25 0,25
II 0,25 0,70
III 0,70 0,25
IV 0,70 0,70
Ambas as concentrações foram calculadas corretamente
pelo grupo:
a) IV. b) I. c) III. d) II.
18 (ITA-SP) O rótulo de um produto de limpeza diz que
a concentração de amônia (NH 3 ) é de 9,5 g/L. Com
o intuito de verificar se a concentração de amônia
corresponde à indicada no rótulo, 5,00 mL desse
produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração
0,100 mol/L. Para consumir toda a amônia
dessa amostra, foram gastos 25,00 mL do ácido. Com
base nas informações fornecidas acima,
Qual a concentração da
solução, calculada com os
dados da titulação?
A concentração
indicada no
rótulo é correta?
a) 0,12 mol/L sim
b) 0,25 mol/L não
c) 0,25 mol/L sim
d) 0,50 mol/L não
e) 0,50 mol/L sim
19 (Vunesp) Uma solução aquosa de cloreto de sódio
deve ter 0,90% em massa do sal para que seja utilizada
como solução fisiológica (soro). O volume de
10,0 mL de uma solução aquosa de cloreto de sódio
foi titulado com solução aquosa 0,10 mol/L de nitrato
de prata, exigindo exatamente 20,0 mL de titulante.
a) A solução aquosa de cloreto de sódio pode ou
não ser utilizada como soro fisiológico? Justifique
sua resposta.
b) Supondo 100% de rendimento na reação de
precipitação envolvida na titulação, calcule a
massa de cloreto de prata formado.
Dados: massa molar, em g/mol: Na 5 23,0; C, 5 35,5;
Ag 5 107,9; densidade da solução aquosa de
NaC, 5 1,0 g/mL.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

ExErcício rEsolvido
20 (UFRRJ) Uma amostra de 12 g contendo hidróxido
de potássio foi dissolvida em água formando
1,0 li tro de solução. Determine o grau de pureza
de KOH na amostra, sabendo-se que uma alíquota
de 100 mL desta solução consumiu 75 mL de
uma solução de ácido nítrico 0,2 mol/L.
Resolução
Inicialmente, vamos usar os dados referentes
à titulação para determinar a concentração em
mol/L da solução de KOH.
21 (UFF-RJ) Sabe-se que uma amostra de 10,0 mL de leite
bovino continha, inicialmente, 0,50 g de lactose
(açúcar encontrado no leite dos mamíferos).
Após algum tempo, ao realizar-se uma análise
para a determinação da massa, em gramas,
de ácido láctico (monoprótico) existente nessa
amostra foram necessários 40,0 mL de solução
NaOH 0,10 mol ? L 21 .
HNO 3 (aq) 1 KOH (aq) # KNO 3 (aq) 1 H 2 O (,)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
A equação da reação fornece as proporções estequiométricas
entre ácido nítrico e hidróxido
de potássio.
HNO 3
KOH
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade Quantidade
de matéria de matéria
1 mol 1 mol
M ácido ? V ácido
M base ? V base
V
V M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
Substituindo valores fornecidos:
M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
0,2 mol/L ? 75 mL 5 M base ? 100 mL
M base 5 0,15 mol/L
Assim, há 0,15 mol de KOH em um litro de
solução. Como foi justamente esse o volume
de solução preparado, há 0,15 mol de KOH na
amostra original. Vamos determinar a que massa
corresponde essa quantidade de matéria.
Grandezas:
Massa Quantidade de matéria
56 g 1 mol
V x 5 8,4 g
x
0,15 mol
Finalmente, vamos determinar a porcentagem
da massa total da amostra inicial (12 g) que se
deve ao KOH (8,4 g), ou seja, o “grau de pureza
de KOH na amostra”.
Grandezas:
Massa
Porcentagem
12 g 100%
V
8,4 g y
y 5 70%
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Exercícios adicionais
❱Ordenha mecânica em gado bovino.
Tem-se a transformação:
C 12 H 22 O 11 1 H 2 O # 2 C 6 H 12 O 6
Lactose
Glicose
2 C 6 H 12 O 6 # 4 C 3 H 6 O 3
Ácido láctico
A partir dessas informações, determine o percentual
de lactose presente na amostra analisada.
22 (UCG-GO) Para determinar a porcentagem de prata
em uma liga, um analista dissolve uma amostra de
0,800 g da liga em ácido nítrico. Isso causa a dissolução
da prata como íons Ag 1 . A solução é diluída
com água e titulada com uma solução 0,150 mol/L
de tiocianato de potássio, KSCN. É formado, então,
um precipitado:
Ag 1 (aq) 1 SCN 2 (aq) # AgSCN (s)
E o analista descobre que são necessários 42 mL da
solução de KSCN para a titulação. Qual é a porcentagem
em massa de prata na liga?
Capítulo 6 • Estequiometria envolvendo soluções aquosas
69

esTabeleÇa conexões
mapa conceiTual da unidade a
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Mistura
pode ser
1
Heterogênea
é uma
tem
Concentração
Unidade G A • Concentração Substâncias inorgânicas das soluções
Soluto(s)
Solvente
2
Soluções
aquosas
Concentrada
pode
sofrer a
por exemplo
presente nas
pode ser
são
Termos
comparativos
Adição de
solvente à
solução
6
tem
chamada
Solução
4
tem
Densidade
isso
torna a
solução
com duas
ou mais
pode-se
fazer
há casos
em que
Não há
reação entre
os solutos
se os solutos forem diferentes,
é como se cada um sofresse
pode ser expressa de
diferentes modos
Mistura de
soluções
Concentração
em g/L
Título em
massa
se a solução
for muito diluída,
pode-se preferir
Título em
volume
Concentração
em volumes
Molalidade
Fração
em mols
5
há casos
em que
Há
reação entre
os solutos
permite
obter a
permite
obter a
usada
para a
permite
calcular a
por exemplo
Porcentagem
em massa
ppm, ppb
3
Água oxigenada,
H 2 O 2 (aq)
Quantidade
em mols do
soluto
útil em
Cálculos
estequiométricos
para reações
que tenham
um ou mais
reagentes em
solução
por exemplo
7
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
70

revise, relacione e resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFC-CE)
a) A água do mar apresenta composição química quase constante ao longo dos séculos, e os íons
presentes em maior percentual em massa são C, 2 , Na 1 e SO 42 2 . Supondo uma solução constituída
pela mistura de 15 mL de NaC, 0,1 mol ? L 21 e de 45 mL de Na 2 SO 4 0,3 mol ? L 21 , determine as
concentrações de C, 2 , Na 1 e SO 42 2 .
b) Praticamente toda a acidez da chuva ácida pode ser atribuída à presença de H 2 SO 4 e HNO 3 .
Assumindo que uma amostra de 300,0 mL de água de chuva foi titulada com NaOH 0,01 mol ? L 21
e que foram gastos 9,0 mL dessa solução para atingir o ponto final, determine a concentração
de H 3 O 1 .
Sugestão de encaminhamento
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1.
Reveja o conceito de solução e as principais maneiras empregadas para expressar a concentração
de uma solução, com ênfase na concentração em quantidade de matéria, expressa em mol ? L 21 .
2.
Recorde o conceito de diluição, com atenção especial ao fato de a quantidade de soluto permanecer
constante nesse processo, mas a quantidade de solvente aumentar.
3.
Relembre que, ao fazer a mistura de soluções, há casos em que não ocorre reação química entre
solutos e há casos em que ocorre. Nos casos em que não há reação, os solutos das soluções misturadas
podem ser iguais ou não.
4.
No item a, uma das soluções contém Na 1 (aq) e C, 2 (aq) e a outra contém Na 1 (aq) e SO 2 42 (aq). Perceba
que, no que diz respeito aos íons C, 2 (aq) e SO 2 42 (aq), está havendo apenas diluição. Já no que diz
respeito ao íon Na 1 (aq), está ocorrendo mistura de soluções de mesmo soluto. Atente ao fato de
que 1 mol de Na 2 SO 4 contém 2 mol de Na 1 e resolva o item a.
5.
No item b, comece percebendo que ambos os ácidos apresentados são fortes e, por isso, podem
ser considerados 100% ionizados. Embora um deles seja diácido e o outro seja monoácido, o que
a questão pede é a concentração de H 3 O 1 (hidroxônio, ou hidrônio, que equivale a H 1 ). Trata-se de
uma titulação, que é uma mistura de soluções com reação. A equação da reação é:
H 3 O 1 (aq) 1 OH 2 (aq) # 2 H 2 O (,)
em que todo OH 2 vem do NaOH (base forte, 100% dissociada).
6.
A equação da neutralização permite perceber que a proporção em mols entre H 3 O 1 e OH 2 é 1 ; 1.
Como a quantidade em mols de ácido é n A 5 M A ? V A e a quantidade em mols de base é n B 5 M B ? V B ,
concluímos que M A ? V A 5 M B ? V B . Agora, resolva o item b.
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
71

Moderna plus
Unidade A
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Homogênea
2 – Água
3 – Porcentagem em volume
4 – Diluída
5 – Concentração em quantidade de matéria
6 – Diluição
7 – Titulação
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Coloides hidrofílicos
e coloides hidrofóbicos
Coloides cujo meio dispersante é a água podem ser classificados como
hidrofóbicos ou como hidro fílicos.
Coloides hidrofóbicos não sofrem interação com a água, ou seja, suas
moléculas têm pouca atração por moléculas de água. Exemplos: suspensões
de gordura na água (leite) e água na gordura (maionese).
Coloides hidrofílicos interagem com a água, ou seja, suas moléculas
atraem moléculas de água. São mais parecidos com as soluções. Exemplo:
gelatinas.
Eduardo Santaliestra/cid
Gabor Nemes/Kino
Maionese. Gelatina.
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Aplicações da
estabilização dos coloides
no sistema digestório
Quando as gorduras ingeridas
na dieta atingem o
intestino delgado, um hormônio
faz com que a vesícula
biliar excrete um fluido chamado
bile. Dentre os componentes
da bile, encontram-se
compostos que possuem
estrutura química contendo
uma extremidade hidrofílica
(polar) e uma extremidade
hidrofóbica (apo lar). Esses
compostos emul sionam
(emulsão é suspensão de
um líquido em outro) as gorduras
presentes no intestino
e permitem a digestão
e a absorção de vitaminas
solúveis em gordura pelas
paredes do intestino. Esse
mesmo papel emulsificante
é realizado pela gema de ovo
na maionese.
As macromoléculas de proteínas na gelatina têm vários grupos hidrofílicos
que atraem a água. Essas moléculas em presença de água quente desenrolam-
-se, e seus grupos polares atraem moléculas de água por meio de ligações
de hidrogênio. Ao serem resfriadas, as moléculas de proteína ligam-se novamente,
englobando muitas moléculas de água, açúcar, corantes e agentes
flavorizantes (ligados ao sabor). Como resultado, forma-se um gel constituído
por uma rede aberta de cadeias de proteínas que mantêm a água em uma
estrutura sólida flexível.
É possível preparar coloides hidrofóbicos em água desde que sejam estabilizados.
Uma das formas de estabilização é feita por adsorção (retenção na
superfície) de íons. Esses íons adsorvidos interagem com a água e estabilizam
o coloide. Além disso, a repulsão mútua entre as partículas coloidais com os
íons adsorvidos de mesma carga impedem que as partículas se choquem e
se unam, ficando maiores.
Como remover partículas coloidais
Partículas coloidais, pelo fato de apresentarem dimensões menores que
os poros dos filtros comuns, não podem ser separadas por filtração simples.
Umas das maneiras para que isso ocorra é aumentar a dimensão das partículas
coloidais por meio de um processo denominado coagulação. Assim as
partículas poderão ser separadas por meio da filtração ou simplesmente por
sedimentação com posterior decantação.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Um dos modos de provocar a coagulação é por aquecimento. O aumento
da agitação das partículas coloidais e consequentemente do número de colisões
entre elas faz com que as partículas se choquem e grudem umas nas
outras, acarretando o aumento das partículas, como ocorre na formação da
nata do leite.
O carvão ativado possui uma enorme área superficial, atingindo em alguns
casos em torno de um milhão de centímetros quadrados por grama. Por conseguinte,
tem grande capacidade para adsorver seletivamente as moléculas
polares de alguns gases venenosos; por isso foi muito utilizado em algumas
máscaras militares e de laboratório antigas. Também pode ser utilizado para
adsorver impurezas de líquidos ou de gases e para eliminar substâncias com
sabor ou odor desagradável presentes na água potável.
Filtro de água com carvão ativado.
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sérgio dotta jr./cid
Você entendeu a leitura?
1 (Fuvest-SP) Azeite e vinagre, quando misturados, separam-se logo
em duas camadas. Porém, adicionando-se gema de ovo e agitando-
-se a mistura, obtém-se a maionese, que é uma dispersão coloidal.
Nesse caso, explique qual o papel da gema de ovo na obtenção da
maionese.
2 Você foi convidado a escrever um breve artigo sobre a maionese. Fale
sobre o modo como é preparada, comente sua classificação como
coloide hidrofóbico ou hidrofílico e descreva como ocorre o processo
digestivo desse alimento.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
FERNANDO FAVORETTO/cid
Soluções a serviço da vida
Um paciente chegou ao hospital com uma crise de hipertensão (isto é,
“pressão alta”). Após ter o seu quadro controlado pelos médicos, esse pa ciente
permanecerá internado para que seu estado seja acompanhado.
O médico responsável deseja aplicar regularmente nesse paciente, por via
endovenosa (ou intravenosa, isto é, “dentro da veia”), o medicamento cloridrato
de metildopa. Consultando uma publicação especializada, o médico
obteve as seguintes informações:
Cloridrato de metildopa
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Em hospitais, faz parte da rotina
os médicos relatarem por escrito aos
profissionais da área de Enfermagem a
medicação que deve ser dada a cada
paciente internado.
ATENÇÃO
O consumo de medicamentos sem
orientação médica, a auto me dicação,
é uma atitude perigo sís sima à
saúde.
JAMAIS SE AUTOMEDIQUE
Fórmula molecular: C 10 H 14 C,NO 4
Massa molar: 247,5 g/mol
Apresentação: solução aquosa a 50 g/L
Método de administração: endovenoso
Dose recomendada: de 250 mg a 1.000 mg a cada 6 horas
De acordo com a rotina hospitalar, esse médico deve registrar na documentação
do paciente, que é encaminhada à equipe de profissionais de Enfermagem,
as instruções referentes à medicação a ser administrada.
Sabe-se que o cloridrato de metildopa é sólido nas condições ambientes.
Como vemos pelos dados acima, o que se administra na veia do paciente é
uma solução dessa substância em água.
Digamos que a intenção seja administrar, a cada 6 horas, a dose mínima
de 250 mg do medicamento. Qual o volume de solução que deve ser injetado
a cada vez?
E se a intenção for administrar a dose máxima de 1.000 mg, qual o volume
de solução necessário?
A seguir, você verá o raciocínio empregado pelos enfermeiros para medicar
um paciente.
Uma solução é uma mistura homogênea, ou seja, apresenta uma única
fase. Assim, o soluto está homogeneamente distribuído por todo o volume
da solução. Em 0,5 L dessa solução há 25 g de soluto, em 0,25 L dessa solução
há 12,5 g de soluto, e assim por diante:
____
​ 50 g ​5
____ g
​25
1 L 0,5 L ​5 _____
​12,5 g ​5 ​10
____ g
0,25 L 0,2 L ​5 ____
​ 5 g ​5 ...
0,1 L
Foram feitas duas perguntas. Estamos praticamente em condições de
respondê-las. Vamos partir da seguinte igualdade:
4 10 3
​
____ 50 g g
​5
______
​0,050 ​5 ​
______ 50 mg
1 L 0,001 L 1 mL ​
4 10 3 equivale a
equivale a

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
Ela nos informa que, se numa solução há 50 g de soluto dissolvidos em um litro
de solução, então haverá 50 mg dissolvidos em cada mililitro de solução.
Portanto, empregando uma solução aquosa com 50 g/L do medicamento,
pode-se administrar a dose de 250 mg do medicamento injetando no pa ciente
o volume de 5 mL. E pode-se administrar a dose de 1.000 mg injetando 20 mL.
Ambos os volumes podem ser determinados por regra de três:
Massa de
Volume de
soluto
solução
50 mg 1 mL
250 mg x
Massa de
soluto
solução
50 mg 1 mL
1.000 mg y
2
Volume de
x 5 mL
y 20 mL
Podemos dizer que “há 50 g de soluto em cada litro de solução” de modo
abreviado indicando simplesmente que a solução tem concentração 50 g/L.
Como mostramos, a presença de 50 g de soluto em cada litro de solução
equivale à presença de 50 mg de soluto em cada mililitro de solução. Assim,
também podemos dizer que a concentração da solução é 50 mg/mL.
Você entendeu a leitura?
1 Dispondo de um frasco com uma solução aquosa de cloridrato de
metildopa de volume igual a 500 cm 3 , pergunta-se:
1. Quantas doses desse medicamento poderiam ser administradas a
pacientes que dele necessitem, considerando a intenção de administrar
a cada 6 horas a dose mínima do medicamento (250 mg)?
2. Quantas doses desse medicamento poderiam ser administradas a
pacientes que dele necessitem, considerando a intenção de administrar
a cada 6 horas a dose mínima do medicamento (1.000 mg)?
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Oceanos de soluções
digital vision nasa
Os oceanos cobrem cerca de 70% da
superfície da Terra.
A Terra tem o privilégio de ser o único planeta do sistema solar que
contém água em oceanos, rios e lagos. Em todos os casos, a água não é
pura, mas sim soluções cujos solutos principais são sais.
Os oceanos cobrem 70% da superfície do nosso planeta e contêm mais de
1,4 ? 10 18 kg de massa de água. As águas que compõem os oceanos se comunicam,
formando uma única massa de solvente que apresenta as mesmas
proporções dos principais solutos.
A água do mar é uma solução de eletrólitos moderadamente concentrada.
Para se ter uma ideia, a concentração em quantidade de matéria
em relação aos íons Na e C, é de aproximadamente 0,5 mol ? L 1 e em
relação aos íons Mg 2 e SO 22 4 é de aproximadamente 0,05 mol ? L 1 . As
concentrações dos íons Na e C, , por exemplo, são cerca de dez vezes
maio res que as de Mg 2 e SO 2 4 .
Embora as proporções dos principais solutos sejam constantes, a concentração
pode variar em diferentes locais, devido a fatores como o excesso
de chuvas, fusão de gelo, falta de chuvas ou calor excessivo.
As variações tanto em proporção como em concentração de solutos
secundários, como HCO 3 , NO 3 , H 2 PO 4 e ânions de silício (provenientes
da ação mecânica e química da água sobre as rochas), são muito grandes,
dependendo da região do planeta.
Você entendeu a leitura?
1 Considerando a densidade da água igual a 1 g/cm 3 , qual seria a massa
total média de NaC, presente em todos os oceanos terrestres?
2 Segundo os dados fornecidos no texto, para se extrair 1 tonelada de
NaC,, quantos litros de água do mar serão necessários para, após a
evaporação da água, obter a quantidade desejada do sal?
wagner santos/kino
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Salinas em Cabo Frio, Rio de Janeiro.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Estabelecendo relações matemáticas
entre algumas expressões de
concentração
Em textos sobre concentração de soluções, é comum a seguinte convenção:
• grandeza sem índice refere-se à solução;
• grandeza com índice 1 refere-se ao soluto;
• grandeza com índice 2 refere-se ao solvente.
Relação entre concentração comum
e título em massa
C 5
___
​ m 1
V ​ T m 5
___
​ m 1
m ​
ATENÇÃO
Cuidado com as unidades:
C 5 d ? T m
g/L 5 g/L
Se a concentração é expressa em
g/L, nessa expressão a densidade
deve ser expressa também em g/L.
Dividindo a concentração comum pelo título:
___
​ ___ C ​ m 1
​5
___
​
V ​
T m
m
​5 ​ m___
___ 1
m ​ V ​5 d V ​ ___ C ​5 d V C 5 d ? T
T m I
m
Relação entre a concentração comum e
a concentração em quantidade de matéria
___
​ m 1
C__
M ​ 5 ___
​ V ​
n
​5
___
​ m 1
__ 1
V ​ n
​ V ​ C__
1 M ​ 5 ___
​m 1
m
​5 M
___ 1 V C 5 M ? M 1
II
1
​
M 1
em que: C 5 concentração comum;
M 5 concentração em quantidade de matéria;
M 1 5 massa molar do soluto.
Igualando I e II, temos:
C 5 d ? T m 5 M ? M 1
Você entendeu a leitura?
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2 (PUC-RS) O aspartame é um adoçante dietético
1 (PUC-MG) O ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) é um dos
d) 5 3 10 23 c) 4,1 ? 10 24
componentes presentes em determinado refrigerante,
formando uma solução de concentração
igual a 0,49 g/L. A concentração em mol/L dessa
solução é igual a:
a) 1 3 10 22
cuja fórmula molecular é C 14 H 18 O 5 N 2 . Um
refrigerante do tipo “zero açúcar”, no qual a
concentração de aspartame é 12 mg/100 mL de
solução, tem concentração aproximada desse
composto, em mol/L, de
b) 5 3 10 22
a) 2,0 ? 10 22 d) 2,6 ? 10 25
c) 1 3 10 23
b) 3,5 ? 10 23 e) 1,2 ? 10 25

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
3 (Cefet-PE) A maioria das fábricas de refrigerantes emprega água de
abastecimento público para produzir suas bebidas, embora raramente
essa água apresente condições ideais para essa finalidade,
pois precisa para isso de um tratamento especial, como remoção de
cloro, ajuste de alcalinidade, remoção de matéria em suspensão e
redução da dureza total. Uma água que apresente alcalinidade total
entre 50 e 100 mg/L, como CaCO 3 (carbonato de cálcio), é ideal para
a indústria de refrigerantes.
Assinale a alternativa que indica a concentração em mol/L de uma
água com 75 mg/L de CaCO 3 . Dados: massa molar (g/mol) C 5 12,
Ca 5 40 e O 5 16
a) 7,5 ? 10 24 b) 7,5 ? 10 23 c) 7,5 ? 10 22 d) 7,5 e) 75
4 (Unifor-CE) Quantos cm 3 de ácido sulfúrico concentrado, cuja densidade
é igual a 1,84 g/cm 3 , contendo 98% em massa do ácido, são
necessários para preparar 1,00 litro de solução com concentração
igual a 1,50 mol/L?
a) 10,0 cm 3 b) 20,5 cm 3 c) 41,0 cm 3 d) 81,7 cm 3 e) 100 cm 3
Dado: Massa molar do ácido sulfúrico 5 98 g/mol
5 (Unicamp-SP) Na construção do Centro Olímpico de Tianjin, onde ocorreram
os jogos de futebol, o teto foi construído em policarbonato, um
polímero termoplástico menos denso que o vidro, fácil de manusear,
muito resistente e transparente à luz solar. Cerca de 13.000 m 2 de chapas
desse material foram utilizados na construção.
a) A figura abaixo ilustra a separação de uma mistura de dois polímeros:
policarbonato (densidade 1,20 g/cm 3 ) e náilon (densidade 1,14 g/cm 3 ).
Com base na figura e no gráfico identifique os polímeros A e B.
Justifique.
b) Qual deve ser a concentração mínima da solução, em gramas de cloreto
de sódio por 100 gramas de água, para que se observe o que está
representado [no recipiente] da esquerda?
H 2
O
Solução de
cloreto de sódio
A
A
B
B
1,20
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Densidade (g/cm 3 )
1,16
1,12
1,08
1,04
1,00
0,0
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
Concentração de NaC (mol/L)

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
6 (PUC-RJ) Uma fábrica de produtos químicos possui um reator que, para
uma dada operação, necessita ser alimentado com solução de ácido
sulfúrico contendo 175 kg de H 2 SO 4 . A solução aquosa de ácido sulfúrico
usada no processo tem 35,0% em massa de H 2 SO 4 e densidade igual a
1,25 g mL 21 , a 25 °C.
A esse respeito, pede-se:
a) o volume da solução disponível que contenha exatamente aquela
massa de H 2 SO 4 necessária para alimentar o reator;
b) a quantidade de matéria, em mols, em 175 kg de H 2 SO 4 ;
c) a equação da reação de neutralização total do ácido sulfúrico com o
hidróxido de sódio.
7 (Unifesp) O ácido nítrico é um dos ácidos mais utilizados na indústria e
em laboratórios químicos. É comercializado em diferentes concentrações
e volumes, como frascos de 1 litro de solução aquosa, que contém 60%
em massa de HNO 3 (massa molar 63 g/mol). Por se tratar de ácido forte,
encontra-se totalmente na forma ionizada quando em solução aquosa
diluída. É um líquido incolor, mas adquire coloração castanha quando
exposto à luz, devido à reação de fotodecomposição. Nesta reação, o ácido
nítrico decompõe-se em dióxido de nitrogênio, gás oxigênio e água.
a) Escreva as equações químicas, devidamente balanceadas, da reação
de fotodecomposição do ácido nítrico e da ionização do ácido nítrico
em meio aquoso.
b) A 20 °C, a solução aquosa de ácido nítrico descrita apresenta concentração
13,0 mol/L. Qual é a densidade desta solução nessa mesma
temperatura? Apresente os cálculos efetuados.
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Alguns cuidados experimentais
sobre diluição
ATENÇÃO
H 2 SO 4 é extremamente corrosivo.
O contato com pele, olhos e
mucosas causa graves lesões.
Sua manipulação é perigosa e só
deve ser feita por profissional
treinado.
Diluição de quantidade pequena de
ácido sulfúrico em água: note o frasco
imerso em banho de gelo.
sérgio dotta jr./cid
As soluções utilizadas rotineiramente em laboratórios são em geral
preparadas ou compradas na forma concentrada (denominadas soluções
estoque). Quando se necessitam de soluções com concentrações menores,
estas podem, então, ser obtidas pela adição de água (diluição). A escolha dos
instrumentos utilizados depende da precisão necessária. Para alta precisão
utilizamos pipetas e balões volumétricos. Para trabalhos menos precisos,
podemos utilizar cilindros graduados.
Soluções de medicamentos são, às vezes, por razões econômicas, preparadas,
transportadas e armazenadas em concentrações elevadas para serem
ministradas aos pacientes. O médico prescreve a concentração correta e o
enfermeiro deve então fazer a diluição correta. Erros nesse processo podem
ser mortais.
Uma diluição de risco — cuidado!
O “ácido sulfúrico concentrado” encontrado no comércio tem uma concentração
de 93% a 98% de H 2 SO 4 em massa, ou concentração em quantidade
de matéria aproximadamente igual a 18 mol ? L 21 . Essa solução reage violentamente
com a água liberando grande quantidade de calor para o meio ambiente.
Ela é capaz até mesmo de absorver umidade do ar, caso fique exposta.
Por essa razão, é mantida em ambiente hermeticamente fechado.
O ácido sulfúrico oleoso é extremamente corrosivo, devendo ser manipulado
com extrema cautela.
Para obtermos solução mais diluída, sempre devemos colocar quantidades
muito pequenas de ácido na água, com agitação e de preferência com o frasco
em que está se processando a diluição imerso num banho de gelo (veja a foto).
Se esse procedimento for feito de forma contrária, a água (menos densa)
poderá ficar “retida” na superfície do ácido. Isso geraria um calor tão intenso
que poderia causar “explosão” (ebulição violenta da água), espalhando ácido
e causando um grave acidente.
Você entendeu a leitura?
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1 Explique com suas palavras o porquê da seguinte orien tação: para
obtermos solução mais diluída, sempre devemos colocar quantidades
muito pequenas de ácido na água, com agitação e de
preferência com o frasco em que está se processando a diluição
imerso num banho de gelo.
6 2 1 L da solução de concentração em quantidade de matéria igual a
18 mol ? L 21 foi transformado por diluição em 6 L de solução aquosa
de H 2 SO 4 . Que volume de solução aquosa de NaOH de concentração
em quantidade de matéria igual a 3 mol ? L 21 é necessário para neutralizar
100 mL da solução ácida resultante da diluição?

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFRJ) Uma amostra de 10 L de um gás contendo N 2 , H 2 S, CH 4 e CO 2 foi borbulhada em
dois tubos, em sequência, como ilustra a figura a seguir.
Gás de
entrada
Gás de
saída
Tubo 1 Tubo 2
O tubo 1 continha uma solução aquosa de nitrato de chumbo (II) e o tubo 2, uma solução
aquosa de hidróxido de bário. Todo o H 2 S presente na amostra reagiu no tubo 1.
a) No tubo 1, ocorreu a formação de um precipitado, identificado como PbS, que, após
ser lavado e secado, apresentou 2,39 g de massa.
Determine a concentração de H 2 S na amostra de gás, expressa em mol/L.
b) No tubo 2, observou-se a formação de um precipitado de cor branca.
Escreva a reação que ocorreu nesse tubo.
Sugestão de encaminhamento
1.
Revise a nomenclatura de sais e de hidróxidos (bases). Escreva a fórmula do nitrato de
chumbo (II) e do hidróxido de bário.
2.
Revise as reações de dupla troca com formação de precipitado. Equacione a reação entre
o nitrato de chumbo (II) e o H 2 S, na qual um produto é o precipitado mencionado, o PbS.
Não se esqueça de balancear corretamente a equação.
3.
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Recorde o cálculo estequiométrico. Usando os coeficientes da equação balanceada,
estabeleça a relação entre mols de H 2 S e mols de PbS e, a partir dela, a relação entre mols
de H 2 S e massa de PbS (consulte a tabela periódica). Usando a massa de PbS fornecida,
calcule a quantidade em mols de H 2 S presente na amostra gasosa.
4.
Sabendo que essa massa estava presente em 10 L, responda o item a.
5.
Agora, recorde as reações de óxidos ácidos e, a seguir, responda o item b.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 A gema de ovo atua como agente emulsificador provocando a dispersão
de uma fase líquida na outra.
2 2 Resposta pessoal.
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte I
Unidade A
do cotidiano
Capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 a) 8 mL
b) 12 mL
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 4 ? 10 19 g
2 2 3,4 ? 10 4 L
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa D.
2 Alternativa C.
3 Alternativa A.
4 Alternativa D.
5 a) A: náilon — menos denso, flutua na solução.
B: policarbonato — mais denso, afunda na solução.
b) 23,8 g de NaC, por 100 g de água.
6 a) 400 L
b) 1,79 ? 10 3 mol
c) H 2 SO 4 1 2 NaOH # Na 2 SO 4 1 2 H 2 O
luz
7 a) 4 HNO 3 # 4 NO 2 1 2 H 2 O 1 O 2
HNO 3 # H 1 1 NO 3
2
b) M ? M 1 5 d ? T m
Substituindo nessa expressão os valores fornecidos, chega-se a:
d 5 1,4 ? 10 3 g/L 5 1,4 g/mL
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 O ácido é adicionado à água em pequenas quantidades e com agitação
para que o calor liberado nessa reação não provoque sérios
acidentes.
2 2 0,2 L
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Fuvest-SP) Uma solução aquosa de penicilina sofre degradação com
o tempo, perdendo sua atividade antibiótica. Para determinar o prazo
de validade dessa solução, sua capacidade antibiótica foi medida em
unidades de penicilina G (uma unidade de penicilina G corresponde a
0,6 g dessa substância). Os resultados das medidas, obtidos durante
sete semanas, estão no gráfico.
10.000
Unidades de penicilina
8.000
6.000
4.000
2.000
0 10 20 30 40 50
t (dia)
Supondo-se como aceitável uma atividade de 90% da inicial, o prazo
de validade (t) da solução seria de
a) 4 dias.
b) 10 dias.
c) 24 dias.
d) 35 dias.
e) 49 dias.
2 Quando soluções de BaC, 2 e de Na 2 SO 4 são misturadas, a mistura
torna-se turva.
Depois de algumas horas, um sólido branco é observado no fundo
do béquer, com um líquido límpido acima dele.
a) Escreva uma equação balanceada para a reação que ocorre.
b) Por que a solução é turva no início?
c) O que acontece durante as horas de espera?
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3 Em um laboratório, um estagiário ficou encarregado de nomear uma
dispersão coloidal de um líquido em outro. Qual seria a classificação
dessa dispersão? Dê um exemplo de produtos que se enquadram
nessa classificação.
4 O funcionário de uma empresa recebeu a incumbência de detectar
se um fluido aparentemente livre de impurezas possui partículas
coloidais dispersas. De que forma ele poderá resolver esse
problema?

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
5 Construa uma tabela e classifique as dispersões que aparecem nas
fotos a seguir, identificando as fases dispersa e dispersante, além do
nome técnico dessas dispersões.
Fumaça
Sorvete
Neblina
Goma-arábica
Queijo
Maionese
Fabio Colombini
Fabio Colombini
Iara Venanzi/Kino
Eduardo Santaliestra/CID
Highres Press Stock/CID
Eduardo Santaliestra/CID
PHOTODISC/GETTY IMAGES
PHOTODISC/GETTY IMAGES
Gary Braasch/Stone-Getty Images
Carvão de lenha
Espuma de sabão
Rubi
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6 (ITA-SP) São preparadas duas misturas: uma de água e sabão e a
outra de etanol e sabão. Um feixe de luz visível incidindo sobre essas
duas misturas é visualizado somente através da mistura de água e
sabão. Com base nestas informações, qual das duas misturas pode
ser considerada uma solução? Por quê?

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
exercícios adicionais
1 (UFG-GO) As instruções da bula de um medicamento
usado para reidratação estão resumidas
no quadro a seguir.
Modo de usar: dissolva o conteúdo do envelope em
500 mL de água.
Composição: cada envelope contém
cloreto de potássio 75 mg
citrato de sódio di-hidratado 145 mg
cloreto de sódio 175 mg
glicose 10 g
a) Calcule a concentração de potássio, em mg/L,
na solução preparada segundo as instruções
da bula.
b) Quais são as substâncias do medicamento
que explicam a condução elétrica da solução
do medicamento? Justifique sua resposta.
Comentário dos autores:
Atente bem ao item a. Ele solicita a concentração
apenas do K 1 (aq).
2 (Mackenzie-SP) Têm-se cinco recipientes contendo
soluções aquosas de cloreto de sódio.
1
2
3
3 (Enem-MEC) Os acidentes de trânsito, no Brasil,
em sua maior parte são causados por erro do
motorista. Em boa parte deles, o motivo é o fato
de dirigir após o consumo de bebida alcoólica.
A ingestão de uma lata de cerveja provoca uma
concentração de aproximadamente 0,3 g/L de
álcool no sangue. A tabela abaixo mostra os
efeitos sobre o corpo humano provocados por
bebidas alcoólicas em função de níveis de concentração
de álcool no sangue:
4
Concentração de
álcool no sangue (g/L)
0,1 — 0,5
0,3 — 1,2
0,9 — 2,5
1,8 — 3,0
5
Efeitos
Sem influência aparente,
ainda que com alterações
clínicas
Euforia suave, sociabilidade
acentuada e queda da
atenção
Excitação, perda de
julgamento crítico, queda
da sensibilidade e das
reações motoras
Confusão mental e perda da
coordenação motora
2,7 — 4,0
Estupor, apatia, vômitos e
desequilíbrio ao andar
V 2 L
m sal
0,5 g
V 3 L
m sal
0,75 g
V 5 L
m sal
1,25 g
V 8 L3,5 — 5,0 V 10 L Coma e morte possível
m sal
2,0 g m sal
2,5 g
g
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3
V 5 L
m sal
1,25 g
4
V 8 L
m sal
2,0 g
5
V 10 L
m sal
2,5 g
É correto afirmar que:
a) o recipiente 5 contém a solução menos concentrada.
b) o recipiente 1 contém a solução mais concentrada.
c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções
de igual concentração.
d) as cinco soluções têm a mesma concentração.
e) o recipiente 5 contém a solução mais concentrada.
(Revista Pesquisa FAPESP, n o 57, setembro 2000)
Uma pessoa que tenha tomado três latas de
cerveja provavelmente apresenta
a) queda de atenção, de sensibilidade e das
reações motoras.
b) aparente normalidade, mas com alterações
clínicas.
c) confusão mental e falta de coordenação
motora.
d) disfunção digestiva e desequilíbrio ao andar.
e) estupor e risco de parada respiratória.
4 (PAS-USP) Os gráficos a seguir mostram a
presença de álcool, detectada no sangue de
3 homens adultos, que pesam, em média, 75 kg.
As curvas ilustram como seria a variação da
concentração de álcool no sangue, em função
do tempo, após a ingestão de cerveja.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Escolha a alternativa que indica quanto tempo
leva, aproximadamente, para que a concentração
de álcool detectada no sangue volte a ser inferior
a 0,1 g/L após o consumo, de forma ininterrupta,
de 2, 3 e 4 latas de cerveja, respectivamente.
0,5
0,4
2 latas de cerveja
5 (Enem-MEC) Após a ingestão de bebidas alcoólicas,
o metabolismo do álcool e sua presença
no sangue dependem de fatores como peso
corporal, condições e tempo após a ingestão.
O gráfico mostra a variação da concentração de
álcool no sangue de indivíduos de mesmo peso
que beberam três latas de cerveja cada um, em
diferentes condições: em jejum e após o jantar.
CAS (g/L)
0,3
0,2
0,1
1,0
0,9
a) 1 hora, 1 hora e meia, 2 horas.
b) 1 hora e meia, 2 horas, 4 horas.
c) 2 horas, 3 horas, 4 horas.
d) 2 horas, 4 horas, 5 horas e meia.
e) 3 horas, 5 horas, 7 horas.
Tendo em vista que a concentração máxima
de álcool no sangue permitida pela legislação
brasileira para motoristas é 0,6 g/L, o indivíduo
que bebeu após o jantar e o que bebeu em jejum
só poderão dirigir após, aproximadamente,
a) uma hora e uma hora e meia, respectivamente.
b) três horas e meia hora, respectivamente.
c) três horas e quatro horas e meia, respectivamente.
d) seis horas e três horas, respectivamente.
e) seis horas, igualmente.
Comentário dos autores:
Esse exercício é anterior a uma resolução do
Contran, que reduziu o limite aceitável de álcool
no sangue do motorista para “zero”.
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g/L
Ingestão de álcool
CAS (g/L)
0
0 100 200 300 400
Tempo (minutos)
3 latas de cerveja
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0 100 200 300 400
Tempo (minutos)
Álcool no sangue
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
1 2 3 4 5 6 7 horas
Tempo após ingestão
em jejum após o jantar
(Revista Pesquisa FAPESP, n o 57, setembro 2000)
CAS (g/L)
0,8
0,6
0,4
0,2
4 latas de cerveja
0
0 100 200 300 400 500
Tempo (minutos)
CAS 5 Concentração de álcool no sangue.
1 lata 5 350 mL

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
exercícios adicionais
6 (UFJF) Uma solução de amoníaco (hidróxido de amônio) é preparada
a partir da dissolução do gás amônia em água, de acordo com a
seguinte reação:
NH 3 (g) 1 H 2 O (,) F NH 4 OH (aq) F
NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
a) A solução comercial de hidróxido de amônio tem d 5 0,91 g /cm 3 .
Qual é a massa da solução, em gramas, que corresponde a 1,5 L
dessa solução?
b) O que aconteceria se adicionássemos algumas gotas de uma
solução de fenolftaleína à solução comercial de hidróxido de
amônio?
c) Classifique a ligação N k H, do NH 3 , quanto a sua polaridade. Escreva
a fórmula de Lewis ou fórmula eletrônica do íon amônio.
d) A reação entre o hidróxido de amônio e o ácido carbônico forma
o carbonato de amônio e água. Escreva a fórmula do carbonato de
amônio e a qual função inorgânica ele pertence.
7 (PUC-PR) O Brasil é o maior produtor de suco de laranja do mundo,
com um volume de aproximadamente 1,2 milhão de toneladas por
ano. Um composto de grande interesse bioquímico presente nesse
suco é o ácido ascórbico ou vitamina C (C 6 H 8 O 6 ). De acordo com o
químico Linus Pauling (Prêmio Nobel em Química, em 1954), com uma
ingestão diária de 10 g dessa vitamina, observaríamos um grande
efeito de longevidade devido às suas propriedades antioxidantes.
No entanto, o ácido ascórbico presente no suco de laranja pode ser
facilmente oxidado pelo oxigênio do ar segundo a reação:
3 HO
OH
O
O
O 2 #
2
HO
OH
O
O
H 2 O
HO
O
O
HO OH
ácido ascórbico
O• OH
radical ascorbato
O
HO OH
ácido deidroascórbico
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Desconsiderando esse processo oxidativo e levando-se em conta
que cada 100 g de suco de laranja apresenta, em média, 40 mg
de ácido ascórbico, qual seria a quantidade de suco de laranja
(d 5 1,12 g ? mL 21 ) a ser consumida diariamente para a obtenção da
dose sugerida por Pauling?
a) 2,5 L.
b) 10 kg.
c) 22,3 L.
d) 5 laranjas.
e) 1400 mg.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UEL-PR) Um químico ambiental, para analisar
fósforo e nitrogênio numa amostra de água
coletada no lago Igapó, situado na cidade de
Londrina, necessita preparar duas soluções:
uma de fosfato diácido de potássio (KH 2 PO 4 ) e
outra de nitrato de potássio (KNO 3 ), ambas de
mesma concentração em mol/L. Uma das soluções
é preparada adicionando-se água a 13,6 g
de KH 2 PO 4 até o volume final de 500 mL. A outra
deve ser preparada pela adição de água ao KNO 3
para obter 200 mL de solução. Massas molares
(g/mol): KH 2 PO 4 5 136; KNO 3 5 101. Com base
nas informações, é correto afirmar que a massa
necessária de KNO 3 é:
a) 13,6 g. c) 5,44 g. e) 4,04 g.
b) 10,1 g. d) 5,05 g.
2 (PUC-MG) O permanganato de potássio (KMnO 4 )
pode ser utilizado como germicida no tratamento
de queimaduras e feridas de um modo geral.
A massa de permanganato de potássio necessária
para prepararmos 500 mL de solução 0,01 mol/L,
utilizada para esse fim, em gramas, é:
a) 0,79. c) 7,90.
b) 1,58. d) 15,8.
6 (Mackenzie-SP) Considere que a concentração de
NaC, na água do mar é de 0,45 mol/L. A partir
de 40 m 3 de água do mar, a quantidade máxima de
NaC, que pode ser obtida é
Dado: massa molar (g/mol) Na 5 23, C, 5 35,5
a) 26,3 kg. d) 18,0 kg.
b) 1.053,0 kg. e) 2.630,0 kg.
c) 58,5 kg.
7 (Vunesp) Com o objetivo de diminuir a incidência
de cáries na população, em muitas cidades
adiciona-se fluoreto de sódio à água distribuída
pelas estações de tratamento, de modo a obter
uma concentração de 2,0 ? 10 25 mol ? L 21 .
Com base neste valor e dadas as massas molares
em g ? mol 21 : F 5 19 e Na 5 23, podemos
dizer que a massa do sal contida em 500 mL
desta solução é:
a) 4,2 ? 10 21 g. d) 6,1 ? 10 24 g.
b) 8,4 ? 10 21 g. e) 8,4 ? 10 24 g.
c) 4,2 ? 10 24 g.
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*
3 (Vunesp) O teor de vitamina C em uma determinada
bebida de soja com sabor morango foi
determinado como sendo de 30 mg em uma
porção de 200 mL. Dada a massa molar da vitamina
C, 176 g ? mol 21 , qual a sua concentração
nessa bebida, em mmol ? L 21 ?
a) 0,15. c) 0,85. e) 17.
b) 0,17. d) 8,5.
Comentário dos autores:
1 mmol 5 1 milimol 5 10 23 mol
4 (Ufal) O oxalato de cálcio, CaC 2 O 4 , é encontrado
nas folhas do espinafre, nas sementes do tomate,
e é um dos constituintes das pedras formadas
nos rins (cálculo renal). Sabendo que 60 mL
de uma solução contêm 0,1536 g de oxalato de
cálcio, determine a concentração desse sal em
mol/L.
a) 2,0. c) 0,68. e) 0,04.
b) 1,50. d) 0,02.
5 (UFRRJ) Calcule a massa de sal necessária para
produzir 10,0 litros de soro caseiro, sabendo-se
que na sua composição utiliza-se 11,0 g/L de
sacarose e que a concentração de cloreto
de sódio é 0,06 M.
8 (Unicamp-SP)* Bem de manhã, Dina foi muito
enfática: “Não se esqueça de verificar o resultado
do exame de sangue do Pipetão antes de
escolher a ração adequada. Lembre-se que os
níveis de ureia e de creatinina são importantes
na avaliação da saúde do animal!” Omar deu
uma olhada no exame e o resultado indicava
1,20 10 24 mol de creatinina por litro de sangue.
Os valores de referência, como Rango sabia,
seriam aceitáveis na faixa de 0,5 a 1,5 mg ? dL 21 .
A comparação permitiu que ele decidisse entre
uma ração normal e uma indicada para cães
com insuficiência renal.
a) Qual o tipo de ração escolhido por Omar na
alimentação do Pipetão? Justifique.
b) Dina disse que o exame de sangue pode
avaliar o nível de ureia. Sabe-se que esse
nível é influenciado pela dieta alimentar.
Nas embalagens de rações para animais,
são dadas informações quantitativas de:
umidade, proteína bruta, fibras, gorduras,
matéria inorgânica, cálcio e fósforo. Se o
Pipetão estivesse com o nível de ureia no
sangue acima do limite normal, com qual
dessas informações Rango deveria se preocupar
ao escolher a ração mais adequada?
Justifique.
Questão extraída de uma prova que envolve uma narrativa ficcional. As perguntas que aparecem na história são as questões a serem respondidas.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Dado: Fórmula estrutural da creatinina
CH 3
H N
NH
H
N
O
H
Pb total na gasolina/kton
110
100
90
80
70
60
50
40
sangue
gasolina
160
150
140
130
120
110
100
90
microgramas de Pb por
litro de sangue
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Comentário dos autores:
A fórmula molecular da creatinina é C 4 H 7 N 3 O.
9 (Ufal) As reações biológicas quase sempre ocorrem
na presença de enzimas, que são catalisadores
poderosos. A anidrase carbônica é uma
enzima que catalisa a hidratação do CO 2 :
CO 2 (g) 1 H 2 O (,) # H 2 CO 3 (aq)
Esta é uma reação crítica, presente na transferência
do dióxido de carbono nos tecidos para os
pulmões, por intermédio da corrente sanguínea.
Uma molécula da enzima hidrata cerca de 10 6
moléculas de CO 2 por segundo. Quantos quilogramas
de CO 2 são hidratados em 1 h, em 1,0 L
de solução 5 3 10 26 M na enzima?
a) 80 kg/L ? h
b) 120 kg/L ? h
c) 200 kg/L ? h
d) 500 kg/L ? h
e) 800 kg/L ? h
10 (UFMG) Uma solução 0,1 mol/L de um hidróxido
alcalino MOH é preparada dissolvendo-se
0,8 g de hidróxido MOH em 200 mL de solução.
A fórmula do hidróxido é:
a) CsOH d) NaOH
b) KOH e) RbOH
c) LiOH
11 (Unicamp-SP) Apesar dos problemas que traz, o
automóvel é um grande facilitador de comunicação.
Já em meados do século XX, a participação
do automóvel na sociedade humana estava
muito bem estabelecida. Até recentemente,
para aumentar a octanagem da gasolina (e por
interesses de grupos econômicos), nela era
adicionado um composto de chumbo. Quando
a socie dade percebeu os males que o chumbo
liberado na atmosfera trazia, ocorreram pressões
sociais que levaram, pouco a pouco, ao
abandono desse aditivo.
O gráfico a seguir mostra uma comparação entre
a concentração média de chumbo, por indivíduo,
encontrada no sangue de uma população,
em determinado lugar, e a quantidade total de
chumbo adicionado na gasolina, entre os anos
de 1976 e 1980.
1976 1977 1978 1979 1980
Ano
a) Sabendo-se que o composto de chumbo
usado era o tetraetilchumbo [Pb(C 2 H 5 ) 4 ], e que
esse entrava na corrente sanguínea sem se
alterar, qual era a concentração média (em
mol ? L 21 ) desse composto no sangue de um
indivíduo, em meados de 1979?
b) “O fato de a curva referente à gasolina quase
se sobrepor à do sangue significa que todo
o chumbo emitido pela queima da gasolina
foi absorvido pelos seres humanos.”
Você concorda com esta afirmação? Responda
sim ou não e justifique com base apenas
no gráfico.
12 (PUC-RJ) É possível conhecer a concentração de
uma espécie iônica em solução aquosa, a partir
do conhecimento da concentração de soluto e
se o soluto dissolvido dissocia-se ou ioniza-se
por completo.
Uma solução de sulfato de sódio, Na 2 SO 4 , possui
concentração em quantidade de matéria igual a
0,3 mol ? L 21 . Nessa solução, a concentração em
quantidade de matéria da espécie Na 1 é:
a) 0,2 mol ? L 21 d) 0,8 mol ? L 21
b) 0,3 mol ? L 21 e) 0,9 mol ? L 21
c) 0,6 mol ? L 21
13 (ITA-SP) Nas condições ambientes, a 1 L de água
pura, adiciona-se 0,01 mol de cada uma das
substâncias A e B descritas nas opções abaixo.
Dentre elas, qual solução apresenta a maior
condutividade elétrica?
a) A 5 NaC, e B 5 AgNO 3
b) A 5 HC, e B 5 NaOH
c) A 5 HC, e B 5 CH 3 COONa
d) A 5 KI e B 5 Pb(NO 3 ) 2
e) A 5 Cu(NO 3 ) 2 e B 5 ZnC, 2
Comentário dos autores:
Pode haver reação entre os solutos, produzindo
precipitado ou produto pouco ionizado/dissociado
(um ácido fraco, por exemplo).
A condutividade elétrica de uma solução é proporcional
à concentração em mol/L de cargas
elétricas dos íons dissolvidos. (Por exemplo, um íon
bivalente aquoso contribui mais para a condutividade
elétrica do que um íon monovalente aquoso.)
Tanto faz considerar a concentração em mol/L de
carga positiva ou a de carga negativa, pois são
iguais; uma solução é eletricamente neutra.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
s 14
(PUC-RS) Para responder a esta questão, analise
as concentrações dos íons abaixo, que estão
expressas em mg/L no rótulo de uma garrafa
de água mineral.
1 – Nitrato (NO 2 3 ) 5 6,0
2 – Sódio (Na 1 ) 5 18,0
3 – Cálcio (Ca 21 ) 5 20,0
A ordem crescente das concentrações dos íons
presentes na água mineral, em mol/L, é
a) 1, 2, 3. c) 2, 1, 3. e) 3, 1, 2.
b) 1, 3, 2. d) 2, 3, 1.
O resultado dessas alterações genéticas, que
criam novas espécies, é curioso: plantas
que crescem em solo salino são mais doces,
isso porque, sendo as concentrações de sais
elevadas, a planta tenta eliminá-las produzindo
substâncias osmoticamente ativas. Por
exemplo: a beterraba e o melão são mais doces
quando plantados em solos salinos.
COELHO, Marcos de A. Geografia Geral,
Pesquisa com solo salino visa erradicar fome.
São Paulo: Moderna, 1992. (adaptado)
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15 (Mackenzie-SP) Estudo realizado pela Faculdade
de Odontologia da USP de Bauru encontrou em
água engarrafadas, comercializadas na cidade
de São Paulo, níveis de flúor acima do permitido
pela lei.
Se consumido em grande quantidade, o flúor
provoca desde manchas até buracos nos dentes.
A concentração máxima de íons fluoreto na
água para beber é de 4,2 ? 10 25 mol/L, quantidade
essa que corresponde aproximadamente a
Dado: massa molar do flúor: 19 g/mol
a) 4,2 ? 10 22 mg/L. d) 1,9 ? 10 24 mg/L.
b) 2,2 ? 10 22 mg/L. e) 8,0 ? 10 21 mg/L.
c) 1,6 ? 10 21 mg/L.
16 (Fatec-SP) Pacientes com anemia nutricional
por carência de ferro recebem suplemento de
ferro gratuitamente nos postos de saúde. Na
embalagem de um suplemento de ferro lê-se
que em cada copo medida (20 mL) há 27,8 mg de
sulfato ferroso hepta-hidratado. A concentração,
em mol/L, de íons Fe 12 (aq) nesse suplemento é,
aproximadamente,
Dados: Massas molares (g/mol): H 5 1; O 5 16;
S 5 32; Fe 5 56
a) 2,0 ? 10 21 . c) 5 ? 10 23 . e) 3 ? 10 25 .
b) 2,5 ? 10 22 . d) 4 ? 10 24 .
(UFPel-RS) O texto abaixo serve como subsídio
para responder à questão 17.
Um dos problemas para a agricultura é o solo
salino (aquele que pode ter sido coberto por
oceano em eras geológicas passadas). O excesso
de sal diminui o potencial de crescimento
da planta, pois a energia destinada ao seu
desenvolvimento passa a ser usada na resistência
ao ambiente salino e, se a concentração
superar certos limites (variáveis de acordo
com a espécie), pode levar à morte do vegetal.
Cientistas têm se preocupado com o problema e
conseguido resultados animadores na obtenção
de híbridos resistentes — é o caso do tomate
selvagem, tolerante ao sal hibridizado, com o
tomate cultivado.
17 (UFPel-RS) Ao dizer que solo salino é aquele
que pode ter sido coberto por oceanos em eras
geológicas passadas, o texto sugere que o sal
em maior quantidade, nesse tipo de solo, é o
NaC,, pois a concentração de sais na água do
mar é de 35 g/L, sendo, aproximadamente, 80%
desses sais na forma de cloreto de sódio.
Sobre a concentração de NaC, na água do mar,
considere as afirmativas:
I. Se os íons Na 1 e C, 2 da água desse mar
forem apenas os provenientes do NaC,,
então a concentração molar do Na 1 é igual
à do íon cloreto.
II. Se os íons Na 1 e C, 2 da água desse mar
forem apenas os provenientes do NaC,,
então a concentração comum (g/L) do Na 1
é inferior à do íon cloreto.
III. A concentração comum do NaC, desse mar
é de 28 g/L.
IV. A concentração molar de íons na água desse
mar é aproximadamente de 0,96 mol/L.
Estão corretas apenas as afirmativas
a) I, II e IV.
b) III e IV.
c) I, II e III.
d) II e IV.
e) I e III.
18 (Enem-MEC) Para testar o uso do algicida sulfato
de cobre em tanques para criação de camarões,
estudou-se, em aquário, a resistência desses
organismos a diferentes concentrações de íons
cobre (representados por Cu 21 ). Os gráficos
relacionam a mortandade de camarões com a
concentração de Cu 21 e com o tempo de exposição
a esses íons.
% de
camarões
mortos
100
80
60
40
20
0,2
0,4
0,7
1
GRÁFICO I
2
5
Tempo de
exposição
= 14h
10
20
40
60
Concentração de íons Cu 2 (mg/L)
Tempo de
exposição
(horas)
167
96
24
1,7

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
RÁFICO I
1
2
5
Tempo de
exposição
= 14h
10
20
40
60
Tempo de
exposição
(horas)
167
96
24
1,7
GRÁFICO II
Concentração de íons Cu 2
que causa 50% de mortalidade
dos camarões (mg/L)
Adaptado de VOWLES, P. D. & CONNELL, D. W. Experiments in
environmental chemistry — a laboratory manual.
Oxford: Pergamon Press, 1980.
Se os camarões utilizados na experiência
fossem introduzidos num tanque de criação
contendo 20.000 L de água tratada com sulfato
de cobre, em quantidade suficiente para fornecer
50 g de íons cobre, estariam vivos, após
24 horas, cerca de
a) 1/5. c) 1/2. e) 3/4.
b) 1/4. d) 2/3.
19 (PUC-RJ) Água potável é a água considerada
apropriada para consumo humano. Água mineral
natural são águas provenientes de fontes
naturais, própria para consumo humano, devendo
ter características higiênicas naturais.
A análise de uma água mineral natural apresentou
o seguinte laudo no que se refere à sua
composição:
Composição química (mg/L)
Estrôncio 0,067
Cálcio 17,48
Magnésio 6,54
Potássio 3,50
Sódio 8,74
Sulfatos 5,64
Bicarbonatos 103,7
Fluoretos 0,191
Nitratos 0,47
Cloretos 0,79
Fosfatos 0,09
Com auxílio da tabela periódica dos elementos e
com as informações contidas no laudo, é correto
afirmar que:
a) átomos de estrôncio, cálcio e magnésio possuem
somente um elétron na camada de
valência.
b) a maioria dos sais contendo íons potássio e
sódio são muito pouco solúveis em água.
c) uma garrafa contendo 300 mL de água mineral
contém 1,69 g de SO 22 4 .
d) a concentração em quantidade de matéria do
bicarbonato (HCO 2 3 ) é 1,7 3 10 23 mol ? L 21 .
e) fluoretos são espécies que possuem oxigênio
em sua composição química.
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ão de íons Cu 2 (mg/L)
1
2
3
4
5
7
10
20
40
60
100

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Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Acafe-SC) A partir da análise de uma amostra
de vinagre (solução aquosa de ácido acético), um
químico anotou, no rótulo de uma embalagem,
a seguinte informação: 4% em v.
Esse dado representa que:
a) há 4 mL de ácido acético em 1 L de água.
b) para cada 100 unidades volumétricas de água,
4 unidades correspondem ao ácido acético.
c) há 4 mg de ácido acético em 1 L de água.
d) para cada 100 unidades volumétricas de vinagre,
4 unidades correspondem ao ácido acético.
e) o ácido acético é concentrado.
2 (Enem-MEC) Pelas normas vigentes, o litro do
álcool hidratado que abastece os veículos deve
ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de
água (em volume). As densidades desses componentes
são dadas na tabela.
Substância
Densidade (g/L)
Água 1.000
Álcool 800
A solução sugerida apresenta uma concentração,
em mol/L, de, aproximadamente,
a) 0,012. d) 0,050.
b) 0,024. e) 0,100.
c) 0,043.
Comentário dos autores:
A indicação “0,1% (m/v)” significa que a massa de
soluto (g) dividida pelo volume de solução (mL)
é igual a 0,001.
4 (Ufes) Ao ser ingerido, o cianeto se distribui
rapidamente pelos tecidos do corpo humano,
ligando-se à hemoglobina. Um dos antídotos
utilizados é o nitrito de sódio. Em uma pessoa
intoxicada por cianeto, foram administrados
intravenosamente 10 mL de nitrito de sódio a
3% p/v. A quantidade de nitrito de sódio, em mg,
administrada a essa pessoa foi de:
a) 10. d) 300.
b) 30. e) 600.
c) 100.
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Um técnico de um órgão de defesa do consumidor
inspecionou cinco postos suspeitos de
venderem álcool hidratado fora das normas.
Colheu uma amostra do produto em cada posto
e mediu a densidade de cada uma, obtendo:
Posto
Densidade do combustível (g/L)
I 822
II 820
III 815
IV 808
V 805
A partir desses dados, o técnico pôde concluir
que estavam com o combustível adequado somente
os postos:
a) I e II. d) III e V.
b) I e III. e) IV e V.
c) II e IV.
3 (PUC-RS) O fluoreto de sódio é um dos componentes
dos cremes dentais, pois inibe a
desmineralização dos dentes, tornando-os
menos sensíveis às cáries. Um determinado
dentista recomendou a um paciente que fizesse
bochechamento diário com a solução
0,1% (m/v) de fluoreto de sódio.
Comentário dos autores:
A indicação “3% p/v” significa que a massa de
soluto (g) dividida pelo volume de solução (mL)
é igual a 0,03.
5 (PUC-MG) A concentração em mol/L dos íons
sódio (Na 1 ), presentes numa solução 5,3% p/v
de carbonato de sódio, é igual a:
a) 0,2. b) 0,5. c) 1,0. d) 2,0.
6 (UFSCar-SP) Para o combate da dengue, as Secretarias
de Saúde orientam as pessoas para que
não deixem água parada em vasos e plantas;
estas devem ser regadas com solução de água
sanitária contendo cerca de uma colher de sopa
de água sanitária por litro de água. Um litro
de água sanitária contém cerca de 0,34 mol de
hipoclorito de sódio (NaOC,).
cortesia do ministério da saúde/
biblioteca virtual
Qual é o teor percentual em massa de NaOC,
(massa molar 74,5 g/mol) na água sanitária que
tem densidade igual a 1,0 g/mL?

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
7 (Mackenzie-SP) Determine as massas em kg de
HNO 3 e H 2 O, respectivamente, que devem ser
misturadas para preparar 2.000 g de solução a
15% de ácido nítrico.
a) 0,300 e 1,700. d) 0,150 e 0,850.
b) 700 e 300. e) 1,700 e 0,300.
c) 1,700 e 300.
8 (Vunesp) Os frascos utilizados no acondicionamento
de soluções de ácido clorídrico comercial,
também conhecido como ácido muriático,
apresentam as seguintes informações em seus
rótulos: solução 20% m/m (massa percentual); densidade
5 1,10 g/mL; massa molar 5 36,50 g/mol.
Com base nessas informações, a concentração
da solução comercial desse ácido será
a) 7 mol/L. d) 4 mol/L.
b) 6 mol/L. e) 3 mol/L.
c) 5 mol/L.
9 (EEM-SP) Conforme as normas vigentes da ANP
(Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e
Derivados), a máxima porcentagem volumétrica
de etanol (álcool etílico) permitida na gasolina
é de 25%. Para avaliação da qualidade do produto,
um fiscal da ANP recolheu três amostras
diferentes de gasolina, todas com volume de
70,0 mL, e adicionou a cada uma delas um certo
volume de água. Após alguns minutos, obteve o
resultado conforme a figura.
95,0 mL
Somente
gasolina
65,0 mL
Mistura de
água e
álcool etílico
95,0 mL
Somente
gasolina
40,0 mL
Mistura de
água e
álcool etílico
Amostra I Amostra II Amostra III
95,0 mL
Somente
gasolina
55,0 mL
Mistura de
água e
álcool etílico
a) Verifique quais das amostras (I, II e III) se
encontram dentro da legislação.
b) Explique a ação da água na mistura gasolina
e álcool etílico.
10 (Unifesp) O índice de gasolina em não conformidade
com as especificações da ANP
(Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural
e Biocombustíveis) é um dado preocupante,
já que alguns postos estavam vendendo
gasolina com mais de 85% de álcool anidro.
Todo posto de gasolina deve ter um kit para
testar a qualidade da gasolina, quando solicitado
pelo consumidor. Um dos testes mais
simples, o “teste da proveta”, disposto na
Resolução ANP n o 9, de 7 de março de 2007,
é feito com solução aquosa de cloreto de
sódio (NaC,), na concentração de 10% p/v
(100 g de sal para cada litro de água). O teste
consiste em colocar 50 mL de gasolina numa
proveta de 100 mL com tampa, completar o
volume com 50 mL da solução de cloreto de
sódio, misturar por meio de 10 inversões e,
após 15 minutos de repouso, fazer a leitura
da fase aquosa. O cálculo do teor de álcool é
determinado pela expressão: T 5 (A ? 2) 1 1,
onde T: teor de álcool na gasolina, e
A: aumento em volume da camada aquosa
(álcool e água).
O teste aplicado em uma amostra X de gasolina
de um determinado posto indicou o teor de 53%.
O volume, em mL, da fase aquosa obtida quando
o teste foi realizado corretamente com a
amostra X foi
a) 76. d) 26.
b) 53. e) 24.
c) 40.
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
11 (Unicamp-SP-modificada) O aquarismo é uma atividade que envolve
a criação de espécies aquáticas em ambiente confinado. O bom
funcionamento do aquário depende do controle de uma série de
parâmetros, como temperatura, matéria orgânica dissolvida, oxigênio
dissolvido, pH, entre outros. Para testar seus conhecimentos
químicos, responda à seguinte questão:
Para peixes de água fria, a concentração ideal de gás oxigênio dissolvido
na água é de 5 ppm. Considerando-se esse valor e um aquário
contendo 250 kg de água, quantos mols de gás oxigênio estão dissolvidos
nessa água?
Dados: 1 ppm significa que há 1 grama de gás oxigênio dissolvido em 1.000
quilogramas de água; massa molar do gás oxigênio 5 32 g ? mol 21 .
12 (UFJF-MG) Concentrações excessivas de íons fluoreto podem levar a
uma doença chamada fluorose. Algumas regiões da Índia apresentam
uma concentração natural de 40 ppm de íons fluoreto na água.
A que massa, em gramas, de fluoreto de sódio corresponde essa
concentração de íons fluoreto em 1,0 L de água?
(Dado: densidade da água com flúor 1,00 g/cm 3 )
a) 88. d) 1,68.
b) 0,088. e) 0,92.
c) 0,76.
13 (PAS-USP) A tabela abaixo apresenta o pH e as concentrações de
alguns íons e do gás oxigênio dissolvidos no sedimento depositado
no fundo de um oceano, em unidades definidas como ppm (partes
por milhão).
Profundidade
cm
pH
SO 2 2
4
(Sulfato)
S 22
(Sulfeto)
Fe 31
(Ferro (III))
Fe 21
(Ferro (II))
O 2
(Oxigênio)
0 7,0 7,0 0,0 4,0 0,5 2,0
5 6,5 5,0 2,0 1,5 1,5 1,0
10 6,0 3,5 3,5 3,0 2,0 0,5
15 5,5 3,3 3,8 0,8 3,8 0,3
20 5,0 3,0 4,0 0,5 4,0 0,0
Tabela adaptada de R. M. Atlas e R. Bartha.
Microbial Ecology: Fundamentals and Applications, 1981.
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Como se observa na tabela, a tendência de variação das concentrações
de S 22 e Fe 21 é oposta à das concentrações de SO 2 42 e Fe 31 ,
em função da profundidade e, ao mesmo tempo, a concentração
dessas quatro espécies químicas é dependente da concentração de
O 2 disponível. O que seria esperado se O 2 fosse borbulhado em uma
amostra de sedimento coletada a 20 cm?
a) Aumento gradativo nas concentrações de SO 2 42 e Fe 31 .
b) Aumento gradativo nas concentrações de Fe 21 e Fe 31 .
c) Aumento gradativo nas concentrações de SO 2 42 e S 22 .
d) Diminuição gradativa nas concentrações de SO 2 42 e Fe 31 .
e) Não haveria mudança na concentração das quatro espécies
citadas.

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Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
14 (PUC-Campinas-SP) Entre os nossos cinco
sentidos, é o olfato que permite perceber a
presença de substâncias odoríferas no ar,
algumas em concentrações muito baixas. É o
caso da vanilina (aroma de baunilha; massa
molar 1,5 3 10 2 g/mol), que pode ser detectada
na concentração de 2,0 3 10 213 mol ? L 21
de ar. Expressando essa concentração em
ppb (m/v), ou seja, massa em quilogramas do
soluto por 1 bilhão (10 9 ) de litros de solvente,
tem-se:
a) 3 3 10 25 . d) 5 3 10 24 .
b) 3 3 10 24 . e) 5 3 10 25 .
c) 3 3 10 22 .
15 (Mackenzie-SP) Recentemente, o governo
canadense proibiu a comercialização de mamadeiras
e chupetas produzidas com um tipo
de plástico considerado tóxico, por conter
uma substância chamada “Bisfenol A” (BPA).
Toxicologistas alertam que o produto químico
contamina os alimentos quando esses forem
armazenados ainda quentes, em um recipiente
fabricado com BPA. O limite de segurança aceito
para ingestão do “Bisfenol A”, segundo a Agência
Ambiental Americana (EPA), é de 50 ppb/dia
(partes por bilhão, por dia).
(Texto adaptado da UOL Ciência e Saúde — 2008)
Admita que uma criança que se alimente exclusivamente
com o conteúdo de cinco mamadeiras
de 0,250 L de leite quente, ingira ​ 1__ ​do limite
4
diário aceitável de BPA. Assim, a quantidade de
BPA presente em cada mililitro de leite ingerido
será de
a) 1,0 ? 10 22 ppb.
b) 1,0 ? 10 23 ppb.
c) 12,5 ? 10 23 ppb.
d) 1,0 ? 10 1 ppb.
e) 4,0 ? 10 22 ppb.
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Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
16 (UFMG) Um frasco que contém 1 litro de água
oxigenada, H 2 O 2 (aq), na concentração de
1 mol/L, foi armazenado durante um ano.
Após esse período, verificou-se que 50% dessa
água oxigenada se tinha decomposto, como
mostrado nesta equação:
2 H 2 O 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
Considerando-se essas informações, é CORRETO
afirmar que a massa de oxigênio produzida nesse
processo é
a) 8 g. c) 17 g.
b) 16 g. d) 32 g.
17 (Cefet-PR) O peróxido de hidrogênio vendido em
farmácia é uma solução aquosa diluída dessa
substância, sendo conhecido como água oxigenada.
Tal produto é vendido como água oxigenada
10 V (dez volumes) ou 20 V (vinte volumes).
Isso é devido à sua tendência à decomposição,
gerando oxigênio molecular e água:
2 H 2 O 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
Ou seja, uma água oxigenada 10 V corresponde
a uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio
em que 1 litro dessa solução é capaz de
fornecer 10 litros de O 2 (nas CNTP).
Com base no exposto acima, qual será a concentração
em mol/L e em g/L e a porcentagem
em massa de uma água oxigenada 100 V (uso
industrial)?
Dados:
• M(H) 5 1 g/mol e M(O) 5 16 g/mol;
• Volume molar do O2 nas CNTP: 22,4 L/mol;
• Densidade da solução de peróxido de hidrogênio:
1,2 g/cm 3 .
a) 8,9; 303,6 e 0,25%.
b) 0,89; 30,36 e 2,5%.
c) 0,89; 303,6 e 0,25%.
d) 8,9; 30,36 e 25%.
e) 8,9; 303,6 e 25%.
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Parte I
Unidade A
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Furg-RS) Adicionando 50 mL de água destilada
a 100 mL de uma solução de ácido clorídrico
0,10 mol/L, pode-se afirmar que
a) o número de íons H 1 e C, 2 por cm 3 diminui.
b) o número de íons H 1 e C, 2 por cm 3 aumenta.
c) o número total de íons diminui.
d) o número total de íons aumenta.
e) a condutividade elétrica do meio não é alterada.
5 (UFSC) Uma solução de A, 2 (SO 4 ) 3 foi preparada
em laboratório e armazenada em um recipiente
apropriado, conforme a ilustração.
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2 (Cesgranrio-RJ) Uma solução 0,05 M de glicose,
contida em um béquer, perde água por evaporação
até restar um volume de 100 mL, passando
a concentração para 0,5 M. O volume de água
evaporada é, aproximadamente:
a) 50 mL.
b) 100 mL.
c) 500 mL.
d) 900 mL.
e) 1.000 mL.
3 (UFPE) Os médicos recomendam que o umbigo
de recém-nascido seja limpo usando-se álcool
a 70%. Contudo, no comércio, o álcool hidratado
é geralmente encontrado na concentração de
96% de volume de álcool para 4% de volume
de água. Logo, é preciso realizar uma diluição.
Qual o volume de água pura que deve ser adicionado
a um litro (1 L) de álcool hidratado
80% v/v, para obter-se uma solução final de
concentração 50% v/v?
a) 200 mL.
b) 400 mL.
c) 600 mL.
d) 800 mL.
e) 1.600 mL.
4 (PUC-RJ) Sulfato de cobre (CuSO 4 ) é um sal bactericida
utilizado em água de piscina. Uma piscina
tem capacidade total de 300 m 3 de água.
a) Estando ela com água a ​ 1__ ​de sua capacidade
3
total, adicionaram-se 10 kg de CuSO 4 . Qual a
concentração molar do sal após sua dissolução
total na água da piscina?
b) Se, ao invés da adição do sal sólido, fossem
bombea dos 100 m 3 de água já contendo o
CuSO 4 numa concentração igual a 3 ? 10 23 M
e completando-se, em seguida, o volume
total da piscina com água, qual, então, seria
a concentração molar do sal?
A 2 (SO 4 ) 3 (aq)
0,1 M
1 litro
Sobre a solução preparada, é correto afirmar que:
01. A solução contém mais de 33 gramas do
soluto.
02. O número de mols do soluto, presente na
solução, é igual a 2 (dois).
04. Transferindo 25 mL da solução para um balão
volumétrico de 250 mL e completando-
-se seu volume com água, a solução resultante
fica 4 (quatro) vezes mais diluída.
08. Separando a solução em dois recipientes,
contendo quantidades iguais da mesma,
cada nova solução terá uma concentração
de soluto que vale a metade da concentração
inicial.
Dê como resposta a soma dos números associados
às afirmações corretas.
6 (Unifor-CE) Considere uma solução aquosa
contendo 40 mg de AgNO 3 por cm 3 de solução.
Por diluição, com água, pretende-se obter uma
nova solução aquosa, agora contendo 16 mg
de AgNO 3 por cm 3 de solução. Para isso, cada
cm 3 da solução original deve ser diluído a um
volume de
a) 1,5 cm 3 .
b) 2,0 cm 3 .
c) 2,5 cm 3 .
d) 3,0 cm 3 .
e) 5,0 cm 3 .
7 (Unifesp) No mês de maio de 2007, o governo
federal lançou a Política Nacional sobre Álcool.
A ação mais polêmica consiste na limitação da
publicidade de bebidas alcoólicas nos meios de
comunicação. Pelo texto do decreto, serão consideradas
alcoólicas as bebidas com teor de álcool
0

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Parte I
Unidade A
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
a partir de 0,5 °GL. A concentração de etanol
nas bebidas é expressa pela escala centesimal
Gay Lussac (°GL), que indica a percentagem
em volume de etanol presente em um solução.
Pela nova Política, a bebida alcoólica mais consumida
no país, a cerveja, sofreria restrições na
sua publicidade. Para que não sofra as limitações
de legislação, o preparo de uma nova bebida, a
partir da diluição de uma dose de 300 mL de uma
cerveja que apresenta teor alcoólico 4 °GL, deverá
apresentar um volume final, em L, acima de
a) 1,0. d) 2,0.
b) 1,4. e) 2,4.
c) 1,8.
8 (Vunesp) O ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) é um líquido
viscoso, muito corrosivo, oxidante e
higroscópico. Além da sua utilização em baterias
de automóveis, preparação de corantes,
tintas e explosivos, este ácido pode ser
utilizado, quando diluído adequadamente, na
remoção de camadas de óxidos depositados
nas superfícies de ferro e aço (decapante).
A solução aquosa concentrada deste ácido
apresenta densidade igual a 1,80 g/mL, sendo
98% m/m (massa percen tual) em H 2 SO 4 .
a) Calcule a concentração, em quantidade de matéria
(mol/L), da solução concentrada de ácido
sulfúrico. Massa molar H 2 SO 4 5 98 g/mol.
b) Para se preparar a solução aquosa de ácido
sulfúrico utilizada como decapante, diluem-se
50 mL da solução concentrada para um volume
final de 250 mL. Qual a concentração, em
mol/L, que apresenta esta solução?
9 (Mackenzie-SP)
Água demais pode fazer mal e até matar
“Um estudo de 2005 do New England Journal of
Medicine revelou que cerca de um sexto dos
maratonistas desenvolvem algum grau de hiponatremia,
ou diluição do sangue, que acontece
quando se bebe água em demasia.”
Ao pé da letra, hiponatremia quer dizer “sal
insuficiente no sangue”, ou seja, uma concentração
de sódio abaixo de 135 milimol por litro
de sangue — a concentração normal permanece
entre 135 e 145 milimol por litro. “Casos graves
de hiponatremia podem levar à intoxicação por
água, uma doença cujos sintomas incluem dores
de cabeça, fadiga, náusea, vômito, urinação
frequente e desorientação mental.”
Scientific American Brasil — 5/9/2007
Antes de iniciar uma competição, um maratonista
de 1,75 m de altura e 75 kg possui,
aproximadamente, 5 L de sangue com uma
concentração de sódio no limite máximo da
concentração normal. Após a conclusão da
prova, esse atleta ingeriu um excesso de água,
durante a sua hidratação. Esse excesso gerou,
depois de algumas horas, uma redução na concentração
de sódio para 115 milimol por litro de
sangue, atingindo um quadro de hiponatremia.
Com base nessas informações, os valores mais
próximos da massa de sódio presente no sangue
do atleta, antes de iniciar a prova, e do volume
de água absorvido pela corrente sanguínea após
a sua hidratação, são, respectivamente,
Dado: Massa molar (Na 5 23 g/mol)
a) 15,5 g e 1,3 L. d) 16,7 g e 1,3 L.
b) 16,7 g e 6,3 L. e) 15,5 g e 6,3 L.
c) 15,5 g e 4,6 L.
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Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
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tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
10 (Cefet-AL) Em um experimento de laboratório,
um estudante do Cefet-AL misturou 70 mL de
uma solução aquosa, 0,2 mol/L de NaC, com
30 mL de uma solução 0,1 mol/L do mesmo
soluto e solvente.
A solução resultante apresentou concentração de:
a) 1,7 mol/L.
b) 0,2 mol/L.
c) 1,1 g/L.
d) 0,15 g/L.
e) 0,17 mol/L.
11 (UFC-CE) Um químico possui em seu estoque
500 mL de solução 1 M de NaC,. Para que possa
aproveitá-la na preparação de uma solução 2 M
deste mesmo sal, ele deve:
(01) adicionar 500 mL de água;
(02) evaporar 250 mL água dessa solução;
(04) adicionar 1/2 mol de NaC,;
(08) preparar 500 mL de solução 3 M de NaC, e
juntar as duas soluções.
Dê como resposta a soma dos números associados
às afirmações corretas.
12 (UFS-SE) “Para se obterem 600 mL de solução
0,20 M de NaOH, podem-se misturar 400 mL de
solução X M de NaOH com Y mL de solução 0,40
M da mesma base.” Essa afirmação fica correta
quando X e Y são substituí dos, respectivamente,
por:
a) 0,10 e 600. d) 0,20 e 400.
b) 0,10 e 400. e) 0,20 e 200.
c) 0,10 e 200.
13 (UEG-GO) Quando se misturam duas ou mais
soluções de um mesmo soluto, a massa total de
soluto na solução final será a soma das massas
do soluto das soluções iniciais. Analogamente, o
volume final será a soma dos volumes iniciais.
H 5 1 u; P 5 31 u; O 5 16 u.
Constante de Avogadro 5 6,02 ? 10 23 .
Consequentemente, a concentração final será:
C 5 ​ m 1 1 m 2 _________
V 1 1 V 2
​.
H 3 PO 4 (aq)
m 1 98 g
V 1 500 mL
Solução 01
H 3 PO 4 (aq)
Solução 03
H 3 PO 4 (aq)
m 1 294 g
V 2 500 mL
Solução 02
Com relação à figura acima, considere as proposições
a seguir:
I. A concentração molar da solução 01 é igual
a 1 mol/L.
II. A concentração molar da solução 02 é igual
a 6 mol/L.
III. Ao analisar a figura acima, conclui-se
que a concentração da solução 03 é igual a
7 mol/L.
IV. O número de moléculas de ácido fosfórico da
solução 03 será 2,408 ? 10 24 moléculas/L.
Marque a alternativa correta:
a) Somente a proposição I é verdadeira.
b) Somente as proposições I e II são verdadeiras.
c) Somente a proposição IV é verdadeira.
d) Somente as proposições II e IV são verdadeiras.
e) Todas as proposições são verdadeiras.
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Parte I
Unidade A
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
14 (Uneb-BA) O “soro caseiro” consiste em uma
solução aquosa de cloreto de sódio (3,5 g/L) e
de sacarose (11 g/L); respectivamente, a massa
de cloreto de sódio e a de sacarose necessárias
para preparar 500 mL de soro caseiro são:
sérgio dotta jr./cid
a) 17,5 g e 55 g.
b) 175 g e 550 g.
c) 1.750 mg e 5.500 mg.
d) 17,5 mg e 55 mg.
e) 175 mg e 550 mg.
17 (Vunesp) Em um laboratório, foram misturados
200 mL de solução 0,05 mol/L de cloreto de cálcio
(CaC, 2 ) com 600 mL de solução 0,10 mol/L
de cloreto de alumínio (A,C, 3 ), ambas aquosas.
Considerando o grau de dissociação desses sais
igual a 100% e o volume final igual à soma dos
volumes de cada solução, a concentração, em
quantidade de matéria (mol/L), dois íons cloreto
(C, 2 ) na solução resultante será de
a) 0,25. b) 0,20. c) 0,15. d) 0,10. e) 0,05.
18 (Fuvest-SP) Uma enfermeira precisa preparar
0,50 L de soro que contenha 1,5 ? 10 22 mol de
KC, e 1,8 ? 10 22 mol de NaC,, dissolvidos em
uma solução aquosa de glicose. Ela tem à sua
disposição soluções aquosas de KC, e NaC, de
concentrações, respectivamente, 0,15 g/mL e
0,60 ? 10 22 g/mL. Para isso, terá que utilizar x
mL da solução de KC, e y mL da solução de
NaC, e completar o volume, até 0,50 L, com a
solução aquosa de glicose. Os valores de x e y
devem ser, respectivamente,
a) 2,5 e 0,60 ? 10 2 . d) 15 e 1,2 ? 10 2 .
b) 7,5 e 1,2 ? 10 2 . e) 15 e 1,8 ? 10 2 .
c) 7,5 e 1,8 ? 10 2 .
15 (Cefet-AM) O “soro caseiro”, recomendado para
evitar a desidratação infantil, consiste numa
solução aquosa de cloreto de sódio, NaC, (aq),
3,5 g/L e de sacarose, C 12 H 22 O 11 (aq), 11,0 g/L.
A concentração, em mol/L, de cloreto de sódio e da
sacarose no soro caseiro são, respectivamente:
a) 6 mol/L e 0,032 mol/L.
b) 0,06 mol/L e 0,32 mol/L.
c) 6 mol/L e 0,32 mol/L.
d) 0,6 mol/L e 0,032 mol/L.
e) 0,06 mol/L e 0,032 mol/L.
Dados (massa molar em g/mol):
KC, ............................................ 75
NaC, ......................................... 59
19 (UFRJ) No cultivo hidropônico de hortaliças, as
plantas não são cultivadas diretamente no solo.
Um solução que contém os nutrientes necessários
circula entre suas raízes. A tabela a seguir
apresenta a composição recomendada de alguns
nutrientes para o cultivo hidropônico de alface.
0
Nutriente (mg/L)
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16 (UFRGS-RS) Misturando-se 250 mL de solução
0,600 mol/L de KC, com 750 mL de solução
0,200 mol/L de BaC, 2 , obtém-se uma
solução cuja concentração de íon cloreto, em
mol/L, é igual a
a) 0,300. d) 0,600.
b) 0,400. e) 0,800.
c) 0,450.
K Mg S
312 48 ?
Foram utilizados sulfato de potássio e sulfato de
magnésio para preparar uma solução nutriente
de acordo com as concentrações apresentadas
na tabela.
Determine a concentração de enxofre em mg/L
nesta solução.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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1 (UFSCar-SP) Sal de cozinha, cloreto de sódio, é
fundamental em nossa alimentação, porque melhora
o sabor da comida, mas também participa
de importantes processos metabólicos de nosso
organismo e, por isso, deve ser consumido com
moderação. Genericamente, uma reação química
entre um ácido e uma base leva à formação de
um sal e água. Para se obterem 100 mL de uma
solução 0,1 mol/L de NaC, deve-se misturar
a) 100 mL de solução aquosa de HC, 0,1 mol/L
com 0,4 g de NaOH.
b) 100 mL de solução aquosa de HC, 0,1 mol/L
com 100 mL de solução aquosa de NaOH
0,1 mol/L.
c) 3,65 g de HC, com 4 g de NaOH e juntar
100 mL de água.
d) 0,365 g de HC, com 0,4 g de NaOH e juntar
200 mL de água.
e) 0,365 g de HC, com 0,4 mL de NaOH 0,1 mol/L
e juntar 100 mL de água.
Qual é a quantidade de íons permanganato
(MnO 2 4 5 119 g ? mol 21 ) consumida por essa
análise, caso tenhamos 1 L de leite contendo
peróxido na concentração limite permitida
pela ANVISA?
a) 3,2 mol. c) 5 mmol. e) 2 mg.
b) 320 mg. d) 1.120 mg.
4 (UFV-MG) Considere um recipiente A contendo
200,00 mL de uma solução 0,10 mol ? L 21 de NaOH
e um outro recipiente B contendo 200,00 mL de
uma solução 0,30 mol ? L 21 de HC,.
a) Calcule a quantidade de matéria (número de
mols) da base no recipiente A.
b) Calcule a concentração em mol ? L 21 do
reagente em excesso, após a mistura das
soluções dos recipientes A e B.
5 (ITA-SP) Uma amostra de um ácido dicarboxílico
com 0,104 g de massa é neutralizada com 20 cm 3
de uma solução aquosa 0,1 mol ? L 21 em NaOH.
Qual das opções abaixo contém a fórmula química
do ácido constituinte da amostra?
a) C 2 H 2 O 4 c) C 4 H 4 O 4 e) C 5 H 8 O 4
b) C 3 H 4 O 4 d) C 4 H 6 O 4
Comentário dos autores:
Para resolver esse teste, você precisa saber que
um “ácido dicarboxílico” é um ácido orgânico
com dois hidrogênios ionizáveis na molécula.
Sugestão: use os dados para determinar a massa
molar da substância.
6 (Unifesp) Íons bário, Ba 21 , são altamente tóxicos
ao organismo humano. Entretanto, uma suspensão
aquosa de BaSO 4 é utilizada como contraste
em exames radiológicos (ver foto), pois a baixa
solubilidade desse sal torna-o inócuo. Em um
episódio recente, várias pes soas faleceram
devido à ingestão de BaSO 4 contaminado com
BaCO 3 . Apesar de o BaCO 3 ser também pouco
solúvel em água, ele é tóxico, pois reage com
ácido clorídrico do estômago, liberando Ba 21 .
( 2 Mn 21 1 8 H 2 O 1 5 O 2
2 (UFMG) Uma das formas de se avaliar a poluição
proveniente da queima de combustíveis fósseis
é a determinação da quantidade de SO 2 na atmosfera.
a) Um dos métodos analíticos para se quantificar
o dióxido de enxofre gasoso, SO 2 (g),
consiste em transformá-lo em ácido sulfúrico,
H 2 SO 4 (aq). Escreva a equação balanceada
dessa reação.
b) A quantidade de ácido sulfúrico formado
pode ser determinada pela reação de neutralização
com uma solução de hidróxido de
sódio, NaOH (aq), de concentração conhecida.
Escreva a equação balanceada da reação completa
do ácido com a base.
c) O dióxido de enxofre contido em uma
amostra de 1 m 3 de ar contaminado foi
transformado em ácido sulfúrico. O ácido
resultante foi, então, neutralizado com
20 mL de NaOH 1 mol/L. Calcule a massa de
dióxido de enxofre contido na atmosfera.
(Deixe seus cálculos registrados, explicitando,
assim, seu raciocínio.)
3 (PUC-PR) Recentemente foi tema de noticiários
a adulteração de leite por meio do uso indevido
de soda cáustica e peróxido de hidrogênio, ou
água oxigenada (H 2 O 2 5 34 g ? mol 21 ). De acordo
com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(ANVISA), é permitido o uso de H 2 O 2 como agente
antimicrobiano desde que não ultrapasse a
concentração limite de 800 mg desse reagente
por litro de leite. Um modo de quantificar o peróxido
é através da análise com permanganato
em meio ácido segundo a reação :
2 MnO 2 4 1 6 H 1 1 5 H 2 O 2 (
SPL/latinstock

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Suponha que BaSO 4 tenha sido preparado a
partir de BaCO 3 , fazendo-se a sua reação com
solução aquosa de H 2 SO 4 , em duas combinações
diferentes:
I. 2,0 mol de BaCO 3 e 500 mL de solução aquosa
de H 2 SO 4 de densidade 1,30 g/mL e com
porcentagem em massa de 40%.
II. 2,0 mol de BaCO 3 e 500 mL de solução 3,0 mol/L
de H 2 SO 4 .
a) Explique, usando cálculos estequiométricos,
se alguma das combinações produzirá BaSO 4
contaminado com BaCO 3 .
b) Calcule a massa máxima de BaSO 4 que pode
se formar na combinação II.
7 (Unifesp) O gás sulfeto de hidrogênio é uma
substância que dá aos ovos podres o nauseabundo
odor que exalam. Esse gás é formado na
reação de um ácido forte, como o ácido clorídrico,
HC, (aq), com sulfeto de sódio, Na 2 S.
Considerando que a reação química se processa
até consumir todo o reagente limitante,
quando são transferidos para um recipiente
195 g de sulfeto de sódio, 584 g de ácido clorídrico
a 25% em massa e água destilada, a
quantidade produzida de sulfeto de hidrogênio,
em gramas, é igual a
a) 779. c) 234. e) 68.
b) 683. d) 85.
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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8 (Fuvest-SP) Uma solução aquosa de NaOH (base
forte), de concentração 0,10 mol ? L 21 , foi gradualmente
adicionada a uma solução aquosa de
HC, (ácido forte), de concentração 0,08 mol ? L 21 .
O gráfico que fornece as concentrações das diferentes
espécies durante essa adição é:
a) 0,10
b)
c)
d)
e)
Conc. (mol L 1 )
Conc. (mol L 1 )
Conc. (mol L 1 )
Conc. (mol L 1 )
Conc. (mol L 1 )
0,05
0,00
0,10
0,05
0,00
0,10
0,05
0,00
0,10
0,05
0,00
0,10
0,05
0,00
C
Na
H
OH
0,01 0,02 0,03
Volume de base (L)
OH
C
Na
0,01 0,02 0,03
Volume de base (L)
C
Na
OH
0,01 0,02 0,03
Volume de base (L)
Na
C C
H H H
0,01 0,02
Volume de base (L)
H
0,01 0,02
Volume de base (L)
OH
OH
Na
0,03
0,03
9 (UFF-RJ) Cerca de 10,0 mL de ácido clorídrico
concentrado foram transferidos para um recipiente
com capacidade de 1,0 L. Completou-se
o volume do recipiente com água destilada.
Quando essa solução foi utilizada para titular
uma amostra de carbonato de sódio puro de
massa 0,3054 g, gastaram-se 35,09 mL para a
sua completa neutralização.
Tendo em vista o que foi dito acima, pede-se:
a) escrever a equação química balanceada representativa
da reação;
b) informar por meio de cálculos a molaridade
da solução do HC,.
10 (Furg-RS) Sabendo-se que:
I. 10 mL de uma solução ácida A foi diluída
a 100 mL em balão volumétrico. A seguir,
retirou-se uma alíquota de 10 mL e gastaram-
-se 8 mL de NaOH 0,1 mol/L para neutralizar
o ácido contido, usando fenolftaleína como
indicador do ponto final.
II. 25 mL de uma solução ácida B foi diluída a 50
mL em balão volumétrico. A seguir, retirou-se
uma alíquota de 10 mL e gastaram-se 2,5 mL
de NaOH 0,2 mol/L para neutralizar o ácido
contido, usando fenolftaleína como indicador
do ponto final.
Pode-se afirmar que a razão entre a concentração
da solução ácida A em relação à concentração da
solução ácida B é de
a) 8. c) 7. e) 1,6.
b) 6. d) 4.
11 (UFMG) Para determinar-se a quantidade de íons
carbonato, CO 22 3 , e de íons bicarbonato, HCO 2 3 ,
em uma amostra de água, adiciona-se a esta
uma solução de certo ácido.
As duas reações que, então, ocorrem estão representadas
nestas equações:
I. CO 22 3 (aq) 1 H 1 (aq) ( HCO 2 3 (aq)
II. HCO 2 3 (aq) 1 H 1 (aq) ( H 2 CO 3 (aq)
Para se converterem os íons carbonato e bicarbonato
dessa amostra em ácido carbônico,
H 2 CO 3 , foram consumidos 20 mL da solução
ácida. Pelo uso de indicadores apropriados, é
possível constatar-se que, na reação I, foram
consumidos 5 mL dessa solução ácida e, na
reação II, os 15 mL restantes.
Considerando-se essas informações, é CORRETO
afirmar que, na amostra de água analisada, a
proporção inicial entre a concentração de íons
carbonato e a de íons bicarbonato era de
a) 1 : 1. b) 1 : 2. c) 1 : 3. d) 1 : 4.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
12 (FMTM-MG) Diz a bula de determinado medicamento
antiácido que este contém 350 mg
de hidróxido de magnésio em cada 5 mL de
suspensão aquosa.
a) Que quantidade, em mol, de hidróxido de
magnésio há nesses 5 mL de suspensão?
b) Caso as informações da bula estejam corretas,
que volume de HC, 1 mol/L deve ser
utilizado na titulação de uma alíquota de 5 mL
dessa suspensão?
13 (Uerj) Segundo a legislação brasileira, o vinagre
é uma solução aquosa que deve conter entre 0,9
e 1,8 mol ? L 21 de ácido etanoico. A análise de
10 mL de uma amostra de determinada marca
deste produto indicou que foram necessários
20 mL de solução de hidróxido de sódio, com
concentração igual a 0,2 mol ? L 21 , para a neutralização
de todo o ácido etanoico presente.
The next
Logo, a porcentagem em massa de ácido acetilsalicílico
no comprimido é de, aproximadamente,
a) 0,20%.
b) 2,0%.
Massa molar do
c) 18%.
C 9 H 8 O 4 5 180 g/mol
d) 36%.
e) 55%.
16 (Vunesp) O ácido tartático (H 2 C 4 H 4 O 6 ) é um ácido
diprótico que pode ser utilizado como acidulante
na indústria alimentícia e é encontrado naturalmente
em uvas, por exemplo. Na determinação
de seu teor em suco de uvas, uma fração de
40,0 mL desse suco consumiu 20,0 mL de solução
de hidróxido de sódio (NaOH) 0,2 mol ? L 21 .
Dadas as massas molares: H 5 1 g ? mol 21 ,
C 5 12 g ? mol 21 e O 5 16 g ? mol 21 , calcule a
concentração, em g ? L 21 , de ácido tartárico no
suco de uvas.
17 (Unifesp) Pela legislação brasileira, a cachaça
deve obedecer ao limite de 5 mg/L, quanto ao
teor de cobre. Para saber se tal limite foi obedecido,
5,0 mL de uma certa cachaça foram titulados
com solução de sal de sódio do EDTA (ácido etileno
diamino tetra-acético), 1,0 ? 10 23 mol ? L 21 ,
gastando-se 4,0 mL na titulação. Sabendo-se
que a massa molar do cobre é 63,5 g/mol e que
o cobre reage com o EDTA na proporção, em mol,
de 1 ; 1, a concentração de cobre nessa cachaça,
em mg/L, é, aproximadamente,
a) 5. b) 10. c) 25. d) 50. e) 500.
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Calcule a concentração em quantidade de matéria,
mol ? L 21 , do ácido etanoico da amostra e
classifique-a como adequada ou não à legislação
brasileira.
14 (UFJF-MG) O controle de qualidade para amostras
de vinagre, que contém ácido acético
(H 3 CCOOH), é feito a partir da reação deste
com hidróxido de sódio. Sabendo-se que, de
um modo geral, os vinagres comercializados
possuem 3 g de ácido acético a cada 100,0 mL
de vinagre, qual seria o volume, em litros, de
NaOH 0,5 mol/L gasto para neutralizar 100,0 mL
desse vinagre?
a) 1,0. c) 0,1. e) 0,25.
b) 0,5. d) 0,2.
15 (Fuvest-SP) Para se determinar o conteúdo de
ácido acetilsalicílico (C 9 H 8 O 4 ) num comprimido
analgésico, isento de outras substâncias ácidas,
1,0 g do comprimido foi dissolvido numa mistura
de etanol e água. Essa solução consumiu 20 mL
de solução aquosa de NaOH, de concentração
0,10 mol/L, para reação completa. Ocorreu a
seguinte transformação química:
C 9 H 8 O 4 (aq) 1 NaOH (aq) (
( NaC 9 H 7 O 4 (aq) 1 H 2 O (,)
18 (UFMS) O rótulo de um produto de limpeza diz
que a concentração de amônia, NH 3 , é de 9,0 g/L.
Com o objetivo de verificar se a concentração
da amônia corresponde à indicada no rótulo,
10,0 mL desse produto foram neutralizados
completamente com 25,0 mL de solução aquosa
de ácido clorídrico 0,20 mol/L. Qual a concentração
da base, em mol/L, calculada a partir
dos dados da titulação? Para efeito de resposta,
multiplique o resultado por cem.
19 (Fesp-SP) Os dados do rótulo de um frasco de
eletrólito de bateria de automóvel informam
que cada litro da solução deve conter aproximadamente
390 g de H 2 SO 4 puro. Com a finalidade
de verificar se a concentração de H 2 SO 4 atende
às especificações, 4,00 mL desse produto foram
titulados com solução de NaOH 0,800 mol/L. Para
consumir todo o ácido sulfúrico dessa amostra
foram gastos 40,0 mL da solução de NaOH.
(Dado: Massa molar de H 2 SO 4 5 98,0 g/mol.)
a) Com base nos dados obtidos na titulação, discuta
se a especificação do rótulo é atendida.
b) Escreva a fórmula e o nome oficial do produto
que pode ser obtido pela evaporação total
da água contida na solução resultante do
processo de titulação efetuado.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa A.
2 a) BaC, 2 (aq) 1 Na 2 SO 4 (aq) # 2 NaC, (aq) 1 BaSO 4 (s)
b) Devido à formação de um sal insolúvel que precipitará.
c) O sal precipita (forma corpo de chão).
3 Emulsão. Exemplo: maionese.
4 Deve-se iluminar o fluido com uma lanterna e verificar se é possível
visualizar a trajetória do feixe de luz. Caso seja uma dispersão
coloidal, as partículas dispersas conseguem dispersar a luz (Efeito
Tyndall).
5 Fumaça
Fase dispersante: gasosa.
Fase dispersa: sólida.
Nome técnico: aerossol sólido.
Goma-arábica
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: sólida.
Nome técnico: sol.
Carvão de lenha
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: gás.
Nome técnico: espuma sólida.
Sorvete
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: emulsão sólida.
Queijo
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: gel.
Espuma de sabão
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: gás.
Nome: espuma líquida.
Neblina
Fase dispersante: gasosa.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: aerossol líquido.
Maionese
Fase dispersante: líquida.
Fase dispersa: líquida.
Nome técnico: emulsão.
Rubi
Fase dispersante: sólida.
Fase dispersa: sólida.
Nome: sol sólido.
6 A mistura de etanol e sabão, pois não apresenta efeito Tyndall.
(Na mistura de água e sabão, as partículas dispersas − aglomerados
de moléculas de sabão − são suficientemente grandes para provocar
efeito Tyndall, caracterizando uma dispersão coloidal.)
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa A.
2 Alternativa E.
3 Alternativa E.
4 Não. Apenas as misturas homogêneas (que apresentam uma só fase)
são chamadas de soluções. As misturas heterogêneas (mais de uma
fase) não recebem essa designação.
5 Não. Há soluções gasosas (qualquer mistura de dois ou mais gases)
e soluções sólidas (por exemplo: ouro 18 quilates, usado em
joalheria).
6 o ácido sulfúrico/a água
7 Alternativa C.
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte I
Unidade A
do cotidiano
Capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 a) 78 mg/L.
b) Cloreto de potássio, citrato de sódio di-hidratado e cloreto de sódio.
Essas três substâncias são compostos iônicos que ao serem
dissolvidos em água, sofrem dissociação iônica, sendo, portanto,
condutores de corrente elétrica.
2 Alternativa D.
3 Alternativa A.
4 Alternativa D.
5 Alternativa C.
6 a) 1.365 g.
b) A solução de fenolftaleína adquire a cor rósea, evidenciando que
o meio fica básico.
c) A ligação covalente N 2 H será polar, pois os dois átomos que
estabelecem essa ligação covalente possuem diferentes eletronegatividades.
H
H
N
H
H
d) (NH 4 ) 2 CO 3 V Função sal
7 Alternativa C.
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Parte I
Unidade A
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 800 cm 3 .
2 a) O solvente é a água e o soluto é o hidróxido de sódio, NaOH.
b) 30 g.
c) 250 mL.
3 Alternativa B.
4 Alternativa C.
5 Alternativa B.
6 Alternativa B.
7 60 mg /L.
8 Uma solução aquosa de H 2 SO 4 , qualquer que seja sua concentração,
apresenta densidade menor que a do ácido puro e maior que a da
água pura. Como a marca de aferição feita no densímetro está acima
do nível do líquido, isso significa que a solução está mais densa do
que deveria. Para reduzir sua densidade, deve-se acrescentar um
pouco do componente que apresenta densidade menor, que é a água,
até que a solução atinja a densidade desejada, quando a marca do
densímetro coincidirá com o nível do líquido.
9 Ambas as bolinhas são menos densas que o líquido do desenho A
e mais densas que o do desenho . A bolinha verde é mais densa
e a vermelha é menos densa que o líquido do desenho . Assim,
podemos elaborar o seguinte esquema:
Bolinha vermelha
Bolinha verde
Densidade
crescente
Líquido B Líquido C Líquido
Decorre que o líquido do desenho A é água, o do desenho B é álcool
e o do desenho C é uma mistura de ambos.
11 a) 238,10 g /L.
b) 1190,5 g /L ou 1,19 g /cm 3 .
12 217,4 g /dm 3 .
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Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa A.
3 Alternativa C.
4 Alternativa D.
5 35,1 g.
6 Alternativa B.
7 Alternativa C.
8 a) O nível de creatinina está aceitável e a ração
escolhida deverá ser a normal.
b) Como o metabolismo de uma proteína produz
ureia, e caso Pipetão estivesse com o
nível de ureia no sangue acima do limite
normal, Rango deveria escolher uma ração
pobre em proteína para que não aumente o
nível de ureia no sangue de Pipetão.
9 Alternativa E.
10 Alternativa D.
11 a) 5,8 ? 10 27 mol/L
b) Não, pois o gráfico apenas relaciona a quantidade
de chumbo adicionada na gasolina e
a concentração média de chumbo no sangue
em determinado lugar. De acordo com o gráfico,
podemos verificar que, no ano de 1977,
a quantidade de chumbo na gasolina ficou
aproximadamente constante e a concentração
de chumbo no sangue variou.
12 Alternativa C.
13 Alternativa E.
14 Alternativa B.
15 Alternativa E.
16 Alternativa B.
17 Alternativa C.
18 Alternativa C.
19 Alternativa D.
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Parte I
Unidade A
Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 soluto/decímetro cúbico (ou litro)/solução
3 a) O soluto é HNO 3 (ácido nítrico) e o solvente
é a água.
b) 0,1 mol.
c) 6,3 g.
d) 0,05 mol.
e) 3,15 g.
f ) 6,3 g/L.
4 Inicialmente, devem-se pesar 34,2 g de sacarose,
quantidade equivalente a 0,10 mol. A seguir,
essa massa deve ser transferida para um balão
volumétrico de 1 L. Nele adiciona-se um pouco
de água destilada e agita-se para dissolver completamente
o sólido. Finalmente, acrescenta-se
água destilada até a marca de aferição de 1 L.
5 a) “um molar”.
b) Significa que cada litro de solução contém
um mol de soluto.
c) 1 mol/dm 3 ou 1 mol/L.
6 a) 150 g/L. b) 5 mL. c) 1,25 mol.
8 a) 5 · 10 24 mol. b) 4,9 · 10 22 g.
9 a) 20 mol. b) 1,96 kg.
10 Alternativa D.
11 Alternativa C.
15 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 Alternativa E.
18 a) M Ca 21 5 0,05 mol/L
M C, 2 5 0,10 mol/L
b) M K 1 5 0,08 mol/L
M 22 SO4 5 0,04 mol/L
c) M Na 1 5 3,6 mol/L
M 32 PO4 5 1,2 mol/L
d) M K 1 5 0,12 mol/L
M I 2 5 0,12 mol/L
e) M K 1 5 2 mol/L
M 02 N3 5 2 mol/L
f) M 31 Ce 5 0,08 mol/L
M 22 SO4 5 0,12 mol/L
19 a) 0,3 mol de Ca 21
0,6 mol de C, 2
b) 0,4 mol de K 1
2
0,4 mol de NO 3
c) 0,24 mol de Na 1
32
0,08 mol de PO 4
d) 0,008 mol de Ce 31
22
0,012 mol de SO 4
20 2,85 mg.
22 [K 1 ] 5 0,01 mol/L e [I 2 ] 5 0,01 mol/L.
23 0,003 mol/L.
24 [Fe 31 ] 5 0,2 mol/dm 3 e [SO 22 4 ] 5 0,3 mol/dm 3 .
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa D.
2 Alternativa E.
3 Alternativa B.
4 Alternativa D.
5 Alternativa B.
6 2,53%
7 Alternativa A.
8 Alternativa B.
9 a) Somente a amostra II se encontra de acordo
com a legislação.
b) Lembrando que H 2 O (polar) e C 2 H 5 OH (polar)
são miscíveis em qualquer proporção e que
gasolina é formada por uma mistura de hidrocarbonetos
apolares, os resultados dos experimentos
permitem recordar uma tendência
geral que se observa:
Soluto polar tende a se dissolver bem em
solvente polar.
Soluto apolar tende a se dissolver bem em
solvente apolar.
No caso, formaram-se duas fases distintas,
ou seja, uma fase superior de gasolina e uma
fase inferior de água mais álcool. A adição de
água teve por finalidade extrair o álcool da
gasolina para verificar sua porcentagem em
cada uma das amostras analisadas.
10 Alternativa A.
11 0,04 mol.
12 Alternativa B.
13 Alternativa A.
14 Alternativa A.
15 Alternativa A.
16 Alternativa A.
17 Alternativa E.
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 4 Outras expressões de concentração
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 massa de soluto/massa de solução
2 Na solução que se deseja preparar, deve haver 100 g
de sacarose e 900 g de água, totalizando 1.000 g
(1 kg), dos quais 10% é a massa de soluto e 90% é
a massa de solvente. Assim, devem-se, separadamente,
pesar 100 g de sacarose e 900 g de água.
No caso da água, como medir volume é mais fácil
do que medir massa, pode-se medir o volume de
900 mL, pois a densidade da água pura (1,0 g /mL)
informa que cada mililitro tem massa de 1,0 g.
Adiciona-se a água à sacarose e agita-se para
que o soluto se dissolva.
4 105 g/L.
H 2
O
5 a) H 2 SO 4 (,) # 2 H 1 (aq) 1 SO 4 22 (aq)
b) Zn 1 2 HC, # ZnC, 2 1 H 2
c) Vamos calcular inicialmente a massa de
ácido nítrico — oxiácido monoprótico citado
no texto — presente em 1 L de solução, a
partir dos valores de densidade (1,4 g/mL) e
porcentagem em massa (63%):
Grandezas: Porcentagem Massa
100% 1.400 g
63% x
V x 5 882 g
Como a massa molar do HNO 3 é 63 g /mol,
precisamos de 6,3 g desse ácido para preparar
1 L de solução com concentração de
0,1 mol/L.
Portanto, o volume da solução original de
HNO 3 necessário para a preparação é:
Grandezas: Massa Volume
882 g 1 L
6,3 g y
V y 0,0071 L 5 7,1 mL
7 Alternativa E.
8 Alternativa B.
9 2 ∙ 10 24 ppm.
11 Alternativa C.
12 Alternativa B.
13 Alternativa B.
14 2 mol/L.
15 Alternativa E.
16 Alternativa B.
17 x NaC, 5 0,04
x H2 O 5 0,96
18 Alternativa C.
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte I
Unidade A
do cotidiano
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções sem reação
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa A.
2 Alternativa D.
3 Alternativa C.
4 a) 6,27 ? 10 24 mol/L.
b) 1 ? 10 23 mol/L.
5 01 (V); 02 (F); 04 (F); 08 (F) V
V Soma dos itens corretos 5 01
6 Alternativa C.
7 Alternativa E.
8 a) 18 mol/L.
b) 3,6 mol/L.
9 Alternativa D.
10 Alternativa E.
11 02 1 04 1 08 5 14
12 Alternativa C.
13 Alternativa D.
14 Alternativa C.
15 Alternativa E.
16 Alternativa C.
17 Alternativa A.
18 Alternativa C.
19 192 mg ? L 21 .
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte I
Unidade A
do cotidiano
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções sem reação
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 a) diluição
b) Depois da diluição, a concentração do soluto
é menor do que antes, graças à adição de
solvente.
2 a) As moléculas de soluto, pois seu número
permaneceu constante com a adição de
solvente.
b) A solução inicial é mais “concentrada” que a
final. A final é mais “diluída” que a inicial.
c) Na preparação de um refresco, para tornar
um café mais forte em mais fraco etc.
3 a) A massa de soluto é igual, pois não se adicionou
soluto.
b) A quantidade em mols de soluto é igual, pois
não se adicionou soluto.
c) O volume de solução é maior no final. Mais
precisamente, o volume final é o dobro do
inicial, pois o volume inicial é 100 mL e a ele
foram adicionados 100 mL de água.
d) A concentração final, em g/L, é a metade da
inicial, pois a massa de soluto permaneceu
constante e o volume dobrou.
e) A concentração final, em mol/L, é a metade
da inicial, pois a quantidade em mols de
soluto permaneceu constante e o volume
dobrou.
5 a) É reduzida a um terço do valor inicial.
b) É reduzida a um terço do valor inicial.
6 É reduzido a um terço do valor inicial.
7 Devem ser acrescentados dois copos de água.
8 4 g /L.
9 Para que a concentração em mol/L fique reduzida
a um quarto do valor inicial, o volume deve
ser quadruplicado por adição do solvente água.
O técnico pode colocar os 500 mL em um balão
volumétrico de 2 L e adicionar água destilada
até a marca que existe no gargalo do balão.
10 Alternativa D.
12 Alternativa C.
13 Alternativa B.
14 a) 0,1 mol/L.
b) O procedimento empregado na embalagem II
foi mais eficiente.
15 Alternativa E.
16 01 (V); 02 (V); 04 (V); 08 (V); 16 (V); 32 (F)
V Soma dos itens corretos 5 31
19 Exclusivamente, ao misturar soluções 0,5 mol/L
e 1,0 mol/L, a concentração da solução obtida
terá valor entre 0,5 mol/L e 1,0 mol/L.
Se forem misturados volumes iguais de ambas,
por exemplo, a solução resultante terá concentração
0,75 mol/L. Se forem usados volumes
diferentes, quanto maior o volume de solução
0,5 mol/L, mais a concentração da solução obtida
tenderá ao valor 0,5 mol/L. E quanto maior
o volume de solução 1,0 mol/L, mais a concentração
da solução obtida tenderá ao valor
1,0 mol/L. Porém, a concentração resultante não
poderá ser inferior a 0,5 mol/L nem superior a
1,0 mol/L. Assim sendo:
a) é possível obter uma solução 0,6 mol/L.
b) é possível obter uma solução 0,9 mol/L.
c) não é possível obter uma solução 1,2 mol/L.
20 Alternativa C.
21 1,0 mol/L.
22 V A 5 0,6 L e V B 5 0,4 L.
23 1,5 mol/L.
24 Alternativa D.
26 Alternativa C.
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte I
Unidade A
do cotidiano
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo soluções aquosas
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa A.
2 a) SO 2 (g) 1 H 2 O 2 (aq) # H 2 SO 4 (aq)
b) H 2 SO 4 (aq) 1 2 NaOH (aq) #
# 1 Na 2 SO 4 (aq) 1 2 H 2 O (,)
c) 0,64 g.
3 Alternativa D.
4 a) 0,02 mol.
b) 0,066 mol/L.
5 Alternativa B.
6 a) Sim, a combinação II.
b) 349,5 g
7 Alternativa E.
8 Alternativa A.
9 a) 2 HC, 1 1 Na 2 CO 3 # 2 NaC, 1 1 H 2 CO 3
b) 0,1642 mol ? L 21 .
10 Alternativa A.
11 Alternativa B.
12 a) 0,006 mol.
b) 12 mL.
13 0,4 mol/L. Não adequada.
14 Alternativa C.
15 Alternativa D.
16 7,5 g ? L 21 .
17 Alternativa D.
18 Resposta solicitada: 50.
19 a) A especificação é atendida, pois há 392 g de
H 2 SO 4 por litro de solução.
b) Na 2 SO 4 * sulfato de sódio
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Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) HC, (aq) 1 NaOH (aq) V NaC, (aq) 1 H 2 O (,)
b) • Cálculo da concentração em quantidade de matéria do
NaOH (aq):
M 5 n 1 /V 5 (m 1 /M 1 )/V V 5 M 5 (120 g /40 g ? mol 21 )/1,0 L V
V M 5 3,0 mol ? L 21
A equação da reação fornece as proporções estequiométricas entre
ácido clorídrico e hidróxido de sódio.
1 HC, (aq) 1 NaOH (aq)
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
1 mol 1 mol
Quantidade
de matéria
M ácido ? V ácido M base ? V base V
V M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
Substituindo valores fornecidos:
M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
12 mol/L ? V 5 3,0 mol ? L 21 ? 2 L
V ácido 5 0,5 L
3 Alternativa D.
5 Alternativa E.
7 Vamos determinar a quantidade em mols de ácido presente na solução
derramada.
n 5 M ? V 5 1,0 mol/L ? 0,500 L V n 5 0,50 mol
Vamos agora estabelecer uma relação entre a quantidade em mols
de ácido clorídrico e a massa de bicarbonato de sódio.
NaHCO 3
HC,
Proporção: 1 mol 1 mol
Quantidade
Grandezas: Massa
de matéria
84 g 1 mol
V x 5 42 g
x
0,50 mol
São necessários 42 g de bicarbonato de sódio para neutralizar todo o
ácido derramado. Assim, a massa existente no frasco é suficiente.
8 Primeiramente vamos determinar a quantidade em mols de ácido
derramado.
n 5 M ? V 5 16 mol/L ? 5 ? 10 3 L V n 5 8 ? 10 4 mol
Agora vamos estabelecer uma relação para determinar a massa
de hidróxido de cálcio necessária para neutralizar essa quantidade
de ácido.
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2 H 3 PO 4 3 Ca(OH) 2
Proporção: 2 mol 3 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 3 ? 74 g
8 ? 10 4 g x
V
x 5 8,9 ? 10 6 g
ou
x 5 8,9 t
Portanto, a massa de 10 t de cal hidratada é suficiente para realizar
a neutralização do ácido derramado.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
9 M(A,) 5 27 g /mol; M(H 2 SO 4 ) 5 98 g /mol; M[A, 2 (SO 4 ) 3 ] 5 342 g /mol
m (H 2 SO 4 ) 5 96%
d(H 2 SO 4 ) 5 1,84 g ? cm 23
• Cálculo da concentração em quantidade de matéria da solução
de H 2 SO 4
C 5 1.000 ? d ? 5 M ? M 1 V 1.000 ? 1,84 g ? cm 23 ? 0,96 5 M ?
? 98 g ? mol 21 V 5 18,02 mol ? L 21
• Cálculo da quantidade de matéria presente em 57 g de A, 2 (SO 4 ) 3
n 5 m/M V n 5 57 g/342 g ? mol 21 V n 0,17 mol
a) 2 A, 1 3 H 2 SO 4 V 1 A, 2 (SO 4 ) 3 1 3 H 2
2 A, 1 A, 2 (SO 4 ) 3
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas: Massa Massa
54 g 342 g
x
57 g
V x 5 9 g de A,
b) 2 A, 1 3 H 2 SO 4 # 1 A, 2 (SO 4 ) 3 1 3 H 2
3 H 2 SO 4 1 A, 2 (SO 4 ) 3
Proporção: 3 mol 1 mol
Grandezas: Massa Massa
294 g 342 g
y
57 g
y 5 49 g de H 2 SO 4
c) 2 A, 1 3 H 2 SO 4 # 1 A, 2 (SO 4 ) 3 1 3 H 2
1 A, 2 (SO 4 ) 3 3 H 2
Proporção: 1 mol 3 mol
Grandezas: Massa Volume
342 g 67,2 L
57 g z
z 5 11,2 L de H 2
d) 1 A, 2 (SO 4 ) 3 2 A, 31 22
3 SO 4
Proporção: 1 mol 2 mol 3 mol
Grandezas:
Quantidade
Quantidade
Quantidade
de matéria
de matéria
de matéria
1 mol 2 mol 3 mol
0,17 mol x y
x 5 0,34 mol/L de A, 31 ; y 5 0,51 mol/L de SO 22 4 .
10 Alternativa C.
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12 A equação da reação é:
HC, (aq) 1 KOH (aq) # KC, (aq) 1 H 2 O (,)
que fornece a proporção estequiométrica entre HC, e KOH.
HC,
KOH
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
Quantidade
de matéria
de matéria
1 mol 1 mol
M ácido ? V ácido
M ácido ? V ácido
M ácido ? V ácido 5 M ácido ? V ácido

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Substituindo os valores:
M ácido ? V ácido 5 M base ? V base
M ácido ? 20 mL 5 0,20 mol/L ? 30 mL
M ácido 5 0,30 mol/L
A informação do fabricante não é correta.
13 0,04 mol/L.
14 a) O modelo , pois ainda não há íons C, 2 no erlenmeyer.
b) O modelo , pois há íons C, 2 no erlenmeyer, mas não há igualdade
entre as quantidades em mol de íons Na 1 e C, 2 , o que revela que
a quantidade de ácido adicionada ainda não foi suficiente para
reagir completamente com a quantidade de base inicialmente
presente. A indicação OH 2 dentro do erlenmeyer representa a
presença de íons hidroxila provenientes da base que ainda não
foram neutralizados.
c) O modelo , pois há igualdade entre as quantidades em mol de
íons Na 1 e C, 2 , o que revela que a quantidade de ácido adicionada
foi exatamente a necessária para reagir com a base inicialmente
presente, sem haver excesso de ácido ou de base.
d) O modelo , que não é resposta dos itens anteriores, corresponde
a uma situação em que se adicionou ácido além do ponto de
equivalência, pois há mais íons C, 2 no erlenmeyer do que íons
Na 1 . A indicação H 1 dentro do erlenmeyer representa a presença
de íons hidrogênio provenientes do ácido que não podem ser
neutralizados pela base, pois toda ela já foi consumida.
15 São necessários três dados: o volume da solução de base colocada
no erlenmeyer, a concentração da solução de ácido usada como titulante
e o volume dessa solução ácida que é adicionado até chegar
ao ponto de equivalência.
17 Alternativa C.
18 Alternativa D.
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19 1 AgNO 3 1 1 NaC, # NaNO 3 1 AgC,^
M 5 0,10 mol/L
V 5 20 mL
^
n AgNO3 5 0,002 mol
a) como a proporção na reação é de 1 : 1, significa que nos 10 mL da
solução aquosa de NaC, havia 0,002 mol do referido sal.
A concentração em quantidade de matéria do NaC, é:
M 5 ​ n__
V ​ 5 ______ ​0,002 0,01 ​ V M NaC, 5 0,2 mol ? L 21
Cálculo da massa do NaC, presente em 1,0 L da solução analisada:
n 5 ​ m___
M ​ V m 5 n ? M 5 0,2 ? 58,5 V m NaC, 5 11,7 g
Assim, podemos escrever:
11,7 g do NaC, — 1.000 mL da solução
x — 100 mL da solução (cuja massa é 100 g)
x 5 1,17 g
Essa solução não pode ser utilizada como soro fisiológico, pois apresenta
1,17% de NaC, em massa.

Moderna plus
Parte I
Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
b) 1 NaC, 1 1 AgNO 3 # 1 NaNO 3 1 1 AgC,
1 mol 1 mol 1 mol
0,002 mol 0,002 mol 0,002 mol
^
n 5 ​ m___ ​ V m 5 n ? M 5 0,002 ? 143,5
M
n AgC, 5 0,287 g
21 68,4%.
22 85%.
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UNiDADE B Propriedades coligativas
Capítulo
7
O conceito de pressão de vapor
permite comparar a volatilidade
e o ponto de ebulição de líquidos.
Também permite compreender
o efeito da pressão sobre a
temperatura de ebulição
de um líquido.
Pressão de vapor
de um líquido
funcionamento de uma cafeteira do tipo
O italiana é baseado no aumento da pressão
de vapor da água mediante aquecimento. Com
o aquecimento, a pressão de vapor é suficiente
para forçar a subida da água por um tubo e fazê-la
atravessar o pó de café, contido numa câmara no
meio da cafeteira. Em seguida, passando por um
filtro que retém o pó, o café chega à parte superior,
e está pronto para ser servido.
7.1 Conceito de pressão
de vapor de um líquido
Quando um líquido está em equilíbrio
com seu vapor, em determinada
temperatura, a pressão da fase
vapor é denominada pressão
(máxima) de vapor desse
líquido. Curva de pressão
de vapor é um gráfico de
pressão de vapor em função
da temperatura.
7.2 Temperatura de ebulição
de um líquido
Um líquido (aquecido em frasco aberto)
entra em ebulição na temperatura
em que sua pressão de vapor se iguala
à pressão atmosférica local. Abaixo dessa
temperatura, a ebulição não ocorre
porque as bolhas de vapor são esmagadas
pela pressão do ar.
7.3 Diagrama de fases
de uma substância pura
O diagrama de fases é um gráfico
de pressão em função da temperatura,
no qual cada região contínua
corresponde a uma fase e cada curva
indica o equilíbrio entre duas fases.

Seção 7.1
Conceito de pressão
de vapor de um líquido
❱❱ Objetivos
C Conceituar pressão de
vapor de um líquido.
C CEsboçar a curva
de pressão de vapor
da água.
C Comparar a volatilidade
de líquidos com base
em suas curvas de
pressão de vapor.
C CPerceber que a
pressão de vapor
depende do líquido e
da temperatura, mas
não do tamanho das
fases líquida e vapor
em equilíbrio.
Pelo exemplo mostrado na foto abaixo, constata-se que, se houver uma
redução suficiente da pressão sobre a superfície da água líquida, nada
impedirá que suas moléculas passem para o estado de vapor de forma
“violenta”, causando, assim, a ebulição da água. A ebulição ocorreu sem
que houvesse necessidade de aquecimento do líquido.
Tubo
conectado a
uma bomba
de vácuo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Termos e conceitos
• pressão de vapor (ou
pressão máxima
de vapor)
• curva de pressão
de vapor
• volatilidade
Termômetro
Sistema
cuja
pressão
interna
é muito
baixa
A água ferve sem necessidade de
aquecimento quando a pressão que
atua sobre ela é reduzida.
1 Investigando a pressão de vapor
Em um cilindro de aço contendo um êmbolo móvel, no qual são
adaptados um termômetro e um manômetro (aparelho para medir a
pressão), colocamos um certo volume de água pura, de modo que todo
o espaço interno disponível do cilindro seja ocupado pela água (Figura 1).
A temperatura será mantida constante em 20 °C. Em seguida, erguemos
o êmbolo a uma certa altura do líquido e o fixamos nessa nova posição.
Observamos que o ponteiro do manômetro indica súbita redução de
pressão, assim que o êmbolo é levantado. Imediatamente, a pressão
começa a se elevar. Chega um certo momento em que a pressão permanece
constante (Figura 2).
Manômetro
Líquido
Termômetro
Manômetro
Vapor
Líquido
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
H 2 O pura (Figura 1)
H 2 O pura (Figura 2)
73

Análise microscópica
Vamos imaginar que a experiência descrita tenha ocorrido em câmera lenta, numa se quência
de quatro etapas.
0 kPa 0 kPa 0 kPa 0 kPa
0,6 0,6 kPa 0,6 kPa 0,6 kPa kPa
1,4 1,4 kPa 1,4 kPa 1,4 kPa kPa
2,3 2,3 kPa 2,3 kPa 2,3 kPa kPa
20 °C20 °C20 °C
20 °C20 °C20 °C
20 °C20 °C20 °C
20 °C20 °C20 °C
Vácuo
Vácuo
Líquido
Líquido
Primeira etapa
O êmbolo é
levantado. Ausência
de moléculas no
estado de vapor
(vácuo), na região
acima do líquido.
Segunda etapa
O ponteiro do
manômetro sobe.
A velocidade de
evaporação é alta,
porém começa a
condensação.
Terceira etapa
A velocidade de
condensação
aumenta.
Quarta etapa
O ponteiro do
manômetro
estaciona. A
velocidade de
condensação
se iguala à de
evaporação.
Quando as velocidades de evaporação e de condensação se igualam, é atingido um estado
de equilíbrio dinâmico. Se a temperatura não for alterada, a pressão lida no manômetro
permanece constante. A essa pressão damos o nome de pressão de vapor do líquido
puro ou pressão máxima de vapor do líquido puro.
2 Fatores que acarretam alteração na pressão de vapor
de um líquido
A temperatura
Experiências feitas em várias temperaturas mostram os seguintes resultados:
0 °C
0,6 kPa
20 °C
2,3 kPa
40 °C
7,4 kPa
60 °C
19,9 kPa
80 °C
47,4 kPa
101,3 kPa
100 °C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O líquido contido no frasco é água pura.
Unidade B • Propriedades coligativas
Com uma montagem experimental como essa, foram obtidos os valores de pressão de vapor
da água em várias temperaturas. Alguns desses valores aparecem na tabela 1, a seguir.
Tabela 1 Pressão de vapor da água em várias temperaturas
Temperatura
(°C)
Pressão de
vapor (kPa)
Temperatura
(°C)
Pressão de
vapor (kPa)
Temperatura
(°C)
Pressão de
vapor (kPa)
0 0,6 50 12,3 100 101,3 (1 atm)
10 1,2 60 19,9 150 475,7
20 2,3 70 31,2 200 1.553,6
30 4,2 80 47,4 250 3.973,6
40 7,4 90 70,1 300 8.583,8
74
Fonte: D. R. Lide (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84. ed. Boca Raton, CRC Press, 2003.

Transferimos os dados obtidos para um gráfico, no qual teremos os valores de temperatura no
eixo das abscissas e os valores das pressões de vapor correspondentes no eixo das ordenadas.
Esse gráfico é chamado curva de pressão de vapor da água.
P v (kPa)
101,3
80
60
40
O aumento da
temperatura acarreta um
aumento na pressão de
vapor de um líquido.
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
t (°C)
Análise microscópica do equilíbrio líquido-vapor com a elevação
da temperatura
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Fase líquida: O aumento da temperatura (fornecimento de calor) acarreta um aumento de
energia das moléculas da fase líquida, o que implica mais moléculas do líquido “saírem” para o
estado de vapor.
Fase vapor: O aumento da temperatura (fornecimento de calor) acarreta um aumento da
energia e do número das moléculas na fase vapor. Tal efeito provoca um aumento do número
de choques entre as moléculas do vapor e as paredes do recipiente. Como consequência, ao
ser atingido um novo equilíbrio líquido-vapor, a pressão exercida pelo vapor será maior, ou seja,
haverá um aumento da pressão de vapor.
A
A Ilustração
esquemática de um
líquido em equilíbrio
com seu vapor, em um
recipiente fechado a
uma dada temperatura.
B
B O mesmo sistema a uma
temperatura mais alta.
A pressão de vapor depende do líquido
Fazendo a medida da pressão de vapor, em diversas temperaturas, com outros líquidos diferentes
da água, constata-se que a pressão de vapor depende do líquido.
Por exemplo, experiências realizadas com diferentes líquidos (à mesma temperatura, 25 °C)
mostram os seguintes resultados:
Vácuo
760 mmHg
24 mmHg
H 2 O ()
H 2 O (v)
59 mmHg
Etanol ()
Etanol (v)
127 mmHg
Metanol ()
Metanol ()
Metanol (v)
362 mmHg
Sulfeto de
carbono (v)
Sulfeto de
carbono ()
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
Mercúrio Mercúrio Mercúrio
Mercúrio
Mercúrio
75

O gráfico abaixo mostra as curvas de pressão de vapor de quatro líquidos: sulfeto de carbono,
metanol, etanol (álcool comum) e água.
Pressão (kPa)
120
100
80
60
40
20
0
101,3 kPa
(1 atm)
Sulfeto de carbono (CS 2 )
Metanol (CH 3 OH)
Etanol (CH 3 CH 2 OH)
Água (H 2 O)
20 40 60 80 100 120
Temperatura (°C)
ATENÇÃO
Sulfeto de carbono, metanol
e etanol são líquidos tóxicos e
altamente inflamáveis.
❱Curvas de pressão de vapor para os
líquidos sulfeto de carbono (CS 2 ), metanol
(CH 3 OH), etanol (CH 3 CH 2 OH) e água (H 2 O).
Fonte: J. W. Hill e R. H. Petrucci. General
Chemistry. Upper Saddle River, Prentice Hall,
1996. p. 401.
(Escala convertida de mmHg para kPa pelos
autores deste livro.)
Comparando a volatilidade de líquidos diferentes
O mesmo gráfico permite comparar, numa mesma
temperatura, as pressões de vapor das quatro substâncias.
Conforme esboçado na figura ao lado, a sequên cia
crescente de pressão de vapor é: água, etanol, metanol e
sulfeto de carbono.
O líquido com maior pressão de vapor, numa dada temperatura,
é o que apresenta, nessa temperatura, maior
tendência a evaporar. Ao comparar líquidos, dizemos que
aquele que possui maior tendência a evaporar é o mais
volátil. Volatilidade é a tendência de sofrer vaporização.
Comparando as quatro substâncias, temos:
água , etanol , metanol , sulfeto de carbono
Verifica-se aumento da pressão de vapor e da volatilidade
Dentre as substâncias acima, o sulfeto de carbono
é o líquido de maior pressão de vapor; suas moléculas
passam para a fase vapor mais facilmente que as dos
outros (mais volátil). A pressão de vapor de um líquido
indica sua volatilidade.
Pressão (kPa, fora de escala)
114
56
30
12
CS 2
CH 3 OH
CH 3 CH 2 OH
50 °C
H 2 O
Temperatura
❱O dissulfeto
de alila e propila
(C 6 H 12 S 2 ) e o
S-óxido de
tiopropanal ❱
(C 3 H 6 SO) são
substâncias
voláteis
presentes na
cebola; este
último é agente
lacrimejante.
Experimente
cortar uma
cebola gelada.❱
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
3 O volume das fases não afeta a pressão de vapor de um líquido
Unidade B • Propriedades coligativas
Acabamos de ver que a pressão de vapor da água varia com a temperatura.
O gráfico da pressão de vapor em função da temperatura, conhecido como curva de pressão
de vapor, expressa graficamente essa dependência.
Verifica-se, experimentalmente, que a pressão de vapor de uma substância, numa
dada temperatura, não depende do volume e do formato das fases líquida e vapor que
estão em equilíbrio. Os desenhos da figura A ilustram, esquematicamente, essa constatação
experimental.
P
A
Vapor
Líquido
P
Vapor
Líquido
P
Vapor
Líquido
76

Esse fato tem pelo menos dois desdobramentos importantes, apresentados em B e C .
Imagine que, em vários frascos iguais, coloquemos quantidades diferentes de água e que
todos sejam fechados e mantidos à mesma temperatura. Haverá evaporação do líquido e a concentração
de vapor irá aumentando até que, num dado momento, se estabelecerá o equilíbrio
entre as fases vapor e líquida.
Uma vez estabelecido esse equilíbrio, apesar de o volume das fases ser diferente nos frascos, a
pressão da fase vapor será a mesma em todos eles, como está representado na figura B . No entanto,
se a quantidade de líquido colocada inicialmente for muito pequena, a quantidade de vapor formado
pode não ser suficiente para atingir a pressão de vapor —— aquela que permite o estabelecimento
do equilíbrio. Assim, todo o líquido terá evaporado sem que atinja o equilíbrio. Se não houver esse
equilíbrio, a pressão interna da fase vapor será inferior à pressão de vapor do líquido.
B
O vapor de água apresenta a mesma pressão
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Volume da fase líquida em nível microscópico
20 °C 20 °C 20 °C
2,3 kPa 2,3 kPa 2,3 kPa
Fixo Fixo Fixo
b
a
b
a
Água líquida à mesma temperatura
O ponteiro abaixa
e depois volta à
posição original
Nível inicial Retira líquido Introduz líquido
❱A temperatura durante a experiência não se alterou.
b
a
O ponteiro sobe
e depois volta à
posição original
Imagine que a mesma experiência seja repetida agora com frascos de tamanhos e
formatos diferentes, mas com quantidades iguais de líquido. Como anteriormente, desde que
a quantida de de líquido colocada seja suficiente, o líquido irá evaporando e a concentração
de vapor irá aumentando até que, num dado momento, se estabelecerá o equilíbrio entre as
fases líquida e o vapor. Estabelecido esse equilíbrio, apesar de o volume das fases (notadamente
da fase vapor) ser diferente nos frascos, a pressão da fase vapor será a mesma em
todos. Veja a figura C .
C
O vapor de água apresenta a mesma pressão
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
Água líquida à mesma temperatura
77

Volume da fase gasosa em nível microscópico
2,3 kPa
20 °C
2,3 kPa
2,3 kPa
b
a
20 °C
Posição
inicial
b
a
O ponteiro abaixa
e depois volta à
posição original
b
a
20 °C
O ponteiro sobe
e depois volta à
posição original
Nível do
líquido
O nível do
líquido abaixa
O nível do
líquido sobe
❱A temperatura durante a experiência não se alterou. A variação do nível do líquido foi exagerada
para visualização.
Unidade B • Propriedades coligativas
ExErcíciOs EssENciAis
1 (PUC-MG) Tendo em vista o momento em que um
líquido se encontra em equilíbrio com seu vapor,
leia atentamente as afirmativas abaixo:
I. A evaporação e a condensação ocorrem com a
mesma velocidade.
II. Não há transferência de moléculas entre o líquido
e o vapor.
III. A pressão de vapor do sistema se mantém
constante.
IV. A concentração do vapor depende do tempo.
Das afirmativas acima, são incorretas:
a) I e III. c) II e III. e) III e IV.
b) II e IV. d) I e II.
2 (UFPE) O gráfico abaixo mostra a variação da pressão
de vapor de algumas substâncias (P v , em mm de
Hg, no eixo das ordenadas) em relação à temperatura
(T, em graus Celsius, no eixo das abscissas).
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
P v (mmHg)
20 40 60 80 100 120
1
2
3
4
5
T (°C)
Qual entre essas substâncias é a mais volátil?
a) 1. c) 3. e) 5.
b) 2. d) 4.
3 Na estante de um laboratório há três frascos fechados
contendo acetona, todos à mesma temperatura,
ilustrados abaixo.
Em qual deles a pressão do vapor de acetona é
maior?
4 (ITA-SP) Qual das opções abaixo contém a sequên
cia correta de ordenação da pressão de vapor
saturante das seguintes substâncias: CO 2 , Br 2 e Hg,
na temperatura de 25 °C?
a) p CO2 . p Br2 . p Hg . d) p Br2 . p CO2 . p Hg .
b) p CO2 p Br2 . p Hg . e) p Br2 . p CO2 p Hg .
c) p CO2 p Br2 p Hg .
5 (UFMG) Algumas propriedades físicas são características
do conjunto das moléculas de uma substância,
enquanto outras são atributos intrínsecos
a moléculas individuais.
Assim sendo, é CORRETO afirmar que uma propriedade
intrínseca de uma molécula de água é a
a) densidade. c) pressão de vapor.
b) polaridade. d) temperatura de ebulição.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
78
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Exercícios adicionais

Seção 7.2
Temperatura de ebulição
de um líquido
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CInterpretar o fenômeno
da ebulição utilizando o
conceito de pressão
de vapor.
C CAvaliar o ponto de
ebulição de um líquido,
em uma determinada
pressão, consultando
a curva de pressão
de vapor.
C CExplicar o princípio em
que se baseia a panela
de pressão.
❱❱ Termos e conceitos
• ebulição
Vamos examinar a temperatura de ebulição de uma certa massa de
água pura sob pressão externa de 101,3 kPa (ou 1 atm, ou 760 mmHg
—— pressão atmosférica ao nível do mar). As observações macroscópicas
feitas serão divididas em etapas para melhor descrição e interpretação
do fenômeno.
101,3 101,3 kPa 101,3 kPa kPa 101,3 101,3 kPa 101,3 kPa kPa 101,3 101,3 kPa 101,3 kPa kPa
Primeira etapa
Água líquida começa
a ser aquecida sob
pressão de 101,3 kPa.
Segunda etapa
No local em que é
fornecido calor (fundo
do recipiente), pequeninas
bolhas são formadas. São
bolhas de ar eliminadas
pelo aquecimento
do líquido.
Terceira etapa
A uma dada temperatura
bolhas maiores contendo
apenas vapor do líquido
puro são formadas em toda
a massa líquida. Elas sobem
até a superfície e escapam
na forma de vapor.
Para que um líquido entre em ebulição, é necessário que sua pressão
de vapor seja igual à pressão atmosférica (é a pressão que atua sobre
a superfície líquida). Assim, a temperatura na qual um líquido entra em
ebulição depende da pressão exercida sobre ele.
O instante de ebulição em nível microscópico
P atm P atm P atm P atm P atm P atm P atm
P atm P atm
❱Para que uma bolha de vapor
possa se formar, crescer e escapar
do líquido, é fundamental que a
pressão do vapor que forma a bolha
seja pelo menos igual à pressão
que a atmosfera exerce sobre o
líquido. Caso contrário, a bolha
será “esmagada” pela pressão
atmosférica, e a ebulição não
ocorrerá. Assim, a formação de
bolhas e a consequente ebulição
do líquido, em frasco aberto,
somente ocorrerão quando a
pressão de vapor da substância
for igual à pressão atmosférica, ou
superior a ela.
Quando a água é aquecida,
suas moléculas ganham
energia suficiente para
evaporar e formar bolhas
de vapor de água.
Antes que o ponto de
ebulição seja alcançado,
a pressão de vapor da água
no interior das bolhas
é menor que a P atm . Como
resultado, as bolhas são
esmagadas.
No ponto de ebulição,
a pressão de vapor da água
no interior das bolhas é igual
ou maior que a P atm .
Como resultado, as bolhas
de vapor de água podem
se formar, ir até a superfície
e escapar.
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
79

❱O instante da ebulição.
A bolha cuja P v 5 P atm
1 A ebulição da água
A pressão atmosférica média ao nível do mar é de 101,3 kPa, o que equivale a 1 atm ou
760 mmHg. Quando uma amostra de água, mantida a essa pressão, é gradualmente aquecida,
verifica-se que entra em ebulição a 100 °C.
Experimentalmente também se verifica que, quando a água está submetida a uma outra
pressão que não 101,3 kPa, a temperatura de ebulição não é 100 °C. Assim, por exemplo,
quando a água está submetida a 198,5 kPa (196% da pressão ao nível do mar), entra em
ebulição a 120 °C. Quando está a 84,5 kPa (83% da pressão ao nível do mar), o ponto de
ebulição se reduz a 95 °C. E quando a pressão é de 70,1 kPa (69% da pressão ao nível do mar),
a ebulição ocorre a 90 °C. A figura A esquematiza uma aparelhagem que pode ser empregada
para realizar experimentos que fornecem resultados como esses.
A
Leitura da
temperatura
Amostra
de água
Pressão
constante
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Fornecimento de calor
Unidade B • Propriedades coligativas
Esses e muitos outros resultados permitiram aos cientistas enunciar a seguinte conclusão
experimental: o ponto de ebulição da água aumenta à medida que aumenta a pressão a que ela
está submetida.
Os resultados experimentais que citamos serão interpretados mais à frente, neste capítulo.
Por conveniência, vamos designá-los por , , e .
Resultado
experimental
Pressão constante à qual a água
está submetida (kPa)
Ponto de
ebulição (°C)
198,5 120
101,3 (1 atm) 100
84,5 95
70,1 90
80

B
Saída
conectada
à bomba
de vácuo
Temperatura
constante
Leitura
da pressão
Amostra
de água
Dispositivo
que mantém
a temperatura
da água
constante
Outra conclusão experimental interessante é que a
água pode entrar em ebulição à temperatura ambiente.
Isso é possível colocando-se uma amostra de água no
interior de um recipiente fechado conectado a uma
bomba de vácuo, dispositivo que remove substâncias
gasosas do recipiente e reduz a pressão no interior dele.
Essa aparelhagem está esquematizada na figura B , ao
lado. Promovendo uma gradual redução da pressão,
observa-se que, num certo momento, a água entra
em ebulição, mesmo estando a uma temperatura bem
inferior a 100 °C.
Verifica-se, por exemplo, que, se a água estiver à temperatura fixa de 20 °C, ela entrará em
ebulição quando a pressão atingir o valor de 2,3 kPa (que equivale a 2% da pressão atmosférica ao
nível do mar). Em outras temperaturas, que não 20 °C, verifica-se que a ebulição ocorre em outras
pressões. Abaixo estão alguns exemplos de resultados experimentais.
Resultado
experimental
Temperatura constante à qual a água
está submetida (°C)
Pressão na qual ocorre
a ebulição (kPa)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
20 2,3
30 4,2
40 7,4
50 12,3
Como você pode perceber, a ebulição da água envolve um compromisso entre duas variáveis:
a pressão e a temperatura.
Mantendo-se a pressão constante, a ebulição da água pode ocorrer aumentando-se a
temperatura. Por outro lado, mantendo-se a temperatura fixa, a ebulição pode ocorrer por
meio da redução da pressão.
A temperatura de ebulição normal da água é 100 °C porque, nessa temperatura, a pressão de
vapor da água é 101,3 kPa (1 atm ou 760 mmHg). Caso haja necessidade de reduzir a temperatura
de ebulição de um líquido, basta diminuir a pressão exercida sobre ele.
É possível ferver água, sem aquecimento, desde que a pressão exercida sobre ela seja bastante
reduzida, conforme mostra a foto abaixo.
Tubo
conectado a
uma bomba
de vácuo
P v (kPa)
101,3
Abaixando a pressão
externa, a água pode
ferver à temperatura
ambiente
Temperatura
ambiente
100
(t E normal
da água)
t (°C)
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
❱A água ferve à temperatura ambiente
quando a pressão no interior do recipiente
é reduzida a menos de 20 mmHg.
81

2 Comparando pontos de ebulição de líquidos diferentes
O gráfico abaixo, que mostra as curvas de pressão de vapor de três substâncias, permite que
façamos a avaliação do ponto de ebulição delas numa determinada pressão.
Para a análise, vamos considerar a pressão de 101,3 kPa (1 atm ou 760 mmHg). Traçando uma horizontal
no gráfico nesse valor de pressão, ela interceptará as curvas de pressão de vapor em diferentes
temperaturas; cada uma delas é o ponto de ebulição (PE) daquele líquido, na pressão considerada.
Entre as três substâncias, podemos afirmar que a sequência de pontos de ebulição é:
éter , etanol , água
Verifica-se aumento do ponto de ebulição
1.000
800
760 mmHg
Unidade B • Propriedades coligativas
P v (kPa)
A pressõesA pressões
superiores superiores a a
101,3 kPa 101,3 a kPa a
água ferve água acima ferve acima
de 100 °Cde 100 °C
101,3
P v (kPa)
101,3
Pressão (mmHg)
600
400
200
3 Cozinhando mais rápido
0
Éter dietílico
PE 34,6 °C
Etanol
PE 78,5 °C
As panelas de pressão são projetadas para reter boa parte do vapor de água, aumentando
a pressão interna. A água ferve acima de 100 °C e, em virtude da alta temperatura, os alimentos
cozinham mais rápido.
Assim o fogão fica menos tempo aceso, economizando gás.
100 100 t (°C)
Temperatura Temperatura
t (°C)
de ebuliçãode ebulição
Água
PE 100 °C
20 0 20 40 60 80 120
Temperatura (°C)
Válvula de Válvula de
segurança segurança
Válvula
de pino
Pressão
superior
a 1 atm
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Válvula
de pino
Pressão
superior
a 1 atm
A água ferve A água ferve
acima de acima de
100 °C 100 °C
As válvulas de pino, situadas no centro das panelas, são relativamente pesadas, mas podem
movimentar-se para cima quando o vapor de água possui pressão suficiente para empurrá-las.
As válvulas de segurança só se abrem em situações de alto risco como, por exemplo, quando
a válvula de pino entope e a panela fica sujeita a explosão em decorrência de grande aumento
da pressão interna.
100
82
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Texto: É difícil cozinhar no Everest?

ExErcíciOs EssENciAis
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
6 Imagine que, no futuro, dados de uma sonda espacial
revelem que a pressão atmosférica em um determinado
planeta seja de ordem de 4.000 kPa.
Use os dados da tabela 1 (página 74) para estimar
o valor aproximado do ponto de ebulição da água
nesse planeta.
7 Numa autoclave, a água entra em ebulição a 150 °C.
a) Pesquise o que vem a ser uma autoclave.
b) Consulte a tabela 1 e determine a pressão no
interior de uma autoclave com água fervente a
150 °C.
8 Verifica-se que o ponto de ebulição da água, a
3,2 kPa, é 25 °C. Se, num experimento controlado,
uma amostra de água líquida for mantida a 25 °C e
a pressão for lentamente reduzida, qual será o valor
da pressão no momento em que a água entrar em
ebulição? Explique o raciocínio usado.
ExErCíCio rESoLvido
9 No alto da Serra da Mantiqueira, a água ferve a uma
temperatura mais baixa que em Brasília. Em Brasília,
por sua vez, a água ferve a uma temperatura mais
baixa que em Fortaleza. Utilize a curva de pressão de
vapor da água para explicar essas observações.
Resolução
A altitude dos locais citados aumenta na ordem:
Fortaleza, Brasília, alto da Serra da Mantiqueira. A
pressão atmosférica aumenta na ordem inversa:
alto da Serra da Mantiqueira, Brasília, Fortaleza.
Ao ser aquecida em frasco aberto, a água entra
em ebulição na temperatura em que sua pressão
de vapor se igualar à pressão ambiente. E a curva
de pressão de vapor da água líquida mostra que,
quanto maior a pressão de vapor da água, maior a
temperatura. Assim, a temperatura de ebulição da
água aumenta na sequência: alto da Serra da Mantiqueira,
Brasília, Fortaleza. Graficamente, temos:
Pressão
Pressão atmosférica em Fortaleza
Pressão atmosférica em Brasília
Pressão atmosférica no alto
da Serra da Mantiqueira
PE da água no alto
da Serra da Mantiqueira
PE da água em Brasília
PE da água em Fortaleza
Temperatura
10 (Fuvest-SP) As curvas de pressão de vapor de éter
dietílico (A) e etanol (B) são dadas abaixo.
Pressão de vapor (mmHg)
800
700
600
500
400
300
200
100
10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Temperatura (°C)
a) Quais os pontos de ebulição dessas substâncias
na cidade de São Paulo
(Pressão Atmosférica 5 700 mmHg)?
b) A 500 mmHg e 50 °C qual é o estado físico de
cada uma dessas substâncias? Justifique.
11 (UFMT) As curvas do gráfico abaixo apresentam
as variações da pressão de vapor de equilíbrio, em
função da temperatura, dos líquidos: água, propanona
e etanol.
P v (mmHg)
800
A B C
600
400
200
0
0
A
B
50 100 T (°C)
A partir da análise do gráfico, julgue os itens.
As curvas A, B e C se referem, respectivamente,
à propanona, à água e ao etanol.
Sendo a pressão atmosférica média de Cuiabá
em torno de 746 mmHg, o líquido que apresenta
menor ponto de ebulição nessa localidade é o
líquido relativo à curva C.
A 63 °C, numa pressão atmosférica de 760 mmHg,
somente a água permanece no estado líquido.
O líquido relativo à curva A é o que apresenta
as forças intermoleculares mais fracas.
Comentário dos autores:
A propanona (ou acetona), CH 3 COCH 3 , é um líquido
mais volátil que a água e que o etanol (ou
álcool etílico), CH 3 CH 2 OH.
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
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Exercícios adicionais
83

Seção 7.3
Diagrama de fases de uma
substância pura
❱❱ Objetivos
C CEsboçar o diagrama de
fases da água e explicar
o significado das
regiões e das curvas
que nele aparecem.
C CIndicar, por meio de
setas no diagrama
de fases da água,
mudanças de fase a
pressão constante ou a
temperatura constante.
C CExplicar, com base na
curva de pressão de
vapor, por que o ponto
de ebulição da água
depende da altitude
do local.
❱❱ Termos e conceitos
• diagrama de fases
1 Diagrama de fases da água
Em Ciência, quando se deseja compreender comportamentos ligados a dados
numéricos experimentalmente obtidos, o primeiro passo é determinar uma
quantidade suficiente desses dados. O passo seguinte é analisar o conjunto
de dados levantados visando perceber as regularidades nele presentes.
No caso das mudanças de estado físico envolvendo a substância água,
cientistas realizaram muitos experimentos nos quais uma amostra dessa
substância foi submetida a pressões e temperaturas conhecidas.
Para cada par de valores pressão-temperatura escolhido, observou-se o
estado físico da água: sólido, líquido ou gasoso. Cada par de valores pressão-
-temperatura foi anotado, assim como o estado físico da água nessas condições.
Os resultados foram, a seguir, colocados em um gráfico de pressão versus temperatura,
como o que aparece esquematizado na figura abaixo.
Pressão
Temperatura
Legenda
Água no estado sólido
Água no estado líquido
Água no estado gasoso
(vapor de água)
A partir desse grande conjunto de informações, foi possível elaborar o
chamado diagrama de fases para a água, representado a seguir. Nele, a
temperatura aparece nas abscissas, e a pressão, nas ordenadas.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Pressão
(fora de escala)
Linha dos valores P-T em que
a água é sólida e/ou líquida
Unidade B • Propriedades coligativas
84
O diagrama de fases da água permite
avaliar o estado físico de uma
amostra de água em função da
pressão e da temperatura a que está
submetida. Esse diagrama também
permite prever como pressão e/ou
temperatura podem ser alteradas a
fim de provocar mudanças de estado
físico numa amostra de água.
(Os eixos de pressão e de
temperatura não estão em escala.)
101,3 kPa
ou 1 atm
ou
760 mmHg
0,6 kPa
ou 0,006 atm
ou
4,6 mmHg
0 kPa
273
Região dos
valores P-T
em que a
água é
sólida
Linha dos valores P-T em que
a água é sólida e/ou vapor
0
Região dos valores P-T em
que a água é líquida
Linha dos valores P-T em que
a água é líquida e/ou vapor
Ponto triplo: único valor de P e T em que
a água é sólida e/ou líquida e/ou vapor
0,01
Região dos valores P-T
em que a água é vapor
100
Temperatura
(°C, fora de escala)

Uma amostra qualquer de água tem um valor de pressão e um de temperatura. Esse par de valores
pressão-temperatura determina um ponto no diagrama de fases da água. Se esse ponto estiver
na área rósea, a água estará no estado sólido. Se esse ponto estiver na área azul, a água estará
líquida e, se estiver na área amarela, ela estará no estado gasoso.
As áreas rósea e azul são separadas por uma linha. Qualquer ponto sobre essa linha indica
um par pressão-temperatura em que a água pode existir no estado sólido e / ou líquido. Em outras
palavras, essa linha indica os valores pressão-temperatura em que uma amostra de água pode
sofrer transição de sólido para líquido (fusão) e de líquido para sólido (solidificação).
Um ponto na linha de separação entre as regiões azul e amarela corresponde a um par
pressão-temperatura no qual uma amostra de água pode estar no estado líquido e / ou gasoso.
Pontos sobre essa linha correspondem, portanto, à transição de água líquida para vapor de água
(vaporização) e à transição de vapor de água para água líquida (condensação).
Analogamente, um ponto sobre a linha que separa as regiões rósea e amarela corresponde
a um par de valores pressão-temperatura em que a água pode ser sólida e/ou vapor, ou seja,
corresponde à transição entre esses dois estados físicos (sublimação).
Se elaborarmos um gráfico da pressão de vapor da água em função da temperatura, o que
iremos obter nada mais é do que a curva que, no diagrama de fases da água, separa a região de
água líquida da região de vapor de água.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Pressão
Água
sólida
Água
líquida
Vapor
de água
Temperatura
2 Interpretação do diagrama de fases da água
Considere o diagrama de fases da água ilustrado ao
lado (esquema 1). Uma amostra de gelo, a 1 atm e a 218 °C,
temperatura típica de um freezer, é representada pelo
ponto A . Se essa amostra for deixada em um am biente a
1 atm e 25 °C, irá sofrer gradual aquecimento, tendo sua
situação modificada ao longo da linha horizontal tracejada.
Ao chegar ao ponto B , ocorrerá a fusão do gelo.
Durante a fusão, a temperatura da amostra permanecerá
constante em 0 °C.
Completada a fusão da amostra, o aquecimento continuará,
até ser atingido o ponto C , que corresponde a água
líquida, a 1 atm e 25 °C. Nesse ponto, a amostra estará na
mesma temperatura do ambiente e, portanto, em equilíbrio
térmico com ele. Se, a seguir, essa amostra de água líquida
Pressão
Curva de
pressão de
vapor da
água líquida
Temperatura
for gradualmente aquecida, ela continuará tendo a sua situação modificada ao longo da linha
horizontal tracejada e entrará em ebulição quando for atingido o ponto D , a 1 atm e 100 °C.
Durante o tempo que durar a ebulição, a temperatura permanecerá constante em 100 °C.
Terminada a ebulição, se o vapor for mantido em um sistema fechado, a 1 atm de pressão, e o
aquecimento continuar, será atingido, por exemplo, o ponto E , que representa vapor de água, a
1 atm e 120 °C.
Se procedêssemos de forma inversa, resfriando o vapor de água do ponto E até o ponto A ,
ocorrerria a condensação do vapor em D . E o líquido proveniente dessa condensação iria se
solidificar no ponto B .
Pressão
101,3 kPa
ou 1 atm
ou
760 mmHg
Esquema 1
A B C D E
–18 0
25 100 120
Temperatura
(°C, fora de escala)
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
85

O diagrama de fases da água corresponde a um modo simples de expressar como a pressão e
a temperatura influenciam as mudanças de fase dessa substância. Já estamos em condição, por
exemplo, de usar esse diagrama para ter uma visão de conjunto dos resultados experimentais
a , apresentados na seção 7.2 (páginas 80 e 81).
As setas mostradas no diagrama de fases ilustrado abaixo (esquema 2) representam os resultados
experimentais a . Em cada um dos casos, a amostra de água está submetida a um
valor diferente de pressão, que se mantém constante durante o aquecimento. Nesses processos, a
ebulição ocorre quando se cruza horizontalmente a linha que separa as regiões de líquido e vapor.
E esse cruzamento, como se pode perceber, ocorre em diferentes valores de temperatura.
Na prática, uma situação como , ocorre dentro de uma panela de pressão, que é projetada para
reter parte do vapor de água, produzindo um aumento da pressão interna e, consequentemente,
um aumento da temperatura de ebulição da água. (Veremos, na unidade G, que esse aumento da
temperatura da água fervente acelera o cozimento dos alimentos e torna, portanto, a panela de
pressão mais rápida e econômica.) Situações como e ocorrem em locais cuja altitude seja
superior ao nível do mar, pois neles a pressão atmosférica é menor. Como regra geral, à medida
que nos dirigimos para localidades de maior altitude, constatamos que a temperatura de
ebulição da água diminui graças à redução da pressão ambiente.
Os resultados a são representados pelas setas no diagrama de fases ilustrado abaixo
(esquema 3). Esses processos referem-se à ebulição da água provocada por redução de pressão,
a temperatura constante. Perceba que, em cada um desses quatro casos, o cruzamento da linha
que separa água líquida do vapor de água ocorre em uma diferente pressão, o que é decorrente
do fato de, em cada caso, a amostra de água ser mantida a uma diferente temperatura.
Pressão (kPa, fora de escala)
198,5
101,3
84,5
70,1
Esquema 2 Esquema 3
95
90
100
120
Temperatura (°C, fora de escala)
Pressão (kPa, fora de escala)
12,3
7,4
4,2
2,3
20
30
40
50
Temperatura (°C, fora de escala)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade B • Propriedades coligativas
86
❱Nas panelas de pressão, a água ferve
acima de 100 °C graças à retenção de
parte do vapor produzido, que gera
aumento da pressão interna.
Nas cidades situadas acima do nível do mar (como é o caso
de Poços de Caldas, retratada nesta foto, que está 1.196 m
acima do nível do mar) a temperatura de ebulição da água,
em panela aberta, é inferior a 100 °C como consequência de a
pressão atmosférica ser menor que ao nível do mar.

Do cafezinho à patinação no gelo
Pressão (mmHg, fora de escala)
760
4,6
Sólido
Líquido
Vapor
0 0,01
100
Temperatura
(°C, fora de escala)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Obtendo o café solúvel (desidratação a frio)
O pó de café é adicionado à água sob agitação.
O conjunto é submetido a uma filtração para eliminar
a porção insolúvel do pó. A solução restante
(água porção solúvel do pó) é congelada e colocada
numa câmara de vácuo. Os cristais de gelo formados
sublimam com um leve aumento de temperatura
(trecho 1-2 do gráfico), restando um produto isento de
água e com suas propriedades inalteradas, o que não
ocorreria caso a água fosse eliminada por fervura.
Deslizando sobre o gelo
Uma explicação usada por alguns para o deslizamento
dos patins sobre o gelo está relacionada
a uma fina camada de água líquida que se forma
devido à pressão exercida pelas lâminas dos patins,
pressão essa que provoca a fusão do gelo (trecho
3-4 do gráfico).
A cauda do cometa
Os cometas são formados por resíduos da criação
do Sistema Solar que permanecem congelados
e viajam em órbitas variadas no espaço. Quando
um cometa está distante do Sol, ele tem apenas
o núcleo, feito de gelo e rocha. Quando se
aproxima do Sol, o aquecimento progressivo do
núcleo faz com que o gelo da parte exterior se
transforme em gases. Estes, junto com outras
partículas, se liberam e formam a cauda do
cometa (trecho 1-2 do gráfico).
❱Cometa Hyakutake,
um dos mais
brilhantes do século
XX. Fotografado em
24/3/1996.
❱O processo de fabricação do café solúvel e uma
proposta de explicação de como um patinador desliza
sobre o gelo têm a ver com o diagrama de fases da água.
Pressão da lâmina
Película de
água líquida
Gelo
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
87

Onde é melhor patinar: no gelo (h 2 O (s)) ou no gelo-seco (cO 2 (s))?
“Inclinação da curva sólido-líquido”
da h 2 O e do cO 2
A maioria dos sólidos funde-se com expansão de
volume. A água (gelo) é uma das poucas exceções,
fundindo-se com contração de volume. O ponto
de fusão do gelo aumenta com a diminuição da
pressão, e vice-versa. Para a maioria dos sólidos, o
ponto de fusão aumenta com o aumento da pressão,
e vice-versa.
Não existe líquido a uma pressão inferior à do respectivo
ponto triplo. Assim, não existe água líquida a
uma pressão menor que 4,58 mmHg.
Substância que sublima à pressão ambiente tem
a pressão do ponto triplo acima da pressão ambiente.
Exemplo: gelo-seco ou CO 2 .
Observação: o nome gelo-seco é dado pelo fato
de o CO 2 à pressão ambiente não existir no estado ❱Gelo-seco.
líquido.
A inclinação negativa (para a esquerda) na curva sólido-líquido da água torna possível a patinação no
gelo. Isso indica que é possível derreter gelo ou neve por um aumento de pressão. Ao deslizar sobre o gelo,
a pressão exercida pelas lâminas dos patins faz com que ele derreta; na realidade a lâmina está deslizando
sobre uma fina película de água.
A inclinação positiva (para a direita) na curva sólido-líquido do gelo-seco torna impossível a patinação
nessa superfície. Nesse caso, um aumento da pressão exercida pela lâmina do patim aumentaria seu ponto
de fusão, em vez de diminuí-lo.
Pressão
Diagrama de fases da H 2 O
Líquido
Pressão
Diagrama de fases do CO 2
Líquido
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Sólido
Vapor
Sólido
Vapor
Temperatura
Temperatura
ExErcíciOs EssENciAis
12 Os patins usados no gelo não têm rodas, mas sim uma lâmina metálica longitudinal.
Uma explicação suge ri da para o fato de os patina dores conseguirem deslizar
sobre o gelo é que a lâmina dos patins exerce uma alta pressão sobre o gelo sólido,
que provoca sua fusão sob a lâmina.
O deslizamento aconteceria graças à camada de água líquida que se formaria entre
a lâmina e o gelo.
Qual das setas no diagrama de fases mostrado ao lado corresponde a essa mudança
de fase da água? Explique.
Pressão
G
F
A
B
D
E
C
Temperatura
88

13 Qual das setas no diagrama de fases da questão anterior
corresponde ao derretimento de um pedaço
de gelo deixado sobre a pia? Justifique.
14 Qual das setas do diagrama de fases da questão
12 representa a ebulição da água em uma panela
aberta? Explique.
15 Descreva a sequência de eventos que corres ponde,
no diagrama de fases da água mostrado abaixo, à
transição do ponto:
a) ao ponto ; b) ao ponto .
Pressão
Resolução
a) O gelo-seco sofrerá aumento de temperatura até
chegar a 278 °C, temperatura em que sofrerá
sublimação (passará da fase sólida diretamente
para a fase vapor). A seguir, o vapor, já misturado
ao ar da sala, irá sofrer gradual aquecimento até
chegar a 25 °C.
b) Não, pois, ao contrário do que ocorre no diagrama
de fases da água, a curva que separa as
fases sólida e líquida para o dióxido de carbono
é inclinada para a direita.
Assim, se uma amostra sólida de dióxido de
carbono sofrer um aumento de pressão (a
temperatura constante), não será ultrapassada
a linha de separação sólido-líquido.
c) No gráfico, o ponto cuja ordenada é 1 atm e cuja
abscissa é 25 °C está na região em que o dióxido
de carbono está na fase gasosa.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCio rESoLvido
Temperatura
16 A seguir aparece o diagrama de fases do dióxido
de carbono que, no estado gasoso, é também conhecido
como gás carbônico e, no estado sólido,
como gelo-seco.
a) A 1 atm, o que acontece se o gelo-seco, inicialmente
a 280 °C, for colocado em um ambiente
a 25 °C?
b) A água sólida (gelo comum) pode sofrer fusão por
aumento de pressão. Isso também acontece com
o gelo-seco? Justifique com base no diagrama.
c) Qual o estado físico estável do dióxido de carbono
nas condições ambiente (25 °C e 1 atm)?
Pressão (atm, fora de escala)
5
1
–78 –56
Temperatura (°C, fora de escala)
17 (UFRGS-RS) Considere os seguintes diagramas de
fase para dióxido de carbono e água.
P (atm)
5,1
1,0
56
CO 2
t (°C)
P (atm)
0,0060
0,01
H 2 O
t (°C)
Um estudante, ao analisar esses diagramas, formulou
as seguintes afirmações:
I. Não é possível encontrar CO 2 vapor abaixo de
256 °C.
II. Existe possibilidade de se encontrar CO 2 sólido
em temperaturas acima de 256 °C, desde que
a pressão seja suficientemente alta.
III. A 0,0060 atm e 0,01 °C coexistem em equilíbrio
água líquida, vapor e gelo.
IV. Não é possível encontrar água líquida em temperaturas
inferiores a 0,01 °C.
Quais estão corretas?
a) Apenas III.
b) Apenas I e II.
c) Apenas II e III.
d) Apenas II e IV.
e) I, II, III e IV.
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Exercícios adicionais
Capítulo 7 • Pressão de vapor de um líquido
89

UNIDADE B
Capítulo
8
Ao dissolver um soluto em um
solvente, provoca-se alteração
da pressão de vapor, da
temperatura de início de ebulição
e da temperatura de início de
congelamento.
Propriedades
coligativas para
solutos não voláteis
E
m zonas temperadas em que há acúmulo de neve
na área urbana, é comum a utilização de sal, NaC,,
para remover o gelo das ruas. Essa é uma aplicação da
propriedade coligativa de redução do ponto de congelamento
das soluções, estudada neste capítulo.
8.1 O efeito tonoscópico
As propriedades coligativas de uma
solução dependem da quantidade
de partículas dissolvidas em uma
quantidade de solvente, mas não da
natureza dessas partículas.
A solução de um soluto não volátil
tem pressão de vapor menor que a
do solvente puro.
8.2 Aumento da temperatura
de ebulição (ebulioscopia)
A solução de um soluto não volátil tem
temperatura de início de ebulição maior
que a do solvente puro.
8.3 Abaixamento da temperatura de
solidificação (crioscopia)
A presença do soluto faz a temperatura
de início de congelamento da solução ser
menor que a do solvente puro.
8.4 Analisando a ebulição
e o congelamento através de gráficos
O efeito ebulioscópico e o efeito
crioscópico podem ser analisados
comparando o diagrama de fases da
solução com o do solvente puro.

Seção 8.1
O efeito tonoscópico
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C Conceituar
propriedades
coligativas.
C Conceituar efeito
tonoscópico.
C C Analisar o efeito
tonoscópico por meio
de um gráfico de curvas
de pressão de vapor.
C C Enunciar, interpretar
e utilizar a Lei
de Raoult.
C Comparar a pressão
de vapor de soluções
de solutos não voláteis
e não eletrólitos,
sendo conhecidas suas
concentrações.
❱❱ Termos e conceitos
• propriedades
coligativas
• efeito tonoscópico
• Lei de Raoult
1 O conceito de propriedades coligativas
Existem quatro propriedades das soluções que dependem da quantidade
de partículas de soluto dissolvidas em uma certa quantidade de solvente,
mas não da natureza dessas partículas dissolvidas.
Elas são conhecidas como propriedades coligativas, palavra que vem
do latim co, que indica a participação simultânea, e ligare, que significa
unir, ligar.
As quatro propriedades coligativas, que estudaremos a partir daqui,
são o abaixamento da pressão de vapor, o aumento da temperatura de
ebulição, o abaixamento da temperatura de solidificação e a pressão
osmótica (grandeza que expressa a tendência de o solvente atravessar
determinadas membranas de permeabilidade seletiva). As três primeiras
serão estudadas neste capítulo. A pressão osmótica será abordada no
capítulo seguinte.
2 O conceito de efeito tonoscópico
Faremos algumas observações sobre o comportamento da pressão de
vapor de um solvente puro, quando nele é adicionado um soluto não eletrólito
e não volátil.
A água pura, a 30 °C, apresenta pressão de vapor 4,2 kPa.
Verifica-se experimentalmente que, se dissolvermos na água um
soluto não eletrólito e não volátil (isto é, um soluto que permaneça sob
a forma de moléculas —— não sofrendo, portanto, dissociação iônica nem
ionização —— e que não tenha tendência a vaporizar), a pressão de vapor da
água passa a ser menor do que se a água estivesse pura. Veja os seguintes
dados experimentais.
30 °C
4,2 kPa
Água pura
Vapor
de água
30 °C
4,0 kPa
Solução A
5 mol de glicose
95 mol de água
Vapor
de água
30 °C
4,0 kPa
Solução B
5 mol de sacarose
95 mol de água
A solução A foi elaborada dissolvendo-se 5 mol de glicose (C 6 H 12 O 6 )
em 95 mol de água. A 30 °C, verifica-se que a pressão de vapor dessa solução
é 4,0 kPa. Como o soluto glicose é não volátil, a pressão de vapor
medida é a pressão de vapor do solvente (água), pois a água é o único
componente dessa solução que evapora. Então, podemos dizer, de
maneira alternativa, que a pressão de vapor do solvente água, nessa
solução, é 4,0 kPa.
A solução B foi elaborada com 5 mol de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) em
95 mol de água. A 30 °C verifica-se que a pressão de vapor da água
nessa solução é 4,0 kPa.
Capítulo 8 • Propriedades coligativas para solutos não voláteis
91

Observações experimentais como as mostradas anteriormente permitiram elaborar generalizações
sobre o comportamento da pressão de vapor de um solvente quando nele é dissolvido
um soluto não eletrólito e não volátil.
A presença desse soluto provoca um abaixamento da pressão de vapor do solvente, o que é
conhecido como efeito tonoscópico.
Nas soluções A e B , foram dissolvidas, em quantidades iguais de água, quantidades iguais,
em mols, de glicose e de sacarose. Isso revela que o abaixamento de pressão de vapor provocado
pela presença do soluto depende da quantidade de matéria de partículas de soluto e não
da natureza desse soluto.
Iguais quantidades em mols de diferentes solutos não
eletrólitos e não voláteis, dissolvidas numa mesma
quantidade de solvente, a uma mesma temperatura, causam
o mesmo abaixamento na pressão de vapor do solvente na
solução quando comparado ao solvente puro.
O gráfico ao lado mostra a curva de pressão de vapor para a
água pura e para as soluções A e B .
Pressão (kPa, fora de escala)
4,2
4,0
Água
pura
30 °C
Soluções
A e B
Abaixamento
da pressão
de vapor (P)
Temperatura
3 A Lei de Raoult
O cientista francês François-Marie Raoult (1830-1901) fez uma ampla série de medidas experimentais
de pressão de vapor. A partir delas, pôde enunciar, em 1882, uma regularidade que é
atualmente conhecida como Lei de Raoult.
A pressão de vapor de uma solução (ou melhor, do solvente na solução) de soluto não eletrólito e não
volátil é igual ao produto da fração em quantidade de matéria (fração em mols) do solvente pela pressão
de vapor do solvente puro, numa dada temperatura.
P solução 5 x solvente ? P solvente puro
Solução A
n solvente
em que x solvente 5 fração em mols do solvente 5
__________________ x glicose ——––
5
——
5
0,05
n soluto 1 n 5 + 95 100
solvente
Em ambas as soluções, A e B , a fração em mols do soluto é 0,05 xe água
a do ——–– solvente 95
——
95é 0,95, como
5 + 95 100
mostrado nos esquemas abaixo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Solução A
x glicose ——––
5
——
5
0,05
5 + 95 100
x água ——––
95
——
95
0,95
5 + 95 100
Solução
B
x sacarose –——–
5
——
5
0,05
5 + 95 100
x água –——–
95
——
95
0,95
5 + 95 100
Unidade B • Propriedades coligativas
92
A 30 °C a pressão de vapor da água pura é 4,2 kPa. Fazendo uso da Lei de Raoult, calculamos a
Solução B
pressão de vapor do solvente na solução multiplicando esse valor pela fração em mols do solvente:
x sacarose –——–
5
——
5
0,05
P5 solução
+ 95 5100
x solvente ? P solvente puro 5 0,95 ? 4,2 kPa 5 4,0 kPa
Isso conduz ao x água valor –——–
95
experimentalmente ——
95
0,95 determinado, que é o mesmo para as soluções A e B ,
5 + 95 100
uma vez que a fração em mols do solvente é a mesma.
Para aplicar a Lei de Raoult às soluções a 40 °C, devemos empregar o valor da pressão de
vapor do solvente a 40 °C, que é 7,4 kPa. Isso nos conduz a:
P solução 5 x solvente ? P solvente puro 5 0,95 ? 7,4 kPa 5 7,0 kPa
As soluções que seguem a Lei de Raoult são chamadas soluções ideais.
Na prática, verifica-se que soluções bastante diluídas têm comportamento ideal. Em nossos
estudos, consideraremos as soluções como ideais.

4 Interpretação microscópica da Lei de Raoult*
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Os cálculos vistos anteriormente têm um interessante significado matemático. A fração em
mols do solvente, 0,95, pode ser considerada como 95%. Assim, nas soluções A e B , a pressão
de vapor da água é 95% da pressão de vapor da água pura.
Para interpretar a Lei de Raoult microscopicamente, vamos inicialmente imaginar a superfície
de água líquida pura em equilíbrio com vapor de água. Ao mesmo tempo que moléculas evaporam
da fase líquida, outras que estão na fase vapor condensam-se, ou seja, retornam à fase líquida.
Como há equilíbrio entre as fases (a extensão de cada uma delas permanece constante), isso
indica que a velocidade de evaporação é igual à velocidade de condensação.
No caso da solução, a presença de algumas moléculas de soluto na superfície da solução não
atrapalha o retorno das moléculas (condensação), mas dificulta a evaporação, pois na solução
há menos moléculas de solvente na superfície, ou seja, menos moléculas aptas a passar para
a fase vapor. Assim, é como se a presença do soluto “atrapalhasse” a vaporização do líquido, o
que acarreta a redução da sua pressão de vapor e o torna menos volátil.
Quanto maior a concentração de soluto,
Vapor de água
menor a fração em mols do solvente e, portanto,
menor a pressão de vapor do solvente
na solução.
Tudo se passa como se a presença das partículas de
soluto “atrapalhasse” a vaporização das moléculas
do solvente líquido, mas não a condensação das
moléculas que estão na fase vapor. (Moléculas
representadas esquema ticamente por esferas em
cores fanta siosas; moléculas do solvente em azul e
moléculas do soluto em verde.)
Solução aquosa
Desde há muito tempo, os habitantes das regiões áridas perceberam que os lagos de água salgada têm
menor tendência para secar que os lagos de água doce. Isso se deve ao efeito tonoscópico produzido pelos
sais dissolvidos na água, que são solutos eletrólitos e não voláteis. Veremos, mais à frente, que os solutos
do tipo eletrólito produzem um efeito tonoscópico mais acentuado do que se fossem do tipo não eletrólito
porque, graças à ionização ou à dissociação iônica, produzem maior quantidade de partículas dissolvidas.
Na foto, um lago de água salgada em região desértica.
Capítulo 8 • Propriedades coligativas para solutos não voláteis
O conteúdo deste tópico, embora pareça simplista, encontra total respaldo na Físico-química superior
* (cf. P. W. Atkins e J. de Paula. Physical Chemistry. 8. ed. Oxford, Oxford University Press, 2006. p. 144-145).
93

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErcício rEsolvido
1 Um aluno colocou 20 mL de água em dois copos
iguais. Dissolveu uma colherada (das de café) de
açúcar na água de um dos copos. Cobriu-os com
um pedaço de gaze, a fim de impedir a entrada de
insetos e sujeiras graúdas.
Deixou ambos os copos num mesmo local dentro
de sua casa e notou que, após alguns dias, a água de
um dos copos tinha “desaparecido” por completo.
a) Que palavra é mais adequada para uso em lugar
de “desaparecido”?
b) A água “desaparecida” deixou de ser a substância
água? Explique.
c) Por que a água do outro copo não “desapareceu”
totalmente?
d) Explique como um gráfico com duas curvas de
pressão de vapor permite explicar o resultado
dessa experiência.
Resolução
a) Vaporizado (ou evaporado).
b) Não, apenas passou da fase líquida para a fase
vapor.
c) A água em que se dissolveu o açúcar não evapora
com tanta facilidade porque, graças ao efeito
coligativo tonoscópico, tem pressão de vapor
mais baixa que a da água pura, o que dificulta
sua evaporação.
d) No gráfico a seguir aparecem as curvas de
pressão de vapor para água pura e para solução
aquosa de açúcar. Nele percebe-se que, em uma
mesma temperatura (por exemplo, a temperatura
do ambiente em que estão os frascos), a
pressão de vapor da solução é mais baixa.
Pressão
Pressão de vapor
de água pura
Pressão de vapor
de solução
Água pura
Solução
aquosa
de açúcar
a) a curva referente à água pura;
b) a curva referente à solução de sacarose;
c) a pressão de vapor da água pura, a 25 °C;
d) a pressão de vapor da solução, a 25 °C;
e) o abaixamento da pressão de vapor (Dp) do
solvente causado pela presença do soluto.
3 (Vunesp) Considere o gráfico abaixo, que representa
as variações das pressões máximas de vapor de
um solvente puro e duas soluções com diferentes
concentrações de um mesmo soluto nesse solvente,
em função da temperatura.
P externa P vapor 760
23,76
23,55
23,34
P v (mmHg)
ExErcício rEsolvido
x y z
25 t E t E t E t (°C)
Pode-se concluir que a curva:
a) x corresponde à solução mais concentrada.
b) y corresponde à solução mais concentrada.
c) z corresponde à solução mais diluída.
d) x corresponde ao solvente puro.
e) z corresponde ao solvente puro.
4 A pressão de vapor da água pura, a 25 °C, é 3,2 kPa.
Utilize a Lei de Raoult para prever a pressão de vapor,
a 25 °C, de uma solução de 0,10 mol de glicose
em 0,90 mol de água.
Resolução
0,90
x solvente 5 ___________
0,10 1 0,90 V x solvente 5 0,90
P solução 5 x solvente ? P solvente puro 5 0,90 ? 3,2 kPa
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Temperatura
P solução 5 2,88 kPa
Unidade B • Propriedades coligativas
2 Considere o gráfico abaixo, que apresenta duas
curvas de pressão de vapor.
Sabe-se que, no gráfico, uma curva se refere à água
pura e outra a uma solução aquosa de sacarose.
Desenhe esse gráfico em seu caderno e indique nele:
Pressão
Temperatura
A pressão de vapor da solução (isto é, do solvente
na solução) é 90% da pressão de vapor do solvente
puro, na mesma temperatura.
5 (ITA-SP) A 20 °C, a pressão de vapor da água em
equilíbrio com uma solução aquosa de açúcar é
igual a 16,34 mmHg. Sabendo que a 20 °C a pressão
de vapor da água pura é igual a 17,54 mmHg,
assinale a opção com a concentração CoRRETA da
solução aquosa de açúcar.
a) 7% (m/m).
b) 93% (m/m).
c) 0,93 mol ? L 21 .
d) A fração molar do açúcar é igual a 0,07.
e) A fração molar do açúcar é igual a 0,93.
94
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Exercícios adicionais

Seção 8.2
Aumento da temperatura
de ebulição (ebulioscopia)
❱❱ Objetivos
C Conceituar efeito
ebulioscópico.
C Comparar a
temperatura de início
de ebulição de soluções
de solutos não
voláteis e não
eletrólitos, sendo
conhecidas suas
concentrações.
Os resultados experimentais apresentados sobre a temperatura em
que se inicia a ebulição das amostras A a E permitem tirar conclusões
importantes.
Submetendo essas amostras ao aquecimento, a 101,3 kPa (1 atm),
verifica-se que a ebulição se inicia exatamente a 100,000 °C apenas para
a água pura.
A B C D E
100,000 °C 100,026 °C 100,026 °C 100,052 °C 100,052 °C
❱❱ Termos e conceitos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
• efeito ebulioscópico
Iguais quantidades
(mols) de diferentes
solutos não eletrólitos e
não voláteis, dissolvidas
numa mesma quantidade
de solvente, causam
o mesmo aumento na
temperatura em que se
inicia a ebulição desse
solvente na solução.
Fase
líquida
Fase
gasosa
A presença do
soluto torna o solvente
menos volátil e, portanto,
tudo se passa como se o
soluto “atrapalhasse” a
ebulição do solvente.
Água pura
0,05 mol de
glicose
1.000 g de água
0,05 mol de
sacarose
1.000 g de água
0,10 mol de
glicose
1.000 g de água
0,10 mol de
sacarose
1.000 g de água
Se as amostras de matéria A a E tiverem sua pressão de vapor determinada, em uma
mesma temperatura, qual será a ordem dessas pressões de vapor? Justifique a previsão.
A glicose e a sacarose são solutos não eletrólitos e não voláteis.
A concentração de partículas de soluto nas soluções B e C são iguais.
O mesmo se pode afirmar nas soluções D e E .
Os resultados revelam que, ao se adicionar um soluto não eletrólito e
não volátil à água pura (solvente puro), a temperatura em que se inicia a
ebulição do solvente na solução —— ou, simplesmente, a temperatura em
que se inicia a ebulição da solução —— aumenta.
O valor desse aumento é denominado efeito ebulioscópico (Dt E ).
Nas soluções B e C , o efeito ebulioscópico foi de 0,026 °C, e, nas soluções
D e E , foi de 0,052 °C.
Em nível microscópico:
Água
°C
101
100
Água e
açúcar
°C
101
100
Fase
líquida
Fase gasosa
Molécula
de açúcar
Capítulo 8 • Propriedades coligativas para solutos não voláteis
95

Seção 8.3
❱❱ Objetivos
C C
onceituar efeito
crioscópico.
C C
omparar a
temperatura de início
de solidificação de
soluções de solutos
não voláteis e não
eletrólitos, sendo
conhecidas suas
concentrações.
❱❱ Termos e conceitos
• efeito crioscópico
Abaixamento da temperatura
de solidificação (crioscopia)
Submetendo as amostras ao resfriamento, a 101,3 kPa (1 atm),
verifica-se que a solidificação se inicia exatamente a 0,000 °C apenas
para a água pura.
A B C D E
0,000 °C
Água pura
0,093 °C
0,05 mol de
glicose
1.000 g de água
0,093 °C
0,05 mol de
sacarose
1.000 g de água
0,186 °C
0,10 mol de
glicose
1.000 g de água
0,186 °C
0,10 mol de
sacarose
1.000 g de água
Os dados apresentados sobre a temperatura de início de solidificação
também permitem tirar importantes conclusões.
Ao se adicionar um soluto não eletrólito e não volátil à água pura (solvente
puro), a temperatura de solidificação do solvente na solução —— ou,
simplesmente, a temperatura de solidificação da solução —— diminui.
O valor absoluto dessa diminuição é chamada de efeito crioscópico
(Dt C ).
Nas soluções B e C , o efeito crioscópico foi de 0,093 °C, e nas soluções
D e E , foi de 0,186 °C.
Iguais quantidades (mols) de diferentes solutos não eletrólitos e não
voláteis, dissolvidas numa mesma quantidade de solvente, causam o
mesmo abaixamento na temperatura em que se inicia a solidificação
do solvente na solução.
Em nível microscópico:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
0
°C
–1
0
°C
–1
Unidade B • Propriedades coligativas
Fase
sólida
Fase
líquida
A presença do soluto “atrapalha” o congelamento das moléculas do solvente.
–2
–2
Fase
sólida
Soluto
96
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Texto: O uso de anticongelantes nos veículos em países frios

Seção 8.4
Analisando a ebulição
e o congelamento através de gráficos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
CCEsboçar, em um mesmo
par de eixos, o diagrama
de fases da água e o de
soluções aquosas de
solutos não voláteis e
não eletrólitos.
CCAnalisar, por meio
desses diagramas, os
efeitos ebulioscópico
e crioscópico.
❱❱ Termos e conceitos
• diagrama de fases
Pressão
101,3 kPa
(água pura)
e
e
Como se pode observar, a presença do soluto interfere nas temperaturas
em que ocorrem os processos de ebulição e de solidificação.
Vamos interpretar esses acontecimentos utilizando o diagrama de fa ses
da água.
O aumento da temperatura de início de ebulição do solvente é uma
consequência direta do abaixamento da pressão de vapor do solvente, já
que, para qualquer valor de temperatura, a pressão de vapor do solvente
na solução é menor que a do solvente puro. O gráfico ilustra essa
discussão. Em outras palavras, a presença do soluto torna o solvente
menos volátil e, portanto, tudo se passa como se o soluto “atrapalhasse”
a ebulição do solvente.
O aumento da temperatura de ebulição provocado pela presença de
um soluto não eletrólito e não volátil depende única e exclusivamente do
número de partículas (moléculas) do soluto dissolvidas numa certa quantidade
de solvente. Assim, quanto mais concentrada for a solução (maior
número de partículas do soluto em uma certa quantidade de solvente),
maior será a temperatura de início de ebulição do solvente.
O abaixamento da temperatura de solidificação do solvente na solução
é também conse quência direta das alterações que acontecem no diagrama
de fases. O gráfico permite visualizar esse abaixamento da temperatura
de solidificação.
O abaixamento da temperatura de solidificação provocado pela presença
de um soluto não eletrólito e não volátil depende única e exclusivamente
do número de partículas (moléculas) do soluto dissolvido numa certa quantidade
de solvente. Assim, quanto mais concentrada for a solução (maior
número de partículas do soluto em uma certa quantidade de solvente),
menor deverá ser a temperatura para que o solvente da solução comece
a solidificar.
t E ( e )
t E ( e )
100,000
100,026
100,052
Pressão
101,3 kPa
–0,186
–0,093
0,000
(água pura)
e
e
t c ( e )
t c ( e )
Capítulo 8 • Propriedades coligativas para solutos não voláteis
Temperatura (°C, fora de escala)
Temperatura (°C, fora de escala)
97

O porquê da adição de sal (NaC, (s)) à neve!
A utilização do sal, NaC, nas ruas cobertas
de gelo é uma aplicação óbvia da propriedade
coligativa de redução do ponto de congelamento
das soluções. O ponto de congelamento da água
pode ser diminuído a uma temperatura tão baixa
como –21,1 °C, em que o sal e a água formam
uma mistura eutética, numa composição de 23,3%
NaC. A adição do sal sólido ao gelo acima dessa
temperatura resultará na dissolução do sal em
uma pequena quantidade de água liberada do
gelo. Enquanto o sal sólido estiver disponível
para diminuir o ponto de congelamento abaixo da
temperatura ambiente, o gelo continuará a fundir.
É uma prática comum utilizar-se o sal para remover
o gelo das ruas das cidades, em zonas temperadas;
isso, porém, não seria apropriado para se usar em
Fairbanks, no Alasca, devido à temperatura típica de
inverno, em torno de –34,4 °C, situar-se bem abaixo
da temperatura na qual o sal e a água formam uma
solução líquida.
Fonte do texto:
Wendell M. Slabaugh e Theran D. Parsons, Química Geral.
2. ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos
Editorial. p. 164.
Nos países frios, durante o inverno, às vezes é jogado sal sobre a neve acumulada nas ruas, calçadas e estradas.
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ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade B • Propriedades coligativas
98
ExErcício rEsolvido
6 (UFS-SE) Considere três soluções aquosas obtidas
dissolvendo em 100 g de água:
I. 18,0 g de glicose (C 6 H 12 o 6 )
II. 17,1 g de sacarose (C 12 H 22 o 11 )
III. 13,5 g de frutose (C 6 H 12 o 6 )
Dentre essas soluções, sob mesma pressão, a de
maior e a de menor temperatura de ebulição são,
respectivamente:
a) I e II. c) II e I. e) III e II.
b) I e III. d) II e III.
Dados:
Massas molares (g/mol):
glicose ...................................................................180
frutose ..................................................................180
sacarose ...............................................................342
Resolução
Calculando a quantidade em mol de soluto,
temos:
18,0 g
I. n 5 ___________ V n 5 0,10 mol
180 g /mol
17,1 g
II. n 5 ___________ V n 5 0,05 mol
342 g /mol
13,5 g
III. n 5 ___________ V n 5 0,075 mol
180 g /mol
Como essas quantidades de solutos moleculares
estão dissolvidas em uma mesma massa (100 g) de
água, concluímos que I terá efeitos coligativos mais
acentuados, pois contém maior concentração de
partículas de soluto, e que II terá efeitos coligativos
menos acentuados, pois contém menor concentração
de partículas de soluto.
Alternativa a.

7 Água está em ebulição em uma panela e um cozinheiro
joga dentro dela uma colherada de açúcar.
Ele observa que a água para de ferver, mas retoma
a fervura após alguns instantes. Proponha uma
explicação para essas observações.
10 As banquisas (veja a foto abaixo) são placas de
gelo que se formam quando a água da superfície
do mar congela.
8 Algumas pessoas requentam em banho-maria o
café preparado, conforme a ilustração abaixo.
Sobre essa situação, cada um de cinco estudantes
afirmaram:
Café
Água pura
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Fornecimento
de calor
I. o café e a água do banho-maria começam a
ferver ao mesmo tempo.
II. o café vai ferver, mas a água do banho-maria não.
III. o café não vai ferver, mas a água do banho-
-maria sim.
IV. Nem a água do banho-maria nem o café podem
ferver.
V. o café e a água do banho-maria podem ferver,
mas o café começa a ferver primeiro.
Considerando o café uma solução aquosa de
solutos não voláteis, responda: com qual dessas
afirmações você concorda? Explique o raciocínio
que você usou.
9 Considere as seguintes amostras:
I. Água pura;
II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose;
III. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose.
Coloque-as em ordem crescente de:
a) pressão de vapor;
b) temperatura de início de ebulição;
c) temperatura de início de congelamento.
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Exercícios adicionais
Contudo, verifica-se em diversos locais que a água
do mar pode estar ainda líquida em temperaturas
um pouco inferiores a 0 °C.
Proponha uma explicação para isso.
11 (Unifesp) Numa síntese química, foi obtido um
sólido, que se supõe ser uma substância pura X.
Na determinação do ponto de fusão do sólido,
observou-se que:
I. o processo de fusão iniciou-se numa temperatura
bem inferior à tabelada para a substância
pura X.
II. o intervalo de temperatura medido entre o início
e o término do processo de fusão é grande.
Com base nessas observações, pode-se concluir
corretamente que:
a) o sólido obtido contém no mínimo duas substâncias.
b) o sólido obtido é constituído apenas por cristais
da substância pura X.
c) a quantidade de sólido utilizado na determinação
foi menor que a necessária.
d) a quantidade de sólido utilizado na determinação
foi maior que a necessária.
e) a pressão atmosférica local é maior do que a
pressão ao nível do mar.
Capítulo 8 • Propriedades coligativas para solutos não voláteis
99

UNIDADE B
Capítulo
9
A pressão osmótica é uma
propriedade coligativa.
Pressão osmótica
C
om o iminente esgotamento dos lençóis freáticos
do Arquipélago de Fernando de Noronha, no estado
de Pernambuco, a osmose reversa foi uma das alternativas
encontradas para obter água potável a partir
da água do mar. A osmose reversa é um método de
dessalinização e será estudada neste capítulo.
9.1 Membranas semipermeáveis
Existem membranas de permeabilidade
seletiva. Entre elas, são importantes
para nosso estudo as permeáveis
ao solvente, mas não ao soluto.
Nós as chamaremos de membranas
semipermeáveis.
9.2 Osmose
Quando uma solução está separada
da água pura por uma membrana
semipermeável, haverá fluxo efetivo
de água para a solução, através da
membrana. Esse fluxo é a osmose.
A água pode passar pela membrana
semipermeável em ambos os sentidos,
mas o fluxo efetivo é para o meio mais
concentrado.
9.3 Pressão osmótica
Se uma solução está separada da
água pura por uma membrana
semipermeável, existe um valor de
pressão que, aplicado sobre a solução,
impede a osmose. Esse valor é a pressão
osmótica da solução.
9.4 Osmose reversa e purificação
da água
Aplicando sobre a solução uma pressão
maior que a osmótica, ocorre osmose
reversa.

Seção 9.1
Membranas semipermeáveis
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivo
C CExplicar, no contexto
do estudo da osmose,
o que se entende
por membrana
semipermeável.
❱❱ Termos e conceitos
• membrana
semipermeável
Diálise 3 osmose
O grau de permeabilidade das membranas semipermeáveis
varia com o tipo de membrana. O celofane,
por exemplo, é permeável à água e pequenas
partículas de soluto —— moléculas ou íons —— mas
impermeável a grandes moléculas, como amido e
proteínas. Existem membranas especiais preparadas
para serem permeáveis somente à água e
completamente impermeáveis a qualquer soluto.
Dependendo do tipo de membrana que separa
soluções de diferentes concentrações, podem-se
observar dois fenômenos semelhantes, diálise e
osmose.
Quando uma membrana é permeável à água
e a pequenas partículas de soluto, chamamos o
Alguns materiais naturais têm uma interessante propriedade. Eles permitem
que determinadas substâncias os atravessem, mas outras não. Como a
palavra permeável significa “que deixa passar” e a palavra impermeável significa
“que não deixa passar”, tais materiais foram denominados materiais semipermeáveis,
pois são seletivos quanto às substâncias que os atravessam.
A membrana que reveste as células é um exemplo de material que apresenta
seletividade sobre certas moléculas de substâncias que a atravessam. As
moléculas de água, algumas outras moléculas pequenas e alguns íons hidratados
podem atravessar a membrana celular. Isso permite que substâncias
necessárias ao funcionamento da célula entrem nela. Também permite que
substâncias tóxicas produzidas por ela sejam eliminadas para o meio externo.
Moléculas muito grandes em geral não atravessam espontaneamente a membrana
celular, o que é importantíssimo para evitar que as células percam as
proteínas e outras substâncias vitais para o seu funcionamento saudável.
De modo bem simplista, podemos considerar que a permeabilidade seletiva
está relacionada à existência de minúsculos orifícios nos materiais semipermeáveis.
Esses orifícios, de dimensões microscópicas, possibilitam que
partículas menores que eles os atravessem, mas partículas maiores não.
Algumas membranas naturais e também algumas artificialmente produzidas
apresentam um caso interessante de semipermeabilidade: permitem a passagem
do solvente água, mas não de solutos nela dissolvidos. Essas membranas
semipermeáveis estão envolvidas num fenômeno denominado osmose.
processo de diálise e a referida membrana é denominada
membrana de diálise. Ela não permite
que moléculas maiores passem através dela.
Máquinas de rim artificial usam membranas de
diálise para ajudar a remover as pequenas moléculas
indesejáveis do sangue enquanto mantêm
suas grandes moléculas de proteínas.
Quando uma membrana semipermeável deixa
passar somente moléculas de solvente, esse movimento
é chamado osmose e a membrana com
características especiais necessária para observarmos
esse fenômeno é denominada membrana
osmótica. São membranas raras, porém possíveis
de serem feitas.
Capítulo 9 • Pressão osmótica
Paciente em hemodiálise. Separação de mistura, em laboratório químico, usando diálise.
101

Seção 9.2
Osmose
ão
sa
icose
l/L
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade B • Propriedades coligativas
102
C
❱❱ Objetivos
C Conceituar osmose.
C CEsquematizar
experimentos que
evidenciem a osmose.
C Comparar soluções
e decidir em que
sentido ocorre
osmose, caso sejam
separadas apenas
por uma membrana
semipermeável.
C Compreender um
modelo simplificado,
em nível microscópico,
para a ocorrência da
osmose.
❱❱ Termos e conceitos
Água
pura
D
Água pura.
O nível
da água
abaixa
• osmose
Membrana permeável
apenas ao solvente
Solução
aquosa
de glicose
1 mol/L
O nível da
solução sobe
devido à
entrada de
água.
A solução
fica mais
diluída
(M 1 mol/L)
1 O conceito de osmose
A figura A ilustra a situação inicial de uma experiência na qual uma
solução aquosa de glicose está separada de uma amostra de água pura
por meio de uma membrana semipermeável que só permite a passagem
da água, mas não de solutos nela dissolvidos.
Após algum tempo, verifica-se que o nível da água é mais alto na parte
do sistema em que está a solução, como ilustrado em B . Esse resultado
ilustra uma generalização feita pelos cientistas após muitas observações.
Quando uma membrana que permite apenas a passagem do solvente separa
água pura de uma solução aquosa, ocorre um fluxo efetivo de água através
da membrana em direção à solução.
A
Extremidade aberta
Dispositivo
de vidro
Água pura
Solução aquosa
de glicose
Membrana de
acetato de celulose,
que permite a
passagem de água,
mas não de glicose
A parte inferior do dispositivo é aberta.
Aqui, a água e a solução estão separadas
apenas pela membrana
O fluxo efetivo de solvente através de uma membrana permeável
apenas ao solvente é denominado osmose. Verifica-se que esse
fluxo ocorre espontaneamente O nível da do meio menos concentrado para o
D
solução sobe
meio mais concentrado.
Água pura.
devido à
O nível
entrada de
da água
água.
As figuras ao lado ilustram a ocorrência da osmose em uma
abaixa
A solução
aparelhagem ligeiramente fica mais diferente daquela apresentada nas
figuras A e B . A figura diluída C ilustra o sistema inicial, e a figura D , o
(M 1 mol/L)
sistema após algum tempo.
2 Interpretação microscópica da osmose
Microscopicamente, podemos interpretar a osmose como a passagem
de água por meio de orifícios existentes na membrana. Esses
orifícios são suficientemente pequenos para permitir a passagem de
água, mas não dos íons que carregam consigo uma camada de hidratação,
ou seja, uma camada de moléculas de água ao seu redor.
O fluxo de água ocorre pela membrana nos dois sentidos. Porém,
a ocorrência da osmose indica que o fluxo é mais intenso no sentido
do meio menos concentrado para o mais concentrado. Assim, há um
fluxo efetivo de água num dos sentidos, denominado osmose.
B
Após algum
tempo, o
nível da água
está mais alto
dentro do
dispositivo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

A figura E esquematiza a osmose em nível microscópico.
E
❱A cenoura da esquerda
está mergulhada em uma
solução concentrada de
NaC,, e o fluxo osmótico (de
água) é de dentro dela para
a solução de sal. A cenoura
da direita está em água pura.
Nesse caso, o fluxo osmótico
é para dentro da cenoura.
Íons
hidratados
Molécula
grande
Membrana
semipermeável
H 2 O
❱Fluxo osmótico através de uma membrana que é
seletivamente permeável à água. Substâncias dissolvidas
não são capazes de difundir através da membrana.
❱❱ Objetivos
C Conceituar pressão
osmótica.
C CEsquematizar
um experimento
que possibilite a
determinação da
pressão osmótica
de uma solução.
C Calcular a
pressão osmótica
de uma solução.
❱❱ Termos e conceitos
• pressão osmótica
F
Seção 9.3
Pressão osmótica
Em uma situação como a da figura C , da página anterior, verifica-se
experimentalmente que é possível impedir que a osmose ocorra. Isso
é conseguido aplicando-se uma pressão externa sobre a solução, o que
aparece esquematizado na figura F , abaixo.
Quando uma solução aquosa está separada da água pura por uma
membrana permeável apenas à água, o valor exato de pressão que
se deve aplicar sobre a solução para impedir a osmose é denominado
pressão osmótica da solução. Essa grandeza é representada pela
letra grega pi minúscula (p).
Na segunda metade do século XIX, o cientista holandês van’t Hoff verificou
que, para soluções diluídas de solutos não eletrólitos, a pressão osmótica
é diretamente proporcional à concentração em mol/L dessa solução
e à temperatura em que ela se encontra. Verifica-se experimentalmente
que a constante de proporcionalidade envolvida, curiosamente, apresenta
o mesmo valor que a constante universal dos gases, R.
A pressão osmótica (p) de uma solução diluída de soluto não eletrólito
é diretamente proporcional à concentração de partículas dissolvidas em
solução expressa em mol/L e à temperatura da solução na escala kelvin:
p 5 M solução ? R ? T
ou
p ? V solução 5 n soluto ? R ? T
Água
pura
Solução aquosa
de glicose
Exemplos de valores de R acompanhados das
unidades:
R 5 0,082
_______ atm ? L
mol ? K ;
mmHg ? L
R 5 62,3
__________
mol ? K ;
R 5 8,315
_______ kPa ? L
mol ? K
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Texto: Evaporação e condensação
❱
Jacobus Henricus
van’t Hoff (1852-1911),
físico-químico holandês,
foi a primeira pessoa a
receber o Prêmio Nobel
de Química, em 1901.

Seção 9.4
Osmose reversa e
purificação da água
Unidade B • Propriedades coligativas
❱❱ Objetivos
C CExplicar o que é
osmose reversa.
C CRelacionar utilidades
da osmose reversa.
❱❱ Termos e conceitos
• osmose reversa
• dessalinização da
água
Existem muitos equipamentos que alegam purificar a água. Mas o que
é purificação?
Como é possível, a partir da água impura, chegar à água própria para
consumo?
1 Técnicas de purificação da água
Filtração
Processo pelo qual são retiradas partículas suspensas (não dissolvidas)
em meio aquoso. A filtração retira a matéria suspensa em água, qualquer
que seja sua origem. Ao percorrer as tubulações desde as estações de
tratamento de água até a torneira do consumidor, a água arrasta consigo
a sujeira dos encanamentos e partículas que não foram retidas no tratamento.
Esse material e a sujeira acumulada nas caixas-d’água podem ser
retirados por filtros residenciais.
Adsorção
Quando as partículas presentes na água são muito pequenas, não podem
ser retidas pelos filtros, por menores que sejam os orifícios. Nesse caso,
recorre-se à adsorção, que consiste, comumente, no uso de um “filtro” de
carvão ativado, material em cuja superfície ficam aderidas (adsorvidas)
micropartículas presentes na água. Esse processo também é empregado
em residências para a retirada de substâncias que conferem mau odor à
água potável, como o excesso de cloro resultante do tratamento da água,
além de outras substâncias indesejáveis.
Esterilização
Vírus e bactérias presentes na água não são retirados pelos processos
acima descritos. Para eliminar esses agentes patogênicos, o processo mais
usado em grande e pequena escala é a cloração, que consiste na adição
de hipoclorito de sódio na água, promovendo a destruição por oxidação
de toda matéria orgânica existente, viva ou não. Pode-se também efetuar
a esterilização por meio da fervura da água.
As técnicas descritas em nível residencial são trabalhosas ou apresentam
inconvenientes, por esse motivo existem equipamentos capazes
de eliminar microrganismos de maneira contínua. Metais como o ouro e
a prata são germicidas e, por esse motivo, usados para esse fim. De fato,
houve tempo em que o uso de copos com bordas de ouro e talheres de
prata eram recomendados por suas propriedades bactericidas. Contudo,
o alto custo inviabilizou a continuidade do uso desse recurso, embora sais
ou óxidos de prata e prata metálica na forma coloidal ainda sejam usados
como bactericidas. Entretanto, o uso contínuo desses recursos não é garantia
de eficiência total no processo; é necessário que a água passe pelo
aparelho e fique em contato com o metal durante algum tempo, o que nem
sempre pode ser assegurado.
Por fim, antes de comprar seu aparelho de purificação de água, veja qual
o recurso utilizado e pondere se ele atende às suas necessidades.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
104

2 Osmose reversa
Para retirar o sal dissolvido na água (dessalinização da água), nenhum dos processos
anteriormente descritos funciona. O tratamento da água por filtração, carvão ativo etc. pode
produzir uma água de aparência cristalina, até isenta de microrganismos, mas nenhum deles é
capaz de retirar os sais nela dissolvidos.
É possível retirar os sais dissolvidos na água por destilação.
Uma maneira mais moderna de extrair água doce dos oceanos é a dessalinização por osmose
reversa. Atualmente, cerca de 1% da água potável do mundo é fornecida por aproximadamente
12.500 usinas de dessalinização. Uma das maiores e mais recentes entrou em funcionamento
em 2007, em Tampa, Flórida (EUA), e produz aproximadamente 95 milhões de litros de água dessalinizada
por dia.
E como é feito o processo de osmose reversa?
As figuras abaixo ilustram três possibilidades referentes à aplicação de uma pressão externa
sobre a solução presente na aparelhagem das figuras G , H e I . Consideremos que a pressão
osmótica da solução seja p e que a pressão externa aplicada seja P.
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G H I
Água
pura
P
Solução
aquosa
de glicose
Se a pressão
exercida sobre a
solução é menor
que , ocorre a
osmose, e o
solvente flui
para a solução
Água
pura
P
Solução
aquosa
de glicose
A pressão
externa é
aplicada para
impedir a
osmose.
É a pressão
osmótica ()
Água
pura
P
Solução
aquosa
de glicose
Caso a pressão
exercida sobre
a solução seja
maior que ,
não ocorre
osmose,
e o solvente
passa da
solução para
a água pura
(osmose reversa)
Na figura G , a pressão aplicada é menor que a pressão osmótica. Essa pressão é insuficiente
para impedir que a osmose ocorra. (Ela prossegue, contudo, mais lentamente, em decorrência
da pressão aplicada.)
Na figura H , estamos diante da situação que define a pressão osmótica. A pressão aplicada
é exatamente a necessária para impedir a osmose.
Na figura I , como a pressão aplicada é superior à pressão osmótica, ela força o fluxo
de solvente a ocorrer preferencialmente no sentido oposto ao espontâneo. Esse fluxo, denominado
osmose reversa, não é espontâneo. Ele só ocorre porque a pressão aplicada é
suficientemente alta. A osmose reversa tem como importante aplicação a obtenção de água
pura a partir da água do mar.
Dessalinizadores: são equipamentos destinados a produzir água potável a partir de água do
mar ou salobra (levemente salgada), empregando o processo de osmose reversa e membranas
osmóticas sintéticas. Um dessalinizador suporta condições bastante severas, principalmente
por envolver altas pressões de trabalho. São equipamentos de custo relativamente elevado,
mas, comparando-se com os custos normais de água encanada, pagam o investimento em um
período de 4 a 6 anos.
Capítulo 9 • Pressão osmótica
105

3 Usos e aplicações da osmose reversa
• Água potável: comunidades, embarcações comerciais e de recreio, plataformas off-shore
de exploração de petróleo, unidades militares (navios de guerra, faróis, unidades portáteis
etc.), hotéis, restaurantes, resorts etc. A pressão osmótica da água do mar é da
ordem de 27 atm. Essa é a pressão que deve ser aplicada à água do mar —— separada
da água pura por uma membrana que deixe passar apenas o solvente —— para impedir
que ocorra a osmose. Se a pressão exercida for superior a 27 atm, o fluxo osmótico
é invertido, e água pura pode ser obtida por osmose reversa. Em algumas regiões
desérticas existem usinas nas quais água pura é obtida a partir da água do mar por
meio da osmose reversa. A principal dificuldade envolvida nessa tecnologia refere-se
ao material da membrana semipermeável, já que ele deve resistir a altas pressões
sem se romper.
Esquema em nível microscópico de uma membrana semipermeável:
Alta pressão
Tubo permeável
Unidade B • Propriedades coligativas
106
Molécula
de água
Partícula de soluto
Saída de
água pura
Tubos de
membrana
semipermeável
• Sistemas industriais (água de elevada pureza) : indústria eletrônica e de semicondutores,
clínicas de hemodiálise, indústria farmacêutica e de alimentos, água de caldeira, água para
lavagem de filtros.
• Usos especiais: fábricas de gelo, hidroponia, aquacultura, processamento de filmes fotográficos,
concentração de leite, suco de tomate, suco de frutas, desalcoolização de cerveja
e vinho.
• Controle e tratamento de rejeitos (meio ambiente) : tratamento de metais, recuperação de
ouro, prata e outros metais preciosos, tratamento de rejeitos de indústrias têxteis e de
papel de celulose.
• A ideia da osmose reversa também é usada para a fabricação de equipamento de sobrevivência
para náufragos, permitindo que obtenham água pura a partir da água do mar.
Para um náufrago sem água há muitos dias, a ideia de beber água do mar é uma tentação
fatal. A água do mar não apresenta apenas cloreto de sódio, mas vários outros solutos,
entre os quais sais de magnésio. Embora nosso intestino apresente mecanismos que permitam
a absorção dos íons presentes nas comidas e nas bebidas, os íons magnésio (Mg 21 )
não são absorvidos com muita eficiência. Ao ingerir a água do mar, a concentração de íons
magnésio dentro do intestino aumenta muito e, por osmose, a água passa da circulação
sanguínea para o interior do intestino, provocando diarreia. Assim, o náufrago não só deixa
de saciar a sede, como também desidrata-se fatalmente por causa da diarreia. (Isso
que acabamos de falar sobre os íons magnésio também explica por que existem laxantes
baseados no hidróxido de magnésio —— o leite de magnésia —— e no sulfato de magnésio —— o
sal amargo ou sal de Epsom.)
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Equipamentos portáteis baseados na osmose reversa permitem que um náufrago aplique
pressão por meio de uma bomba manual, gerando pressão suficiente para produzir cerca de
4,5 L de água pura em cerca de uma hora. Já foi relatado o caso de um casal de náufragos
que permaneceu 66 dias no mar alimentando-se de peixe e obtendo água por meio de kits
de sobrevivência baseados na osmose reversa.
Kit de sobrevivência que permite obter água pura a partir
da água do mar por meio de osmose reversa.
❱Aparelho de produção de água pura em
grande escala por meio da osmose reversa.
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Animação: Osmose
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O cloreto de sódio e a osmose
Qual deve ser a concentração adequada de soluto no soro que
é administrado em pacientes?
Por que o sal ajuda a conservar a carne-seca?
As respostas a essas perguntas relacionam-se ao conceito
de osmose.
O sangue é formado por elementos celulares (glóbulos brancos,
glóbulos vermelhos e plaquetas) e por uma solução aquosa de vários
componentes, que é o soro sanguíneo. O soro sanguíneo apresenta
uma pressão osmótica bem definida, que é a mesma pressão osmótica
do líquido presente no interior das células sanguíneas.
Um glóbulo vermelho, por exemplo, se for colocado em uma solução
de pressão osmótica maior que ele, denominado meio hipertônico,
perderá água por osmose e murchará. Se for colocado em um
meio com pressão osmótica menor, um meio hipotônico, ganhará
água por osmose e inchará até estourar. Só em um meio com uma
pressão osmótica igual àquela de seu interior, um meio isotônico,
um glóbulo vermelho não corre o risco de murchar ou de estourar.
Assim, ao administrar na circulação de um paciente grandes
volumes de líquido, é necessário que esse líquido apresente a
mesma pressão osmótica do plasma sanguíneo.
O soro glicosado é uma solução aquosa 5% em massa de
glicose, que é uma solução isotônica ao sangue. Não oferece,
portanto, risco às células sanguíneas. O soro fisiológico é uma
solução aquosa de NaC, a 0,9% e também apresenta a mesma
pressão osmótica do sangue. Seu uso consiste numa maneira
de hidratar o paciente (repor água que foi perdida), sem risco de
afetar as células sanguíneas.
Na conservação da carne pela salga, produzindo a carne-seca
(jabá, charque, carne-de-sol), o cloreto de sódio retira a água da
carne, por osmose. Também retira água de microrganismos eventualmente
presentes, impedindo seu crescimento e sua atividade.
Assim, a carne é preservada por mais tempo. A salga do pescado
(por exemplo, o bacalhau) baseia-se no mesmo princípio.
❱A pressão osmótica do meio interno de
um glóbulo vermelho é igual à do plasma
sanguíneo. Na foto, glóbulo vermelho visto
ao microscópio eletrônico sob ampliação
aproximada de 8 mil vezes (imagem colorida
por computador).
❱A salga é uma técnica antiga para
conservar certos alimentos.
Capítulo 9 • Pressão osmótica
107

EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
1 As perguntas se referem à montagem experimental
esquematizada abaixo.
Água
pura
Solução
aquosa de
sacarose
Analise o gráfico e, a seguir, responda às questões.
a) Compare a concentração das soluções.
b) Considerando as soluções em uma mesma
temperatura (25 °C, por exemplo) coloque-as
em ordem crescente de pressão de vapor.
c) Qual das soluções tem maior temperatura de
início de ebulição?
d) Qual tem menor temperatura de início de congelamento?
e) Qual delas tem maior pressão osmótica?
Membrana permeável
apenas ao solvente
a) Em que sentido haverá fluxo espontâneo efetivo
de água através da membrana? Como se chama
esse fenômeno?
b) Como é denominada a pressão mínima necessária
para impedir tal fenômeno? Sobre qual dos
compartimentos deve-se aplicá-la?
2 Quando um pepino é usado para
fazer picles, ele é deixado por
vários dias mergulhado numa
salmoura (solução aquosa de sal
de cozinha).
a) Que se pode afirmar sobre
o aspecto final do pepino se
comparado ao inicial?
b) Como se pode explicar, físico-quimicamente, a
mudança de aspecto que se observa?
3 (USF-SP) Sabe-se que por osmose o solvente de uma
solução mais diluída atravessa uma membrana semipermeável
na direção da solução mais concentrada.
Sabe-se também que um peixe de água doce é hipertônico
em relação à água do rio e hipotônico em
relação à água do mar. Se um peixe de água doce
for colocado na água do mar ele:
a) morre porque entra água do mar no seu corpo.
b) morre porque sai água do seu corpo.
c) morre porque entra sal no seu corpo.
d) morre porque sai sal do seu corpo.
e) sobrevive normalmente.
EXERCÍCIO RESOLVIDO
5 Use a expressão mostrada no texto para estimar
a pressão osmótica, em atm, de uma solução
0,1 mol/L de glicose a 27 °C. Compare o resultado
com a pressão atmosférica ao nível do mar.
(Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol 1 ? K 1 )
Resolução
p 5 M solução ? R ? T
p 5 0,1 mol/L ? 0,082 ________ atm ? L
mol ? K ? 300K
p 5 2,46 atm
Essa pressão é 2,46 vezes a pressão atmosférica
ao nível do mar.
6 Qual apresenta maior pressão osmótica: uma
solução aquosa 18 g/L de glicose (C 6 H 12 O 6 ) ou uma
solução aquosa 18 g/L de sacarose (C 12 H 22 O 11 )?
Justifique.
7 (UFMS) A pressão osmótica média, p, do sangue
é 12,3 atm a 27 °C. Considerando a constante dos
(atm ? L)
gases, R, igual a 0,082 _________, que concentração
(K ? mol)
de glicose, C 6 H 12 O 6 , será isotônica com o sangue?
a) 2,0 mol/L. d) 0,025 mol/L.
b) 0,5 mol/L. e) 1,5 mol/L.
c) 1,0 mol/L.
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Unidade B • Propriedades coligativas
4 O gráfico abaixo apresenta as curvas de pressão
de vapor da água pura e de três soluções aquosas
de ureia (CH 4 N 2 O), de diferentes concentrações,
designadas por , e .
Pressão
Água
pura
Temperatura
8 (Vunesp) Isolou-se uma proteína de uma amostra de
soro sanguíneo. Uma dispersão coloidal de 685 mg
da referida proteína, em água suficiente para formar
10,0 mL de solução, tem uma pressão osmótica
de 0,28 atm a 7 °C (R 5 0,082 L ? atm ? mol 1 ? K 1 ).
Considerando a proteína como sendo um composto
covalente típico, sua massa molecular é:
a) 5,6 ? 10 3 g/mol.
b) 685 g/mol.
c) 6 ? 10 23 g/mol.
d) 12 ? 10 3 g/mol.
e) 12 ? 10 3 g/mol.
108
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Exercícios adicionais

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
UNIDADE B
Capítulo
10
O Ácidos, conhecimento bases e sais das são exemplos
propriedades de eletrólitos, dos solutos ácidos cujas e
das soluções bases aquosas é importante, são eletrolíticas pois
são (contêm substâncias íons). As presentes propriedades
em coligativas nosso cotidiano. dessas soluções
dependem da quantidade total
de 21.1 partículas Substâncias dissolvidas orgânicas em certa
quantidade versus substâncias de solvente. Cada íon,
seja inorgânicas proveniente de ionização, seja
de Na dissociação química as substâncias iônica, é são
considerado classificadas uma partícula.
como orgânicas ou inorgânicas.
10.1 Propriedades coligativas para
21.2 Conceituação de ácidos
soluções de eletrólitos não voláteis
e bases
A equação química de ionização ou
Podemos definir ácidos e bases a
de dissociação iônica permite calcular
partir
a quantidade total de partículas
de algumas observações
provenientes da dissolução de um
experimentais.
eletrólito em água.
10.2 A linguagem matemática da
ebulioscopia e da crioscopia para
solutos de natureza molecular
e iônica
O efeito ebulioscópico e o efeito
crioscópico são ambos proporcionais
à molalidade total de partículas
dissolvidas. As constantes de
proporcionalidade são denominadas,
respectivamente, constante
ebulioscópica e constante crioscópica.
Propriedades
coligativas para
soluções eletrolíticas
G
rande parte dos seres que vivem imersos na
água do mar não sobreviveria por longos períodos
na água doce ou, pelo menos, não viveria em
condições normais. Isso acontece porque eles são
adaptados às condições de salinidade (concentração
de eletrólitos) do ambiente marinho.

Seção 10.1
Propriedades coligativas para
soluções de eletrólitos não voláteis
❱❱ Objetivos
C CEscrever a equação
química de ionização ou
de dissociação iônica e
utilizá-la para calcular
a quantidade total de
partículas provenientes
da dissolução de um
eletrólito em água.
C Comparar a
intensidade dos
efeitos coligativos de
diferentes soluções,
eletrolíticas ou não.
Como foi apresentado, as propriedades coligativas das soluções são
aquelas propriedades que dependem da quantidade de partículas de soluto
presentes em uma certa quantidade de solvente, mas não da natureza
dessas partículas.
Vimos até aqui os efeitos coligativos causados em um solvente (H 2 O) por
solutos de natureza molecular, ou seja, não eletrólitos (as partículas em solução
são moléculas). Veremos agora os efeitos coligativos causados por solutos de
natureza iônica, ou seja, os eletrólitos (as partículas em solução são íons).
Foram determinadas experimentalmente as temperaturas de ebulição
(t E ) e as temperaturas de congelamento (t C ) de várias soluções à pressão
de 101,3 kPa (1 atm).
A
t E = 100,000 °C t E = 100,052 °C
t E 100,156 °C
t C = 0,000 °C t C 0,186 °C t C 0,372 °C t C 0,558 °C
H 2 O pura
B C D
0,10 mol de glicose em
1.000 g de água
t E
= 100,104 °C
0,10 mol de NaC em
1.000 g de água
0,10 mol de CaC 2 em
1.000 g de água
Submetendo essas amostras ao aquecimento, a 101,3 kPa, verifica-se que
a ebulição se inicia exatamente a 100,000 °C apenas para a água pura.
Submetendo as amostras ao resfriamento, a 101,3 kPa, verifica-se
que o congelamento se inicia exatamente a 0,000 °C apenas para a
água pura.
Apesar de as soluções B , C e D apresentarem a mesma quantidade em
mols de soluto, os efeitos coligativos das soluções de solutos iônicos (NaC,
e CaC, 2 ) são diferentes da solução de soluto molecular (glicose). Por quê?
A glicose é um soluto não eletrólito, o que equivale a dizer que,
quando dissolvida em água, a glicose sólida simplesmente tem as suas
moléculas separadas. Isso pode ser assim equacionado:
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C 6 H 12 O 6 (s)
H 2 O (,)
@@#
C 6 H 12 O 6 (aq)
Unidade B • Propriedades coligativas
1 mol de glicose sólida 1 mol de moléculas aquosas
Essa equação nos informa que, para cada mol de glicose dissolvida, há
um mol de partículas de soluto (moléculas, no caso) na solução.
O cloreto de sódio (NaC,) e o cloreto de cálcio (CaC, 2 ) são compostos
iônicos. Dissolvidos em água, sofrem dissociação iônica. Isso faz com que,
para cada mol de soluto dissolvido, haja mais de um mol de partículas de
soluto (íons, no caso) na solução.
NaC, (s)
H 2 O (,)
@@#
Na 1 (aq) 1 C, 2 (aq)
1 mol de sal sólido 2 mol de íons aquosos
CaC, 2 (s)
H 2 O (,)
@@#
Ca 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
1 mol de sal sólido 3 mol de íons aquosos
110

Pela proporção em mols expressa nas equações anteriores, concluímos que:
• Na solução B , há 0,1 mol de partículas dissolvidas em 1.000 g de água.
• Na solução C , há 0,2 mol de partículas dissolvidas em 1.000 g de água.
• Na solução D , há 0,3 mol de partículas dissolvidas em 1.000 g de água.
Em decorrência disso, os efeitos coligativos da solução C são o dobro dos efeitos da solução
B , e os efeitos coligativos da solução D são o triplo dos efeitos da solução B , como mostram
as tabelas 1 e 2, abaixo.
Tabela 1
Efeito ebulioscópico das
Tabela 2
Efeito crioscópico das
soluções B , C e D
soluções B , C e D
8 2
C 0,104 8 3 C 0,372
8 2 8 3
Solução Efeito ebulioscópico (°C)
Solução Efeito crioscópico (°C)
B 0,052
B 0,186
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D 0,156
Análise microscópica
H 2 O (,)
1 C 6 H 12 O 6 (s) @@#
1 C 6 H 12 O 6 (aq)
0,1 mol de glicose 0,1 mol de
partículas dissolvidas
A temperatura de ebulição da solução aumentou em 0,052 °C e
a temperatura de congelamento diminuiu em 0,186 °C em relação à
água pura.
H 2 O (,)
1 NaC, (s) @@# 1 Na 1 (aq) 1 1 C, 2 (aq)
0,1 mol de NaC, 0,2 mol de
partículas dissolvidas
A temperatura de ebulição da solução aumentou em 0,104 °C e a
temperatura de congelamento diminuiu em 0,372 °C, ou seja, o dobro
dos efeitos provocados pela glicose.
H 2 O (,)
1 CaC, 2 (s) @@#
1 Ca 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
0,1 mol de CaC, 2 0,3 mol de
partículas dissolvidas
A temperatura de ebulição da solução aumentou em 0,156 °C e a
temperatura de congelamento diminuiu em 0,558 °C, ou seja, o triplo
dos efeitos provocados pela glicose.
Lembre-se: Os efeitos coligativos dependem unicamente do número
de partículas do soluto não volátil numa certa quantidade de
solvente e não da natureza do soluto.
D 0,558
Ao trabalhar com soluções de solutos do tipo eletrólito, deve-se levar em conta que é
a quantidade total de partículas dissolvidas numa certa quantidade de solvente que
determina a intensidade das propriedades coligativas da solução.
B
C
100,052 °C
–0,186 °C
100,104 °C
0,372 °C
D
100,156 °C
0,558 °C
C 6 H 12 O 6 (aq)
Glicose (aq)
Na (aq)
C (aq)
NaC (aq)
C (aq)
Ca 2 (aq)
C (aq)
CaC 2 (aq)
Capítulo 10 • Propriedades coligativas para soluções eletrolíticas
111

Pressão osmótica 3 distribuição da seiva nas árvores
Um dos principais fatores na absorção de água pelas raízes das
plantas é a pressão osmótica. Para que uma planta absorva água do
solo, sua seiva precisa ser mais concentrada em solutos do que a água
existente no solo. Se isso não ocorrer, o que pode ser causado pela
aplicação errada de fertilizantes ou de sal no solo, a planta não obtém
a água de que precisa. Ela pode secar e morrer.
Quando as plantações são muito irrigadas, mas pouco drenadas,
tende a haver um acúmulo de sais minerais no solo, tornando-o salgado
demais para o desenvolvimento das sementes. Muitas terras cultiváveis
já foram perdidas por esse processo. Cerca de 1/4 da terra no Iraque com
potencial para irrigação — terras que já foram chamadas de “crescente
fértil” — contém sal demais para as sementes. Alguns historiadores acreditam
que o colapso da civilização sumeriana, no sul do Iraque, pode ter
ocorrido não apenas pelos ataques de estrangeiros, mas também pelo
excesso de salinização do solo, causando a falta de alimentos.
Solo desertificado por excesso de
salinização.
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Texto: A osmose e as células vivas
Unidade B • Propriedades coligativas
ExErcícIos EssENcIAIs
1 (UCSal-BA) À mesma temperatura, tem menor
pressão de vapor-d’água a água:
a) do mar. d) mineral.
b) de torneira. e) de piscina.
c) de rio.
ExErCíCiOS rESOlvidOS
2 Três soluções foram preparadas dissolvendo-se,
separadamente, em 1.000 g de água, as quantidades
lis tadas abaixo das seguintes substâncias
sólidas:
Solução — 0,1 mol de ureia (CH 4 N 2 O, não eletró
li to)
Solução — 0,1 mol de brometo de potássio (KBr)
Solução — 0,1 mol de brometo de magnésio
(MgBr 2 )
a) Utilize equações químicas para representar
o processo que ocorre quando cada um dos
solutos se dissolve.
b) Com base nessas equações, responda se a
quantidade de partículas (íons, moléculas)
dissolvidas é igual nas três soluções.
Resolução
a) CH 4 N 2 O (s) # CH 4 N 2 O (aq)
KBr (s) # K 1 (aq) 1 Br 2 (aq)
MgBr 2 (s) # Mg 21 (aq) 1 2 Br 2 (aq)
b) Não. Dissolvido em 1.000 g de água, há, na solução:
0,1 mol de moléculas CH 4 N 2 O;
0,2 mol de íons (0,1 mol de K 1 e 0,1 mol de
Br 2 ) e
0,3 mol de íons (0,1 mol de Mg 21 e 0,2 mol de
Br 2 ).
3 Compare as três soluções da questão anterior
quanto ao:
a) efeito ebulioscópico;
b) efeito crioscópico.
Resolução
a) O efeito ebulioscópico é mais acentuado em
e menos acentuado em . Assim, a sequência
de temperatura de início de ebulição será:
, , .
b) O efeito crioscópico é mais acentuado em e
menos acentuado em . Assim à medida que as
soluções são resfriadas, a sequência de temperatura
de início de congelamento será: (efeito
crios cópico menos acentuado; temperatura de
início de congelamento mais alta), , .
4 Considere o gráfico ao lado.
a) Associe as soluções da
questão 2 às curvas de
A B C
pressão de vapor do
gráfico.
b) Compare as pressões
de vapor das três soluções,
numa mesma
temperatura.
Temperatura
Resolução
a) A curva de pressão de vapor da água pura estaria
acima da curva A .
Solução — curva A ; efeito tonoscópico menos
acentuado.
Solução — curva B .
Solução — curva C ; efeito tonoscópico mais
acentuado.
b) A ordem crescente de pressões de vapor é ,
, .
Pressão
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112

5 (UEM-PR) Considere as figuras a seguir, a 25 °C, e
assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
for de água pura e as outras duas de água salgada,
podemos afirmar que:
Pressão de vapor (atm)
h A
h B
h C
I
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
A B C
(01) A 25 °C, os três líquidos A, B e C possuem
pressão de vapor diferentes, portanto possuem
volatili dades diferentes.
(02) Se forem adicionados 1 g de NaC< em C e 1 g
de sacarose em B, a diferença entre h B e h C irá
aumentar.
(04) O líquido B é o mais volátil dentre os três
líquidos.
(08) O valor da pressão de vapor de cada um dos líquidos
pode ser obtida através do respectivo valor de
h, da densidade do líquido dentro do manômetro
e do valor da aceleração da gravidade.
(16) O líquido B deve ser menos polar que os líquidos
A e C.
(32) Caso se duplique o volume do recipiente B, na
temperatura de 25 °C, a pressão de vapor do
líquido remanescente cairá à metade.
(64) Se a densidade do líquido dentro dos
manôme tros diminuir, os valores de h A , h B e
h C também diminuirão.
Responda com a soma dos números das proposições
corretas.
6 (Vunesp) Foram preparadas, em separado, soluções
aquo sas de concentração 1,0 mol ? L 21 das seguintes
substâncias: NaC< (cloreto de sódio); Na 2 O (óxido
de sódio); C 12 H 22 O 11 (sacarose). Os frascos foram
numerados como 1, 2 e 3. Solicitou-se a um estudante
que identificasse as soluções realizando
experimentos no laboratório. Os resultados obtidos
são apresentados na tabela.
Solução
Meio
Comportamento
quanto à condutividade
elétrica
Temperatura
de ebulição
1 neutro isolante T 1
2 básico condutor T 2
3 neutro condutor T 3
Com base nas informações fornecidas e sabendo
que as equações químicas para as dissoluções são
NaC< (s) 1 H 2 O (<) # Na 1 (aq) 1 C< 2 (aq)
Na 2 O (s) 1 H 2 O (<) # 2 Na 1 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
C 12 H 22 O 11 (s) 1 H 2 O (<) # C 12 H 22 O 11 (aq)
é correto afirmar que:
a) T 1 , T 2 , T 3 . d) T 2 , T 3 , T 1 .
b) T 1 , T 3 , T 2 . e) T 3 , T 1 , T 2 .
c) T 2 , T 1 , T 3 .
7 (UFPE) O gráfico a seguir representa a pressão de
vapor (eixo das ordenadas), em atm, em função
da temperatura (eixo das abscissas), em °C, de
três amostras, I, II e III. Se uma dessas amostras
1,0
ExErCíCiO rESOlvidO
II
III
t I
t II
t III
Temperatura (°C)
a) a amostra I é a amostra de água salgada.
b) a amostra I é a mais volátil.
c) a amostra II é mais concentrada que a amostra III.
d) a amostra I é a menos volátil.
e) na temperatura t III e 1 atm a amostra II ainda
não entrou em ebulição.
8 (UFRGS-RS) Analise as soluções aquosas abaixo
discriminadas:
I. C 12 H 22 O 11 0,040 mol/L
II. AgNO 3 0,025 mol/L
III. Na 2 CO 3 0,020 mol/L
IV. MgC< 2 0,010 mol/L
Qual das afirmações abaixo é correta, considerando
que as espécies iônicas estão 100% ionizadas?
a) A pressão de vapor da solução III é mais alta
que a pressão de vapor da solução IV.
b) O ponto de congelamento da solução IV é o mais
alto de todas as soluções acima.
c) A pressão osmótica da solução II é maior do que
a pressão osmótica da solução III.
d) A solução I tem ponto de ebulição mais elevado
do que o ponto de ebulição da solução II.
e) O ponto de ebulição da solução I é o mais baixo
de todas as soluções acima.
Resolução
I. contém 0,040 mol de partículas de soluto (moléculas)
por litro.
II. contém 0,050 mol de partículas de soluto (íons
Ag 1 e NO 2 3 ) por litro.
III. contém 0,060 mol de partículas de soluto (íons
Na 1 e CO 22 3 ) por litro.
IV. contém 0,030 mol de partículas de soluto (íons
Mg 21 e C< 2 ) por litro.
Portanto, a magnitude dos efeitos coligativos segue
a ordem: IV (menor magnitude), I, II, III (maior
magnitude).
Agora vamos analisar as alternativas.
a é incorreta. A solução III é a que tem maior
abaixamento da pressão de vapor e, por isso, terá
a menor pressão de vapor. Já a solução IV é a que
terá maior pressão de vapor.
Capítulo 10 • Propriedades coligativas para soluções eletrolíticas
113

b é correta. A solução IV é a que tem menor efeito
crioscópico. Ela apresenta, portanto, temperatura de
início de congelamento mais alta que as demais.
c é incorreta. A solução III apresenta efeitos coligativos
mais acentuados que as demais. Apresenta,
portanto, pressão osmótica maior do que II.
d e e são incorretas. A ordem do efeito ebulios có pi co
das soluções é: IV (menos acentuado), I, II, III (mais
acentuado). Então, a ordem das temperaturas de
início de ebulição é: IV (menor), I, II, III (maior).
Alternativa b.
9 (UFRJ) Certas propriedades físicas de um solvente,
tais como temperatura de ebulição e de solidificação,
são alteradas quando nele dissolvemos um
soluto não volátil. Para verificar esse fato, quatro
I II III IV
0,2 mol de
MgSO 4
sais distintos foram dissolvidos em frascos contendo
a mesma quantidade de água, como indica
o esquema a seguir:
0,1 mol de
K 2
SO 4
0,1 mol de
A 2
(SO 4
) 3
0,1 mol de
ZnSO 4
a) Coloque as soluções I, II, III e IV em ordem crescente
de abaixamento da temperatura de so lidi
fi ca ção que ocorre devido à adição do soluto.
b) Sabendo que o volume final da solução do frasco
II é de 3 litros, calcule a concentração de K 2 SO 4 ,
em g/L.
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Exercícios adicionais
Unidade B • Propriedades coligativas
114
Seção 10.2
❱❱ Objetivo
C CQuantificar os
efeitos ebulioscópico
e crioscópico, em
soluções eletrolíticas
ou não.
❱❱ Termos e conceitos
• molalidade
• constante
ebulioscópica
• constante crioscópica
Temperatura de início de ebulição
da solução
Dt E
Molalidade (w)
Dt C
Adiciono a t E
Dt E = K E ? w
Dt C = K C ? w
Subtraio de t C
Temperatura de início de congelamento
da solução
A linguagem matemática da
ebulioscopia e da crioscopia para
solutos de natureza molecular e iônica
A elevação do ponto de ebulição e o abaixamento do ponto de congelamento
são diretamente proporcionais à concentração do soluto expressa
em molalidade (W).
As equações matemáticas que relacionam a elevação do ponto de ebulição
(Dt E ) e o abaixamento do ponto de congelamento (Dt C ) com a molalidade são:
Dt E K E ? W
Dt E K E ? M
Dt C K C ? W
em que W indica a molalidade total de partículas de soluto.
As constantes de proporcionalidade K E e K C , denominadas respectivamente
constante ebulioscópica e constante crioscópica, dependem única e
exclusivamente da natureza do solvente. Para o solvente água temos:
K E 0,52 °C/molal
K C 1,86 °C/molal
Observação:
As equações acima são válidas para soluções ideais (muito diluídas).
No caso de uma solução diluída ter como solvente a água (solução
aquosa), a concentração expressa pela molalidade (W) é praticamente igual
à concentração em quantidade de matéria (M). Nesse caso, temos:
Dt C K C ? M
em que M deve representar a concentração total de partículas dissolvidas
em solução, expressa em mol ? L 21 .
Lembre-se de que os efeitos coligativos dependem do número de
partículas dissolvidas em uma determinada quantidade de solvente.
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ExErcícIos EssENcIAIs
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ExErCíCiOS rESOlvidOS
10 Qual será o abaixamento da temperatura de congelamento
de uma solução aquosa 0,05 molal de
glicose?
K C 1,86 °C/molal
Resolução
Cálculo do número de partículas de glicose dissolvidas
em 1 kg de água:
1 C 6 H 12 O 6 (s) # 1 C 6 H 12 O 6 (aq)
0,05 mol 0,05 mol
A molalidade total de partículas de soluto é
W 0,05 molal, ou W 0,05 mol ? kg 21 . Assim:
Dt C K C ? W 1,86 ? 0,05 0,093 °C
11 Qual será o aumento da temperatura de ebulição
e o abaixamento da temperatura de congelação
de uma solução aquosa 0,05 molal de Cr 2 (SO 4 ) 3 ,
supondo o sol uto totalmente dissociado?
K C 1,86 °C/molal, K E 0,52 °C/molal
Resolução
Cálculo do número de partículas Cr 2 (SO 4 ) 3 dissolvidas
em 1 kg de água:
1 Cr 2 (SO 4 ) 3 (s) # 2 Cr 31 (aq) 1 3 SO 22 4 (aq)
0,05 mol 0,10 mol 0,15 mol
0,25 mol de partículas
A molalidade total de partículas de soluto é
W 0,25 molal, ou W 0,25 mol ? kg 21 . Assim:
Dt C K C ? W 1,86 ? 0,25 0,465 °C
Dt E K E ? W 0,52 ? 0,25 0,130 °C
12 (UFMT) Calcule o abaixamento da temperatura do
ponto de congelamento de uma solução aquosa,
que contém 72 g de glicose dissolvida em 800 g de
água, sabendo-se que a constante crioscópica da
água é 1,86 °C ? molal 21 .
13 (UEL-PR) Uma solução aquosa de glicose apresenta
concentração 0,50 molal. Calcular a elevação do ponto
de ebulição da água, em graus Celsius (constante
ebu lios cópica molal da água 0,52 °C/molal).
a) 5,2. d) 0,26.
b) 2,6. e) 0,13.
c) 0,52.
14 (Unicamp-SP) O cloreto de potássio é muitas vezes
usado em dietas especiais como substituto de cloreto
de sódio.
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Exercícios adicionais
O gráfico a seguir mostra a variação do sabor de
uma solução aquosa de cloreto de potássio em
função da concentração deste sal.
Porcentagem média de gosto
100
80
60
40
20
0
Doce
Amargo
Salgado
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração de KC em mol/L
Ao se preparar uma sopa (1,5 litro), foi colocada a quantidade
mínima de KC< necessária para se obter sabor
“salgado”, sem as componentes “amargo” e “doce”.
a) Qual a quantidade, em gramas, de KC< adicionado
à sopa?
b) Qual a pressão osmótica p, a 57 °C, desta solução
de KC<? p cRT, onde c é a concentração de partículas
em mol/L, R 0,082 L ? atm ? K 21 ? mol 21 ,
T é a temperatura absoluta.
15 (UFG-GO) Dois frascos com água, com capacidade
de 500 mL cada um foram colocados no congelador
de um refrigerador doméstico. Em um, dissolveu-
-se 175,0 g de sal de cozinha. Por falha na vedação
térmica da porta, a temperatura mínima obtida no
congelador é de 25 °C. Considerando que a constante
do ponto de congelamento da água (K C ) é de
1,86 K ? kg ? mol 21 , pergunta-se: os líquidos dos dois
frascos irão solidificar? Justifique.
16 (UFPI) Em 1 kg de água do mar, os principais componentes
presentes são:
Na 1 0,458 mol C< 2 0,533 mol
Mg 21 0,052 mol SO 22 4 0,028 mol
Sabendo que a constante crioscópica corresponde
a 1,86 K ? kg/mol, indique o ponto de congelamento
da água do mar.
a) 21 °C. c) 23 °C. e) 25 °C.
b) 22 °C. d) 24 °C.
17 (UFMT) Em países frios, se deixarmos um automóvel
parado ao relento, durante uma noite de inverno, a
água do radiador poderá solidificar-se, arrebentando
o próprio radiador ou outras partes do sistema de
arrefecimento. Para evitar que isso aconteça, costuma-se
adicionar etilenoglicol (CH 2 OH—CH 2 OH) à
água do radiador. Calcule a massa de etilenoglicol
que deve ser adicionada, por quilograma de água,
para que ela só comece a solidificar-se a 10 °C
abaixo de zero (constante criométrica molal da
água 1,86 °C/molal; massas atômicas: H 1;
C 12).
Capítulo 10 • Propriedades coligativas para soluções eletrolíticas
115

EstABElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE B
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Solução líquida
tem
tem
1
Solvente líquido
a proporção relativa de
ambos determina a
pode
atravessar
tem
Pressão de
vapor
Unidade G B • Substâncias Propriedades inorgânicas coligativas
atenção no
cálculo
se forem
Solutos que
produzem
soluções
iônicas
Efeito
tonoscópico
Abaixamento
da pressão
de vapor
responsável
pelas
são
essa passagem
do solvente pela
membrana é
chamada de
é o é o é o é a
regida
pela
Lei de Raoult
Concentração
total de
partículas de
soluto
Propriedades
coligativas
usada, por
exemplo, na
Membrana
permeável
somente ao
solvente
pressão superior
a ela acarreta a
impedida
quando se
aplica a
Efeito
3 4
crioscópico
Aumento da
temperatura
de início de
ebulição
7
Dessalinização
da água do
mar
5
2
Pressão
exatamente
necessária para
impedir a osmose
Variações de
temperatura
que
corresponde
ao
Equilíbrio
entre líquido
e vapor
faz
parte
do
gráfico
relativo a
influenciadas
por
graficamente
expressa na
Curva de
pressão de
vapor
permite
avaliar a
Influência da
pressão
sobre o ponto
de ebulição
6
Mudanças
de fases
Variações de
pressão
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
116

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFMG) Esta figura mostra dois termômetros – A e B –, cujos bulbos estão dentro de
uma caixa fechada e isolada termicamente:
Termômetro A
Termômetro B
Chumaço
de algodão
molhado
com etanol
Chumaço de algodão
molhado com
solução de açúcar
em etanol
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Etanol
Os bulbos e os chumaços de algodão dos termômetros A e B estão em contato com a
atmosfera saturada de vapor de etanol e todo o sistema está a 25 °C.
Usando-se as seringas mostradas na figura, molha-se o chumaço de algodão preso no
bulbo do termômetro A com etanol puro e, simultaneamente, o chumaço de algodão
preso no bulbo do termômetro B com uma solução de açúcar em etanol.
1. INDIQUE se, no momento em que ambos os chumaços de algodão são molhados
pelos respectivos líquidos, à mesma temperatura, a pressão de vapor do etanol no
algodão do termômetro A é menor, igual ou maior que a pressão de vapor da solução
no algodão do termômetro B.
JUSTIFIQUE sua resposta.
Depois de os chumaços terem sido molhados com os respectivos líquidos, observa-se
um aumento da quantidade de líquido que molha o algodão no termômetro B.
2. INDIQUE se a temperatura no termômetro B diminui, permanece constante ou
aumenta.
JUSTIFIQUE sua indicação, comparando a velocidade de evaporação e condensação
do solvente sobre o líquido no termômetro B.
Sugestão de encaminhamento
1
Reveja o diagrama de fases de uma substância pura,
dando especial atenção a uma das curvas desse
diagrama, a curva de pressão de vapor do líquido.
2
Recorde os efeitos coligativos provocados por um
soluto molecular não volátil, que é o caso do açúcar.
3
Empregando o conceito de efeito tonoscópico, compare
a pressão de vapor do etanol puro com a pressão de
vapor do etanol em uma solução de açúcar em etanol.
Responda ao item 1.
4
A atmosfera interna do recipiente está saturada com
vapor de etanol, proveniente da evaporação do etanol
líquido que está no recipiente. A pressão desse vapor
que satura o ambiente é maior ou menor do que a
pressão de vapor do etanol na solução do algodão do
termômetro B? O que acontecerá mais rapidamente
nesse algodão: evaporação ou condensação de etanol?
5
Lembrando que a evaporação de um líquido absorve
calor e a condensação de um líquido libera calor,
responda ao item 2.
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
117

Moderna plus
Unidade B
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Soluto(s)
2 – Osmose
3 – Efeito ebulioscópico
4 – Pressão osmótica
5 – Abaixamento da temperatura de início de congelamento
6 – Diagrama de fases
7 – Osmose reversa
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Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
É difícil cozinhar no Everest?
Diz-se que um líquido encontra-se em ebulição quando a pressão de vapor
das bolhas formadas no processo é igual ou superior à pressão externa.
Em um recipiente aberto, a pressão externa será a pressão atmosférica e,
quando a pressão das bolhas formadas for igual ou superior à atmosférica,
ocorrerá o processo de ebulição do líquido.
Não é muito difícil notar que, à medida que a pressão atmosférica for
diminuindo, mais facilmente será alcançada a pressão de vapor da bolha necessária
para a ebulição e menor será a temperatura de ebulição do líquido.
Na tabela 1 podemos observar as temperaturas de ebulição da água (na escala
Celsius) em função da altitude do local, sempre tomando como base o nível
do mar. Perceba que, quanto maior a altitude, menor a camada de ar e, por
consequência, menor a pressão atmosférica exercida sobre o líquido, o que
implica um processo de ebulição a uma temperatura inferior à de um local
com menor altitude.
Tabela
Localidade
Altitude em relação ao
nível do mar (m)
Temperatura aproximada
de ebulição da água (°C)
Rio de Janeiro 0 100
São Paulo 750 97
Campos do Jordão 1.628 95
Cidade do México 2.240 92
La Paz 3.636 88
Monte Kilimanjaro 5.895 82
Monte Everest 8.845 74
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A água ferve a 100 °C ao nível do mar. No alto do monte Everest, a água ferve,
aproximadamente, a 74 °C.
fabio colombini
timothy g. laman/national geographic-getty images

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
john van hasselt/corbis/latinstock
Em regiões altas, a pressão atmosférica é menor do que ao
nível do mar, devido à diminuição da camada de ar sobre o dado
local. Por isso, os líquidos entram em ebulição mais facilmente
em grandes altitudes. Quanto maior a altitude, menor será a
temperatura de ebulição e menor será a pressão reinante.
De modo geral, a cada quilômetro acima do nível do mar,
a temperatura de ebulição diminui 3 °C. Assim, se numa dada
altitude a água ferver a 66 °C teremos 34 : 3 5 11 km, ou seja, no
alto de uma montanha de 11 km de altura; o Everest está lá pelos
8,5 km; logo 8,5 ? 3 5 25,5; 100 2 25,5 5 74,5 °C (essa é aproximadamente
a temperatura da água a ferver no alto do Everest).
Cozinhar algum alimento em uma panela aberta no
alto de uma montanha, por exemplo, será um processo
mais lento do que se cozinhássemos no nível do mar.
Sabemos que a temperatura é importante até no simples
ato de preparar um chá. Por isso, embora a água ferva mais
facilmente no alto de uma montanha, há um aspecto negativo
nessa questão: cozinhar alimentos em recipientes abertos fica
mais difícil, além de o chá ou café aquecidos nessa temperatura
não terem o mesmo gosto.
Você entendeu a leitura?
1 (Mackenzie-SP)
Local
Altitude em relação ao nível do mar (m)
Rio de Janeiro 0
Cidade do México 2.240
São Paulo 750
Monte Everest 8.845
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Nos locais acima citados, foram colocadas batatas para cozinhar em
panelas abertas idênticas, mesmo volume de água. É de se esperar
que as batatas fiquem cozidas, em menos tempo,
a) no Rio de Janeiro, pois a temperatura de ebulição da água é menor
do que nos outros locais.
b) no Monte Everest, pois, quanto maior for a altitude, maior é a
temperatura de ebulição da água.
c) em São Paulo, pois, quanto maior for a poluição atmosférica, menor
será a temperatura de ebulição.
d) na Cidade do México, por estar mais próxima do equador.
e) no Rio de Janeiro, pois, ao nível do mar, a água ferve a uma temperatura
mais elevada.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas para solutos
não voláteis
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O uso de anticongelantes nos veículos
em países frios
Quando congela, a água se expande a ponto de quebrar concreto, pedras
e até mesmo radiadores de veículos. Nos países frios, para prevenir danos
nos radiadores, são dissolvidos compostos não voláteis anticongelantes na
água de refrigeração. No caso do Canadá, é necessário o uso de uma substância
capaz de garantir proteção até 240 °C, obtida com uma solução 50 : 50 do
anticongelante.
O anticongelante mais utilizado para esse fim é o etilenoglicol (C 2 H 6 O 2 ).
Ele dissolve-se facilmente na água, não é corrosivo e apresenta alto ponto
de ebulição (197 °C). Por ser não volátil, ele não evapora na solução. Assim,
anticongelante à base de etilenoglicol não congela no inverno e não ferve
durante o funcionamento normal do radiador. Porém, ele é tóxico para o ser
humano e os demais animais, e vem sendo substituído pelo propilenoglicol,
(CH 3 CHOHCH 2 OH), menos tóxico.
Metanol (CH 3 OH; P.E. 5 65 °C) e etanol (CH 3 CH 2 OH; P.E. 5 78 °C) podem
ser usados como anticongelantes. Uma vantagem é que são mais baratos,
porém têm como desvantagem o fato de evaporarem lentamente deixando
o radiador desprotegido.
Propilenoglicol
(CH 3 CHOHCH 2 OH)
sérgio dotta jr./cid
sérgio dotta jr./cid
No inverno, em países
frios, metanol é adicionado
aos tanques de gasolina de
automóveis para evitar o
congelamento das linhas de
combustível.
Para evitar o envenenamento acidental,
pode-se usar o anticongelante propilenoglicol,
menos tóxico que o etilenoglicol.
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Metanol
(CH 3 OH)
the next
Etilenoglicol
(CH 2 OHCH 2 OH)
O etilenoglicol, componente principal dos
anticongelantes automobilísticos, é completamente
miscível com a água. O glicol incolor é tingido de verde
para aumentar a visibilidade. Cães e gatos são atraídos
pelo cheiro e sabor do etilenoglicol, porém ele é tóxico.
Alguns mililitros podem ser fatais para pequenos animais
e crianças. Num primeiro estágio, o animal parece estar
embriagado, mas, 12 a 36 horas após a ingestão, os rins
param de funcionar e o animal entra em coma.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas para solutos
não voláteis
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (UFRN) Em locais de inverno rigoroso, costuma-se adicionar uma certa
quantidade de etileno glicol à água dos radiadores de automóveis.
O uso de uma solução, em vez de água, como líquido de refrigeração,
deve-se ao fato de a solução apresentar
a) menor calor de fusão.
b) menor ponto de congelamento.
c) maior ponto de congelamento.
d) maior calor de fusão.
2 (ITA-SP) Esboce graficamente o diagrama de fases (pressão versus
temperatura) da água pura (linhas cheias). Neste mesmo gráfico,
esboce o diagrama de fases de uma solução aquosa 1 mol kg 21 em
etilenoglicol (linhas tracejadas).
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Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Evaporação e condensação
Um efeito interessante do abaixamento da pressão de vapor é mostrado
nas fotos abaixo:
Água
A
Solução
concentrada
B
Vazio
A
Solução
diluída
B
FOTOS: sérgio dotta jr./cid
Foto 1. Foto 2.
Um béquer contendo água pura e um outro contendo uma solução concentrada
de açúcar (com um corante) são colocados um do lado do outro, sob
uma campânula (foto 1). À medida que o tempo passa o nível do líquido no
béquer contendo a solução eleva-se e o nível da água pura no outro béquer
cai (foto 2). Eventualmente, por evaporação e condensação, toda a água é
transferida para a solução.
A água tende a migrar espontaneamente de uma região onde sua pressão
de vapor é alta para uma região onde é baixa. Em A # B o movimento das
moléculas de água ocorre através do ar preso na campânula.
E por analogia...
Neste caso uma membrana osmótica separa a água pura (C) de uma
solução aquosa (D). O solvente em cada solução tem sua “tendência de
escape”, que se comporta como a pressão de vapor. Assim, a “tendência
de escape” da água de C é maior que a de D, assim como a pressão de vapor de A
é maior que a de B.
Em C # D as moléculas de água migram por osmose através de uma
membrana semipermeável.
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C
D
Água pura
5% de açúcar
95% de água
Membrana
semipermeável
Altura da
coluna de
solução
D
C

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Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (UnB-DF) Um aluno, interessado em estudar as propriedades de soluções,
colocou em uma caixa dois copos contendo volumes iguais
de soluções aquosas de um mesmo soluto não volátil, fechando-a
hermeticamente, conforme ilustra a figura a seguir.
Solução mais
concentrada
Solução menos
concentrada
I
II
A solução contida no copo I era mais concentrada que a contida
no copo II. A temperatura externa à caixa permaneceu constante
durante o experimento.
Acerca das observações que poderiam ser feitas a respeito desse
experimento, julgue os itens seguintes [em certos ou errados].
(1) Após alguns dias, o volume da solução contida no co po I di minuirá.
(2) As concentrações das soluções nos dois copos não se alterarão
com o tempo porque o soluto não é volátil.
(3) O ar dentro da caixa ficará saturado de vapor-d’água.
(4) Após alguns dias, as duas soluções ficarão com a mes ma pressão
de vapor.
2 (ITA-SP) Dois frascos abertos, um contendo água pura líquida (frasco
A) e o outro contendo o mesmo volume de uma solução aquosa
concentrada em sacarose (frasco B), são colocados em um recipiente
que, a seguir, é devidamente fechado. É CORRETO afirmar, então, que,
decorrido um longo período de tempo,
a) os volumes dos líquidos nos frascos A e B não apresentam alterações
visíveis.
b) o volume do líquido no frasco A aumenta, enquanto o do frasco
B diminui.
c) o volume do líquido no frasco A diminui, enquanto o do frasco B
aumenta.
d) o volume do líquido no frasco A permanece o mesmo, enquanto
o do frasco B diminui.
e) o volume do líquido no frasco A diminui, enquanto o do frasco B
permanece o mesmo.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas para
soluções eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
A osmose e as células vivas
A B C
Uma célula é colocada numa
solução isotônica. Não há
entrada nem saída de água
porque a concentração de
solutos dentro e fora da célula
é a mesma.
Uma célula é colocada numa
solução hipertônica, em que
a concentração de solutos
fora da célula é maior do que
dentro. Há um fluxo de água
para fora da célula, causando
sua desidratação. Como
consequência a célula murcha
(crenagem) e pode morrer.
Uma célula é colocada numa
solução hipotônica, em que
a concentração de solutos
fora da célula é menor do
que dentro. Há um fluxo de
água para dentro da célula,
fazendo com que ela inche e
provavelmente se rompa (lise).
Você entendeu a leitura?
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1 (Vunesp) Injeções endovenosas de glicose são
aplicadas em pessoas que estão alcoolizadas.
A solução de glicose, que é injetada nas veias desses
pa cientes, deve ser isotônica em relação ao
sangue, para não lesar os glóbulos vermelhos.
Considerando que o sangue humano possui
uma pressão osmótica (p) da ordem de
7,8 atmosferas:
a) qual deve ser o valor da pressão osmótica
da injeção endovenosa a ser aplicada no
paciente alcoo liza do?
b) demonstre através de cálculos que o soro fisiológico,
utilizado nas injeções endovenosas,
é solução com concentração M 5 0,16 mol/L
em cloreto de sódio (NaC,).
Considere: R 5 0,082 ​ ________ atm ? L ​; T 5 298 K e
mol ? K
p 5 MRTi
Comentário dos autores:
O fator i que aparece na equação fornecida no final da
questão é conhecido como fator de van’t Hoff. Quando
se utiliza na equação M como a concentração, em
mol/L, da solução preparada, o fator i faz a correção de
tal modo que M ? i seja a concentração total, em mol/L,
de partículas dissolvidas. Assim, por exemplo, i 5 1 para
C 6 H 12 O 6 , i 5 2 para NaC, e i = 3 para MgC, 2 .
2 (Unifesp) Uma solução aquosa contendo 0,9%
de NaC, (chamada de soro fisiológico) ou
uma solução de glicose a 5,5% são isotônicas
(apresentam a mesma pressão osmótica) com
o fluido do interior das células vermelhas do
sangue e são usadas no tratamento de crian ças
desidratadas ou na administração de injeções
endovenosas.
a) Sem calcular as pressões osmóticas, mostre
que as duas soluções são isotônicas a uma
mesma temperatura.
b) O laboratorista preparou por engano uma
solução de NaC,, 5,5% (em vez de 0,9%).
O que deve ocorrer com as células vermelhas
do sangue se essa solução for usada em uma
injeção endovenosa? Justifique.
Dados: As porcentagens se referem à relação
massa/volume.
Massas molares em g/mol:
NaC, ...................................... 58,5
Glicose ................................... 180

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Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(ITA-SP) Sabe-se que 1,00 mol de uma substância molecular, dissolvida em 1,00 kg
de sulfeto de carbono, produz uma elevação de 2,40 °C na temperatura de ebulição
do mesmo. Verificou-se que 2,40 g de um elemento, dissolvidos em 100 g daquele
solvente, aumentaram sua temperatura de ebulição de 0,464 °C. Sabendo-se que a
massa atômica desse elemento é 31,0, calcula-se que o número de átomos existentes
na molécula do elemento dissolvido é:
a) 1 b) 2 c) 4 d) 6 e) 8
Sugestão de encaminhamento
1.
Utilize os dados da primeira frase do enunciado para calcular a constante crioscópica
(K C ) do sulfeto de carbono, CS 2 .
2.
Revise o significado dos termos elemento químico e substância química. Recorde
que usamos um símbolo para representar um elemento e usamos uma fórmula para
representar uma substância. Também revise a diferença entre substância simples e
substância composta.
3.
Interprete o que significa a palavra “elemento” no contexto da segunda frase do enunciado:
trata-se de uma substância simples formada por esse elemento. Usando X como o
símbolo do elemento, a substância pode ser representada pela fórmula X n , em que n é a
atomicidade, ou seja, o número de átomos de X na molécula.
4.
Com os dados da segunda frase do enunciado e o valor de K C , calculado anteriormente,
pode-se determinar a massa molar da substância X n .
5.
Agora, de posse da massa molar e também da massa atômica de X, fornecida na última
frase do enunciado, pode-se determinar n, resolvendo o problema proposto.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa E.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas para solutos
não voláteis
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa B.
2 2
P
S
L
V
T
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Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 1 – F
2 – F
3 – V
4 – V
2 Alternativa C.
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Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas para soluções
eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 a) 7,8 atm
b) p 5 M ? R ? T ? i
7,8 5 M ? 0,082 ? 298 ? 2
M 5 0,16 mol/L
2 Em 100 mL de solução há 0,9 g de NaC,:
0,9 g
n(NaC,) 5 ​___________
​ 5 0,015 mol
58,5 g /mol
Como o NaC, se dissocia ionicamente em Na 1 e C, 2 , a quantidade
de partículas de soluto é:
n(Na 1 ) 1 n(C, 2 ) 5 0,03 mol
Em 100 mL de solução há 5,5 g de glicose:
n(C 6 H 12 O 6 ) 5 __________ 5,5 g
​ ​ 5 0,03 mol
180 g /mol
Assim, ambas as soluções são isotônicas, pois têm o mesmo número
de partículas de soluto em um dado volume de solução.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (FGV-SP) Um estudante, utilizando um equipamento
específico, aqueceu dois líquidos,
A e B, nas mesmas condições experimentais,
monitorou a temperatura e descreveu, de forma
gráfica, a relação da temperatura com o tempo
decorrido no experimento.
Temperatura
B
A
Tempo
Ele concluiu sua pesquisa fazendo as seguintes
afirmações:
I. O líquido B tem pressão de vapor mais baixa
que a do líquido A.
II. O líquido A permanece no estado líquido
por um intervalo de temperatura maior.
III. Somente o líquido B pode ser uma substância
pura.
Das conclusões do estudante, é correto o que
ele afirmou apenas em
a) I. c) I e II. e) II e III.
b) II. d) I e III.
2 (Unifesp) No final de junho de 2006, na capital
paulista, um acidente na avenida marginal ao
rio Pinheiros causou um vazamento de gás,
deixando a população preocupada. O forte odor
do gás foi perceptível em vários bairros próximos
ao local. Tratava-se da substância química
butilmercaptana (C 4 H 9 k SH), que é um líquido
inflamável e mais volátil que a água, utilizado
para conferir odor ao gás liquefeito de petróleo
(GLP). A substância tem como sinônimos químicos
butanotiol e álcool tiobutílico.
Sobre a butilmercaptana, são feitas as seguintes
afirmações:
I. Apresenta massa molar igual a 90,2 g/mol.
II. Apresenta maior pressão de vapor do que
a água, nas mesmas condições.
III. É menos densa que o ar, nas mesmas condições.
São corretas as afirmações contidas em
a) I, II e III. d) II e III, apenas.
b) I e II, apenas. e) I, apenas.
c) I e III, apenas.
3 (Unifesp) Dois experimentos foram realizados
em um laboratório de química.
Experimento 1: Três frascos abertos contendo,
separadamente, volumes iguais de três solventes,
I, II e III, foram deixados em uma capela
(câmara de exaustão). Após algum tempo,
verificou-se que os volumes dos solventes nos
três frascos estavam diferentes.
I II III
Experimento 2: Com os três solventes, foram
preparadas três misturas binárias. Verificou-se
que os três solventes eram miscíveis e que não
reagiam quimicamente entre si. Sabe-se, ainda,
que somente a mistura (I 1 III) é uma mistura
azeotrópica.
a) Coloque os solventes em ordem crescente de
pressão de vapor. Indique um processo físico
adequado para separação dos solventes na
mistura (I 1 II).
b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura
3 tempo) para a mistura (II 1 III), indicando
a transição de fases. Qual é a diferença
entre as misturas (II 1 III) e (I 1 III) durante
a ebulição?
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Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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Exercício resolvido
4 Sabe-se que o éter é mais volátil que a acetona,
que é mais volátil que o etanol (álcool comum),
que é mais volátil que a água.
a) Numa mesma temperatura, qual é a ordem
crescente de pressão de vapor desses
líquidos?
b) Esboce, em um mesmo gráfico, as curvas de
pressão de vapor desses quatro líquidos.
c) Coloque esses líquidos em ordem crescente
de ponto de ebulição, numa mesma pressão.
Resolução
a) A ordem crescente é: água, etanol, acetona,
éter.
b) Pressão
Éter
Acetona
Etanol
Água
Temperatura
c) A ordem crescente é: éter, acetona, etanol,
água.
5 (Unicamp-SP) As pressões de vapor dos líquidos
A e B, em função da temperatura, estão representadas
no gráfico abaixo.
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
Pressão (atm)
A
0 10 20 30 40 50 60 70
B
80
Te mperatura (°C)
6 (UFMG) Um balão de vidro, que contém água, é
aquecido até que essa entre em ebulição.
Quando isso ocorre,
• desliga-se o aquecimento e a água para de
ferver;
• fecha-se, imediatamente, o balão; e, em
seguida,
• molha-se o balão com água fria; então,
• a água, no interior do balão, volta a ferver por
alguns segundos.
Assim sendo, é CORRETO afirmar que, imediatamente
após o balão ter sido molhado, no
interior dele,
a) a pressão de vapor da água aumenta.
b) a pressão permanece constante.
c) a temperatura da água aumenta.
d) a temperatura de ebulição da água diminui.
7 (UFRGS-RS) Em uma cidade do interior gaúcho,
observou-se que a água ferve a 98,2 °C. Com
base nessa informação, pode-se deduzir que:
a) a pressão de vapor da água nessa cidade, a
98,2 °C, é exatamente igual à pressão de vapor
da água, na temperatura de 100 °C, ao nível
do mar.
b) a pressão de vapor da água nessa cidade é
maior que a pressão de vapor da água ao
nível do mar, para a mesma temperatura.
c) a pressão de vapor da água é diretamente
proporcional à pressão atmosférica.
d) nessa cidade a pressão de vapor da água a
98,2 °C é exatamente 1 atm.
e) nessa cidade a pressão atmosférica é igual à
pressão de vapor da água a 98,2 °C.
8 (UFJF-MG) Os recipientes I e II, de mesma capacidade,
contêm volumes diferentes de água
destilada e são aquecidos pela mesma fonte de
calor. Sabe-se que o calor específico é a quantidade
de calor necessária para aumentar em 1 °C
a temperatura de 1 g do material e, ainda, que
o calor específico da água é igual a 1 cal/g ? °C e
sua densidade é 1,00 g/cm 3 .
a) Sob pressão de 1 atm, qual a temperatura
de ebulição de cada um desses líquidos?
b) Qual dos líquidos apresenta maior pressão
de vapor a 50 °C e qual o valor aproximado
dessa pressão? I II

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
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Sobre esse experimento, é CORRETO afirmar
que:
a) a água contida no recipiente I entrará em
ebulição a uma temperatura mais alta do que
a água contida no recipiente II.
b) a água contida no recipiente II entrará em
ebulição a uma temperatura mais alta do que
a água contida no recipiente I.
c) a água contida no recipiente II entrará em
ebulição num tempo menor do que a água
contida no recipiente I.
d) a água contida no recipiente I entrará em
ebulição num tempo menor do que a água
contida no recipiente II.
e) nos recipientes I e II, a água entrará em ebulição
no mesmo instante.
9 (FGV-SP) Considere clorofórmio, etanol e
água, todos líquidos, à temperatura ambiente.
A dependência das pressões de vapor dos três
líquidos em função da temperatura é mostrada
no gráfico a seguir.
Pressão (mmHg)
1.000
800
600
400
200
0
0
10
Clorofórmio
20
30
Etanol
40 50 60 70 80
Temperatura (°C)
Água
90 100 110
No topo de uma certa montanha, a água ferve a
80 °C. Nesse local, dentro dos limites de erro de
leitura dos dados, pode-se afirmar que
a) a pressão atmosférica é igual a 800 mmHg.
b) o clorofórmio, em sua temperatura de ebulição,
apre senta pressão de vapor igual à do
etanol a 60 °C.
c) o etanol entrará em ebulição a uma temperatura
menor que a do clorofórmio.
d) a água apresenta forças intermoleculares
mais fracas que as dos outros dois líquidos.
e) o etanol entrará em ebulição a 78 °C.
10 (Furg-RS) São feitas as seguintes afirmações:
I) A água, como substância pura, ferve sempre
a 100 °C, independentemente da altitude do
local em que se encontre.
II) A uma certa temperatura T, um líquido “A”
é mais volátil do que a água se a sua pressão
de vapor for maior do que a pressão de
vapor de água na temperatura T.
III) Mediu-se a pressão de vapor de água em
dois frascos A e B, evacuados e contendo,
respectivamente, 50 mL e 100 mL de água
pura. A pressão de vapor medida no frasco
A é a metade daquela medida no frasco B.
Assinale a alternativa com a(s) afirmativa(s)
correta(s):
a) I, II e III. c) II e III. e) Apenas II.
b) I e II. d) Apenas III.
(Enem-MEC) Texto comum às questões 11 e 12:
A panela de pressão permite que os alimentos
sejam cozidos em água muito mais rapidamente
do que em panelas convencionais. Sua tampa
possui uma borracha de vedação que não deixa
o vapor escapar, a não ser através de um orifício
central sobre o qual assenta um peso que controla
a pressão. Quando em uso, desenvolve-se
uma pressão elevada no seu interior. Para a sua
operação segura, é necessário observar a limpeza
do orifício central e a existência de uma válvula
de segurança, normalmente situada na tampa.
O esquema da panela de pressão e um diagrama
de fase da água são apresentados abaixo.
Pressão (atm)
5
4
3
2
1
0
0
Vapor
Líquido
20
Válvula de
segurança
Diagrama de fase da água
Líquido
Vapor
40 60 80 100 120 140 160
Temperatura (°C)
11 (Enem-MEC) A vantagem do uso de panela de
pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos
e isto se deve:
a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão
externa.
b) à temperatura de seu interior, que está acima
da temperatura de ebulição da água no local.
c) à quantidade de calor adicional que é transferida
à panela.
d) à quantidade de vapor que está sendo liberada
pela válvula.
e) à espessura da sua parede, que é maior que
a das panelas comuns.
12 (Enem-MEC) Se, por economia, abaixarmos o fogo
sob uma panela de pressão logo que se inicia a
saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente
a manter a fervura, o tempo de cozimento:
a) será maior porque a panela “esfria”.
b) será menor, pois diminui a perda de água.
c) será maior, pois a pressão diminui.
d) será maior, pois a evaporação diminui.
e) não será alterado, pois a temperatura não
varia.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
13 (UFG-GO) O diagrama de fases da água é representado
abaixo.
P/mmHg
15 (Fuvest-SP) O diagrama esboçado abaixo mostra
os estados físicos do CO 2 em diferentes pressões
e temperaturas. As curvas são formadas por
pontos em que coexistem dois ou mais estados
físicos.
760
73
4,6
Pressão (atm)
67
sólido
líquido
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As diferentes condições ambientais de temperatura
e pressão de duas cidades, A e B,
influenciam nas propriedades físicas da água.
Essas cidades estão situadas ao nível do mar e
a 2.400 m de altitude, respectivamente. Sabe-
-se, também, que a cada aumento de 12 m na
altitude há uma mudança média de 1 mmHg na
pressão atmosférica. Sendo a temperatura em
A de 25 °C e em B de 235 °C, responda:
a) Em qual das duas cidades é mais fácil liquefazer
a água por compressão? Justifique.
b) Quais são as mudanças esperadas nos pontos
de fusão e ebulição da água na cidade B com
relação a A?
14 (UFRJ) O UF 6 gasoso produzido na etapa de fluoração
é condensado para armazenamento e posterior
enriquecimento. O diagrama esquemático de
equilíbrio de fases do UF 6 é apresentado a seguir:
Pressão (atm)
12
10
8
6
4
2
Sólido
0,01
Líquido
100 T/°C
Gás
20 40 60 80 100 120 140 160
Temperatura (°C)
a) Apresente a temperatura de ebulição do UF 6
a 10 atm.
b) Indique a temperatura e a pressão em que as
três fases (líquida, sólida e gasosa) estejam
simultaneamente em equilíbrio.
5
1
–78
–57
gás
Temperatura (°C)
25 31
Um método de produção de gelo-seco (CO 2
sólido) envolve:
I. compressão isotérmica do CO 2 (g), inicialmente
a 25 °C e 1 atm, até passar para o
estado líquido;
II. rápida descompressão até 1 atm, processo no
qual ocorre forte abaixamento de temperatura
e aparecimento de CO 2 sólido.
Em I, a pressão mínima a que o CO 2 (g) deve ser
submetido para começar a liquefação, a 25 °C, é
y e, em II, a temperatura deve atingir x.
Os valores de y e x são, respectivamente,
a) 67 atm e 0 °C.
b) 73 atm e 278 °C.
c) 5 atm e 257 °C.
d) 67 atm e 278 °C.
e) 73 atm e 257 °C.
16 (UFRGS-RS) O CO 2 sólido é denominado gelo-
-seco por sublimar sob pressão atmosférica,
dando origem ao CO 2 gasoso. A sublimação
ocorre porque
a) a pressão correspondente ao ponto triplo do
CO 2 é superior a 1 atmosfera.
b) o CO 2 líquido é instável.
c) o CO 2 é um gás de difícil liquefação.
d) a pressão de vapor do CO 2 sólido é inferior a
1 atmosfera.
e) as forças de van der Waals entre as moléculas
de CO 2 são pouco intensas.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas
para solutos não voláteis
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 Considere as seguintes amostras:
I. Água pura
II. Solução aquosa 0,1 mol/L de sacarose
III. Solução aquosa 0,2 mol/L de sacarose
a) Coloque-as em ordem crescente de pressão
de vapor.
b) Em qual das soluções — II ou III — o efeito
tonoscópico é maior? Por quê?
2 (Fuvest-SP) Numa mesma temperatura, foram
medidas as pressões de vapor dos três sistemas
abaixo.
3 (UFSCar-SP) As curvas de pressão de vapor, em
função da temperatura, para um solvente puro,
uma solução concentrada e uma solução diluída
são apresentadas na figura abaixo.
Pressão de vapor
I
II
x
100 g de benzeno
y
z
5,00 g de naftaleno dissolvidos em
100 g de benzeno (massa molar do
naftaleno 5 128 g/mol)
5,00 g de naftaleno dissolvidos em
100 g de benzeno (massa molar do
naftaleno 5 228 g/mol)
Os resultados, para esses três sistemas, foram:
105,0, 106,4 e 108,2 mmHg, não necessariamente
nessa ordem. Tais valores são, respectivamente,
as pressões de vapor dos sistemas
105,0 106,4 108,2
a) x y z
b) y x z
c) y z x
d) x z y
e) z y x
Considerando que as soluções foram preparadas
com o mesmo soluto não volátil, pode-se
afirmar que as curvas do solvente puro, da
solução concentrada e da solução diluída são,
respectivamente,
a) I, II e III. c) II, III e I. e) III, II e I.
b) I, III e II. d) II, I e III.
4 “Ao dissolver um soluto não eletrólito e não volátil
em água, ocorre um abaixamento da pressão
de vapor desse solvente que, portanto, se torna
mais volátil.” Comente a frase acima, dizendo se
está correta ou incorreta e justificando.
5 (Faap-SP) Determine a massa molecular de um
certo açúcar, sabendo que a uma dada temperatura
a dissolução de 20,0 g desse composto em
500 g da água causa um abaixamento relativo
da pressão máxima de vapor igual a 0,004.
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III
Temperatura

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas
para solutos não voláteis
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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6 (Fatec-SP) Um estudante construiu, em um
mesmo diagrama, as curvas da temperatura em
função do tempo resultantes do aquecimento,
sob pressão normal, de três líquidos em três
béqueres distintos.
Temperatura (°C)
3
103
2
101
100 1
Tempo (min)
Com base na análise das curvas de aquecimento,
são feitas as seguintes afirmações:
I. o líquido do béquer 1 apresentou uma
temperatura de ebulição constante, igual a
100 °C; portanto, esse líquido é ou uma substância
pura ou uma mistura azeotrópica;
II. o líquido do béquer 2 apresentou uma faixa
de temperaturas de ebulição entre 101 °C a
103 °C; portanto, esse líquido é uma mistura;
III. o líquido do béquer 3 apresenta o mesmo
soluto e a mesma concentração que o líquido
do béquer 2.
Está correto o contido em
a) I apenas. d) II e III apenas.
b) I e II apenas. e) I, II e III.
c) I e III apenas.
7 (UFSCar-SP) Um líquido puro e a solução de
um soluto não volátil neste líquido têm suas
pressões de vapor em função da temperatura
representadas pelas curvas contidas no gráfico
mostrado a seguir.
Pressão (atmosferas)
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
20 40 60 80 100
Temperatura (°C)
a) Associe as curvas do gráfico (linhas contínua
ou tracejada) com o líquido puro e a solução.
Justifique.
b) Determine o ponto de ebulição aproximado
(61 °C) do líquido puro ao nível do mar.
Justifique.
8 (Unicamp-SP) Evidências experimentais mostram
que somos capazes, em média, de segurar
por um certo tempo um frasco que esteja a uma
temperatura de 60 °C, sem nos queimarmos.
Suponha uma situação em que dois béqueres,
contendo cada um deles um líquido diferente
(X e Y), tenham sido colocados sobre uma chapa
elétrica de aquecimento, que está à temperatura
de 100 °C. A temperatura normal de ebulição do
líquido X é 50 °C, e a do líquido Y é 120 °C.
a) Após certo tempo de contato com esta chapa,
qual dos frascos poderá ser tocado com a mão
sem que se corra o risco de sofrer queimaduras?
Justifique a sua resposta.
b) Se a cada um desses frascos for adicionada
quantidade igual de um soluto não volátil,
mantendo-se a chapa de aquecimento a
100 °C, o que acontecerá com a temperatura
de cada um dos líquidos? Explique.
9 (UCB-DF) Em regiões onde o inverno é rigoroso,
são encontradas algumas espécies de borboletas
que produzem substâncias causadoras de
um efeito coligativo nos seus fluidos corporais,
permitindo assim que elas não se congelem e
consigam sobreviver.
A respeito dos efeitos coligativos, sabe-se que,
quando comparados à mesma temperatura e
pressão, estes dependem unicamente do número
de partículas do soluto não volátil e não
da natureza do soluto.
Baseando-se nessas informações e com relação
às propriedades coligativas, julgue os itens a
seguir, indicando quais são os verdadeiros.
a) O efeito coligativo que evita a morte, por
congelamento, das borboletas é denominado
crioscopia (efeito crioscópico).
b) O abaixamento da pressão de vapor em soluções
diluídas é diretamente proporcional à
concentração do soluto.
c) Soluções aquosas concentradas evaporam
mais rapidamente do que a água pura.
d) Um soluto não volátil aumenta o ponto de
congelamento de um solvente.
e) Um líquido entra em ebulição quando sua
pressão de vapor se iguala à pressão externa.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas
para solutos não voláteis
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
10 (UFPE) Por que a adição de certos aditivos na
água dos radiadores de carros evita que ocorra
o superaquecimento da mesma e também o
seu congelamento, quando comparada com a
da água pura?
a) Porque a água mais o aditivo formam uma
solução que apresenta pontos de ebulição
e de fusão maiores que os da água pura.
b) Porque a solução formada (água 1 aditivo)
apresenta pressão de vapor maior que a
água pura, o que causa um aumento no
ponto de ebulição e de fusão.
c) Porque o aditivo reage com a superfície metálica
do radiador, que passa então a absorver
energia mais eficientemente, diminuindo,
portanto, os pontos de ebulição e de fusão
quando comparados com a água pura.
d) Porque o aditivo diminui a pressão de
vapor da solução formada com relação à
água pura, causando um aumento do ponto
de ebulição e uma diminuição do ponto
de fusão.
e) Porque o aditivo diminui a capacidade calorífica
da água, causando uma diminuição
do ponto de fusão e de ebulição.
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Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
Seção 4.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 Se um ovo for colocado em ácido acético diluído
(vinagre), o ácido reage com o carbonato de cálcio
da casca, mas a membrana em torno do ovo
permanece intacta (a). Se o ovo, sem sua casca,
for colocado em água pura, o ovo incha (b). Se,
entretanto, o ovo for colocado em uma solução
com uma concentração elevada de soluto, ele
encolherá dramaticamente (c). Equacione a reação
que ocorre em (a) e explique as observações
feitas em (b) e (c).
(a) Um ovo fresco
com casca é colocado
em uma
solução aquosa e
diluída de ácido
acético. O ácido
reage com o
CaCO 3 da casca,
permanecendo
a membrana do
ovo intacta.
(b) Em seguida, se o
ovo for colocado
em água, ele
incha.
the next
the next
(02) a passagem de moléculas do compartimento
A para o B, através de msp, é denominada
osmose.
(04) msp permite a passagem de A para B e de
B para A tanto de moléculas de H 2 O quanto
das de soluto.
(08) aplicando-se uma pressão externa em B e
supondo que nesse compartimento contenha
água do mar, haverá um aumento de
moléculas de H 2 O no compartimento A.
Responda com a soma dos números das afirmações
corretas.
3 (PUC-SP) Os medicamentos designados por A,
B, C e D são indicados para o tratamento de
um paciente. Adicionando-se água a cada um
desses medicamentos, obtiveram-se soluções
que apresentaram as seguintes propriedades.
Solúveis no sangue
Iônicas
Moleculares
Soluções de:
A, B, C
A, B
C, D
Pressão osmótica igual à do sangue
Pressão osmótica maior que
a do sangue
A, C
B, D
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2 (UFRGS-RS) A figura abaixo representa um sistema
de dois compartimentos separados por
uma membrana semipermeável (msp).
H 2 O
pura
(c) Caso seja colocado
em solução
concentrada de
açúcar, o ovo
murcha.
A
molécula de H 2 O
msp
H 2 O
B
molécula do soluto
H 2 O +
soluto
Com relação à figura, é correto afirmar que:
(01) A e B contêm soluções isotônicas à mesma
temperatura.
the next
Assinale a alternativa que só contém os medicamentos
que poderiam ser injetados na
corrente sanguínea sem causar danos:
a) A, B, C e D.
b) A, B e D.
c) B, C e D.
d) B e D.
e) A e C.
4 (UFMT) A água de coco apresenta
características isotônicas
em relação ao sangue
humano, não sendo necessário
acrescentar nenhum
eletróli to. Outro aspecto importante
está relacionado com
o envasa mento da água,
permitindo conservá-la
em embalagens Tetra
Pak, ou Longa Vida, como
também em recipientes
que mantêm a água a
baixas temperaturas.
(Texto adaptado:
http:/www.fortunecity.com/meltingpot
/ethiopia/614/index.html)
eduardo santaliestra

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
Seção 4.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Em relação à água de coco, julgue as proposições.
a) A água de coco é uma solução heterogênea
que apresenta duas fases, uma sólida e outra
líquida.
b) Se a água de coco fosse uma solução hipotônica
e a ela não fosse acrescentado nenhum
eletrólito, ela poderia romper as hemácias do
sangue.
c) O fato de a água de coco e o sangue serem
misturas isotônicas permite concluir que,
quando em contato uma com a outra, a célula
animal tende a se contrair, enrugando-se de
modo a perder o formato original.
d) Pode-se definir pressão osmótica como a
pressão externa que se deve exercer numa
solução para impedir que, quando em contato
com o solvente, ela se dilua, devido à
passagem do mesmo, através de uma membrana
semipermeável.
5 (PUC-Campinas-SP) A concentração de sais dissolvidos
no lago conhecido como “Mar Morto” é
muito superior às encontradas nos oceanos.
richard t. nowitz/corbis-latinstock
a) 0,45 g. c) 2,7 g. e) 5,4 g.
b) 0,54 g. d) 4,54 g.
7 (UEPB) A pressão osmótica é um efeito coligativo
verificado em vários fenômenos biológicos: no
sangue humano; na desidratação infantil; na
ascensão da água do solo até as partes mais
altas dos vegetais; e até na conservação dos
alimentos. Qual é a pressão osmótica, a 27 °C, de
uma solução aquosa que contém 11 g de glicose
em 1 L de solução?
Dados: C 5 12; O 5 16; H 5 1;
R 5 0,082 atm ? L/K ? mol
a) 0,01 atm. d) 0,08 atm.
b) 0,82 atm. e) 1,50 atm.
c) 0,15 atm.
8 (Enem-MEC) Em nosso planeta a quantidade de
água está estimada em 1,36 ? 10 6 trilhões de toneladas.
Desse total, calcula-se que cerca de 95%
são de água salgada, e, dos 5% restantes, quase
a metade está retida nos polos e geleiras.
O uso de água do mar para obtenção de água
potável ainda não é realidade em larga escala.
Isso porque, entre outras razões:
a) o custo dos processos tecnológicos de dessalini
za ção é muito alto.
b) não se sabe como separar adequadamente
os sais nela dissolvidos.
c) comprometeria muito a vida aquática dos
oceanos.
d) a água do mar possui materiais irremovíveis.
e) a água salgada do mar tem temperatura de
ebulição alta.
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Devido à alta concentração de sais, nesse lago,
I. a flutuabilidade dos corpos é maior do que
nos oceanos.
II. o fenômeno da osmose provocaria a morte,
por desidratação, de seres vivos que nele
tentassem sobreviver.
III. a água congela-se facilmente nos dias de
inverno.
Dessas afirmações, somente a:
a) I é correta. d) I e II são corretas.
b) II é correta. e) I e III são corretas.
c) III é correta.
6 (FMU/Fiam-Faam/Fisp-SP) Uma injeção endovenosa
deve ser isotônica em relação ao sangue para
não lesar os glóbulos vermelhos. Se o sangue possui
pressão osmótica igual a 7,65 atm a 37 °C, que
massa de glicose (C 6 H 12 O 6 ) deve ser utilizada para
preparar 10 mL de uma injeção endovenosa?
9 (Vunesp) Em nosso planeta, a maior parte da
água encontra-se nos oceanos (água salgada) e é
imprópria para consumo humano. Um processo
para tornar a água do mar potável seria: “Promover
a
por
ou osmose reversa e, em seguida, retificá-la,
sais
adequadas”.
Assinale a alternativa que permite preencher,
na sequência, as lacunas de forma correta.
a) purificação ... destilação ... removendo ... em
proporções.
b) dessalinização ... destilação ... adicionando
... em proporções.
c) dessalinização ... destilação ... removendo ...
por técnicas.
d) desinfecção ... cloroção ... adicionando ... em
proporções.
e) clarificação ... decantação ... adicionando ...
em proporções.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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1 (UEL-PR) A adição de um soluto não volátil a
um solvente dificulta sua ebulição e seu congelamento.
Isso pode ser útil na prática quando,
por exemplo, se pretende cozinhar um ovo mais
rápido ou então quando é necessário evitar o
congelamento da água do radiador de carros em
países muito frios. Considere as duas soluções
aquosas de NaC, conforme o quadro, e analise
as afirmativas a seguir.
Solução
Massa de
soluto (g)
Volume de
água (L)
A 117 1,0
B 234 1,0
I. A solução B tem pressão de vapor menor que
a da solução A, na mesma temperatura.
II. As soluções A e B apresentam pontos de
ebulição menores que o da água pura.
III. Independentemente da quantidade de soluto,
as duas soluções apresentam o mesmo
ponto de ebulição.
IV. A solução B entra em ebulição a uma temperatura
mais alta que a solução A.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I e IV. c) II e III. e) I, III e IV.
b) II e IV. d) I, II e III.
2 (Fuvest-SP) Uma mistura constituída de 45 g de
cloreto de sódio e 100 mL de água, contida em
um balão e inicial mente a 20 °C, foi submetida
à destilação simples, sob pressão de 700 mmHg,
até que fossem recolhidos 50 mL de destilado.
O esquema abaixo representa o conteúdo do
balão de destilação, antes do aquecimento:
–
Legenda
+ Na
– C,
H 2 O
+ – + – + –
+ – + – +
– + – + –
a) De forma análoga à mostrada acima, represente
a fase de vapor, durante a ebulição.
b) A temperatura de ebulição durante a destilação
era igual, maior ou menor que 97,4 °C?
Justifique.
Dado:
Ponto de ebulição da água pura a 700 mmHg:
97,4 °C
3 (Unicamp-SP) Considere quatro garrafas térmicas
contendo:
Garrafa 1: 20 gramas de água líquida e 80 gramas
de gelo picado.
Garrafa 2: 70 gramas de solução aquosa
0,5 mol ? dm 23 em sacarose e 30 gramas
de gelo picado.
Garrafa 3: 50 gramas de água líquida e 50 gramas
de gelo picado.
Garrafa 4: 70 gramas de solução aquosa
0,5 mol ? dm 23 em NaC, e 30 gramas
de gelo picado.
O conteúdo de cada garrafa está em equilíbrio
térmico, isto é, em cada caso a temperatura do
sólido é igual à do líquido.
a) Considere que as temperaturas T 1, T 2, T 3 e T 4
correspondem, respectivamente, às garrafas
1, 2, 3 e 4. Ordene essas temperaturas de
maneira crescente usando os símbolos adequados
dentre os seguintes: ., ,, >, <, 5.
b) Justifique a escolha da menor temperatura.
4 (ITA-SP) Na figura abaixo, o balão A contém
1 litro de solução aquosa 0,2 mol/L em KBr,
enquanto o balão B contém 1 litro de solução
aquosa 0,1 mol/L de FeBr 3 . Os dois balões são
mantidos na temperatura de 25 °C. Após a introdução
das soluções aquosas de KBr e de FeBr 3 ,
as torneiras T A e T B são fechadas, sendo aberta
a seguir a torneira T C .
KBr
T A
Balão A
T C
Balão B
T B
FeBr 3
As seguintes afirmações são feitas a respeito
do que será observado após o estabelecimento
do equilíbrio.
I. A pressão osmótica das duas soluções será
a mesma.
II. A pressão de vapor da água será igual nos
dois balões.
III. O nível do líquido no balão A será maior do
que o inicial.
IV. A concentração da solução aquosa de FeBr 3
no balão B será maior do que a inicial.
V. A molaridade do KBr na solução do balão A
será igual à molaridade do FeBr 3 no balão B.
Qual das opções abaixo contém apenas as afirmações
CORRETAS?
a) I e II c) I, IV e V e) II, III, IV e V
b) I, III e IV d) II e III

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
5 (Vunesp) No gráfico a seguir, as curvas I, II,
III e IV correspondem à variação da pressão
de vapor em função da temperatura de dois
líquidos puros e das respectivas soluções de
mesma concentração de um mesmo sal nesses
dois líquidos. O ponto de ebulição de um dos
líquidos é 90 °C.
7 (PUC-SP) A pressão osmótica (p) de uma solução
corresponde à pressão externa necessária para
garantir o equilíbrio entre a solução e o solvente
puro separados por uma membrana semipermeável.
Considere as quatro soluções representadas
abaixo:
780
I II III IV
Pressão (mmHg)
760
740
720
I II III IV
HC (aq)
(0,01 mol/L)
C 6 H 12 O 6 (aq)
(0,01 mol/L)
HC (aq)
(0,05 mol/L)
CH 3 CO 2 H (aq)
(0,01 mol/L)
700
60
70 80 90 100 110
Temperatura (°C)
Assinale a alternativa que melhor relaciona a
pressão osmótica das quatro soluções.
a) p I , p II , p III , p IV d) p II , p IV , p I , p III
b) p I 5 p II 5 p IV , p III e) p I , p IV , p III , p II
Utilizando os números das curvas respectivas:
a) Indicar quais curvas correspondem aos líquidos
puros. Indicar, entre os dois, qual é o
líquido mais volátil e justificar.
b) Indicar quais curvas correspondem às soluções.
Justificar.
6 (UFRGS-RS) Considere o gráfico abaixo, que
representa as variações das pressões máximas
de vapor-d’água pura (A.P.) e duas amostras
líquidas A e B, em função da temperatura.
Pressão (mmHg)
A
A.P.
B
c) p II , p I 5 p IV , p III
8 (Vunesp) O nível de glicose no sangue de um
indivíduo sadio varia entre 0,06 e 0,11% em
massa. Em indivíduos diabéticos, a passagem
de glicose para o interior da célula, através de
sua membrana, é dificultada, e o nível de glicose
em seu exterior aumenta, podendo atingir valores
acima de 0,16%. Uma das consequências
dessa disfunção é o aumento do volume de
urina excretada pelo paciente. Identifique o
fenômeno físico-químico associado a esse fato
e explique por que ocorre o aumento do volume
de urina.
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760
20 40 60 80 100 120 Temperatura (°C)
Pode-se concluir que, em temperaturas iguais,
a) a amostra A constitui um líquido menos
volátil que a água pura.
b) a amostra B pode ser constituída por uma
solução aquosa de cloreto de sódio.
c) a amostra B constitui um líquido que evapora
mais rapidamente que a água pura.
d) a amostra A pode ser constituída por solução
aquosa de sacarose.
e) as amostras A e B constituem soluções aquosas
preparadas com solutos diferentes.
9 (ITA-SP) Dois béqueres, X e Y, contêm, respectivamente,
volumes iguais de soluções aquosas: concentrada
e diluída de cloreto de sódio na mesma
temperatura. Dois recipientes hermeticamente
fechados, mantidos à mesma temperatura
constante, são interconectados por uma válvula,
inicialmente fechada, cada qual contendo um
dos béqueres. Aberta a válvula, após o restabelecimento
do equilíbrio químico, verifica-se
que a pressão de vapor nos dois recipientes é P f .
Assinale a opção que indica, respectivamente,
as comparações CORRETAS entre os volumes
inicial (VX i ) e final (VX f ), da solução no béquer X
e entre as pressões de vapor inicial (PY i ) e final
(P f ) no recipiente que contém o béquer Y.
a) VX i , VX f e PY i 5 P f
b) VX i , VX f e PY i . P f
c) VX i , VX f e PY i , P f
d) VX i . VX f e PY i . P f
e) VX i . VX f e PY i , P f

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Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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10 (ITA-SP) Considere os valores da temperatura
de congelamento de soluções 1 milimol/L das
seguintes substâncias:
I. A, 2 (SO 4 ) 3
II. Na 2 B 4 O 7
III. K 2 Cr 2 O 7
IV. Na 2 CrO 4
V. A,(NO 3 ) 3 ? 9 H 2 O
Assinale a alternativa correta relativa à comparação
dos valores dessas temperaturas.
a) I , II , V , III , IV
b) I , V , II III IV
c) II , III , IV , I , V
d) V , II , III , IV , I
e) V II , III , IV , I
11 (Fuvest-SP) Dissolvendo-se 0,010 mol de cloreto
de sódio em 100 g de água, obtém-se uma solução
que, ao ser resfriada, inicia sua solidificação
à temperatura de 20,370 °C. Analogamente,
dissolvendo-se 0,010 mol de um sal x em 100 g
de água, obtém-se uma solução que inicia sua
solidificação a 20,925 °C. Dentre os sais abaixo,
qual poderia ser o sal x?
a) Acetato de sódio.
b) Carbonato de sódio.
c) Nitrato de ferro (III).
d) Sulfato de crômio (III).
e) Cloreto de amônio.
12 (UFPI) Osmose reversa tem sido utilizada para
obter água doce a partir de água salgada nos últimos
períodos de seca no Nordeste. Assumindo
uma concentração de 0,6 M em NaC, para a água
do mar, indique a pressão mínima a ser aplicada
para que ocorra este processo a 27 °C.
(Dado: R 5 0,082 L ? atm/mol ? K)
a) 1,3 atm. d) 29,5 atm.
b) 2,7 atm. e) 59,0 atm.
c) 14,8 atm.
13 (Unicamp-SP) No mundo do agronegócio, a
criação de camarões, no interior do Nordeste
brasileiro, usando águas residuais do processo
de dessalinização de águas salobras, tem se mostrado
uma alternativa de grande alcance social.
A dessalinização consiste num método chamado
de osmose inversa, em que a água a ser purificada
é pressionada sobre uma membrana semipermeável
a uma pressão superior à pressão osmótica
da solução, forçando a passagem de água pura
para o outro lado da membrana. Enquanto a
água dessalinizada é destinada ao consumo de
populações humanas, a água residual (25% do volume
inicial), em que os sais estão concentrados,
é usada para a criação de camarões.
a) Supondo que uma água salobra que contém
inicialmente 10.000 mg de sais por litro sofre
a dessalinização conforme descreve o texto,
calcule a concentração de sais na água residual
formada em mg ? L 21 .
b) Calcule a pressão mínima que deve ser aplicada,
num sistema de osmose inversa, para que o
processo referente ao item a acima tenha início.
A pressão osmótica p de uma solução pode
ser calculada por uma equação semelhante à
dos gases ideais, onde n é o número de mols
de partículas por litro de solução. Para fins de
cálculo, suponha que todo o sal dissolvido
na água salobra seja cloreto de sódio e que a
temperatura da água seja de 27 °C.
Dado: constante dos gases,
R 5 8.314 Pa ? L ? K 21 ? mol 21 .
c) Supondo que toda a quantidade (em mol) de
cloreto de sódio do item b tenha sido substituída
por uma quantidade igual (em mol)
de sulfato de sódio, pergunta-se: a pressão a
ser aplicada na osmose à nova solução seria
maior, menor ou igual à do caso anterior?
Justifique sua resposta.
14 (UFPR) Sob pressão normal, uma solução contendo
50,7 g de uma substância X, sólido molecular
não volátil, dissolvidos em 400,0 g de água,
entra em ebulição a 100,36 °C. Nessas condições,
a água entra em ebulição a 100,00 °C.
Dados: K eb 5 0,513 °C ? kg ? mol 21 ;
M (g ? mol 21 ): C 5 12, H 5 1, O 5 16.
a) Calcule a massa molecular da substância X.
b) De acordo com a resposta do item (a) e sabendo
que %C 5 40,0, %H 5 6,7, %O 5 53,3,
dê a fórmula molecular do composto X.
15 (ITA-SP)
a) Considerando que a pressão osmótica de
sacarose (C 12 H 22 O 11 ) a 25 °C é igual a 15 atm,
calcule a massa de sacarose necessária para
preparar 1,0 L de sua solução aquosa à temperatura
ambiente.
b) Calcule a temperatura do ponto de congelamento
de uma solução contendo 5,0 g de
glicose (C 6 H 12 O 6 ) em 25 g de água. Sabe-se
que a constante do ponto de congelamento
da água é igual a 1,86 °C ? kg ? mol 21 .
c) Determine a fração molar de hidróxido de
sódio em uma solução aquosa contendo 50%
em massa desta espécie.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
16 (IME-RJ) Uma solução contendo 0,994 g de um polímero, de fórmula
geral (C 2 H 4 ) n , em 5,00 g de benzeno, tem ponto de congelamento 0,51 °C
mais baixo que o do solvente puro. Determine o valor de n.
Dado: Constante crioscópica do benzeno 5 5,10 °C/molal
Comentário dos autores:
Polímero é uma molécula grande. O polímero apresentado, ao se dissolver em
benzeno, não se ioniza. Soluto e solvente são ambos apolares.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 Alternativa B.
2 Alternativa B.
3 a) I , III , II; destilação fracionada
b) Como a mistura de II e III é uma mistura
comum, ela terá a seguinte curva de aquecimento:
Temperatura
s
s
g
T 1 T 2 T 3
T 4
Tempo
Como a mistura de I e III é azeotrópica, ela
terá a seguinte curva de aquecimento:
Temperatura
s
s
Fusão
g
Ebulição
T 1 T 2 T 3
T 4
Tempo
Ou seja, como podemos observar, a temperatura
de ebulição da mistura de II e III varia.
Já a temperatura de ebulição da mistura de
I e III se mantém constante (mistura azeotrópica).
g
g
5 a) Líquido A: 60 °C; líquido B: 70 °C.
b) Líquido A. O valor da pressão é aproximadamente
0,8 atm.
6 Alternativa D.
7 Alternativa E.
8 Alternativa D.
9 Alternativa B.
10 Alternativa E.
11 Alternativa B.
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12 Alternativa E.
13 a) Na cidade A. De acordo com o diagrama de
fases, a pressão a ser exercida na água para
que ocorra a liquefação é menor a 25 °C
do que a 235 °C.
b) Como B está a aproximadamente 2.400 m
de altitude, a pressão atmosférica é menor.
Consequentemente, a temperatura de fusão
da água será maior que em A, e a temperatura
de ebulição será menor que em A.
14 a) 140 °C.
b) 2 atm.
15 Alternativa D.
16 Alternativa A.

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa B.
2 Alternativa A.
3 Em todos eles é igual, pois o líquido é o mesmo (acetona) e a temperatura
é a mesma (a temperatura do laboratório).
4 Alternativa A.
5 Alternativa B.
6 Na tabela, o valor mais próximo de 4.000 kPa é 3.973,6 kPa, que
corresponde a 250 °C. Esse é, portanto, um valor aproximado para o
ponto de ebulição da água nesse planeta.
7 a) Aparelho usado para esterilizar materiais por meio do vapor de
água a alta pressão e temperatura. (A autoclave pode ser comparada
a uma panela de pressão.)
b) A tabela mostra que a 150 °C a pressão de vapor da água é 475,7 kPa.
Essa deve ser, portanto, a pressão no interior de uma autoclave
em que haja água fervente.
8 A pressão será 3,2 kPa.
Consideremos o gráfico ao lado:
Nele, a seta corresponde à ebulição
da água à pressão constante
de 3,2 kPa, que ocorre à temperatura
de 25 °C.
Já a seta corresponde à ebulição
da água à temperatura
constante de 25 °C, que ocorre à
pressão de 3,2 kPa.
Pressão
3,2 kPa
25 °C Temperatura
10 a) A análise do gráfico nos mostra que os pontos de ebulição do éter
dietílico e do etanol na cidade de São Paulo (pressão atmosférica
5 700 mHg) serão, respectivamente, iguais a 30 °C e 75 °C:
Pressão de
vapor (mmHg)
700
A
B
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30
Temperatura (ºC)
75

Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
b) No gráfico, o ponto correspondente à pressão de vapor igual a
500 mmHg e temperatura igual a 50 °C está na região em que o
éter dietílico está na fase gasosa e o etanol está na fase líquida.
11 0 - Incorreto
1 - Incorreto
2 - Incorreto
3 - Correto
12 Seta , pois representa um aumento de pressão, graças ao qual a
água passa da fase sólida para a fase líquida.
13 Seta , pois representa um aumento de temperatura, a pressão
constante, que faz com que a água passe da fase sólida para a fase
líquida.
14 Seta , pois representa um aumento de temperatura, a pressão
constante, que faz com que a água passe da fase líquida para a fase
vapor.
15 a) Uma amostra de água na fase vapor, correspondente ao ponto ,
é resfriada a pressão constante. A uma certa temperatura (o ponto
de ebulição nessa dada pressão) sofre condensação (e durante essa
mudança de fase a temperatura permanece constante). Após todo
o vapor condensar, o líquido continua a ser resfriado até chegar a
uma temperatura (o ponto de fusão nessa dada pressão) em que
sofre solidificação (e durante essa mudança de fase a temperatura
permanece constante). Após todo o líquido solidificar, o sólido
continua a ser resfriado até chegar ao ponto .
b) Uma amostra de vapor de água, correspondente ao ponto , é
submetida a um aumento de pressão a temperatura constante.
Ao chegar a um certo valor de pressão, o vapor sofre condensação
(e durante essa mudança de fase a pressão permanece constante).
Após todo o vapor condensar, o líquido resultante continua a ter
sua pressão aumentada até chegar ao ponto .
17 Alternativa C.
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Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas de solutos
não voláteis
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 a) III , II , I
Tanto II quanto III têm pressão de vapor
menor que a água pura graças ao efeito tonoscópico.
E II tem pressão de vapor maior
que III porque o efeito tonoscópico é menos
intenso em II do que em III.
b) O efeito tonoscópico é maior em III do que
em II porque em III há maior concentração
de partículas de soluto do que em II.
2 Alternativa C.
3 Alternativa B.
4 Está incorreta.
De fato, ao “dissolver um soluto não eletrólito
e não volátil em água, ocorre um abaixamento
da pressão de vapor desse solvente”.
Contudo, em decorrência disso, esse solvente
não “se torna mais volátil”. Na verdade ele se
torna menos volátil, ou seja, exibe menor tendência
a vaporizar.
5 182 u.
6 Alternativa B.
7 a) A linha contínua representa a curva do líquido
puro, pois apresenta os maiores valores de
pressão de vapor numa dada temperatura.
Já a linha pontilhada representa a curva da
solução, pois a adição de um soluto não volátil
provoca o abaixamento da pressão de
vapor do solvente na solução.
b) A pressão de vapor do líquido puro no ponto
de ebulição será igual à pressão atmosférica
ao nível do mar (1 atm). No gráfico, a temperatura
correspondente a 1 atm, para a linha
contínua, é aproximadamente (78 1) °C.
8 a) O frasco que contém o líquido X, pois sua
temperatura não será superior a 50 °C (temperatura
normal de ebulição de X), isto é,
abaixo da temperatura limite de 60 °C.
b) A temperatura do líquido X aumentará, pois
a adição de um soluto não volátil provoca
um aumento na temperatura de ebulição
do solvente na solução. Já o líquido Y, cuja
temperatura de ebulição é superior à temperatura
da chapa elétrica de aquecimento,
continuará na mesma temperatura (100 °C).
9 a) Verdadeiro.
b) Verdadeiro.
c) Falso.
d) Falso.
e) Verdadeiro.
10 Alternativa D.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 8 Propriedades coligativas
para solutos não voláteis
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2
Pressão
Pressão de vapor
da água pura
Pressão de vapor
de solução
p
Água pura
Solução
aquosa de
sacarose
25° C
Temperatura
3 Alternativa D.
5 Alternativa D.
7 A adição de açúcar faz com que a temperatura necessária para iniciar
a fervura do líquido sofra súbito aumento e, por causa disso, o
líquido que estava em ebulição pare de ferver. Contudo, a chama do
fogão continua a transferir calor para o líquido. Isso faz com que a
temperatura dele suba gradualmente, até alcançar a temperatura
necessária para o início da ebulição da solução. Nesse momento se
reinicia a fervura.
8 A água do banho-maria atingirá a temperatura de ebulição da água
e permanecerá nessa temperatura enquanto ocorrer a ebulição (isto
é, enquanto houver água líquida, ou seja, enquanto houver o banho-
-maria). Como a água presente no café tem temperatura de início de
ebulição superior à da água pura (efeito ebulioscópico), o café não
irá ferver.
A afirmação do estudante III é a única correta.
9 a) III, II, I.
b) I, II, III.
c) III, II, I.
10 O efeito crioscópico do sal dissolvido na água do mar faz com que o
congelamento desse solvente se inicie a uma temperatura inferior
a 0 °C.
11 Alternativa A.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 a) 2 CH 3 COOH (aq) 1 CaCO 3 (s) # Ca(CH 3 COO) 2 (aq) 1 H 2 O (,) 1 CO 2 (g)
b) O ovo incha ao ser colocado em água pura devido ao fluxo osmótico
de água para dentro do ovo.
c) O ovo murcha, pois o fluxo osmótico ocorre para fora do ovo.
2 Soma 5 02.
3 Alternativa E.
4 a) Falsa.
b) Verdadeira.
c) Falsa.
d) Verdadeira.
5 Alternativa D.
6 Alternativa B.
7 Alternativa E.
8 Alternativa A.
9 Alternativa B.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 9 Pressão osmótica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 a) Da água pura para a solução. O fenômeno é denominado osmose.
b) É denominada pressão osmótica. Ela deve ser aplicada sobre o
compartimento em que está a solução.
2 a) No final ele fica com aspecto mais murcho se comparado ao aspecto
inicial.
b) A explicação está no fato de, por osmose, o pepino perder água
para a salmoura.
3 Alternativa B.
4 a) A solução é a mais diluída, pois apresenta menor efeito tonoscópico,
e a solução é a mais concentrada, pois apresenta maior
efeito tonoscópico.
b) , ,
c) A solução , pois apresenta efeitos coligativos (no caso, efeito
ebulioscópico) mais acentuados.
d) A solução , pois apresenta efeitos coligativos (no caso, efeito
crioscópico) mais acentuados.
e) A solução , pois apresenta efeitos coligativos (no caso, pressão
osmótica) mais acentuados.
6 Vamos calcular a quantidade em mol de cada soluto em um litro de
solução:
Glicose: n 5 ​ m___
M ​ 5 __________ ​ 18 g
​ V n 5 0,10 mol
180 g /mol
Sacarose: n 5 ​ m___
M ​ 5 __________ ​ 18 g
​ V n 5 0,053 mol
342 g /mol
Assim, a solução de glicose tem maior concentração em mol/L e,
portanto, apresenta maior pressão osmótica.
7 Alternativa B.
8 Alternativa A.
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Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas
para soluções eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 Alternativa A.
2 a)
b) Maior. Uma solução começa a ferver a uma
temperatura maior que o solvente puro à
mesma pressão.
3 a) T 4 , T 2 , T 1 5 T 3 .
b) O número de partículas do soluto numa solução
aquosa de NaC, é o dobro do número
de partículas presentes em uma mesma
massa de uma solução aquosa de glicose.
Por isso a solução de NaC, apresenta menor
temperatura de congelamento que a solução
de glicose. Ambas as soluções apresentam
temperaturas de congelamento inferiores à
temperatura de congelamento da água, pois
a presença de um soluto não volátil provoca
o abaixamento da temperatura de congelamento
do solvente.
4 Alternativa A.
5 a) Líquidos puros: I e III. O líquido I é mais volátil,
pois sob a mesma pressão apresenta o
menor ponto de ebulição.
b) Soluções: II e IV. Pois apresentam pressões
de vapor menores que os líquidos correspondentes.
6 Alternativa B.
7 Alternativa D.
8 Osmose. Como nos indivíduos diabéticos a
passagem de glicose (soluto) para o interior da
célula, através de sua membrana, é dificultada,
teremos uma pressão de vapor maior no in-
terior da célula e menor do lado de fora. Com
isso o solvente fluirá do meio de menor pressão
osmótica (menos concentrado ou hipotônico)
para o meio de maior pressão osmótica (mais
concentrado ou hipertônico). Ou seja, o solvente
migrará do interior da célula para o exterior e
será eliminado na urina.
9 Alternativa B.
10 Alternativa B.
11 Alternativa D.
12 Alternativa D.
13 a) 40.000 mg/L.
b) 850 kPa.
c) A pressão a ser aplicada à nova solução seria
maior, ou seja, 3/2 da pressão aplicada na
solução do item anterior, pois para cada mol
de cloreto de sódio do item a são gerados dois
mols de partículas em solução, enquanto
para o sulfato de sódio são gerados três mols
em solução, apresentando, então, maior concentração
de partículas e, por consequência,
maior pressão osmótica.
14 a) 181 u.
b) C 6 H 12 O 6 .
15 a) 209,8 g.
b) 22,06 °C.
c) 0,311.
16 71.
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Moderna plus
Parte I
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas para
soluções eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa A.
5 Soma 5 01 1 08 5 09.
6 Alternativa B.
7 Alternativa B.
9 a) Numa mesma quantidade de água, a quantidade de partículas de
soluto dissolvida é:
Solução I: 0,4 mol de partículas (íons Mg 21 e SO 22 4 ).
Solução II: 0,3 mol de partículas (íons K 1 e SO 22 4 ).
Solução III: 0,5 mol de partículas (íons A, 31 e SO 22 4 ).
Solução IV: 0,2 mol de partículas (íons Zn 21 e SO 22 4 ).
Portanto, a ordem do efeito crioscópico é: IV (menos acentuado), II,
I, III (mais acentuado). Então, a ordem crescente de abaixamento
da temperatura de solidificação é IV, II, I, III.
b) A massa molar do K 2 SO 4 é:
M K2 SO 4
5 39 ? 2 1 32 ? 1 1 16 ? 4 5 174 g /mol
Assim, a massa correspondente a 0,1 mol de K 2 SO 4 é:
1 mol K 2 SO 4 — 174 g
0,1 mol K 2 SO 4 — x V x 5 0,1 ? 174 5 17,4 g
O volume final da solução II é 3 litros. Assim, a concentração de
K 2 SO 4 é:
C 5 _______ ​ m soluto
​ 5 _____ ​ 17,4 ​ V C 5 5,8 g /L
V solução 3
12 DT C 5 K C ? W V DT C 5 1,86 °C ? molal 21 ? (72 g /180 g ? mol 21 )/0,8 kg V
V DT C 5 0,93 °C
13 Alternativa D.
14 a) 3,9139 g
b) 1,894 atm
15 A temperatura de congelamento da água a 1 atm é 0 °C. Como a
temperatura mínima obtida no congelador é 25 °C (inferior à temperatura
de congelamento), ocorrerá solidificação no frasco que contém
somente água. Para saber se há solidificação no outro frasco é preciso
determinar o abaixamento do ponto de solidificação provocado pela
dissolução do sal de cozinha. Esse valor é inferior à temperatura
mínima obtida no congelador. Assim, não ocorrerá solidificação.
16 Alternativa B.
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17 333,33 g.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade B
Animações
Diagrama de fases da água
Química 2 > Parte 1 > Unidade B >
Cap. 7
A animação apresenta
detalhadamente o diagrama de fases
da água, identificando cada uma das
mudanças de fase e explicando o
conceito de ponto triplo, em que as
três fases coexistem.
Interpretação do diagrama de
fases da água
Química 2 > Parte 1 > Unidade B >
Cap. 7
Por meio de representações
esquemáticas, a animação
apresenta a interpretação do
diagrama de fases da água,
exemplificando o que acontece
conforme são alteradas as variáveis
temperatura e pressão.
Osmose
Química 2 > Parte 1 > Unidade B >
Cap. 9
A partir de exemplos do cotidiano
e de uma montagem experimental,
a animação explica o conceito de
osmose, apresentando diversas
informações associadas a ele,
como, por exemplo, a diferença
entre osmose e osmose reversa.

UniDaDe c oxirredução
11
O conceito de número de
oxidação torna mais fácil
perceber que uma reação
química envolve transferência
de elétrons. Ele tem grande
importância para a Química,
e será um conceito central
para a compreensão desta
unidade e das duas seguintes.
Número de
oxidação
A língua eletrônica
Cientistas da Embrapa desenvolveram uma
língua eletrônica que funciona como um sensor
gustativo para avaliação de bebidas como vinhos,
cafés e sucos, além de ser capaz de analisar
contaminantes na água.
A língua eletrônica é composta
1 por vários sensores. Cada sensor
consiste em um par de eletrodos
recobertos com diferentes
polímeros, que os tornam sensíveis
a substâncias presentes na bebida.
Filme
polimérico
Eletrodos
metálicos
Base
Nos sensores ocorrem transferências
2 de elétrons e íons entre a bebida e o
polímero. A velocidade dessas trocas
depende da composição da bebida
e dos polímeros do sensor.
A língua humana
Na superfície da língua estão
localizadas células especializadas
que compõem as papilas linguais.
Essas células são sensíveis a substâncias
responsáveis pelo sabor dos alimentos.
Receptores sensoriais
Na presença de determinadas
substâncias, as papilas,
ligadas ao cérebro por meio
de células nervosas, enviam
sinais, possibilitando a
identificação dos sabores.
Poro gustatório
Bulbo
olfatório
11.1 Oxidação e redução
Há reações em que ocorre a
transferência de elétrons de uma
espécie química para outra. A espécie
que perde elétrons sofre oxidação, e a
que recebe sofre redução.
11.2 O conceito de número de
oxidação
O número de oxidação de um
elemento, em uma substância, é
uma grandeza relacionada à carga
elétrica dos átomos desse elemento na
substância. Em íons monoatômicos,
o número de oxidação é a própria
carga do íon. Em espécies com ligação
covalente, o número de oxidação
pode ser determinado usando a
fórmula eletrônica e o conceito de
eletronegatividade.
11.3 Regras para a determinação
do número de oxidação
Há um conjunto de regras que
torna mais rápido o cálculo
do número de oxidação.
Essas regras têm base lógica
e devem ser compreendidas
em vez de simplesmente
memorizadas.
O computador usa uma rede neural para
3 processar os sinais dos sensores. A rede neural é
formada por unidades que simulam um neurônio,
recebendo e retransmitindo informações.
Com a rede neural, o
4 computador “aprende”
a reconhecer um sinal
como sendo de determinada
bebida, como uma impressão
digital. O software agrupa os
dados de diferentes bebidas
em um gráfico, sendo capaz,
por exemplo, de identificar
o tipo de café.
O grau de torra do café
Durante a torrefação do grão, várias substâncias são produzidas e determinam
o sabor da bebida. O grau de torra é uma das características avaliadas pelos
provadores de café que podem ser analisadas pela língua eletrônica.
Clara: acentuada
acidez, aroma e
sabor suaves
Média: aroma
e sabor
acentuados
Fibra nervosa
Escura: acidez
diminuída e sabor
amargo acentuado
Delícia!
Os sinais vindos das papilas são
interpretados pelo cérebro, junto
com sinais das células olfatórias.
Baseados na nossa memória,
somos capazes de identificar
o que ingerimos ou,
pelo menos, dizer se
gostamos ou não.
Para pensar
Cavidade nasal
Papilas
1. Por que alguns alimentos industrializados
contêm antioxidantes
na sua composição?
2. Qual a importância de uma língua
artificial para a indústria
alimentícia?

Seção 11.1
Oxidação e redução
❱❱ Objetivo
C CReconhecer, em
nível introdutório,
a transferência
de elétrons entre
espécies.
1 Analisando a obtenção de hidrogênio
em laboratório
Uma maneira simples de obter hidrogênio em laboratório é por meio
da reação entre zinco metálico e uma solução aquosa de ácido clorídrico.
A foto abaixo ilustra essa reação.
❱❱ Termos e conceitos
• oxidação
• redução
aTenÇÃo
Não faça o experimento
representado ao lado por conta
própria.
Sua eventual realização, em
laboratório, requer autorização e
supervisão do(a) professor(a) para
evitar acidentes envolvendo o gás
hidrogênio, altamente inflamável
e explosivo, e o ácido clorídrico,
corrosivo e cujos vapores são tóxicos.
Óculos de segurança, luvas
e aventais protetores são
obrigatórios.
Observações macroscópicas
❱Zn
metálico em
contato com
uma solução
de HC, (aq).
O zinco metálico vai sofrendo corrosão, enquanto na superfície do metal
vão surgindo bolhas gasosas que escapam da solução.
Análise microscópica
H 3
O
H 2 (g)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Zn 2 (aq)
Zn (s)
Unidade C • Oxirredução
120
A formação de bolhas gasosas na superfície do zinco ocorre quando os
íons H 1 (aq), presentes na solução, tomam contato com o pedaço de zinco,
recebem elétrons do metal e se transformam em gás hidrogênio, H 2 (g).
A corrosão do zinco ocorre porque átomos desse metal ao perderem
elétrons para os íons H 1 (aq), transformam-se em íons Zn 21 (aq), que deixam
o sólido e migram para a solução, provocando a corrosão da lâmina.
A reação química que ocorre pode ser assim equacionada:
Zn (s) 1 2 HC (aq) # H 2 (g) 1 ZnC 2 (aq)
Zn 1 2 H 1 1 2 C 2 # H 2 1 Zn 21 1 2 C 2
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
Sólido Solução Gás Solução
Os íons C 2 não
participam, de
fato, da reação.
São considerados
íons espectadores.

Representando um elétron por e 2 , podemos indicar nessa equação química a transferência
de elétrons do zinco para os íons hidrogênio:
2 e 2
Zn (s) 1 2H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
2 O conceito de oxidação e o de redução
Em Química há vários processos que, como o equacionado acima, envolvem a transferência
de elétrons.
No passado, a palavra oxidação foi empregada pelos químicos para designar a reação com
o oxigênio. Atualmente, essa palavra é empregada, de modo mais genérico, para caracterizar
a perda de elétrons por uma espécie química. (Espécie química é o nome genérico para átomo,
molécula, íon.)
Denomina-se oxidação a perda de elétrons por uma espécie química.
Por exemplo, na reação com H 1 (aq), cada átomo de zinco perde 2 elétrons;
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2e 2
Já o processo oposto ao da oxidação é denominado redução.
Denomina-se redução o ganho de elétrons por uma espécie química.
Por exemplo, cada íon H 1 (aq) ganha 1 elétron:
Os elétrons se conservam!
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
Oxidação e redução ocorrem ao mesmo tempo, não existindo uma sem a outra, pois o total
de elétrons perdidos por uma espécie química deve ser igual ao total de elétrons ganhos por
outra espécie, ou seja, o número de elétrons permanece inalterado (eles não “aparecem” do
nada nem “desaparecem”).
Podemos somar ambas as equações, a da oxidação do zinco e a da redução dos íons hidrogênio,
obtendo a equação global do processo.
Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2 Oxidação
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g) Redução
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq) Processo global
Os conceitos de oxidação e de redução são fáceis de aplicar na reação entre zinco metálico
com solução aquosa de ácido clorídrico, pois a transferência de elétrons do Zn para o H 1 é relativamente
fácil de ser percebida.
Existem, porém, processos de oxidação/redução em que a transferência de elétrons não é
tão evidente na equação química. É o caso, por exemplo, do processo representado pela equação
não balanceada:
NH 3 1 O 2 # NO 1 H 2 O
Casos como esse evidenciam a necessidade de formular um outro conceito para tornar mais
clara a identificação da ocorrência de oxidação/redução.
Esse conceito é o de número de oxidação, introduzido na Química para facilitar a análise de
processos de transferência de elétrons.
Capítulo 11 • Número de oxidação
121

Seção 11.2
O conceito de número de oxidação
❱❱ Objetivos
CCCompreender o conceito
de número de oxidação.
CCSaber que, em íons
monoatômicos, o número
de oxidação é a própria
carga do íon.
CCIndicar a variação da
eletronegatividade na
tabela periódica.
CCAplicar o conceito de
eletronegatividade para
determinar o número de
oxidação de um elemento
em uma molécula.
❱❱ Termos e conceitos
• número de oxidação
• eletronegatividade
Lembrete
À exceção dos seis
gases nobres, em todas
as substâncias há átomos
unidos por ligações
químicas. Os átomos
que formam uma dada
substância podem ser
de um mesmo elemento
químico (substância simples)
ou de elementos
diferentes (substância
composta, ou composto
químico ou, simplesmente,
composto).
Na C
O conceito de número de oxidação foi criado com a intenção de facilitar
a análise de uma equação química, a fim de saber se a reação que ela
representa envolve a transferência de elétrons entre espécies químicas.
O número de oxidação é um número associado aos átomos
de determinado elemento, presente em determinada
substância. Ele está relacionado à carga elétrica que esses
átomos apresentam nessa substância. Essa carga elétrica pode
ser real — como a carga de íons (Na 1 , S 22 , A 31 etc.) — ou uma
carga que se atribui ao átomo em função das ligações que ele
realiza na substância de que toma parte.
Dito dessa maneira, parece bastante abstrato. Vamos tentar, a seguir,
esclarecer esse importante conceito.
Tradicionalmente, encara-se o número de oxidação (representado, em
diferentes publicações, por N ox , n ox , Nox, nox ou NOX) como o resultado da
aplicação de um conjunto de regras. Essas regras têm, contudo, uma motivação
lógica que permite que sejam compreendidas. Antes de apresentar
regras, vamos apresentar a motivação que deu origem a elas.
1 Número de oxidação em íons
monoatômicos
Quando átomos de um elemento metálico se unem ionicamente a átomos
de um elemento não metálico, essa união envolve cátions e ânions
que compõem um retículo cristalino iônico. No composto iônico formado,
os átomos dos elementos estão presentes, de fato, sob a forma de íons.
Assim, consideramos que cada um deles apresenta carga elétrica.
A carga elétrica dos íons de um elemento num composto iônico é
igual ao número de oxidação desse elemento nesse composto.
Exemplos de compostos iônicos são NaC, KI, NaF, CaF 2 e A 2 O 3 :
• NaC,
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
#
Unidade C • Oxirredução
122
O retículo cristalino do NaC,
representado por esse modelo, é
constituído por muitos íons
Na 1 e C 2 , na proporção 1 : 1.
Átomo de sódio
(Na 0 ) 2-8-1 e 2
Metais têm tendência
a doar e 2
(formar cátions)
Átomo de cloro
(C, 0 ) 2-8-7 e 2
Não metais têm
tendência
a receber e 2
(formar ânions)
Cátion sódio
(Na 1 ) 2-8 e 2
Eletrosfera
igual à do
neônio
Ânion cloreto
(C, 2 ) 2-8-8 e 2
Eletrosfera igual
à do argônio
No NaC, o número de oxidação do elemento sódio é 11 e o do elemento
cloro é 21.

• KI
K
I
K
I
K
I
[K 1 ][I 2 ] ( KI
(iodeto de potássio)
O KI é aditivo do sal
de cozinha. O íon I 2 ajuda
a prevenir o bócio, uma
enfermidade da glândula
tireoide.
O retículo cristalino do KI
é constituído por grande
quantidade de íons K 1 e
I 2 , na proporção 1 : 1.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
19K: K-2 L-8 M-8 N-1 Cada K doa 1 e 2 K 1 : K-2 L-8 M-8
53I: K-2 L-8 M-18 N-18 O-7 Cada I recebe 1 e 2 I 2 : K-2 L-8 M-18 N-18 O-8
No KI, o número de oxidação do elemento potássio é 11 e o do elemento iodo é 21.
• NaF
Na
Na
F
F
Na +
F
[Na 1 ][F 2 ] ( NaF
(fluoreto de sódio)
O retículo cristalino NaF
é constituído por grande
quantidade de íons Na 1 e
F 2 , na proporção 1 : 1.
❱O NaF é usado em alguns produtos
para a higiene dos dentes. O íon F 2
aumenta a resistência do esmalte
dentário à corrosão ácida (cárie).
11Na: K-2 L-8 M-1 Cada Na doa 1 e 2 Na 1 : K-2 L-8
9F: K-2 L-7 Cada F recebe 1 e 2 F 2 : K-2 L-8
Capítulo 11 • Número de oxidação
No NaF, o número de oxidação do elemento sódio é 11 e o do elemento flúor é 21.
123

• CaF2
Átomo de
flúor
F Ca F F Ca 2 F
Átomo de
cálcio
Átomo de
flúor
[Ca 21 ] 1 [F 2 ] 2 V CaF 2
(fluoreto de cálcio)
O retículo cristalino
do CaF 2 é constituído
por grande quantidade
de íons Ca 21 e F 2 , na
proporção 1 : 2.
20Ca: K-2 L-8 M-8 N-2 Cada Ca doa 2 e 2 Ca 21 : K-2 L-8 M-8
9F: K-2 L-7 Cada F recebe 1 e 2 F 2 : K-2 L-8
No CaF 2 , o número de oxidação do elemento cálcio é 12 e o do elemento flúor é 21.
A
• , 2 O 3
Átomos de alumínio
A
A
O 2 A 3+ O 2
A 3+ O 2
O O O
[A 31 ] 2 [O 22 ] 3 V A 2 O 3
(óxido de alumínio ou alumina)
O retículo cristalino do A 2 O 3 é constituído por grande quantidade
de íons A 31 e O 22 , na proporção 2 : 3.
Átomos de oxigênio
13A: K-2 L-8 M-3 Cada A doa 3 e 2 A 31 : K-2 L-8
8O: K-2 L-6 Cada O recebe 2 e 2 O 22 : L-2 L-8
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
No A 2 O 3 , o número de oxidação do elemento alumínio é 13 e o do elemento oxigênio é 22.
2 O conceito de eletronegatividade
Átomos dos diversos elementos químicos apresentam diferentes tendências para atrair
elétrons.
Unidade C • Oxirredução
124
Denomina-se eletronegatividade a tendência que o átomo de um determinado elemento
apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se acha ligado a outro(s) átomo(s).
Embora essa atração se dê sobre todo o ambiente eletrônico que circunda o núcleo do
átomo, é de particular interesse a atração que ele exerce sobre os elétrons envolvidos na
ligação química.
Há várias décadas os químicos se preocupam em estabelecer escalas numéricas para expressar
a eletronegatividade. Entre as muitas escalas existentes, a mais conhecida é a que foi
elaborada pelo químico estadunidense Linus Pauling, que aparece na tabela a seguir:

ESCALA DE ELETRONEGATIVIDADE DE PAULING
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H
W Li
Be
Na Mg
K Ca Rb Sc Cs Sr Y Ti Ba V Zr Nb La Fr Ra Cr Ac
Mn Fe Mo Hf Ta Tc Ru Co Re B
Ni Rh Os Ir Pd Cu C
N F
O
A Si Zn Ag Pt Ga P Ge Cd Au S Hg In As C
Sn Se T Sb Br
Pb Te Bi I
Po At
0,8
1,0
0,8
1
(1A) 2
(2A) 3
1,1
1,0
0,8
1,1
1,0
0,9
4
1,3
1,2
1,0
5
1,0
1,4
1,3
1,3
6
1,2
1,5
1,0
1,5
1,4
1,7
1,5
1,6
2,1
1,5
1,9
1,7
1,6
1,9
1,8
De modo geral, a eletronegatividade
aumenta da esquerda para a
direita em um período…
1,6
1,8
1,8
1,7
Esses valores são fundamentalmente os propostos por Pauling, com algumas correções mais recentes.
Fonte: J. W. Moore et al. Chemistry; the molecular science. 2. ed. Belmont, Thomson-Brooks/Cole, 2005. p. 355.
1,9
1,8
1,7
1,7
A partir desses valores podemos construir uma fila com alguns dos elementos que aparecem
frequentemente no estudo da Química:
F . O . N C . Br . I S C . P H . metais
Sentido crescente da eletronegatividade
Alguns autores utilizam a palavra eletropositividade para se referir ao oposto da eletronegatividade.
Assim, podemos dizer que ter alta eletronegatividade significa ter baixa eletropositividade,
e vice-versa.
A eletronegatividade é uma propriedade periódica
7
8
9
10
Legenda:
<1,0
1,0–1,4
11
12
1,6
1,8
1,6
1,6
1,8
1,7
1,6
1,5–1,9
2,0–2,4
1,6
1,8
1,8
1,7
13
(3A) 14
(4A) 15
(5A) 16
1,9
1,9
1,9
1,5
2,1
(6A) 17
(7A)
2,1
2,5–2,9
3,0–3,4
2,1
1,8
2,0
2,5
2,4
2,1
2,5
2,8
2,5
3,0
4,0
O flúor é o elemento de
maior eletronegatividade
3,0
3,5
4,0
… e de baixo para
cima, em um grupo
A eletronegatividade é uma propriedade periódica, ou seja, é uma propriedade cujo valor varia
regular e periodicamente à medida que aumenta o número atômico dos elementos. Não é costume
atribuir valores de eletrone ga ti vidade para os gases nobres, já que eles não apresentam tendência a
receber ou compartilhar elétrons.
O gráfico A ilustra que a eletronegatividade é uma propriedade periódica. Para elaborá-lo, a
eletronega tividade dos gases nobres foi considerada como zero. Na figura B , as setas mostram o sentido
crescente da eletronegatividade na tabela periódica. O grupo dos gases nobres está em branco
para enfatizar sua acentuada inércia química.
A
Eletronegatividade
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
H
Li
F
Na
C
K
Br
Rb
Número atômico
B
Capítulo 11 • Número de oxidação
Fonte do gráfico: M. Freemante, Chemistry in action. 2. ed. Londres, Macmillan, 1995. p. 338.
125

3 Número de oxidação em espécies com ligação
covalente
Unidade C • Oxirredução
Na 1 1
Cátion de
elemento
metálico
H
C, 2 1
Ânion de
elemento
não metálico
Composto
iônico
Na C,
1121
Eletronegatividade: C, . Na
H C, 11 21
Eletronegatividade: C, . H
H O 11 22
Eletronegatividade: O . H
N
H 11
H
11 23 11
H 11
Eletronegatividade: N . H
❱As representações usadas aqui
são meramente esquemáticas,
com a preocupação didática
de auxiliar o estudante no
entendimento do conceito de
número de oxidação em espécies
nas quais há ligação covalente.
H H zero zero
A eletronegatividade de ambos os
átomos é igual.
O conceito de eletronegatividade permite comparar os átomos dos elementos
químicos no que diz respeito à diferente tendência para atrair elétrons.
As substâncias iônicas são constituídas por átomos de elementos
com grande diferença de eletronegatividade: metais são pouco eletronegativos
e não metais, bastante eletronegativos. Isso confirma o fato
—— que já é de seu conhecimento —— de que, na ligação iônica, os átomos
do metal perdem elétrons, transformando-se em cátions, e os átomos
do não metal recebem elétrons, transformando-se em ânions (veja o
exemplo do NaC,, ao lado).
Agora, focalizemos nossa atenção nos compostos moleculares, nos quais
os átomos estão unidos por ligações covalentes. Considere, por exemplo, uma
molécula de HC,. Consultando a fila de eletronegatividade, verificamos que o
cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio. Isso significa que o cloro exerce
maior atração sobre o par de elétrons compartilhado do que o hidrogênio.
Podemos dizer que esse par de elétrons, que é compartilhado por ambos
os átomos, passa a maior parte do tempo nas imediações do cloro do
que nas do hidrogênio. Como consequência, os químicos atribuem ao cloro,
nessa substância, o número de oxidação 21 e, ao hidrogênio, o número de
oxidação 11.
Note que a ligação no HC, não é iônica, mas sim covalente. Contudo,
o compartilhamento eletrônico não é igualitário. Os números de oxidação
espelham simplesmente que o elétron do hidrogênio passa a maior parte
do tempo com o cloro do que com o próprio hidrogênio. A ilustração ao
lado é meramente uma representação esquemática que tenta evidenciar
o comparti lhamento não igualitário do par eletrônico no HC,.
Vamos, como próximo exemplo, considerar a molécula de água. O compartilhamento
eletrônico também é desigual, pois o oxigênio é mais eletronegativo
que o hidrogênio. Assim, os dois pares eletrônicos —— cada qual formado por
um elétron do oxigênio e um do hidrogênio —— passam a maior parte do tempo
nas proximidades do oxigênio. Por isso, a ele atribuímos número de oxidação
22 e, ao hidrogênio, 11. O esquema ao lado representa essa situação.
Agora considere a molécula de amônia, NH 3 . O nitrogênio é mais eletronegativo
que o hidrogênio e exerce maior atração sobre os pares eletrônicos
das três ligações covalentes. Assim, o elétron de cada átomo de hidrogênio
passa a maior parte do tempo nas proximidades do nitrogênio, razão
pela qual se atribui a ele o número de oxidação 23. E a cada hidrogênio
atribui-se 11. Essa discussão sobre a molécula de amônia também está
representada ao lado.
Como você percebe, quando há diferença de eletronegatividade, os elétrons
das ligações covalentes não são igualmente compartilhados. Podemos atribuir
a cada um dos átomos de uma molécula uma carga elétrica fictícia decorrente
desse compartilhamento não igualitário de elétrons.
E se átomos de um mesmo elemento químico estiverem unidos por
ligação covalente? Vamos considerar, como exemplo, a molécula de gás
hidrogênio, H 2 . Como ambos os átomos têm a mesma eletronegatividade,
o compartilhamento dos elétrons é igualitário, ou seja, os elétrons permanecem
o mesmo tempo nas proximidades de cada um dos átomos.
Por isso, atribui-se a cada um deles o número de oxidação zero (veja o
esquema ao lado).
Podemos, agora, tentar formalizar o conceito de número de oxidação de
um elemento em uma espécie química na qual há ligação covalente.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
126

Em espécies químicas nas quais há ligação covalente,* o número de oxidação de um
elemento expressa a carga parcial de cada átomo desse elemento na molécula, gerada
pela distribuição não igualitária dos elétrons das ligações covalentes em decorrência das
diferenças de eletronegatividade.
Para um par de átomos unidos covalentemente, o número de oxidação negativo é
atribuído ao átomo do elemento mais eletronegativo (que atrai mais intensamente os
elétrons da ligação), e o número de oxidação positivo é atribuído ao átomo do elemento
menos eletro negativo (que atrai menos intensamente os elétrons da ligação).
exercícios essenciais
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcício rEsolvido
1 Determine o número de oxidação de cada um dos
elementos presentes na mólecula de H 2 SO 4 .
Resolução
Primeiramente, escrevemos a fórmula eletrônica
da molécula de H 2 SO 4 . A seguir, consultamos a
fila de eletronegatividade, que nos informa que
o oxigênio é mais eletronegativo que o enxofre
e o hidrogênio.
Com base nisso, podemos elaborar o esquema:
H
O
O S O H
O
Assim, na mólecula de H 2 SO 4 , o número de oxidação
do:
• hidrogênio é 11;
• oxigênio é 22;
• enxofre é 16.
22
11 22 16 22 11
22
2 Utilizando as fórmulas eletrônicas ou estruturais,
determine o número de oxidação de cada um dos
elementos presentes nas substâncias representadas
a seguir:
a) C, 2 g) CH 2 F 2 m) NF 3 s) SO 3
b) O 2 h) CHF 3 n) HNO 2 t) HC,
c) N 2 i) CF 4 o) HNO 3 u) HC,O
d) HF j) CO 2 p) H 2 S v) HC,O 2
e) CH 4 k) H 2 CO q) S 8 w) HC,O 3
f) CH 3 F l) NH 3 r) SO 2 x) HC,O 4
3 (PUC-MG) Nos compostos CC, 4 , CHC, 3 , CH 2 C, 2 ,
CH 3 C, e CH 4 , os números de oxidação dos carbonos
são respectivamente:
a) 14, 12, 0, 22, 24.
b) 24, 22, 0, 12, 14.
c) 14, 12, 11, 22, 14.
d) 22, 14, 0, 12, 14.
e) 22, 24, 22, 12, 24.
4 O carbono pertence ao grupo 14 da tabela periódica.
Isso significa que seus átomos apresentam quatro
elétrons na camada de valência.
Com base nessa informação, reflita e responda às
perguntas.
Qual deve ser o maior número de oxidação possível
para o carbono? E o menor? Explique como chegou
às respostas.
Sugestão: Inspire-se no exercício 2.
5 Repita a resolução da questão anterior para os
elementos:
a) nitrogênio (grupo 15 da tabela periódica);
b) enxofre (grupo 16);
c) cloro (grupo 17).
6 (UFC-CE) A força dos ácidos varia em função de
uma série de propriedades, tais como: constituintes
químicos, geometria da molécula, estado de oxidação
das espécies envolvidas, etc. Considerando os
ácidos HC,O, HBrO e HIO, é correto afirmar que:
a) O HC,O é um ácido mais fraco do que o HIO.
b) O HBrO é um ácido mais forte do que o HC,O.
c) a ordem crescente de acidez é HIO, HBrO,
HC,O.
d) a ordem decrescente de acidez é HIO, HC,O,
HBrO.
e) os estados de oxidação do C,, Br e I são 21, 22
e 23, respectivamente.
Issoengloba,alémdasmoléculas,osíonsformadospordoisoumaisátomosunidoscovalentemente(íonspoliatômicos),taiscomo
* NO
2
3,SO 4 22 ,PO 4 32 ,O 2 22 etc.,queserãoconsideradosmaisàfrente.
Capítulo 11 • Número de oxidação
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Exercícios adicionais
127

Seção 11.3
Regras para a determinação do
número de oxidação
❱❱ Objetivo
C Conhecer, interpretar
e utilizar as regras
para determinação do
número de oxidação.
❱❱ Termos e conceitos
• hidreto metálico
• peróxido de hidrogênio
• íon peróxido
Como vimos, é possível determinar o número de oxidação de um elemento
observando a fórmula da substância em que ele se encontra. Tradicionalmente,
os químicos determinam o número de oxidação por meio da
aplicação de um conjunto de regras, que mostraremos agora.
Sugestão
Julgamos importante que você tente compreender a lógica envolvida
em cada uma das regras, o que torna mais fácil assimilá-las.
Para isso, ao estudá-las tenha sempre em mente o que aprendeu
anteriormente. Lembre-se, também, de consultar a fila de eletronegatividade.
❱Algumas substâncias simples:
alumínio (na forma de papel-
-alumínio), hélio (dentro do balão
azul), oxigênio (dentro do balão
vermelho), ouro (presente na
aliança), prata (presente no talher)
e enxofre (pó amarelo).
1 a regra: Sobre substâncias simples
Numa substância simples, como todos os átomos são do mesmo
elemento, não há diferença de eletronegatividade entre eles. Portanto,
o número de oxidação do elemento é zero.
Como exemplos de substâncias simples formadas por elementos metálicos
(portanto, substâncias metálicas), podemos citar Fe, Zn, Cu, Au,
Ag, Pb. E, como exemplos de substâncias simples formadas por elementos
não metálicos (portanto, substâncias moleculares), podemos citar H 2 , O 2 ,
O 3 , N 2 , F 2 , C, 2 , Br 2 , I 2 , P 4 , P (verm), S 8 , C (diam) e C (graf).
Assim, enunciamos que:
Nas substâncias simples, o número de oxidação do elemento que
forma a substância é zero.
2 a regra: Sobre o hidrogênio em seus compostos
Compostos químicos (substâncias compostas) são formados por dois ou
mais elementos químicos. Quando o hidrogênio se liga aos não metais (o que
ocorre por ligação covalente, veja o exemplo A ), que são mais eletronegativos
que ele, atrairá menos intensamente o seu elétron do que eles. Assim, seu
número de oxidação será 11.
Ao se ligar aos metais, formando os hidretos metálicos (exemplo B ),
o hidrogênio, por ser mais eletronegativo que eles, terá número de
oxidação 21.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade C • Oxirredução
A
H C, 11 21
Eletronegatividade: C, . H
Assim, podemos enunciar que:
B
Na 1 H 2 NaH
1 1 21
Eletronegatividade: H . Na
O número de oxidação do hidrogênio em seus compostos é 11,
exceto nos hidretos metálicos, nos quais é 21.
128

3 a regra: Sobre o oxigênio em seus compostos
O oxigênio está no grupo 16 (ou 6A) da tabela periódica. Apresenta
seis elétrons na camada de valência e completa o octeto ao receber ou
compartilhar dois elétrons.
No caso de ligação iônica, o oxigênio recebe dois elétrons para completar
o octeto, transforma-se em íon O 22 (íon óxido) e adquire número de oxidação
22. É, por exemplo, o caso dos óxidos iônicos Na 2 O e CaO (veja C e D ).
C
Na 1 2
O 22 1
Na 2 O
22
D
Ca 21 1
O 22 1
CaO
22
No caso de ligação covalente, o oxigênio estabelece duas delas para
completar o octeto. Acontece que, como o oxigênio só não é mais eletronegativo
que o flúor, ao se combinar com todos os demais elementos, atrairá os
elétrons compartilhados mais intensamente do que eles e ficará com número
de oxidação 22. É o que acontece, por exemplo, em H 2 O e CO 2 (veja E e F ).
E
H O 11
22
F
O C O 22 14 22
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
G
H
F O 21 12
F
21
Eletronegatividade: F . O
H O O H
11 21 21 11
Eletronegatividade: O . H
Assim, o oxigênio, em substâncias compostas, adquire em geral número
de oxidação 22. Porém, ao se ligar ao flúor, a situação se inverte, pois o
flúor é mais eletronegativo que ele. No OF 2 , portanto, o número de oxidação
do oxigênio é 12 (veja G ).
Outra situação que destoa do valor 22 para o oxigênio é nos peróxidos.
O H 2 O 2 , peróxido de hidrogênio —— comercializado em solução aquosa com
o nome de água oxigenada ——, é um peróxido molecular cuja estrutura
está mostrada em H . Por causa dessa estrutura, o número de oxidação
do oxigênio é 21. O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, mas
“empata” com o outro oxigênio. Na estrutura dos peróxidos dos metais alcalinos
(veja I ) e alcalino-terrosos (veja J ), existe o íon O 22 2 (íon peróxido).
Já que, nesse íon, dois átomos de oxigênio têm carga 22, concluímos que
cada um deles tem número de oxidação 21.
I
Na 1 2
H
O 2
22
1
Na 2 O 2
21
11
Eletronegatividade: O . H
J
Eletronegatividade: O . C
Ca 21 1
O 2
22
1
CaO 2
21
Assim, enunciamos:
K
Na 1 1
OH 2 1
NaOH
11
O número de oxidação do oxigênio em seus compostos é, em geral,
22. Exceções são o fluoreto de oxigênio, OF 2 , em que é 12, e os
peróxidos, nos quais é 21.
4 a regra: Sobre outros exemplos de elementos que
possuem, quase sempre, o mesmo número
de oxidação em seus compostos
Os metais alcalinos (grupo 1, ou 1A, da tabela periódica), ao se combinarem
ionicamente, formam cátions monovalentes, pois completam o octeto
quando perdem um elétron (o lítio, de número atômico 3, não completa o octeto,
mas adquire eletrosfera semelhante à do hélio). Assim, nos compostos
em que há metal alcalino, seu número de oxidação é 11. Exemplos desses
compostos são NaOH (veja K ), KBr, Na 2 S, NaC,, K 2 O, LiNO 3 e Na 2 SO 4 .
Capítulo 11 • Número de oxidação
129

L
M
N
O
Ca 21 1
A, 31 2
Ag 1 1
Zn 21 1
OH 2 2
O 22 3
NO 3
2
SO 4
22
1
1
Ca(OH) 2
12
A, 2 O 3
13
AgNO 3
11
ZnSO 4
12
Os metais alcalino-terrosos (grupo 2, ou 2A), ao tomarem parte de compostos
iônicos, o fazem como cátions bivalentes. Isso porque, ao perderem
dois elétrons, completam o octeto. Assim, o número de oxidação desses
metais, nessas substâncias compostas, é 12. Exemplos de compostos de
metais alcalino-terrosos são CaO, Ca(OH) 2 (veja L ), Ba(NO 3 ) 2 , SrC, 2 , CaCO 3 ,
BaSO 4 .
O alumínio (grupo 13, ou 3A) apresenta três elétrons na camada de
valência. Em seus compostos iônicos apresenta-se, portanto, sob a forma
de íon A, 31 , no qual o elemento se encontra com número de oxidação 13.
Exemplos de compostos de alumínio são A, 2 O 3 (veja M) e A,(OH) 3 .
Prata e zinco combinam-se ionicamente com elementos não metálicos
sob a forma de íons Ag 1 e Zn 21 . Assim, em substâncias compostas, apresentam,
respectivamente, números de oxidação 11 e 12. Como exemplos,
podemos citar AgBr, Ag 2 O, AgNO 3 (veja N ), ZnC, 2 , ZnO e ZnSO 4 (veja O ).
O flúor pertence ao grupo 17 (ou 7A) da tabela periódica. Apresenta sete
elétrons na última camada e completa o octeto ao receber ou compartilhar
um elétron. Ao receber um elétron, em ligação iônica, transforma-se no ânion
F 2 e fica com número de oxidação 21. Ao fazer uma ligação covalente, como
é o mais eletronegativo dos elementos, atrai os elétrons da ligação mais
do que o átomo de outro elemento ao qual se liga, adquirindo número de
oxidação 21 (veja G ).
Há alguns elementos que, de modo geral, apresentam sempre o mesmo
número de oxidação em seus compostos. Entre eles, podemos citar
os metais alcalinos (11), os metais alcalino-terrosos (12), a prata
(11), o zinco (12), o alumínio (13) e o flúor (21).
5 a regra: Sobre a soma algébrica dos números de oxidação
em uma espécie química eletricamente neutra
Uma molécula é uma espécie química eletricamente neutra. Como
elétrons não “aparecem” nem “desaparecem”, para cada carga positiva
atribuída dentro de uma molécula deve-se atribuir também uma carga
negativa. Em outras palavras, quando somamos os números de oxidação
de todos os átomos que tomam parte de uma molécula, necessariamente
obteremos zero como resultado. Veja os exemplos esquemáticos P a R .
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
P
Q
O
R
O
O C O 22 14
22
H
O
S
O
H
H O N
O
Unidade C • Oxirredução
130
Número de oxidação
Soma dos números de
oxidação dos átomos
C O 2
14 22
14 24 5 0
Soma total
11
22
O
22
16
22
22
H 2 S O 4
11 16 22
12 16 28 5 0
11
11 22 15
Um composto iônico, considerado como um todo, é um conjunto de
cátions e ânions que, individualmente, apresentam carga elétrica: os
cátions são positivos e os ânions, negativos. Contudo, o total de cargas
positivas deve contrabalançar o total de negativas, resultando num
composto eletricamente neutro, ou seja, no qual a carga elétrica total
é nula. Veja os esquemas S a U .
22
22
H N O 3
11 15 22
11 15 26 5 0

Essa regra é muito
valiosa para determinar
o número de oxidação
daqueles elementos que
apresentam número de
oxidação bastante variável
de um composto para
outro. Esse é o caso, por
exemplo, de nitrogênio,
cloro, enxofre, carbono
e fósforo.
S
Na 2
Na 1 2
O
11 22
Enunciando:
O 22 1
12 22 5 0
T
Fe 31 2
O 22 3
Fe 2 O 3
13 22
16 26 5 0
Ca 21 1
SO
4
22
Ca S O 4
12 16 22
12 16 28 5 0
A soma algébrica de todos os números de oxidação dos elementos
presentes em uma espécie química eletricamente neutra é zero.
U
1
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
V
O 22
O S O 22 16 22
O 22
Sulfato (SO 22 4 )
6 a regra: Sobre a soma algébrica dos números
de oxidação em um íon poliatômico
Essa regra, como a anterior, envolve a ideia de contabilidade de elétrons.
Se uma espécie é eletricamente neutra, a soma dos números de oxidação
dos átomos que a compõem é igual a zero, que é a carga total da espécie.
Por outro lado, se estamos diante de uma espécie química eletricamente
carregada —— íons poliatômicos, tais como NO 2 3 , SO 22 4 , PO 32 4 , O 22 2 e
NH 1 4 ——, a soma de todos os números de oxidação deve resultar na carga
elétrica dessa espécie química. Veja os exemplos esquemáticos V e W.
S
22
O 4
16 22
16 28 5 22
W
O 22
O N O 22 15 22
Nitrato (NO 2 3)
Assim, podemos enunciar a última regra:
N
2
O 3
15 22
15 26 5 21
A soma algébrica dos números de oxidação dos elementos
constituintes de um íon poliatômico é igual à carga desse íon.
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Texto: Oxidação de tintas
exercícios essenciais
ExErcício rEsolvido
7 Determine o número de oxidação dos elementos
destacados em negrito nas fórmulas a seguir:
a) KMnO 4 b) K 2 Cr 2 O 7 c) Ca 3 (PO 4 ) 2
Resolução
Nessa resolução vamos empregar as regras que
foram apresentadas. Lembre-se de que essas regras
se baseiam numa lógica que pode ser compreendida
em vez de memorizada.
a) O número de oxidação do potássio (metal alcalino)
num composto é 11 e o do oxigênio é 22.
Para achar o do manganês, vamos usar o fato
de a soma de todos os números de oxidação ser
igual a zero. Usaremos o esquema:
K Mn O 4
5 0
Capítulo 11 • Número de oxidação
131

Primeiramente, colocamos os
números de oxidação que conhecemos
(11 e 22). A seguir,
multiplicamos o número de
oxidação de cada elemento
pelo número de átomos presentes
na fórmula.
Como a soma total deve resultar
em zero, deduzimos
que o número de oxidação
do man ganês é 17.
b) No caso do K 2 Cr 2 O 7 , resolveremos
de modo semelhante:
K Mn O 4
11 22
11 28 5 0
K Mn O 4
11 17 22
11 17 28 5 0
K 2 Cr 2 O 7
11 22
12 112 214 5 0
ExErcício rEsolvido
10 Determine o número de oxidação do fósforo no
íon PO 4 32 .
Resolução
Podemos resolver de modo similar ao que fizemos
na questão 7, apenas atentando ao fato de que
a soma total dos números de oxidação deve ser
igual à carga do íon (23). Assim, concluí mos que o
número de oxidação do fósforo no PO 32 4 é 15:
P O 4
32
15 22
15 28 5 23
Observação: O item c do exercício 7 envolve o sal
fosfato de cálcio, que é formado pelos íons cálcio
e fosfato.
Unidade C • Oxirredução
Há, contudo, uma pequena
diferença em relação ao caso
anterior. O valor 112, necessário
para que a soma total
seja zero, deve-se a dois átomos
de crômio. Assim, concluímos
que o número de oxidação do
crômio é 16.
c) Devemos perceber que a
fórmula Ca 3 (PO 4 ) 2 equivale
à formula “Ca 3 P 2 O 8 ”. A
resolução é semelhante à
anterior, e nos conduz ao
valor 15 para o número de
oxidação do fósforo.
8 Na questão 2 você determinou o número de oxidação
dos elementos presentes em algumas substâncias.
Para treinar o uso das regras, repita essa
determinação naquelas substâncias, porém dessa
vez empregando diretamente as regras em vez da
fórmula eletrônica ou estrutural.
9 Abaixo aparecem as fórmulas de alguns ácidos
inorgânicos oxigenados.
Busque uma maneira lógica de relacionar o nome
desses ácidos com o número de oxidação do elemento
em negrito em cada uma das fórmulas.
HCO 4
Ácido
perclórico
HCO 3
Ácido
clórico
HCO 2
Ácido
cloroso
HCO
Ácido
hipocloroso
H 2 SO 4
Ácido
sulfúrico
H 2 SO 3
Ácido
sulfuroso
HNO 3
Ácido
nítrico
HNO 2
Ácido
nitroso
K 2 Cr 2 O 7
11 16 22
12 112 214 5 0
Ca 3 P 2 O 8
12 15 22
16 110 216 5 0
H 3 PO 4
Ácido
fosfórico
H 3 PO 3
Ácido
fosforoso
H 3 PO 2
Ácido
hipofosforoso
Ca 21 3
PO 4
32
Para calcular o número de oxidação do fósforo nesse
sal, poderíamos simplesmente trabalhar com o
íon fosfato em separado, como acabamos de fazer,
chegando ao mesmo resultado, 15.
11 Compare o número de oxidação
do carbono no ácido carbô nico
(H 2 CO 3 ) e nos íons provenientes
de sua ionização, o bicarbonato
(HCO 2 3) e o carbonato (CO 3 22 ).
Que conclusão você tira?
O ácido carbônico está
presente nos refrigerantes.
12 Compare o número de oxidação do enxofre no
ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) e nos íons provenientes de
sua ionização, o bissulfato (HSO 4 2 ) e o sulfato (SO 4 22 ).
Que conclusão você tira?
13 Compare o número de oxidação do fósforo no
ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) com o número de oxidação
desse mesmo elemento nos ácidos provenientes
da desidratação do ácido fosfórico, que são o
metafosfórico (HPO 3 ) e o pirofosfórico (H 4 P 2 O 7 ).
Que conclusão você tira?
14 O propano (C 3 H 8 ) e o butano (C 4 H 10 ) são os componentes
principais do gás de cozinha. Suas fórmulas
estruturais são:
H
H
H
H
H
H C C C
H
H
2
H H H H
H C C C C H
H H H H
Determine o número de oxidação do carbono em
cada um desses compostos por meio da fórmula
eletrônica e também por meio das regras que apresentamos.
Há divergência entre os resultados? Que
conclusão você tira deste exercício?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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Exercícios adicionais
132

UNIDADE C
Capítulo
12
Reações de
oxirredução
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
As reações químicas em que há
transferência de elétrons são as
reações de oxirredução. Nelas,
oxidação (perda de elétrons) e redução
(recebimento de elétrons) ocorrem
simultaneamente.
12.1 Oxirredução
Quando um elemento tem seu nox
aumentado, diz-se que ele sofre oxidação.
E quando tem seu nox diminuído, diz-se
que ele sofre redução. Uma reação é de
oxirredução quando ocorre variação do nox
de um ou mais elementos.
12.2 Agente oxidante e agente redutor
Agente oxidante é a substância que provoca
a oxidação de outra e contém, portanto, o
elemento que se reduz. Agente redutor é a
substância que provoca a redução de outra
e contém, portanto, o elemento que se oxida.
12.3 Oxidação de metais por ácidos
ou por sais específicos
As reações de deslocamento (simples troca)
são reações de oxirredução. Por isso, são
interpretadas com maior clareza usando os
conceitos de oxidação, redução, oxidante e
redutor. Nessas reações, frequentemente há
íons espectadores presentes.
cor esverdeada do topo das torres e da
A cúpula da Catedral da Sé, em São Paulo,
provém da camada de azinhavre (carbonato
básico de cobre), que se forma por
oxirredução quando o cobre (material que
reveste essas estruturas) reage com certas
substâncias presentes no ar úmido.

Seção 12.1
Oxirredução
❱❱ Objetivos
Conceituar oxidação
e redução.
Explicar o que é uma
reação de oxirredução.
Reconhecer, pela
equação química,
que uma reação é de
oxirredução.
Identificar os
elementos que sofrem
oxidação e redução em
uma oxirredução.
❱❱ Termos e conceitos
• oxidação
• redução
• reação de oxirredução
1 Oxidação, redução e número de oxidação
Já foi conceituado anteriormente que uma espécie química sofre oxidação
quando perde elétrons e redução quando recebe elétrons. Vimos,
contudo, que há casos em que a equação química que representa a reação
não indica de modo muito evidente que houve oxidação/redução.
O conceito de número de oxidação torna mais prática a identificação
da ocorrência de oxidação/redução, como veremos neste capítulo.
O número de oxidação está relacionado à carga elétrica, real ou parcial,
dos átomos de um elemento em uma substância. Se, numa reação química,
houver aumento do número de oxidação de um certo elemento, isso indica
aumento de sua carga elétrica, o que equivale à perda de elétrons, ou
seja, oxidação. Um abaixamento do número de oxidação indica, por outro
lado, que ocorreu uma diminuição da carga elétrica, o que equivale a dizer
que houve ganho de elétrons, isto é, redução. Assim, com base no modelo
conceitual descrito, podemos generalizar:
Um aumento algébrico do número de oxidação indica oxidação.
Uma diminuição algébrica do número de oxidação indica redução.
2 Definição de reação de oxirredução
Quando, em uma reação química, ocorre alteração de número de oxidação
de elemento(s) químico(s), isso revela a ocorrência de oxidação e
redução.
Quando um ou mais elementos sofrem variações nos seus números
de oxidação no transcorrer de uma reação química, dizemos que se
trata de uma reação de oxirredução, também denominada reação
de oxidorredução, óxi-red ou redox.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade C • Oxirredução
Oxidação e redução ocorrem sempre de modo simultâneo, já que
elétrons se conservam (não “aparecem” nem “desaparecem”). Em outras
palavras, se uma espécie química recebe elétrons é porque alguma
espécie química os perdeu. Assim, numa reação de oxirredução
sempre haverá aumento e diminuição de número de oxidação de elemento(s)
químico(s) envolvido(s), caracterizando a ocorrência simultânea de oxidação
e redução. Vejamos alguns exemplos de equações químicas que representam
reações de oxirredução:
• Corrosão do zinco pelo ácido clorídrico em solução aquosa:
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
0 11 0 12
redução
oxidação
134
Dizemos que o zinco sofreu oxidação
porque perdeu elétrons e, por isso, seu
número de oxidação aumentou.
Dizemos que o íon H 1 sofreu redução
porque recebeu elétrons e, por isso,
seu número de oxidação diminuiu.

• Produção de ferro em altos-fornos por meio da redução do Fe2O 3 pelo monóxido de carbono (CO):
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) # 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
13 12 0 14
redução
oxidação
• Produção de gás cloro em laborátorio por meio da oxidação do ácido clorídrico pelo permanganato
de potássio:
2 KMnO 4 (aq) 1 16 HC, (aq) # 2 KC, (aq) 1 2 MnC, 2 (aq) 1 8 H 2 O (,) 1 5 C, 2 (g)
17 21 12 0
redução
oxidação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O bafômetro de dicromato
❱O ferro (Fe) é um importante
metal para nossa civilização.
Dentre muitas outras
aplicações, é usado na estrutura
de edificações, como a desta
foto. Esse metal é obtido de um
óxido natural (Fe 2 O 3 ) por meio
da reação de oxirredução assim
equacionada:
Fe 2 O 3 1 3 CO # 2 Fe 1 3 CO 2
Bafômetro é o nome dado a um aparelho usado
pelos policiais para estimar o nível de embriaguez de
motoristas suspeitos de dirigir alcoolizados.
O motorista deve soprar com força num canudinho
ligado ao aparelho, que conduz o ar que sai de seus
pulmões (ar expirado) para um dispositivo que analisa a
concentração de álcool presente nessa amostra de ar.
Um dos tipos de bafômetro existentes contém uma
solução ácida de dicromato de pótassio (K 2 Cr 2 O 7 ) pela
qual borbulha o ar expirado pelo motorista ao assoprar
no canudinho.
O álcool (etanol, CH 3 CH 2 OH), presente nesse ar expirado
é convertido em ácido acético (CH 3 COOH), numa
reação de oxirredução equacionada abaixo.
❱Bafômetro em uso
Nessa reação, o etanol é oxidado a ácido acético. E o crômio, inicialmente presente no ânion dicromato
(Cr 2 O 72 2 ), alaranjado, é reduzido ao íon crômio (III), verde. Medindo a alteração da intensidade de cor
da solução (o que é feito por um medidor contido no bafômetro), é possível estimar o nível de álcool no
sangue do motorista.
alaranjado
verde
3 CH 3 CH 2 OH 1 2 K 2 Cr 2 O 7 1 8 H 2 SO 4 # 3 CH 3 COOH 1 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 1 2 K 2 SO 4 1 11 H 2 O
21 16 13 13
redução
oxidação
Capítulo 12 • Reações de oxirredução
135

ExErCíCIOs EssENCIAIs
Unidade C • Oxirredução
*
ExErCíCio rESoLvido
1 O ácido fosfórico, usado, por exemplo, como
acidulante em refrigerantes tipo “cola”, é obtido
industrialmente através da reação de um minério
chamado apatita (que contém fosfato de cálcio)
com ácido sulfúrico. A equação do processo é:
3 H 2 SO 4 1 Ca 3 (PO 4 ) 2 # 3 CaSO 4 1 2 H 3 PO 4
É um processo de oxirredução? Por quê?
Resolução
Não, pois o número de oxidação dos elementos
não se altera em ambos os membros da equação:
H (11), S (16), O (22), Ca (12) e P (15).
2 A neutralização de hidróxido de sódio por ácido clorídrico
é uma reação de oxirredução? Justifique.
3 (Unicamp-SP) No início das transmissões radiofônicas,
um pequeno aparelho permitia a recepção do
sinal emitido por estações de rádio. Era o chamado
rádio de galena, cuja peça central constituía-se de
um cristal de galena, que é um mineral de chumbo,
na forma de sulfeto, de cor preta. O sulfeto de
chumbo também aparece em quadros de vários
pintores famosos que usaram carbonato básico
de chumbo como pigmento branco. Com o passar
do tempo, este foi se transformando em sulfeto de
chumbo pela ação do gás sulfídrico presente no ar,
afetando a luminosidade da obra. Para devolver
à pintura a luminosidade original que o artista
pretendeu transmitir, ela pode ser tratada com peróxido
de hidrogênio, que faz com que o sulfeto de
chumbo transforme-se em sulfato, de cor branca.
a) Escreva os símbolos químicos do chumbo e do
enxofre. Lembre-se de que os símbolos químicos
desses elementos se originam de seus nomes
latinos “plumbum” e “sulfur”.
b) Escreva a equação química que representa
a transformação do sulfeto de chumbo em
sulfato de chumbo pela ação do peróxido de
hidrogênio.
c) Dentre as transformações químicas citadas
nesta questão, alguma delas corresponde a uma
reação de oxirredução? Responda sim ou não e
justifique a sua resposta.
Questão extraída de uma prova que envolve uma narrativa ficcional.
4 A fotossíntese é um processo complexo que ocorre
em muitas etapas. Simplificadamente, pode ser
representada pela equação a seguir, que mostra a
conversão de água e dióxido de carbono em açúcar
(no caso, glicose) e gás oxigênio. No processo, que elementos
sofrem variação de número de oxidação?
6 H 2 O 1 6 CO 2 # C 6 H 12 O 6 1 6 O 2
5 (PUC-RJ) As reações químicas podem ser classificadas
de acordo com as suas especificidades.
I. 2 KC,O 3 (s) @# 2 KC, (s) 1 3 O 2 (g)
II. FeC, 3 (aq) 1 3 KSCN (aq) #
# Fe(SCN) 3 (aq) 1 3 KC, (aq)
III. Na (s) 1 H 2 O (,) # NaOH (aq) 1
1__
2 H 2 (g)
IV. N 2 (g) 1 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g)
V. SnC, 2 (aq) 1 2 FeC, 3 (aq) #
# SnC, 4 (aq) 1 2 FeC, 2 (aq)
A respeito das equações acima, numeradas de I a
V, está correto afirmar que a reação:
a) I é de síntese ou adição.
b) II é de oxirredução.
c) III é de simples troca ou deslocamento.
d) IV é de análise ou deslocamento.
e) V é de dupla troca.
6 (Uece) Além de obedecer às leis ponderais, as
reações químicas ainda necessitam atender determinadas
condições. A partir dessas considerações,
assinale o correto.
a) Ao reagir com o carbonato de cálcio, o ácido clorídrico
produz, ao final, gás carbônico e água.
b) Os ácidos sempre reagem com metais produzindo
sal e liberando hidrogênio gasoso.
c) Só ocorrerá reação de síntese se juntarmos
substâncias simples.
d) Em todas as reações de análise ocorre oxirredução.
7 (Unicamp-SP)* Também para mostrar suas habilidades
químicas, Rango colocou sobre o balcão uma
folha de papel que exalava um cheiro de ovo podre
e que fazia recuar os “mais fracos de estômago”.
Sobre essa folha via-se um pó branco misturado
com limalhas de um metal de cor prateada. Após
algumas palavras mágicas de Rango, ouviu-se uma
pequena explosão acompanhada de uma fumaça
branca pairando no ar.
a) Sabendo-se que naquela mistura maluca e
mal cheirosa, uma das reações ocorreu entre o
clorato de potássio (KC,O 3 ) e raspas de magnésio
metálico, e que o pó branco formado era cloreto
de potássio misturado a óxido de magnésio,
teria havido ali uma reação com transferência
de elétrons? Justifique.
b) A mistura malcheirosa continha fósforo branco
(P 4 ) dissolvido em CS 2 , o que permitiu a ocorrência
da reação entre o KC,O 3 e o magnésio. A molécula
P 4 é tetraédrica. A partir dessa informação,
faça um desenho representando essa molécula,
evidenciando os átomos e as ligações químicas.
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Exercícios adicionais

Seção 12.2
Agente oxidante e agente redutor
❱❱ Objetivos
Explicar o que é
agente redutor e
agente oxidante.
Identificar oxidante e
redutor em uma reação
de oxirredução.
❱❱ Termos e conceitos
• redutor (ou agente
redutor)
• oxidante (ou agente
oxidante)
Em reações de oxirredução é frequente usarmos as expressões agente
redutor e agente oxidante.
Agente redutor (ou, simplesmente, redutor) é a espécie química
que age causando a redução de algum elemento presente nos
reagentes. O agente redutor é, portanto, a espécie que contém o
elemento que perde elétrons, ou seja, que sofre oxidação.
Agente oxidante (ou, simplesmente, oxidante) é a espécie química
que age causando a oxidação de algum elemento presente nos
reagentes. O agente oxidante é, portanto, a espécie que contém o
elemento que recebe elétrons, ou seja, que sofre redução.
ATENÇÃO
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Soluções aquosas de permanganato
de potássio (KMnO 4 ), à esquerda, e de
dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7 ), à direita.
Ambas são poderosos agentes oxidantes
utilizados em laboratório.
Permanganato de
potássio e dicromato de
potássio são irritantes,
tóxicos e corrosivos.
Não devem ser
manipulados sem
autorização e
supervisão adequada.
Óculos de segurança,
luvas e aventais
protetores são
obrigatórios.
O agente oxidante e o agente redutor em uma reação de oxirredução
figuram entre seus reagentes, não entre seus produtos. Vamos exemplificar
aproveitando as equações químicas mostradas nas páginas 134 e 135.
Agente redutor
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
Agente oxidante
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) # 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
Agente oxidante
Agente redutor
2 KMnO 4 (aq) 1 16 HC, (aq) # 2 KC, (aq) 1 2 MnC, 2 (aq) 1 8 H 2 O (,) 1 5 C, 2 (g)
Agente oxidante
Agente redutor
Fique ligado nos casos mais frequentes!
Casos comuns de redução envolvem:
• Cátions metálicos:
Exemplo: Cu 21 1 2 e 2 # Cu 0
• Elementos não metálicos:
Exemplo: C, 2 1 2 e 2 # 2 C, 2
Nesses exemplos, Cu 21 e C 2 atuam
como oxidantes.
Casos comuns de oxidação envolvem:
• Elementos metálicos:
Exemplo: Zn 0 # Zn 21 1 2 e 2
• Ânions não metálicos:
Exemplo: 2 I 2 # I 2 1 2 e 2
• Cátions metálicos:
Exemplo: Fe 21 # Fe 31 1 1 e 2
Nesses
exemplos,
Zn, I 2 e Fe 21
atuam como
redutores.
Capítulo 12 • Reações de oxirredução
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Texto: O cloro, um poderoso bactericida alvejante
137

Seção 12.3
Oxidação de metais por ácidos
ou por sais específicos
❱❱ Objetivos
Perceber que reações
de deslocamento
(simples troca) são
oxirreduções.
Analisar uma reação
de deslocamento
usando os conceitos
de oxidação, redução,
oxidante e redutor.
Comparar a tendência
de os metais sofrerem
oxidação sob ação de
ácidos ou de cátions
metálicos (de solução
salina).
Conhecer oxidantes e
redutores comuns.
❱❱ Termos e conceitos
• íon espectador
• corrosão de um metal
A partir de agora você entenderá um pouco mais a respeito das reações
de deslocamento envolvendo metais na presença de soluções aquosas
ácidas ou salinas.
Para relembrar, vejamos alguns exemplos:
a) Zn (s) 1 2 HC, (aq) # ZnC, 2 (aq) 1 H 2 (g)
A linguagem utilizada anteriormente (volume 1) para interpretar a reação
ocorrida foi:
• O Zn (s) desloca o H 1 (aq) do ácido clorídrico.
Utilizando os conceitos de oxidação e redução, a nova linguagem
utilizada será:
• O Zn (s) é oxidado pelo H 1 (aq) do ácido clorídrico, ou, então,
• O H 1 (aq) do ácido clorídrico oxida o Zn (s) a Zn 21 (aq), sofre redução
e se transforma em H 2 (g). O íon C, 2 (aq) não teve seu nox alterado,
sendo, portanto, um íon espectador na reação, ou seja, um íon que
está presente no sistema, mas que não participa da reação.
Esse tipo de reação é conhecido também como reação de deslocamento
porque o íon em solução é deslocado ou trocado pelo íon
do elemento oxidado.
b) Cu (s) 1 HC, (aq) # Não ocorre reação química
A linguagem utilizada anteriormente para interpretar a reação ocorrida
foi:
• O Cu (s) não desloca o H 1 (aq) do ácido clorídrico.
Utilizando os conceitos de oxidação e redução, a nova linguagem utilizada
será:
• O Cu (s) não é oxidado pelo H 1 (aq) do ácido clorídrico, ou, então,
• O H 1 (aq) do ácido clorídrico não oxida o Cu (s) a Cu 21 (aq), não sofre
redução, ou seja, não se transforma em H 2 (g).
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Unidade C • Oxirredução
138
c) Cu (s) 1 2 AgNO 3 (aq) # Cu(NO 3 ) 2 (aq) 1 2 Ag (s)
A linguagem utilizada anteriormente para interpretar a reação ocorrida
foi:
• O Cu (s) desloca o Ag 1 (aq) do nitrato de prata.
Utilizando os conceitos de oxidação e redução, a nova linguagem utilizada
será:
• O Cu (s) é oxidado pelo Ag 1 (aq) do nitrato de prata, ou, então,
• O Ag 1 (aq) do nitrato de prata oxida o Cu (s) a Cu 21 (aq), sofre redução
e se transforma em Ag (s). Os íons NO 2 3 são íons espectadores.
É importante destacar aqui que a oxidação de um metal que esteja
com nox zero nada mais é do que a sua corrosão.
Nesse momento, cabe uma observação de grande importância na
prática e de grande interesse químico, pois, de acordo com a equação a,
jamais poderíamos armazenar uma solução aquosa de HC, num recipiente
de zinco, ou então, de acordo com a equação c, também não seria possível
armazenar uma solução aquosa de AgNO 3 em um recipiente de cobre.

Um metal, ao ser oxidado, é consumido à medida que reage para formar novos compostos.
Essa oxidação leva ao mau funcionamento de peças metálicas de máquinas e até mesmo à deterioração
de estruturas metálicas. Os diferentes metais têm diferentes tendências de sofrer
oxidação. Soluções aquosas de Cu 21 conseguem oxidar o Zn; não fazem o mesmo com a Ag. Nesse
caso podemos concluir que o zinco perde elétrons mais facilmente que a prata, ou seja, o Zn é
mais fácil de oxidar do que a prata.
Enfim, é possível saber qual metal será oxidado por uma solução aquosa de um ácido ou um sal?
A tabela 1, abaixo, contém a maioria dos metais comuns e o hidrogênio dispostos em ordem
crescente da dificuldade de oxidação.
Tabela 1
Reatividade relativa de alguns metais
Metal Reação de oxidação
Lítio Li (s) # Li 1 (aq) 1 e 2
Potássio K (s) # K 1 (aq) 1 e 2
Bário Ba (s) # Ba 21 (aq) 1 2 e 2
Cálcio Ca (s) # Ca 21 (aq) 1 2 e 2
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Sódio Na (s) # Na 1 (aq) 1 e 2
Magnésio Mg (s) # Mg 21 (aq) 1 2 e 2
Alumínio A, (s) # A, 31 (aq) 1 3 e 2
Manganês Mn (s) # Mn 21 (aq) 1 2 e 2
Zinco Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
O ferro metálico pode
ser oxidado por íons Ni 21 ;
Crômio Cr (s) # Cr 31 (aq) 1 3 e 2
O níquel metálico pode
ser oxidado por íons H 1 ;
Ferro Fe (s) # Fe 21 (aq) 1 2 e 2
O cobre metálico não
pode ser oxidado por
Cobalto Co (s) # Co 21 (aq) 1 2 e 2
íons H 1 .
Níquel Ni (s) # Ni 21 (aq) 1 2 e 2
Estanho Sn (s) # Sn 21 (aq) 1 2 e 2
Chumbo Pb (s) # Pb 21 (aq) 1 2 e 2
Hidrogênio H 2 (g) # 2 H 1 (aq) 1 2 e 2
Cobre Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 e 2
Prata Ag (s) # Ag 1 (aq) 1 e 2
Mercúrio Hg (,) # Hg 21 (aq) 1 2 e 2
Platina Pt (s) # Pt 21 (aq) 1 2 e 2
Diminui a tendência de o metal sofrer oxidação
Qualquer metal da lista pode ser oxidado por íons do elemento
abaixo dele. Vamos a alguns exemplos.
1) O cobre metálico pode ser oxidado por íons Ag 1 (aq)
(foto ao lado):
O íon Ag 1 (aq) da solução é capaz de oxidar o cobre metálico a
íon Cu 21 (aq). Durante a reação, o cobre metálico reduz os íons
Ag 1 (aq) a Ag (s) e o Cu (s) é oxidado a íons Cu 21 (aq). A cor azul
da solução é devida à presença de íons Cu 21 (aq).
Somente os metais acima do hidrogênio na lista são capazes
de reagir com ácidos para formar H 2 .
Capítulo 12 • Reações de oxirredução
Moeda de cobre, Cu, na
presença de solução
aquosa de AgNO 3 .
139

2) O magnésio metálico pode ser oxidado por íons H 1 (aq) (foto abaixo):
O íon H 1 (aq) é capaz de oxidar o magnésio metálico a íon Mg 21 (aq). Durante a reação, o magnésio
metálico reduz os íons H 1 (aq) a H 2 (g) e o Mg (s) é oxidado a íons Mg 21 (aq).
Mg 2
H 2 (gás)
H 3 O
Mg metal
Diferente do que observamos no caso dos exemplos
1 e 2, é o que ocorre quando Cu (s) é mergulhado numa
solução aquosa de HC,.
O íon H 1 (aq) não é capaz de oxidar o cobre metálico
a íon Cu 21 (aq).
Sendo assim, Cu não reage com HC, (aq), como
se vê na foto ao lado:
Moeda de cobre na
presença de solução aquosa
de ácido clorídrico, HC, (aq).
Mg (s)
mergulhado numa
solução de HC,.
Uma reação interessante ocorre entre cobre e ácido nítrico. Nesse caso o cobre não é oxidado
pelos íons H 1 do ácido, mas sim pelos íons nitrato em meio fortemente ácido, o que é evidenciado
pela liberação do dióxido de nitrogênio, um gás castanho-avermelhado.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade C • Oxirredução
140
ATENÇÃO
Placa de cobre
(Cu) reagindo
com ácido
nítrico (HNO 3 )
concentrado.
Este experimento NÃO deve ser feito pelo aluno, nem sob a supervisão e orientação do
professor.
Ele está sendo aqui APENAS RELATADO para permitir a compreensão do tema.
O HNO 3 , em contato com a pele, causa desde manchas amarelas até lesões graves.
E o NO 2 é um gás tóxico e de cheiro irritante que causa desde dor de cabeça até edema
pulmonar, arritmia cardíaca e convulsões.

O íon H 1 (aq) proveniente da solução não é capaz de oxidar o cobre metálico a íon Cu 21 (aq).
Na realidade, a oxidação do Cu (s) é feita pelo íon nitrato, NO 3 2 , do ácido, que ao ser reduzido
se transforma em NO 2 , o gás castanho-avermelhado que vemos sair do frasco.
A solução resultante dessa reação é formada por Cu(NO 3 ) 2 (aq) de coloração azulada (pode
parecer esverdeada devido à mistura desse azul com o castanho-avermelhado do NO 2 ).
A equação que representa esta reação pode ser escrita:
Cu (s) 1 4 HNO 3 (conc.) # Cu(NO 3 ) 2 (aq) 1 2 H 2 O (,) 1 2 NO 2 (g)
A tabela 2, abaixo, mostra alguns agentes oxidantes e agentes redutores comuns, bem como
o produto de suas reações.
Tabela 2 Oxidantes e redutores comuns
Agente oxidante Produto da reação Agente redutor Produto da reação
Íon hidrogênio, H 1 Hidrogênio, H 2 Hidrogênio, H 2 H 1
Oxigênio, O 2 O 22 (íon óxido) Metais, Me Me n1
Halogênio, X 2 X 2 (íon haleto) Carbono, C CO e CO 2
Ác. nítrico, HNO 3 NO e NO 2
Dicromato, Cr 2 O 2 2
7
Permanganato, MnO 4
2
Cr 31
Mn 21
ExErCíCIOs EssENCIAIs
8 (UPF-RS) Quanto ao fenômeno de oxirredução, é
correto afirmar que:
1. A oxidação é o fenômeno de perda de elétrons.
2. A redução é o fenômeno de ganho de elétrons.
3. O oxidante é a espécie química que recebe elétrons.
4. O redutor é a espécie química que recebe elétrons.
5. Na reação Ag 11 1 e 2 # Ag, o íon prata se
oxida.
Considerando as afirmações anteriores, a alternativa
correta é:
a) 1, 3, 5. d) 2, 3, 4.
b) 1, 2, 3. e) 3, 4, 5.
c) 2, 4, 5.
ExErCíCio rESoLvido
9 A equação representa simplificadamente a reação
envolvida no funcionamento das baterias
recarregáveis de níquel/cádmio. Nesse processo,
qual o agente oxidante e qual o agente redutor?
Justifique.
Cd 1 2 Ni(OH) 3 # Cd(OH) 2 1 2 Ni(OH) 2
Resolução
O agente oxidante é Ni(OH) 3 (substância que contém
o elemento que sofre redução, o níquel). E
o agente redutor é Cd (substância que contém o
elemento que sofre oxidação, o cádmio).
Cd 1 2 Ni(OH) 3 # Cd(OH) 2 1 2 Ni(OH) 2
0 13 12 12
oxidação
redução
10 Indique nas equações abaixo a espécie que se oxida
(doa e 2 ) e a que se reduz (recebe e 2 ).
a) 2 Ag 1 (aq) 1 Cu (s) # 2 Ag (s) 1 Cu 21 (aq)
b) 2 K (s) 1 C, 2 (g) # 2 K 1 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
c) Mg (s) 1 Fe 21 (aq) # Mg 21 (aq) 1 Fe (s)
d) Zn 21 (aq) 1 Cu (s) # Zn (s) 1 Cu 21 (aq)
11 No exercício anterior indique em cada equação a
espécie oxidante e a espécie redutora.
12 Complete as equações abaixo e indique, no caso de
a reação ocorrer, a espécie que sofrerá oxidação e
a que sofrerá redução. Mostre também, em cada
caso, a espécie oxidante e a espécie redutora.
a) Zn (s) 1 Ag 1 (aq) #
b) K 1 (aq) 1 Fe (s) #
c) HC, (aq) 1 Ni (s) #
d) Ag (s) 1 2 H 1 (aq) #
e) AgNO 3 (aq) 1 Cu (s) #
f) Cu (s) 1 NaC, (aq) #
Capítulo 12 • Reações de oxirredução
141

13 (UFRRJ) O gás nitrogênio, devido à sua baixa reatividade
química, é usado dentro de lâmpadas incandescentes
e em embalagens de certos alimentos.
Na fase luminosa, em presença de luz intensa,
ocorrem as semirreações:
I. C, 2 @# luz
C, 1 e 2
II. Ag 1 1 e 2 # Ag
Em certas condições, é capaz de reagir, sendo
utilizado na síntese de amônia, representada na
equação não balanceada abaixo:
N 2 1 H 2 F NH 3
Algumas
embalagens
de sorvete são
preenchidas com
nitrogênio para
preservar o alimento
por mais tempo.
Observando a reação, pode-se afirmar que o:
a) nitrogênio atua como oxidante, com aumento
de seu número de oxidação.
b) hidrogênio atua como redutor, com diminuição
de seu número de oxidação.
c) nitrogênio age como redutor, com diminuição
de seu número de oxidação.
d) hidrogênio age como oxidante, com diminuição
de seu número de oxidação.
e) nitrogênio atua como oxidante, com diminuição
de seu número de oxidação.
14 (UFSCar-SP) Um tipo de lente fotocrômica utilizada
em óculos contém AgC, e CuC, dispersos no vidro
da lente. O funcionamento da lente fotocrômica
envolve duas fases, a luminosa e a escura.
A prata metálica é formada quase instantaneamente
e escurece o vidro. Em ambiente com pouca luz,
ocorre a fase escura, envolvendo as reações:
III. C, 1 Cu 1 # Cu 21 1 C, 2
IV. Cu 21 1 Ag # Cu 1 1 Ag 1
responsáveis pela restauração da transparência
inicial da lente. Com relação aos processos envolvidos
na atua ção de uma lente fotocrômica, pode-se
afirmar que:
a) todos os produtos da reação global que ocorre
na fase luminosa sofreram redução, pelo fato de
a luz estar envolvida na primeira semirreação
desta fase.
b) os produtos da reação global que ocorre na fase
escura são Cu 1 e Ag 1 .
c) na reação III, Cu 1 é reduzido a Cu 21 , sendo o
agente oxidante do processo.
d) na reação IV, Ag é oxidado a Ag 1 , sendo o agente
redutor do processo.
e) a lente assume cor esverdeada quando exposta
à luz, pois se sabe que o C, formado na etapa I
é um produto gasoso esverdeado.
15 Quando a água oxigenada (solução aquosa de peróxido
de hidrogênio) é colocada em um ferimento
(corte, esfolado) recente, ocorre a decomposição do
peróxido de hidrogênio:
2 H 2 O 2 # 2 H 2 O 1 O 2
No processo, um mesmo elemento sofre oxidação
e redução, aparecendo nos produtos em diferentes
espécies químicas.
a) De que elemento químico estamos falando?
b) Por que, num caso como o dessa reação, não faz
muito sentido falar em agente oxidante e agente
redutor?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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Exercícios adicionais
Unidade C • Oxirredução
142

UNIDADE C
Capítulo
Balanceamento
de equações
de oxirredução
13
O
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
As equações de oxirredução podem
ser mais complexas de balancear do
que as demais. No entanto, existe um
método que facilita esse trabalho.
13.1 Elétrons se conservam
O número de elétrons perdidos pelo elemento
que se oxida é igual ao número de elétrons
recebidos pelo elemento que se reduz.
13.2 Exemplos do balanceamento
de equações de oxirredução
Os coeficientes estequiométricos do
oxidante e do redutor estão vinculados
um ao outro.
13.3 Resumindo as sugestões
apresentadas
A contabilidade do número de elétrons
perdidos e recebidos permite descobrir
os coeficientes do oxidante e do redutor.
O resto do balanceamento é feito por
tentativas.
processo fotográfico se baseia
em uma reação de oxirredução
iniciada pela luz. Na fotografia
não digital, esse processo
envolve a redução de sais contendo
íons Ag 1 à prata metálica (Ag 0 ).
Os microcristais de prata formados
são responsáveis pela região
escura em um filme negativo.

Seção 13.1
Elétrons se conservam
❱❱ Objetivo
C CVerificar, em
uma equação
de oxirredução
corretamente
balanceada, a
igualdade do número
de elétrons perdidos
e recebidos.
Como já sabemos, fazer o balanceamento de equações químicas consiste
em colocar coeficientes estequiométricos na frente das fórmulas de
cada um dos reagentes e produtos, a fim de que o número de átomos de cada
elemento seja o mesmo em ambos os membros da equação.
A seguir, você verá que existe um interessante raciocínio que facilita
fazer o balanceamento de equações de oxirredução que, por simples tentativa
e erro, oferecem razoável dificuldade para o balanceamento.
Numa reação de oxirredução há transferência de elétrons. Já que
os elétrons se conservam, o número total de elétrons cedidos pelo
agente redutor (que contém o elemento que se oxida) deve ser igual ao
número total de elétrons recebidos pelo agente oxidante (que contém
o elemento que se reduz). Utilizando esse simples princípio, o balanceamento
de equações complexas de oxirredução pode ser bastante
facilitado. Vamos começar analisando um exemplo já conhecido e que
está corretamente balanceado.
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
0 11 0 12
oxidação
D 5 2
redução
D 5 1
Cada átomo de zinco perde dois elétrons e cada íon H 1 recebe um
elétron.
O número de elétrons perdidos ou recebidos é dado pelo módulo da variação
do número de oxidação dos elementos, representado por D.
De acordo com o balanceamento, dois íons H 1 reagem com um átomo
de zinco. Ambos os H 1 recebem dois elétrons, o mesmo número de elétrons
perdidos pelo átomo de zinco. Esquematicamente:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1 átomo de Zn
perde 2 e 2
?1
1 átomo de Zn
perde 2 e 2
1 íon H 1
recebe 1 e 2
?2
2 íons de H 1
recebem 2 e 2
Unidade C • Oxirredução
Perceba que, empregando o D do elemento zinco como coeficiente
do H 1 e o D do elemento hidrogênio como coeficiente do Zn, realizamos
o correto balanceamento da equação, que, nesse caso, não apenas
expressa a conservação dos átomos, mas também a conservação
dos elétrons.
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Texto: O processo fotográfico tradicional em preto e branco
144

Seção 13.2
Exemplos do balanceamento
de equações de oxirredução
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1
HC
Br 2 HBrO 3
0 5
1
HCO
redução
❱❱ Objetivos
C CBalancear
corretamente
uma equação de
oxirredução.
C CSaber contornar
dificuldades comuns
nesse procedimento,
como, por exemplo:
diferentes
atomicidades para um
elemento em ambos
os membros; elemento
que se oxida ou se
reduz em apenas parte
dos produtos nos quais
aparece; e equações na
forma iônica.
Confira!
Em ambos os membros
da equação há:
3 átomos de S
8 átomos de N
14 átomos de H
24 átomos de O
oxidação
Número de oxidação
1 o exemplo
H 2 S 1 HNO 3 # H 2 SO 4 1 NO 1 H 2 O
Primeiro determinamos o número de oxidação de todos os elementos
presentes, tanto nos reagentes como nos produtos (pare a leitura por um
momento e faça isso como exercício). A seguir, registramos os números
de oxidação que variam e o módulo dessas variações (D):
H 2 S 1 HNO 3 # H 2 SO 4 1 NO 1 H 2 O
22 15 16 12
oxidação
D 5 8 redução
D 5 3
H 2 S H 2 SO 4
2
Número
de oxidação
oxidação
2
NO
redução
5
6
HNO 3
Assim temos, esquematicamente, o seguinte:
3 átomos de S (de 3 H 2 S)
1 átomo de S (de 1 H 2 S) ?3
recebe 3 e 2 recebem 24 e 2
perde 8 e 2
1 átomo de N (de 1 HNO 3 ) ?8
perdem 24 e 2
8 átomos de N (de 8 HNO 3 )
Portanto, colocando o coeficiente 3 na frente do H 2 S e o coeficiente
8 na frente do HNO 3 , asseguramos que o balanceamento expresse que o
número de elétrons perdidos é igual ao número de elétrons recebidos.
3 H 2 S 1 8 HNO 3 # H 2 SO 4 1 NO 1 H 2 O
O restante do balanceamento pode ser feito, sem grandes dificuldades,
por meio de tentativa e erro, como estamos acostumados a fazer.
A equação corretamente balanceada é:
3 H 2 S 1 8 HNO 3 # 3 H 2 SO 4 1 8 NO 1 4 H 2 O
2 o exemplo
Br 2 1 HC,O 1 H 2 O # HBrO 3 1 HC,
Determinando o número de oxidação de todos os elementos envolvidos,
concluímos que o do bromo e o do cloro são os únicos que variam:
Br 2 1 HC,O 1 H 2 O # HBrO 3 1 HC,
0 11 15 21
oxidação
D 5 5 ? 2 5 10 redução
D 5 2
Capítulo 13 • Balanceamento de equações de oxirredução
145

Temos agora um complicador: o índice de atomicidade do bromo na molécula de Br 2 é 2, o
que significa que o número de átomos de bromo no primeiro membro será o dobro do valor do
coeficiente que colocarmos no Br 2 . Para que a nossa contabilidade de elétrons seja correta,
precisamos levar isso em conta. Assim, ao calcular o D para o bromo, multiplicamos 5 por 2. Isso
significa que uma molécula de Br 2 perde dez elétrons.
2 pares de átomos de Br (de 2 Br 2 )
1 par de átomos de Br (de 1 Br 2 ) ?2
recebe 2 e 2 recebem 20 e 2
perde 10 e 2
1 átomo de C, (de 1 HC,O) ?10
perdem 20 e 2
10 átomos de C, (de 10 HC,O)
Nesse estágio, até poderíamos simplificar 2 e 10, utilizando
1 e 5 como coeficientes. Podemos, também, utilizar 2 e 10
como coeficientes e, ao final, simplificar todos os coeficientes
a fim de deixar a equação balancea da com os menores
coeficientes inteiros. Assim, colocando os coeficientes 2 e
10 e balanceando o restante, chegamos a:
2 Br 2 1 10 HC,O 1 2 H 2 O # 4 HBrO 3 1 10 HC,
Simplificando os coeficientes (dividindo­os por 2), obtemos,
finalmente:
Br 2 1 5 HC,O 1 H 2 O # 2 HBrO 3 1 5 HC,
Confira!
Em ambos os membros
da equação há:
2 átomos de Br
5 átomos de C,
6 átomos de O
7 átomos de H
3 o exemplo
Cu 1 HNO 3 # Cu(NO 3 ) 2 1 NO 2 1 H 2 O
Determinando o número de oxidação de todos os elementos envolvidos, concluímos que o do
cobre e o do nitrogênio são os únicos que variam:
Nem todos os átomos
de nitrogênio do HNO 3
sofrem redução
15
Cu 1 HNO 3 # Cu(NO 3 ) 2 1 NO 2 1 H 2 O
0 15 12 14
oxidação
D 5 2
redução
D 5 1
Os átomos de nitrogênio
que compõem
o nitrato vieram do
HNO 3 mas não sofreram
redução
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade C • Oxirredução
Dessa vez, o complicador é o fato de que apenas os átomos
de nitrogênio que vão do HNO 3 para o NO 2 é que sofreram
redução. Os que vão do HNO 3 para o Cu(NO 3 ) 2 não sofreram
oxidação nem redução! Como superar esse problema?
Basta lembrar que a ideia básica é a da contabilidade de
elétrons. Se apenas os átomos de nitrogênio que vão do HNO 3
para o NO 2 é que participaram da transferência de elétrons, então
vamos pensar somente neles ao fazer a contabilidade!
Esquematicamente, temos:
1 átomo de Cu
perde 2 e 2
1 átomo de N que vai de
HNO 3 para NO 2
recebe 1 e 2
?1
?2
oxidação
Cu Cu(NO 3 ) 2
0 2
Número de oxidação 45
NO 2 HNO 3
1 átomo de Cu
perde 2 e 2
2 átomos de N que vão de
HNO 3 para NO 2
recebem 2 e 2
redução
146

Portanto, colocando o coeficiente 1 na frente do cobre e o coeficiente 2 na frente do NO 2 ,
asseguramos que o balanceamento expresse que o número de elétrons perdidos é igual ao número
de elétrons recebidos.
1 Cu 1 HNO 3 # Cu(NO 3 ) 2 1 2 NO 2 1 H 2 O
O restante do balanceamento pode ser feito, sem grandes dificuldades, por meio de tentativa
e erro, como estamos acostumados a fazer.
A equação corretamente balanceada é a seguinte:
Cu 1 4 HNO 3 # Cu(NO 3 ) 2 1 2 NO 2 1 2 H 2 O
Confira!
Talvez você ache estranho termos colocado inicialmente
o coeficiente em um produto (o NO 2 ) e não no reagente
(o HNO 3 ). Acontece que o coeficiente final colocado no HNO 3
leva em conta “dois tipos” de átomos de nitrogênio presentes
nesse reagente: os átomos que participaram da transferência
de elétrons, formando NO 2 , e os que não participaram,
formando Cu(NO 3 ) 2 . Para certificar­se de que entendeu bem,
analise atentamente o esquema a seguir:
Em ambos os membros
da equação há:
1 átomo de Cu
4 átomos de N
4 átomos de H
12 átomos de O
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Dividimos o
coeficiente
4 em 2 2
para maior
clareza
oxidação
D 5 5
Cu
2 HNO 3
2 HNO 3
NH 3
1 # NO 1 H 2 O
O 2
Parte dos átomos de nitrogênio
do HNO 3 vai para o nitrato...
Cu(NO 3 ) 2
2 NO 2
2 H 2 O
... e parte é reduzida
a NO 2
4 o exemplo
NH 3 1 O 2 # NO 1 H 2 O
Determinando o número de oxidação de todos os elementos
envolvidos, concluímos que o do nitrogênio e o do
oxigênio variam:
23 0 12 22 22
NO/H 2 O
redução
D 5 2 2 5 4
oxidação
NH 3
O 2
NO
23 12
22 0
Número de oxidação
redução
Note que todos os átomos de oxigênio sofrem redução. Contudo, eles figuram, nos produtos,
em duas substâncias diferentes, NO e H 2 O. Isso não é um problema, pois nossa atenção estará
voltada para a molécula de O 2 , na frente da qual será colocado um coeficiente determinado pela
contabilidade de elétrons. O esquema a seguir sugere que coloquemos o coeficiente 4 na frente
do NH 3 e o coeficiente 5 na frente do O 2 .
4 átomos de N (de 4 NH 3 )
1 átomo de N (de 1 NH 3 ) ?4
recebe 4 e 2 recebem 20 e 2
perde 5 e 2
1 par de átomos de O (de 1 O 2 ) ?5
perdem 20 e 2
5 pares de átomos de O (de 5 O 2 )
Colocando os coeficientes 4 e 5 e balanceando o restante,
chegamos a:
Confira!
4 NH 3 1 5 O 2 # 4 NO 1 6 H 2 O Em ambos os mem bros
da equação há:
4 átomos de N
10 átomos de O
12 átomos de H
Capítulo 13 • Balanceamento de equações de oxirredução
147

5 o exemplo
Cr 2 O 7 22 1 C, 2 1 H 1 # Cr 31 1 H 2 O 1 C, 2
Trata­se de uma equação química na qual figuram
íons, denominada equação iônica.
No balanceamento de equações iônicas o procedimento
é o mesmo adotado nos casos anteriores. Ao final
do balanceamento, é conveniente verificar se a carga
total é igual em ambos os lados da equação. (Às vezes,
até auxilia no balanceamento saber que a carga elétrica
se conserva numa reação química, ou seja, que a carga
total é a mesma em ambos os membros da equação.)
oxidação
21 0
Número de oxidação 13 16
C 2 C 2
Cr 31
22
Cr 2 O 7
redução
Cr 2 O 22
7
1 C, 2 1 H 1 Cr 31 1 H 2 O 1 C, 2
redução
D 5 3 2 5 6
16 21
13
0
oxidação
D 5 1 2 5 2
O seguinte esquema nos permite encontrar os coeficientes para colocar na frente de
Cr 2 O 7 22 e C, 2 :
1 par de átomos de C,
(vai para 1 C, 2 )
6 pares de átomos de C,
?6
(vão para 6 C, 2 )
perde 2 e 2
perdem 12 e 2
2 pares de átomos de Cr
?2
(de 2 Cr 2 O 2 72 )
recebe 6 e 2 recebem 12 e 2
1 par de átomos de Cr
(de 1 Cr 2 O 2 72 )
Colocando o coeficiente 2 no Cr 2 O 7 22 e 6 no C, 2 , temos:
2 Cr 2 O 22 7 1 C, 2 1 H 1 # Cr 31 1 H 2 O 1 6 C, 2
Escolhemos trabalhar com as espécies químicas de maior índice de atomi cidade, como foi
feito no 2 o e no 4 o exemplos.
Concluindo o balanceamento:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Cr 2 O 22 7 1 12 C, 2 1 28 H 1 # 4 Cr 31 1 14 H 2 O 1 6 C, 2
Podemos dividir os coeficientes por 2, pois assim obteremos os menores coeficientes inteiros,
o que é habitual ao se balancear equações químicas. Fazendo isso, chegamos a:
Unidade C • Oxirredução
Cr 2 O 22 7 1 6 C, 2 1 14 H 1 # 2 Cr 31 1 7 H 2 O 1 3 C, 2
Perceba que a simplificação já poderia ter sido feita na etapa
em que encontramos os coeficientes 2 e 6, que, simplificados para
os menores inteiros, fornecem 1 e 3.
Para conferir o balanceamento a que chegamos, além de verificar
o número de átomos de cada elemento em ambos os membros, podemos
conferir se a carga elétrica total é a mesma antes e depois.
(Se não for, o balanceamento está errado!) Conferindo as cargas:
Cr 2 O 7 22 1 6 C, 2 1 14 H 1 # 2 Cr 31 1 7 H 2 O 1 3 C, 2
1 ? (22) 6 ? (21) 14 ? (11) 2 ? (13) (zero) (zero)
22 26 114 16 0 0
Confira!
Em ambos os membros
da equação há:
2 átomos de Cr
6 átomos de C,
7 átomos de O
14 átomos de H
148
total 5 16 total 5 16

Seção 13.3
❱❱ Objetivo
C CFazer um sumário do
procedimento para
balancear equações de
oxirredução.
Resumindo as sugestões
apresentadas
Mostramos, por meio de exemplos, que o fato de o número de elétrons
cedidos pela espécie que se oxida ser igual ao recebido pela espécie que
se reduz ajuda a fazer o balanceamento de equações de oxirredução.
Vamos, agora, resumir as ideias apresentadas. É importante que você
tente compreender a lógica envolvida, o que torna mais fácil assimilar
essas sugestões. Para isso, tenha em mente os exemplos discutidos
anteriormente. Basicamente, as ideias são as seguintes:
• Calcular o número total de elétrons perdidos ou recebidos ( D) pelas
espécies que sofreram oxidação e redução. Para esse cálculo,
multiplica­se o módulo da variação do número de oxidação pela maior
atomicidade com a qual o elemento aparece na equação, esteja ela no
primeiro ou no segundo membro.
• O coeficiente estequiométrico colocado na frente da espécie que
contém o elemento que sofre oxidação será igual ao D da espécie
que contém o elemento que sofre redução (calculado anteriormente),
e vice­versa. Esses coeficientes devem ser colocados na frente das
espécies químicas utilizadas para o cálculo, estejam elas no primeiro
ou no segundo membro da equação química.
• Esses coeficientes são o ponto de partida. O restante do balanceamento
é realizado por tentativas. Em equações iônicas, é necessário
estar atento ao fato de que a carga elétrica total no primeiro membro
(reagentes) deve ser igual à carga elétrica total no segundo membro
(produtos). Isso ajuda a balancear ou a conferir o balanceamento.
ExErCíCIos EssENCIAIs
ExErCíCio rESoLvido
1 O esquema a seguir representa um sistema antes
e depois de uma reação química. As esferas vermelhas
indicam átomos de oxigênio e as azuis,
átomos de nitrogênio.
c) Porque houve alteração do número de oxidação
de elementos químicos envolvidos. O número de
oxidação do nitrogênio se alterou de 12 para 14
e o do oxigênio, de zero para 22.
2 NO 1 O 2 # 2 NO 2
12 0 14 22
d) Cada átomo de nitrogênio perde 2 e 2 . Assim,
os átomos de nitrogênio de duas moléculas
de NO perdem 4 e 2 . Cada átomo de oxigênio
(do O 2 ) recebe 2 e 2 . Então, uma molécula de
O 2 recebe 4 e 2 .
e) O agente oxidante é O 2 (substância que contém
o elemento que sofre redução, o oxigênio). E o
agente redutor é NO (substância que contém o
elemento que sofre oxidação, o nitrogênio).
a) Represente as fórmulas dos reagentes e do
produto.
b) Represente a reação que ocorreu por meio de
uma equação química balanceada.
c) Explique por que esse é um processo de oxirreduçãoto
de esgotos, que permitem reduzir a concentração
2 Algumas cidades dispõem de estações de tratamen-
d) Demonstre que o número de elétrons cedido
de poluentes nos despejos líquidos antes de lançápela
espécie que se oxida é igual ao recebido
-los ao rio ou ao mar. Nessas estações acontecem
pela que se reduz.
inúmeros processos, entre os quais a transformação
e) Qual é o oxidante e qual é o redutor nesse processo?
A equação não balanceada do processo é:
do H 2 S, de cheiro muito desagradável, em SO 2 .
Resolução
H 2 S 1 O 2 # SO 2 1 H 2 O
a) Reagentes: NO e O 2 ; produto: NO
a) Especifique o oxidante e o redutor nesse processo.
2
b) 2 NO 1 O 2 # 2 NO 2
b) Efetue o balanceamento da equação.
Capítulo 13 • Balanceamento de equações de oxirredução
149

Unidade C • Oxirredução
3 A pirolusita é um importante minério,
do qual se extrai o metal
manganês, adicionado ao aço
para aumentar sua resistência.
A pirolusita consiste em óxido
de manganês (IV) e impurezas.
Num laboratório de análise de
minérios, pode-se determinar o Pirolusita.
teor de óxido de manganês (IV) numa amostra de
pirolusita (o que é conveniente para avaliar se a
exploração de uma jazida é economicamente viável)
por meio de um processo em etapas, na qual a
primeira delas é reação com ácido oxálico (H 2 C 2 O 4 ),
em meio ácido, que é assim equacionada:
MnO 2 1 H 2 C 2 O 4 1 H 2 SO 4 # MnSO 4 1 CO 2 1 H 2 O
a) Determine o oxidante e o redutor nesse processo.
b) Efetue o balanceamento da equação apresentada.
ExErCíCio rESoLvido
4 Em certas reações, o peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 )
pode funcionar como redutor; já em outras pode
funcionar como oxidante. Como exemplos, podemos
equacionar:
I. H 2 O 2 1 HNO 2 # HNO 3 1 H 2 O
II. MnO 2 1 H 2 SO 4 1 H 2 O 2 # MnSO 4 12 H 2 O 1 O 2
a) Em qual desses processos o H 2 O 2 é oxidante e
em qual é redutor?
b) Justifique, consultando uma tabela periódica,
por que HNO 3 e H 2 SO 4 somente podem agir
como oxidantes, mas nunca como redutores.
Resolução
a) No processo I o peróxido de hidrogênio atua
como agente oxidante, pois o oxigênio nele
contido se reduz:
H 2 O 2
21
1 HNO 2
13
# HNO 3
15
1 H 2 O
22
redução
oxidação
No processo II o peróxido de hidrogênio atua
como agente redutor, pois o oxigênio nele contido
se oxida:
MnO 2 1 H 2 SO 4 1 H 2 O 2 # MnSO 4 1 2H 2 O 1 O 2
14 21 12 0
redução
oxidação
b) Porque para HNO 3 e H 2 SO 4 atuarem como redutores,
o enxofre e o nitrogênio deveriam oxidar-
-se. Porém, nessas substâncias, esses elementos
já se encontram com o maior número de oxidação
possível (15 para o nitrogênio, grupo 15,
e 16 para o enxofre, grupo 16).
5 Alguns acidentes em laboratório acontecem porque
pessoas despreparadas realizam procedimentos
perigosos que parecem inofensivos. Um exemplo
desse tipo de procedimento é descartar num cesto
de lixo comum o sulfeto de ferro (II) úmido, recém-
-produzido em uma reação. Na presença do ar
ocorre a reação assim equacionada:
FeS 1 H 2 O 1 O 2 # Fe(OH) 3 1 S
O processo libera muito calor e o enxofre produzido,
que se encontra finamente pulverizado, pode se
inflamar e iniciar um incêndio. Balanceie a equação
apresentada acima.
6 A concentração de hipoclorito (C,O 2 ) na água sanitária
pode ser determinada em laboratório por um método
que envolve processos de oxirredução, dentre
os quais um deles é representado pela seguinte
equação não balanceada:
C,O 2 1 I 2 1 H 1 # C, 2 1 I 2 1 H 2 O
Balanceie corretamente essa equação.
7 (UFRGS-RS) Considere a reação de decomposição
do dicromato de amônio mostrada abaixo e o texto
que a segue.
(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 # Cr 2 O 3 1 N 2 1 4 H 2 O
Nessa reação, o elemento sofre e o elemento
sofre . O número total de elétrons transferidos
na reação é igual a .
Assinale a alternativa que preenche corretamente
as lacunas do texto, na ordem em que elas ocorrem.
a) cromo – redução – nitrogênio – oxidação – seis
b) nitrogênio – redução – cromo – oxidação – três
c) oxigênio – redução – nitrogênio – oxidação –
doze
d) cromo – redução – hidrogênio – oxidação – seis
e) cromo – oxidação – nitrogênio – redução – três
8 (PUC-MG) “Air-bags” de automóveis são projetados
para inflarem rapidamente uma bolsa de gás em
caso de colisão do veículo, protegendo o motorista.
O gás utilizado é gerado pela reação, representada
pela seguinte equação não balanceada:
NaN 3 (s) 1 Fe 2 O 3 (s) # Na 2 O (s) 1 Fe (s) 1 N 2 (g)
Considerando-se essas informações, é INCORRETO
afirmar que:
a) o nitrogênio, do NaN 3 , sofre uma oxidação.
b) um dos produtos da reação é um óxido alcalino.
c) a reação de 6 mol de NaN 3 produz 134,4 L de gás
na CNTP.
d) a soma dos menores coeficientes inteiros do
balanceamento da equação é igual a 21.
9 (Fuvest-SP) O minério caliche, cujo principal componente
é o salitre do Chile, contém cerca de 0,1%,
em massa, de iodato de sódio (NaIO 3 ). A substância
simples I 2 pode ser obtida em um processo que
envolve a redução desse iodato com hidroge nossulfito
de sódio (NaHSO 3 ), em meio aquoso. Nessa
redução também são produzidos íons sulfato, íons
H 1 e água.
a) Formule a equação iônica balanceada que representa
a formação de iodo nessa solução aquosa,
identificando o oxidante e o redutor.
b) Calcule a massa de caliche necessária para
preparar 10,0 kg de iodo, pelo método acima
descrito, considerando que todo o iodato é
transformado em iodo.
Dados: massas molares (g/mol)
NaIO 3 .......... 198 I 2 .......... 254
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
150
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Exercícios adicionais

EsTABElEÇA CoNExÕEs
MAPA CoNCEITUAl DA UNIDADE C
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
1
relaciona-se ao
conceito de
cada um
tem sua
Número de
oxidação
propriedade
de um
Elemento
químico
em
uma
pode participar de uma
Espécie
química
nome
genérico
de
Átomo
Molécula
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
é uma
Propriedade
periódica
Reagente(s)
Agente
oxidante
contém o
elemento
que sofre
com dois
ou mais reagentes
na oxirredução,
um deles é
como toda reação
química, tem
Agente
redutor
contém o
elemento
que sofre
2
pode ser
4
Reação
química
pode ser
Reação de
oxirredução
na
qual
há
Variação do
número de
oxidação de
um ou mais
elementos
pode ser
Diminuição
do número de
oxidação
na qual a
3
será
se a
espécie for
Eletricamente
neutra
Número total
de elétrons
perdidos
Soma de
todos os
números de
oxidação
nela há um
ambos são
Íon
será igual à
Carga do íon
se a
espécie for
Eletricamente
carregada (íon)
Número total
de elétrons
recebidos
denominado
6 7
que se
deve à
Perda de
elétrons
denominado
que se
deve ao
8
5
o que
facilita o
Balanceamento
Capítulo 21 • Ácidos e bases
151

rEvIsE, rElACIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido
até total compreensão.
(UFMG) Um estudante misturou 3,32 g de iodeto de potássio,
KI (s), e quantidades estequiométricas de solução
de ácido sulfúrico, H 2 SO 4 (aq), de concentração 0,1 mol/L,
e de dióxido de manganês, MnO 2 (s), no balão A. Sob
aquecimento, a mistura reagiu e produziu iodo molecular,
I 2 . O iodo produzido sublimou e foi condensado,
no balão B, por resfriamento.
1. ESCREVA os coeficientes estequiométricos desta
equação balanceada da reação de formação de I 2 :
KI (s) 1 H 2 SO 4 (aq) 1 MnO 2 (s) #
# I 2 (s) 1 MnSO 4 (aq) 1 K 2 SO 4 (aq) 1 H 2 O (,)
A
B
Gelo
2. CALCULE a quantidade máxima de I 2 , em mol, que
pode ser produzida nas condições descritas acima.
1
Sugestão de encaminhamento
Revise o conceito de número de oxidação. Atente ao significado desse número no caso de íons monoatômicos
e no de espécies em que existe ligação covalente (moléculas e íons poliatômicos).
2
Recorde o que é uma reação de oxirredução e como se pode perceber, pela análise da equação química, que
uma reação é desse tipo. Aproveite para recordar os conceitos de agente oxidante (ou, simplesmente, oxidante)
e agente redutor (ou, simplesmente, redutor).
3
Reveja o método para balancear uma equação de oxirredução. Preste especial atenção ao cálculo do D nos
casos em que o índice do elemento não for igual nos reagentes e nos produtos.
4
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Analise a equação dada no item 1 e verifique por que ela representa uma oxirredução. Determine o número
de oxidação do elemento que se oxida e do que se reduz. Calcule o D de ambos. Cuidado com aquele cujo
índice é maior em um dos membros da equação. Verifique se os valores de D são simplificáveis e, se forem,
simplifique-os. Onde colocar cada um deles como coeficiente? Isso é especialmente relevante no caso do
elemento cujo índice é diferente em ambos os membros.
5
Unidade C • Oxirredução
Prossiga com o balanceamento, acertando os coeficientes das espécies que contêm I, Mn e K. A seguir, balanceie o
enxofre (S) e, por fim, o hidrogênio (H). Use o oxigênio (O) para conferir o balanceamento. Responda ao item 1.
6
Use os coeficientes estequiométricos da equação balanceada para estabelecer a proporção, em mols, entre
KI e I 2 . Usando as massas molares (consulte a tabela periódica), estabeleça a proporção em massa e utilize-a
para resolver o item 2.
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Atividade de revisão
152

Moderna plus
Unidade C
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Eletronegatividade
2 – Produto(s)
3 – Zero (nula)
4 – Aumento do número de oxidação
5 – Iguais
6 – Oxidação
7 – Redução
8 – Recebimento (ganho) de elétrons
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Oxidação de tintas
envision/corbis/latinstock
Linhaça, a semente que
produz o óleo de linho.
O linho, uma erva de delicadas flores azuladas, produz sementes que
secretam um óleo quando submetidas a altas pressões. Esse óleo é rico em
poli-insaturados, que são quebrados pelo oxigênio do ar e, assim, formam
uma camada dura e resistente, que protege o material sobre o qual é aplicado.
Essa classe de substâncias é conhecida por óleos secantes e foram, até
recentemente, muito utilizadas em tintas. As tintas à base de óleo então não
“secam” no sentido ordinário do termo, mas se oxidam. Entretanto, se panos
sujos de tintas, ou mesmo latas não limpas, forem deixados em locais de
pouca ventilação, esses óleos podem ter sua temperatura aumentada devido
à oxidação, até que o ponto de ignição seja atingido.
Esse processo se torna ainda mais perigoso quando na composição dos
pigmentos da tinta entrarem sais de metais, principalmente o chumbo na
forma de dicromato (cor amarela). Nas pinturas interiores usam-se amarelos
orgânicos para evitar a possibilidade de um envenenamento infantil pelo
chumbo ou pelo crômio.
michael busselle/corbis/latinstock
eduardo santaliestra
Plantação de linho. Óleo de linho (óleo de linhaça).
Você entendeu a leitura?
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1 Faça uma pesquisa e descubra o significado da
expressão ponto de ignição.
2 (Uenf-RJ)
“Fim do mau cheiro
Algodão que elimina odor desagradável é a novidade
entre os tecidos inteligentes. O mau cheiro
é causado por bactérias que proliferam com o
calor e a umidade. O tecido é tratado com um
composto químico à base de cloro, que mata esses
microrganismos, eliminando o odor.”
(Veja, 01/09/99)
Para reativar as propriedades desse composto,
basta colocar o vestuário em uma solução com
água sanitária, produto de uso doméstico que
contém hipoclorito de sódio – NaC,O.
a) Com base na Tabela de Classificação Periódica,
dê o nome da família e o número do grupo
a que pertence o elemento cloro.
b) Determine o número de oxidação do oxigênio
e do cloro no hipoclorito de sódio.

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O cloro, um poderoso bactericida
e alvejante
THE NEXT
Grandes quantidades de cloro (obtido pela eletrólise de uma solução aquosa
de NaC,) são usadas diariamente para purificar a água dos reservatórios
das companhias de abastecimento das grandes cidades e no tratamento de
esgotos. Sendo um poderoso agente oxidante, o cloro é colocado na água para
destruir as bactérias existentes no meio. A oxidação causada pelo cloro é fatal
para tais microrganismos.
Os alvejantes comerciais à base de cloro (contendo a substância C, 2 ou o
ânion hipoclorito, C,O 2 ) — como a água sanitária, por exemplo, que é constituída
por uma solução diluída de hipoclorito de sódio, NaC,O — são fortes
agentes oxidantes e a sua ação alvejante se deve ao fato de o íon hipoclorito
ser um forte agente oxidante. Sua ação alvejante se deve ao fato de o íon C,O 2
destruir os corantes e outras impurezas coloridas, ao oxidar suas moléculas,
transformando-os em compostos incolores.
Nas fábricas de papel e de algodão o alvejamento é obtido utilizando-se
diretamente a substância cloro, C, 2 .
KAJ R. SVENSSON/SPL/latinstock
Você entendeu a leitura?
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1 No laboratório é muito comum usarmos os
metais alcalinos para reduzir a água quando
queremos obter rapidamente o gás H 2 . A água de
cloro (gás C, 2 em água), por outro lado, é muito
utilizada como bactericida devido à sua ação
oxidante, pois o gás O 2 produzido mata as bactérias
anaeróbicas. Explique por que os metais
alcalinos são bons agentes redutores, enquanto
os halogênios são bons agentes oxidantes.
Dados:
C, 2 (g) 1 H 2 O # H 1 (aq) 1 C, 2 (aq) 1 HC,O (aq)
HC,O (aq) # H 1 (aq) 1 C, 2 (aq) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g)
2 (UMC-SP) Você pode preparar cloro, por oxidação
do ácido clorídrico concentrado, segundo as
equações balanceadas:
2 KMnO 4 1 16 HC, #
# 5 C, 2 1 2 MnC, 2 1 2 KC, 1 8 H 2 O
ou
K 2 Cr 2 O 7 1 14 HC, #
# 3 C, 2 1 2 CrC, 3 1 2 KC, 1 7 H 2 O
Que oxidante você escolheria para obter a maior
quantidade de cloro, a partir de uma quantidade
fixa de ácido clorídrico?

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O processo foto grá fico tradicional
em preto e bran co
A
Tendo em mente os con cei tos de oxi da ção, redu ção, agen te oxi dan te e
agen te redu tor, pode mos entender, em linhas gerais, o processo envolvido
B
Ag +
Filme
fotográfico
antes do uso.
nas foto gra fias tradicionais (isto é, não digitais) em preto e bran co.
Um filme foto grá fi co con sis te numa fina pelí cu la transparente reves ti da
com uma gela ti na inco lor con ten do inú me ros cris tai zi nhos de um hale to de
prata (AgC,, AgBr ou AgI). São os íons Ag 1 presentes nesses sais que desempenham
papel fundamental no processo (veja a figura A ). Como o bro me to
de prata é muito uti li za do, vamos apre sen tar o pro ces so foto grá fi co con si deran
do que o hale to presente no filme seja o AgBr.
No momen to em que um obje to é foto gra fa do, a luz atin ge o filme (veja
B e C ) e pro vo ca a rea ção de oxirredu ção assim equacionada:
C
Região que
recebeu
luz
Região que não
recebeu
luz
Objeto
fotografado.
Filme após
o clique.
Ag 1 1 Br 2 # Ag 0 1 Br 0
na qual a prata sofre redu ção, e o bromo, oxi da ção. Isso só acon te ce nas regiões
do filme que rece be ram luz. (Os números zero colocados como sobrescrito
enfatizam que os números de oxidação no Ag 0 e no Br 0 são ambos zero. Dois
átomos de Br 0 podem unir-se e formar Br 2 , que volatiliza.)
Como a incidência de luz é muito rápida no momento em que a foto é
batida, pouquíssimos íons Ag 1 tomam parte nesse pro ces so e, em cada cristalzi
nho de AgBr que recebeu luz, são for mados pou quíssimos áto mos de
prata, Ag 0 .
A etapa seguin te é a reve­la­ção. Revelar um filme foto grá fi co con sis te em,
D
Ag 0
na ausên cia de luz, mer gu lhá-lo em uma solu ção aquo sa de um agen te redu tor
apro pria do, que pro mo ve a redu ção dos íons Ag 1 a áto mos Ag 0 :
Filme após
a revelação
(negativo).
Ag 1 2 agente redutor
1 e @@@@@@# Ag 0
Os áto mos de Ag 0 , for ma dos nesse pro ces so, apre sen tam colo ra ção escu ra.
Verifica-se que os cris tai zi nhos de AgBr que foram expos tos à luz rea gem
E
Região que não
recebeu
luz
(sofrem redu ção) mais rápi do que os que não foram. Isso é atri buí do à pre sen ça
de alguns áto mos de prata metá li ca, Ag 0 , for ma dos na hora do cli que.
Se quem está revelando o filme dei xá-lo em con ta to com a solu ção reve­
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F
Região que
recebeu
luz
Ag 0
Papel
fotográfico após
receber luz.
Papel
fotográfico
após revelado.
la do ra ape nas o tempo sufi cien te para que ocor ra redu ção dos íons Ag 1 dos
cris tai zi nhos que rece be ram luz (que rea gem mais rápi do que os demais),
será obti da uma ima gem no filme. Nela, o que esta va claro no obje to fotogra
fa do apa re ce rá escu ro, e vice-versa (figura D ). Isso é deno mi na do negati­vo
foto­grá­fi­co, no qual a cor escu ra se deve aos áto mos de Ag 0 for ma dos
na revelação e a cor branca ocorre nos locais em que a prata ainda está na
forma de íon Ag 1 .
A fim de evi tar que o filme fique ama re la do com o tempo, é neces sá rio
eli mi nar o AgBr que sobrou nas regiões do filme que não foram expos tas
à luz. Isso é feito por meio do pro ces so cha ma do fixação, que con sis te em
mer gu lhar o filme em uma solu ção aquo sa de tios sul fa to de sódio (Na 2 S 2 O 3 ).

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
bettmann/corbis-latinstock
A fotografia envolve, além de arte,
vários conceitos importantes de Física e
Química, entre os quais o de oxirredução.
Os íons tios sul fa to (S 2 O 22 3 ), pre sen tes nesse com pos to, atuam como fixado res
foto grá fi cos por meio da seguin te rea ção:
22
AgBr 1 2 S 2 O 3 # Ag(S 2 O 3 ) 32 2 1 Br 2
Os íons Ag(S 2 O 3 ) 32 2 e Br 2 são solú veis em água e, por tan to, facil men te elimi
na dos do filme por imersão em água pura.
Após a reve la ção e a fixa ção, o nega ti vo foto grá fi co é colo ca do, no escu ro,
sobre um papel foto grá fi co (tam bém reco ber to com AgBr). Uma luz é acesa
por fra ção de segun do. Algumas regiões do papel rece bem luz e outras não
(figura E ).
A seguir, esse papel passa por um pro ces so de reve la ção e de fixa ção pareci
do com o des cri to para o filme foto grá fi co. Obtém-se, assim, uma ima gem
que é o “nega ti vo do nega ti vo”, ou seja, uma ima gem simi lar à ori gi nal men te
foto gra fa da (figura F ).
bettmann/corbis-latinstock
deutsches museUM/akg-latinstock
Daguerreótipo: câmera
de Louis-Jacque Mandé
Daguerre, datado de 1839.
O desenvolvimento da fotografia
não se deveu a uma única pessoa,
mas aos esforços de muitos
inventores. Embora os primeiros
descobrimentos referentes
ao registro de imagens pela
luz sejam do século XVIII, as
primeiras formas rudimentares
de fotografia se popularizaram
por volta de 1840, com a invenção
do daguerreótipo, uma forma
rudimentar de fotografia em
preto e branco.
bettmann/corbis-latinstock
George Eastman (1854-1932), que
fundou, na segunda metade do século
XIX, uma companhia que comercializava
materiais para fotografia e que ajudou a
tornar a técnica fotográfica conhecida.
Propaganda de uma das
primeiras versões de máquina
fotográfica comercializada em
larga escala.
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1 (Vunesp) A formação de imagem num filme
fotográfico envolve a reação de oxidorredução
entre o sal de prata contido no filme e a substância
que constitui o revelador. Genericamente,
o processo pode ser representado por:
AgX (s) 1 revelador #
# Ag (s) 1 X 2 (aq) 1 outros produtos
Indique a afirmação correta.
a) AgX é o agente redutor.
b) O revelador sofre redução.
c) O revelador é o agente oxidante.
d) O íon Ag 1 é reduzido no processo.
e) Nesse processo ocorre alteração do número
de oxidação do elemento X.

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Fuvest-SP) Uma mistura de cloreto de sódio e nitrato de sódio, de massa 20,20 g, foi dissolvida
em água suficiente. A essa solução adicionaram-se 250 mL de solução aquosa
de nitrato de prata de concentração 0,880 mol/L. Separou-se o sólido formado, por filtração,
e no filtrado mergulhou-se uma placa de cobre metálico de massa igual a 20,00 g.
Após certo tempo, observou-se depósito prateado sobre a placa e coloração azul na solução.
A placa seca pesou 21,52 g. O esquema desse procedimento é:
a) Escreva a equação balanceada que representa a
reação química que ocorre na etapa B.
cloreto de sódio +
nitrato de sódio, em água
b) Qual a quantidade, em mols, do depósito prateado
formado sobre a placa de cobre? Mostre os
cálculos.
c) Qual a quantidade, em mols, de nitrato de prata
em 250 mL da solução precipitante? Mostre os
cálculos.
d) Qual a massa de nitrato de sódio na mistura original?
Mostre os cálculos.
Dados: massas molares (g/mol)
Ag ......... 108 Cu ......... 64 NaC, ......... 58
precipitado
solução de nitrato
de prata
solução
etapa A
placa de
cobre
etapa B
Sugestão de encaminhamento
1.
O precipitado deve ser resultado da reação de AgNO 3
com NaC, ou com NaNO 3 . Lembrando que reação
entre sais em solução ocorre se um produto for
insolúvel, concluímos que a reação é entre AgNO 3
e NaC,, com precipitação de AgC,. Equacione essa
dupla troca, para usá-la depois:
AgNO 3 (aq) 1 NaC, (aq) # produtos.
2.
Após a precipitação, haverá na solução NaNO 3 e
AgNO 3 , ou seja, haverá Na 1 (aq), Ag 1 (aq) e NO 3 2 (aq).
Qual dos cátions sofrerá oxirredução com o Cu (s)?
É o Ag 1 (aq). Equacione a reação entre Ag 1 (aq) e Cu (s)
e não se esqueça de balanceá-la. Isso responde o
item a.
4.
Use os valores de M e V da solução de AgNO 3 e a
relação n 5 M ? V para responder o item c.
5.
Subtraia a resposta do item b da resposta do
item c e você terá a quantidade em mol de prata
(ou de AgNO 3 ) que reagiu na precipitação. Use
a equação elaborada no passo 1 para fazer uma
relação estequiométrica entre quantidade de
AgNO 3 (em mol) e massa de NaC, (em g). Calcule
a massa de NaC, que reagiu na precipitação,
ou seja, a massa de NaC, presente na mistura
original. Subtraia de 20,20 g e responda o item d.
3.
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A diferença entre as massas final e inicial da placa
(1,52 g) se deve à perda do cobre oxidado (y gramas)
e ao ganho de prata depositada (x gramas).
Use a equação do item a para expressar y em função
de x (use massas molares do enunciado).
Substitua em x 2 y 5 1,52 g e calcule x.
Você tem a massa de prata depositada. Converta para
mol, o que responde o item b.

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Ponto de ignição é a temperatura em que um combustível começa a
queimar sem necessidade da presença de uma chama.
2 a) Família dos halogênios, que corresponde ao grupo 17.
b) Oxigênio: 22; Cloro: 11.
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reação de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Os metais alcalinos são bons agentes redutores poque têm grande
tendência a se oxidar, isto é, perderem elétrons. Já os halogênios são
bons agentes oxidantes porque têm forte tendência e se reduzirem,
isto é, ganharem elétrons.
2 O oxidante escolhido deve ser KMnO 4 , pois produz maior quantidade
de cloro a partir de uma quantidade fixa de ácido clorídrico.
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa D.
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UFPR) O nitrogênio (N) é capaz de formar compostos
com estados de oxidação que variam de
23 a 15. Cinco exemplos das inúmeras moléculas
que o N pode formar são apresentados
abaixo. Dados os números atômicos do N (5 7),
do H (5 1) e do O (5 8), numere a coluna da esquerda
de acordo com a coluna da direita.
1. NO ( ) 22
2. N 2 O ( ) 23
3. NH 3 ( ) 14
4. N 2 H 4 ( ) 12
5. NO 2 ( ) 11
Assinale a alternativa que apresenta a numeração
correta da coluna da direita, de cima para baixo.
a) 1 – 4 – 2 – 5 – 3.
b) 4 – 3 – 5 – 1 – 2.
c) 1 – 2 – 4 – 3 – 5.
d) 2 – 4 – 3 – 1 – 5.
e) 3 – 5 – 1 – 2 – 4.
2 (UFJF-MG) É comum os nossos olhos lacrimejarem
ao cortarmos uma cebola. Isso ocorre
devido à evaporação de compostos derivados
do enxofre presentes na cebola. Dentre eles,
estão os óxidos de enxofre que, em contato com
a umidade, dão origem a ácidos.
a) Quais são os nomes dos dois principais óxidos
de enxofre e suas respectivas fórmulas
moleculares?
b) Quais são as fórmulas moleculares dos ácidos
formados pelos dois principais óxidos de
enxofre?
c) Escreva a configuração eletrônica do enxofre.
Qual é o número de oxidação do enxofre nos
dois óxidos?
d) Com base nas informações do texto, explique
por que, quando colocamos a cebola
na geladeira ou em água, antes de cortá-la,
lacrimejamos menos.
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
3 (Uerj) Alguns compostos químicos são empregados
como coagulantes na remoção de impurezas
em processos de tratamento de água.
Um sal inorgânico, largamente utilizado em tais
processos, pode ser obtido por meio da neutralização
total entre as seguintes substâncias:
– hidróxido do metal de maior eletronegatividade
do terceiro período da tabela periódica;
– oxiácido contendo o elemento enxofre em seu
estado de oxidação mais alto.
A fórmula desse sal está indicada em:
a) A, 2 (SO 4 ) 3 c) Ga 2 (SO 4 ) 3
b) A, 2 (SO 3 ) 3 d) Ga 2 (SO 3 ) 3
4 (Cefet-PA) O manganês é considerado em oligoterapia
um carro-chefe: ele é básico no tratamento
da diatese alérgica. Em todo caso, sabe-se agora
que a distribuição do manganês é grande nos
tecidos e líquidos do organismo, notadamente
onde a atividade dos mitocôndrios (centro respiratório
das células) é maior. São conhecidos
diversos compostos em que o manganês se faz
presente. Assinale a alternativa na qual este
elemento apresenta-se com menor valor para o
seu N OX .
a) KMnO 4 c) MnO 2 e) Mn 2 O 3
b) MnC, 2 d) Ca(MnO 3 ) 2
5 (UFMT) Dentre os vários usos de cloro no cotidiano,
destaca-se o do sal comum (NaC,)
na culinária, o de hipoclorito como alvejante
de roupas e agente sanitizante. Os estados de
oxidação do cloro nas espécies C,O 2 3; C, 2 ; C,O 2 ;
C,O 2 4 e IC, são, respectivamente:
a) (15), (11), (12), (17), (11).
b) (16), (21), (11), (13), (21).
c) (23), (11), (11), (21), (11).
d) (15), (21), (11), (17), (21).
e) (25), (22), (11), (17), (11).
6 (Vunesp) O nitrogênio pode existir na natureza
em vários estados de oxidação. Em sistemas
aquáticos, os compostos que predominam e
que são importantes para a qualidade da água
apresentam o nitrogênio com números de oxidação
23, 0, 13 ou 15. Assinale a alternativa que
apresenta as espécies contendo nitrogênio com
os respectivos números de oxidação, na ordem
descrita no texto.
a) NH 3 , N 2 , NO 2 2, NO 2 3.
b) NO 2 2, NO 2 3, NH 3 , N 2 .
c) NO 2 3, NH 3 , N 2 , NO 2 2.
d) NO 2 2, NH 3 , N 2 , NO 2 3.
e) NH 3 , N 2 , NO 2 3, NO 2 2.
7 (UFMS) Considerando os íons: nitrato, NO 2 3,
periodato, IO 2 4, dicromato, Cr 2 O 2 72 , pirofosfato,
P 2 O 42 7 , e peroxodissulfato, S 2 O 22 8 , é correto afirmar
que os números de oxidação dos respectivos
elementos ligados ao oxigênio são
a) 15; 17; 16; 15; 17.
b) 17; 15; 16; 15; 17.
c) 16; 17; 15; 15; 17.
d) 17; 17; 15; 15; 16.
e) 15; 15; 17; 16; 17.
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Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Fuvest-SP) A pólvora é o explosivo mais antigo
conhecido pela humanidade. Consiste na mistura
de nitrato de potássio, enxofre e carvão.
Na explosão, ocorre uma reação de oxirredução,
formando-se sulfato de potássio, dióxido de
carbono e nitrogênio molecular.
Nessa transformação, o elemento que sofre
maior variação de número de oxidação é o:
a) carbono.
b) enxofre.
c) nitrogênio.
d) oxigênio.
e) potássio.
4 (UFRJ) O fósforo pode ser produzido industrialmente
por meio de um processo eletrotérmico
no qual fosfato de cálcio é inicialmente misturado
com areia e carvão; em seguida, essa mistura
é aquecida em um forno elétrico onde se dá a
reação, representada a seguir:
Ca 3 (PO 4 ) 2 1 3 SiO 2 1 5 C # 3 CaSiO 3 1 5 CO 1 P 2
a) Calcule a variação do número de oxidação do
elemento que sofre redução.
b) Determine a quantidade máxima, em mols,
de fósforo formado quando são colocados
para reagir 8 mol de Ca 3 (PO 4 ) 2 com 18 mol de
SiO 2 e 45 mol de carbono.
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2 (Uece) “O engenheiro fez uma fogueira e nela
colocou as piritas, cuja composição era carvão,
sílica, alumínio e sulfeto de ferro (II). Em dez ou
doze dias, o sulfeto de ferro (II) se transformaria
em sultafo de ferro (II) e o alumínio em sulfato
de alumínio, substância solúvel, ao contrário
dos outros produtos da operação, como a sílica
e o carvão.” (A ilha Misteriosa – Júlio Verne).
A partir das informações do texto e, também, de
seus conhecimentos, assinale o correto.
a) A pirita ou ouro de tolo é minério constituído
de ferro, enxofre e alumínio.
b) Na hipótese de ocorrer a formação de sulfato
de ferro a partir do sulfeto de ferro, o ferro
sofreria uma reação de redução.
c) O sulfato de alumínio anidro tem composição
percentual aproximada de 16 partes de
alumínio, 28 partes de enxofre e 56 partes
de oxigênio.
d) O carvão e o alumínio são substâncias simples
e a sílica é uma mistura heterogênea de
quartzo, mica e feldspato.
3 (Vunesp) O etilômetro (popular “bafômetro”)
deverá ser muito utilizado pelos policiais para
o controle do teor de álcool etílico ingerido
pelos motoristas, de acordo com a Lei n o 11.705
(chamada “Lei Seca”). Num dos tipos de “bafômetro”,
a medida baseia-se na alteração da
cor alaranjada para verde dos sais de cromo,
decorrente da seguinte reação,
3 CH 3 CH 2 OH 1 2 K 2 Cr 2 O 7 1 8 H 2 SO 4 #
# 3 CH 3 COOH 1 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 1 2 K 2 SO 4 1 11 H 2 O
sobre a qual pode-se afirmar que:
a) o íon dicromato se oxida e muda de cor.
b) o álcool se reduz e forma o ácido.
c) o número de oxidação dos sais de cromo varia
de 5 unidades.
d) o número de oxidação do cromo no reagente
é 16 e no produto 13.
e) o número de oxidação do cromo varia de 17
para 13.
5 (UFPE) O ferro é um elemento muito comum em
nosso planeta. Diversos compostos podem ser
obtidos a partir dele. Um composto bastante
interessante é o azul da prússia, que possui
uma intensa coloração azul. Sua fórmula é
Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 . Ele é facilmente obtido pela reação
de íons Fe 31 com ferrocianeto de potássio
K 4 [Fe(CN) 6 ].
As massas molares dos elementos que participam
nestes compostos são:
Fe 5 55,85 g ? mol 21 , K 5 39,10 g ? mol 21 ,
C 5 12,01 g ? mol 21 , N 5 14,01 g ? mol 21 , o que
corresponde a uma massa de 859,3 g ? mol 21
para o azul da prússia. Quanto a essa questão,
podemos afirmar que [julgue os itens em verdadeiros
ou falsos]:
0) no azul da prússia, o ferro está presente nos
estados de oxidação 12 e 13.
1) no ferrocianeto de potássio, existe ligação
iônica entre K 1 e [Fe(CN) 6 ] 42 .
2) a ligação entre C e N é covalente apolar, em
todos os compostos apresentados acima.
3) o percentual (m/m) de ferro no azul da
prússia é de (4 3 55,85/859,3) 3 100.
4) a reação de formação do azul da prússia é do
tipo redox.
6 (ITA-SP) Considere as seis reações equacionadas
a seguir:
I. CaCO 3 1 H 1 # Ca 21 1 HCO 2 3
II. Ca 1 2 H 1 # Ca 21 1 H 2
III. 2 KC,O 3 # KC, 1 KC,O 4 1 O 2
IV. Mg(OH) 2 # MgO 1 H 2 O
V. CuSO 4 ? 5 H 2 O # CuSO 4 1 5 H 2 O
VI. HC,O 4 # H 1 1 C,O 2 4
São reações de oxidorredução somente:
a) I e II. d) IV e V.
b) II e III. e) V e VI.
c) III e IV.

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Capítulo 12 Reações de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
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exercícios adicionais
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7 (PUC-RS) Vidros fotocromáticos são utilizados
em óculos que escurecem as lentes com a luz solar.
Estes vidros contêm nitrato de prata e nitrato
de cobre I, que reagem conforme a equação
com luz
Ag 1 1 Cu 1
sem luz Ag 1 Cu 21
Em relação a essa reação, é correto afirmar que:
a) com luz a prata se oxida.
b) com luz o cobre se reduz.
c) com luz a prata é agente oxidante.
d) sem luz o cobre se oxida.
e) sem luz o cobre é agente redutor.
8 (Cefet-PA) A mineradora Vale pretende processar
os dirigentes do MST e da Via Campesina que,
desde sábado, já comandaram duas invasões
à empresa. Na última, 800 ativistas ocuparam
ontem, por 12 horas, os trilhos de uma
das principais ferrovias da Vale, em Resplendor,
município mineiro do Vale do Rio Doce.
Cerca de 300 mil toneladas de minério de ferro
deixaram de ser transportadas, afetando a
programação de exportações da empresa no
Porto de Tubarão (ES). Ao condenar as ações,
o diretor-executivo de Assuntos Corporativos
e Energia da Vale, Tito Martins, chamou os
dirigentes do MST de “bandidos, criminosos,
que querem perturbar a ordem”.
O beneficiamento do minério pode ser exemplificado
segundo a reação:
Fe 3 O 4 1 4 CO # 3 Fe 1 4 CO 2 , utilizada na siderurgia
para a obtenção de ferro metálico. Sobre
a reação mencionada, é correto afirmar que:
a) O carbono e ferro são oxidados.
b) O carbono é o oxidante.
c) O ferro é o redutor.
d) O ferro é oxidado e o carbono reduzido.
e) O ferro é reduzido e o carbono é oxidado.
9 (PUC-MG) Uma bateria muito comum utilizada
na medicina é o marca-passo, que é colocado
sob a pele de pessoas com problemas cardíacos,
com a finalidade de regular as batidas do
coração. A reação responsável pela produção
de corrente elétrica pode ser representada
pela equação:
HgO (s) 1 Zn (s) 1 H 2 O (,) # Zn(OH) 2 (aq) 1 Hg (,)
A partir dessas informações, assinale a afirmativa
INCORRETA.
a) O mercúrio do HgO sofre uma redução.
b) O metal zinco atua como agente oxidante.
c) A variação do número de oxidação do mercúrio
na reação é de 12 para 0.
d) O zinco aumenta o seu número de oxidação
na reação.
10 (PUC-RJ) O fenômeno da oxirredução ocorre em
reações com transferência de elétrons. Sobre
a reação do permanganato de potássio com
peróxido de hidrogênio em meio ácido, representada
pela equação não balanceada abaixo,
uma espécie doa elétrons, e a outra recebe
esses elétrons de maneira espontânea, o que
pode ser verificado pela variação do número de
oxidação.
KMnO 4 (aq) 1 H 2 O 2 (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) #
# MnSO 4 (aq) 1 O 2 (g) 1 K 2 SO 4 (aq) 1 H 2 O (,)
Sobre essa reação, é correto afirmar que:
a) o manganês no permanganato de potássio
tem Nox 51.
b) permanganato de potássio é a substância
oxidante.
c) ácido sulfúrico é o agente redutor.
d) o oxigênio no peróxido de hidrogênio tem
N OX médio 11.
e) peróxido de hidrogênio é a substância que
sofre redução.
11 (PUC-RJ) O equipamento conhecido como bafômetro
permite determinar a quantidade de
álcool no sangue através do ar expirado por
uma pessoa. O ar é passado por uma solução
de dicromato de potássio, de coloração amarela,
acidulada com ácido sulfúrico. Caso o etanol
esteja presente no ar expirado, este reage
com o dicromato em meio ácido produzindo
Cr 31 , de coloração verde, conforme a reação
indicada abaixo:
3CH 3 CH 2 OH (g) 1 2K 2 Cr 2 O 7 (aq) 1 8H 2 SO 4 (aq) #
# 3CH 3 COOH (aq) 1 2Cr 2 (SO 4 ) 3 (aq) 1
1 2K 2 SO 4 (aq) 1 11H 2 O (,)
De acordo com as informações, é incorreto
afirmar que:
a) o estado de oxidação do cromo no dicromato
de potássio é 61.
b) na reação, K 2 Cr 2 O 7 é o agente redutor.
c) a mudança de coloração, decorrente da
reação de oxirredução, identifica a presença
de etanol.
d) o SO 22 4 originário do acido sulfúrico, em solução
aquosa, é um íon espectador, pois não
sofre qualquer tipo de alteração na reação.
e) no sulfato de potássio, o potássio tem número
de oxidação 11.

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Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
12 (UCB-DF) O elemento fósforo é encontrado na
crosta terrestre na forma de fosfato de cálcio,
Ca 3 (PO 4 ) 2 , sendo esse sal muito utilizado na
indústria de fertilizantes. O fósforo pode ser
obtido a partir do Ca 3 (PO 4 ) 2 , juntando-se areia
e coque a esse sal a uma alta temperatura, de
acordo com a equação abaixo:
2 Ca 3 (PO 4 ) 2 1 6 SiO 2 1 10 C
6 CaSiO 3 1 10 CO 1 P 4
Analise as afirmativas seguintes, assinalando
(V) para as verdadeiras e (F) para as falsas.
0. ( ) O papel químico do coque (carvão) na reação
de obtenção do fósforo elementar é de
agente redutor.
1. ( ) O fósforo é reduzido de 15 para zero.
2. ( ) O silício é oxidado de 14 para 16.
3. ( ) Para a obtenção de 1 mol de fósforo, são
necessários o consumo de 6 mol de fosfato
de cálcio.
4. ( ) O silicato de cálcio é um ácido inorgânico
que reage violentamente com hidróxido de
sódio.
c) No caso desse medicamento, a vitamina C
atua como um oxidante ou como um antioxidante?
Explique.
15 (Fuvest-SP) Dimetil-hidrazina e tetróxido de
dinitrogênio foram usados nos foguetes do
módulo que pousou na Lua nas missões Apollo.
A reação, que ocorre pela simples mistura desses
dois compostos, pode ser representada por
(CH 3 ) 2 N k NH 2 (,) 1 2 N 2 O 4 (,) #
# 3 N 2 (g) 1 4 H 2 O (g) 1 2 CO 2 (g)
NASA/SPL-latinstock
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13 (ITA-SP) Considere as reações envolvendo o
sulfeto de hidrogênio representadas pelas
equações seguintes:
I. 2 H 2 S (g) 1 H 2 SO 3 (aq) # 3 S (s) 1 3 H 2 O (,)
II. H 2 S (g) 1 2 H 1 (aq) 1 SO 22 4 (aq) #
# SO 2 (g) 1 S (s) 1 2 H 2 O (,)
III. H 2 S (g) 1 Pb (s) # PbS (s) 1 H 2 (g)
IV. 2 H 2 S (g) 1 4 Ag (s) 1 O 2 (g) #
# 2 Ag 2 S (s) 1 2 H 2 O (,)
Nas reações representadas pelas equações
acima, o sulfeto de hidrogênio é agente redutor
em:
a) apenas I.
b) apenas I e II.
c) apenas III.
d) apenas III e IV.
e) apenas IV.
14 (Unicamp-SP) Uma mãe levou seu filho ao médico,
que diagnosticou uma anemia. Para tratar
o problema, foram indicados comprimidos
compostos por um sulfato de ferro e vitamina C.
O farmacêutico que aviou a receita informou
à mãe que a associação das duas substâncias
era muito importante, pois a vitamina C evita a
conversão do íon ferro a um estado de oxidação
mais alto, uma vez que o íon ferro só é absorvido
no intestino em seu estado de oxidação
mais baixo.
a) Escreva a fórmula do sulfato de ferro utilizado
no medicamento.
b) Escreva o símbolo do íon ferro que não é
absorvido no intestino.
Módulo lunar da missão Apollo 11.
a) Entre os reagentes, identifique o oxidante e
o redutor. Justifique sua resposta, considerando
os números de oxidação do carbono
e do nitrogênio.
b) Cite duas características da reação apresentada
que tornam adequado o uso desses
reagentes.
Dado: número de oxidação do carbono na
dimetil-hidrazina: 22
16 (UFSCar-SP) A geração de energia elétrica por
reatores nucleares vem enfrentando grande
oposição por parte dos ambientalistas e da
população em geral ao longo de várias décadas,
em função dos acidentes ocorridos nas usinas
nucleares e da necessidade de controle dos
resíduos radioativos por um longo período de
tempo. Recentemente, o agravamento da crise
energética, aliado à poluição e ao efeito estufa
resultantes do uso de combustíveis fósseis, e
à redução dos resíduos produzidos nas usinas
nucleares, têm levado até mesmo os críticos a
rever suas posições.
O funcionamento da maioria dos reatores
nucleares civis baseia-se no isótopo 235 do
urânio, 2 3 5 92U. O urânio natural apresenta uma
distribuição isotópica de aproximadamente
0,72% de 235 U e 99,27% de 238 U. Para sua utilização
em reatores, o urânio deve ser enriquecido
até atingir um teor de 3 a 4% em 235 U.

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Capítulo 12 Reações de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Um dos métodos utilizados nesse processo
envolve a transformação do minério de urânio
em U 3 O 8 sólido (“yellow cake”), posteriormente
convertido em UO 2 sólido e, finalmente, em
UF 6 gasoso, segundo as reações representadas
pelas equações:
UO 2 (s) 1 4 HF (g) #
# UF 4 (s) 1 2 H 2 O (g) (reação 1)
UF 4 (s) 1 F 2 (g) # UF 6 (g) (reação 2)
UO 2 (s) 1 4 HF (g) 1 F 2 (g) #
# UF 6 (g) 1 2H 2 O (g) (reação global)
Com relação ao processo de transformação de
UO 2 (s) em UF 6 (g), pode-se afirmar que:
a) as reações 1 e 2 envolvem processos de oxirredução.
b) apenas a reação 1 envolve processo de oxirredução.
c) o agente oxidante na reação 2 é o UF 4 sólido.
d) o agente redutor da reação global é o HF gasoso.
e) na reação global estão envolvidos os estados
14 e 16 do urânio.
17 (UFSCar-SP) As estações municipais de tratamento
de água transformam a água contaminada
na água potável que chega a nossas casas.
Nessas estações, primeiramente um “tratamento
primário” remove partículas de sujeira e detritos
por peneiramento e filtração. Em seguida,
num “tratamento secundário”, sulfato de alumínio
e hidróxido de cálcio são adicionados à água.
A reação destes dois compostos leva à formação
de hidróxido de alumínio, um composto de
aspecto gelatinoso que arrasta impurezas para
o fundo do tanque de tratamento. Finalmente,
numa última etapa, adiciona-se hipoclorito de
sódio, que tem ação bactericida (mata bactérias)
e fungicida (mata fungos).
a) Escreva a reação química balanceada entre
sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio,
levando à formação de hidróxido de alumínio
e sulfato de cálcio.
b) Escreva a fórmula química do hipoclorito
de sódio. A ação bactericida e fungicida
deste composto se deve ao forte poder oxidante
do ânion hipoclorito. Numa reação de
oxirredução, o átomo de cloro no hipoclorito
é reduzido a cloreto (C, 2 ). Quantos
elétrons o átomo de cloro ganha nesse
processo?
18 (Vunesp) Uma solução aquosa de ácido clorídrico
(HC,) dissolve ferro e zinco, mas, para
dissolver cobre ou prata, é necessário usar ácido
nítrico (HNO 3 ). Isso ocorre porque:
a) cobre e prata são metais mais duros que ferro
e zinco.
b) HC, é um ácido fixo e HNO 3 é um ácido volátil.
c) HNO 3 é um ácido mais oxidante que HC,.
d) cobre e prata são metais que se oxidam mais
facilmente do que o ferro e zinco.
e) ferro e zinco são metais mais nobres do que
cobre e prata.
19 (UFJF-MG) Os alvejantes, utilizados para o branqueamento
de tecidos e para a limpeza em geral,
são soluções constituídas principalmente
por hipoclorito de sódio. O efeito descorante
dos alvejantes é causado pela liberação do
chamado “cloro ativo”, C, 2 (g), que é formado
a partir da decomposição dos hipocloritos e
cloretos constituintes da solução. A equação
a seguir representa esta decomposição:
NaC,O (aq) 1 NaC, (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) #
# Na 2 SO 4 (aq) 1 H 2 O (,) 1 C, 2 (g)
Com base nas informações apresentadas, responda
aos itens abaixo:
a) Dentre os produtos da reação mostrada, indique
as substâncias que são iônica(s), covalente(s)
polar(es) e covalente(s) apolar(es).
b) Escreva as semirreações de oxidação-redução
do sistema e indique o elemento químico que
sofre oxidação e o que sofre redução.
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Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
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2
tito
canto
1
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exercícios adicionais
1 (Uerj) Objetos de prata são oxidados por poluentes atmosféricos,
adquirindo uma coloração escura.
Um dos modos de limpeza destes objetos consiste em embrulhá-los
em papel alumínio e mergulhá-los em uma solução ligeiramente
alcalina.
As equações abaixo representam os processos de oxidação e limpeza.
Oxidação
Ag (s) 1 H 2 S (g) 1 O 2 (g) # Ag 2 S (s) 1 H 2 O (,)
Limpeza
2 A, (s) 1 3 Ag 2 S (s) # 2 A, 31 (aq) 1 3 S 22 (aq) 1 6 Ag (s)
a) Escreva a equação química balanceada de oxidação da prata, usando
os menores coeficientes inteiros, e indique o agente redutor
empregado no processo.
b) Num processo de limpeza, foram recuperados 6 3 10 21 átomos de
prata. Admitindo-se que a reação apresente 100% de rendimento,
calcule a massa de alumínio consumida neste processo.
2 (Vunesp) O teor de oxigênio dissolvido na água é um parâmetro importante
na determinação das propriedades químicas e biológicas da
água. Para se determinar a concentração de oxigênio, pode-se utilizar
pequenas porções de palha de aço. Colocando uma porção de palha de
aço em contato com 1 litro de água, por 5 dias em um recipiente fechado,
observou-se que a massa de ferrugem (óxido de ferro III) formada foi de
32 mg. Escreva a equação química para a reação de oxidação do ferro
metálico e determine a concentração, em g ? L 21 , de O 2 na água analisada.
Massas molares, em g ? mol 21 : Fe 5 56 e O 5 16.
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3 (Mackenzie-SP)
Se beber não dirija. Se for dirigir não beba.
K 2 Cr 2 O 7 (aq) 1 4 H 2 SO 4 (aq) 1 3 C 2 H 5 OH (v) #
# 3 C 2 H 4 O (g) 1 K 2 SO 4 (aq) 1 Cr 2 (SO 4 ) 3 (aq) 1 xH 2 O (,)
Um modo simples de simular o funcionamento do bafômetro, aparelho
usado para identificar motoristas que dirigem após a ingestão de bebidas
alcoólicas, consiste em borrifar álcool (colocado, por exemplo, em uma
pisseta) em uma solução de dicromato de potássio em meio ácido, contida
em um tubo de ensaio. O dicromato, que é alaranjado, em contato
com o vapor de álcool, se transforma em uma substância de cor verde,
conforme a equação dada acima.
Dessa reação de oxirredução, é correto afirmar que:
a) o número de oxidação do cromo não varia.
b) o valor de x que torna a equação corretamente balanceada é 7.
c) K 2 SO 4 é a fórmula do sal de cor verde.
d) C 2 H 5 OH e C 2 H 4 O são fórmulas da mesma substância, ou seja, do etanol.
e) o meio ácido significa que a solução tem pH . 7.
4 (UFPR) Considere a reação abaixo e as afirmativas sobre ela, a seguir.
K 2 Cr 2 O 7 1 SnC, 2 1 HC, #
# KC, 1 CrC, 3 1 SnC, 4 1 H 2 O
I. A sequência correta dos coeficientes estequio métricos de cada
uma das substâncias, na ordem em que aparecem na reação
acima, é 1, 3, 14, 2, 2, 3,7.

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Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
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II. O agente redutor é o dicromato de potássio.
III. O ácido clorídrico é o agente oxidante.
IV. O estanho oxida-se e o cromo reduz-se.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa II é verdadeira.
c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa I é verdadeira.
e) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
5 (UCG-GO) Sobre a seguinte equação química não
balanceada,
Zn 1 HNO 3 # Zn(NO 3 ) 2 1 NH 4 NO 3 1 H 2 O,
julgue as proposições, classificando-as em verdadeiras
ou falsas.
• o HNO3 é o agente oxidante;
• os produtos da reação são nitrato de zinco,
nitrato de amônio e peróxido de hidrogênio;
• balanceando-se a equação com os menores
números inteiros possíveis, conclui-se que a
soma dos coeficientes dos reagentes é igual à
soma dos coeficientes dos produtos;
• verifica-se que o zinco metálico sofre oxidação
na presença de ácidos, isto é, seu número
de oxidação varia de 0 a 12;
• trata-se de uma reação de dupla troca;
• nessa equação há 5 substâncias compostas.
6 (UEL-PR) O peróxido de hidrogênio puro é líquido,
incolor, xaroposo e muito reativo. É comercializado
como reagente químico em solução
aquosa e, dependendo da concentração, pode
ser empregado como antisséptico ou como alvejante.
Considere as duas seguintes equações
não equilibradas, como exemplos de reações
que ocorrem ao se utilizar o peróxido de hidrogênio,
e analise as afirmativas a seguir:
1 a ) H 2 O 2 1 KMnO 4 1 H 2 SO 4 #
# KHSO 4 1 MnSO 4 1 H 2 O 1 O 2
2 a ) H 2 O 2 1 KI # I 2 1 KOH
I. O peróxido de hidrogênio é agente redutor
em ambas as equações.
II. O peróxido de hidrogênio atua como agente
redutor na primeira reação e como agente
oxidante na segunda reação.
III. O número de elétrons envolvidos na semirreação
do peróxido de hidrogênio na
segunda reação é 2.
IV. A soma algébrica dos coeficientes mínimos
inteiros para a primeira reação equilibrada
é 26.
São corretas as afimativas:
a) I, III e IV. c) II e III. e) II e IV.
b) II, III e IV. d) I e III.
( 7 (UFS-SE) Certos “bafômetros” utilizados pela
polícia rodoviária quando há suspeita de embriaguês
baseiam-se na oxidação do etanol pelo
dicromato de potássio em meio aquoso ácido.
Quando há suficiente etanol para reduzir todo
o dicromato, a cor da solução muda de laranja
(Cr 2 O 22 7 ) para verde (Cr 31 ).
22
3 C 2 H 5 OH 1 x Cr 2 O 7 1 y H 1 #
# 3 CH 3 CHO 1 ... Cr 31 1 ... H 2 O
Na equação representada acima, quando corretamente
balanceada, x e y valem, respectivamente:
a) 1 e 8 c) 2 e 5 e) 2 e 10
b) 1 e 10 d) 2 e 9
( 8 (UFRN) A pureza das águas subterrâneas de Natal
(RN) se encontra ameaçada pela insuficiência do
sistema de saneamento urbano, uma vez que a
construção de fossas sépticas contribuiu para
a poluição dos poços artesianos. Os principais
contaminantes são os nitratos (NO 2 3 ) e nitritos
(NO 2 2 ), que se infiltram nos lençóis freáticos.
A professora Ruth, após a discussão sobre esse
tema, demonstrou uma reação de oxirredução
que permite identificar a poluição pelo íon nitrito
(NO 2 2 ). Em solução aquosa acidulada, esse íon reage
com ureia, liberando nitrogênio e gás carbônico,
segundo a equação (não balanceada) abaixo:
2
NO 2 1 H 1 1 CO(NH 2 ) 2 #
N 2 1 CO 2 1 H 2 O
Nessa reação, os coeficientes estequiométricos
para o balanceamento dos produtos da equação
são, respectivamente:
a) 1, 2 e 3. b) 1, 3 e 2. c) 2, 1 e 3. d) 3, 1 e 2.
( 9 (Vunesp) O peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) pode
participar de reações de oxirredução como oxidante
ou como redutor. Por exemplo, em meio
ácido, íons dicromato (Cr 2 O 22 7 ) são reduzidos a
íons crômico (Cr 31 ) pelo peróxido de hidrogênio,
conforme a reação representada pela equação:
Cr 2 O 22 7 (aq) 1 3 H 2 O 2 (aq) 1 8 H 1 (aq) #
# 2 Cr 31 (aq) 1 3 O 2 (g) 1 7 H 2 O (,)
a) Indique a variação do número de oxidação
(N OX ) dos íons dicromato (Cr 2 O 22 7 ) a íons
crômico (Cr 31 ) e do oxigênio do peróxido de
hidrogênio (H 2 O 2 ), quando este é oxidado a
oxigênio gasoso (O 2 ).
b) Escreva a equação química balanceada da
semir reação de redução do peróxido de hidrogênio
à água em meio ácido.
( 10 (UFF-RJ) Todo o ferro existente em 2,00 g de uma
amostra de rocha foi dissolvido em solução ácida
e convertido a Fe 21 , o qual foi titulado com KMnO 4
0,10 M, conforme equação não balanceada:
Fe 21 2
1 MnO 4 1 H 1 #
# Fe 31 1 Mn 21 1 H 2 O

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Sabendo-se que foram necessários 27,45 mL da solução de permanganato,
pede-se:
a) os números que tornam a equação balanceada;
b) a massa de ferro (em g) existente na amostra original;
c) a percentagem de ferro na amostra original;
d) a percentagem em peso de óxido na amostra original, se o ferro
estiver presente como Fe 2 O 3 .
11 (Unicamp-SP) A quantidade de gás oxigênio dissolvido na água pode
ser monitorada através de um teste químico, em que, inicialmente,
faz-se o seguinte: a uma amostra de 5 mL de água do aquário,
adicionam-se 2 gotas de solução de Mn 21 e 2 gotas de uma solução de
I 2 (em meio básico), agitando-se a mistura. Na sequência, adiciona-se
uma solução para tornar o meio ácido e agita-se a mistura resultante.
Sabe-se que, em meio básico, o íon Mn 21 se transforma em Mn 41
ao reagir com o oxigênio dissolvido na água. Em meio ácido, o
Mn 41 da reação anterior reage com o I 2 , produzindo I 2 e Mn 21 . Quando
não há oxigênio dissolvido, as reações anteriormente descritas não
ocorrem.
Dados:
Espécie química
em solução
Mn 21 Mn 41 I 2 I 2
cor rosa claro preto incolor castanho escuro
a) Correlacione a presença ou a ausência de oxigênio dissolvido
com a coloração (clara/escura) do teste. Justifique sua resposta,
indicando a espécie responsável pela coloração em cada caso.
b) Escreva a equação química balanceada para a reação do Mn 41 com
o I 2 , conforme se descreve no texto da questão.
12 (UFV-MG) Considere a reação de oxirredução representada pela
equação iônica:
22
Cr 2 O 7 1 I 2 1 H 1 # Cr 31 1 I 2 1 H 2 O
Nos espaços em branco da tabela abaixo, escreva os termos adequados
ou as informações corretas que se referem a cada uma das
espécies da primeira coluna.
Espécies
Agente
oxidante ou
redutor
Número de
oxidação do
elemento
Ganha ou
perde
elétrons
Coeficientes
na equação
Cr 2 O 7
22
I 2
Cr 31 — —
I 2 — —
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa B.
2 a) SO 2 5 dióxido de enxofre e SO 3 5 trióxido de enxofre
b) SO 2 1 H 2 O # H 2 SO 3 e SO 3 1 H 2 O # H 2 SO 4
c) 16 S # 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
No H 2 SO 3 o N OX do enxofre é 14 e no H 2 SO 4 o N OX do enxofre é 16.
d) A diminuição da temperatura no interior da geladeira provoca uma
diminuição da evaporação dos compostos derivados do enxofre
presentes na cebola.
3 Alternativa B.
4 Alternativa B.
5 Alternativa D.
6 Alternativa A.
7 Alternativa A.
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Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) zero m) N 13, F 21
b) zero n) H 11, N 13, O 22
c) zero o) H 11, N 15, O 22
d) H 11, F 21 p) H 11, S 22
e) C 24, H 11 q) zero
f ) C 22, H 11, F 21 r) S 14, O 22
g) C zero, H 11, F 21 s) S 16, O 22
h) C 12, H 11, F 21 t) H 11, C, 21
i) C 14, F 21 u) H 11, C, 11, O 22
j) C 14, O 22 v) H 11, C, 13, O 22
k) H 11, C zero, O 22 w) H 11, C, 15, O 22
l) N 23, H 11 x) H 11, C, 17, O 22
3 Alternativa A.
4 O maior número de oxidação possível para o carbono
é 14, o que ocorre quando ele estabelece
quatro ligações com átomos de elementos mais
eletronegativos que ele. Exemplos: CC, 4 e CO 2 .
E o menor número de oxidação possível é 24,
quando ele se combina apenas com elementos
menos eletronegativos que ele. Exemplo: CH 4 .
5 O maior número de oxidação possível para um
elemento ocorre quando ele estabelece todas
as ligações possíveis com átomos de elementos
mais eletronegativos. E o menor ocorre quando
ele o faz apenas com elementos menos eletronegativos.
a) Nitrogênio tem número de oxidação máximo
15 (ex.: HNO 3 ) e mínimo 23 (ex.: NH 3 ).
b) Enxofre tem número de oxidação máximo
16 (ex.: H 2 SO 4 ) e mínimo 22 (ex.: H 2 S).
c) Cloro tem número de oxidação máximo 17
(ex.: HC,O 4 ) e mínimo 21 (ex.: HC,).
6 Alternativa C.
f ) C 22, H 11, F 21
C H 3 F
22 11 21
22 13 21 5 zero
g) C zero, H 11, F 21
C H 2 F 2
0 11 21
0 12 22 5 zero
h) C 12, H 11, F 21
C H F 3
12 11 21
12 11 23 5 zero
i) C 14, F 21
C F 4
14 21
14 24 5 zero
j) C 14, O 22
C O 2
14 22
14 24 5 zero
k) H 11, C zero, O 22
H 2 C O
11 0 22
12 0 22 5 zero
l) N 23, H 11
N H 3
23 11
23 13 5 zero
m) N 13, F 21
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8 a) zero; é substância simples
b) zero; é substância simples
c) zero; é substância simples
d) H 11, F 21
H F
11 21
11 21 5 zero
e) C 24, H 11
C H 4
24 11
24 14 5 zero
N F 3
13 21
13 23 5 zero
n) H 11, N 13, O 22
H N O 2
11 13 22
11 13 24 5 zero
o) H 11, N 15, O 22
H N O 3
11 15 22
11 15 26 5 zero

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
p) H 11, S 22
11 22
12 22 5 zero
q) zero; é substância simples
r) S 14, O 22
S O 2
14 22
14 24 5 zero
s) S 16, O 22
H 2
S
for 17, ...ico quando for 16 ou 15, ...oso quando
for 14 ou 13 e hipo...oso quando for 11.
Em outra relação, atribui-se o nome ...ico
quando o elemento central estiver com o número
de oxidação máximo que lhe for possível,
...oso quando for duas unidades menor que o
máximo e hipo...oso quando for quatro unidades
menor. O caso do grupo 17 (halogênios)
teria um tratamento diferente, atribuindo-se
per...ico quando o número de oxidação for o
máximo possível (17), ...ico quando for duas
unidades abaixo dele, ...oso quando for quatro
e hipo...oso quando for seis.
S O 3
11 É o mesmo: 14
16 22
H 2 C O 3
16 26 5 zero
11 14 22
t) H 11, C, 21
12 14 26 5 zero
u) H 11, C, 11, O 22
H C,
11 21
11 21 5 zero
H C O 3
2
11 14 22
11 14 26 5 21
H C, O
C O 3
22
11 11 22
14 22
11 11 22 5 zero
14 26 5 22
v) H 11, C, 13, O 22
12 É o mesmo: 16
H C, O 2
11 13 22
11 13 24 5 zero
w) H 11, C, 15, O 22
H 2 S O 4
11 16 22
12 16 28 5 zero
H C, O 3
H S O 4
2
11 15 22
11 16 22
11 15 24 5 zero
11 16 28 5 21
x) H 11, C, 17, O 22
S O 4
22
H C, O 4
11 17 22
11 17 28 5 zero
16 22
16 28 5 22
13 É o mesmo: 15
9
HC,O 4 — — — per...ico
H 3 P O 4
17
HC,O 3 H 2 SO 4 HNO 3 H 3 PO 4 ...ico
15 16 15 15
11 15 22
13 15 28 5 zero
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HC,O 2 H 2 SO 3 HNO 2 H 3 PO 3 ...oso
13 14 13 13
HC,O — — H 3 PO 2 hipo...oso
11 11
Em princípio, duas relações lógicas podem ser
elaboradas.
Em uma delas, atribui-se o nome per...ico quando
o número de oxidação do elemento central
H P O 3
11 15 22
11 15 26 5 zero
H 4 P 2 O 7
11 15 22
14 110 214 5 zero

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
14 Por meio da fórmula estrutural, determinamos que os carbonos do
propano apresentam número de oxidação 23, 22 e 23. Por meio das
regras chega-se a 2​ 8__
3 ​: C 3 H 8
2​ 8__
3 ​ 11
28 18 5 zero
O valor 2​ 8__ ​é a média aritmética de 23, 22 e 23. Somando-se esses
3
três valores e dividindo-os por 3, obtemos 2​ 8__
3 ​.
Por meio da fórmula estrutural, determinamos que os carbonos do
butano apresentam número de oxidação 23, 22, 22 e 23. Por meio
das regras, chega-se a 2​ ___ 10 ​, ou 2​5__ ​, ou, ainda, –2,5:
4 2
C 4 H 10
22,5 11
210 110 5 zero
O valor 22,5 é a média aritmética de 23, 22, 22 e 23. Somando-se
esses quatro valores e dividindo-os por 4, obtemos 22,5.
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Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa B.
2 Alternativa C.
3 Alternativa D.
4 a) 5.
b) 6 mol.
5 0) Verdadeiro.
1) Verdadeiro.
2) Falso.
3) Falso.
4) Falso.
6 Alternativa B.
7 Alternativa C.
8 Alternativa E.
9 Alternativa E.
10 Alternativa B.
11 Alternativa B.
12 0) Verdadeiro.
1) Verdadeiro.
2) Falso.
3) Falso.
4) Falso.
13 Alternativa B.
14 a) FeSO 4
b) Fe 31
c) Antioxidante, pois impede a oxidação do íon Fe 21 , que é absorvido
no intestino, a Fe 31 , que não é absorvido.
15 a) Determinando os números de oxidação do carbono e do nitrogênio
nos compostos presentes na equação, temos:
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(CH 3 ) 2 Nk
NH 2 () 2 N 2 O 4 ()
3 N 2 (g) 4 H 2 O (g) 2 CO 2 (g)
2 2 2 4 0
4
Oxidação
Oxidação
Redução
Assim, o agente oxidante é o N 2 O 4 e o agente redutor é o (CH 3 ) 2 N k NH 2 .

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
b) 1. A reação entre eles é espontânea, pois ocorre pela simples mistura
dos compostos.
2. Há formação de grande volume gasoso cuja ejeção é responsável
pela impulsão dos foguetes.
16 Alternativa E.
17 a) A, 2 (SO 4 ) 3 1 3 Ca(OH) 2 # 2 A,(OH) 3 1 3 CaSO 4
b) NaC,O; dois elétrons.
18 Alternativa C.
19 a) Substância iônica: Na 2 SO 4 .
Substância covalente polar: H 2 O.
Substância covalente apolar: C, 2 .
b) Semirreação de oxidação:
NaC
1
2
C 2 Na e
1 0
oxidação
O cloro sofre oxidação.
Semirreação de redução:
H 2 SO 4 NaCO e 1
2
C 2 OH Na
HSO 4
1 0
redução
O cloro sofre redução.
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Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 HC, 1 NaOH # NaC, 1 H 2 O
Esse processo não é de óxido-redução, pois o número de oxidação
dos elementos não se altera: H 11, C, 21, Na 11 e O 22 em ambos
os membros da equação.
3 a) Chumbo 5 Pb.
Enxofre 5 S.
b) PbS 1 4 H 2 O 2 # PbSO 4 1 4 H 2 O
c) Sim. A transformação do sulfeto de chumbo em sulfato de chumbo
pela ação do peróxido de hidrogênio é uma reação de oxirredução, pois
ocorre com variação dos números de oxidação.
4 Carbono e oxigênio. O carbono tem seu número de oxidação alterado
de 14 para zero (redução) e o oxigênio, de 22 para zero (oxidação).
5 Alternativa C.
6 Alternativa A.
7 a) KCO 3 3 Mg KC 3 MgO
5 5
redução
0
oxidação
Houve transferência de elétrons do Mg (sofre oxidação, o N OX aumenta)
para o C, (sofre redução, o N OX diminui).
b) Abaixo o modelo de uma molécula P 4
P
1
2
P
P
8 Alternativa B.
P
10 a) 2Ag (aq) Cu 0 (s) 2Ag 0 (s) Cu 2 (aq)
redução
oxidação
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b) 2 K 0 (s) C 2 (g) 2 K (aq) 2 C (aq)
oxidação
redução

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Parte I
Unidade C
Capítulo 12 Reações de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
c)
d)
Mg 0 (s) Fe 2 (aq) Mg 2 (aq) Fe 0 (s)
oxidação
redução
Zn 2 (aq) Cu 0 (s) Zn 0 (s) Cu 2 (aq)
oxidação
redução
11 a) Ag 1 : espécie oxidante.
Cu: espécie redutora.
b) C, 2 : espécie oxidante.
K: espécie redutora.
c) Fe 21 : espécie oxidante.
Mg: espécie redutora.
d) Zn 21 : espécie oxidante.
Cu: espécie redutora.
12 a)
Zn 2 Ag 2 Ag
Zn 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: Ag 1 .
Espécie redutora: Zn.
b) K 1 1 Fe # não ocorre reação.
c)
O K 1 não é capaz de oxidar o Fe a Fe 21 , sofrer redução e se transformar
em K.
HC Ni NiC 2 H 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: HC,.
Espécie redutora: Ni.
d) Ag 1 2 H 1 # não ocorre reação.
O H 1 não é capaz de oxidar o Ag a Ag 1 , sofrer redução e se transformar
em H 2 .
e) 2 AgNO 3 Cu 2 Ag Cu(NO 3 ) 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: AgNO 3 .
Espécie redutora: Cu.
f ) Cu 1 NaC, # não ocorre reação.
O Na 1 do cloreto de sódio não é capaz de oxidar o Cu a Cu 21 , sofrer
redução e se transformar em Na.
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13 Alternativa E.
14 Alternativa D.
15 a) Do elemento químico oxigênio.
b) Porque uma mesma substância reagente contém o elemento que
se oxida e que se reduz.

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 a) 4 Ag (s) 1 2 H 2 S (g) 1 1 O 2 (g) # 2 Ag 2 S (s) 1 2 H 2 O (,)
O agente redutor é Ag (s) (substância que contém o elemento que
sofre oxidação, a prata).
b) 0,09 g.
2 4 Fe (s) 1 3 O 2 (g) # 2 Fe 2 O 3 (s)
C 5 9,6 ? 10 23 g/L.
3 Alternativa B.
4 Alternativa A.
5 V, F, F, V, F, F.
6 Alternativa C.
7 Alternativa A.
8 Alternativa C.
9 a) O número de oxidação do cromo varia de 16 no íon dicromato a
13 no íon crômico. O número de oxidação do oxigênio varia de
21 no peróxido de hidrogênio a zero no oxigênio gasoso.
b) Equação química da semirreação de redução do peróxido de hidrogênio
à água em meio ácido:
H 2 O 2 (,) 1 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 O (,) 1 OH 2 (aq)
10 a) 5 : 1 : 8 : 5 : 1 : 4 c) 38,36%.
b) 0,7672 g. d) 54,80%.
11 a) Caso a solução não tenha oxigênio dissolvido, não ocorrerá a oxidação
do íon Mn 21 , ficando a solução com a cor rosa claro devido
à presença desse íon.
Caso a solução contenha oxigênio dissolvido, o íon Mn 21 será
oxidado a Mn 41 (preto) e a seguir será reduzido novamente a Mn 21
em meio ácido, com oxidação do I 2 a I 2 , o que conferirá cor escura
para a solução, já que o I 2 possui coloração castanho-escuro.
b) Ocorrerá redução do Mn 41 e oxidação do I 2 de acordo com as semirreações:
Mn 41 1 2 e 2 # Mn 21
2 I 2 # I 2 1 2 e 2
Mn 41 1 2 I 2 H 1
#
I 2 1 Mn 21
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12
Espécies
Cr 2 O 7
22
Agente oxidante
ou redutor
Número de
oxidação do
elemento
Ganha ou perde
elétrons
Coeficientes na
equação
Ag. oxidante 16 Ganha 1
I 2 Ag. redutor 21 Perde 6
Cr 31 — 13 — 2
I 2 — 0 — 3

Moderna plus
Parte I
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações
de oxirredução
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) Oxidante: O 2 ; redutor H 2 S.
b) 2 H 2 S 1 3 O 2 # 2 SO 2 1 2 H 2 O
3 a) Oxidante: MnO 2 ; redutor H 2 C 2 O 4 .
b) 1 MnO 2 1 1 H 2 C 2 O 4 1 1 H 2 SO 4 # 1 MnSO 4 1 2 CO 2 1 2 H 2 O
5 4 FeS 1 6 H 2 O 1 3 O 2 # 4 Fe(OH) 3 1 4 S
6 1 C,O 2 1 2 I 2 1 2 H 1 # 1 C, 2 1 1 I 2 1 1 H 2 O
7 Alternativa A.
8 Alternativa C.
9 a)
redução 5 2 10
2 IO 3
5 HSO 3 1 I 5 SO 2 4
2
5 4 0
6
3 H 1 H 2 O
oxidação 2 1 2
Agente oxidante: IO 2 3; agente redutor: HSO 2 3
b) 15,6 t
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Unidade D
Pilhas
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas), 154
Capítulo 15
Potencial-padrão de
semicela e suas aplicações, 165
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais, 185
Unidade E
Eletrólise
Capítulo 17 Celas eletrolíticas, 198
Capítulo 18
Capítulo 19
Aplicações da eletrólise e
noções de metalurgia, 209
Estequiometria das
reações eletroquímicas, 221
PARTE
II
Unidade F
Termoquímica
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia, 234
Capítulo 21
Capítulo 22
Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação, 253
Energia de ligação e aspectos
estequiométricos
da Termoquímica, 268
Unidade G
Cinética química
Capítulo 23
Capítulo 24
Capítulo 25
Quantificando a rapidez
das reações, 278
Fatores que afetam a rapidez
das reações, 289
Lei cinética e teoria
das colisões, 307

UNIDADE gD Pilhas
Capítulo
21 14
Uma pilha, ou cela galvânica, é
um dispositivo que, mediante
uma reação espontânea de
oxirredução, permite estabelecer
corrente elétrica em um circuito.
Celas galvânicas
(pilhas)
Título Capítulo
A
existência de diferença de potencial elétrico entre
placas de metais distintos, mergulhadas em soluções
iônicas, é o princípio em que se baseiam as pilhas
elétricas. Na foto, mede-se a diferença de potencial
elétrico entre uma placa de cobre e uma de zinco,
ambas parcialmente mergulhadas em uma solução
eletrolítica, o suco da melancia.
14.1 Introdução
O voltímetro mede a diferença de
potencial elétrico entre dois pontos.
14.2 Celas eletroquímicas
Celas eletroquímicas são dispositivos
em que uma reação química produz
corrente elétrica (cela galvânica) ou
uma corrente elétrica provoca uma
reação química (cela eletrolítica).
14.3 Estudo das celas galvânicas
Uma pilha pode ser montada com duas
semicelas e uma ponte salina. Quando
ela é incorporada a um circuito elétrico
fechado, propicia um fluxo de elétrons
na parte metálica do circuito, do polo
negativo (ânodo) para o polo positivo
(cátodo). Toda pilha se baseia em uma
reação espontânea de oxirredução. Em
cada semicela ocorre uma semirreação.

Seção 14.1
Introdução
❱❱ Objetivo
C CSaber que a diferença
de potencial elétrico
entre dois pontos é
expressa em volts (V)
e é medida com um
voltímetro.
Observe a montagem experimental abaixo. Ela é muito interessante
e pode ser realizada em sua escola se houver disponibilidade de um
voltímetro e dos demais materiais indicados, com supervisão do(a)
professor(a).
Placa de cobre
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Termos e conceitos
• diferença de potencial
elétrico
• voltímetro
• volt
Placa de zinco
Limão
Voltímetro
Os valores
medidos pelo
voltímetro
podem variar
dependendo de
diversos fatores,
entre os quais o
tipo de limão.
O voltímetro é um aparelho corriqueiramente empregado por profissionais
que trabalham com equipamentos elétricos e eletrônicos. Do aparelho
saem dois fios, encapados com plástico isolante, que terminam em duas
extremidades metálicas desencapadas.
Ao tocar com cada uma das extremidades dois pontos de um circuito
elétrico, o voltímetro fornece o valor de uma grandeza denominada
diferença de potencial elétrico entre ambos os pontos.
O voltímetro mede a diferença de potencial elétrico entre dois
pontos, grandeza que é expressa, no Sistema Internacional de
Unidades, na unidade volt (V).
A unidade de medida volt (V) foi estabelecida em homenagem a
Alessandro Volta, o inventor da pilha elétrica e um dos primeiros estudiosos
da eletricidade e de seus efeitos.
A B C D
1,5 V 1,5 V 0 V 0 V
O voltímetro em uso
Há voltímetros de ponteiro e voltímetros digitais. Nas ilustrações a seguir é apresentado o resultado
de medidas feitas com um voltímetro digital envolvendo uma pilha comum de lanterna.
Capítulo 14 • Celas galvânicas (pilhas)
155

Seção 14.2
Celas eletroquímicas
Cela
eletroquímica
❱❱ Objetivo
C Conceituar cela
galvânica e cela
eletrolítica.
❱❱ Termos e conceitos
• eletroquímica
• cela galvânica (ou cela
voltaica)
pode
ser
• pilha
• bateria
• cela eletrolítica
• eletrólise
• cela eletroquímica
Cela
galvânica
Cela
eletrolítica
A Eletroquímica é a parte da Química que estuda a relação entre a
corrente elétrica e as reações químicas de transferência de elétrons (reações
de oxirredução).
Há dois casos de particular interesse para a Eletroquímica.
O primeiro deles é o emprego controlado de reações espontâneas de oxirredução
para gerar corrente elétrica. É o que acontece nas pilhas e baterias.
Denomina­se cela (ou célula) galvânica (ou voltaica) um dispositivo
no qual a ocorrência espontânea de uma reação de oxirredução permite a
geração de corrente elétrica.
Como a primeira cela galvânica, construída pelo cientista italiano Alessandro
Volta, era uma pilha de discos metálicos intercalados, uma cela
galvânica também costuma ser denominada pilha. As pilhas atuais não
têm mais o aspecto de uma pilha, mas mantêm esse nome.
O termo bateria, por sua vez, é reservado para a associação de duas ou
mais pilhas. É o caso, por exemplo, da bateria de automóvel, que corresponde
na verdade à associação de várias pilhas iguais, que fornece uma
voltagem maior que uma só das pilhas presentes em seu interior seria
capaz de fornecer. Na linguagem corriqueira, contudo, os termos bateria
e pilha são empregados indistintamente.
Um segundo caso de interesse da Eletroquímica é o uso da corrente elétrica
para forçar a ocorrência de uma reação de oxirredução que não acontece
espontaneamente, mas que é de interesse prático.
Uma reação não espontânea de oxirredução que ocorre de modo forçado
é denominada eletrólise. E o dispositivo em que esse processo acontece
é chamado de cela eletrolítica.
As celas galvânicas e as celas eletrolíticas, por serem ambas de interesse
da Eletroquímica, são conjuntamente denominadas celas eletroquímicas.
O mapa conceitual abaixo ajuda a organizar essas terminologias.
A seguir, estudaremos as celas galvânicas e, na unidade E, as eletrolíticas.
em que
ocorre
em que
ocorre
Oxirredução
espontânea
Oxirredução
não espontânea
que
produz
provocada
pela
Corrente
elétrica
Corrente
elétrica
Eletrólise
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
denominada
A
B
Unidade D • Pilhas
156
A As pilhas comuns, usadas
em brinquedos, são exemplos
cotidianos de celas galvânicas.
B Bijuterias podem ser revestidas
por uma fina camada de ouro por
meio de eletrólise, processo que
ocorre em uma cela eletrolítica.

Seção 14.3
Estudo das celas galvânicas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CDescrever a montagem
da pilha de Daniell e seu
funcionamento.
C CIdentificar em qual
semicela ocorre
oxidação e em qual
ocorre redução.
C CPrever
qualitativamente as
alterações de massa
dos eletrodos e da
concentração das
soluções decorrentes
do funcionamento
de uma pilha.
CCAssociar o sentido do
fluxo de elétrons na parte
metálica de um circuito
elétrico à diferença de
potencial nos terminais
de uma pilha.
C CExplicar o
funcionamento da ponte
salina.
C CNomear os eletrodos
de uma pilha.
C CEquacionar as
semirreações e a reação
global de uma pilha.
C CInterpretar e utilizar a
representação da IUPAC
para celas galvânicas.
1 A pilha de Daniell: um modelo para começar
Do ponto de vista didático, uma das celas galvânicas cujo funcionamento é
mais simples de se entender é a pilha de Daniell, construída pelo cientista inglês
John Daniell em 1836, numa época em que a expansão dos telégrafos com fio
exigia fontes de corrente elétrica para uso nesse meio de comunicação.
Vamos apresentar o raciocínio de Daniell, em linguagem atual. Sabemos
que os íons cobre (II) em solução aquosa reagem espontaneamente com
o zinco metálico.
Zn metálico mergulhado numa solução de CuSO 4 (aq)
Observe a reação em nível macroscópico:
zinco metálico 1 sulfato de cobre (aq) # cobre metálico 1 sulfato de zinco (aq)
Cu 2
Tempo
Tempo
A solução de sulfato de cobre, inicialmente azulada, com o passar do
tempo vai perdendo a coloração azul e a placa de zinco, inicialmente cinza
metálica, tem a sua superfície recoberta por um metal avermelhado.
A seguir, uma análise da reação em nível microscópico:
Zn 2
Cu 2 Cu 2 Zn 2
Zn 2
❱❱ Termos e conceitos
• semicela
• pilha de Daniell
• corrente elétrica
• oxidação
• redução
• polo positivo
• polo negativo
• ponte salina
• ânodo (ou anodo)
• cátodo (ou catodo)
• semirreação
Zn Zn Zn
Zn Zn Zn Zn Zn Zn
n Zn Zn Zn Zn Zn
Zn Zn Zn Zn Zn Zn
n Zn Zn Zn Zn Zn
Zn Zn Zn Zn Zn Zn
Zn Zn Zn Zn
Os íons SO 4 2– não
participam da reação
(são íons espectadores)
e, por isso, não foram
representados neste
esquema.
Cu Cu Cu
Cu Cu Cu Cu Cu C
Cu Cu Cu Cu Cu Cu
Cu Cu Cu Cu Cu C
Cu Cu Cu Cu Cu Cu
Cu Cu Cu Cu Cu C
Cu Cu Cu Cu
Capítulo 14 • Celas galvânicas (pilhas)
157

Cu 21 da solução ... ... migra e ...
Cu 2
Zn 0
Zn 0 da placa ... ... migra ...
... deposita na placa
na forma de Cu 0 .
Cu 0
Zn 2
... para a solução
na forma de Zn 21 .
Íons cobre (II), em solução, reagem
com uma placa de zinco metálico.
São produzidos íons zinco, em
solução, e um depósito de cobre
metálico. Os íons Cu 21 dão cor azulada
à solução. No esquema ao lado,
parte desses íons é consumida na
reação com a placa de zinco.
A equação que representa a reação é:
Zn (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 Zn 21 (aq)
Placa Solução Depósito Solução
Trata­se de uma reação de oxirredução em que o zinco sofre oxidação e os íons cobre (II)
sofrem redução:
Zn (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 Zn 21 (aq)
0 12 0 12
redução
oxidação
Em uma oxirredução, a espécie que se oxida —— o zinco, no caso —— transfere elétrons para a que se
reduz —— os íons cobre (II), no caso. E se conseguíssemos fazer com que essa transferência ocorresse
por meio de um fio metálico? Seria estabelecida uma corrente elétrica!
Para conseguir isso, considere uma placa de zinco mergulhada numa solução aquosa contendo
1,0 mol/L de íons zinco (de um sal solúvel de zinco como, por exemplo, sulfato de zinco, ZnSO 4 ). Esse
conjunto será denominado semicela (ou meia­cela) e será representado por Zn 21 (aq)/Zn 0 (s).
Considere, também, uma placa de cobre mergulhada numa solução aquosa contendo
1,0 mol/L de íons cobre (II) (por exemplo, uma solução de sulfato de cobre (II), CuSO 4 ). Essa semicela
é representada por Cu 21 (aq)/Cu 0 (s).
Esquema da semicela
CZn 21 (aq)/Zn 0 (s). Na solução há
também ânions de um sal solúvel
de zinco (por exemplo, sulfato
ou nitrato). Soluções de ZnSO 4
e Zn(NO 3 ) 2 são incolores (aqui
representadas por um tom de azul
bem claro).
Zn 2 Zn (aq)
2 (aq)
O zinco sofreu oxidação: perdeu elétrons e seu número
de oxidação aumentou.
O íon Cu 21 sofreu redução: recebeu elétrons e seu
número de oxidação diminuiu.
Zn (s) Zn (s)
Cu 2 Cu (aq)
2 (aq)
Cu (s) Cu (s)
❱Esquema da semicela
Cu 21 (aq)/Cu 0 (s). Na solução
há também ânions de um
sal solúvel de cobre (II) (por
exemplo, sulfato ou nitrato).
Soluções de CuSO 4 e Cu(NO 3 ) 2
são azuis.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Ao conectar as placas metálicas (eletrodos) de ambas as semicelas, usando fios metálicos e
uma lâmpada (de 1,5 V), e colocar uma ponte salina (falaremos sobre ela mais à frente), verificamos
que a lâmpada acende! Essa montagem é a pilha de Daniell.
Unidade D • Pilhas
Fio metálico
Semicela
Zn 2 (aq)/Zn 0 (s)
Solução aquosa de
ZnSO 4 1,0 mol/L
(incolor – aqui representada
por um tom de azul bem claro)
Lâmina
de zinco
Ponte salina, tubo
de vidro recurvado (com
as extremidades abertas)
preenchido com material
gelatinoso (ou algodão)
contendo solução
concentrada de KC
Lâmina
de cobre
Fio metálico
Semicela
Cu 2 (aq)/Cu 0 (s)
Solução
aquosa de
CuSO 4
1,0 mol/L
(azul)
158

2 O funcionamento da pilha de Daniell
Se a lâmpada acendeu é porque o conjunto de eletrodos,
fios metálicos e ponte salina forneceu as condições
para a movimentação ordenada de cargas elétricas,
originando uma corrente elétrica.
O fato de a lâmpada acender também revela que há
uma diferença de potencial elétrico entre as placas
metálicas de cobre e zinco.
Substituindo a lâmpada por um voltímetro, verifica­se
(a 25 °C e com 1 mol/L de Cu 21 e 1 mol/L de Zn 21 ) que:
• a diferença de potencial elétrico é de 1,10 V;
• o potencial do eletrodo de cobre é maior que o do
eletrodo de zinco.
Zn 0
1,10 V
25 °C
Zn 2
Cu 2
1,0 mol/L 1,0 mol/L
Cu 0
Diferença de potencial e corrente elétrica
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Diferença de potencial nos polos
de uma pilha ou bateria
Vamos agora interpretar os resultados de
medidas feitas com o voltímetro.
O potencial elétrico é uma grandeza associada
a um ponto. Para nós, nesse momento,
interessa que cada ponto de um circuito elétrico
apresenta um potencial elétrico.
O resultado de uma medida feita com um
voltímetro não fornece o valor do potencial elétrico
de um certo ponto, mas sim a diferença
de potencial (ddp) entre dois pontos.
O resultado informa que a diferença de
potencial elétrico entre os polos positivo e
negativo da pilha de Daniell é de 1,10 V.
Assim, além de medir a diferença de
potencial elétrico (ddp) entre dois pontos,
o voltímetro permite concluir qual deles
apresenta o maior potencial.
De fato, o polo de uma pilha ou bateria
que recebe a designação positivo, é aquele
que apresenta, dentre ambos, o maior potencial
elétrico.
Dessa forma podemos concluir que o polo
positivo da pilha de Daniell tem um potencial
elétrico 1,10 V maior que o polo negativo.
A diferença de potencial elétrico nos terminais
(polos) de uma pilha ou bateria, medida
quando ela não esteja em uso para produzir
corrente elétrica, é denominada força eletromotriz
(fem) dessa pilha ou bateria.
Diferença de potencial e movimentos de
elétrons num fio
Corrente elétrica é o nome dado a um fluxo
ordenado de cargas elétricas.
O fluxo de elétrons que se estabelece num fio
metálico sempre vai do ponto de menor potencial
elétrico para o ponto de maior potencial elétrico.
Veja os esquemas ao lado.
Menor
potencial
elétrico
Maior
potencial
elétrico
e
e
e
Pilha
comum
Menor
potencial
e
elétrico e
Autorrádio ligado
e e e e
Bateria de
automóvel
Maior
potencial
elétrico
Lembre­se, então, de uma conclusão muito
importante:
Elétrons movimentam-se em um fio metálico
de um ponto de menor potencial elétrico
em direção a um ponto de maior potencial
elétrico.
Capítulo 14 • Celas galvânicas (pilhas)
159

Unidade D • Pilhas
160
Estudos mais detalhados sobre o funcionamento da pilha de
Daniell (com a lâmpada e sem o voltímetro) revelam que, com o
passar do tempo, à medida que a lâmpada permanece acesa:
e
e
• a concentração de íons cobre (II) diminui na solução da
direita;
• a concentração de íons zinco aumenta na solução da
Zn 0
esquerda;
• a placa de zinco sofre corrosão (desgaste);
• sobre a placa de cobre deposita­se mais cobre metálico.
Esses fatos indicam que elétrons fluem, pelo fio metálico, da placa
de zinco (menor potencial) para a de cobre (maior potencial).
Zn 2
Cu 0
Cu 2
Mas como a placa de zinco poderia “emitir” elétrons? O
Pilha de Daniell
fato de a concentração de íons Zn 21 na solução aumentar e de
a placa sofrer corrosão revela que está ocorrendo a oxidação
do zinco, que pode ser assim equacionada:
Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
e
e
Placa Vai para Vão para o
a solução fio metálico
E para onde vão os elétrons recebidos pela placa de cobre?
O fato de a concentração de íons Cu 21 diminuir e haver depósito
de cobre metálico indica que íons cobre (II) da solução estão
sofrendo redução:
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s)
Solução Vêm do Deposita-se
fio metálico na placa
Pilha comum
O eletrodo de zinco, por apresentar menor potencial elétrico, atua como o polo negativo da pilha. E o
eletrodo de cobre, que exibe o maior potencial elétrico, atua como polo positivo. Para entender bem,
observe os desenhos acima, que permitem comparar a pilha de Daniell com uma pilha de lanterna.
3 O papel da ponte salina
Cada átomo de Zn 0 que manda dois elétrons para o circuito externo sai da placa e passa para
a solução na forma de Zn 21 , fazendo a solução ficar mais concentrada de íons zinco. Isso tende
a fazer com que essa solução fique com excesso de cargas positivas (os íons sulfato, SO 4 22 , não
participam da reação). Simultaneamente, a outra solução fica menos concentrada em íons Cu 21
e tende a ter acúmulo de cargas negativas (dos íons SO 4 22 ).
Se isso ocorresse, o funcionamento da pilha rapidamente iria cessar, pois o acúmulo de carga positiva
na solução da esquerda iria atrair os elétrons do fio metálico para a placa de zinco (cargas de sinais
opostos se atraem), e o acúmulo de carga negativa na solução da direita iria repelir os elétrons do
fio metálico (cargas de mesmo sinal se repelem), impedindo­os de chegar à placa de cobre.
O acúmulo de cargas elétricas nas soluções é evitado pela
Fluxo de elétrons
ponte salina, um tubo de vidro recurvado preenchido com material
gelatinoso e contendo alta concentração de um sal que
não interfira no processo; KC,, por exemplo.
O excesso de cátions (portadores de cargas positivas) no
frasco da esquerda é compensado pela migração de íons C, 2
Zn 0 Cu 0
provenientes da ponte salina em direção ao frasco da esquerda.
E o excesso de ânions (portadores de cargas negativas) no frasco
da direita é compensado pela migração de íons K 1 provenientes
da ponte salina em direção ao frasco da direita. Assim, a presença
da ponte salina permite que a pilha continue funcionando.
Zn 2
Cu 2
De fato, caso a ponte salina seja retirada, verifica­se que a
lâmpada apaga imediatamente. Isso porque o excesso de íons
Fluxo de ânions
Fluxo de cátions
acumulados nas soluções rapidamente impede o fluxo de elétrons
através da parte metálica do circuito.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

É importante perceber que o circuito elétrico inclui o interior da pilha, porém não é um condutor metálico
que conduz a corrente dentro dela, mas sim outro tipo de condutor elétrico: soluções aquosas.
As soluções de ambos os frascos e também a solução presente na ponte salina permitem que
o circuito elétrico esteja fechado. Lembre­se de que corrente elétrica é um fluxo ordenado de
cargas elétricas. No fio metálico, são os elétrons (portadores de carga elétrica negativa) que se
movimentam. Nas soluções, não são elétrons que se movimentam, mas sim cátions e ânions.
Assim, a experiência de acender uma lâmpada com uma pilha de Daniell envolve um circuito
elétrico fechado que consiste basicamente em duas partes: uma parte externa à pilha, formada
por fios metálicos, e uma parte interna à pilha, na qual a corrente elétrica que atravessa as soluções
aquosas é um fluxo ordenado de cátions e ânions.
4 Nomenclatura dos eletrodos em uma cela galvânica
As placas metálicas existentes em uma pilha, que fazem a sua conexão com a parte do circuito
elétrico externa à pilha, são denominadas eletrodos. É também frequente, em Química, encontrarmos a
palavra eletrodo sendo usada como sinônimo não apenas da placa metálica, mas de toda a semicela.
Para todas as celas eletroquímicas, vale a seguinte convenção:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
é chamado
Ânodo
se nele
ocorrer
Oxidação
Eletrodo
é chamado
Cátodo
se nele
ocorrer
Redução
O eletrodo no qual ocorre processo de oxidação é denominado ânodo.
O eletrodo no qual ocorre processo de redução é denominado cátodo.
Na pilha de Daniell, o ânodo é o eletrodo de zinco e o cátodo é o eletrodo de
cobre. O que ocorre em cada um desses eletrodos é denominado semirreação,
que pode ser representada por meio de uma equação química. Se somarmos as
equações das semirreações anódica e catódica, obteremos a equação global
da reação de oxirredução que ocorre na pilha:
No ânodo:
Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2 Oxidação
No cátodo: Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) Redução
Equação global: Zn (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 Zn 21 (aq)
5 Representação esquemática para uma cela galvânica
A União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) propôs uma maneira esquemática
para representar uma cela galvânica. Tal representação é bastante útil, pois permite descrever
de modo rápido e simples esse tipo de dispositivo sem a necessidade de desenhá­lo.
Vamos exemplificar essa representação para a pilha de Daniell:
Zn (s) u Zn 21 (aq) u u Cu 21 (aq) u Cu (s)
A barra vertical simples (u) indica a fronteira que separa duas fases, e a barra vertical dupla (u u)
indica a ponte salina. Do lado esquerdo é representada a semicela em que ocorre a oxidação
(ânodo) e, do lado direito, a semicela em que ocorre a redução (cátodo).
Assim:
Fluxo de elétrons
Ponte salina
pela parte do
circuito externa
Semicela Semicela
à pilha
de zinco de cobre
Polo 2 Zn (s) u Zn 21 (aq) u u Cu 21 (aq) u Cu (s) Polo 1
Oxidação
(ânodo)
Redução
(cátodo)
Observe que há uma relação estequiométrica
entre a massa de metal
perdida no ânodo e a massa de metal
ganha no cátodo. Utilizando seus
conhecimentos em estequiometria,
calcule a massa de metal corroída na
semicela de zinco da pilha de Daniell,
caso na semicela de cobre tenham se
depositado 12,7 g de metal.
Capítulo 14 • Celas galvânicas (pilhas)
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Simulador: Pilha de Daniell
Texto: Problemas causados por obturações dentárias
161

Os 200 anos da pilha elétrica
No final de 1799, Alessandro Volta concluiu
seu trabalho sobre o que ele chamou de “órgão
elétrico artificial”, hoje mais conhecido como pilha
elétrica. Em 20 de março de 1800 ele escreveu
uma carta a Sir Joseph Banks, presidente da Royal
Society of London, comunicando estes resultados,
sendo lida na referida sociedade em 26 de junho
e publicada no número de setembro do Philosophical
Transactions. Daí as comemorações do
bicentenário desta fabulosa invenção serem em
1999 ou em 2000.
[...]
O “órgão elétrico artificial” foi o resultado de
uma controvérsia entre Volta e seu compatriota
Luigi Galvani (1737-1798). Este último havia descoberto,
em torno de 1780, que quando se tocava
uma extremidade de um músculo, dissecado da
perna de uma rã, com um metal e a outra extremidade
com outro metal diferente, ao se pôr em
contato dos dois metais o músculo se contraía.
Sem se deter nas motivações de Galvani e em
seus estudos, chegou ele à conclusão [de] que o
efeito era devido ao músculo, por ele possuir “eletricidade
animal” (na época eram considerados
vários tipos de eletricidade). Volta foi de opinião
que a causa da contração era o contato dos diferentes
metais e seu “órgão elétrico artificial” foi
construído para confirmar seus pontos de vista.
De fato, um de seus dispositivos era constituído
de uma série de discos de dois metais diferentes,
como prata e zinco, empilhados (daí o nome pilha)
[alternadamente] [...]. Entre cada disco havia um
pedaço de tecido ou papel embebido com água,
água com sal (cloreto de sódio) ou com lixívia
(carbonato de potássio, principalmente). Além
da prata podiam ser utilizados outros metais
como cobre, estanho ou chumbo, sendo que, das
diferentes combinações, prata e zinco davam os
melhores resultados.
[...]
Desnecessário dizer sobre a importância da
pilha elétrica para a ciência, para a técnica e para
toda a humanidade. Sem ela não teria sido possível
o “mundo elétrico” de hoje. Logo após a sua
comunicação, muitos pesquisadores passaram a
construir suas pilhas e a utilizá-las, pois, mesmo
para a época, era relativamente fácil sua construção:
“Bastavam algumas moedas de cobre,
alguns pedaços de zinco e um pouco de ácido... e
pronto!”, não requerendo grandes investimentos.
Interessante citar o fato que Volta considerava
que seu órgão elétrico artificial produzia, no fluido
elétrico, um movimento perpétuo... e não foi fácil
mostrar que ele estava enganado. Isto levou vários
anos de polêmicas.
Das pesquisas que se desenvolveram posteriormente
com a pilha elétrica, podemos considerá-las
de dois ângulos: no primeiro ângulo as pesqui sas
com as próprias pilhas, procurando-se aperfeiçoá-
-las, conhecer as causas dos fenômenos observados
(por exemplo, mostrar que a causa da corrente
era a reação química que ocorria entre os materiais
da pilha e não apenas através do contato dos metais,
como pensava Volta) etc. [...]
O segundo ângulo a se considerar foi o fato de
a pilha ser uma fonte de eletricidade duradoura
e estável, diferentemente das máquinas eletrostáticas
de então. Com a pilha foi possível decompor
substâncias, depositar metais, inclusive
novos elementos, estudar o comportamento da
corrente elétrica e seus efeitos, inclusive magnéticos
etc. Foi graças às pilhas que se tornou
possível o conhecimento do Eletromagnetismo
e da tecnologia correspondente.
Antes de terminar, uma pequena observação:
Volta era professor de Fisica Sperimentale e no
título de seu trabalho, em inglês, consta: Professor
of Natural Philosophy. Estes dois termos
tinham, na época, o mesmo significado. O objetivo
da Filosofia Natural era explicar o mundo, em
complementação com a História Natural, que se
preocupava em descrevê-lo. O que entendemos
hoje por Física e Química estava sendo formado
naquela época. Ambas, na época, eram partes da
Filosofia Natural.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade D • Pilhas
❱O cientista italiano
Alessandro Giuseppe Anastasio
Volta (1745­1827),
inventor da pilha elétrica.
Reprodução da
primeira pilha elétrica,
construída por Volta.
Fonte do texto: Aécio Pereira Chagas. Química Nova. vol. 23, n. 3, 2000. p. 427­429.
162

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
Cu 0 Ag 0
1 No funcionamento da cela galvânica ilustrada
abaixo verifica-se acúmulo de chumbo metálico
na placa da esquerda e desgaste (corrosão) da
placa da direita. A parede porosa exerce o mesmo
papel da ponte salina.
Pb 2 A 3
Pb 0
A 0
Símbolo de uma
resistência elétrica
(indica a presença de
um dispositivo que
consome energia
Cu 2 Ag
elétrica)
Parede porosa
a) Expresse, por meio de equações químicas, o que
ocorre em cada eletrodo.
b) Em que sentido se estabelece o fluxo eletrônico
no fio metálico?
c) Qual eletrodo atua como cátodo e qual atua
como ânodo?
d) Qual eletrodo é o polo positivo e qual é o
negativo?
e) Equacione a reação global da pilha.
Resolução
a) A corrosão da placa de alumínio revela que o
metal dessa placa se oxida, produzindo íons em
solução:
A, (s) # A, 31 (aq) 1 3 e 2
O acúmulo de chumbo indica que íons Pb 21 estão
se reduzindo a Pb 0 :
Pb 21 (aq) 1 2 e 2 # Pb (s)
b) Os elétrons são emitidos pela placa de alumínio
e se dirigem à placa de chumbo.
c) Por definição, ânodo é o eletrodo em que há
oxidação e cátodo é o eletrodo em que há redução.
Assim, o ânodo é o eletrodo de alumínio
e o cátodo é o eletrodo de chumbo.
d) O polo positivo (que recebe elétrons do fio metálico)
é o eletrodo de chumbo. O polo negativo
(que emite elétrons para o fio) é o eletrodo de
alumínio.
e) Para chegar à equação global multiplicamos a
semirreação de oxidação por 2 e a de redução
por 3. Dessa maneira, o número total de elétrons
recebido é igual ao perdido:
2 A, (s) # 2 A, 31 (aq) 1 6 e 2
3 Pb 21 (aq) 1 6 e 2 # 3 Pb (s)
2 A, (s) 1 3 Pb 21 (aq) # 2 A, 31 (aq) 1 3 Pb (s)
2 O esquema abaixo ilustra uma pilha na qual se
verifica que, durante o funcionamento, há desgaste
da placa de cobre e depósito de metal sobre a placa
de prata.
Com base na informação dada, responda às
questões:
a) Qual dos eletrodos é o ânodo? Qual é o cátodo?
b) Qual dos eletrodos é o polo negativo? E o
positivo?
c) Que espécie química é oxidada? E qual é reduzida?
(Lembre-se de que espécie química é um termo
genérico para designar átomo, molécula ou íon.)
d) Equacione a semirreação anódica.
e) Equacione a semirreação catódica.
f) Equacione a reação global da pilha.
g) Qual o sentido de movimentação dos elétrons
no fio?
h) Qual o sentido de movimentação dos íons na
ponte salina?
3 O esquema abaixo ilustra uma cela galvânica (pilha),
ressaltando o sentido de movimentação dos
elétrons.
e
Zn 0 Zn 2 Ni 2 Ni 0
Sobre essa pilha, responda às questões:
a) Qual dos eletrodos é o ânodo? Qual é o cátodo?
b) Qual dos eletrodos é o polo negativo? E o
positivo?
c) Qual é a espécie química que sofre oxidação?
E a que sofre redução?
d) Qual a placa que sofre corrosão?
e) Qual a placa em que se deposita sólido?
f) Equacione a semirreação anódica.
g) Equacione a semirreação catódica.
h) Equacione a reação global da pilha.
i) Qual o sentido de movimentação dos íons na
ponte salina?
e
Capítulo 14 • Celas galvânicas (pilhas)
163

4 (UFMG) Considere as seguintes equações:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s)
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s)
A reação global da célula galvânica correspondente,
geradora de eletricidade, é:
Zn (s) 1 Cu 21 (aq) # Zn 21 (aq) 1 Cu (s)
O esquema que representa corretamente o funcionamento
dessa célula galvânica é:
a)
b)
c)
d)
Zn
Zn 2 (aq)
Zn
Zn 2 (aq)
Zn
Zn 2 (aq)
e
Zn
Zn 2 (aq)
e –
e –
e
ponte
salina
ponte
salina
ponte
salina
ponte
salina
Cu
Cu 2 (aq)
Cu
Cu 2 (aq)
Cu
Cu 2 (aq)
Cu
Cu 2 (aq)
5 (UFMG) Nesta figura, está representado um circuito
elétrico formado por uma bateria conectada a uma
lâmpada:
Papel de filtro
embebido
em ZnSO 4
(aq)
Papel de filtro
embebido
em CuSO 4
(aq)
Placa de Zn
Placa de Cu
A bateria é construída com placas de zinco e de cobre,
entre as quais são dispostas soluções aquosas
de sulfato de zinco e de sulfato de cobre, embebidas
em papel de filtro.
Considerando-se o funcionamento dessa bateria,
é INCORRETO afirmar que,
a) durante o funcionamento da bateria, energia
química é convertida em energia elétrica.
b) durante o funcionamento da bateria, íons são
transformados em átomos neutros.
c) se o circuito elétrico externo for fechado sobre
a placa de zinco, a lâmpada não se acenderá.
d) se o circuito elétrico externo for fechado sobre
a placa de cobre, haverá passagem de íons Cu 21
pelo fio.
6 (Mackenzie-SP) Observe a tabela de reatividade
abaixo.
Soluções
(1 mol/L)
Eletrodo
de Mg
Eletrodo
de Cu
Eletrodo
de Cr
Mg(NO 3 ) 2 – não reage não reage
CuSO 4 reage – reage
Cr 2 (SO 4 ) 3 reage não reage –
Se forem montadas pilhas nas quais o magnésio seja
sempre um dos eletrodos, é correto afirmar que:
a) o eletrodo de magnésio terá sua massa
aumentada.
b) os elétrons irão fluir do cobre ou do cromo para
o magnésio.
c) numa das pilhas a solução de sulfato de cromo
III irá se concentrar.
d) o eletrodo de magnésio atuará como ânodo.
e) a solução de nitrato de magnésio irá diluir-se
em qualquer uma das pilhas.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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Exercícios adicionais
Unidade D • Pilhas
164

UNIDADE D
Capítulo
15
Potencial-padrão
de semicela e
suas aplicações
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O potencial-padrão de semicela é uma
grandeza que expressa a tendência
de ocorrer redução nessa semicela.
Com base em valores tabelados
de potencial-padrão de semicela,
podem ser feitas muitas previsões
importantes envolvendo sistemas
eletroquímicos. Algumas delas são
apresentadas neste capítulo.
15.1 Potencial-padrão de semicela
O potencial-padrão de semicela é
expresso em volts. Ele é determinado
experimentalmente por meio de uma
medida comparativa com o referencial
adotado, que é o eletrodo-padrão de
hidrogênio.
15.2 Aplicações da tabela
de potenciais-padrão
Os valores tabelados de potencial-padrão
de semicela permitem calcular a força
eletromotriz de pilhas, comparar a força de
oxidantes ou de redutores e prever se reações
de oxirredução são espontâneas ou não.
15.3 Corrosão de metais e sua
prevenção
A corrosão do ferro, acontecimento indesejável
que causa prejuízos materiais, pode ser
evitada empregando-se, por exemplo, um
ânodo de sacrifício. Esse é o princípio em
que se baseia o ferro galvanizado.
É
muito comum que estátuas de bronze, uma
liga de cobre e estanho, quando expostas
por muito tempo às intempéries, ganhem uma
coloração esverdeada. Isso se deve à oxidação
do cobre, com formação de compostos como o
nitrato e o carbonato de cobre. Esse fenômeno
pode ser observado nesta estátua do químico
Joseph Priestley, em Leeds, Inglaterra.

Seção 15.1
Potencial-padrão de semicela
❱❱ Objetivos
C CDescrever o eletrodo-
-padrão de hidrogênio.
C CExplicar como se
determina o potencial-
-padrão de uma
semicela.
C CInterpretar o
potencial-
-padrão de semicela
como uma grandeza
que expressa a
tendência de haver
redução nessa
semicela.
❱❱ Termos e conceitos
• eletrodo-padrão de
hidrogênio
• condições-padrão
• potencial-padrão de
semicela (E°)
1 A semicela adotada como referencial
em Eletroquímica
Quando alguém diz que “a altitude de Brasília é de 1.171 m acima do nível
do mar” ou que “a altitude de Belo Horizonte é de 858 m acima do nível
do mar”, esse alguém está deixando claro que as medidas são feitas em
relação a um referencial que, no caso, é o nível do mar.
Conhecendo as altitudes de Brasília e de Belo Horizonte em relação a esse
referencial, pode-se calcular que Brasília está 313 m (isto é, 1.171 m 2 858 m)
mais alta que Belo Horizonte.
Analogamente, como o voltímetro fornece apenas diferenças de potencial,
toda medida feita com ele compara o potencial elétrico de um ponto
com o do outro. A fim de poderem comparar as diversas semicelas, os
químicos resolveram medir e tabelar as diferenças de potencial de todas
elas em relação a um único referencial.
O referencial escolhido para expressar potencial elétrico, em
experimentos de Eletroquímica, é o eletrodo-padrão de hidrogênio.
Evidências mostraram aos cientistas que a platina (metal nobre, que
dificilmente reage com outras substâncias) tem a propriedade de adsorver o
gás hidrogênio, ou seja, de reter em sua superfície as moléculas desse gás.
Ao usar a semicela H 1 /H 2 , a placa de platina serve como elemento metálico
capaz de receber elétrons vindos do circuito externo ou enviar elétrons
para ele. As espécies químicas que, de fato, participam do processo de
oxirredução são H 2 e H 1 . Se a semicela H 1 /H 2 atuar como ânodo, a semirreação
será a de oxidação de H 2 a H 1 e, se atuar como cátodo, será a de
redução de H 1 a H 2 .
O eletrodo-padrão de hidrogênio
Para o circuito externo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H 2 (g), 100 kPa,
25 °C
Molécula de H 2 sendo adsorvida,
isto é, retida na superfície da platina
Fio de Pt
H + (aq)
1 mol/L
H 3 O +
Unidade D • Pilhas
166
Solução 1,0 mol/L de H + (aq)
Eletrodo de Pt
Se essa semicela (eletrodo-padrão) atuar como ânodo a semirreação
será:
H 2 (g) # 2 H 1 (aq) 1 2 e 2
Se essa semicela (eletrodo-padrão) atuar como cátodo a semirreação
será:
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)

2 O conceito de potencial-padrão de semicela
A diferença de potencial elétrico entre os polos de uma cela galvânica, medida com voltímetro
numa situação em que a cela não esteja fornecendo corrente elétrica para um circuito, é
representado por DE.
Se essa diferença de potencial for medida nas condições-padrão (convencionadas como
1,0 mol/L e 100 kPa*) e em uma temperatura de interesse (geralmente 25 °C), ela é denominada
diferença de potencial-padrão e representada por DE°. Já sabemos que o potencial elétrico do
cátodo é maior que o do ânodo. Assim, podemos dizer que o valor de DE° é dado por:
DE° 5 E° cátodo 2 E° ânodo
em que E° cátodo e E° ânodo representam, respectivamente, os potenciais elétricos do cátodo e do ânodo.
Como já foi dito, o voltímetro não mede valores de potencial, mas sim diferenças de potencial.
Assim, não há um modo de medir isoladamente E° cátodo ou E° ânodo . Apenas medimos a diferença entre
ambos (DE°).
A escolha de um eletrodo como referencial (o eletrodo-padrão de hidrogênio) permite superar
a impossibilidade de tabelar potenciais individuais.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O valor de E° para o eletrodo-padrão de hidrogênio foi convencionado como sendo 0 V
(zero volt), quer ele atue como ânodo, quer como cátodo.
3 Medida do potencial-padrão de uma semicela
a) Medida do potencial-padrão da semicela de prata
H 2 (g)
100 kPa
Eletrodo
de Pt
e – –
25 °C
H (aq)
1,0 mol/L
Oxidação
–
+
0,80 V
Ag (aq)
1,0 mol/L
Redução
Pt (s) u H 2 (g) u H 1 (aq) i Ag 1 (aq) u Ag (s)
DE° 5 E° cátodo 2 E° ânodo
0,80 V 5 E° (Ag 1 /Ag 0 ) 2 E° (H 1 /H 2 )
0,80 V 5 E° (Ag 1 /Ag 0 ) 2 zero
E° (Ag 1 /Ag 0 ) 5 10,80 V
Anteriormente, a pressão das condições-padrão para as medidas de potenciais de semicela era de 1 atm e não de 100 kPa
* (cem quilopascals). Como a unidade atm não faz parte do Sistema Internacional, convencionou-se, há alguns anos, mudar a
pressão-padrão de 1 atm para 100 kPa (5 1 bar). Na prática, isso não envolveu grandes alterações nos valores já conhecidos
e tabelados, pois 1 atm 5 101,3 kPa, o que é muito próximo de 100 kPa.
+
e –
Ag (s)
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
167

b) Medida do potencial-padrão da semicela de zinco
0,76 V
e – 25 °C+
–
e –
H 2 (g)
100 kPa
Zn (s) u Zn 21 (aq) i H 1 (aq) u H 2 (g) u Pt (s)
Zn (s)
– +
DE° 5 E° cátodo 2 E° ânodo
0,76 V 5 E° (H 1 /H 2 ) 2 E° (Zn 21 /Zn 0 )
0,76 V 5 zero 2 E° (Zn 21 /Zn 0 )
E° (Zn 21 /Zn 0 ) 5 20,76 V
Oxidação
Zn 2+
1,0 mol/L
H +
1,0 mol/L
Redução
Eletrodo
de Pt
O potencial-padrão de uma semicela é obtido a partir da diferença de potencial elétrico, nas
condições padrão (1 mol/L e 100 kPa) e em uma temperatura de interesse (geralmente
25 °C), entre o eletrodo dessa semicela e o eletrodo-padrão de hidrogênio.
4 Interpretação dos potenciais-padrão de semicela
O fato de o potencial-padrão da semicela Ag 1 /Ag 0 ser 10,80 V indica que, na pilha formada por
Ag 1 /Ag 0 e H 1 /H 2 , o eletrodo de hidrogênio atua como polo negativo e o de prata, como polo positivo.
Isso porque os elétrons se deslocarão, pelo fio, do eletrodo de hidrogênio (de menor potencial
elétrico) para o de prata (de maior potencial). Teremos, para essa pilha, a situação ilustrada esquematicamente
na figura abaixo, à esquerda. Há oxidação do H 2 e redução dos íons Ag 1 .
No caso da semicela Zn 21 / Zn 0 , a situação se inverte, pois o seu potencial, 20,76 V, é inferior
ao do eletrodo-padrão de hidrogênio. O eletrodo de zinco (menor potencial elétrico) funcio nará
como polo negativo, emitindo elétrons pelo circuito metálico para o eletrodo de hidrogênio (maior
potencial elétrico). A pilha funciona de acordo com o esquema abaixo, à direita, com oxidação do
Zn 0 e redução dos íons H 1 .
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
e –
e –
H 2 (g)
100 kPa
e – 25 °C
–
+
Ag (s)
Zn (s)
e – 25 °C
– +
H 2 (g)
100 kPa
Unidade D • Pilhas
H (aq) Ag (aq)
1,0 mol/L 1,0 mol/L
Oxidação
Redução
A pilha Pt(s) | H 2 (g) | H (aq) || Ag (aq) | Ag(s)
Zn 2+ (aq) H + (aq)
1,0 mol/L
1,0 mol/L
Oxidação
Redução
A pilha Zn(s) | Zn 2 (aq)||H (aq)|H 2(g) | Pt (s)
168

Ao comparar as semicelas Zn 21 /Zn 0 e Ag 1 /Ag 0 , percebemos que a diferença de potencial-padrão
entre ambas é de 1,56 V, sendo que o potencial da semicela de prata é maior que o da semicela
de zinco. Ambas semicelas formariam, portanto, uma pilha com diferença de potencial elétrico
de 1,56 V, na qual o polo negativo é o eletrodo de zinco e o polo positivo é o eletrodo de prata.
Essa previsão também é confirmada experimentalmente!
Podemos concluir que, quanto maior o potencial-padrão de uma semicela, maior é a tendência
de ela receber elétrons e de nela acontecer redução.
Quanto maior o potencial-padrão de uma semicela (E°), maior a tendência de ela receber
elétrons, ou seja, maior a tendência de nela ocorrer redução. Por isso, essa grandeza também
é conhecida como potencial-padrão de redução e também é simbolizada por E° red ou E° (red).
A tabela 1, abaixo, apresenta os valores de potencial-padrão para algumas semicelas. O símbolo
B indica que uma semirreação pode, em princípio, ocorrer no sentido da redução ou no da
oxidação, dependendo da outra semicela presente.
Tabela 1 Potencial-padrão (1,0 mol/L e 100 kPa) para algumas semicelas, a 25 °C
Equação da semirreação
E° (V)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Li 1 (aq) 1 e 2 B Li (s) 23,05
K 1 (aq) 1 e 2 B K (s) 22,93
Ca 21 (aq) 1 2 e 2 B Ca (s) 22,87
Na 1 (aq) 1 e 2 B Na (s) 22,71
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 B Mg (s) 22,38
A, 31 (aq) 1 3 e 2 B A, (s) 21,68
2 H 2 O (,) 1 2 e 2 B H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) 20,83
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s) 20,76
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 B Fe (s) 20,44
Cd 21 (aq) 1 2 e 2 B Cd (s) 20,40
Sn 21 (aq) 1 2 e 2 B Sn (s) 20,14
Pb 21 (aq) 1 2 e 2 B Pb (s) 20,13
Fe 31 (aq) 1 3 e 2 B Fe (s) 20,04
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 B H 2 (g) 0,00
Sn 41 (aq) 1 2 e 2 B Sn 21 (aq) 10,15
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s) 10,34
O 2 (aq) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2 B 4 OH 2 (aq) 10,40
Cu 1 (aq) 1 e 2 B Cu (s) 10,52
I 2 (s) 1 2 e 2 B 2 I 2 (aq) 10,54
MnO 2 4 (aq) 1 2 H 2 O (,) 1 3 e 2 B MnO 2 (s) 1 4 OH 2 (aq) 10,59
Fe 31 (aq) 1 e 2 B Fe 21 (aq) 10,77
Ag 1 (aq) 1 e 2 B Ag (s) 10,80
Br 2 (,) 1 2 e 2 B 2 Br 2 (aq) 11,07
O 2 (aq) 1 4 H 1 (aq) 1 4 e 2 B 2 H 2 O (,) 11,23
C, 2 (g) 1 2 e 2 B 2 C, 2 (aq) 11,36
Au 31 (aq) 1 3 e 2 B Au (s) 11,42
MnO 2 4 (aq) 1 8 H 1 (aq) 1 5 e 2 B Mn 21 (aq) 1 4 H 2 O (,) 11,49
F 2 (g) 1 2 e 2 B 2 F 2 (aq) 12,87
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
Fontes: R. G. Mortimer. Physical Chemistry. 2. ed. Orlando, Harcourt, 2000, p. 992;
I. Levine. Physical Chemistry. 6. ed. Nova York, McGraw-Hill, 2009, p. 419.
169

Seção 15.2
Aplicações da tabela
de potenciais-padrão
❱❱ Objetivos
C CDeterminar a força
eletromotriz de uma
pilha nas condições-
-padrão (DE°).
C Comparar a força
de oxidantes ou de
redutores, usando
valores de potenciais-
-padrão de semicela.
C CDistinguir os conceitos
de potencial-padrão
de semicela e de
eletronegatividade.
C CDemonstrar se uma
reação de oxirredução
é espontânea ou
não, com base em
potenciais-padrão de
semicela.
❱❱ Termos e conceitos
• força eletromotriz
(fem) de uma pilha
• (agente) oxidante
• (agente) redutor
A tabela de potenciais apresenta várias aplicações importantes. A seguir,
apresentaremos as mais relevantes para a Química do Ensino Médio.
1 Previsão da força eletromotriz
de uma pilha
A força eletromotriz (fem) de uma pilha é a diferença de potencial
elétrico medida entre os seus terminais, quando ela não está sendo
usada para gerar corrente. Quanto maior o valor dessa grandeza, maior
a capacidade de a pilha gerar corrente elétrica. A força eletromotriz, nas
condições-padrão, será representada, neste livro, por DE°.
DE° 5 E° eletrodo que recebe e 2 2 E° eletrodo que perde e 2
( Em palavrass: A força eletromotriz de uma pilha nas condições-padrão ( DE°)
é dada pela diferença dos potenciais-padrão das semicelas dessa pilha.)
Por exemplo, no caso da pilha de Daniell, temos:
E° 5 E°(Cu 21 /Cu 0 ) 2 E°(Zn 21 /Zn 0 ) 5 10,34 V 2 (20,76 V) 5 1,10 V
Medida da força
eletromotriz da
pilha de Daniell.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade D • Pilhas
ExErCíCIO rESOlVIdO
1 (Uece) A respeito do eletrodo-padrão de hidrogênio
é correto dizer-se que:
a) são as seguintes condições de padronização
estabelecidas por convenção para o mesmo:
Temperatura Concentração H 1 Pressão
0 °C 0,1 mol/L 1 atm H 2
b) em uma pilha que tenha um dos polos constituído
por um eletrodo-padrão de hidrogênio
e o outro formado por uma lâmina de zinco
metálico na qual ocorra a semirreação:
Zn 0 (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2 , o zinco funcionará
como polo negativo.
c) O potencial do eletrodo-padrão, E°, é o ponto
inicial de uma escala de valores absolutos.
d) a seguinte semirreação
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu 0 (s) implica que a
semirreação complementar que deve ocorrer
no eletrodo-padrão de hidrogênio deva ser:
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
Resolução
O eletrodo no qual ocorre uma reação de oxidação
é o ânodo da pilha e consequentemente o polo
negativo.
É bom lembrar que se o eletrodo ligado ao eletrodo
de hidrogênio sofrer reação de oxidação é porque
o E° red do eletrodo de hidrogênio é maior. Assim, o
E° red do referido eletrodo terá valor negativo.
Alternativa b.
170

2 Num laboratório foi montada a pilha representada
por:
Pt (s) u Fe 21 (aq) u Fe 31 (aq) i Ag 1 (aq) u Ag (s)
O eletrodo de platina é inerte (não participa da
reação em que Fe 21 se transforma em Fe 31 ). O
DE° medido foi de 0,03 V. Com base nesse valor e
sabendo que E°(Ag 1 /Ag 0 ) 5 10,80 V, determine o
valor de E°(Fe 31 /Fe 21 ).
ExErCíCIO rESOlVIdO
3 (UEPG-PR) Considere a célula eletrolítica representada
a seguir.
Ag (s)
Cu (s)
Considerando os potenciais de semicela:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) E° 5 20,76 V
Ag 1 (aq) 1 e 2 # Ag (s) E° 5 10,80 V
responda às questões abaixo, que se referem ao
funcionamento da pilha.
a) Qual dos eletrodos é o ânodo? Qual é o cátodo?
b) Qual dos eletrodos é o polo negativo? E o positivo?
c) Que espécie química é oxidada? E qual é reduzida?
d) Equacione a semirreação anódica.
e) Equacione a semirreação catódica.
f) Equacione a reação global da pilha.
g) Qual o sentido de movimentação dos elétrons
no fio?
h) Qual o sentido de movimentação dos íons na
ponte salina?
i) Calcule o valor de DE° para essa pilha.
5 Considere os seguintes dados:
E°(A, 31 /A, 0 ) 5 21,68 V
E°(Cu 21 /Cu 0 ) 5 10,34 V
Três estudantes elaboraram as representações a
seguir para a pilha que pode ser formada por essas
duas semicelas. Dessas representações, escolha a
correta e justifique sua escolha.
Aluno 1: A, (s) u A, 31 (aq) i Cu 21 (aq) u Cu (s)
Aluno 2: Cu (s) u Cu 21 (aq) i A, 31 (aq) u A, (s)
Aluno 3: A, (s) u Cu 21 (aq) i A, 31 (aq) u Cu (s)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Ag (aq) Cu (aq)
(1 mol/L) (1 mol/L)
25 °C
Ag 1 u Ag 0 E° 5 0,80 V Cu 21 u Cu 0 E° 5 0,34 V
Com base nas informações contidas na figura, dê
como resposta a soma dos números das afirmações
corretas.
(01) A oxidação ocorre no eletrodo de cobre.
(02) No circuito externo, os elétrons deslocam-se do
eletrodo de prata para o eletrodo de cobre.
(04) O eletrodo de prata é o cátodo.
(08) O potencial da célula nas condições descritas
acima é igual a 10,46 V.
(16) A célula acima pode ser representada por
Ag (s) u Ag 1 (aq) (1 mol L 21 ) i Cu 21 (aq) (1 mol L 21 ) u Cu (s)
a 25 °C.
Resolução
(01) Correta: O eletrodo de cobre possui menor E° red .
(02) Incorreta: Como o Cu (s) sofre oxidação, no
circuito externo, os elétrons deslocam-se do
eletrodo de cobre para o eletrodo de prata.
(04) Correta: Por apresentar maior E° red , o eletrodo
de prata é o cátodo.
(08) Correta: DE° 5 0,80 2 0,34 5 10,46 V.
(16) Incorreta: Cu 0 u Cu 21 i Ag 1 u Ag 0 .
Resposta: 13.
4 As seguintes semicelas são usadas para montar
uma pilha:
Zn (s)
Zn 2 (aq)
Ag (s)
Ag (aq)
6 Equacione a reação global da pilha da questão
anterior.
7 Um estudante mergulhou um fio de cobre em uma
solução de nitrato de prata 1,0 mol/L e observou
a formação de um depósito metálico sobre o fio,
conforme mostra a foto abaixo.
Situação
inicial
Situação
final
a) Interprete o acontecimento observado, deixando
claro o processo químico que ocorreu.
b) Esse processo é uma reação de oxirredução?
Por quê?
Se a resposta anterior for afirmativa, então responda:
c) Quais os agentes oxidante e redutor no processo?
d) Se essa reação química fosse empregada em
uma pilha, qual seria o valor de DE° para ela?
(Consulte a tabela 1.)
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
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Exercícios adicionais
171

2 Comparação da força de oxidantes e redutores
O significado do potencial-padrão
Em um mesmo eletrodo pode haver oxidação ou redução. Depende da situação. O esquema
abaixo mostra como, analisando os valores de potenciais de redução, podemos comparar a tendência
de espécies químicas atuarem como agente oxidante ou agente redutor em processos
de oxirredução.
Agente oxidante
mais forte
Valores mais positivos de E° (red)
(aumenta a força do oxidante)
F 2 (g) 1 2 e 2 B 2 F 2 (aq) 12,87 V
E°
Os redutores dos pares
com potencial-padrão
positivo não podem
reduzir os íons H 1 .
Ag 1 (aq) 1 e 2 B Ag (s) 10,80 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s) 10,34 V
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 B H 2 (g) 0,00 V
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s) 20,76 V
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 B Mg (s) 22,38 V
O poder
redutor
cresce à
medida
que o E° se
faz mais
negativo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O poder oxidante
cresce à medida
que o E° se faz
mais positivo.
Li 1 (aq) 1 e 2 B Li (s) 23,05 V
Os redutores dos pares
com potencial-padrão
negativo podem ser
oxidados pelos íons H 1 .
Valores mais negativos de E° (red)
(aumenta a força do redutor)
Agente redutor
mais forte
Unidade D • Pilhas
Os E° (red) estão relacionados às tendências das espécies para atuar como agentes
oxidantes ou redutores.
As espécies do lado esquerdo das semirreações podem agir como agentes oxidantes; as
do lado direito podem funcionar como redutores.
À medida que o E° (red) torna-se mais positivo, a força oxidante das espécies à esquerda
aumenta.
Conforme E° (red) torna-se mais negativo, a força redutora das espécies à direita
aumenta.
172

Veja, a seguir, esse raciocínio aplicado em dois casos extremos:
• 1
o caso: Íon de elemento metálico com alto valor de E°
Ag 1 (aq) 1 e 2 B Ag 0 E° 5 10,80 V
Na forma iônica possui alto E°
Como o íon Ag 1 possui forte tendência a
receber e 2 (alto E°), a substância Ag 0 apresenta:
alta capacidade de sofrer
redução;
baixa capacidade de sofrer oxidação;
pela facilidade para receber e 2
é um bom agente oxidante.
pela dificuldade em doar e 2 é
um mau agente redutor.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
• 2
o caso: Íon de elemento metálico com baixo valor de E°
Li 1 (aq) 1 e 2 B Li 0 E° 5 23,05 V
Na forma iônica possui baixo E°
baixa capacidade de sofrer
redução;
pela dificuldade para receber
e 2 é um mau agente oxidante.
Resumindo:
Alto
E°
Baixo
E°
Alta tendência de sofrer
redução (receber elétrons)
Baixa tendência de sofrer
redução (receber elétrons)
A interpretação do potencial-padrão de redução (E°)
O potencial-padrão de redução é uma propriedade
de um sistema macroscópico, por exemplo,
um metal e seu respectivo íon em solução.
Para um par redox metálico, tem-se:
M n1 (aq) 1 n e 2 B M (s) E°
Os valores de potencial-padrão de redução
refletem somente a propriedade redox
Como o íon Li 1 possui baixa tendência a
receber e 2 (baixo E°), a substância Li 0 apresenta:
alta capacidade de sofrer oxidação;
pela facilidade em doar e 2 é um bom
agente redutor.
Alta tendência de sofrer
oxidação (perder elétrons)
Alta tendência para atuar
como agente oxidante
Alta tendência para atuar
como agente redutor
das espécies envolvidas. Assim, quanto mais
positivo o valor de E°, mais forte é o agente
oxidante (espécie que se reduz, que recebe elétrons),
no caso M n1 (aq). Quanto mais negativo
for o valor de E°, mais forte será o agente redutor
(espécie que se oxida, que doa elétrons),
no caso M (s).
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
173

Não confunda potencial-padrão de redução com eletronegatividade
É comum ouvirmos dizer que o íon prata (Ag 1 )
tem maior potencial-padrão de redução que o
íon ferro (Fe 21 ) porque tem maior “atração” por
elétrons.
No entanto, é preciso ressaltar que os valores
de potencial-padrão de redução refletem
somente as propriedades redox das espécies
envolvidas, e não necessariamente sua eletronegatividade.
Não se pode afirmar que a fila
das tensões eletrolíticas (potenciais-padrão
de redução) representa a ordem crescente de
eletronegatividade ou que a eletronegatividade
se relaciona diretamente com o poder oxidante
ou redutor, características indicadas pelo
potencial-padrão de redução. Fica evidente,
portanto, que há certa confusão entre esses
dois conceitos —— potencial-padrão de redução
e eletronegatividade.
ExErcícIos EssENcIAIs
8 Indique em cada uma das equações abaixo, a espécie
oxidante e a espécie redutora.
a) Zn (s) 1 2 Ag 1 (aq) # Zn 21 (aq) 1 2 Ag (s)
b) Cu 21 (aq) 1 Ni (s) # Cu (s) 1 Ni 21 (aq)
c) C, 2 (g) 1 Mg (s) # 2 C, 2 (aq) 1 Mg 21 (aq)
9 Indique para cada uma das semirreações abaixo no
sentido indicado, a função oxidante ou redutora da
espécie reagente envolvida.
a) Au 31 (aq) 1 3 e 2 # Au (s)
b) Fe (s) # Fe 21 (aq) 1 2 e 2
c) 2 F 2 (aq) # F 2 (g) 1 2 e 2
d) 2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
e) H 2 (g) # 2 H 1 (aq) 1 2 e 2
Há quem se apegue às comparações entre os
valores dessas grandezas para alguns elementos
na tentativa de mostrar uma relação direta entre
eletrone gatividade e potencial-padrão de redução.
Constatam, por exemplo, que o cobre possui eletronegatividade
igual a 1,8 e que o zinco possui eletronegatividade
igual a 1,6, com potenciais-padrão
de redução, respectivamente, iguais a 0,34 V e
20,76 V, e julgam que comprovam a afirmação de
que quanto maior a eletronegatividade, maior o
potencial-padrão de redução. No entanto, o lítio tem
eletronegatividade igual a 1,0 e potencial-padrão
de redução igual a 23,05 V, enquanto o sódio tem
eletronegatividade igual a 1,0 e potencial-padrão
de redução igual a 22,71 V. Cobre e prata têm eletronegatividades
muito próximas (1,8 e 1,6, respectivamente)
e potenciais-padrão de redução muito
distintos (0,34 V e 0,80 V, respectivamente).
ExErCíCIO rESOlVIdO
11 (UFRRJ) O contato com certos metais (como o cobre e
o estanho) pode acelerar a corrosão do ferro e torná-
-la mais intensa, enquanto o contato com metais
(como o zinco e o magnésio) pode impedir ou
retardar a formação de ferrugem. Levando-se em
conta os valores dos potenciais (E°) das semirreações
abaixo,
Mg 11 (aq) 1 2 e 2 # Mg (s) 22,37 V
Zn 11 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) 20,76 V
Fe 11 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) 20,44 V
Sn 11 (aq) 1 2 e 2 # Sn (s) 20,14 V
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade D • Pilhas
10 (UCS-RS) Um agricultor, querendo apressar a dissolução
do sulfato de cobre dentro de um tanque de
polietileno com água, utilizou, para agitá-la, uma
enxada nova de ferro, limpa e sem pintura. Após
algum tempo, retirou a enxada da solução e percebeu
que ela mudara de cor, ficando avermelhada.
A partir disso, conclui-se que houve uma reação
química sobre a enxada. Esse processo tem sua
explicação no fato de:
a) o íon cobre da solução ter reduzido o ferro da
enxada;
b) o ferro da enxada ser mais nobre do que o
cobre;
c) o íon ferro ter agido como oxidante;
d) o íon cobre da solução ter oxidado o ferro da
enxada;
e) o íon cobre ter agido como redutor.
Cu 11 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) 10,36 V
1__
2 O 2 (g) 1 2 e 2 1 H 2 O (,) #
# 2 OH 2 (aq) 10,41 V
a) calcule DE° da pilha formada por ferro e oxigênio
em meio aquoso e o DE° da pilha formada por
ferro e zinco em meio aquoso;
b) explique o fato de o oxigênio ser o oxidante mais
forte da série apresentada.
Resolução
a) Ferro e oxigênio: DE° 5 0,41 2(20,44) 5 10,85 V
Ferro e zinco: DE° 5 20,44 2(20,76) 5 10,32 V
b) Por ter o maior E° red, é o que tem maior tendência
para receber elétrons, sendo assim o maior
causador de oxidação (oxidante).
174

12 Os halogênios são úteis em processos de oxirredu -
ção realizados em laboratório. Com base nos dados
abaixo, compare:
a) as substâncias F 2 , C, 2 , Br 2 e I 2 quanto ao poder
oxidante;
b) os íons F 2 , C, 2 , Br 2 e I 2 quanto ao poder
redutor.
I 2 (s) 1 2 e 2 B 2 I 2 (aq) E° 5 10,54 V
Br 2 (,) 1 2 e 2 B 2 Br 2 (aq) E° 5 11,07 V
C, 2 (g) 1 2 e 2 B 2 C, 2 (aq) E° 5 11,36 V
F 2 (g) 1 2 e 2 B 2 F 2 (aq) E° 5 12,87 V
13 É fato bastante conhecido da Química que soluções
de ácidos corroem alguns metais, embora não
todos. Dos metais envolvidos nas semirreações
equacionadas a seguir, quais são:
a) atacados pelos íons H 1 de uma solução de HC,
1,0 mol/L?
b) mais nobres que o hidrogênio, ou seja, resistem
ao ataque mencionado no item anterior?
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 B Mg (s) E° 5 22,36 V
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s) E° 5 20,76 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 B Fe (s) E° 5 20,44 V
Pb 21 (aq) 1 2 e 2 B Pb (s) E° 5 20,13 V
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 B H 2 (g) E° 5 0,00 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s) E° 5 10,34 V
Ag 1 (aq) 1 e 2 B Ag (s) E° 5 10,80 V
Au 31 (aq) 1 3 e 2 B Au (s) E° 5 11,42 V
14 Consulte os dados da questão anterior e coloque
os metais Mg, Zn, Fe, Pb, Cu, Ag e Au em ordem
crescente de tendência para sofrer oxidação.
15 Compare sua resposta às duas questões anteriores
com a fila de reatividade dos metais, reproduzida
abaixo. Que conclusão você tira?
Aumenta a reatividade
Li K Ca Na Mg A, Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
Aumenta a nobreza
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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Exercícios adicionais
3 Espontaneidade de reações de oxirredução
Numa reação de oxirredução que ocorra espontaneamente, os elétrons são transferidos
de uma espécie química com menor potencial de redução para outra com maior potencial de
redução. Portanto, se calcularmos a diferença de potencial para esse processo, chegaremos a
um valor positivo.
Reação de oxirredução espontânea: E° espécie que recebe e 2 2 E° espécie que perde e 2 0
O resultado positivo dessa subtração expressa simplesmente a tendência de elétrons serem
transferidos da espécie de menor para a de maior potencial de redução.
Se, por outro lado, a subtração resultasse em um valor menor que zero, isso significaria que
elétrons estariam sendo transferidos de uma espécie com maior potencial de redução para
outra com menor potencial de redução. E isso não está de acordo com a tendência natural de
transferência de elétrons.
Reação de oxirredução não espontânea: E° espécie que recebe e 2 2 E° espécie que perde e 2 0
Prever se uma reação de oxirredução pode ocorrer espontaneamente permite que os químicos
antecipem reações indesejáveis (por exemplo, a corrosão dos metais) e tomem providências
para evitar que ocorram.
Por exemplo, por meio do potencial da semicela Cu 21 /Cu 0 , que é
10,34 V, e da semicela Fe 21 /Fe 0 , que é 20,44 V, podemos prever que
a corrosão do ferro por íons cobre (II) é espontânea, mas a corrosão
do cobre por íons ferro (II) não é. Veja os cálculos:
Fe (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 Fe 21 (aq) Reação espontânea
E°(Cu 21 /Cu 0 ) 2 E 0 (Fe 21 /Fe 0 ) 5 10,34 V 2 (20,44 V) 5 10,78 V
– 0,44 V
A transferência
de elétrons é
espontânea
+ 0,34 V
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
Cu (s) 1 Fe 21 (aq) # Fe (s) 1 Cu 21 (aq) Reação não espontânea
E°(Fe 21 /Fe 0 ) 2 E 0 (Cu 21 /Cu 0 ) 5 20,44 V 2 (10,34 V) 5 20,78 V
Fe 2 /Fe 0
A transferência
de elétrons NÃO
é espontânea
Cu 2 /Cu 0
175

Uma outra interpretação do fenômeno
• reação de oxirredução espontânea
2 e 2
Fe (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 Fe 21 (aq)
espécie que doa e 2
(sofre oxidação)
espécie que recebe e 2
(sofre redução)
E° red (Fe 21 /Fe) 5 20,44 V E° red (Cu 21 /Cu) 5 10,34 V
Como o E° red da espécie que recebe e 2 é maior que o E° red da espécie que doa e 2 :
A reação de oxirredução
é espontânea
ou então:
Æ
Isto significa que a corrosão do ferro
por íons Cu 21 é espontânea
Se o potencial-padrão de redução da espécie oxidante é maior que o potencial-padrão de
redução da espécie redutora, a reação é espontânea.
• reação de oxirredução não espontânea
2 e 2
2 Ag (s) 1 Cu 21 (aq) # Cu (s) 1 2 Ag 1 (aq)
espécie que doa e 2
(sofre oxidação)
espécie que recebe e 2
(sofre redução)
E° red (Ag 1 /Ag) 5 10,80 V E° red (Cu 21 /Cu) 5 10,34 V
Como o E° red da espécie que recebe e 2 é menor que o E° red da espécie que doa e 2 :
A reação de oxirredução
não é espontânea
ou então:
Æ
Isto significa que a corrosão da prata
por íons Cu 21 não é espontânea
Se o potencial-padrão de redução da espécie oxidante é menor que o potencial-padrão
de redução da espécie redutora, a reação não é espontânea.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCIO rESOlVIdO
Potenciais-padrão de redução
volts
Unidade D • Pilhas
16 (UFRJ) Podemos prever se uma reação de simples
troca ocorre ou não com base na série de reatividade
decrescente dos metais.
Mergulhando-se uma lâmina de zinco em uma
solução de ácido clorídrico, o zinco deslocará o hidrogênio
por ser mais reativo do que ele. Se o cobre
é usado em lugar do zinco, não ocorre reação.
Outra forma de se prever a espontaneidade de uma
reação é utilizar escalas de potenciais de redução
como por exemplo a da tabela a seguir que deve
ser usada para resolver os itens a e b.
Zn 21 1 2 e 2 # Zn 0 20,76
Ni 21 1 2 e 2 # Ni 0 20,23
Cu 21 1 2 e 2 # Cu 0 10,34
a) Mencione se a equação Cu 0 1 Ni 21 # Cu 21 1 Ni 0
corresponde a uma reação espontânea. Justifique
sua resposta.
b) Represente a equação da reação que ocorre
no ânodo e calcule a força eletromotriz (ddp-
-padrão) de uma pilha níquel/zinco.
176

Resolução
a) Os potenciais indicam que a redução de Cu 21 a
Cu 0 (maior E°) tem maior tendência para ocorrer
do que a redução de Ni 21 a Ni 0 . Assim, a reação
apresentada é espontânea.
Outra maneira de demonstrar a espontaneidade
é calculando o DE° do processo e verificando que
é maior que zero:
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 10,34 V 2 (20,23 V)
DE° 5 10,57 V Æ DE° 0
b) Na pilha níquel/zinco, o eletrodo de níquel
recebe elétrons (maior E°) e o de zinco perde
elétrons (menor E°). Assim, a semirreação anódica
(oxidação) é:
Zn # Zn 21 1 2 e 2
e a ddp-padrão (DE°) é calculada como segue:
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 20,23 V 2 (20,76 V)
DE° 5 10,53 V
responda:
a) Objetos de alumínio e objetos de cobre podem
ser lavados com solução aquosa alcalina sem
que ocorra a corrosão do metal? Justifique, formulando
as equações químicas adequadas.
b) Qual dos metais, cobre ou alumínio, é melhor
redutor em meio alcalino? Explique.
Resolução
a) Na lavagem do metal com solução aquosa
alcalina, há o encontro de três espécies: o metal,
a água e íons hidroxila. Vamos, portanto,
averiguar se ocorre uma reação espontânea
envolvendo essas espécies, na qual o metal
sólido seja consumido. Para essa averiguação,
no caso do alumínio, vamos somar a primeira
equação fornecida, multiplicada por 3, com a
segunda equação fornecida, invertida. Chegamos
a:
A, (s) 1 3 H 2 O (,) 1 OH 2 (aq) #
# A,(OH) 2 4 (aq) 1
3__
2 H 2 (g)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
17 (UFPel-RS)
Na A, Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Au
aumenta a tendência à oxidação
Analisando a série eletromotriz, que fornece a
reatividade dos metais, identifique a reação que
irá ocorrer espontaneamente.
a) 2 A, (s) 1 3 CuSO 4 (aq) # produtos
b) 3 Ag (s) 1 FeC, 3 (aq) # produtos
c) Cu (s) 1 NaC, (aq) # produtos
d) Ag (s) 1 CuSO 4 (aq) # produtos
e) Pb (s) 1 ZnSO 4 (aq) # produtos
18 (PUC-RS) Responder a esta questão com base nos
seguintes potenciais de redução:
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 # Mg (s) E° 5 22,37 V
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s) E° 5 20,25 V
Fe 31 (aq) 1 2 e 2 # Fe 21 (aq) E° 5 0,77 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) E° 5 0,34 V
A equação que corresponde à única reação espontânea
é:
a) Mg 21 (aq) 1 Ni (s) # Mg (s) 1 Ni 21 (aq)
b) Cu 21 (aq) 1 Mg (s) # Cu (s) 1 Mg 21 (aq)
c) Ni 21 (aq) 1 2 Fe 21 (aq) # Ni (s) 1 2 Fe 31 (aq)
d) Cu 21 (aq) 1 2 Fe 21 (aq) # Cu (s) 1 2 Fe 31 (aq)
e) Ni 21 (aq) 1 Cu (s) # Ni (s) 1 Cu 21 (aq)
ExErCíCIO rESOlVIdO
19 (Fuvest-SP) Com base nas seguintes equações de
semirreações, dados os respectivos potenciaispadrão
de redução,
E° (volt)
H 2 O (,) 1 e 2 B
1__
2 H 2 (g) 1 OH 2 (aq) 20,83
A,(OH) 2 4 (aq) 1 3 e 2 B A, (s) 1 4 OH 2 (aq) 22,33
Cu(OH) 2 (s) 1 2 e 2 B Cu (s) 1 2 OH 2 (aq) 20,22
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 20,83 V 2 (22,33 V)
DE° 5 11,50 V V DE° 0 Reação espontânea
Portanto, o alumínio é corroído ao ser lavado
por solução aquosa alcalina, pois é espontânea
a reação que consome o alumínio sólido.
Agora faremos a averiguação no caso do cobre.
Para isso, vamos somar a primeira equação
fornecida, multiplicada por 2, com a terceira
equação fornecida, invertida. Chegamos a:
Cu (s) 1 2 H 2 O (,) # Cu(OH) 2 (s) 1 H 2 (g)
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 20,83 V 2 (20,22 V)
DE° 5 20,61 V V DE° 0 Reação
não espontânea
Portanto, não ocorre corrosão do cobre ao ser
lavado com solução aquosa alcalina.
b) Ser melhor redutor é ter maior tendência a
sofrer oxidação (menor E°). Pelos potenciais
apresentados, conclui-se que o melhor redutor
é o alumínio metálico.
20 (UFSCar-SP) Deseja-se armazenar uma solução de
NiC, 2 , cuja concentração é de 1 mol/L a 25 °C, e para
isso dispõe-se de recipientes de:
I. cobre.
II. lata comum (revestimento de estanho).
III. ferro galvanizado (revestimento de zinco).
IV. ferro.
Dados os potenciais-padrão de redução:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s) 20,76 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 B Fe (s) 20,44 V
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 B Ni (s) 20,25 V
Sn 21 (aq) 1 2 e 2 B Sn (s) 20,14 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s) 10,34 V
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
177

a solução de NiC, 2 poderá ser armazenada, sem
que haja a redução dos íons Ni 21 da solução, nos
recipientes
a) I e II, apenas.
b) I, II e IV, apenas.
c) III e IV, apenas.
d) I, III e IV, apenas.
e) I, II, III e IV.
21 (UFJF-MG) Os potenciais-padrão de redução dos
íons Zn 12 (aq) e Cu 12 (aq) para seus estados metálicos
são respectivamente 20,76 V e 10,34 V. Sobre
este sistema de oxirredução, assinale a afirmativa
INCORRETA.
a) A reação
Zn 12 (aq) 1 Cu 0 (s) # Zn 0 (s) 1 Cu 12 (aq)
tem diferença de potencial igual a 21,10 V.
b) A reação
Zn 0 (s) 1 Cu 12 (aq) # Zn 12 (aq) 1 Cu 0 (s)
corresponde à reação de uma pilha.
c) A reação
Zn 12 (aq) 1 Cu 0 (s) # Zn 0 (s) 1 Cu 12 (aq)
é espontânea.
d) Na reação
Zn 0 (s) 1 Cu 12 (aq) # Zn 12 (aq) 1 Cu 0 (s),
o Cu 12 (aq) é um agente oxidante.
e) É preciso fornecer energia para que a reação
Zn 12 (aq) 1 Cu 0 (s) # Zn 0 (s) 1 Cu 12 (aq)
aconteça.
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Exercícios adicionais
Seção 15.3
❱❱ Objetivos
C CExplicar em que
condições o ferro
enferruja e equacionar
o processo.
C CDescrever o que é
ferro galvanizado e
por que a galvanização
protege o ferro da
ferrugem.
C CPrever, consultando
valores de E°, se um
metal pode atuar como
ânodo de sacrifício na
proteção catódica
do ferro.
Corrosão de metais e sua
prevenção
1 O fenômeno da corrosão metálica
A corrosão metálica é a oxidação não desejada de um metal. Ela diminui
a vida útil de produtos de aço, tais como pontes e automóveis, e a
substituição do metal corroído acarreta, todos os anos, grande gasto de
dinheiro em todo o mundo.
A corrosão é um processo eletroquímico, e a série eletroquímica
nos dá uma indicação do porquê a corrosão ocorre e como ela pode ser
prevenida. O principal responsável pela corrosão é a água com oxigênio
dissolvido ou o ar úmido.
Ouro
Ferro
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade D • Pilhas
❱❱ Termos e conceitos
• corrosão metálica
• ferrugem
• azinhavre (ou zinabre)
• ferro galvanizado
• proteção catódica
• ânodo de sacrifício (ou
metal de sacrifício)
178
A empunhadura da espada feita de ouro não sofreu corrosão com o
tempo, mas o ferro da lâmina, sim.

Um experimento sobre a formação da ferrugem
Com autorização e supervisão do(a) professor(a), coloque uma porção de lã de aço à meia altura no
interior de uma bureta; inverta a bureta e coloque-a na vertical, presa a um suporte apropriado, com a
abertura mergulhada em um béquer com um pouco de água. Abra a torneira da bureta e deixe entrar um
pouco de água no interior dela, tendo o cuidado para que a água não se encoste à lã de aço. Em seguida,
feche a torneira da bureta (observe se não existe vazamento).
Você notará, após um ou dois dias, que a lã de aço estará coberta de ferrugem e que o volume de
água dentro da bureta aumentou.
Tente justificar, usan do seus conhecimentos, a subida do nível da água no interior da bureta.
O ferro na presença de água isenta de ar (ausência de gás oxigênio) ou na presença de ar seco (ausência
de umidade) praticamente não enferruja (ausência de corrosão). Contudo, o que ocorre normalmente é
o ferro ficar exposto à água contendo oxigênio dissolvido, e é aí que está o problema.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Com a
exposição ao
tempo, materiais
de ferro ou de
ligas desse metal
podem enferrujar
com mais
facilidade.
O fenômeno da corrosão do ferro
Com o tempo,
mesmo materiais
que possuem
proteção contra
a corrosão
podem acabar
enferrujando.
Quando o ferro é exposto ao ar úmido, com a presença de ambos, oxigênio e água, a seguinte
semirreação deve ser considerada:
2 H 2 O (,) 1 O 2 (g) 1 4 e 2 # 4 OH 2 (aq) E° (red) 5 10,40 V
Oxigênio e água juntos podem oxidar o ferro a Fe 21 . Eles podem também subsequente mente
oxidar o ferro (II) a ferro (III).
As equações a seguir representam o que acontece na corrosão do ferro (ou do aço, uma liga
de ferro com um pouco de carbono) na presença de água que contenha oxigênio dissolvido ou
na presença de ar úmido:
Oxidação do Fe: Fe (s) # Fe 21 (aq) 1 2 e 2
Redução do O 2 : H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g) 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq)
Precipitação do Fe(OH) 2 : Fe 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq) # Fe(OH) 2 (s)
Soma das equações anteriores: Fe (s) 1
1__
2 O 2 (g) 1 H 2 O (,) # Fe(OH) 2 (s)
Oxidação do Fe(OH) 2 : 2 Fe(OH) 2 (s) 1
1__
2 O 2 (g) 1 H 2 O (,) # 2 Fe(OH) 3 (s)
A formação da ferrugem requer tanto O 2 quanto H 2 O. Outros fatores —— como a acidez ou
basicidade da solução, a presença de sais, o contato com metais mais difíceis de oxidar que o
Fe e o desgaste no ferro, por exemplo —— podem acelerar o enferrujamento.
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
179

A corrosão do ferro é eletroquímica por natureza. Não
apenas o processo de corrosão envolve a oxidação e a
redução, mas o metal por si só conduz a eletricidade.
Portanto, os elétrons podem mover-se por ele de
uma região onde ocorre oxidação para outra onde há
redução, como em células voltaicas.
Assim, uma parte do Fe pode servir como ânodo,
onde ocorre a oxidação de Fe a Fe 21 . Os elétrons produzidos
migram pelo metal para a outra parte da superfície
que serve como cátodo, onde O 2 é reduzido.
Veja, a seguir, o mecanismo da corrosão em nível
microscópico:
O mecanismo da corrosão
O 2 (ar)
O 2 (ar)
Fe 2 (aq)
O 2 (ar)
A ferrugem se forma, de modo espontâneo, na
reação entre ferro, oxigênio e água.
Fe 2 (aq)
O 2 (ar)
Gota de água
Depósito
de
ferrugem
(Cátodo redução)
2e
Fe(s)
(Ânodo oxidação)
Lâmina de ferro
Uma gota de água na superfície do ferro pode originar o meio aquoso eletrolítico para a corrosão
em uma pequena cela eletroquímica.
A oxidação do ferro acontece em um ponto fora de contato com o oxigênio do ar, e a superfície
do metal age como um ânodo de uma célula galvânica minúscula.
A semirreação de oxidação que ocorre no ânodo:
Fe (s) # Fe 21 (aq) 1 2 e 2
Os átomos de ferro que perdem seus elétrons se transformam nos íons Fe 21 e dissolvem-se
na gota. Esse processo resulta na formação de pequenos buracos na superfície do metal.
Os elétrons liberados na oxidação do ferro migram pelo metal para uma outra região na superfície,
o cátodo, onde ocorre a redução.
A semirreação de redução que ocorre no cátodo:
H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g) 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq)
Os íons Fe 21 e OH 2 reagem, precipitando Fe(OH) 2 . Sendo o cátodo a área com maior concentração
de oxigênio, o Fe(OH) 3 , de coloração marrom-avermelhada, forma-se nele conforme a
seguinte reação:
2 Fe(OH) 2 (s) 1
1__
2 O 2 (g) 1 H 2 O (,) # 2 Fe(OH) 3 (s)
Ferrugem
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade D • Pilhas
A ferrugem, que pode ser encarada como uma mistura de Fe(OH) 2 e
Fe(OH 3 ), ao ser formada na superfície do ferro ou do aço, solta-se em flocos,
deixando o ferro novamente exposto e sujeito à oxidação. (Alguns autores
formulam a ferrugem assim: Fe 2 O 3 ? x H 2 O.)
Se na água já existem íons dissolvidos, ela torna-se mais condutora, acelerando
assim o processo de formação da ferrugem. É por essa razão que
o ar salino das cidades litorâneas é tão danoso aos metais expostos.
180
Ambos os pregos de ferro foram mergulhados em água alguns
dias antes de tirar a foto. No da direita não se formou ferrugem
porque a água, previamente fervida, não contém O 2 dissolvido.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Outros exemplos de corrosão
• O cobre e algumas de suas ligas, quando expostos ao ar úmido, ficam, com o tempo, recobertos
por uma camada esverdeada opaca chamada azinhavre ou zinabre. A reação de corrosão
do cobre e formação do azinhavre pode ser representada pela seguinte equação:
2 Cu (s) 1 O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 CO 2 (g) # Cu 2 (OH) 2 CO 3 (s)
Do ar úmido
carbonato básico
de cobre (verde)
• A prata escurece com o tempo, devido à formação de uma película superficial de Ag2S,
que é de cor preta; esse fenômeno é causado pelo H 2 S do ar e também pelos compostos
sulfurados existentes nos alimentos que entram em contato com talheres de prata:
Ag 1 O 2 1 H 2 S ou compostos sulfurados # Ag 2 S 1 outros produtos
• É muito comum haver corrosão quando colocamos metais diferentes em contato. Nesse
caso, forma-se uma “pilha”, na qual o metal de menor E° (red) será corroído mais rapida mente.
Esse dado é muito importante, por exemplo, nas operações de soldagem e nas obturações
dentárias.
Observe o exemplo a seguir:
Uma amálgama dentário é constituído por uma mistura sólida na qual o mercúrio combina-se
com prata e estanho.
Veja a seguir três das semirreações que acontecem nesse preenchimento:
3 Hg 21 2 (aq) 1 4 Ag (s) 1 6 e 2 # 2 Ag 2 Hg 3 (s) E° 5 10,85 V
1 Sn 21 (aq) 1 3 Ag (s) 1 2 e 2 # 1 Ag 3 Sn (s) E° 5 20,05 V
8 Sn 21 (aq) 1 1 Hg (s) 1 16 e 2 # 1 Sn 8 Hg (s) E° 5 20,13 V
Na realidade esse tipo de amálgama é constituído de 3 fases sólidas formadas pelas seguintes
substâncias: Ag 2 Hg 3 , Ag 3 Sn e Sn 8 Hg.
O problema surge quando um metal de maior
E° (ouro, por exemplo) entra em contato com
a obturação feita de amálgama. Nesse caso,
se a obturação entra em contato com uma incrustação
de ouro feita em um dente próximo,
haverá corrosão na obturação. Isso acontece
porque a obturação de amálgama atua como
ânodo (menor E°) e a incrustação de ouro como
cátodo (maior E°). Analisando os valores de E°,
observa-se que o eletrodo Sn 8 Hg é o mais fácil
de corroer. Quando isso ocorre, a liberação de
íons Sn 21 na boca é a responsável pelo desagradável
sabor metálico.
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Textos: Uso de um agente redutor para a limpeza da prata metálica escurecida
e Corrosão do alumínio
2 A proteção de uma superfície metálica
contra a corrosãos: galvanização
Um bom dentista jamais coloca um dente de ouro
próximo a uma obtura ção de amálgama. É desconforto
na certa para o paciente.
Um procedimento possível para proteger o ferro da corrosão em ambientes nos quais esteja
exposto à água e ao gás oxigênio é a galvanização. Galvanizar o ferro ou o aço consiste em
revesti-los com zinco metálico (como se fosse uma fina película de tinta) para evitar sua corrosão.
O zinco foi escolhido por ser um redutor mais forte que o ferro. Vejamos:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn (s) E° 5 20,76 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 B Fe (s) E° 5 20,44 V
O zinco reveste a superfície do ferro impedindo seu contato com o ar úmido ou com a água
que contém oxigênio. Esse zinco também atua, com relação ao ferro, como se fosse o ânodo de
uma pilha.
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
181

Se o ferro galvanizado fosse “riscado” e exposto ao ar e à umidade, ele estaria sujeito a ser oxidado
a Fe 21 . Este seria imediatamente reduzido a Fe pelo zinco, impedindo o aparecimento da ferrugem.
2 e 2
Zn (s) 1 Fe 21 (aq) # Fe (s) 1 Zn 21 (aq)
Porém, como o zinco tem mais facilidade para se oxidar que o ferro (pois tem menor potencial
de redução), ele tende a se oxidar preferencialmente, mesmo que o ferro esteja exposto. Em
outras palavras, se a película protetora de zinco for danificada e o ferro estiver exposto, o zinco
atuará como metal de sacrifício, ou seja, um metal propositalmente colocado em contato com
o ferro para que seja oxidado em lugar dele, preservando-o.
A galvanização em nível microscópico
Gota de água
Proteção catódica
do ferro em
contato com
o zinco.
Zinco (ânodo)
Zn 2 (aq)
Zn (s)
2e
Ferro (cátodo)
Zn (s) # Zn 2 (aq) + 2 e H 2O () + — 1 O 2 (g) + 2 e # 2 OH (aq)
2
Protegendo o casco de uma embarcação
Cascos de embarcações são protegidos da corrosão mediante a colocação de placas de zinco, que se oxida
mais facilmente que o ferro. A técnica é denominada “proteção catódica”, pois o ferro é protegido justamente
por se tornar o cátodo da cela galvânica formada por zinco e ferro. E o zinco é denominado “metal de sacrifício”
ou “ânodo de sacrifício”, pois, atuando como o ânodo da cela oxida-se, preservando assim o ferro. A proteção
é eficiente desde que o metal de sacrifício seja reposto à medida que vai sendo consumido. Essa estratégia é
utilizada sempre que a pintura é imprópria (partes móveis) ou não oferece eficiência satisfatória.
O 2
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade D • Pilhas
Ao lado, ânodos
de sacrifício antes
do uso. Acima, as
mesmas peças
instaladas e gastas
pelo uso continuado.
182

Protegendo encanamentos subterrâneos
A proteção de um metal contra a corrosão
tornando-o cátodo em uma célula eletroquímica
é conhecida como proteção catódica. O metal que
é oxidado enquanto protege o cátodo é chamado
ânodo de sacrifício. Os encanamentos subterrâneos
geralmente são protegidos contra corrosão ao tornar
o encanamento cátodo de uma célula voltaica.
Pedaços de metal ativo como o magnésio (ânodo)
são enterrados ao longo do encanamento e conectados
a ele por um fio. O ânodo de magnésio é circundado
por uma mistura de gesso natural, sulfato
de sódio e argila para promover a condutividade
de íons. Em solos úmidos, onde a corrosão pode ocorrer,
o metal ativo funciona como ânodo, e o encanamento
sofre proteção catódica. Na realidade o cano
em questão é o cátodo de uma cela galvânica.
Nível do
terreno
Solo contendo
eletrólitos
e 30 cm
Ânodo de magnésio
Cano metálico,
que atua
como cátodo
Fio de
cobre
isolado
Conexão
soldada
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCIOS rESOlVIdOS
22 (UFMG) Para diminuir a velocidade da corrosão das
placas de aço (uma liga de ferro) do casco de navios,
grossas placas de zinco são rebitadas no lado externo
do casco, abaixo da superfície da água. Essa
técnica é conhecida como proteção catódica.
Supondo que o aço possa ser representado por
Fe(s), considere as seguintes forças eletromotrizes
de redução:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) E° 5 20,76 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) E° 5 20,44 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) E° 5 10,34 V
1__
2 O 2 (g) 1 2 H 1 1 2 e 2 # H 2 O (,) E° 5 11,23V
1 — JUSTIFIQUE a utilização do zinco para proteção
de cascos de navios, usando equações e
cálculos eletroquímicos.
2 — JUSTIFIQUE a não utilização de placas de cobre
no lugar das placas de zinco.
Resolução
1 — Zn (s) 1 Fe 21 (aq) # Zn 21 (aq) 1 Fe (s)
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 20,44 V 2 (20,76 V)
DE° 5 10,32 V V DE 0 Reação
espontânea
O cálculo acima indica que a tendência de o
zinco se oxidar é maior que a do ferro. Assim,
as placas de zinco anexadas ao casco do navio
se oxidam com maior facilidade que o ferro do
casco, ajudando a preservá-lo.
2 — Cu (s) 1 Fe 21 (aq) # Cu 21 (aq) 1 Fe (s)
DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 20,44 V 2 0,34 V
DE° 5 20,78 V V DE° 0 Reação
não espontânea
O cálculo acima indica que a tendência de o
cobre se oxidar é menor que a do ferro. Portanto,
placas de cobre não ajudam a preservar
o ferro do casco do navio.
23 (UFBA)
Semirreação
Potencial padrão de
redução, a 25 °C, E°(V)
3 e 2 1 A, 31 B A, 0 21,66
2 e 2 1 Sn 21 B Sn 0 20,14
3 e 2 1 Fe 31 B Fe 0 20,04
e 2 1 Ag 1 B Ag 0 10,80
2 e 2 1 Hg 21 B Hg 0 10,85
3 e 2 1 Au 31 B Au 0 11,50
A tabela acima apresenta o potencial-padrão de
redução de alguns metais e suas semirreações.
Com base nesses dados, julgue, no caderno, os itens
como verdadeiros ou falsos.
(01) Desses metais, o que apresenta maior tendência
a perder elétrons é o ouro.
(02) A diferença de potencial da pilha
A, 0 u A, 31 i Au 31 u Au 0 é 13,16 V.
(04) O alumínio pode ser utilizado para inibir a
oxidação do ferro.
(08) A concentração de Hg 21 (aq) diminui, quando
uma solução de Hg(NO 3 ) 2 é armazenada em
um recipiente de prata.
Capítulo 15 • Potencial-padrão de semicela e suas aplicações
183

Unidade D • Pilhas
(16) Embalagens de alimento feitas com lâminas de
ferro revestida com estanho, quando rompidas
ou amassadas, contaminam internamente os
alimentos devido à formação de Sn 21 .
(32) A reação 3 HgC, 2 (aq) 1 2 A, (s) #
# 2 A,C, 3 (aq) 1 3 Hg (,)
não ocorre espontaneamente.
(64) Na pilha Sn 0 u Sn 21 i Ag 1 u Ag 0 , a prata é o
redutor.
Dê como resposta a soma dos números associados
às afirmações corretas.
Resolução
(01) Falso: Por apresentar o maior E° red , Au 31 possui
maior tendência de receber e 2 e Au 0 , maior
dificuldade de doar e 2 .
(02) Verdadeiro: DE° 5 11,50 2(21,66) 5 13,16 V
(04) Verdadeiro: Pelo fato de possuir um E° red menor,
o A, se oxida mais facilmente, inibindo a
oxidação do ferro.
(08) Verdadeiro: Íons Hg 21 (aq), por apresentarem
maior E° red , oxidam a prata e se transformam
em Hg 0 .
e 2
Hg 21 1 2 Ag 0 # Hg 0 1 2 Ag 1
10,85 V 10,80 V
(16) Verdadeiro. Quando a embalagem é rompida
ou amassada, fragmentos de estanho metálico
podem se desprender do ferro. Submetido, por
exemplo, a um meio ácido, o estanho desses
fragmentos pode ser oxidado a estanho (II).
Os próprios íons ferro (III), provenientes da
oxidação do ferro exposto, podem oxidar o
estanho a estanho (II):
3 Sn 0 1 2 Fe 31 # 3 Sn 21 1 2 Fe 0
DE° 5 20,04 2(20,14) 5 10,10 V zero
(32) Falso: 3 Hg 21 (aq) 1 2 A, 0 (s) # ocorre
10,85 V 21,66 V
maior E° red
recebe e 2 do
metal
(64) Falso: Sn 0 u Sn 21 i Ag 1 u Ag 0
ânodo
oxidação
redutor
e 2
02 1 04 1 08 1 16 5 30
cátodo
redução
oxidante
24 (PUC-MG) Para estudar o surgimento da ferrugem,
um estudante utilizou cinco tubos de ensaio limpos
e colocou, em cada um, um prego polido nas
seguintes condições:
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Exercícios adicionais
prego
algodão
agente
secante
1
água de
torneira
prego
prego
algodão
areia
úmida
2
4 5
prego
recoberto
de vaselina
óleo
água fervida
isenta de ar
dissolvido
prego
Tubo 1: o prego ficou em contato com o ar seco;
Tubo 2: o prego ficou em contato com ar úmido;
Tubo 3: o prego ficou em contato com água isenta
de ar dissolvido;
Tubo 4: o prego ficou em contato com água e ar;
Tubo 5: o prego foi protegido por uma camada de
vaselina.
Após alguns dias, o estudante observou a formação
de ferrugem nos tubos de ensaio 2 e 4. Uma conclusão
CORRETA, proposta pelo estudante, com base
apenas na experiência, é:
a) A ferrugem ocorre devido à oxidação do ferro
pela areia e pela água.
b) A equação que representa a formação da ferrugem
é Fe (s) 1
1__
2 O 2 (g) # FeO (s).
c) A ferrugem ocorre devido à oxidação do ferro
pelo oxigênio do ar úmido.
d) A camada de vaselina reage com o oxigênio e a
umidade protegendo o ferro.
25 (Mackenzie-SP)
Sn 21 1 2 e 2 B Sn (s) E° 5 20,136 V
Fe 31 1 3 e 2 B Fe (s) E° 5 20,036 V
Alimentos em conserva, acondicionados em latas
feitas de uma liga de ferro-carbono e protegidas
por uma camada de estanho, não devem ser consumidos
se as latas estiverem amassadas, pois,
nesse caso, forma-se uma pilha na embalagem,
contaminando os alimentos. Considerando os
potenciais-padrão de redução, a 25 °C, dados acima,
fazem-se as afirmações
I. a força eletromotriz-padrão da pilha ferro/
estanho é de 0,1 V.
II. 3 Sn (s) 1 2 Fe 31 # 2 Fe (s) 1 3 Sn 21
representa a reação global da pilha.
III. a contaminação dos alimentos deve-se à espécie
química produzida na oxidação do Sn (s).
Dessas afirmações,
a) somente I está correta.
b) somente I e II estão corretas.
c) I, II e III estão corretas.
d) somente II está correta.
e) somente II e III estão corretas.
3
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
184

UNIDADE D
Capítulo
16
As pilhas e baterias comerciais
são aplicações dos princípios
eletroquímicos.
Pilhas e baterias
comerciais
H
á uma grande variedade de tipos de pilha
no mercado. Cada tipo tem características
como potência e duração da carga
que dependem, dentre outros fatores, das
reações eletroquímicas em que se baseiam.
Neste capítulo serão estudados os princípios
de funcionamento de alguns tipos de pilha.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
16.1 Pilha seca comum (pilha de
Leclanché)
Na pilha seca comum, o eletrólito é uma pasta
úmida contendo íons.
16.2 Pilha alcalina
A pilha alcalina é um aprimoramento da
pilha seca.
16.3 Pilha de mercúrio
A pilha de mercúrio é muito prejudicial ao
ambiente, se descartada incorretamente.
16.4 Bateria de automóvel ou
acumulador de Planté
A bateria de automóvel pode ser recarregada.
Durante a recarga, um gerador externo força
a ocorrência da reação inversa.
16.5 Bateria de níquel-cádmio (nicad)
A bateria nicad, pela presença de cádmio, é uma
ameaça ambiental se incorretamente descartada.
16.6 Bateria de níquel-hidreto metálico
As baterias de níquel-hidreto metálico são um
aprimoramento das nicad.
16.7 Pilha de lítio ou pilha de lítio-iodo
(marca-passo cardíaco)
A pilha lítio-iodo é usada em marca-passos.
16.8 Células de combustível
As células de combustível podem representar a
disseminação do uso energético do hidrogênio
no futuro.

Unidade D • Pilhas
186
Seção 16.1
❱❱ Objetivo
C Conhecer o
funcionamento da pilha
seca.
❱❱ Termos e conceitos
• pilha seca (ou pilha
de Leclanché)
Pilha seca comum
(pilha de Leclanché)
Inventada pelo francês George
Leclanché por volta de 1865,
esse é o tipo de pilha comumente
usado em lanternas, rádios,
gravadores etc. Ficou conhecida
como pilha “seca” porque o meio
eletrolítico nela presente não é
simplesmente uma solução, mas
uma pasta úmida contendo íons
dissolvidos.
Essa pasta úmida contém cloreto
de amônio (NH 4 C,), cloreto de
zinco (ZnC, 2 ) e água. Ela encontra-
-se em um envoltório de zinco, que
constitui o ânodo da pilha. No centro da pasta existe um bastão de grafite,
ao redor do qual há uma mistura de carvão em pó e dióxido de manganês,
que funciona como cátodo.
Quando a pilha está funcionando, a semirreação do ânodo é:
Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
Os íons Zn 21 passam para a pasta eletrolítica e os elétrons são enviados
do ânodo (zinco) para a parte metálica do circuito elétrico, externa à pilha,
de onde migram para o bastão de grafite (cátodo), no qual o dióxido de
manganês (MnO 2 ) é reduzido a Mn 2 O 3 . A semirreação catódica é:
2 MnO 2 (s) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2 # Mn 2 O 3 (s) 1 2 OH 2 (aq)
imediatamente seguida por:
NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq) # NH 3 (g) 1 H 2 O (,)
Após longo período de uso de uma pilha, a amônia gasosa formada ao
redor do bastão de grafite age como uma camada isolante, o que acarreta
uma drástica redução de voltagem.
A pilha cessará seu funcionamento quando o MnO 2 for totalmente
consumido. Contudo, mesmo não estando totalmente descarregadas, as
pilhas devem ser removidas dos aparelhos quando estes não forem usados
durante períodos prolongados, pois seu eletrólito continua a corroer
lentamente o recipiente e pode chegar a perfurá-lo.
Se isso acontecer, haverá vazamento da pasta com eletrólito que, além
de tóxica, pode danificar o aparelho, corroendo suas partes metálicas.
Utilização: lanternas, aparelhos de som etc.
ATENÇÃO
Tampa
superior
Haste de
carvão
(cátodo)
Separador
Recipiente
de zinco
(ânodo)
Tampa inferior e
terminal negativo
Terminal
positivo
Dióxido de
manganês
Eletrólito
Envoltório
de metal
❱Pilha seca, ilustrada em corte com cores
fantasiosas.
Praticamente todas as pilhas e baterias contêm metais pesados em
sua constituição, que são ambientalmente perigosos. Esses metais
são tóxicos e podem contaminar o solo, a água subterrânea e outros
mananciais, atingindo, a partir deles, os seres vivos.
Todas as pilhas e baterias usadas devem ser levadas a postos
adequados de coleta, de onde serão encaminhadas para
reciclagem.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Seção 16.2
❱❱ Objetivo
C CSaber que a pilha
alcalina é um
aprimoramento da pilha
de Leclanché.
❱❱ Termos e conceitos
• pilha alcalina
Pilha alcalina
A pilha alcalina é um aprimoramento da pilha de Leclanché.
O ânodo consiste em Zn metálico em pó imobilizado em um gel em
contato com uma solução concentrada de KOH. Durante o funcionamento
da pilha ocorre a oxidação do zinco:
Semirreação anódica:
Zn (s) 1 2 OH 2 (aq) # Zn(OH) 2 (s) 1 2 e 2
O cátodo consiste em uma mistura de MnO 2 (s) e grafite, separados do
ânodo por um tecido poroso. Nele ocorre a redução do MnO 2 .
Semirreação catódica:
2 MnO 2 (s) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 # 2 MnO(OH) (s) 1 2 OH 2 (aq)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
As reações anódica (oxidação do zinco metálico) e catódica (redução
do MnO 2 ) são similares às da pilha de Leclanché.
A diferença entre a pilha alcalina e a de Leclanché está na pasta entre
os eletrodos. Há uma substituição de NH 4 C, e ZnC, 2 por KOH (daí o nome
pilha alcalina). Essa pilha é selada em uma lata de aço, com intenção de
evitar o vazamento de KOH.
A seguir, algumas das vantagens dessa substituição:
• não se forma a camada isolante de amônia ao redor do cátodo de
grafite e, com isso, sua voltagem não cai tão violentamente;
• a fem (força eletromotriz) de uma pilha alcalina é 1,55 V. A pilha alcalina
fornece um desempenho muito superior comparado ao desempenho
das velhas “pilhas secas”, que eram baseadas também em MnO 2 e Zn
como substâncias eletroquimicamente ativas.
• sua vida média é de cinco a oito vezes maior porque o zinco não fica
muito tempo exposto ao meio ácido, causado pelos íons NH 1 4 (aq) do
NH 4 C, presentes na pilha comum (a explicação para o fato de os íons
NH 1 4 deixarem o meio ácido será dada na unidade I).
• podem ser armazenadas por mais tempo sem sofrerem uma “autodescarga”
tão intensa como sofrem as pilhas de Leclanché. (“autodescarga”:
o eletrólito continua a corroer lentamente o recipiente e pode
chegar a perfurá-lo, causando vazamento da pasta com eletrólito que,
além de tóxica, pode corroer as partes metálicas do aparelho.)
Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
Devido às inumeras vantagens, as
pilhas alcalinas revolucionaram as
indústrias de eletrônicos portáteis.
187

Seção 16.3
Pilha de mercúrio
❱❱ Objetivos
C CTer noção do
funcionamento da pilha
de mercúrio.
C CPonderar sobre o
acentuado risco
ambiental desse tipo
de pilha.
Cápsula
externa
de aço
Junta
absorvente
de segurança
Cápsula interna
de aço
Eletrólito: material
absorvente, KOH
Ânodo: Amálgama
de zinco, KOH
Divisória
(separação)
Cátodo:
HgO, grafite
❱❱ Termos e conceitos
• pilha de mercúrio
H 2O
HgO
Nesse tipo de pilha, o ânodo é constituído de
amálgama de zinco (zinco dissolvido em mercúrio),
o cátodo contém óxido de mercúrio (II), e o
eletrólito é hidróxido de potássio.
As semirreações anódica e catódica e a
reação global dessa pilha são dadas pelas seguintes
equações:
Ânodo (polo ): Zn 1 2 OH 2 # ZnO 1 H 2 O 1 2 e 2
Cátodo (polo ): HgO 1 H 2 O 1 2 e 2 # Hg 1 2 OH 2
Equação Global: Zn 1 HgO # ZnO 1 Hg
O zinco é oxidado e o mercúrio é reduzido, não ocorrendo alteração na
concentração de nenhuma espécie em solução.
A migração do OH 2 do eletrodo de mercúrio para o eletrodo de zinco conduz
internamente a corrente elétrica e mantém a concentração uniforme.
2 OH
e
ZnO
e
OH
Zn
K
e
Zn
2 e ZnO
H 2O
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 e Hg
Hg
HgO
2 OH
Unidade D • Pilhas
A vantagem em relação à pilha seca comum ou alcalina é que a voltagem
nesse tipo de pilha permanece bem mais constante, não decaindo
com o uso.
Utilização: por ser pequena e oferecer voltagem constante, é ideal para
dispositivos sensíveis, como aparelhos de surdez, relógio, instrumentos
científicos etc.
ATENÇÃO
O mercúrio é um metal extremamente tóxico, ambientalmente muito
prejudicial e de efeito cumulativo no organismo.
Evite usar pilhas de mercúrio. Caso as tenha em casa, encaminhe-as
após o uso para postos adequados de coleta.
188
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Seção 16.4
❱❱ Objetivos
C CExplicar o princípio
de funcionamento da
bateria de automóvel.
C Comparar a reação que
ocorre durante o uso
com a que acontece
durante a recarga.
C CSer consciente
do risco de abrir e
manusear baterias de
automóvel.
❱❱ Termos e conceitos
• bateria de automóvel
(ou bateria de
ácido-chumbo, ou
acumulador de Planté)
• descarga
• recarga
• bateria selada
Bateria de automóvel ou
acumulador de Planté
A bateria de 12 V usada nos automóveis, também chamada acumulador
de Planté, consiste na associação de seis pilhas ligadas em série, cada
uma fornecendo aproximadamente 2 V. Sua invenção é atribuída ao francês
Raymond Gaston Planté, em 1859.
O ânodo dessa bateria (polo negativo) é constituído por um grupo
de placas de chumbo, Pb, e o cátodo, por uma série de placas de óxido
de chumbo (IV), PbO 2 .
Semirreação do ânodo:
Pb (s) 1 SO 22 4 (aq) # PbSO 4 (s) 1 2 e 2
Semirreação do cátodo:
PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 SO 42 2 (aq) 1 2 e 2 # PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
Equação da reação global:
Pb (s) 1 PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 SO 42 2 (aq) # 2 PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
Cátodo
Placa positiva:
grade de chumbo
preenchida com PbO 2
Ânodo
Placa negativa:
grade de chumbo
preenchida com
chumbo esponjoso
Desenho esquemático mostrando o corte de uma parte de bateria automotiva
de chumbo e ácido de 12 V. Cada par ânodo/cátodo de eletrodos produz um
potencial de 2V. Seis pares de eletrodos estão conectados em série, produzindo
a voltagem necessária da bateria. Cores fantasiosas.
Interior de uma bateria
automotiva.
Bateria instalada em um automóvel.
Esquema de funcionamento
Uma bateria de ácido/Pb de 12 V consiste em seis células voltaicas em
série, cada uma produzindo 2 V.
Os reagentes Pb (ânodo) e PbO 2 (cátodo) servem como eletrodos. Ambos
os eletrodos são imersos em H 2 SO 4 . Como são sólidos, não é necessário
separar a bateria em compartimentos de ânodo e cátodo. Para manter os
eletrodos sem se tocarem, espaçadores de madeira ou fibra de vidro são
colocados entre eles.
Uma vantagem da bateria de Pb/ácido é que ela pode ser recarregada.
Durante a recarga uma fonte externa de energia é usada para reverter
o sentido da equação da bateria, regenerando Pb (s) e PbO 2 (s).
Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
189

Esquema de descarga
Cátodo
Ânodo
PbO 2 (cátodo)
2e PbO 2
Pb (ânodo)
2e
PbSO 4
Pb PbSO 4
HSO 4
H 3 O
H 3 O
HSO 4
Descarga
Pb (s) 1 PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 SO 2 42 (aq) # 2 PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
Depósitos de PbSO 4 sólido acumulam-se lentamente nas placas. À medida que a produção de
corrente prossegue, a bateria vai se descarregando e a solução de ácido sulfúrico (o eletrólito)
fica mais diluída. Observando a equação global, constata-se que, para cada 1 mol de Pb que reage,
2 mol de H 2 SO 4 são gastos e 2 mol de água são formados.
Recarga
2 PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,) # Pb (s) 1 PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 SO 42 2 (aq)
Em um automóvel, a energia necessária para recarregar a bateria é fornecida por um gerador,
operado pelo motor. A recarga é possível porque PbSO 4 formado durante a descarga adere aos
eletrodos. À medida que a fonte externa força os elétrons de um eletrodo para outro, o PbSO 4 é
convertido em Pb em um eletrodo e em PbO 2 no outro.
Uma bateria de ácido/chumbo pode ser recarregada, passando-se por ela uma corrente contínua
em direção oposta, o que força a reação a acontecer no sentido inverso:
descarga
Pb (s) 1 PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 SO 42 2 (aq) @@@#
!@@@ 2 PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
recarga
Após o recarregamento, uma bateria está em condições de produzir corrente elétrica novamente.
Esquema de recarga
Interface cátodo-solução
e
Gerador
Pb PbO 2
e
Interface ânodo-solução
2 e
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2 e PbSO 4
Pb
Cátodo
Ânodo
PbSO 4 PbO 2
PbSO 4
HSO 4
HSO 4
Unidade D • Pilhas
190
As modernas baterias seladas
As baterias automotivas mais antigas apresentavam internamente ligas que incluíam metais
como chumbo e antimônio. Tais ligas apresentavam o inconveniente de provocar uma perda de
água significativa (por evaporação), em decorrência do aquecimento exagerado da bateria durante
seu funcionamento.
Nas modernas baterias automotivas, denominadas “seladas”, novas ligas internas constituídas
pelos metais chumbo, prata e cálcio, apresentam a vantagem de reduzir drasticamente a
perda de água. Isso faz com que não seja necessária a reposição de água nesse tipo de bateria.
Essas ligas melhoram a condutividade elétrica da bateria, a resistência às altas temperaturas
do veículo e à corrosão, contribuindo para a maior durabilidade do produto.

Qualquer bateria de automóvel (selada ou não) produz gases quando está sendo utilizada.
As baterias seladas têm um respiro, por onde escapam os gases. Se os gases fossem retidos dentro da
bateria, com o tempo o aumento de pressão faria a bateria explodir. O termo “selada” é utilizado de forma
exagerada, uma vez que nenhuma bateria de automóvel é completamente fechada, pois possui respiro.
Um gás produzido internamente na bateria, quando em recarga, é o hidrogênio (produzido por
eletrólise da água), o qual é altamente inflamável.
ATENÇÃO
A manutenção e a troca de baterias são procedimentos arriscados, entre outros motivos,
devido ao alto grau de periculosidade da solução de ácido sulfúrico e à toxicidade dos íons
chumbo. Por isso, devem ser realizadas por profissionais treinados para isso.
Seção 16.5
❱❱ Objetivos
C Conhecer o princípio
de funcionamento das
baterias nicad.
C CEstar sensibilizado ao
problema ambiental
gerado pelo descarte
incorreto dessas
baterias.
❱❱ Termos e conceitos
• bateria nicad
ATENÇÃO
O cádmio é
um metal
extremamente
tóxico ao ser
humano e outros
seres vivos. Por
isso, o risco
ambiental das
baterias nicad é
enorme.
Evite empregá-las.
Se as tiver em
casa, encaminhe-
-as após o uso para
postos adequados
de coleta.
Bateria de níquel-cádmio (nicad)
O ânodo é formado por cádmio metálico.
O cátodo é formado por um composto de níquel, NiO(OH) (s).
Semirreação anódica: Cd (s) 1 2 OH 2 (aq) # Cd(OH) 2 (s) 1 2 e 2
Semirreação catódica: 2 NiO(OH) (s) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 #
# 2 Ni(OH) 2 (s) 1 2 OH 2 (aq)
Equação da reação global: Cd (s) 1 2 NiO(OH) (s) 1 2 H 2 O (,) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 2 Ni(OH) 2 (s)
Como na bateria de chumbo e ácido, os produtos sólidos da reação
aderem aos eletrodos, o que permite que as reações dos eletrodos sejam
revertidas durante a carga.
Uma única célula nicad tem uma fem de 1,30 V. Um pacote de bateria
nicad normalmente contém três ou mais células em série para produzir as
fems maiores necessárias para a maioria dos dispositivos eletrônicos.
Uma desvantagem das baterias nicad é que o Cd é um metal tóxico pesado.
Seu uso aumenta o peso das baterias e oferece perigo ao meio ambiente,
devendo ser recicladas quando perdem sua capacidade de recarga.
Uma das vantagens dessa bateria é que sua fem se mantém constante até
a descarga e, quando fora de uso, demoram mais tempo para se descarregarem.
Outra vantagem é que elas podem ser recarregadas até 4.000 vezes.
Utilização: São empregadas em aparelhos elétricos sem fio, como
câmeras de vídeo, barbeadores elétricos, telefones sem fio, ferramentas
portáteis e em alguns modelos de telefones celulares.
As baterias de níquel/cádmio se difundiram graças à facilidade com que podem ser
recarregadas.
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Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
191

Seção 16.6
❱❱ Objetivo
C CTer noção do
funcionamento da
bateria de níquel-
-hidreto metálico.
❱❱ Termos e conceitos
• bateria de níquel-
-hidreto metálico
Seção 16.7
❱❱ Objetivo
C CSaber que a pilha de
lítio-iodo é vantajosa
para marca-passos
cardíacos.
❱❱ Termos e conceitos
• pilha lítio-iodo
Bateria de níquel-hidreto metálico
A reação no cátodo das baterias de níquel–hidreto metálico (NiMH) é a
mesma das baterias nicad.
Semirreação catódica:
2 NiO(OH) (s) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 # 2 Ni(OH) 2 (s) 1 2 OH 2 (aq)
A reação no ânodo é bem diferente; ele consiste numa liga metálica,
como ZrNi 2 , que tem a habilidade de adsorver átomos de hidrogênio.
Durante a oxidação no ânodo, os
átomos de hidrogênio perdem elétrons,
e os íons H 1 resultantes reagem
com os íons OH 2 para formar
H 2 O, processo revertido durante a
carga.
O desempenho das baterias de
hidreto metálico é superior ao das
baterias nicad, com a vantagem de
não envolverem o risco ambiental associado
ao cádmio.
Bateria de níquel-hidreto metálico.
Pilha de lítio ou pilha de lítio-iodo
(marca-passo cardíaco)
No coração existe o chamado nódulo sinusial, que controla as batidas
cardíacas por meio de impulsos elétricos.
Com a idade, ou por motivo de doenças, infecções etc., o coração pode
se tornar lento, provocando cansaço, tonturas, palpitações etc.
Torna-se necessária, então, uma cirurgia para o implante de um marca-
-passo no peito do paciente. Esse tipo de aparelho contém um sistema
eletrônico que gera impulsos elétricos auxiliados por uma pilha de lítio-iodo.
Esse tipo de pilha revolucionou a história do marca-passo cardíaco.
Através de um fio, que é colocado em uma grande veia e chega até o
coração, o marca-passo transmite seus impulsos elétricos, que voltam a
regularizar os batimentos cardíacos.
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Unidade D • Pilhas
Semirreação anódica: 2 Li # 2 Li 1 1 2 e 2
Semirreação catódica: 2 Li 1 1 2 e 2 1 I 2 # 2 LiI
Equação da reação global: 2 Li 1 I 2 # 2 LiI
Essa pilha fornece uma voltagem de 2,8 V e tem como vantagens a não
emissão de gases (o que permite fechá-la hermeticamente) e uma duração
de 5 a 8 anos.
192

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Seção 16.8
❱❱ Objetivos
C CDescrever o
funcionamento de uma
célula de combustível.
C CExplicar a vantagem
ambiental de uma
célula cujos reagentes
sejam H 2 e O 2 .
❱❱ Termos e conceitos
• pilha de combustível
1,23 V
Células de combustível
Uma das vantagens das células galvânicas vistas até aqui é o fato de
serem pequenas e portáteis. Seu tamanho, porém, representa uma limitação,
já que a quantidade de corrente produzida depende da quantidade
de reagentes contidos na célula. A célula deixa de gerar corrente quando
um dos reagentes é completamente consumido.
As células de combustível são diferente e evitam essa limitação; são
células eletroquímicas onde os reagentes dos eletrodos (combustível e
oxidante) são continuamente repostos a partir de um reservatório externo.
Assim a célula pode operar por tempo teoricamente ilimitado, enquanto
durar o suprimento de reagentes.
O mais promissor sistema de células a combustível envolve a reação
de H 2 (g) e O 2 (g) para formar H 2 O (,) como único produto. O hidrogênio é
bombeado para o ânodo da célula e o O 2 (ou ar) é direcionado ao cátodo.
As reações que ocorrem nos eletrodos da célula a combustível de hidrogênio
são:
Semirreação anódica: 2 H 2 (g) 1 4 OH 2 (aq) # 4 H 2 O (,) 1 4 e 2
Semirreação catódica: 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g) 1 4 e 2 # 4 OH 2 (aq)
Equação da reação global: 2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,)
Células desse tipo foram usadas nos programas Gemini, Apollo e Ônibus
Espacial da Nasa. Além de leves e eficientes (geram a mesma potência que
baterias dez vezes mais pesadas), têm a grande vantagem de produzir
água potável para os tripulantes da nave. Numa missão de uma semana
essas células consomem 680 kg de hidrogênio, mas produzem 720 L de
água. Ao contrário das pilhas, que são dispositivos que armazenam energia
elétrica, as células de combustível são dispositivos de conversão contínua
de energia química em energia elétrica.
Exaustão de
O 2 , H 2 O
2
Exaustão
de H 2
Entrada
de H 2
Ânodo
Entrada
de O 2
Cátodo
Membrana porosa
Representação esquemática de uma célula de
combustível. A membrana porosa permite que íons H 1
provenientes da oxidação do H 2 no ânodo, migrem para
o cátodo, onde ocorre a formação de água.
Cientista fazendo medição em célula de combustível.
Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
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Texto: Emprego das células de combustível na indústria
automobilística
193

exercícios essenciais
1 Nas pilhas comuns, usadas, por exemplo, em lanternas
e brinquedos, as semirreações podem ser
assim equacionadas:
I. Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
II. 2 MnO 2 (s) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2 #
# Mn 2 O 3 (s) 1 2 OH 2 (aq)
a) Cite uma espécie química cuja quantidade diminui
com o funcionamento da pilha.
b) Qual das semirreações ocorre no cátodo?
c) Qual das semirreações ocorre no polo que emite
elétrons para a parte do circuito externa à pilha?
4 (UFBA-modificado) A bateria chumbo/ácido, utilizada
na geração de energia elétrica para automóveis, pode
ser recarregada pelo próprio dínamo do veículo.
Bateria
Unidade D • Pilhas
2 (PUC-MG) As pilhas de mercúrio são muito utilizadas
em relógios, câmaras fotográficas, calculadoras
e aparelhos de audição. As reações que ocorrem
durante o funcionamento da pilha são:
Zn 1 2 OH 2 # ZnO 1 H 2 O 1 2 e 2
HgO 1 H 2 O 1 2 e 2 # Hg 1 2 OH 2
Sobre essa pilha, identifique a afirmativa INCOR-
RETA:
a) O HgO funciona como o anodo da pilha.
b) O zinco metálico é o agente redutor.
c) A reação se realiza em meio alcalino.
d) O zinco sofre um aumento de seu número de
oxidação.
e) O oxigênio não varia seu número de oxidação.
ExErcício rEsolvido
3 A bateria de automóvel é formada por uma associação
de seis pilhas iguais. As semicelas empregadas
têm os seguintes valores de potencial-padrão.
PbSO 4 1 2 e 2 # Pb 1 SO 2 2
4
E° 5 20,36 V
PbO 2 1 4 H 1 1 SO 42 2 1 2 e 2 # PbSO 4 1 2 H 2 O
E° 5 11,69 V
a) Represente a equação da reação global da pilha.
b) Cite uma substância consumida enquanto ela
funciona.
c) Calcule a força eletromotriz nas condições-
-padrão (DE°) para a pilha em questão.
Resolução
a) De acordo com os potenciais, a primeira semirreação,
em relação à segunda, tem maior tendência
a ocorrer no sentido inverso (oxidação).
Assim:
Pb 1 SO 22 4 # PbSO 4 1 2 e 2
PbO 2 1 4 H 1 1 SO 2 42 1 2 e 2 # PbSO 4 1 2 H 2 O
Pb 1 PbO 2 1 4 H 1 1 2 SO 2 42 # 2 PbSO 4 1 2 H 2 O
b) Três substâncias que são consumidas e, portanto,
são respostas possíveis: Pb, PbSO 4 e H 2 SO 4 .
c) DE o 5 E o eletrodo que recebe elétrons 2 E o eletrodo que perde elétrons
DE o 5 11,69 V 2 (20,36 V)
DE o 5 12,05 V
Eletrólito
de H 2 SO 4 PbO2 Pb
Semirreação
PbO 2 (s) 1 SO 2 42 (aq) 1 4 H 1 (aq) 1
1 2 e 2 B PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
PbSO 4 (s) 1 2 e 2 B
B Pb (s) 1 SO 42 2 (aq)
Placas
alternadas
de Pb e PbO 2
Potencial-padrão
de redução E° (V)
11,69
20,36
Associando-se as informações da tabela e da figura,
é correto afirmar:
(01) O eletrodo de óxido de chumbo é o ânodo da
bateria.
(02) A diferença de potencial de 6 pilhas associadas
em série é 12,30 V.
(04) Uma semirreação que ocorre na bateria é:
Pb (s) 1 SO 22 4 (aq) # PbSO 4 (s) 1 2 e 2
(08) No processo de recarga, a placa de chumbo é
o ânodo da bateria.
(16) Quando ocorre a descarga da bateria, a densidade
da solução diminui, devido ao consumo
de íons sulfato e à formação de água.
(32) Durante o processo de descarga da bateria, são
envolvidos 4 elétrons.
Responda com a soma dos números dos itens
corretos.
ExErcício rEsolvido
5 (PUC-SP) Dados:
Cd 21 (aq) 1 2 e 2 B Cd (s)
E o 5 20,40 V
Cd(OH) 2 (s) 1 2 e 2 B Cd (s) 1 2 OH 2 (aq)
E o 5 20,81 V
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 B Ni (s)
E o 5 20,23 V
Ni(OH) 3 (s) 1 e 2 B Ni(OH) 2 (s) 1 OH 2 (aq)
E o 5 10,49 V
As baterias de níquel-cádmio (“ni-cad”) são leves
e recarregáveis, sendo utilizadas em muitos
aparelhos portáteis como telefones e câmeras de
vídeo. Essas baterias têm como característica o
fato de os produtos formados durante a descarga
serem insolúveis e ficarem aderidos nos eletrodos,
permitindo a recarga quando ligada a uma fonte
externa de energia elétrica.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
194

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Com base no texto e nas semirreações de redução fornecidas,
a equação que melhor representa o processo
de descarga de uma bateria de níquel-cádmio é:
a) Cd (s) 1 2 Ni(OH) 3 (s) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 2 Ni(OH) 2 (s)
b) Cd (s) 1 Ni (s) # Cd 21 (aq) 1 Ni 21 (aq)
c) Cd(OH) 2 (s) 1 2 Ni(OH) 2 (s) #
# Cd (s) 1 2 Ni(OH) 3 (s)
d) Cd 21 (aq) 1 Ni 21 (aq) # Cd (s) 1 Ni (s)
e) Cd (s) 1 Ni (s) 1 2 OH 2 (aq) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 Ni 21 (aq)
Resolução
2 Ni(OH) 3 (s) 1 2 e 2 B 2 Ni(OH) 2 (s) 1 2 OH 2 (aq)
2 OH 2 (aq) 1 Cd (s) B Cd(OH) 2 (s) 1 2 e 2
2 Ni(OH) 3 (s) 1 Cd (s) B
B 2 Ni(OH) 2 (s) 1 Cd(OH) 2 (s)
Alternativa a.
6 (UFRGS-RS) Um tipo comum de célula galvânica recarregável
é a bateria “nicad” utilizada em pequenos
aparelhos e calculadoras. As reações de descarga
dessa pilha são:
1 a semirreação: Cd (s) 1 2 OH 2 (aq) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 2 e 2
2 a semirreação: NiO 2 (s) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 #
# Ni(OH) 2 (s) 1 2 OH 2 (aq)
A reação global da pilha é:
Cd (s) 1 NiO 2 (s) 1 2 H 2 O (,) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 Ni(OH) 2 (s)
Os hidróxidos insolúveis de níquel e cádmio
depositam-se nos eletrodos e por essa razão as
semirreações são facilmente revertidas no recarregamento
da bateria. O potencial-padrão de cada
semirreação acima, quando escrita na forma de
redução, é:
1 a semirreação: potencial-padrão de redução 5
5 20,815 V
2 a semirreação: potencial-padrão de redução 5
5 10,490 V
Assinale a alternativa correta.
Reação
do ânodo
a)
1 a semirreação:
redução
b)
2 a semirreação:
oxidação
c)
1 a semirreação:
oxidação
d)
1 a semirreação:
oxidação
e)
2 a semirreação:
redução
Espécie
que reage
no ânodo
Cd
NiO 2
Cd
Cd
NiO 2
Reação
do cátodo
2 a semirreação:
oxidação
1 a semirreação:
redução
2 a semirreação:
redução
2 a semirreação:
redução
1 a semirreação:
oxidação
Espécie
que reage
no cátodo
Potencial-
-padrão
7 (UFPE) Uma bateria de telefone celular muito
comum é a bateria de níquel-hidreto metálico.
Nesta bateria, a reação global, escrita no sentido
de descarga, é:
NiOOH 1 MH # Ni(OH) 2 1 M
Ni
Cd
NiO 2
NiO 2
Cd
11,305 V
21,305 V
11,305 V
20,325 V
10,325 V
Onde M é um metal capaz de se ligar ao hidrogênio
e formar um hidreto metálico (MH). A partir desta
equação química, podemos afirmar que [são corretos
os itens]:
0. o estado de oxidação do hidrogênio em MH é 11.
1. o NiOOH é o cátodo da célula.
2. o estado de oxidação do níquel em Ni(OH) 2 é 12.
3. para cada mol de Ni(OH) 2 produzido, 2 mols de elétrons
são transferidos do ânodo para o cátodo.
4. o agente redutor nesta reação é o hidreto
metálico.
ExErCíCio rESoLvido
8 (UFMG) Pilhas a combustível são dispositivos
eletro químicos em que a reação de um combustível
com o oxigênio produz energia elétrica.
O diagrama representa, simplificadamente, uma
pilha a combustível, que envolve a reação entre os
gases hidrogênio e oxigênio, conforme a equação:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,)
Hidrogênio
Eletrodos de platina
Lâmpada
acesa
Oxigênio
Solução aquosa
de hidróxido de
sódio
Com relação a essa pilha, todas as afirmativas
abaixo estão corretas, EXCETO:
a) O transporte de carga através da solução é feito
por íons.
b) A reação torna iguais os números de oxidação
do hidrogênio e do oxigênio.
c) O hidrogênio atua na reação como o agente
redutor.
d) O circuito externo transporta, para o oxigênio,
elétrons retirados do hidrogênio.
Resolução
Ao final da reação, o número de oxidação do hidrogênio
é 11 e o do oxigênio é 22. Portanto, a
reação não “torna iguais os números de oxidação
do hidrogênio e do oxigênio”.
Alternativa b.
9 (PUC-RJ) Conhecendo-se as semirreações da pilha
seca (Pilha de Leclanché) e seus respectivos potenciais
padrões de redução:
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) E° 5 20,76 V
2 NH 1 4 (aq) 1 2 MnO 2 (s) 1 2 e 2 #
# Mn 2 O 3 (s) 1 H 2 O (,) 1 2 NH 3 (aq) E° 5 10,74 V
faça o que se pede.
a) Escreva a equação da semirreação que ocorre
no ânodo da pilha.
b) Escreva a equação da reação global da pilha seca
e calcule a sua diferença de potencial (DE°).
c) Considerando a estequiometria da reação global
da pilha, calcule a quantidade máxima, em
grama, de Mn 2 O 3 que pode ser obtida a partir de
0,04 mol de MnO 2 .
Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
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Exercícios adicionais
195

estabeleça conexões
mapa conceitual da unidade d
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
1
também
chamada
Cela
eletroquímica
pode ser
Oxirredução
espontânea
onde
ocorre
Cela
galvânica
exemplos
são as
Cela
eletrolítica
onde
ocorre
Oxirredução
não espontânea
usada para
Geração de
corrente
elétrica
onde ocorre
Semirreação
de oxidação
incluem
um
Meio condutor
iônico
é
pois
para a
formada
por duas
uma
atua
como
2
outra
atua
como
3 4
Polo negativo
Emite
elétrons
da
Parte metálica
do circuito
pois
é
Polo positivo
Recebe
elétrons
Pilhas e baterias
comerciais
onde ocorre
Semirreação
de redução
expresso
na unidade
cada uma
tem seu
é
Forçada pela
corrente
elétrica
Potencial-padrão
de semicela (E°)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
onde há
onde há
5
medido em
relação ao
Fluxo de
íons
constituem a
Fluxo de
elétrons
6
Unidade G D • Substâncias Pilhas inorgânicas
que também
ocorre na
só se
estabelece em
Circuito
fechado
propiciado, entre
outras coisas, pela
Ponte salina
(ou parede
porosa)
7
usado
para
calcular
Força
eletromotriz
(Eº)
medida
com
Voltímetro
Espontaneidade
de reações
de oxirredução
Metal de sacrifício
(ânodo de sacrifício)
Força de
oxidantes ou
de redutores
usado para prever
que usa
Oxidação de
metais
evitada por
Proteção
catódica
196

rEvisE, rElAciONE E rEsOlvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
(Fuvest-SP) Foi realizado o seguinte experimento, em quatro etapas:
I. Em um copo de vidro, contendo alguns pregos de ferro lixados, foi colocada uma
solução de tintura de iodo (iodo em solução de água e álcool comum, de cor castanho-
-avermelhada), em quantidade suficiente para cobrir os pregos. Depois de algumas
horas, observou-se descoloração da solução.
II. A solução descolorida foi despejada em um outro copo, separando-se-a dos pregos.
III. À solução descolorida, foram adicionadas algumas gotas de água sanitária (solução
aquosa de hipoclorito de sódio, cujo pH é maior que 7). Observou-se o reaparecimento
imediato da cor castanho-avermelhada e formação de um precipitado.
IV. Adicionaram-se, à mistura heterogênea obtida em III, algumas gotas de ácido clorídrico
concentrado. A solução continuou castanho-avermelhada, mas o precipitado foi
dissolvido.
a) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa I.
b) Quais os produtos das transformações que ocorrem na etapa III?
c) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa IV.
Observações:
Hipoclorito, C,O 2 , é um oxidante que se reduz a cloreto, C, 2 , em meio aquoso.
O precipitado da etapa III envolve o cátion formado na etapa I.
Na tintura de iodo, o álcool está presente apenas para aumentar a solubilidade do iodo.
1
Sugestão de encaminhamento
Revise o conceito geral de cela eletroquímica e um de
seus casos particulares, a pilha ou cela galvânica.
2
Recorde o que é o potencial-padrão de semicela e suas
aplicações na comparação da força de oxidantes ou de
redutores e na previsão da espontaneidade de reações
de oxirredução.
3
Vamos interpretar o enunciado. Qual o metal constituinte
dos pregos? O que pode acontecer com esse
metal no item I: oxidação ou redução? (Considere
como produto o íon de menor valência.) Para que
isso ocorra, a substância que reage com esse metal
deve sofrer oxidação ou redução? Qual a substância
presente no item I que pode sofrer tal transformação?
Equacione as duas semirreações e some-as, respondendo
ao item a.
4
No item III, tem-se, inicialmente, uma solução contendo
os íons produzidos na reação que foi equacionada
anteriormente. Qual desses íons reage com OH 2 (pois
o pH > 7 da água sanitária indica que o meio é básico,
ou alcalino) formando um precipitado? Qual é a
fórmula desse precipitado? Isso responde, em parte,
ao item b.
5
O outro íon será oxidado pelo C,O 2 , que o enunciado
afirma ser oxidante. Qual o produto da oxidação desse
íon pelo C,O 2 ? Por que a cor castanha reaparece?
Segundo o enunciado, qual o produto da redução do
C,O 2 ? Complete sua resposta ao item b.
6
O precipitado formado em III é um ácido, uma base, um
sal ou um óxido? Que tipo de reação ocorre entre ele e
o HC,? Equacione a reação, respondendo ao item c.
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
197

Moderna plus
Unidade D
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Pilha
2 – Semicelas
3 – Ânodo
4 – Cátodo
5 – volt (V)
6 – Eletrodo-padrão de hidrogênio
7 – Corrente elétrica
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Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Problemas causados por obturações
dentárias
pompeu-studio 47/cid
Na Odontologia, um material ainda bastante utilizado para obturar cáries
dentais, ou seja, para preencher cavidades de dentes é o chamado amál­gama
dentário.
Um amálgama dentário é constituído por uma mistura sólida na qual o
mercúrio combina-se com prata e estanho.
Na realidade esse tipo de amálgama é constituído de 3 fases sólidas formadas
pelas seguintes substâncias: Ag 2 Hg 3 , Ag 3 Sn e Sn 8 Hg.
Veja a seguir três das semirreações que acontecem nesse preenchimento:
Uma obturação de amálgama dentário
contém mercúrio, estanho e prata.
3 Hg 2 21 (aq) 1 4 Ag (s) 1 6 e 2 # 2 Ag 2 Hg 3 (s)
1 Sn 21 (aq) 1 3 Ag (s) 1 2 e 2 # 1 Ag 3 Sn (s)
8 Sn 21 (aq) 1 1 Hg (s) 1 16 e 2 # 1 Sn 8 Hg (s)
Ao morder acidentalmente um pedaço de papel-alumínio (usado para embalar
balas ou caramelos), de forma que ele encoste numa obturação dental,
a pessoa poderá sentir uma dor aguda momentânea.
Essa dor surge porque foi criada no interior da boca uma pilha, tendo o
alumínio como ânodo, a obturação como cátodo e a saliva como eletrólito.
O contato entre o alumínio e a obturação fecha o circuito, ocasionando um
pequeno fluxo de corrente entre os eletrodos. Essa corrente é detectada por
um nervo do dente e provoca uma dor fina e desagradável.
Você entendeu a leitura?
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1 (UFRGS-RS) Pessoas que apresentam dentes
com restaurações metálicas podem sentir um
pequeno choque ao colocar na boca pedaços
de metal, como, por exemplo, o papel-alumínio
de um chocolate. O alumínio, com o meio
ácido da boca, provoca a transferência de elétrons
para o metal da restauração, causando
esse choque. Com base no fenômeno descrito,
pode-se afirmar que o alumínio:
a) sofre redução, funcionando como cátodo.
b) provoca a oxidação do metal da restauração.
c) é o agente oxidante, pois sofre redução.
d) é o agente redutor, pois sofre redução.
e) sofre oxidação, funcionando como ânodo.
2 É possível sentir uma “dor fina” ao encostar,
em uma obturação metálica (amálgama de
mercúrio, estanho e prata), um talher de alumínio
ou mesmo uma embalagem feita de
alumínio. A dor sentida é provocada por uma
corrente elétrica gerada pela pilha que se forma
entre o alumínio e a obturação tendo a saliva
como eletrólito. Essa corrente é detectada como
uma sensação dolorosa pelo nervo sensitivo do
dente. Nessa pilha, o sentido dos elétrons é
do alumínio para o amálgama.
Assinale a afirmação correta a respeito do fato
descrito:
a) o alumínio sofre redução e o mercúrio sofre
oxidação.
b) o alumínio funciona como agente oxidante
e o mercúrio como agente redutor.
c) o cátodo é o alumínio e o ânodo é o mercúrio.
d) ao perder elétrons para o amálgama, com
certeza o alumínio sofre corrosão.
e) os elétrons atraídos pelo amálgama têm na
saliva o meio condutor.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
sheila terry/spl-latinstock
erich lessing/album-latinstock
O escurecimento de um objeto de
prata se deve à formação de uma
película de Ag 2 S, na qual a prata está
oxidada (Ag 1 ). A limpeza pode ser feita
reduzindo-se Ag 1 a Ag 0 .
O que é descrito ao lado
permite descobrir, com o
passar do tempo (infelizmente),
se um determinado
objeto é feito de prata maciça
ou nada mais é do que
latão revestido com uma
finíssima película de prata,
geralmente de espessura
igual a um micrômetro
(1 mm 5 10 26 m).
Uso de um agente redutor para a limpeza
da prata metálica escurecida
A prata torna-se opaca ou escurece quando entra em contato com materiais
contendo derivados do enxofre. Um exemplo se observa quando um pedaço
de cebola é enrolado em um utensílio de prata por vários dias. Ao se retirar a
cebola, percebe-se que ela deixará uma marca negra sobre o utensílio. Da mesma
forma um talher de prata ficará enegrecido caso fique em contato com maionese
ou outros alimentos que contenham ovo. Tanto a cebola como os ovos contêm
pequenas quantidades de substâncias com o elemento enxofre, que reagem com
a prata, produzindo uma película escura de Ag 2 S sobre a sua superfície.
É comum observar no ovo cozido uma substância esverdeada que se forma
ao redor da gema. Ela aparece pelo fato de o sulfeto de hidrogênio (H 2 S)
presente na clara, ao ser aquecido, se expandir e migrar para as regiões mais
frias do ovo, como é o caso da gema. Lá ele reage com o ferro, formando sulfeto
ferroso, de coloração verde.
A prata também reage com o H 2 S do ar (que é um poluente atmosférico),
para formar uma delgada camada de Ag 2 S sobre a sua superfície.
A reação envolvida nesse escurecimento pode ser assim equacionada:
4 Ag (s) 1 2 H 2 S (g) 1 O 2 (g) # 2 Ag 2 S (s) 1 2 H 2 O (,)
talher ovo, depósito
cebola, ar
preto
Quando os objetos de prata ou de latão revestido de prata ficam enegrecidos
por ação do H 2 S, utilizam-se pastas limpadoras comerciais contendo
abrasivos suaves, que limpam por atrito, “lixando” suavemente a superfície,
eliminando a película escura e expondo a prata situada logo abaixo. É bom
lembrar que tais pastas, ao eliminar, por meio do polimento, a película escura,
estão eliminando uma certa quantidade de prata oxidada, presente na película.
Se isso for repetido muitas vezes, a peça sofrerá um desgaste notável. Caso
esta seja de latão revestido de prata, o contínuo desgaste dessa película acaba
por expor a cor amarela do latão, mostrando que o utensílio em questão nada
mais é do que latão revestido de prata. Algumas pastas para limpeza contêm
alumínio em pó. O E° do alumínio é bem inferior ao da prata, o que permite
a redução do Ag 1 do Ag 2 S a prata metálica.
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Objetos de cobre ficam, com o tempo,
recobertos por uma camada azul-
-esverdeada de azinhavre, ou zinabre,
Cu(OH) 2 ? CuCO 3 . A limpeza da peça
também pode ser feita pelo método
descrito ao lado.
Removendo a cor escura
Envolve-se o material de prata em folha de alumínio e, em seguida, esse
“embrulho” é mergulhado em solução diluída de bicarbonato de sódio
(NaHCO 3 ) levemente aquecida. O alumínio é um redutor mais forte do que
a prata; compare o potencial do alumínio E°(A, 31 /A, 0 ) 5 21,68 V com o da
prata E°(Ag 1 /Ag 0 ) 5 10,80 V. Assim, o alumínio metálico (A, 0 ) é oxidado a
íons (A, 31 ). Simultaneamente íons (Ag 1 ) são reduzidos a prata metálica (Ag 0 ),
que é novamente depositada sobre a superfície do metal, sem ter havido sua
efetiva corrosão.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
A equação que representa a reação de remoção da cor negra é a seguinte:
2 A, (s) 1 3 Ag 2 S (s) 1 6 H 2 O (,) # 2 A,(OH) 3 (s) 1 6 Ag (s) 1 3 H 2 S (g)
2
película contendo
prata oxidada
deposita novamente
no metal
the next
A
Uma fina película escura de sulfeto
de prata (Ag 2 S) é depositada sobre
a superfície do objeto de prata. Isso
ocorre devido à reação gradual da
prata com o sulfeto de hidrogênio
presente na atmosfera em pequenas
quantidades. A vasilha ao lado do
objeto de prata contém detergente
dissolvido em água e uma folha de
papel alumínio cobrindo o fundo.
the next
B
O objeto se encontra parcialmente
imerso no detergente e apoiado na
folha de alumínio. Nesse caso forma-se
uma cela galvânica na qual o alumínio,
menor E° red, é o ânodo, e o objeto de
prata é o cátodo. À medida que a reação
ocorre, uma pequena quantidade de
alumínio presente na folha é oxidada,
dissolvendo-se na solução.
the next
C
Após certo tempo o objeto é
retirado, lavado com água corrente e
enxugado com uma toalha macia.
A região do vaso que ficou imersa
no líquido teve a película escura,
formada por íons Ag 1 , reduzida a prata
metálica e depositada novamente
sobre o objeto, restaurando seu brilho
característico.
Você entendeu a leitura?
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1 (UFRJ) As manchas escuras que se formam sobre
objetos de prata são, geralmente, películas de
sulfeto de prata (Ag 2 S) formadas na reação da
prata com compostos que contêm enxofre e
que são encontrados em certos alimentos e no
ar. Para limpar a prata, coloca-se o objeto escurecido
para ferver em uma panela de alumínio
com água e detergente. O detergente retira a
gordura da mancha e do alumínio, facilitando
a reação do alumínio da panela com o sulfeto
de prata, regenerando a prata, com o seu brilho
característico.
a) Escreva a equação da reação da “limpeza da
prata” referida no texto.
b) Com base no processo de “limpeza da prata” descrito,
podemos construir uma pilha de alumínio
e prata, de acordo com o esquema a seguir:
A
A 3
Solução
Ag
Solução
Escreva a semirreação que ocorre no cátodo.
Ag

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
2 (UFG-GO) Objetos de prata, com o tempo, escurecem e perdem o
brilho. A utilização de uma solução salina e de um metal podem
restaurar o brilho original da prata. Dados os potenciais-padrão de
redução a seguir, responda:
Ag 1 /Ag E° 5 10,80 V Zn 21 /Zn E° 5 20,76 V
Fe 12 /Fe E° 5 20,44 V A, 31 /A, E° 5 21,66 V
a) Qual metal seria mais eficiente na restauração do brilho da prata?
Justifique.
b) Escreva a equação que representa a reação com o metal escolhido
em (a) e o valor do potencial-padrão da reação.
3 (UFRRJ) Os talheres de prata têm um grande inconveniente: ficam
escuros e perdem o brilho. Se os lavarmos em uma bacia que contenha
metais menos nobres, escurecerão. Se entrarem em contato
com ovos, perderão o brilho. E isto se dá porque os ovos são ricos em
enxofre, o qual se liga à prata formando um composto insolúvel: o
sulfeto de prata.
Na reação da prata com o enxofre, a prata:
a) sofre redução.
b) recebe um elétron.
c) sofre oxidação.
d) passa de Ag 1 # Ag 0 .
e) faz ligação covalente com o enxofre.
4 (ITA-SP) Uma camada escura é formada sobre objetos de prata expostos
a uma atmosfera poluída contendo compostos de enxofre. Esta
camada pode ser removida quimicamente envolvendo os objetos em
questão com uma folha de alumínio. A equação química que melhor
representa a reação que ocorre neste caso é:
a) 3 Ag 2 S (s) 1 2 A, (s) # 6 Ag (s) 1 A, 2 S 3 (s)
b) 3 Ag 2 O (s) 1 2 A, (s) # 6 Ag (s) 1 A, 2 O 3 (s)
c) 3 AgH (s) 1 A, (s) # 3 Ag (s) 1 A,H 3 (s)
d) 3 Ag 2 SO 4 (s) 1 2 A, (s) # 6 Ag (s) 1 A, 2 S 3 (s) 1 6 O 2 (g)
e) 3 Ag 2 SO 3 (s) 1 2 A, (s) # 6 Ag (s) 1 A, 2 S 3 (s) 1 ​ 9__
2 ​O 2 (g)
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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Corrosão do alumínio
A corrosão do alumínio é geralmente inibida pela camada compacta e
aderente de óxido de alumínio que se forma na superfície do metal. Apesar de
o alumínio ter um potencial de redução relativamente baixo, essa camada de
óxido previne a penetração de, por exemplo, água, oxigênio e íons hidrogênio,
que podem levar à corrosão.
Entretanto, se esta camada de óxido é formada na presença do íon cloreto,
a camada de óxido não é tão extensa, contínua e compacta, porque o C, 2 não é
isomórfico com o O 22 . O C, 2 tem como raio iônico 1,81 Å e o O 22 tem 1,33 Å.
Então, a aderência do óxido de alumínio no metal substrato é rompida
pela substituição do C, 2 pelo O 22 na camada de óxido, e o metal fica sujeito
à corrosão nestes lugares. Isto explica por que o alumínio sofre corrosão mais
rapidamente em meio ambiente marinho ou onde os sais de cloro estejam
presentes. É difícil vencer o efeito de pequenas quantidades de íon cloreto.
Mesmo os aviões pousados em terra estão suficientemente expostos aos íons
cloreto, o bastante para causar problemas de corrosão.
Fonte do texto: Wendell H. Slabaugh e Theran D. Parsons.
Química Geral, 2. ed. Livros Técnicos e Científicos, p. 934.
the next
iara venanzi/kino
Os íons cloreto provenientes, por exemplo, da maresia, aceleram o processo de corrosão do
alumínio. Até a fuselagem de aviões que pousam em cidades litorâneas está sujeita a esse efeito.
Você entendeu a leitura?
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(UFTO) Enunciado comum às questões 1 e 2:
Dependendo do meio em que se encontram, os metais podem sofrer
oxidação.
Nesta tabela, são apresentados os potenciais padrão de redução de
algumas semirreações:
Semirreação
2 H 1 1 2 e 2 # H 2 0
E°/Volt
2 H 2 O 1 2 e 2 # H 2 1 2 OH 2 20,83
Zn 21 1 2 e 2 # Zn 20,76
A, 31 1 3 e 2 # A, 21,66
Com base nessas informações, julgue os itens 1 e 2 em verdadeiros
ou falsos.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
1 Um metal que sofre oxidação em uma solução aquosa de ácido
clorídrico provoca uma diminuição da concentração dos íons H 1
presentes nessa solução.
2 Duas placas de alumínio foram imersas em duas soluções — uma
de HC, (aq) e outra de NaOH (aq).
Nesse caso, apenas a placa que se encontra na solução ácida vai
sofrer oxidação.
3 (UFMT) Um estudante montou a célula eletroquímica representada
ao lado.
Considerando os valores de potenciais de eletrodo-padrão de cada
sistema, julgue os itens.
a) A colher de prata funcionará como ânodo e sofrerá corrosão.
b) No eletrodo de alumínio ocorrerá a reação
A, 31 (aq) # A, (s) 1 3 e 2
c) No circuito externo, os elétrons fluirão do eletrodo de prata para
o eletrodo de alumínio e o voltímetro registrará uma ddp de aproximadamente
20,86 V.
d) Se a colher de prata estiver enegrecida (depósito superficial de
Ag 2 S), ficará brilhante novamente.
Interruptor
Voltímetro
Lâmina de
alumínio
Ponte salina
Colher
de prata
Solução de
Solução de
(E 0 A 3+ /A = –1,66 V) (E 0 Ag + /Ag = 0,80 V)
A(NO 3
) 3
, 1 mol/dm 3 AgNO 3
, 1 mol/dm 3
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Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Poluição zero
O que sobra da queima do hidrogênio
é vapor-d’água, que é eliminado pelo
motor. O carro não precisa de cano de
escapamento.
Motores elétricos
A corrente elétrica produzida nas células
a combustível alimenta os dois motores
elétricos, um em cada eixo do carro.
Emprego das células
de combustível na indústria
automobilística
O protótipo de automóvel movido a célula de combustível é capaz de rodar
480 km sem reabastecimento e velocidade próxima a 200 km/h, com emissão
zero de poluentes. O maior obstáculo ainda é o preço. O processo acontece
em uma caixa com centenas de placas de platina, metal nobre e caro. Isso faz
com que os carros movidos a hidrogênio custem até dez vezes mais do que
um equivalente movido a gasolina.
As células de combustível constituem uma revolução tecnológica que torna
realidade o sonho do carro limpo (não poluente) com o uso do hidrogênio
para gerar eletricidade.
Células a combustível
O hidrogênio é filtrado por milhares de pequenas
estruturas chamadas de células a combustível. As
moléculas do hidrogênio são quebradas, liberando
elétrons, que formam uma corrente elétrica.
Tanques de combustível
São 270 m 3 de hidrogênio em
três tanques de gás comprimido
acoplados dentro do chassi.
Em termos de emissões, o hidrogênio é virtual mente um combustível
perfeito. O único resíduo que sai pelo escape do veículo é vapor-d’água e uma
quantidade desprezível de NO x (óxidos de nitrogênio), um subproduto gerado
pela alta compressão do nitrogênio, muito abundante na atmosfera.
Segundo uma expectativa das indústrias automobilísticas, veículos com
células de combustível poderão ter produção em série, ainda na primeira década
do século XXI. O grande desafio, entretanto, não está no desenvolvimento
do motor em si, mas no fato de ainda não existirem locais para abastecimento
e de as empresas envolvidas precisarem estudar nos próximos anos a melhor
forma de armazenar o hidrogênio, seja em estado líquido ou gasoso.
O maior problema da armazenagem do hidrogênio, na forma líquida,
deve-se às baixas temperaturas em que deve ser estocado (deve permanecer
próximo do zero kelvin, que corresponde a 2273 °C). Um vazamento, derramamento
ou faísca poderia ser catastrófico, pois há uma evaporação diária
em torno de 2% de combustível. Se o hidro gênio fosse armazenado apenas
comprimido, o veí culo teria autonomia de apenas 150 a 250 km, comparados
aos 480 km ou mais com o hidrogênio líquido. A armazenagem é uma das
questões para as quais ainda se buscam soluções.
J. F. DIÓrio/ae
Novas técnicas de armazenagem estão em
estudo, incluindo compostos conhecidos como
hidretos, que têm a propriedade de absorver o gás
até que seja necessário utilizá-lo. Cientistas chineses
anunciaram o desenvolvimento de um novo
hidreto que poderia armazenar uma quantidade
de hidrogênio suficiente para movimentar um
veículo na distância atual permitida pelos tanques
de gasolina.
Protótipo de automóvel movido a célula
de combustível.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Unifesp) Numa célula de combustível, em vez da combustão química
usual, a reação ocorre eletro qui micamente, o que permite a
conversão, com maior eficiência, da energia química, armazenada
no combustível, para energia elétrica.
Uma célula de combustível promissora é a que emprega metanol e
oxigênio do ar como reagentes, cujo diagrama esquemático é fornecido
a seguir.
L
CH 3 OH + H 2 O
O 2
CO 2 + H 2 O
H 2 O
v 1
mp
v 2
onde: mp 5 membrana de eletrólito polimérico, permeável a íons.
v 1 e v 2 5 recipientes de grafite, contendo catalisador.
L 5 lâmpada ligada em circuito externo.
A reação global que ocorre no sistema é
2 CH 3 OH 1 3 O 2 # 2 CO 2 1 4 H 2 O
a) Sabendo que, além dos reagentes e produtos da rea ção global,
estão envolvidos íons H 1 no processo, escreva as semirreações
que ocorrem em v 1 e v 2 .
b) Identifique a natureza e o sentido do deslocamento dos condutores
de cargas elétricas no interior da célula de combustível e no
circuito elétrico externo que alimenta L.
2 (UFBA)
Scooter movida a
célula de combustível [...]
(SCOOTER... A TARDE,
2004, p. 5)
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A célula de combustível de hidrogênio-oxigênio constitui um meio
de gerar e estocar energia elétrica de forma contínua, com eficiência
próxima a 100%, enquanto o abastecimento de combustível for
mantido. O ânodo e o cátodo dessa célula são confeccionados à base
de níquel poroso, e o eletrólito é o hidróxido de potássio, KOH, em
solução aquosa concentrada.
O funcionamento dessa célula pode ser compreendido a partir da
análise dos dados apresentados na tabela.
Semiequação
E o red (V)
2 H 2 O (,) 1 2 e 2 F H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) 20,83
O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2 F 4 OH 2 (aq) 10,40
Considerando essas informações, determine a diferença de potencial
produzida pela bateria ideal formada a partir da associação em série
de 10 pilhas de combustível de hidrogênio-oxigênio e explique o que
ocorre com a concentração de íons OH 2 (aq) durante o funcionamento
da célula de combustível.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
Fazendo uso da tabela abaixo, explique o que ocorrerá quando:
Equação da semirreação
E° (V)
Ca 21 (aq) 1 2 e 2 B Ca° (s) 22,87 V
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 B Zn° (s) 20,76 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 B Fe° (s) 20,44 V
SO 22 4 (aq) 1 4 H 1 (aq) 1 2 e 2 B H 2 SO 3 (aq) 1 H 2 O (,) 10,20 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu° (s) 10,34 V
Cr 2 O 22 7 (aq) 1 14 H 1 (aq) 1 6 e 2 B 2Cr 31 (aq) 1 7 H 2 O (,) 11,33 V
1. São introduzidas limalhas de ferro em uma solução 1 mol/L de sulfato de cobre (II);
2. Pó de zinco for adicionado a uma solução 1 mol/L de cloreto de cálcio;
3. For misturada solução de dicromato de potássio 1 mol/L com solução de ácido sulfuroso
(preparada acidulando uma solução de sulfito de sódio);
4. Indique dentre as semirreações assinaladas, o melhor oxidante e o melhor redutor;
5. Indique a força eletromotriz da pilha formada pelos eletrodos Fe 21 /Fe 0 e Zn 21 /Zn 0 , a
semirreação do polo negativo, do polo positivo e a reação global.
Sugestão de encaminhamento
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1.
Lembre-se de que o Fe 0 é mais redutor que o Cu 0 .
Por conseguinte o Cu 21 é melhor oxidante (maior
E° red), causando a oxidação das limalhas de ferro.
Equacione essa reação lembrando que a espécie que
recebe elétrons encontra-se na forma iônica.
2.
Para que o íon Ca 21 seja capaz de oxidar o zinco é
necessário que ele possua um E° red maior que o do
Zn 21 . Consulte a tabela e veja se isso é possível.
3.
Consultando a tabela você verá que o ânion
dicromato é mais oxidante que o sulfato e, sendo
assim, o dicromato de potássio oxidará o ácido
sulfuroso. Equacione essa reação, não se esquecendo
de balanceá-la.
4.
Lembre-se de que o melhor oxidante é a espécie
com maior tendência para receber elétrons,
que pode ser encontrado na semirreação que
apresentar o maior valor E°, e de que o melhor
redutor é a espécie com maior capacidade de doar
elétrons, que pode ser encontrado na semirreação
que apresentar o menor valor de E°.
5.
Numa pilha, o eletrodo que recebe elétrons (cátodo
ou polo positivo) é o de maior valor de E°, no caso,
o eletrodo de ferro. A semirreação que ocorrerá no
cátodo será uma redução enquanto no ânodo (polo
negativo) haverá uma semirreação de oxidação.
Ao equacioná-las lembre-se de que, neste caso,
a redução envolve um metal que se encontra na
forma iônica (Fe 21 ), enquanto a oxidação envolve
um metal que se encontra na forma de substância
simples (Zn°). A reação global é dada pela soma
das semirreações e a ddp é calculada usando-se:
DE° 5 E° cátodo 2 E° ânodo

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Parte II
Unidade D
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa E.
2 Alternativa D.
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Unidade D
Capítulo 15 Potencial–padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Uso de um agente redutor para a limpeza da prata metálica
escurecida
1 a) 2 A, (s) 1 3 Ag 2 S (s) 1 6 H 2 O (,) # 2 A,(OH) 3 (s) 1 6 Ag (s) 1 3 H 2 S (g)
b) Ag 1 1 e 2 # Ag
2 a) O metal mais eficiente para restaurar o brilho da prata é o alumínio,
pois este apresenta o potencial de redução mais baixo. Dessa
forma o A, se oxidaria e, portanto, reduziria a prata.
b) 3 Ag 1 1 A, # 3 Ag 1 A, 31 DEº 5 12,46 V.
3 Alternativa C.
4 Alternativa A.
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Capítulo 15 Potencial–padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Corrosão do alumínio
1 Verdadeiro, pois íons H 1 são reduzidos a gás hidrogênio, H 2 .
2 Falso. A oxidação de A, a A, 31 pode ocorrer por redução de H 1 a H 2
ou de H 2 O a H 2 . O alumínio é corroído em ambas.
3 a) F
b) F
c) F
d) V
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Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 a) v 1 : CH 3 OH 1 H 2 O # CO 2 1 6 H 1 1 6 e 2
v 2 : O 2 1 4 H 1 1 4 e 2
# 2 H 2 O
b) Em mp existe fluxo de íons. Os íons H 1 , produzidos em v 1 , migram
em direção a v 2 , onde são consumidos. No circuito externo que
alimenta L, há fluxo de elétrons de v 1 (ânodo) para v 2 (cátodo).
2 112,3 V. A concentração de íons OH 2 permanece constante.
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Unidade D
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
Seção 3.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UFMG) João e Maria estavam fazendo experiências no Laboratório de
Química.
Nestas figuras, estão representados, esquematicamente, os materiais
então utilizados por eles:
Cu(NO 3
) 2
Zn(NO 3
) 2
Haste
de zinco
Haste
de cobre
Água
Água
Experimento realizado por João
Experimento realizado por Maria
Para facilitar a dissolução de nitrato de cobre em água, João usou uma
haste de zinco. No final do experimento, a haste estava corroída e
formou-se uma solução incolor e um sólido, que, após algum tempo,
se depositou no fundo do recipiente.
Maria, por sua vez, utilizou uma haste de cobre para dissolver nitrato
de zinco em água. No final do experimento, ela obteve uma solução
incolor e a haste manteve-se intacta.
Sabe-se que as soluções aquosas de nitrato de cobre (II), Cu(NO 3 ) 2 , são
azuis e que as de nitrato de zinco (II), Zn(NO 3 ) 2 , são incolores.
Considerando-se os dois experimentos descritos, é CORRETO afirmar
que:
a) João obteve uma solução aquosa de nitrato de zinco.
b) Maria obteve uma solução aquosa de nitrato de cobre.
c) o cobre metálico é oxidado na dissolução do nitrato de zinco.
d) o precipitado formado na dissolução do nitrato de cobre (II) é zinco
metálico.
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2 (UFRGS-RS) Considere as seguintes afirmações sobre células galvânicas.
I. O eletrodo onde ocorre a redução atua como polo positivo.
II. Os elétrons circulam do polo positivo para o polo negativo.
III. No polo negativo ocorrem semirreações de oxidação.
Quais estão corretas?
a) Apenas I. d) Apenas I e II.
b) Apenas II. e) Apenas II e III.
c) Apenas III.
3 (Vunesp) A reação entre crômio metálico e íons ferro (II) em água,
produzindo íons crômio (III) e ferro metálico, pode ser utilizada para
se montar uma pilha eletroquímica.
a) Represente as semirreações que ocorrem na pilha, identificando
a semirreação de oxidação e a semirreação de redução.
b) Represente a equação química global correspondente à pilha em
funcionamento.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
Seção 3.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
4 (Fuvest-SP) O foi montada uma pilha em que o polo positivo era
constituído por um bastão de paládio, mergulhado numa solução
de cloreto de paládio e o polo negativo, por uma bastão de níquel,
mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semirreações que
representam os eletrodos são:
Pd 21 1 2e 2 B Pd
Ni 21 1 2e 2 B Ni
a) Escreva a equação que representa a reação química que ocorre
quando a pilha está funcionando (sentido espontâneo).
b) O que acontece com as concentrações de Pd 21 e Ni 21 durante o
funcionamento da pilha? Explique.
5 (UFBA)
Fluxo de elétrons
Lâmina X 0
Ponte salina
Lâmina Y 0
Solução
de X
X
Y
Solução
de Y
A
B
Pilha X 0 | X (1 M) || Y (1 M) | Y 0
(25 °C)
Com base no processo eletroquímico representado na figura acima,
pode-se afirmar:
(01) A massa da lâmina X 0 diminui com o tempo.
(02) Nesse processo, há absorção de energia.
(04) O ânodo da pilha é X 0 /X 1 .
(08) A reação global da pilha é
X 0 (s) 1 Y 1 (aq) # X 1 (aq) 1 Y 0 (s)
(16) X 0 é o oxidante.
(32) Durante o processo eletroquímico, a concentração das soluções,
em A e em B, permanece inalterada.
(64) A função da ponte salina é permitir a migração de íons de uma
solução para outra.
Dê como resposta, no caderno, a soma dos números associados às
afirmações corretas.
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6 (Ufal) As células galvânicas comerciais, que conhecemos como baterias,
são no momento objeto de pesquisa entre os cientistas, que
veem seu potencial para resolver problemas de meio ambiente, saúde,
comunicação e transporte. Entre elas, encontra-se a célula de sódio
e enxofre, cuja aplicação mais comum é em veículos elétricos. Esta
é uma das baterias mais surpreendentes. Possui reagentes líquidos
(sódio e enxofre) e eletrólito sólido (uma cerâmica porosa de óxido
de alumínio). Esta bateria é a fonte de energia do Ecostar, o carro
elétrico da Ford. A reação global de descarga de uma bateria de sódio
e enxofre pode ser representada por:
16 Na (,) 1 S 8 (,) # 16 Na 1 (solução) 1 8 S 22 (solução)
A partir da análise dessa reação, é correto afirmar que:
a) 1 mol de enxofre recebe 16 mol de elétrons.
b) o sódio é o agente oxidante.
c) o enxofre sofre oxidação.
d) o material do cátodo é constituído do metal sódio.
e) os elétrons migram, na descarga, do eletrodo de enxofre para o
eletrodo de sódio.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UEL-PR) Potenciais-padrão de redução:
H 1 , ​ 1__
2 ​H 2........... E 5 0
Cu 21 , Cu ......... E 5 10,34 volt
Fe 21 , Fe ........... E 5 20,44 volt
Se em vez do par H 1 , ​ 1__
2 ​H 2, escolhido como tendo
potencial-padrão de redução igual a zero, fosse
escolhido o par Fe 21 , Fe como padrão, fixando-se
a este o valor zero, nessa nova escala, os potenciais-padrão
de redução, dos pares Cu 21 , Cu e
H 1 , ​ 1__
2 ​H 2, seriam, respectivamente, em volt:
a) 10,10 e 10,34.
b) 20,10 e 20,34.
c) 20,78 e 20,44.
d) 20,78 e 10,44.
e) 10,78 e 10,44.
2 (Cefet-CE) Uma pilha, formada pelos eletrodos
de Fe/Fe 21 (uma lâmina de ferro em contato com
uma solução de íons Fe 21 ) e Cu/Cu 21 (uma lâmina
de cobre em contato com uma solução de
íons Cu 21 ), apresenta E° pil de 0,78 V. Sabendo-se
que Cu 21 1 2 e 2 B Cu (s) E° 5 0,34 V e que a
lâmina de ferro se dissolve, o potencial-padrão
de redução do eletrodo Fe/Fe 21 é:
a) 0,44 V.
b) 1,12 V.
c) 20,44 V.
d) 21,22 V.
e) 0,56 V.
4 (Furg-RS) Pretendeu-se estudar pares galvânicos
obtidos da combinação de três metais.
Em três frascos distintos, foram colocadas
soluções aquosas de sais dos metais A, B e C
juntamente com um pedaço do metal correspondente,
como apresentado abaixo.
A 5 pedaço de prata (Ag) em contato com a solução
de AgNO 3 1,0 mol/L
B 5 pedaço de chumbo (Pb) em contato com a solução
de PbSO 4 1,0 mol/L
C 5 pedaço de zinco (Zn) em contato com a solução
de ZnSO 4 1,0 mol/L
Considerando a Tabela I,
Tabela I - Potenciais de redução padrão,
E° red (298 K)
Reação eletródica E°
Ag 1 (aq)/Ag (s) Ag 1 (aq) 1 1 e 2 # Ag (s) 10,80 V
Pb 21 (aq)/Pb (s) Pb 21 (aq) 1 2 e 2 # Pb (s) 20,13 V
Zn 21 (aq)/Zn (s) Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) 20,76 V
pode-se afirmar que, ao medir-se a diferença de
potencial (ddp) entre A e B e entre B e C, com
a ajuda de um voltímetro e mediante o uso de
pontes salinas, os valores encontrados serão,
respectivamente, de:
a) 20,67 V e 10,89 V.
b) 10,93 V e 10,63 V.
c) 11,29 V e 10,89 V.
d) 10,87 V e 10,89 V.
e) 21,47 V e 20,63 V.
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3 (FMTM) Para responder a esta questão, considere
os seguintes materiais: lâmina de prata,
lâmina de cobre, solução aquosa de nitrato de
prata 1,0 mol/L, solução aquosa de nitrato
de cobre (II) 1,0 mol/L, ponte salina, fios de
ligação e voltímetro.
a) Faça um desenho representativo de uma
pilha eletroquímica construída com esses
materiais, indicando: a semicélula que constitui
o ânodo e a semicélula que constitui o
cátodo, o polo positivo e o polo negativo.
b) Escreva as equações das semirreações de oxidação
e de redução da pilha que representou,
a equação global e calcule a tensão elétrica
dessa pilha nas condições-padrão.
Dados:
Ag 1 (aq) 1 e 2 B Ag (s) E°/V 5 10,80 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 B Cu (s) E°/V 5 10,34 V
5 (PUC-MG) Observe as semirreações a seguir.
C, 2 (g) 1 2 e 2 B 2 C, 2 (aq) E° 5 11,36 V
Fe 31 (aq) 1 e 2 B Fe 21 (aq) E° 5 10,77 V
O potencial-padrão da reação
2 Fe 21 (aq) 1 C, 2 (g) B
B 2 Fe 31 (aq) 1 2 C, 2 (aq) será:
a) 10,08 V. c) 10,59 V.
b) 20,08 V. d) 20,59 V.
6 (ITA-SP) Considere os dois eletrodos (I e II) seguintes
e seus respectivos potenciais na escala
do eletrodo de hidrogênio (E°) e nas condições-
-padrão:
I. 2 F 2 (aq) B 2 e 2 (CM) 1 F 2 (g);
E° I 5 12,87 V.
II. Mn 21 (aq) 1 4 H 2 O (,) B
B 5 e 2 (CM) 1 8 H 1 (aq) 1 MnO 2 4 (aq);
E° II 5 11,51 V.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
A força eletromotriz de um elemento galvânico
construído com os dois eletrodos acima é de:
a) 21,81 V. d) 11,36 V.
b) 21,13 V. e) 14,38 V.
c) 10,68 V.
Comentário dos autores:
Nesse enunciado, a indicação CM usada junto ao
símbolo e 2 indica que os elétrons fluem pela parte
metálica do circuito (CM 5 circuito metálico).
( 7 (Unifesp) A figura apresenta uma célula voltaica
utilizada para medida de potencial de redução a
25 °C. O eletrodo padrão de hidrogênio tem potencial
de redução igual a zero. A concentração
das soluções de íons H 1 e Zn 21 é de 1,00 mol/L.
–
Zn
– +
0,76 V
Zn 2+ H +
+
H 2
(1 atm)
Utilizando, separadamente, placas de níquel e
de cobre e suas soluções Ni 21 e Cu 21 , verificou-
-se que Ni e Cu apresentam potenciais-padrão
de redução respectivamente iguais a 20,25 V
e 10,34 V.
a) Escreva as equações de redução, oxidação
e global e determine o valor do potencial-
-padrão de redução do Zn.
b) Para a pilha de Ni e Cu, calcule a ddp (diferença
de potencial) e indique o eletrodo
positivo.
Ag # Ag 1 1 e 2 E 5 20,80 V
Cu # Cu 21 1 2 e 2 E 5 20,34 V
Cd # Cd 21 1 2 e 2 E 5 10,40 V
Fe # Fe 21 1 2 e 2 E 5 10,44 V
Zn # Zn 21 1 2 e 2 E 5 10,76 V
Com base nas semirreações eletrolíticas acima,
colocadas no sentido da oxidação, e seus respectivos
potenciais, assinale a opção que indica
os metais que produzirão maior valor de ddp
quando combinados para formar uma pilha.
a) Cobre como catodo e prata como anodo.
b) Prata como catodo e zinco como anodo.
c) Zinco como catodo e cádmio como anodo.
d) Cádmio como catodo e cobre como anodo.
e) Ferro como catodo e zinco como anodo.
Comentário dos autores:
Comentário dos autores:
As semirreações do enunciado são de oxidação.
Assim, os potenciais fornecidos são “potenciais de
oxidação”. Para obter os potenciais de redução
é necessário inverter os sinais. Assim,
E° red (Ag 1 /Ag 0 ) 5 10,80 V, e assim por diante.
( 9 (PUC-SP) Um aluno realizou uma série de testes
envolvendo reações de oxirredução em solução
aquosa. Em uma síntese de suas observações, o
aluno anotou:
• O metal zinco (Zn) reage com solução diluída
de HC,;
• O metal estanho (Sn) reage com solução
aquosa de HC,;
• O metal prata (Ag) não reage com solução
aquosa de HC,;
• O metal estanho (Sn) não reage com solução
aquosa de íons Zn 21 .
Analisando os dados obtidos pelos alunos, a
pilha de maior ddp que se pode obter a partir
das espécies analisadas é
cátodo
ânodo
a) Pt, H 1 (1 mol/L)/H 2 Sn/Sn 21 (1 mol/L)
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( 8 (PUC-RJ) O trabalho produzido por uma pilha é
proporcional à diferença de potencial (ddp) nela
desenvolvida quando se une uma meia-pilha
onde a reação eletrolítica de redução ocorre espontaneamente
(catodo) com outra meia-pilha
onde a reação eletrolítica de oxidação ocorre
espontaneamente (anodo).
b) Zn 21 (1 mol/L)/Zn Ag/Ag 1 (1 mol/L)
c) Sn 21 (1 mol/L)/Zn Zn/Zn 21 (1 mol/L)
d) Ag 1 (1 mol/L)/Ag Sn/Sn 21 (1 mol/L)
e) Ag 1 (1 mol/L)/Ag Zn/Zn 21 (1 mol/L)

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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( 10 (UFSC) Dados os potenciais de redução E° (em
volts, em solução aquosa 1 M, a 25 °C e 1 atm)
das semirreações:
Semirreação
E° red
2 e 2 1 Ca 21 B Ca 0 22,87 V
2 e 2 1 Ni 21 B Ni 0 20,23 V
2 e 2 1 Zn 21 B Zn 0 20,76 V
assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(01) O Ca 21 recebe mais facilmente elétrons.
(02) O Ni 0 perde mais facilmente elétrons.
(04) O Zn 21 perde mais facilmente elétrons.
(08) O Ni 21 recebe mais facilmente elétrons.
(16) O Ca 0 perde mais facilmente elétrons.
(32) O Zn 21 é o melhor agente redutor.
(64) O Ni 21 é o melhor agente oxidante.
11 (Fuvest-SP) A equação abaixo representa, de
forma genérica, a reação de oxirredução entre
um halogênio e um haleto:
A 2 1 2 B 2 # 2 A 2 1 B 2
Em nove tubos de ensaio foram realizados testes
de reatividade, misturando-se soluções aquosas
de halogênios e de haletos, em proporção estequiométrica.
Posteriormente, foi colocado CHC, 3
nos tubos e observada a cor da fase orgânica.
Os resultados são apresentados abaixo:
B 2 A 2 C< 2 Br 2 I 2
C< 2 incolor castanho violeta
Br 2 castanho castanho violeta
I 2 violeta violeta violeta
(Informação: cor dos halogênios em CHC, 3 :
C, 2 5 incolor; Br 2 5 castanho; I 2 5 violeta)
Essa experiência evidencia que o poder oxidante
dos três halogênios decresce na ordem:
a) C, 2 . Br 2 . I 2 d) I 2 . C, 2 . Br 2
b) C, 2 . I 2 . Br 2 e) I 2 . Br 2 . C, 2
c) Br 2 . I 2 . C, 2
12 (PUC-RJ) Considere o esquema abaixo que representa
uma pilha constituída de metal cobre
em solução aquosa de sulfato de cobre e metal
cádmio em solução de sulfato de cádmio.
Anodo
Cd
Cd 2
ddp
Catodo
Cu
Cu 2
Uma tabela fornece a informação de que os
potenciais-padrões de redução do Cu 21 e do Cd 21
são, respectivamente, 10,34 V e 20,40 V e que a
prata é um elemento mais nobre que o cobre.
Assinale a opção que mostra a ordem decrescente
de facilidade de oxidação dos três metais
citados e a diferença de potencial (ddp) da pilha
indicada na figura.
a) Cu . Ag . Cd; 20,74 V
b) Cd . Cu . Ag; 10,74 V
c) Ag . Cu . Cd; 20,06 V
d) Cd . Cu . Ag; 10,06 V
e) Ag . Cd . Cu; 20,74 V
13 (UFPR) A pilha é um dispositivo prático para se
gerar energia elétrica a partir de uma reação de
oxirredução. Esse tipo de reação química envolve
a transferência de elétrons de uma substância
conhecida como agente redutor para uma
outra, que é o agente oxidante. Quanto maior
for a diferença de potencial (DE, cuja unidade é
volt) da pilha, maior será a tendência da reação
de ocorrer de forma espontânea. Considere a tabela
abaixo, contendo algumas semirreações de
redução e os respectivos valores de potenciais-
-padrão (E°).
Semirreação de redução
E°/V
Bi 31 1 3 e 2 # Bi 10,20
Cd 21 1 2 e 2 # Cd 20,40
C, 2 1 2 e 2 # 2 C, 2 11,36
C,O 2 1 H 2 O 1 2 e 2 # C, 2 1 2 OH 2 10,89
Ti 41 1 e 2 # Ti 31 0,00
Ti 21 1 2 e 2 # Ti 0 21,63
Com base nessa tabela, responda às seguintes
questões:
a) Qual é o agente redutor mais forte da tabela
e o agente oxidante mais forte?
b) Qual das combinações de semirreações
possíveis na tabela produz o maior valor
de diferença de potencial (DE) numa pilha?
Escreva a equação química e o valor de DE
correspondente.
14 (UFV-MG) Recentemente foi publicado em uma
revista científica de grande circulação mundial
que pesquisadores chineses desenvolveram
uma cela galvânica, baseada na reação entre
alumínio metálico (A,) e iodo molecular (I 2 ),
formando o iodeto de alumínio (A,I 3 ), conforme
reação representada pela equação abaixo:
2 A, (s) 1 3 I 2 (s) # 2 A,I 3 (s)

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
A seguir são dados os potenciais de redução do
iodo (I 2 ) e do alumínio (A,), em volts, e são feitas
cinco afirmativas sobre a cela galvânica:
A, 31 (aq) 1 3 e 2 # A,(s) E° 5 21,66 V
I 2 (s) 1 2 e 2 # 2 I 2 (aq) E° 5 10,53 V
I. O I 2 é mais oxidante que o A,.
II. O A, tem maior capacidade de perder elétrons
que o I 2 .
III. Na reação, os elétrons são transferidos do
alumínio para o iodo.
IV. O eletrodo de A, é o cátodo.
V. A diferença de potencial-padrão desta pilha
é de 11,13 volts.
Assinale a alternativa que contém somente
afirmativas VERDADEIRAS:
a) I, IV e V. c) I, III e IV. e) III, IV e V.
b) II, III e V. d) I, II e III.
15 (UFJF-MG) A Vitamina C, ácido ascórbico, presente
em grande concentração nos frutos cítricos, é
essencial para os seres humanos. Suas propriedades
redutoras (ou antioxidantes) são bastantes
conhecidas e podem ser evidenciadas através
de sua reação com iodo (I 2 ). A solução de iodo,
de coloração castanha, torna-se incolor após a
adição de suco de limão, devido à formação de
íon iodeto.
Assinale a alternativa que apresenta a afirmativa
ERRADA:
a) A reação de redução do iodo pode ser representada
por I 2 1 2 e 2 # 2 I 2 .
b) O iodo tem maior potencial normal de redução
do que a vitamina C.
c) A vitamina C oxida o iodo a iodeto.
d) O caráter redutor da vitamina C deve ser
maior do que o caráter redutor do iodo.
e) A vitamina C perde elétrons na reação mencionada.
16 (UFJF-MG) Uma das etapas importantes da
purificação da água envolve a oxidação de organismos
vivos presentes na mesma. Algumas
substâncias químicas poderiam ser utilizadas
para este fim.
Examine, com atenção, o quadro abaixo:
E red (V)
C, 2 (g) 1 2 e 2 # 2 C, 2 (aq) 11,36
H 2 O 2 (aq) 1 2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # 2 H 2 O (,) 11,77
HC,O (aq) 1 H 1 (aq) 1 e 2 #
#
1__
2 ​ C, 2 (g) 1 2 H 2 O (,)
11,63
O 3 (g) 1 2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # O 2 (g) 1 H 2 O (,) 12,07
maximilian stock ltd/
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Frutos ricos em vitamina C.
C,O 2 3 (aq) 1 3 H 1 (aq) 1 2 e 2 #
# HC,O 2 (aq) 1 H 2 O (,)
11,21
Com base nos potenciais de redução das substâncias
do quadro, A MAIS EFICIENTE substância
para o processo de purificação seria:
a) Cloro.
b) Peróxido de Hidrogênio.
c) Clorato.
d) Ácido Hipocloroso.
e) Ozônio.
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Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
1
Respostas
exercícios adicionais
17 (Fuvest-SP) I e II são equações de reações que
ocorrem em água, espontaneamente, no sentido
indicado, em condições-padrão.
I. Fe 1 Pb 21 # Fe 21 1 Pb
II. Zn 1 Fe 21 # Zn 21 1 Fe
Analisando tais reações, isoladamente ou em
conjunto, pode-se afirmar que, em condições-
-padrão.
a) elétrons são transferidos do Pb 21 para Fe.
b) reação espontânea deve ocorrer entre Pb
e Zn 21 .
c) Zn 21 deve ser melhor oxidante do que Fe 21 .
d) Zn deve reduzir espontaneamente Pb 21 a Pb.
e) Zn 21 deve ser melhor oxidante do que Pb 21 .
20 (PUC-RS) Para responder, considere os seguintes
potenciais padrões de redução.
Cu 21 /Cu 0 5 0,34 V Ni 21 /Ni 0 5 20,24 V
Fe 21 /Fe 0 5 20,44 V Mg 21 /Mg 0 5 22,37 V
Sn 21 /Sn 0 5 20,14 V Zn 21 /Zn 0 5 20,76 V
A reação M 0 1 N 21 # M 21 1 N 0 será espontânea
se M 0 for e N 21 for .
a) Cu 0 Fe 21
b) Sn 0 Zn 21
c) Mg 0 Cu 21
d) Sn 0 Ni 21
e) Ni 0 Zn 21
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18 (UFC-CE) Considere as seguintes reações de oxirredução,
as quais representam processos espontâneos:
Na (s) 1 Ag 1 (aq)
Li (s) 1 Na 1 (aq)
Li (s) 1 Ag 1 (aq)
# Na 1 (aq) 1 Ag (s)
# Li 1 (aq) 1 Na (s)
# Li 1 (aq) 1 Ag (s)
Identifique a alternativa que contém as relações
corretas de ordem de grandeza dos potenciais
de redução (E 0 ) para os processos acima
relacionados.
a) E°(Na 1 /Na) . E°(Ag 1 /Ag) . E°(Li 1 /Li)
b) E°(Ag 1 /Ag) . E°(Na 1 /Na) . E°(Li 1 /Li)
c) E°(Li 1 /Li) . E°(Na 1 /Na) . E°(Ag 1 /Ag)
d) E°(Li 1 /Li) . E°(Ag 1 /Ag) . E°(Na 1 /Na)
e) E°(Ag 1 /Ag) . E°(Li 1 /Li) . E°(Na 1 /Na)
19 (Mackenzie-SP)
água
Ag 2 S 1 A, @@# A, 2 S 3 1 Ag
D
(equação não balanceada)
O escurecimento de uma corrente de prata,
devido à formação de sulfeto de prata, decorre
de sua exposição ao ar. Esse escurecimento
pode ser eliminado, colocando-se a corrente,
por certo tempo, em uma panela de alumínio
contendo solução aquosa de bicarbonato de
sódio (NaHCO 3 ). Desse processo, equacionado
acima, pode-se afirmar que:
a) o alumínio é menos eletropositivo que a
prata, deslocando-a.
b) após a retirada das manchas escuras, a massa
de prata da corrente será bem menor que a
massa de prata inicial.
c) forma-se sulfato de alumínio.
d) a prata é reduzida, voltando a depositar-se
na corrente, de modo que a massa final de
prata na corrente é igual a massa inicial.
e) o bicarbonato de sódio em água torna o meio
ácido, protegendo a panela.
21 (UFF-RJ) O uso do alumínio é muito importante
economicamente. O alumínio puro é maleável
e frágil, porém, suas ligas com pequenas quantidades
de cobre, manganês, silício, magnésio
e outros elementos apresentam características
adequadas às mais diversas aplicações. Uma
dessas é no uso de latinhas de refrigerantes,
as quais representam, no Brasil, liderança de
reciclagem, servindo como segunda fonte de
renda para algumas famílias.
Com relação aos elementos citados no texto,
pode-se afirmar que:
I. os elementos cobre e alumínio deslocam o
hidrogênio de ácidos;
II. o silício é um semimetal, enquanto o cobre,
manganês, magnésio e alumínio são
metais;
III. o alumínio não tem potencial de oxidação
grande o suficiente para reduzir o íon Cu 21
de uma solução a cobre metálico.
Dados:
A, 31 1 3 e 2 F A, (E° 5 21,66 V) e
Cu 21 1 2 e 2 F Cu (E° 5 10,34 V);
IV. os números de oxidação do alumínio no
metal e no mineral bauxita (A, 2 O 3 ), usado
para obter o alumínio são, respectivamente,
zero e 13;
V. a configuração eletrônica do alumínio
é 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 e a do magnésio é
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 .
Assinale a opção correta.
a) Apenas as afirmativas I, II e V estão corretas.
b) Apenas as afirmativas I, III e V estão corretas.
c) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
d) Apenas as afirmativas II, IV e V estão corretas.
e) Apenas a afirmativa IV está correta.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
22 (Furg-RS) Deixou-se por um determinado tempo
um fio de estanho e um fio de ferro mergulhados
em uma solução aquosa de sulfato de cobre
(CuSO 4 ). A respeito desse experimento pode-se
afirmar que:
I. o fio de estanho aumentará de massa, enquanto
o fio de ferro não sofrerá alteração
em sua massa.
II. haverá deposição de cobre em ambos os
fios.
III. a solução terá a concentração aumentada
em íons Sn 11 e Fe 11 .
IV. o f io de estanho aumentará de massa,
enquanto o fio de ferro terá sua massa
reduzida.
Dados eletroquímicos:
Reação Eletródica
Potencial-padrão
de redução (E°)
Cu 11 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) 10,34 V
Sn 11 (aq) 1 2 e 2 # Sn (s) 20,14 V
Fe 11 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) 20,44 V
Com base no exposto acima, assinale a alternativa
que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s).
a) III e IV c) I e III e) I
b) II e IV d) II e III
23 (Unesp) Pode-se montar um circuito elétrico
com um limão, uma fita de magnésio, um pedaço
de fio de cobre e um relógio digital, como
montado na figura.
Cu
Limão
Mg
24 (Unesp) O iodo é um elemento menos abundante
que os halogênios mais leves. Na forma molecular
é muito utilizado na indústria farmacêutica,
para produção de medicamentos, e também na
tintura de iodo como antisséptico. Atualmente,
o maior produtor é o Japão, onde é encontrado
como iodetos nos poços de salmouras naturais,
em concentrações de até 100 ppm.
É possível obter o iodo, a partir das salmouras
naturais, borbulhando-se cloro gasoso. Justifique
por que e escreva as equações que representam
o processo.
Dados:
C, 2 (g) 2 e 2 # 2 C, 2 (aq) E° 5 1,36 V
I 2 (s) 2 e 2 # 2 I 2 (aq) E° 5 0,53 V
25 (Fatec-SP) Considere os seguintes dados sobre
potenciais-padrão de eletrodo:
Semirreação
Potencial-padrão
de redução (V)
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) 10,36
Fe 31 (aq) 1 2 e 2 # Fe 21 (aq) 10,77
​ 1__
2 ​ C, 2 (g) 1 e 2 # C, 2 (aq) 11,36
H 1 (aq) 1 e 2 # ​ 1__
2 ​ H 2 (g) 0,00
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) 20,44
Se uma lâmina de cobre puro for mergulhada
em uma solução ácida de cloreto de ferro (III),
a 1 mol/L nas condições-padrão, haverá, num
primeiro momento:
a) dissolução do cobre da lâmina.
b) formação de cloro gasoso.
c) liberação de hidrogênio gasoso.
d) depósito de ferro metálico.
e) formação de mais íons cloreto.
26 (UFRRJ) Observe o quadro abaixo.
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O suco ácido do limão faz o contato entre a fita
de magnésio e o fio de cobre, e a corrente elétrica
produzida é capaz de acionar o relógio.
Dados:
Mg 21 1 2 e 2 B Mg (s) E° 5 22,36 V
2 H 1 1 2 e 2 B H 2 (s) E° 5 0,00 V
Cu 21 1 2 e 2 B Cu (s) E° 5 10,34 V
Com respeito a esse circuito, pode-se afirmar
que:
a) se o fio de cobre for submetido por um
eletrodo condutor de grafite, o relógio não
funcionará.
b) no eletrodo de magnésio ocorre a semirreação
Mg (s) # Mg 21 1 2 e 2 .
c) no eletrodo de cobre ocorre a semirreação
Cu 21 (s) 1 2 e 2 # Cu (s).
d) o fluxo de elétrons pelo circuito é proveniente
do eletrodo de cobre.
e) a reação global que ocorre na pilha é
Cu 21 1 Mg (s) # Cu (s) 1 Mg 21 .
Recipientes
metálicos
Potenciais de
redução (volts)
Ferro Fe 11 /Fe 5 20,44
Chumbo Pb 11 /Pb 5 20,13
Zinco Zn 11 /Zn 5 20,76
Manganês Mn 11 /Mn 5 21,18
Para estocar uma solução contendo cloreto de
níquel, um técnico realizou experiências até
encontrar um recipiente apropriado.
a) Os recipientes utilizados nos testes foram
de ferro, chumbo, zinco e de manganês. Que
testes o técnico realizou? Justifique sua resposta.
b) Sabendo-se que o potencial de redução do
níquel [E° red (Ni 11 /Ni) 5 20,25 volts], a que
conclusões o técnico chegou, quanto aos
recipientes? Justifique sua resposta.

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Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
27 (Unicamp-SP) A festa já estava para terminar, mas nenhum dos
convidados sabia o motivo dela... Sobre o balcão, Dina pousou nove
copos, com diferentes soluções e nelas colocou pequenos pedaços
dos metais cobre, prata e ferro, todos recentemente polidos, como
mostra o desenho na situação inicial:
Soluções azuis
(Cu 2+ )
Soluções incolores
(Ag + )
Soluções amarelas
(Fe 3+ )
– cobre metálico – prata metálica – ferro metálico
“Para que a festa seja completa e vocês tenham mais uma pista do
motivo da comemoração, respondam às perguntas”, bradava Dina,
eufórica, aos interessados:
a) “Em todos os casos onde há reação, um metal se deposita sobre o
outro, enquanto parte desse último vai para a solução. Numa das
combinações, a cor do depósito não ficou muito diferente da cor
do metal antes de ocorrer a deposição. Qual é o símbolo químico
do metal que se depositou nesse caso? Justifique usando seus
conhecimentos de química e os dados da tabela fornecida.”
b) “A solução que mais vezes reagiu tornou-se azulada, numa das
combinações. Que solução foi essa? Qual a equação química da
reação que aí ocorreu?”
Dados:
Par
Potencial-padrão de
redução/volts
Cu 21 /Cu 0,34
Fe 31 /Fe 20,04
Ag 1 /Ag 0,80
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Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
28 (Unifor-CE) O esquema seguinte refere-se à
corrosão do ferro pela ação do oxigênio do ar,
em presença de água.
depósito de
(Fe 2
O 5
• x H 2
O) (s)
ar atmosférico
gota d’água
(08) A diferença de potencial elétrico padrão do
processo em questão é 10,79 V.
(16) No processo de oxidação do ferro metálico,
o oxigênio atua como redutor.
(32) Na formação da ferrugem, íons Fe 21 (aq) são
oxidados a Fe 31 (aq).
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anodo
ferro
e –
O 2
4 H 4 e
ou
O 2
2 H 2
O 4 e
catodo 2 Fe 2 Fe 2 2 e
2 H 2
O
4 OH –
O examinador de um vestibular deu à digitadora
o esquema correto da corrosão do ferro.
Entretanto, a digitadora cometeu vários erros
e liberou o esquema acima, em que:
I. trocou as palavras anodo e catodo;
II. escreveu errada uma das reações de oxirredução;
III. escreveu errado a fórmula do composto de
ferro depositado na superfície.
Está correto o que se afirma em:
a) I, somente. d) I e II, somente.
b) II, somente. e) I, II e III.
c) III, somente.
29 (UFSC) A ferrugem é um processo de corrosão
conhecido que pode causar impacto econômico
significativo, pois boa parte do ferro produzido
anualmente é utilizada para repor objetos de
ferro descartados. Alguns fatores externos,
como a presença de oxigênio, água e sais no
meio, podem acelerar a formação da ferrugem
(Fe 2 O 3 ? H 2 O), uma substância insolúvel em água.
A corrosão do ferro é por natureza um processo
eletroquímico, representado pelas semirreações
a seguir:
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) E° 5 20,44 V
O 2 (g) 1 4 H 1 (aq) 1 4 e 2 # 2 H 2 O (,)
E° 5 11,23 V
De acordo com as informações acima, assinale
a(s) preposição(ões) CORRETA(S).
(01) O ferro metálico atua como cátodo neste
processo de oxirredução.
(02) A diferença de potencial elétrico padrão do
processo de corrosão é 11,67 V.
(04) O ferro metálico é facilmente oxidado
porque seu potencial-padrão de redução é
menos positivo que aquele para a redução
do oxigênio.
30 (Fuvest-SP) O cientista e escritor Oliver Sacks,
em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte
passagem de sua infância: “Ler sobre [Humphry]
Davy e seus experimentos estimulou-me a fazer
diversos outros experimentos eletroquímicos...
Devolvi o brilho às colheres de prata de minha
mãe colocando-as em um prato de alumínio
com uma solução morna de bicarbonato de
sódio [NaHCO 3 ]”.
Pode-se compreender o experimento descrito,
sabendo-se que:
• objetos de prata, quando expostos ao ar,
enegrecem devido à formação de Ag 2 O e Ag 2 S
(compostos iônicos).
• as espécies químicas Na
1 , A, 31 e Ag 1 têm,
nessa ordem, tendência crescente para receber
elétrons.
Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável
pela devolução do brilho às colheres, pode
ser representada por:
a) 3 Ag 1 1 A, 0 # 3 Ag 0 1 A, 31
b) A, 31 1 3 Ag 0 # A, 0 1 3 Ag 1
c) Ag 0 1 Na 1 # Ag 1 1 Na 0
d) A, 0 1 3 Na 1 # A, 31 1 3 Na 0
e) 3 Na 0 1 A, 31 # 3 Na 1 1 A, 0
31 (ITA-SP) Considere duas placas X e Y de mesma
área e espessura. A placa X é constituída de ferro
com uma das faces recoberta de zinco. A placa Y
é constituída de ferro com uma das faces recoberta
de cobre. As duas placas são mergulhadas
em béqueres, ambos contendo água destilada
aerada. Depois de um certo período, observa-
-se que as placas passaram por um processo de
corrosão, mas não se verifica a corrosão total de
nenhuma das faces dos metais. Considere que
sejam feitas as seguintes afirmações a respeito
dos íons formados em cada um dos béqueres:
I. Serão formados íons Zn 21 no béquer contendo
a placa X.
II. Serão formados íons Fe 21 no béquer contendo
a placa X.
III. Serão formados íons Fe 21 no béquer contendo
a placa Y.
IV. Serão formados íons Fe 31 no béquer contendo
a placa Y.
V. Serão formados íons Cu 21 no béquer contendo
a placa Y.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Então, das afirmações acima, estão CORRETAS:
a) apenas I, II e IV. d) apenas II, III e V.
b) apenas I, III e IV. e) apenas IV e V.
c) apenas II, III e IV.
32 (Unesp) Os sais de chumbo constituem-se num
grave problema ambiental, pois se ingeridos
provocam doenças neurológicas irreversíveis.
Numa indústria, quer-se desenvolver um método
eletroquímico para depositar chumbo metálico
no tratamento do seu efluente. Considere
os seguintes valores de potenciais-padrão de
redução em meio ácido:
Ag 1 1 e 2 # Ag E° 5 10,80 V
Cu 21 1 2 e 2 # Cu E° 5 10,34 V
Pb 21 1 2 e 2 # Pb E° 5 20,13 V
Ni 21 1 2 e 2 # Ni E° 5 20,25 V
Zn 21 1 2 e 2 # Zn E° 5 20,76 V
A, 31 1 3 e 2 # A, E° 5 21,66 V
O metal mais adequado dentre estes, para ser
utilizado como anodo no processo, é:
a) o cobre. d) o zinco.
b) a prata. e) o alumínio.
c) o níquel.
34 (PUC-MG) Considere os metais com seus respectivos
potenciais-padrão de redução:
Mg 12 1 2 e 2 # Mg (E° 5 22,37 V)
A, 13 1 3 e 2 # A, (E° 5 21,66 V)
Zn 12 1 2 e 2 # Zn (E° 5 20,76 V)
Pb 12 1 2 e 2 # Pb (E° 5 20,13 V)
Cu 12 1 2 e 2 # Cu (E° 5 10,34 V)
Ag 1 1 e 2 # Ag (E° 5 10,80 V)
Para proteção de certas peças metálicas, podem-
-se colocar pedaços do outro metal usado, como
metal de sacrifício. Se a peça em questão for de
alumínio, o metal de sacrifício pode ser:
a) Ag d) Cu
b) Zn e) Mg
c) Pb
35 (UFPR) Para a proteção contra corrosão de tubos
metálicos, é comum o uso de eletrodos de sacrifício
(blocos metálicos conectados à tubulação).
Esses blocos metálicos formam com a tubulação
uma célula eletroquímica que como ânodo de
sacrifício, fornece elétrons aos tubos metálicos
para impedir sua corrosão, conforme representado
na figura abaixo.
33 (Ceeteps-SP) Uma fita de um determinado
metal (que pode ser cobre, chumbo, zinco ou
alumínio) foi enrolada em torno de um prego
de ferro, e ambos mergulhados numa solução
de água salgada.
anodo
Tubulação
Metal 1
Semirreação de redução
Ânodo de
sacrifício
Metal 2
E° (V)
Solução de
água salgada
Prego de Fe
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) 20,76
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) 20,44
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) 10,34
Ag (aq) 1 e 2 # Ag (g) 10,80
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Fita de
um metal
Observou-se, após algum tempo, que o prego de
ferro foi bastante corroído.
Dados os potenciais-padrão de redução:
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) E° 5 10,34 V
Pb 21 (aq) 1 2 e 2 # Pb (s) E° 5 20,13 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) E° 5 20,44 V
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) E° 5 20,76 V
A, 31 (aq) 1 3 e 2 # A, (s) E° 5 21,66 V
Conclui-se que o metal da fita deve ser:
a) Cu ou Pb. d) Zn ou A,.
b) A, ou Pb. e) Zn ou Pb.
c) A, ou Cu.
Usando a tabela de potenciais-padrão de redução,
considere as seguintes afirmativas:
1. A reação química que ocorre no ânodo de
sacrifício é a reação de oxidação.
2. Se a tubulação (metal 1) for de ferro, o ânodo
de sacrifício (metal 2) pode ser feito de zinco.
3. Se a tubulação (metal 1) for de cobre, o ânodo
de sacrifício (metal 2) pode ser feito de prata.
4. O metal usado no eletrodo de sacrifício será
o agente redutor na reação eletroquímica.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
3
36 (UEL-PR) Nos cascos de ferro de embarcações
são afixadas peças conhecidas como “ânodos”
de zinco ou de magnésio, cuja função é proteger
o ferro contra a corrosão. Logo, tais peças:
I. se oxidam mais facilmente do que o ferro.
II. inibem a semirreação
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s).
III. nesse caso, funcionam como polos negativos
de pilhas.
Dessas afirmações, SOMENTE:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) I e III são corretas.
37 (UFRJ) Evite comprar conserva cuja lata esteja
amassada, porque a lata de folha-de-flandres
(uma liga de ferro e carbono) tem uma proteção
de estanho que se pode romper quando a lata
sofre um impacto. Nesse caso, formar-se-á uma
pilha e haverá contaminação da conserva.
Considerando os valores dos potenciais-
-padrão de eletrodo
Fe 31 1 3 e 2 B Fe E° 5 20,036 V
Sn 21 1 2 e 2 B Sn E° 5 20,136 V
a) escreva a equação de funcionamento dessa
pilha;
b) diga, apresentando justificativa, se está certo
ou errado o conteúdo da seguinte frase:
“São os íons Sn 21 que contaminam a conserva
na situação descrita no texto acima”.
38 (Unifei-MG) O prêmio Nobel de Química de
2007 foi concedido ao alemão Gerhart Ertl pelos
seus estudos sobre os processos químicos em
superfícies sólidas. Sua contribuição foi muito
importante para a indústria, pois forneceu o
conhecimento básico para a compreensão de
vários processos que ocorrem naturalmente
como, por exemplo, a corrosão do ferro.
Neste tema, as reações anódicas e catódicas do
processo em meio aquoso podem ser representadas
pelas seguintes equações não balanceadas:
Anódica: Fe (s) # Fe 21 (aq) 1 e 2
Catódica: O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 e 2 # OH 2 (aq)
A equação global corretamente balanceada que
representa o processo descrito acima é:
a) Fe (s) 1 O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2 #
# Fe 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
b) Fe (s) 1 O 2 (g) 1 H 2 O (,) #
# Fe 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
c) Fe (s) 1 O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2 #
# Fe 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq) 1 2 e 2
d) 2 Fe (s) 1 O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) #
# 2 Fe 21 (aq) 1 4 OH 2 (aq)
39 (Uenf-RJ) Para evitar a corrosão das plataformas
marítimas situadas na Bacia de Campos,
emprega-se a proteção catódica, método que
requer a utilização de um metal de sacrifício
em contato com o metal da plataforma que se
deseja proteger. Esse conjunto forma um sistema
eletroquímico denominado pilha.
Observe o quadro abaixo:
Semirreações
Potenciais-padrão
de redução
(1 M, 25 °C)
Zn 21 (aq) 1 2 e 2 # Zn (s) 20,76 V
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 # Mg (s) 22,37 V
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 # Fe (s) 20,44 V
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s) 10,34 V
a) Cite dois metais que seriam mais eficientes
na proteção do ferro da estrutura da plataforma
e justifique sua resposta.
b) Calcule a diferença de potenciais-padrão de
uma pilha constituída por cobre e ferro.
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Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
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química
química na abordagem
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1
Respostas
exercícios adicionais
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1 (PUC-RS) A pilha alcalina consiste em zinco
metálico em pó imobilizado em um gel em
contato com uma solução concentrada de KOH
e separada de uma mistura de MnO 2 (s) e grafite
por um tecido poroso. A pilha é selada em uma
lata de aço para reduzir o risco de vazamento
de KOH concentrado.
Considerando que o potencial-padrão de redução
de MnO 2 (s) a Mn 2 O 3 (s) é 10,74 V e que o potencial-padrão
de redução de Zn 21 (aq) a Zn 0 (s)
é 20,76 V, é correto afirmar que:
a) a força eletromotriz da pilha é 1,5 V.
b) o zinco é o cátodo.
c) os elétrons fluem do cátodo para o ânodo.
d) o potencial de redução do ânodo é maior do
que o do cátodo.
e) a força eletromotriz da pilha é obtida pela
soma dos potenciais de redução do cátodo
e do ânodo.
2 (FGV-SP) O uso de táxi na cidade de São Paulo tem
aumentado, principalmente depois do início da
“lei seca”, decretada em junho de 2008. O bafômetro
é o equipamento utilizado pelas autoridades
policiais para a detecção de etanol no organismo
de motoristas. Esse equipamento é constituído de
uma célula a combustível, onde ocorre a reação:
CH 3 CH 2 OH 1 ​ 1__
2 ​O 2 # CH 3 CHO 1 H 2 O
Pode-se afirmar que a célula a combustível
descrita tem diferença de potencial:
a) negativa e o etanol é reduzido.
b) negativa e o etanol é oxidado.
c) negativa e o oxigênio é reduzido.
d) positiva e o etanol é reduzido.
e) positiva e o etanol é oxidado.
3 (Vunesp) O hidrogênio molecular obtido na reforma
a vapor do etanol pode ser usado como
fonte de energia limpa em uma célula de combustível,
esquematizada a seguir:
H 2
CE
excesso
de H 2
O 2
H 2
O
MPH
MPH: membrana permeável a H +
CE: circuito elétrico externo
Neste tipo de dispositivo, ocorre a reação de
hidrogênio com oxigênio do ar, formando água
como único produto. Escreva a semirreação
que acontece no compartimento onde ocorre a
oxidação (ânodo) da célula de combustível. Qual
o sentido da corrente de elétrons pelo circuito
elétrico externo?
4 (UnB-DF) Texto para os itens a, b e c.
Considere uma bateria de chumbo com ddp de
12 V. As duas semirreações não balanceadas
dessa bateria são apresentadas a seguir.
I. Pb (s) 1 SO 22 4 (aq) B PbSO 4 (s) 1 e 2
II. PbO 2 (s) 1 H 1 (aq) 1 SO 2 42 (aq) 1 e 2 B
B PbSO 4 (s) 1 H 2 O (,)
Com relação a essa reações, julgue os próximos
itens.
a) A reação I ocorre no ânodo da bateria.
b) Na bateria referida, para cada mol de Pb (s)
consumido, 2 mol de elétrons são transferidos
do polo negativo para o polo positivo.
c) Considere que a bateria referida no texto
seja composta por uma associação em série
de seis pilhas, em que a reação de cada uma
delas é dada pela expressão:
Pb (s) 1 SO 42 2 (aq) 1 PbO 2 (s) 1 4H 1 (aq) 1 SO 42 2 (aq) B
B 2 PbSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
Sabendo que o potencial de redução da reação
I, quando balanceada, é 20,35 V, calcule,
em volts, o potencial de redução da reação II
balanceada.
5 (UFSC) No Brasil, uma das resoluções do Conselho
Nacional do Meio Ambiente — CONAMA
— determina a devolução das pilhas e baterias
contendo cádmio, chumbo e mercúrio aos
estabelecimentos comerciais e às indústrias
para reciclagem, ou descarte em aterros sanitários
licenciados.
Dentre os utensílios que utilizam esses dispositivos,
destacam-se os aparelhos de telefones
celulares, cada vez mais comuns entre as
pessoas. Esses aparelhos operam com pilhas
ou baterias de níquel-cádmio, que podem ser
recarregadas e funcionam de acordo com a
equação global:
Cd (s) 1 NiO 2 (s) 1 2 H 2 O (,) #
# Cd(OH) 2 (s) 1 Ni(OH) 2 (aq) DE° 5 1,40 V
O cádmio e uma pasta úmida de óxido de níquel
contendo hidróxido de potássio compõem os
eletrodos da bateria de níquel-cádmio.

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Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
Seção 8
química
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De acordo com as informações do enunciado,
assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(01) A equação global da pilha de níquel-cádmio
representa um processo de oxirredução.
(02) Na pilha de níquel-cádmio o eletrodo de
cádmio representa o cátodo.
(04) A voltagem necessária para a recarga da
pilha de níquel-cádmio deverá ser inferior
a 1,40 V.
(08) No processo de recarga da pilha o eletrodo
de cádmio representa o ânodo.
(16) A reação acima indicada é um processo
espontâneo.
(32) O óxido de níquel atua como redutor na
pilha.
(64) Na reação global da pilha há uma transferência
de 2 elétrons, do agente redutor para
o agente oxidante.
8 (Unifesp) A “Lei Seca”, de 19 de junho de 2008,
tornou mais severas as punições para motoristas
flagrados dirigindo após a ingestão de bebida
alcoólica. A maioria dos etilômetros portáteis
(“bafômetros”, esquema representado na figura),
utilizados pela autoridade policial, baseia-se
em medidas eletroquímicas, usando células
a combustível. A célula tem dois eletrodos de
platina com um eletrólito colocado entre eles.
A platina catalisa a reação de oxidação do álcool
e os íons H 1 migram para o outro eletrodo
através do eletrólito, reagindo com gás oxigênio.
Quanto maior a quantidade de etanol no ar espirado
pelo cidadão, maiores serão a quantidade
de etanol oxidado e a intensidade de corrente
elétrica, a qual é registrada por um microprocessador
que, acoplado ao circuito externo, calcula
a concentração de álcool no sangue.
eletrodos
de platina
Comentário dos autores:
A recarga da pilha é o processo inverso do
mencionado.
ar espirado
eletrólito
6 (PUC-RIO) A pilha de níquel-cádmio pode ser
recarregada. As reações que ocorrem no catodo
e no anodo dessa pilha são indicadas abaixo:
Cd (s) 1 2 OH 2 (aq) # Cd(OH) 2 (s) 1 2 e 2 (anodo)
NiOOH (s) 1 H 2 O (,) 1 e 2 # Ni(OH) 2 (s) 1 OH 2 (aq)
(catodo)
Sobre a pilha de níquel-cádmio, é correto
afirmar que:
a) sua reação global pode ser representada por:
Cd(OH) 2 (s) 1 2 Ni(OH) 2 (s) 1 2 OH 2 (aq) #
# Cd (s) 1 2 OH 2 (aq) 1 2 NiOOH (s) 1 2 H 2 O (,)
b) o potencial desenvolvido, na reação espontânea,
é negativo.
c) a recarga da pilha é feita por um processo de
eletrólise.
d) o Cd é um agente oxidante na reação.
e) no anodo ocorre a redução do Cd.
7 O marca-passo cardíaco é alimentado por uma
pilha de lítio-iodo e, mediante impulsos elétricos,
controla os batimentos cardíacos. Essa
pilha funciona com base na reação química
2 Li 0 1 I 2 # 2 LiI e pode durar de 5 a 8 anos.
Sobre essa pilha, podemos afirmar que:
fio condutor
microprocessador
CH 3 CHO 1 2 H 1 1 2 e 2 # CH 3 CH 2 OH
O 2 1 4 H 1 1 4 e 2 # 2 H 2 O
(www.portal.mec.gov.br/seb/arquivos. Adaptado.)
a) Transcreva para a folha de respostas o esquema
do “bafômetro” e indique nele o sentido
do fluxo dos elétrons e os compartimentos
catódico e anódico.
b) Escreva a equação da reação global da pilha.
9 (UFRJ) Na busca por combustíveis mais “limpos”,
o hidrogênio tem-se mostrado uma alternativa
muito promissora, pois sua utilização não gera
emissões poluentes. O esquema a seguir mostra a
utilização do hidrogênio em uma pilha eletroquímica,
fornecendo energia elétrica a um motor.
FABIO COLOMBINI
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Dados: Li 0 # Li 1 (aq) 1 1 e 2 E° 5 13,04 V
2 I 2 (aq) # I 2 (s) 1 2 e 2 E° 5 20,54 V
a) O agente oxidante é Li 0 e o agente redutor é I 2 .
b) A tensão produzida pela pilha é de 2,50 V.
c) Os elétrons fluem do cátodo para o ânodo.
d) O cátodo é formado pelo Li 0 e o ânodo I 2 .
e) O lítio sofre oxidação e o iodo sofre redução.
H 2
H 2 O 2
H
H 2 O
O 2 (ar)
H 2 O
Eletrodo 1 Eletrodo 2
H 2 2 H 2 e O 2 4 H 4 e 2 H 2 O E ° red 1,23 V
Eletrólito catalisador

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Com base no esquema:
a) Identifique o eletrodo positivo da pilha. Justifique
sua resposta.
b) Usando as semirreações, apresente a equação
da pilha e calcule sua força eletromotriz.
10 (Ufal) As células de combustível, capazes de
converter energia das reações de oxirredução
de reagentes químicos gasosos diretamente
em eletricidade, são consideradas tecnologias
prontas para substituir combustíveis derivados
de petróleo. A célula de combustível hidrogênio-
-oxigênio baseia-se na conhecida reação de
formação de água, onde os gases são oxidados
e reduzidos em compartimentos de eletrodos
separados por solução eletrolítica:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,) 1 energia
Quanto a essa questão, assinale a alternativa
correta.
a) O hidrogênio é reduzido no cátodo.
b) O hidrogênio é oxidado no ânodo segundo a
semirreação:
2 H 1 (g) 1 4 OH 2 (aq) # 4 H 2 O (,) 1 4 e 2
c) O oxigênio é oxidado no ânodo.
d) O oxigênio é reduzido no cátodo segundo a
semirreação:
2 O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 2 e 2 # 4 OH 2 (aq)
e) O oxigênio é reduzido no cátodo segundo a
semirreação:
O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2 # 4 OH 2 (aq)
11 (Unicamp-SP) Há quem afirme que as grandes
questões da humanidade simplesmente restringem-se
às necessidades e à disponibilidade de
energia. Temos de concordar que o aumento da
demanda de energia é uma das principais preocupações
atuais. O uso de motores de combustão
possibilitou grandes mudanças, porém seus
dias estão contados. Os problemas ambientais
pelos quais estes motores podem ser responsabilizados,
além de seu baixo rendimento, têm
levado à busca de outras tecnologias.
Uma alternativa promissora para os motores
de combustão são as celas de combustível que
permitem, entre outras coisas, rendimentos de
até 50% e operação em silêncio. Uma das mais
promissoras celas de combustível é a de hidrogênio,
mostrada no esquema abaixo:
Reagente
Produto
x
Membrana polimérica
permeável a H
Motor elétrico
Eletrodos
y
Reagente
Produto
Nessa cela, um dos compartimentos é alimentado
por hidrogênio gasoso e o outro, por oxigênio
gasoso. As semirreações que ocorrem nos
eletrodos são dadas pelas equações:
ânodo: H 2 (g) 5 2 H 1 1 2 e 2
cátodo: O 2 (g) 1 4 H 1 1 4 e 2 5 2 H 2 O
a) Por que se pode afirmar, do ponto de vista
químico, que esta cela de combustível é “não
poluente”?
b) Qual dos gases deve alimentar o compartimento
x? Justifique.
c) Que proporção de massa entre os gases você
usaria para alimentar a cela de combustível?
Justifique.
12 (PUC-RS) Uma bateria de automóvel é constituída
de placas de chumbo e de placas revestidas
com óxido de chumbo, mergulhadas em solução
de ácido sulfúrico. O seu funcionamento
pode ser representado através das seguintes
semiequações:
I. Pb (s) # Pb 21 (aq) 1 2 e 2
II. PbO 2 (s) 1 4 H 1 (aq) 1 2 e 2 #
# Pb 21 (aq) 1 2 H 2 O (,)
Com base nessas informações, pode-se afirmar
que:
a) o chumbo metálico sofre redução.
b) o óxido de chumbo é o ânodo.
c) a carga negativa surge nas placas de chumbo
metálico.
d) o cátion H 1 (aq) sofre oxidação.
e) o óxido de chumbo se oxida.
13 A pilha utilizada em naves espaciais funciona
pela rea ção de combustão entre hidrogênio
gasoso e oxigênio gasoso, produzindo água.
As duas semirreações são:
Semirreação 1: H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) # 2 H 2 O 1 2 e 2
Semirreação 2: ​ 1__
2 O 2 (g) 1 H 2 O 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq)
Reação global:
H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (,)
Essa pilha tem como único produto a água, que
além de não poluir o ambiente serve para uso
na nave espacial. Pilhas de combustão desse tipo
produzem um potencial em torno de 1 V.
Associando várias dessas pilhas teremos uma
bateria de combustão. Responda às perguntas:
a) Qual é a semirreação que constitui o cátodo
da pilha de combustível?
b) Qual é a semirreação que constitui o ânodo
da pilha de combustível?
14 (Ufes) O propano e o oxigênio podem ser
utilizados na obtenção de energia, sem que
necessariamente tenham que se combinar
em uma reação de combustão convencional.

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Seção 8
química
química na abordagem
do cotidiano
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Esses gases podem ser tratados eletro quimicamente
para produzir energia de uma forma
limpa, barata e eficiente. Um dos dispositivos
onde esse tratamento ocorre é conhecido como
célula de combustível ou pilha de combustível
e funciona como uma pilha convencional.
A reação global de uma pilha de propano é:
C 3 H 8 (g) 1 5 O 2 (g) # 3 CO 2 (g) 1 4 H 2 O (,)
Dadas as semirreações de redução e os seus
potenciais,
3 CO 2 (g) 1 20 H 1 (aq) 1 20 e 2 #
# C 3 H 8 (g) 1 6 H 2 O (,) E° 5 0,14 V
O 2 (g) 1 4 H 1 (aq) 1 4 e 2 # 2 H 2 O (,)
E° 5 1,23 V
pode-se afirmar que a voltagem, nas condições-
-padrão, de uma pilha de propano é:
a) 21,37 V. d) 1,37 V.
b) 21,09 V. e) 6,15 V.
c) 1,09 V.
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Capítulo 14 Pilhas
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1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa A.
2 Alternativa D.
3 a) Ânodo: Cr 0 (s) # Cr 31 (aq) 1 3e 2 (oxidação)
Cátodo: Fe 21 (aq) 1 2e 2 # Fe 0 (s) (redução)
b) 2 Cr (s) 1 3 Fe 21 (aq) # 2 Cr 31 (aq) 1 3 Fe 0 (s)
4 a) Ni (s) 1 Pd 21 (aq) # Pd (s) 1 Ni 21 (aq)
b) Durante o funcionamento da pilha, observamos que:
• a concentração de íons Pd 2+ (aq) diminui na solução da direita;
• a concentração de Zn 2+ (aq) aumenta na solução da esquerda;
• a placa de níquel sofre corrosão (desgaste);
• sobre a placa de paládio deposita-se mais paládio metálico.
Esses fatos indicam que elétrons fluem, pelo f io metálico, da placa
de níquel para a de paládio.
Mas como a placa de níquel poderia “emitir” elétrons? O fato de a
concentração de íons Ni 21 (aq) na solução aumentar e de a placa
sofrer corrosão revela que está ocorrendo a oxidação do níquel, que
pode ser assim equacionada:
Ni (s) # Ni 21 (aq) 1 2 e 2
Placa Vai para
a solução
Vão para o
fio metálico
E para onde vão os elétrons recebidos pela placa de paládio? O fato de
a concentração de íons Pd 21 (aq) diminuir e haver depósito de paládio
metálico indica que íons Pd 21 da solução estão sofrendo redução:
5 01 1 04 1 08 1 64 5 77
6 Alternativa A.
Pd 21 (aq) 1 2 e 2 # Pd (s)
Solução Vêm do fio Deposita-se
metálico na placa
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Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
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Respostas dos exercícios essenciais
2 a) O eletrodo de cobre é o ânodo e o de prata é o cátodo.
b) O eletrodo de cobre é o polo negativo e o de prata é o positivo.
c) A espécie que se oxida é o cobre metálico, Cu 0 , e a que se reduz é
o cátion prata, Ag 1 .
d) Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 e 2
e) Ag 1 (aq) 1 e 2 # Ag (s)
f ) Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 e 2
2 Ag 1 (aq) 1 2 e 2 # 2 Ag (s)
Cu (s) 1 2 Ag 1 (aq) # Cu 21 (aq) 1 2 Ag (s)
g) Da placa de cobre para a placa de prata.
h) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de cobre para a de prata
e o de ânions é da semicela de prata para a de cobre.
3 a) O ânodo é o eletrodo de zinco e o cátodo é o eletrodo de níquel.
b) O polo negativo é o eletrodo de zinco e o polo positivo é o eletrodo
de níquel.
c) A espécie que se oxida é o zinco metálico, Zn 0 , e a espécie que se
reduz é o cátion níquel (II), Ni 21 .
d) A placa de zinco sofre corrosão, em função da oxidação de Zn 0 a
Zn 21 , que passa para a solução.
e) Níquel sólido se deposita sobre a placa de níquel, em função da
redução de Ni 21 da solução a Ni 0 .
f) Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
g) Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s)
h) Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s)
Zn (s) 1 Ni 21 (aq) # Zn 21 (aq) 1 Ni (s)
i) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de zinco para a de níquel
e o de ânions é da semicela de níquel para a de zinco.
4 Alternativa D.
5 Alternativa D.
6 Alternativa D.
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Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
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2
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canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa C.
3 a)
V
Ag (s)
Cu (s)
Cátodo
Ânodo
Ag (aq)
1,0 mol/L
Cu 2 (aq)
1,0 mol/L
Ag Ag 0 E º 0,80 V Cu 2 Cu 0 E º 0,34 V
b) semirreação de oxidação: Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2e 2
semirreação de redução: 2 Ag 1 (aq) 1 2e 2 # 2 Ag (s)
equação global:
Cu (s) 1 2 Ag 1 (aq) # Cu 21 (aq) 1 2 Ag (s)
DE° 5 E° eletrodo que recebe e 2 2 E° eletrodo que perde e 2
DE° 5 E°(Ag 1 , Ag) 2 E°(Cu 21 , Cu) 5 10,80 V 2 (10,34 V)
DE° 5 0,46 V
4 Alternativa B.
5 Alternativa C.
6 Alternativa D.
7 a) Sabendo que o potencial-padrão de redução do cobre (10,34 V) é
maior que o do níquel (20,25 V), concluímos que as equações da
pilha formada por esses metais serão:
Redução: Cu 21 (aq) 1 2e 2 # Cu (s)
Oxidação: Ni (s) # Ni 21 (aq) 1 2e 2
Global:
Cu 21 (aq) 1 Ni (s) # Cu (s) 1 Ni 21 (aq)
De acordo com a figura, o eletrodo de zinco atua como polo negativo
nessa pilha. Isso porque o eletrodo de zinco (menor potencial
elétrico) emite elétrons pelo circuito metálico para o eletrodo-
-padrão de hidrogênio (maior potencial elétrico). Como este último
tem potencial-padrão de redução igual a zero, concluímos que o
potencial-padrão de redução do zinco é 20,76 V.
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b) DE° 5 E° eletrodo que recebe e 2 2 E° eletrodo que perde e 2
DE° 5 E°(Cu 21 /Cu 0 ) 2 E°(Ni 21 /Ni 0 ) 5 10,34 2 (20,25V)
DE° 5 10,59 V
O eletrodo positivo é o de cobre.
8 Alternativa B.
9 Alternativa E.
10 Corretas: (08), (16) e (64).

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
11 Alternativa A.
12 Alternativa B.
13 a) A espécie Ti 0 é a que apresenta a maior tendência para funcionar
como redutor (alta capacidade de sofrer oxidação, ou seja, doar
e 2 ), pois apresenta o menor valor de E° red . É o agente redutor
mais forte.
A espécie C, 2 apresenta a maior tendência para funcionar como
oxidante (capacidade de sofrer redução, ou seja, receber e 2 ), pois
apresenta o maior valor de E° red .
b) Sabendo que o potencial-padrão de redução do C, 2 (11,36 V)
é o maior dentre os citados e que o do Ti (21,63 V) é o menor
dentre os citados, concluímos que a combinação do eletrodo de
cloro com o eletrodo de titânio forma a pilha com maior valor
de ddp.
DE° 5 E° eletrodo que recebe e 2 2 E° eletrodo que perde e 2
DE° = E°[C, 2 (g)/2 C, − (aq)] 2 E°[Ti 21 (aq)/Ti (s)] 5 11,36 V 2 (21,63 V)
DE° 5 2,99 V
Nesse caso o eletrodo de cloro funcionará como cátodo e o eletrodo
de titânio como ânodo.
semirreação do ânodo: Ti (s) # Ti 21 (aq) 1 2e 2
semirreação de cátodo: C, 2 (g) 1 2e 2 # 2 C, 2 (aq)
equação global:
Ti (s) 1 C, 2 (g) # Ti 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
14 Alternativa D.
15 Alternativa C.
16 Alternativa E.
17 Alternativa D.
18 Alternativa B.
19 Alternativa D.
20 Alternativa C.
21 Alternativa D.
22 Alternativa D.
23 Alternativa B.
24 A obtenção do iodo é possível pelo fato de o C, 2 (g) apresentar maior
valor de E° red . Assim, o C, 2 (g) sofre redução transformando-se em C, 2
e oxida I 2 a I 2 , segundo as equações abaixo:
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C, 2 (g) 1 2e 2 # 2 C, 2 (aq) E° 5 1,36 V
2 I 2 (aq) # I 2 (s) 1 2e 2 E° 5 0,53 V
C, 2 (g) 1 2 I 2 (aq) # 2 C, 2 (aq) 1 I 2 (s) DE° 5 0,83 V
25 Alternativa A.
26 a) Adicionou pequenas placas dos metais na solução de cloreto de
níquel e observou se haveria a formação de níquel metálico.
b) Apenas o chumbo poderá ser usado como recipiente.

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
27 a)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
Soluções azuis
(Cu 2+ )
Soluções incolores
(Ag + )
Soluções amarelas
(Fe 3+ )
– cobre metálico – prata metálica – ferro metálico
Ocorreu reação química nos copos (3), (4) e (6).
(3) 3 Cu 21 (aq) 1 2 Fe (s) # 2 Fe 31 (aq) 1 3 Cu (s) V Reação espontânea
cinza
E°(Cu 21 /Cu 0 ) 2 E°(Fe 31 /Fe 0 ) . 0
avermelhado
(4) 2 Ag 1 (aq) 1 Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 Ag (s) V Reação espontânea
avermelhado
E°(Ag 1 /Ag 0 ) 2 E°(Cu 21 /Cu 0 ) . 0
cinza
(6) 3 Ag 1 (aq) 1 Fe (s) # Fe 31 (aq) 1 3 Ag (s) V Reação espontânea
cinza
cinza
E°(Ag 1 /Ag 0 ) 2 E°(Fe 31 /Fe 0 ) . 0
b) No copo (4) a solução tornou-se azulada devido ao aparecimento
do íon Cu 21 (aq), e a equação que representa a reação ocorrida é:
2 Ag 1 (aq) 1 Cu (s) # Cu 21 (aq) + 2 Ag (s)
incolor avermelhado azulado cinza
28 Alternativa E.
29 Corretas: 02, 04 e 32.
30 Alternativa A.
31 Alternativa B.
32 Alternativa E.
33 Alternativa D.
34 Alternativa E.
35 Alternativa E.
36 Alternativa E.
37 a) 2 Fe 31 1 3 Sn # 2 Fe 1 3 Sn 21
b) Verdadeiro, pois serão os íons produzidos.
38 Alternativa D.
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39 a) Zinco e magnésio, pois, por apresentarem E° red menor que o ferro,
se oxidam mais facilmente protegendo-o da corrosão.
b) DE° 5 1 0,34 2 (20,44)
DE° 5 1 0,78 V

Moderna plus
Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 10,77 V.
4 a) A comparação entre os potenciais de semicela indica que a prata
tem maior tendência a se reduzir e que o zinco tem maior tendência
a se oxidar. Assim, o ânodo (em que ocorre oxidação)
é o eletrodo de zinco e o cátodo (em que ocorre redução) é
o eletrodo de prata.
b) O eletrodo de zinco é o polo negativo e o de prata é o positivo.
c) A espécie que se oxida é o zinco metálico, Zn 0 , e a que se reduz é
o cátion prata, Ag 1 .
d) Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
e) Ag 1 (aq) 1 e 2 # Ag (s)
f ) Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
2 Ag 1 (aq) 1 2 e 2 # 2 Ag (s)
Zn (s) 1 2 Ag 1 (aq) # Zn 21 (aq) 1 2 Ag (s)
g) Da placa de zinco para a placa de prata.
h) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de zinco para a de prata
e o de ânions é da semicela de prata para a de zinco.
i) DE° 5 E° eletrodo que recebe elétrons 2 E° eletrodo que perde elétrons
DE° 5 10,80 V 2 (20,76 V)
DE° 5 11,56 V
5 Os potenciais revelam que o alumínio (menor E°) tem maior tendência
a se oxidar e que o cobre (maior E°) tem maior tendência a se reduzir.
Assim, o ânodo será o eletrodo de alumínio, no qual A, 0 passará a
A, 31 , e o cátodo será o eletrodo de cobre, no qual Cu 21 passará a Cu 0 .
Isso foi corretamente representado apenas pelo aluno 1.
6 2 A, (s) 1 3 Cu 21 (aq) # 2 A, 31 (aq) 1 3 Cu (s)
7 a) Átomos de cobre metálico do fio, Cu 0 , sofreram oxidação passando
a Cu 21 , enquanto íons prata da solução, Ag 1 , sofreram redução
passando a Ag 0 e depositando-se sobre o fio.
Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 e 2
2 Ag 1 (aq) 1 2 e 2 # 2 Ag (s)
Cu (s) 1 2 Ag 1 (aq) # Cu 21 (aq) 1 2 Ag (s)
b) Sim, pois há alteração do número de oxidação de elementos envolvidos.
c) O agente oxidante é o íon prata, Ag 1 , e o agente redutor é o cobre
metálico, Cu 0 .
d) 10,46 V.
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8 a) oxidante 5 Ag 1 ; redutor 5 Zn
b) oxidante 5 Cu 21 ; redutor 5 Ni
c) oxidante 5 C, 2 ; redutor 5 Mg
9 a) Função oxidante # N OX passa de 13 para 0.
b) Função redutora # N OX passa de 0 para 12.
c) Função redutora # N OX passa de 21 para 0.
d) Função oxidante # N OX passa de 11 para 0.
e) Função redutora # N OX passa de 0 para 11.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela
e suas aplicações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
10 Alternativa D.
12 a) O poder oxidante de uma substância (isto é, a tendência de essa
substância atuar como agente oxidante) é tanto maior quanto
maior for a tendência de ela sofrer redução. E a tendência a sofrer
redução aumenta na mesma ordem em que aumenta E°.
Portanto, a ordem crescente de poder oxidante é:
I 2 , Br 2 , C, 2 , F 2
b) O poder redutor de uma espécie química (isto é, a tendência de
essa substância atuar como agente redutor) é tanto maior quanto
maior for a tendência de ela sofrer oxidação. E a tendência a sofrer
oxidação aumenta na mesma ordem em que diminui E°.
Portanto, a ordem crescente de poder redutor é:
F 2 , C, 2 , Br 2 , I 2
13 a) Se o metal é corroído pelos íons H 1 , isso significa que o elemento
hidrogênio se reduz de H 1 a H 2 e que o metal se oxida de substância
simples a cátion.
Os potenciais apresentados revelam que, dos metais apresentados,
aqueles com tendência maior que o hidrogênio para sofrer
oxidação são magnésio, zinco, ferro e chumbo.
b) Os metais mais nobres que o hidrogênio, dentre os apresentados,
são cobre, prata e ouro, pois apresentam menor tendência a se
oxidar que o hidrogênio.
14 A tendência a sofrer oxidação aumenta na ordem em que diminui
E°. Assim, a ordem crescente de tendência a se oxidar é:
Au, Ag, Cu, Pb, Fe, Zn, Mg
15 Quanto maior a reatividade do metal, maior sua tendência a sofrer
oxidação.
17 Alternativa A.
18 Alternativa B.
20 Alternativa A.
21 Alternativa C.
24 Alternativa C.
25 Alternativa C.
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Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa A.
2 Alternativa E.
3 Reação anódica
1 H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 2e 2
Sentido da corrente de elétrons pelo circuito externo: do H 2 para o O 2 , ou,
segundo o desenho apresentado, da esquerda para a direita.
4 a) Correto
b) Correto
c) 1 1,65 V
5 (01), (16) e (64).
6 Alternativa C.
7 Alternativa E.
8 a) Considerando que em A vai ocorrer a oxidação do álcool, em B deverá
ocorrer a redução do O 2 . Assim, poderemos montar o seguinte esquema:
ar expirado
fio condutor
eletrodos
de platina
Eletrólito
e A B
e
microprocessador
No eletrodo A teremos uma oxidação, constituindo assim o ânodo.
No eletrodo B teremos uma redução, constituindo assim o cátodo.
b) 2 CH 3 CH 2 OH 1 O 2 # 2 CH 3 CHO 1 2 H 2 O
9 a) Eletrodo 2, pois apresenta o maior potencial elétrico.
b) 2 H 2 # 4H 1 1 4e 2
O 2 1 4H 1 1 4e 2 # 2 H 2 O
2 H 2 1 O 2 # 2 H 2 O DE° 5 11,23 V
10 Alternativa E.
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11 a) Pois há produção de água na região.
b) Hidrogênio, pois ele é reagente no ânodo da pilha.
c) Proporção 1 : 8.
12 Alternativa C.
13 a) ​ 1__
2 ​ O 2 (g) 1 H 2 O () 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq)
b) H 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) # 2 H 2 O () 1 2 e 2
14 Alternativa C.

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Parte II
Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 a) Três respostas possíveis: Zn, MnO 2 e H 2 O.
b) II.
c) I.
2 Alternativa A.
4 Soma 5 02 1 04 1 16 5 22.
6 Alternativa C.
7 1, 2 e 4.
9 a) Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 2 e 2
b) 2 NH 1 4 (aq) 1 2 MnO 2 (s) 1 Zn (s) #
# Mn 2 O 3 (s) 1 H 2 O (,) 1 2 NH 3 (aq) 1 Zn 21 (aq)
DE° 5 1,50 V
c) 3,16 g.
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química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade D
Animações
Tipos de baterias
Química 2 > Parte 2 > Unidade D >
Cap. 16
Essa animação exibe a composição
das baterias de chumbo e de
níquel-cádmio, explica seu
funcionamento e apresenta suas
aplicações mais usuais.
Pilha seca comum ou de
Leclanché
Química 2 > Parte 2 > Unidade D >
Cap. 16
A animação define as principais
características associadas à pilha seca
comum, ou de Leclanché, explicando
sua constituição e apresentando as
reações que ocorrem quando ela está
em funcionamento.
Pilha alcalina
Química 2 > Parte 2 > Unidade D >
Cap. 16
A animação explica as diferenças
entre a pilha seca comum, ou de
Leclanché, e a pilha alcalina. Além
disso, apresenta as reações que
ocorrem na pilha alcalina quando
ela está em funcionamento.
Pilha de mercúrio
Química 2 > Parte 2 > Unidade D >
Cap. 16
Essa animação apresenta as
características das pilhas de mercúrio,
bem como suas principais aplicações.
Além disso, explica como elas são
constituídas e demonstra as reações
que ocorrem quando estão em
funcionamento.

UNIDADE gE Eletrólise
Capítulo
17
Celas eletrolíticas
Uma eletrólise é uma oxirredução
não espontânea, forçada pela
passagem de corrente elétrica.
17.1 Conceito de eletrólise
Uma eletrólise pode ser ígnea ou aquosa.
17.2 Eletrólise ígnea
Durante uma eletrólise, cátions são
atraídos para o polo negativo e, em sua
superfície, sofrem redução. Ânions são
atraídos para o polo positivo e, em sua
superfície, sofrem oxidação.
17.3 Nomenclatura dos eletrodos
em uma cela eletrolítica
Em todas as celas eletroquímicas —
pilha ou eletrólise — ocorre oxidação no
ânodo e redução no cátodo.
17.4 Pilha e eletrólise envolvem
fenômenos inversos
Uma reação espontânea de uma pilha
pode ser forçada a ocorrer no sentido
inverso pela atuação de um gerador
externo.
17.5 Eletrólise aquosa
A fila de facilidade de descarga permite
prever quais íons sofrerão descarga em
uma eletrólise aquosa.
A
produção de alumínio a partir do minério bauxita
utiliza um processo eletroquímico que consome
muita energia, sendo, por esse motivo, caro. A reciclagem
de alumínio é importantíssima por ser econômica
e ambientalmente vantajosa em relação à obtenção do
metal a partir do minério bruto.

Seção 17.1
❱❱ Objetivo
C Conceituar eletrólise
ígnea e eletrólise
aquosa.
❱❱ Termos e conceitos
• eletrólise
• eletrólise ígnea
• eletrólise aquosa
• eletrólito
Conceito de eletrólise
Como já foi comentado na unidade anterior, há dois tipos de celas eletroquímicas:
as celas galvânicas (pilhas) e as celas eletrolíticas.
As pilhas e baterias (associações de pilhas), discutidas anteriormente,
são exemplos de dispositivos geradores de corrente elétrica.
A partir de agora, simbolizaremos um gerador de corrente elétrica da
maneira mostrada abaixo, com o traço maior indicando o polo positivo,
e o menor, o negativo.
O traço curto
representa o polo –
O traço longo
representa o polo +
Representação para um gerador elétrico.
ATENÇÃO
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱A ❱NaC, sólido não
conduz a corrente elétrica,
pois não há íons livres.
B ❱Durante a passagem
da corrente elétrica pelo
NaC, fundido acontecem
reações químicas nos
eletrodos. O processo é
uma eletrólise ígnea.
C ❱Durante a passagem da
corrente elétrica por uma
solução aquosa de NaC,
ocorrem reações químicas
nos eletrodos. O processo
é uma eletrólise aquosa.
A eventual realização de experimentos de eletroquímica precisa ter
a autorização e a supervisão do(a) professor(a).
Entre outros possíveis perigos, tais experimentos envolvem riscos
relacio nados ao choque elétrico e à manipulação de substâncias
tóxicas e/ou corrosivas.
Passaremos, agora, ao estudo das celas eletrolíticas (também chamadas
células ou cubas eletrolíticas), nas quais ocorre uma reação química
provocada pela passagem de corrente elétrica, a eletrólise.
Considere as aparelhagens experimentais que aparecem nas fotos abaixo,
apropriadas para testar a condutividade elétrica de materiais. Colocando
cloreto de sódio sólido dentro do recipiente, a lâmpada não acende, o que
evidencia que no NaC, sólido não há íons livres para conduzir corrente elétrica.
Para provocar a passagem de corrente elétrica pelo NaC,, é necessário
“liberar” os íons Na 1 e C, 2 para que possam se movimentar. Isso pode ser
conseguido aquecendo-se o sal até a sua fusão ou, então, adicionando-se
água para dissolvê-lo e provocar a dissociação dos seus íons.
A B C
Eletrólise ígnea é o nome de uma reação química provocada pela
passagem de corrente elétrica através de um composto iônico fundido.
Eletrólise aquosa é o nome de uma reação química provocada
pela passagem de corrente elétrica através de uma solução
aquosa de eletrólito.
Capítulo 17 • Celas eletrolíticas
199

Seção 17.2
Eletrólise ígnea
❱❱ Objetivos
C CEsquematizar a
montagem experimental
do equipamento para
uma eletrólise ígnea.
C CIdentificar os
eletrodos em que ocorre
oxidação e redução.
C CEquacionar as
semirreações de uma
eletrólise ígnea.
C CEquacionar a reação
global de uma eletrólise
ígnea.
❱❱ Termos e conceitos
• polo positivo (da cela
eletrolítica)
• polo negativo (da cela
eletrolítica)
Considere o seguinte relato baseado em observações em nível macroscópico:
Efetuou-se a passagem de corrente elétrica através do NaC, fundido
presente no interior de uma cela eletrolítica, isto é, foi realizada a eletrólise
ígnea do NaC,. Entre as ocorrências observadas estão:
• No polo positivo (isto é, no eletrodo da cela eletrolítica ligado ao polo
positivo do gerador de corrente elétrica) obtêm-se bolhas de um gás
amarelo-esverdeado, de cheiro irritante.
• No polo negativo forma-se um metal de cor cinza que reage violentamente
com a água.
A seguir faremos uma análise microscópica
sobre o que foi observado.
1
Vamos interpretar as evidências obtidas
na eletrólise ígnea do NaC,.
O gás amarelo-esverdeado de cheiro
irritante é o cloro (C, 2 ), e o metal que
reage violentamente com água é o sódio
(Na 0 ). Concluímos, assim, que a passagem
de corrente elétrica está transformando
íons cloreto (C, 2 ) em moléculas
de cloro (C, 2 ), e íons sódio (Na 1 ) em sódio
metálico (Na 0 ).
Isso é fácil de perceber no esquema
abaixo, que mostra a atuação do
gerador forçando os íons C, 2 a doar
elétrons, através do circuito metálico,
para os íons Na 1 . Note que, como a eletrólise
é um fenômeno de oxirredução,
o total de elétrons perdidos no polo
positivo é necessariamente igual ao
total de elétrons recebidos no polo
negativo.
Bateria
Eletrodos
de platina
No estado fundido, os íons Na 1
migram para o polo negativo,
onde são reduzidos a Na. Os íons
C, 2 migram para o polo positivo,
onde são oxidados à substância
elementar cloro (C, 2 ).
Semirreação no polo positivo: 2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
Semirreação no polo negativo (3 2): 2 Na 1 1 2 e 2 # 2 Na 0
2
2
1
NaC, acima
de 801 °C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Equação da reação global: 2 Na 1 1 2 C, 2 # 2 Na 0 1 C, 2
Unidade E • Eletrólise
Íon Na 1 migra
para o polo
negativo,
recebe e 2 ...
... e é reduzido a
átomo de Na.
e e
+
e
e
Polo
Polo
–
e
()
()
e
Bateria
Íon C, 2 migra
para o polo
positivo, perde e 2
transformando-se
em átomo de C,.
Átomos de cloro
se combinam para
formar moléculas
C, 2 , que sobem
na forma gasosa
para a superfície
do líquido.
200
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Texto: Processo de Héroult e Hall

Seção 17.3
Nomenclatura dos eletrodos
em uma cela eletrolítica
❱❱ Objetivo
C CIdentificar ânodo e
cátodo de uma cela
eletrolítica.
❱❱ Termos e conceitos
• ânodo (ou anodo)
• cátodo (ou catodo)
Voltamos a repetir que para todas as celas eletroquímicas (sejam
galvânicas ou eletrolíticas) vale a seguinte convenção:
O eletrodo no qual ocorre processo de oxidação é denominado ânodo.
O eletrodo no qual ocorre processo de redução é denominado cátodo.
Uma importante diferença que existe quando comparamos a pilha com
a eletrólise diz respeito ao sinal dos polos (veja o mapa conceitual abaixo
e o esquema ao lado):
Pilha
Eletrodo
Ânodo
Cátodo
é chamado
é chamado
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
e –
e –
e – e –
e – e –
Cátodo
Ânodo
Eletrólise
Oxidação
Polo
Polo
Resumindo, temos:
Ânodo
se nele
ocorrer
na pilha é
na eletrólise é
Cátodo
se nele
ocorrer
na pilha é
na eletrólise é
Redução
Polo
Polo
e
e
Cátodo
(redução)
Bateria
Ânodo
(oxidação)
e
e
+ +
Na
Na ()
C
C 2
(g)
–
–
e
e
NaC
fundido
Capítulo 17 • Celas eletrolíticas
2Na 2 e
2Na()
Na + é reduzido a Na 0 no cátodo.
2C
C 2
(g) 2 e
C é oxidado a C 2
no ânodo.
201

Seção 17.4
❱❱ Objetivo
C CJustificar, usando
potenciais-padrão
de semicela, por que
a oxirredução que
ocorre em uma pilha
é espontânea, mas a
que ocorre em uma
eletrólise não é.
Pilha e eletrólise envolvem
fenômenos inversos
Já sabemos que uma pilha permite obter corrente elétrica a partir de
uma reação química. Agora, estamos estudando que a eletrólise é uma
reação química provocada pela corrente elétrica. Um processo é o inverso
do outro.
Mas a relação entre os dois fenômenos não para aí. Vamos usar os
seguintes potenciais de eletrodo (da tabela 1, página 169) para calcular
DE° para dois processos:
Na 1 1 e 2 B Na 0 E° 5 22,71 V
C, 2 1 2 e 2 B 2 C, 2 E° 5 11,36 V
Primeiro processo
2 e 2
2 Na 0 1 C, 2 # 2 Na 1 1 2 C, 2
DE° 5 E° eletrodo que recebe e
2 2 E° eletrodo que perde e
2
DE° 5 11,36 V 2 (22,71 V) 5 14,07 V
Como essa diferença de potencial é positiva, a reação é espontânea e,
portanto, poderia ser usada em uma pilha para gerar corrente elétrica.
Segundo processo
2 e 2
2 Na 1 1 2 C, 2 # 2 Na 0 1 C, 2 (inverso do anterior)
DE° 5 E° eletrodo que recebe e 2 2 E° eletrodo que perde e 2
DE° 5 22,71 V 2 (11,36 V) 5 24,07 V
O fato de essa diferença de potencial ser negativa indica que a reação
não é espontânea e deve, portanto, ser forçada por meio da passagem de
corrente elétrica, constituindo-se em uma eletrólise. Para que seja possível
forçar essa segunda reação, o gerador de corrente elétrica utilizado para
executar a eletrólise deve fornecer uma diferença de potencial superior
a 4,07 V. Resumindo:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Espontânea (pilha)
2 Na 0 1 C, 2 2 Na 1 1 2 C, 2
Não espontânea (eletrólise)
Unidade E • Eletrólise
– 2,71 V
Na + /Na 0
A transferência de elétrons é espontânea
da semicela de menor potencial para a de
maior potencial e pode ser aproveitada (pilha)
A transferência de elétrons NÃO é espontânea
da semicela de maior potencial para a de menor
potencial e só pode ocorrer se for forçada (eletrólise)
+1,36 V
C 2
/C –
202

ExErcícIOs EssENcIAIs
1 (UCSal-BA) O processo da eletrólise relaciona-se
com a:
a) dissociação de uma substância.
b) ionização de uma substância.
c) obtenção de corrente elétrica.
d) dissolução de uma substância molecular.
e) decomposição de uma substância.
4 O alumínio é um dos metais mais importantes para
a sociedade, possuindo inúmeras aplicações em
nosso cotidiano. Sua produção é feita por meio da
eletrólise ígnea do óxido de alumínio, A, 2 O 3 .
a) Quais os íons presentes nessa substância?
b) Em que substância cada um desses íons se
transforma durante a eletrólise ígnea?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCio rESoLvido
2 A aparelhagem do desenho abaixo pode ser usada
para realizar a eletrólise ígnea do fluoreto de
potássio (K 1 F 2 ), industrialmente empregada para
produzir gás flúor.
KF fundido
Indique:
a) o polo positivo e o polo negativo da cela eletrolítica;
b) o cátodo e o ânodo da cela eletrolítica;
c) o sentido de movimentação de elétrons no fio;
d) o sentido de movimentação dos cátions e dos
ânions;
e) as equações de cada semirreação e a equação
da reação global.
Resolução
Polo
Cátodo
e
Gerador
Eletrodos
inertes
Ânions
Cátions
Semirreação
catódica (redução): K 1 1 e 2 # K 0
Semirreação
anódica (oxidação): 2 F 2 # F 2 1 2 e 2
2 K 1 1 2 e 2 # 2 K 0
2 F 2 # F 2 1 2 e 2
Equação global: 2 K 1 1 2 F 2 # 2 K 0 1 F 2
ou: 2 KF # 2 K 0 1 F 2
e
Polo
Ânodo
3 Há indústrias que realizam a eletrólise ígnea do
cloreto de magnésio, extraído da água do mar,
visando à obtenção de duas substâncias, cada
qual produzida em um eletrodo. Qual a substância
produzida no ânodo? E no cátodo?
5 (FCC-BA) Na eletrólise do CaC, 2 , obtiveram-se cloro
no ânodo e cálcio no cátodo. Para representar
apenas o processo de oxidação que ocorreu nessa
eletrólise, escreve-se:
a) Ca 21 1 2 e 2 # Ca
b) Ca 21 # Ca 1 2 e 2
c) C, 2 1 e 2 #
1__
2 C, 2
d) C, 2 #
1__
2 C, 2 1 e 2
e) C, 2 2 1 e 2 # C, 2
6 (Fuvest-SP) A eletrólise do cloreto de sódio fundido
produz sódio metálico e gás cloro. Nesse processo,
cada íon:
a) sódio recebe dois elétrons.
b) cloreto recebe um elétron.
c) sódio recebe um elétron.
d) cloreto perde dois elétrons.
e) sódio perde um elétron.
7 (U. São Judas-SP) As baterias alcalinas de Ni-Cd
usadas em celulares, filmadoras, calculadoras,
relógios, telefones sem fio e flashes apresentam
uma voltagem (diferença de potencial) sempre
constante. Elas são se quências de células de polos
negativos de cádmio e polos positivos de óxido de
níquel (III), com solução de hidróxido de potássio,
KOH, como eletrólito. Nelas, ocorrem as seguintes
reações:
Cd 1 2 OH 2 (aq) # Cd(OH) 2 1 2 e 2
Ni 2 O 3 1 3 H 2 O 1 2 e 2 # 2 Ni(OH) 2 1 2 OH 2 (aq)
As baterias param de funcionar quando os hidróxidos
insolúveis se depositam nos eletrodos. Para
que elas voltem a funcionar, devemos fornecer
energia elétrica de uma fonte externa, fazendo
com que:
a) a reação ocorra no sentido dos produtos, acumulando
corrente elétrica.
b) a reação ocorra no sentido dos reagentes, reduzindo
o anodo.
c) a reação ocorra no sentido dos produtos, oxidando
o catodo.
d) a reação ocorra no sentido dos reagentes, reduzindo
o catodo.
e) a reação ocorra no sentido dos reagentes, oxidando
o anodo.
Capítulo 17 • Celas eletrolíticas
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Exercícios adicionais
203

Seção 17.5
Eletrólise aquosa
❱❱ Objetivos
C CPrever quais íons
descarregarão no
cátodo e no ânodo de
uma eletrólise aquosa.
C CEquacionar as
semirreações de uma
eletrólise aquosa.
C CEquacionar a reação
global de uma eletrólise
aquosa.
❱❱ Termos e conceitos
• eletrodo inerte
Para entender as ideias relacionadas com a eletrólise aquosa, considere
a tabela a seguir, que relata os resultados obtidos na eletrólise de
algumas soluções eletrolíticas, realizada com eletrodos inertes. Dizemos
que um eletrodo é inerte quando ele não toma parte na reação. Os mais
usados são a grafite e a platina. Se o eletrodo participa da reação, ele é
denominado eletrodo ativo.
Polo
negativo
(Cátodo)
Gerador
Eletrodos
inertes
Solução
aquosa
Polo
positivo
(Ânodo)
Unidade E • Eletrólise
• eletrodo ativo
• autoionização da água
• facilidade de descarga
de íons
facilidade de descarga
em eletrólise aquosa
No cátodo,
polo –
Demais
cátions
Exemplos:
Zn 2+ , Fe 2+ ,
Cr 3+ , Ni 2+ ,
Cu 2+ , Ag +
maior
tendência
que o H +
aumenta a facilidade de descarregar (reagir no eletrodo)
No ânodo,
polo +
H + OH –
menor
tendência
que o H +
Cátions de
alcalinos,
alcalino-
-terrosos
e alumínio
Exemplos:
K + , Na + ,
Ca 2+ , Ba 2+ ,
Ânions
não
oxigenados
em geral
Exemplos:
C, – , Br – , I –
maior
tendência
que o oH –
menor
tendência
que o oH –
oxigenados e
fluoreto
Exemplos:
F – , SO 2– 4 ,
NO – 3–
3 , PO 4
A, 3+ Ânions
Esses íons não sofrem descarga
em uma eletrólise aquosa. Eles têm
menor tendência a reagir nos
eletrodos (descarregar) que os íons
provenientes da água.
Eletrólise de uma
solução aquosa de
Aparelhagem para realizar uma eletrólise aquosa.
Substância
formada no cátodo
Substância
formada no ânodo
NiC, 2 Ni C, 2
AgNO 3 Ag O 2
KI H 2 I 2
Na 2 SO 4 H 2 O 2
Curiosamente, notamos que, em alguns dos casos relacionados acima,
há a formação de gás hidrogênio (H 2 ) e/ou de gás oxigênio (O 2 ).
Em solução aquosa, existem íons H 1 e OH 2 , cujo aparecimento pode ser
assim equacionado:
H 2 O (,) # H 1 (aq) 1 OH 2 (aq)
íons provenientes da
autoionização da água
Essa reação é chamada de autoionização da água e será estudada
em detalhes na unidade I, capítulo 29. Em uma eletrólise aquosa, os íons
H 1 , provenientes da água, irão “competir” com os cátions provenientes da
substância dissolvida (eletrólito).
Descarga dos íons H 1 no cátodo: 2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
A palavra descarga é usada aqui como sinônimo de perda de carga
elétrica, ou seja, a transformação em uma espécie eletricamente neutra.
Os íons OH 2 da água irão “competir” com os ânions do eletrólito.
Descarga dos íons OH 2 no ânodo: 4 OH 2 (aq) # O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2
ou
2 OH 2 (aq) # 1 __
2
O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2
Qual tem maior tendência para reagir no cátodo: o H 1 da água ou o cátion
do eletrólito? E no ânodo: o OH 2 da água ou o ânion do eletrólito?
Para responder a essas perguntas, os químicos elaboraram experimentalmente
—— baseados em resultados como os da tabela —— a fila de facilidade
de descarga de íons nos eletrodos, que aparece ao lado.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
204

A seguir são mostradas, para quatro exemplos de eletrólise, as equações químicas que representam
a semirreação do cátodo, a do ânodo e também a reação global. Perceba, em cada caso,
como a fila de facilidade de descarga ajuda a prever os produtos.
1 Eletrólise de uma solução aquosa de NiC, 2
Cátions presentes: H 1 e Ni 21 Ni 21 descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH 2 e C, 2 C, 2 descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: NiC, 2 # Ni 21 1 2 C, 2
Semirreação no cátodo: Ni 21 1 2 e 2 # Ni 0
Semirreação no ânodo: 2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
Equação da reação global: NiC, 2 # Ni 0 1 C, 2
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Eletrólise de uma solução aquosa de AgNO 3
Níquel metálico acumula-se
no cátodo (polo negativo). Há
formação de gás cloro no ânodo
(polo positivo).
Cátions presentes: H 1 e Ag 1 Ag 1 descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH 2 e NO 2 3 OH 2 descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: 2 AgNO 3 # 2 Ag 1 1 2 NO 2 3
Autoionização da água: 2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
Semirreação no cátodo: 2 Ag 1 1 2 e 2 # 2 Ag 0
Semirreação no ânodo: 2 OH 2 # H 2 O 1
1__
2 O 2 1 2 e 2
Equação da reação global: 2 AgNO 3 1 H 2 O # 2 H 1 1 2 NO 2 3 1 2 Ag 0 1
2 HNO 3 (ionizado)
O meio se torna ácido
1__
2 O 2
Eletrólise do nitrato de prata.
Prata (depósito escuro) se forma
no cátodo e gás oxigênio é liberado
no ânodo.
Capítulo 17 • Celas eletrolíticas
205

3 Eletrólise de uma solução aquosa de KI
Cátions presentes: H 1 e K 1 H 1 descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH 2 e I 2 I 2 descarrega no ânodo
Dissociação do eletrólito: 2 KI # 2 K 1 1 2 I 2
Autoionização da água: 2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
Semirreação no cátodo: 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
Semirreação no ânodo: 2 I 2 # I 2 1 2 e 2
Equação da reação global: 2 KI 1 2 H 2 O # 2 K 1 1 2 OH 2 1 H 2 1 I 2
2 KOH (dissociado)
O meio se torna básico
Bateria
KI (aq)
Fenolftaleína
Amido
4 Eletrólise de uma solução aquosa de Na 2 SO 4
Cátions presentes: H 1 e Na 1 H 2 descarrega no cátodo
Ânions presentes: OH 2 e SO 4
22
OH 2 descarrega no ânodo
Autoionização da água: 2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
Semirreação no cátodo: 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
Junto ao polo negativo (cátodo) haverá excesso
de OH 2 , o que é evidenciado pela coloração
vermelha da fenolftaleína. Junto ao polo positivo
(ânodo) o aparecimento de uma coloração azul
escura evidencia a formação de iodo, I 2 . (O amido
combina-se com o I 2 formando um produto cuja cor
pode ser azul-escura, roxa ou preta.)
Semirreação no ânodo: 2 OH 2 # H 2 O 1 1 __
2
O 2 1 2 e 2
Equação da reação global: H 2 O # H 2 1 1 __
2
O 2
Solução aquosa
Gás H 2
(polo negativo)
Gás O 2
(polo positivo)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Neste último exemplo, foi a água que sofreu a eletrólise. A solução de Na 2 SO 4 , à medida que
a eletrólise continua, vai ficando cada vez mais concentrada, uma vez que a água está sendo
consumida na reação.
Unidade E • Eletrólise
Água líquida, H 2
O
Eletrólise
Oxigênio gasoso, O 2
Hidrogênio gasoso, H 2
ATENÇÃO
NÃO FAÇA os experimentos
ilustrados por conta
própria. Sua eventual
realização requer
autorização e supervisão
do(a) professor(a).
Óculos de segurança, luvas
e aventais protetores são
obrigatórios.
206
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Animação: Eletrólises ígnea e aquosa

ExErcícIOs EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
8 (Uespi) Em relação à eletrólise, analise as afirmativas
seguintes:
1. Em qualquer eletrólise, ocorre uma redução no
cátodo e uma oxidação no ânodo.
2. Fundamentalmente, a eletrólise é um processo
de oxirredução.
3. A eletrólise de sais só é possível quando os
mesmos são dissolvidos em meio aquoso.
4. A eletrólise é uma reação de oxirredução espontânea.
Estão corretas apenas:
a) 1 e 3. d) 2 e 3.
b) 1, 2 e 3. e) 3 e 4.
c) 1 e 2.
ExErCíCio rESoLvido
9 A eletrólise de uma solução aquosa de cloreto
de sódio é o método empregado na produção de
algumas substâncias de importância industrial.
A respeito dessa eletrólise aquosa, responda às
perguntas.
a) Qual o gás produzido no ânodo? Equacione a
semirreação.
b) Qual o gás produzido no cátodo? Equacione a
semirreação.
c) Ambas as substâncias produzidas nos eletrodos
podem reagir entre si, sob condições apropriadas,
produzindo uma substância muito comum
nos laboratórios de Química. Que substância é
essa?
d) À medida que a eletrólise prossegue, restam em
solução cátions e ânions que tomam parte na
composição de uma importante base inorgânica
(hidró xido). Que base é essa?
Resolução
a) O gás produzido no ânodo é o cloro:
2 C, 2 (aq) # C, 2 (g) 1 2 e 2
b) O gás produzido no cátodo é o hidrogênio:
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
c) O cloreto de hidrogênio (HC,) que, em solução,
é conhecido como ácido clorídrico.
H 2 (g) 1 C, 2 (g) # 2 HC, (g)
d) Hidróxido de sódio, NaOH.
Cátion
Ânion
Do sal Na 1 C, 2
Da água H 1 OH 2
Descarregam nos
eletrodos
Sobram em
solução
10 O sódio, o potássio, o magnésio e o alumínio são
exemplos de metais obtidos industrialmente por
meio da eletrólise. A obtenção, contudo, deve ser
feita por eletrólise ígnea e não aquosa. Explique
por quê.
11 “Em uma cela na qual ocorre eletrólise, o polo
positivo é sempre o ânodo.” Comente essa frase,
dizendo se ela está ou não correta.
12 (PUC-SP) Dados:
E (volts)
F 2 1 2 e 2 B 2 F 2 12,87
C, 2 1 2 e 2 B 2 Cl 2 11,36
Br 2 1 2 e 2 B 2 Br 2 11,09
I 2 1 2 e 2 B 2 I 2 10,54
Facilidade de descarga na eletrólise: OH 2 . F 2 .
Com base nos dados anteriores, pode-se afirmar
que o único processo possível de obtenção do F 2 , a
partir do NaF, é a:
a) reação com cloro.
b) reação com bromo.
c) reação com iodo.
d) eletrólise de NaF (aq).
e) eletrólise de NaF (,).
ExErCíCio rESoLvido
13 A aparelhagem ilustrada na foto da página anterior
é usada na eletrólise da água com eletrodos
inertes. São coletados dois gases, cada qual borbulhando
de um dos eletrodos.
Para que a água se torne condutora de corrente
elétrica, deve-se dissolver nela uma substância
(eletrólito) cuja solução seja condutora de eletricidade,
mas que não produza nos eletrodos substâncias
indesejadas.
a) O que é um eletrodo inerte?
b) Que gás é produzido no polo positivo? E no polo
negativo?
c) Equacione a reação global dessa eletrólise.
d) Quais, entre as seguintes substâncias, poderiam
ter sido dissolvidas na água a fim de possibilitar
a eletrólise?
NaC,, KBr, NaOH, H 2 SO 4 , HC,, C 6 H 12 O 6 , KNO 3 ,
CuSO 4
e) Determine a relação entre os volumes dos gases
produzidos no ânodo e no cátodo. Justifique.
Resolução
a) Um eletrodo feito de uma substância que não
tome parte na eletrólise como reagente, exercendo
apenas papel de condutor de corrente
elétrica.
b) No polo positivo é produzido gás oxigênio:
4 OH 2 (aq) # O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2
No polo negativo é produzido gás hidrogênio:
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
c) 2 H 2 O (,) # 2 H 2 (g) 1 O 2 (g) ou
H 2 O (,) # H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g)
d) NaOH, H 2 SO 4 ou KNO 3 , pois são eletrólitos cuja
solução, ao ser eletrolisada, produz H 2 no cátodo
e O 2 no ânodo.
No caso de NaC, e HC, haveria produção de C, 2
no ânodo.
Capítulo 17 • Celas eletrolíticas
207

No caso de KBr haveria produção de Br 2 no
ânodo.
No caso de C 6 H 12 O 6 (glicose) a solução não seria
eletrolítica, ou seja, não apresentaria condutividade
elétrica apreciável a ponto de permitir a
eletrólise da água.
No caso de CuSO 4 haveria produção de cobre
metálico no cátodo.
e) De acordo com os coeficientes estequiométricos
de H 2 e O 2 , a relação volumétrica é de 2 : 1, ou
seja, dois volumes de H 2 para um volume de O 2 .
(Note, na foto, que o volume de gás hidrogênio
é maior que o de gás oxigênio.)
d) Que outra substância é produzida, simultaneamente
ao cloro e ao hidrogênio, no processo
citado no item anterior?
Número atômico (Z)
hidrogênio ........................................................... 1
cloro ............... ...................................................... 17
15 (Unicamp-SP) Observe o esquema a seguir, representativo
da eletrólise da água:
A
Água
B
14 (Fuvest-SP) Industrialmente, HC, gasoso é produzido
em um maçarico, no qual entram, nas
condições ambiente, hidrogênio e cloro gasosos,
observando-se uma chama de vários metros de
altura, proveniente da reação entre esses gases.
a) Escreva a equação química que representa
essa transformação, utilizando estruturas de
Lewis tanto para os reagentes quanto para o
produto.
b) Como se obtém ácido clorídrico a partir do produto
da reação de hidrogênio com cloro? Escreva
a equação química dessa transformação.
c) Hidrogênio e cloro podem ser produzidos pela
eletrólise de uma solução concentrada de cloreto
de sódio (salmoura). Dê as equações que
representam a formação de cada um desses
gases.
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Exercícios adicionais
Eletrodos
Bateria
As semirreações que ocorrem nos eletrodos são:
2 H 2 O (,) 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq) 1 H 2 (g)
2 H 2 O (,) # 4 H 1 (aq) 1 O 2 (g) 1 4 e 2
A partir dessas informações:
a) Identifique os gases A e B.
b) Indique se, após um certo tempo de eletrólise,
o meio estará ácido, básico ou neutro. Por quê?
Unidade E • Eletrólise
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
208

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
UNiDADE E
Capítulo
18
A eletrólise tem larga aplicação
prática como, por exemplo, no
revestimento e/ou na proteção
de superfícies metálicas,
no refino de certos metais e na
obtenção de substâncias de
interesse da indústria.
18.1 Aplicações da eletrólise
A eletrólise é empregada no revestimento
de metais por galvanoplastia, na
anodização do alumínio, no refino
eletrolítico do cobre e na obtenção
de substâncias como o flúor, o
hidrogênio, o cloro, a soda cáustica
e o hipoclorito de sódio.
18.2 Noções de metalurgia
O processo de obtenção dos metais pode,
de modo bem geral, ser dividido em
três grupos. Metais nobres ocorrem na
natureza como substância simples ou
são obtidos por ustulação. Metais muito
reativos são obtidos por eletrólise ígnea.
A obtenção dos metais de reatividade
intermediária envolve a redução do
minério com um redutor apropriado,
como, por exemplo, monóxido de
carbono, carvão ou alumínio.
Aplicações da
eletrólise e noções
de metalurgia
P
eças decorativas cromadas já foram bastante
populares. Nos anos 1950, por exemplo, os
carros luxuosos reluziam com o brilho metálico
do crômio. Atualmente, a galvanoplastia, técnica
de deposição eletroquímica de metais como o
crômio e o níquel, ainda é muito utilizada na indústria
para o tratamento de superfícies.

Seção 18.1
❱❱ Objetivo
C CDescrever aplicações
relevantes da eletrólise.
❱❱ Termos e conceitos
• galvanoplastia
• anodização
• refino eletrolítico
do cobre
Aplicações da eletrólise
1 Galvanoplastia
Consiste em revestir a superfície de uma peça metálica com uma
fina camada de outro metal, por meio de eletrólise aquosa de seu sal.
A peça atuará como cátodo, e o sal deve conter o íon do metal que se
deseja depositar. Os exemplos mais conhecidos são o revestimento
por crômio, a cromação, ou por níquel, a niquelação.
Semirreação do cátodo (cromação): Cr 31 (aq) 1 3 e 2 # Cr 0 (s)
Semirreação do cátodo (niquelação): Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni 0 (s)
Depósito metálico
no cátodo
O nome galvanoplastia é uma homenagem ao cientista italiano Luigi
Galvani (1737-1798). Esse processo é muito utilizado para revestir anéis,
brincos, pulseiras, correntes, relógios, faqueiros etc. com uma fina camada
(que tem espessura da ordem de 2,0 ? 10 23 cm) de prata ou de ouro.
A produção de ferro galvanizado, que consiste no ferro que recebeu
uma camada superficial de zinco (reveja a página 181), também pode
ser feita por eletrólise.
A figura abaixo ilustra a aparelhagem usada no “prateamento” de um
garfo metálico. Os íons Ag 1 (aq) presentes na solução migram para o cátodo,
onde são reduzidos a prata metálica, depositando-se no objeto a ser
prateado. No ânodo, a barra de prata é oxidada, repondo a quantidade de
íons prata na solução. à medida que o tempo passa, há uma transferência
❱Detalhes metálicos cromados já gradual de prata presente no ânodo para o garfo presente no cátodo.
foram muito usados pelas indústrias
automobilísticas.
e
Cátodo
A prata
metálica é
depositada
no garfo
Fonte de
corrente
contínua
Banho
de
cianeto
de prata
Ânodo
e
Barra de prata
Íons prata
são produzidos
neste eletrodo
ATENÇÃO
Cianetos são sais
extremamente tóxicos.
Podem causar cirrose,
convulsão e morte.
JAmAiS devem ser
manipulados em
instalações escolares
de Ensino médio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade E • Eletrólise
210
A composição da solução aquosa usada no banho de galvano plastia
varia de acordo com o metal a ser depositado. No caso do níquel, que é empregado
na maioria dos casos para formar camadas protetoras, a solução
empregada no banho é sulfato de níquel; no caso da cromação de objetos
usa-se uma solução contendo íons cromato em meio ácido (“ácido crômico”).
A prata depositada em um banho, caso seja utilizada uma solução aquosa
de AgNO 3 , não adere muito bem à superfície de outros metais. Contudo,
com o uso de uma solução de cianeto de prata, uma película brilhante irá
aderir facilmente à superfície do metal. O mesmo acontece na deposição
de cádmio e ouro.

Indústrias de galvanoplastia
São indústrias que podem ser bastante insalubres, não só pelas condições do ambiente em que os banhos
são realizados, mas principalmente pelos tipos de reagentes empregados.
Quanto às condições ambientais, em geral há alta umidade do ar (já que os banhos são aquecidos), alta
temperatura, muito ruído e principalmente a presença de substâncias altamente tóxicas e irritantes.
Quanto aos reagentes empregados, podemos citar alguns íons tóxicos de sais dissolvidos em banhos
como Cu 21 e Ni 21 .
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱Utensílios domésticos metálicos passando por todas as etapas até receber uma camada de prata
num banho de galvano plastia. O objeto a ser recoberto atua como cátodo na eletrólise.
❱Polimento e o produto final.
Um outro reagente de alto risco à vida usado nos banhos em algumas indústrias de galvanoplastia é o cianeto
de sódio ou de potássio. Por incrível que pareça, num mesmo galpão às vezes coexistem tanques de ácido clorídrico
usado na decapa gem* e tanques contendo cianeto. Vapores de água podem arrastar para o ar ácido clorídrico e
cianeto, formando um índice de ácido cianídrico (HCN) altamente letal.
A presença de HCN no ar altera o ritmo da respiração (dispneia e taquipneia), podendo causar paralisia
e até mesmo convulsões. Mesmo em pequenas concentrações, o HCN pode produzir vertigem,
náu sea e vômito. Uma exposição por poucos minutos a uma atmosfera contendo 300 ppm de HCN leva
à morte.
Cianetos devem permanecer em solução alcalina, pois em solução ácida liberam gás cianídrico.
Você sabe explicar a razão disso?
Capítulo 18 • Aplicações da eletrólise e noções de metalurgia
Decapagem significa remoção de tintas, incrustações ou ferrugem da superfície metálica. Normalmente, na
* decapagem a peça metálica é mergulhada num banho de ácido muriático ou ácido sulfúrico.
211

2 Anodização
Uma forma de resguardar certos metais contra a corrosão é a formação de uma cama da
protetora super fi cial de um óxido do próprio metal. Tal proteção pode ser feita por meio de um
processo eletrolítico, que é denominado anodização. Um exemplo de anodização bastante conhecido
envolve o alumínio.
A peça de alumínio a ser protegida é usada como ânodo (polo positivo) durante uma eletrólise
de uma solução aquosa de H 2 SO 4 . Nesse eletrodo ocorre a liberação de oxigênio gasoso (graças
à descarga do OH 2 proveniente da água). O gás oxigênio ataca o metal constituinte do ânodo (a
peça de alumínio), formando óxido de alumínio:
3 O 2 (g) 1 4 A, (s) # 2 A, 2 O 3 (s)
Camada de A 2
O 3
formada
por anodização
Óxido que forma camada
protetora sobre a peça
A camada protetora de A, 2 O 3 que se for ma é bas tan te poro sa, o que permite a retenção de corantes
nos seus poros. Em seguida, os poros são selados mergulhando-se a peça em água quente.
Unidade E • Eletrólise
212
A 0
Moléculas
do corante
Representação esquemática, em cores fantasiosas, na qual as moléculas de
corante foram representadas por esferas e na qual os átomos de alumínio e os íons
A, 31 e O 22 não estão representados.
Uma peça metá li ca submetida a esse processo estará pro te gi da con tra a corrosão e vistosa
para ser comercializada. São exemplos dessas peças anodizadas grades, janelas, portões e tampas
de panela de alumínio em cores.
3 O refino eletrolítico do cobre
Uma das aplicações mais interessantes e economicamente atraentes do processo de eletrólise
é o refino eletrolítico ou a purificação do cobre metálico. Quando primeiramente separado do
minério, o cobre contém cerca de 99% de pureza. Ferro, zinco, prata, ouro e platina são suas
principais impurezas. Essas impurezas diminuem a condutividade elétrica do cobre de tal
modo que mesmo o metal com 99% de pureza deve passar pelo refino até que seja atingido
um grau de pureza mais elevado para que possa ser usado na confecção de fios elétricos e
em circuitos eletrônicos.
O procedimento para a obtenção do cobre com 99,96% de pureza envolve uma eletrólise.
O cobre a ser refinado (cobre impuro ou cobre metalúrgico) é usado como ânodo em uma célula
eletrolítica (polo positivo) contendo solução aquosa de CuSO 4 e H 2 SO 4 como eletrólitos. O cátodo
da célula é constituído por uma folha fina de cobre de elevada pureza.
Durante a eletrólise, quando a aparelhagem é operada com a voltagem correta entre os eletrodos,
somente o cobre e outros metais que se oxidam mais facilmente que ele (ferro e zinco) são
oxidados a cátions no ânodo. Os metais menos ativos, ou seja, mais difíceis de oxidar (prata, ouro
e platina) simplesmente se desprendem do eletrodo e depositam-se no fundo do recipiente.
No cátodo ocorre a redução dos íons Cu 21 a cobre metálico. Íons como Fe 21 e Zn 21 são mais
difíceis de reduzir (menor E° red) que o Cu 21 e permanecem em solução. Isso garante a alta
pureza do cobre depositado.
Ao final, a “lama anódica” —— constituída de prata, ouro e platina —— é removida da célula e
vendida, a fim de pagar o custo da eletricidade exigida pela eletrólise. Como resultado, o custo
da purificação do cobre é quase nenhum.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

O esquema abaixo ilustra como, nesse processo, cobre de alta pureza se deposita no cátodo.
Nesse processo, o ânodo é um eletrodo ativo, ou seja, ele toma parte na reação. A semirreação
anódica é:
Cu 0 # 2 e 2 1 Cu 21
Eletrodo de cobre impuro
Solução
E a semirreação catódica é:
Cu 21 1 2 e 2 # Cu 0
Solução
Depósito de cobre puro
O refino do cobre é uma das principais fontes de ouro nos Estados Unidos.
Cobre
impuro
e – e –
Ânodo
Cátodo
Cu 0 Cu 2 2e Cu 2 2e Cu 0
O cobre se oxida
no ânodo…
… e se reduz
no cátodo
Cobre
purificado
Au
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
SO 2
4
Au
Au
Ag
Ag
Ag
Pt
Ag
Pt
Zn
Fe
Fe
Zn
Fe
Pt
Au Ag Pt Pt
Au Au Ag Ag Au Ag
Cu 0 Cu 0
SO 2
4
SO 2
4
Cu 2
Cu 2
SO 2
4
Fe 2
Impurezas mais nobres
que o cobre não se oxidam
no ânodo e se depositam
formando a “lama anódica”.
É o caso de Au, Ag e Pt.
Cu 2
Cu 2
Zn 2
SO 2
4
SO 2
4
Cu 2
SO 2
4
Impurezas menos nobres que
o cobre se oxidam no ânodo,
mas não conseguem se reduzir
no cátodo, permanecendo em
solução. É o caso de Fe, Zn e Ni.
❱Nesse esquema, os átomos e os íons foram representados por
esferas em cores fantasiosas, sem considerar as proporções de
tamanho entre eles.
❱Imersão das placas de cobre puro (cátodos) numa célula
eletrolítica entre os ânodos de cobre impuro. Levará cerca de
28 dias para que os ânodos se dissolvam e para que o cobre se
deposite nos cátodos.
4 Obtenção de subs tân cias de interesse
Por meio da ele tró li se são obtidas industrialmente várias substâncias de
interesse. Entre elas há substâncias simples, como hidrogênio (H 2 ), flúor (F 2 ),
cloro (C, 2 ), metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e alumínio, e substâncias
compostas, como hidróxido de sódio (NaOH), hipoclorito de sódio
(NaC,O) e ácido clorídrico (HC,).
A produção do flúor envolve a eletrólise ígnea do fluoreto de potássio
(KF). Flúor gasoso se forma no ânodo:
2 F 2 # F 2 1 2 e 2
A obtenção de metais alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio, também
realizada por meio da eletrólise ígnea, é apresentada mais à frente.
A produção indus trial de soda cáus ti ca, cloro, hidro gê nio, ácido clo rí dri co
e hipo clo ri to de sódio envolve a eletrólise aquosa de uma solução de cloreto
❱O inglês Humphry
Davy (1778-1829),
que, utilizando
eletrólise ígnea,
descobriu o sódio
e o potássio em 1807.
213

de sódio. Dos cátions presentes (H 1 e Na 1 ), é o H 1 que tem a maior facilidade de descarga no cátodo.
E dos ânions presentes (OH 2 e C, 2 ) é o C, 2 que tem a maior facilidade de descarga no ânodo.
O equacionamento do processo é:
Dissociação do eletrólito: 2 NaC, # 2 Na 1 1 2 C, 2
Autoionização da água: 2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
Semirreação no cátodo: 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
Semirreação no ânodo: 2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
Equação da reação global: 2 NaC, 1 2 H 2 O # 2 Na 1 1 2 OH 2 1 H 2 1 C, 2
2 NaOH (em solução aquosa, dissociado)
O hidróxido de sódio (soda cáus ti ca) é usado, por exemplo, para fabri car sabões, papel e produtos
para desentupir ralos e pias.
O cloro é usado para fabri ca ção, entre outros produtos, do plástico conhecido como PVC, do
ácido clo rídrico e do hipoclorito de sódio.
Para fabricação do ácido clorídrico, reage-se o cloro (obti do no ânodo) com hidrogênio (obtido
no cátodo), formando HC, gasoso (gás clorídrico), que, em seguida, é borbulhado em água,
originando o ácido clorídrico, HC, aquoso.
Para a fabricação de hipoclorito de sódio (NaC,O), bor bu lha-se gás cloro em solu ção de hidróxido
de sódio:
C, 2 (g) 1 2 NaOH (aq) # NaC, (aq) 1 NaC,O (aq) 1 H 2 O (,)
O hipoclorito de sódio é usado como de sinfetante e alvejante, sendo o componente ativo da
água sanitária.
ExErcíciOs EssENciAis
1 (Fuvest-SP) Para pratear eletronicamente um objeto
de cobre e controlar a massa de prata depositada no
objeto, foi montada a aparelhagem esquematizada
na figura abaixo.
III
Comentário dos autores:
O dispositivo III é um amperímetro (medidor de
corrente elétrica), que será comentado oportunamente.
Agora, trabalhe a identificação de I e II.
2 (UFMG) A figura abaixo mostra um esquema utilizado
para recuperar moedas de cobre antigas, parcialmente
oxidadas.
Bateria
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
I
II
Chave
Unidade E • Eletrólise
Solução aquosa de sal de prata
Nessa figura, I, II e III são, respectivamente:
a) o objeto de cobre, uma chapa de platina e um
ampe rímetro.
b) uma chapa de prata, o objeto de cobre e um
voltímetro.
c) o objeto de cobre, uma chapa de prata e um
voltímetro.
d) o objeto de cobre, uma chapa de prata e um
ampe rímetro.
e) uma chapa de prata, o objeto de cobre e um
amperímetro.
Moeda
de cobre
Eletrodo de
grafite
Solução
aquosa de
CuSO 4
O processo que ocorre na superfície da moeda é:
a) Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu (s)
b) Cu (s) # Cu 21 (aq) 1 2 e 2
c) 2 H 2 O (,) # O 2 (g) 1 4 H 1 (aq) 1 4 e 2
d) 4 OH 2 (aq) # O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2
e) O 2 (g) 1 4 H 1 (aq) 1 4 e 2 # 2 H 2 O (,)
214

3 (Unicamp-SP) Um processo de purificação de cobre
metálico consiste em se passar uma corrente elétrica
por uma solução aquosa de sulfato de cobre (II),
de cor azul, durante um determinado intervalo de
tempo. Nessa solução são mergulhados dois eletrodos
de cobre metálico, sendo um de cobre impuro.
No trans correr do processo, o cobre metálico vai
se depositando sobre um dos eletrodos, ficando
livre das impurezas. O desenho mostra esquematicamente
a situação no início do processo.
A
e
B
Calcule o volume de H 2 produzido nas CNTP quando
ocorre o consumo de 117,0 gramas de NaC, (massa
molar 5 58,5 g ? mol 21 ) de acordo com a Equação I,
e forneça a equação global que expressa a formação
de hipoclorito a partir da eletrólise da solução de
cloreto.
6 (UFC-CE-modificado) Estabeleça a associação entre
o que é afirmado em I, II, III e IV e os gráficos 1, 2,
3 e 4, tendo em vista a variação com o tempo da
propriedade indicada em negrito.
I. O volume de dióxido de carbono, CO 2 , liberado
durante a reação de carbonato de cálcio, CaCO 3 ,
com ácido clorídrico, HC,.
II. A massa total do sistema quando se efetua uma
reação química em ambiente fechado.
III. A massa de óxido de chumbo, PbO, quando
aquecida em corrente de hidrogênio, H 2 .
IV. A massa do cátodo de cobre, Cu, durante a
eletrólise da solução de sulfato de cobre, CuSO 4 ,
com eletrodo de cobre e corrente constante.
1.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Solução de sulfato
de cobre (II)
a) Em qual dos eletrodos, A ou B, se depositará
cobre metálico purificado? Justifique.
b) A intensidade da cor azul é diretamente proporcional
à concentração de Cu 21 na solução.
Com base nessa informação e no processo de
purificação acima descrito, responda se ao final
do experimento a intensidade da cor azul terá
aumentado, permanecido igual ou diminuído
em relação à cor inicial. Justifique.
4 (PUC-Campinas-SP) O ferro galvanizado (ferro recoberto
por camada de zinco) pode ser obtido mergulhando-se
o ferro em banho de zinco metálico
fundido, ou, então, por eletrodeposição, em que:
I. no cátodo ocorre a redução do Zn 21 .
II. na cuba eletrolítica, o banho deve conter um
composto de zinco.
III. o ânodo é constituído por peças de ferro.
Dessas afirmações, SOMENTE:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
5 (Vunesp) Um procedimento muito utilizado para
eliminação de bactérias da água é a adição de cloro
com produção de hipoclorito. O cloro pode ser
produzido pela eletrólise de uma solução aquosa
de íons cloreto, segundo a equação I:
I. 2 C, 2 (aq) 1 2 H 2 O (,) #
# 2 OH 2 (aq) 1 C, 2 (g) 1 H 2 (g)
Posteriormente, o C, 2 pode reagir com as hidroxilas
produzindo o hipoclorito.
II. 2 OH 2 (aq) 1 C, 2 (g) #
# C, 2 (aq) 1 C,O 2 (aq) 1 H 2 O (,)
2.
3.
4.
Propriedade
Propriedade
Propriedade
Propriedade
Tempo
Tempo
Tempo
Tempo
Assinale a opção em que está correta a sequência
das associações.
a) I.2, II.1, III.4, IV.3. d) I.4, II.1, III.3, IV.2.
b) I.4, II.1, III.2, IV.3. e) I.3, II.4, III.2, IV.1.
c) I.2, II.3, III.1, IV.4.
Capítulo 18 • Aplicações da eletrólise e noções de metalurgia
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Exercícios adicionais
215

Seção 18.2
Noções de metalurgia
❱❱ Objetivo
C CDescrever o processo
de obtenção dos
principais metais.
❱❱ Termos e conceitos
• mineral
• minério
• metalurgia
• ustulação
• siderurgia
• aço
• aluminotermia
Na superfície da Terra há uma imensa variedade de substâncias formadas
ao longo de milhares de anos pela natureza não viva. Essas substâncias
são chamadas de minerais.
Grande parte dos minerais contém metais em sua composição quí mica.
Às vezes, dependendo da composição química e da abundância do mineral,
é possível a extração desses metais. O termo minério designa um mineral a
partir do qual é economicamente viável a extração de um elemento químico
de interesse, como, por exemplo, um metal.
metalurgia é a sequência de processos que visa obter um metal a
partir do minério correspondente.
Como já sabemos, os metais possuem, de modo geral, alta tendência
a doar elétrons. Assim, eles são frequentemente encontrados em seus
minérios com número de oxidação positivo, e, para que se possa obter o
metal (isto é, a substância simples formada por esse metal) a partir do
minério, é necessário que ele sofra uma redução. Perceba que se trata
exatamente do contrário da corrosão, um processo natural que tende a
oxidar os metais.
Cátion do metal
em substância
composta
Lavra
M n1
Redução (metalurgia)
Oxidação (corrosão)
Moagem e
purificação do
minério
Átomo do metal
em substância
simples
Reação química
que produz
o metal (redução)
M 0
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱Representação das
principais etapas da
metalurgia. A etapa de
redução não é necessária
quando se trata de
metal encontrado na
natureza sob a forma de
substância simples, como
é o caso do ouro.
Acabamento
final
Purificação
do metal
Unidade E • Eletrólise
1 metalurgia e potenciais de eletrodo
para a redução
Consultando a tabela de potenciais de redução a seguir, é possível
entender por que alguns metais, como ouro, prata, mercúrio e cobre, são
encontrados como substâncias simples na natureza (no chamado estado
nativo), enquanto outros são encontrados apenas na forma de substâncias
compostas (combinados com outros elementos).
216

Semirreação
E° (V)
Obtidos por meio da
redução por eletrólise
ígnea
Obtidos por meio da
redução do minério
utilizando C, CO ou A 0
como agente redutor
Encontrados livres na
natureza ou facilmente
obtidos a partir dos
minérios
Aumenta a tendência de o íon sofrer redução
Li 1 1
K 1 1
Ca 21 1
Na 1 1
Mg 21 1
A, 31 1
Zn 21
Cr 31
Pb 21
1
1
1
Fe 31 1
Sn 41 1
Mn 41 1
Cu 1 1
Hg 21 1
Ag 1 1
Au 31 1
e 2
e 2
B
B
2 e 2 B
e 2 B
2 e 2 B
3 e 2 B
2 e 2 B
3 e 2 B
2 e 2 B
3 e 2 B
4 e 2 B
4 e 2 B
e 2 B
2 e 2 B
e 2 B
3 e 2 B
Li 0
23,05
K 0
22,93
Ca 0
22,87
Na 0
22,71
Mg 0
22,38
A, 0 21,68
Aumenta a nobreza do metal
Zn 0
20,76
Cr 0
20,74
Pb 0
20,13
Fe 0
20,04
Sn 0
10,01
Mn 0 10,03
Cu 0
10,52
Hg 0
10,79
Ag 0
10,80
Au 0 11,42
Aumenta o potencial de redução (E°)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Fonte da tabela: R. G. Mortimer. Physical Chemistry. 2. ed. Orlando, Harcourt, 2000. p. 297, 992; K. W. Whitten et al.
General Chemistry, with qualitative analysis. 6. ed. Orlando, Saunders, 2000. p. 869; I. Levine. Physical Chemistry.
6. ed. Nova York, McGraw-Hill, 2009. p. 419; W. L. Masterton e E. J. Slowinski. Química Geral Superior. 4. ed. Rio de Janeiro,
Interamericana, 1978. p. 454.
2 Ouro, platina, prata, mercúrio e cobre
Esses são metais nobres, isto é, têm baixa tendência a sofrer oxidação.
Daí o fato de serem encontrados na natureza na forma de substâncias simples. Nesse caso, a
redução é desnecessária, executando-se apenas a purificação para remover as impurezas que porventura
acompanhem o metal.
Prata, cobre e mercúrio, além de serem encontrados no estado nativo, existem também na
forma de minérios, os sulfetos Ag 2 S (argentita), Cu 2 S (calcosita) e HgS (cinábrio). Nesse caso os
metais podem ser facilmente obtidos a partir da ustulação dos minérios.
Ustulação é o nome dado ao aquecimento de um sulfeto na presença de O 2 , também
conhecido como “queima do sulfeto”.
Ag 2 S 1 O 2 @# D 2 Ag 1 SO 2 Ustulação da argentita
HgS 1 O 2 @# D Hg 1 SO 2 Ustulação do cinábrio
O mercúrio é utilizado para fabricar termômetros e amálgama para obturações dentárias
(mistura de Ag e outros metais com Hg). Ouro, prata e cobre são usados para confecção de joias,
pois apresentam baixa tendência a se oxidar (sobretudo o ouro). Fios elétricos são fabricados
com cobre, já que ele é um bom condutor de corrente elétrica.
3 Ferro, estanho, zinco e chumbo
Esses metais não são nobres como os anteriores e, por essa razão, não se encontram livres
na natureza. Assim, é necessário utilizar um agente redutor para obtê-los a partir de seus minérios.
O monóxido de carbono (CO) é o agente redutor geralmente empregado. Carvão (C) também
é utilizado.
No caso da obtenção do ferro a partir da hematita (Fe 2 O 3 ), a reação pode ser equacionada do
seguinte modo:
Capítulo 18 • Aplicações da eletrólise e noções de metalurgia
Fe 2 O 3 1 3 CO @# D 2 Fe 1 3 CO 2 O CO atua como agente redutor
217

Siderurgia é o ramo da indústria metalúrgica que visa obter ferro metálico a partir de seus
minérios. A reação é executada nos altos-fornos siderúrgicos (o nome se deve à altura do forno).
Neles é despejada uma mistura de coque (carvão com alto teor de carbono), minério de ferro e
calcário (CaCO 3 ). A combustão do coque produz CO, que reduz o minério de ferro. O calcário sofre
decomposição, produzindo CaO, que reage com as impurezas do minério, fazendo-as flutuar no
ferro fundido.
O ferro que sai do forno chama-se ferro-gusa ou ferro fundido (mesmo depois de solidificado
mantém esse nome). Contém cerca de 5% de carbono, sendo, por esse motivo, muito quebradiço.
Após sofrer um processo de purificação, pode chegar até cerca de 0,2% de carbono e recebe o
nome de ferro doce. O ferro com até cerca de 1,5% de carbono é chamado de aço. Trata-se da liga
metálica mais usada pela nossa civilização.
Aço é uma liga de ferro e carbono.
A
B
A A Torre Eiffel, em Paris: oito mil toneladas de ferro! Foi projetada pelo engenheiro francês Alexandre Gustave
Eiffel e construída, sob sua supervisão, em 1889. Com trezentos metros de altura, tornou-se o “cartão-postal”
símbolo da cidade. B Ferro líquido recém-produzido, incan descente graças à alta temperatura.
A obtenção do estanho é feita a partir da cassiterita (SnO 2 ) e segue o mesmo caminho da obtenção
do ferro: redução do SnO 2 com CO. Já no caso do zinco, extraído da blenda (ZnS), antes de executar
a redução com CO é necessário executar a ustulação, que transforma o sulfeto em óxido:
ZnS 1
3__
O 2 2 @# D ZnO 1 SO 2 A ustulação converte sulfeto em óxido...
ZnO 1 CO @# D Zn 1 CO 2 ... que é reduzido por ação do CO
O chumbo é obtido a partir da galena (PbS) da mesma maneira: ustulação seguida de redução
com monóxido de carbono.
O ferro é o metal mais importante para a nossa civilização, possuindo inúmeras utilizações, principalmente
na forma de aço, em ferramentas, utensílios, motores, chapas, construção civil etc.
O estanho é utilizado sob a forma de folha de flandres ou lata (chapa de ferro revestida de
estanho) e bronze (liga de estanho e cobre).
O zinco forma uma liga com cobre chamada de latão. É também empregado no revestimento
do ferro (galvanização), protegendo-o da corrosão. Tubos de ferro galvanizado eram muito usados
em encanamentos domésticos antes do advento dos tubos plásticos de PVC.
Baterias de automóvel são fabricadas com chumbo. A solda usada em eletrônica é uma liga
de chumbo e estanho.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade E • Eletrólise
218
❱O latão é uma liga de cobre e zinco usada, por exemplo, para fazer torneiras.
4 Crômio e manganês
Esses dois metais se assemelham muito aos quatro anteriores no que diz respeito ao fato de
não serem nobres e de necessitarmos de um agente redutor para sua obtenção.
No entanto, de modo indesejável, eles ficam contaminados com altos teores do carvão utilizado
para a redução. A operação de purificação para eliminar o carvão torna o processo de obtenção
desses metais muito caro.

Uma maneira mais econômica de obtê-los é por meio da chamada aluminotermia ou reação
aluminotérmica. O nome dessa reação vem das palavras alumínio, o agente redutor usado, e thermos,
que (em grego) significa “calor”. A reação libera muita energia, nas formas de luz e calor.
Aluminotermia consiste na redução do metal (na forma de óxido) utilizando-se alumínio
metálico como redutor.
O crômio é obtido por aluminotermia usando o óxido de crômio (III), proveniente do minério
cromita (FeO ? Cr 2 O 3 ):
Cr 2 O 3 1 2 A, @# D 2 Cr 1 A, 2 O 3 O agente redutor é o alumínio
O manganês é obtido a partir da pirolusita (MnO 2 )
pelo mesmo processo: o alumínio se oxida a A, 2 O 3 e o
MnO 2 se reduz a manganês metálico.
Muitos aços especiais contêm crômio. Dentre eles,
o mais conhecido é o aço inox (aço inoxidável). O manganês,
em mistura com o aço, torna-o duro e resistente
ao desgaste, sendo apropriado à fabricação de certas
ferramentas, trituradoras, colheitadeiras, trilhos etc.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Pinças cirúrgicas e bandeja de aço inox, material no qual estão
presentes, além de ferro e carbono (aço), ní quel e crômio.
5 Alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio
Metais como sódio (alcalino), magnésio (alcalino-terroso) e alumínio possuem baixos potenciais
de redução, ou seja, não são facilmente reduzidos do respectivo íon para a forma metálica. Não se
conhece um agente redutor barato que provoque a redução de seus íons. O meio mais econômico de
obtê-los é forçar a redução utilizando uma corrente elétrica, ou seja, executando uma eletrólise.
Na 1 1 e 2 # Na 0
Semirreações
Mg 21 1 2 e 2 # Mg 0 catódicas na
A, 31 1 3 e 2 # A, 0 eletrólise ígnea
No entanto, é necessário que essas eletrólises sejam ígneas (ausência de água), pois, de acordo
com o que já foi apresentado, em meio aquoso os íons H 1 têm maior facilidade de descarga que
os íons Na 1 , Mg 21 e A, 31 .
Assim, sódio e magnésio são obtidos por eletrólise ígnea de NaC, e MgC, 2 , provenientes da
água do mar. O alumínio é obtido por eletrólise ígnea da alumina (A, 2 O 3 ), que, por sua vez, é obtida
a partir do minério bauxita (A, 2 O 3 ? n H 2 O 1 impurezas).
Ligas de magnésio e alumínio são leves e resistentes, sendo usadas na fabricação de rodas
e na carcaça de aeronaves. O alumínio vem ganhando cada vez mais destaque em nossa civilização,
sendo usado para a fabricação de panelas, portões, janelas, boxes para banheiro, antenas
de tevê etc.
B
imagem em
baixa
A
C
A Bauxita. B Alumina. C Alumínio.
O alumínio é um metal leve e resistente. Suas
ligas têm-se mostrado úteis para mui tas aplicações
como, por exem plo, construção de patinetes,
helicópteros e bicicletas.
219

ExErcíciOs EssENciAis
7 Podemos dividir os metais em três grupos, usando
como critério a tendência para sofrer oxidação,
pro priedade intimamente relacionada à dificuldade
de obter o metal a partir de substâncias naturais.
Ag, A,, Au, Cr, Cu, Fe, Hg, K,
Mg, Mn, Na, Pb, Pt, Sn, Zn
Classifique cada metal dessa lista num dos seguintes
grupos:
1. Metais com baixa tendência a sofrer oxidação.
Ocorrem como substância simples ou são obtidos
a partir de minérios por redução relativamente
fácil.
2. Metais com alta tendência a sofrer oxidação. Por
isso, são obtidos por redução mediante eletrólise
ígnea.
3. Metais com caráter razoavelmente intermediário
entre os dos dois grupos anteriores. Sua
obtenção é feita pela redução de minérios com
redutores como carvão, monóxido de carbono
ou alumínio.
8 As equações abaixo foram apresentadas no texto e
se referem à ustulação da argentita e do cinábrio.
Identifique os elementos que sofrem redução e
oxidação nesses processos:
a) Ag 2 S 1 O 2 @# D 2 Ag 1 SO 2
b) HgS 1 O 2 @# D Hg 1 SO 2
9 O cobre metálico pode ser obtido por ustulação da
calcosita (Cu 2 S), que produz também dióxido de
enxofre. Equacione essa ustulação.
10 A reação equacionada a seguir permite a obtenção
de ferro num alto-forno de indústria siderúrgica:
Fe 2 O 3 1 3 CO @# D 2 Fe 1 3 CO 2
a) Que elemento está sofrendo redução?
b) Que substância atua como agente redutor?
12 A obtenção de zinco a partir da blenda ocorre por
intermédio de duas reações químicas:
I. ZnS 1
3__
2 O 2 @# D ZnO 1 SO 2
II. ZnO 1 CO @# D Zn 1 CO 2
a) Na etapa I, o zinco está sofrendo oxidação ou
redução?
b) Na etapa II, o zinco está sofrendo oxidação ou
redução?
c) Como se chama o ferro revestido de zinco?
d) A liga de zinco e cobre é usada para fazer torneiras
e instrumentos musicais. Qual o nome
dela?
13 Para se obter chumbo a partir da galena (PbS) são
necessárias duas etapas:
I. Ustulação desse minério fornecendo óxido de
chumbo (II) e dióxido de enxofre.
II. Redução de óxido de chumbo (II) com monóxido
de carbono.
Equacione ambas as etapas.
14 Conforme mostrado no texto, a obtenção do crômio
por aluminotermia é equacionada como:
Cr 2 O 3 1 2 A, @# D 2 Cr 1 A, 2 O 3
a) O crômio está sofrendo oxidação ou redução?
b) Que substância age como redutor nesse processo?
15 Quando a reação aluminotérmica é executada com
a pirolusita (MnO 2 ), obtêm-se manganês metálico
e óxido de alumínio. Equacione essa reação.
Comentário dos autores:
Se necessário, utilize o método da oxirredução
para balancear a equação.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
16 Quando o óxido de ferro (III) e o alumínio metálico
reagem, é liberada grande quantidade de energia
e a temperatura pode chegar a 3.000 °C. É uma
reação aluminotérmica conhecida como reação
termite.
Esse processo (que não é utilizado industrialmente
para obter ferro metálico) é empregado por operários
para soldar trilhos de trem e por ladrões para
abrir buracos em cofres.
Equacione a reação em questão.
❱Alto-forno siderúrgico.
Unidade E • Eletrólise
11 A obtenção do estanho é feita
por redução da cassi te rita
(SnO 2 ), utilizando mo nó xido
de carbono como agente
redutor.
a) Equacione esse processo.
b) Como se chama a liga de
estanho e cobre?
❱Cassiterita.
17 Qual é a diferença entre bauxita, alumina e alumínio?
18 Fábricas de alumínio só se instalam em locais
onde a energia elétrica é barata. Você tem alguma
explicação para isso?
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Exercícios adicionais
220

UNIDADE E19
Estequiometria
Capítulo
das reações
eletroquímicas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
É possível calcular a quantidade
de uma substância consumida ou
formada em um eletrodo de pilha
ou de eletrólise, em um intervalo de
tempo conhecido, se soubermos
o valor da corrente elétrica que
atravessou o circuito nesse
intervalo.
19.1 Carga elétrica, corrente
elétrica e a Constante de Faraday
No Sistema Internacional, a unidade
de carga elétrica é o coulomb (C) e a de
corrente elétrica é o ampère (A), que
equivale a coulomb por segundo (C/s).
Pode-se calcular a carga elétrica que
atravessou um circuito por meio da
multiplicação da corrente (em A)
pelo intervalo de tempo (em s).
A Constante de Faraday é o módulo
da carga de um mol de elétrons.
As medalhas olímpicas não são de ouro, prata
ou bronze maciços, mas sim peças de metal
submetidas a processos de galvanoplastia que
lhes conferem as aparências características, graças
ao revestimento com metais nobres.
19.2 A Lei de Faraday
A massa de substância produzida
ou consumida em um eletrodo de
pilha ou eletrólise, em certo
intervalo de tempo, relaciona-se
estequiometricamente com a
quantidade de elétrons que percorreu o
circuito, nesse mesmo intervalo.

Seção 19.1
Carga elétrica, corrente elétrica e a
Constante de Faraday
❱❱ Objetivos
C Compreender que a
indicação da carga de
cátions e de ânions é
relativa.
C Conhecer a unidade do
Sistema Internacional
para carga elétrica e
seu símbolo.
C Conhecer a unidade do
Sistema Internacional
para corrente elétrica e
seu símbolo.
C Calcular a carga
elétrica que atravessou
um circuito em certo
intervalo de tempo,
sendo conhecida a
corrente elétrica.
C CExplicar o significado
da Constante de
Faraday.
C CDeduzir o valor dessa
constante a partir da
carga do elétron e da
Constante de Avogadro.
❱❱ Termos e conceitos
• coulomb (C)
• ampère (A)
• Constante de
Faraday (F)
É possível prever a massa de substância formada em uma eletrólise em função
do tempo e da corrente elétrica empregada no processo? E prever o desgaste
de um eletrodo de pilha na medida em que ela é usada para gerar corrente? Em
ambos os casos a resposta é sim e é o que estudaremos neste capítulo.
Em Química, é comum empregarmos a carga do próton (a que se atribui
o valor “11”) e a do elétron (a que se atribui “21”) como referências para
expressar a carga de íons. Assim, por exemplo, o cátion Na 1 apresenta carga
igual à de um próton, o cátion Ca 21 tem carga igual à de dois prótons, o ânion
C, 2 possui carga igual à de um elétron, e assim por diante.
Para expressar a grandeza carga elétrica, simbolizada neste livro por Q,
de um corpo qualquer —— incluindo a de prótons, elétrons e íons —— é usada a
unidade coulomb, do Sistema Internacional de Unidades, simbolizada por C.
Expressa em coulombs, a carga de um elétron é 21,6 ? 10 219 C e a de um
próton é 11,6 ? 10 219 C. Note que ambas têm o mesmo valor em módulo,
mas apresentam sinais opostos. Nas discussões a seguir, estaremos
interessados no módulo da carga elétrica que atravessa um circuito,
ignorando seu sinal.
A grandeza corrente elétrica, simbolizada por i, é definida como a carga
elétrica que atravessa a seção transversal de um circuito (isto é, a carga que
passa por um “corte imaginário” perpendicular à direção de propagação da
corrente elétrica nesse circuito) dividida pelo intervalo de tempo (Dt).
A unidade do Sistema Internacional usada para expressar corrente elétrica
é o ampère, simbolizado por A, definido como C/s (coulomb por segundo).
Em palavras mais simples, dizer que uma corrente de 1 A (um ampère)
passa por um circuito significa dizer que a carga de 1 C (um coulomb) passa
por ele em um intervalo de 1 s (um segundo).
O aparelho usado para medir a corrente elétrica é o amperímetro, que
fornece o resultado da medida em ampères. O amperímetro mede, portanto,
quantos coulombs de carga passam por ele a cada segundo.
Amperímetro
0,15 A
Lâmpada
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade E • Eletrólise
O amperímetro mede a corrente
elétrica, em ampères, que passa
por um circuito. Com esse aparelho
e um cronômetro, podemos fazer
as medidas necessárias ao cálculo
da carga elétrica que atravessa o
circuito, como mostrado abaixo.
Para saber a carga elétrica que atravessa um circuito durante certo tempo,
basta multiplicar a corrente elétrica (em A) pelo intervalo de tempo (em s).
Q 5 i ? Dt
A carga elétrica, em coulombs, que passa por um circuito
(Em palavrass:
pode ser calculada multiplicando-se a corrente elétrica, em ampères, pelo
intervalo de tempo, em segundos.)
222

Assim, usando-se um amperímetro e um cronômetro, pode-se determinar
a carga elétrica que sai de um eletrodo, ou que chega a ele,
durante uma eletrólise.
Entre 1909 e 1913, o físico inglês Robert Andrews Millikan e sua equipe
determinaram, por meio de complexos experimentos, o valor do módulo da
carga do elétron, 1,60218 ? 10 219 C.
Utilizando esse valor e a Constante de Avogadro (6,02214 ? 10 23 mol 21 ),
podemos calcular o módulo da carga de 1 mol de elétrons:
Número de e
Carga elétrica
O inglês Robert Andrews
Millikan (1868-1953), Prêmio Nobel
em 1923.
1 1,60218 ? 10 219 C
V
6,02214 ? 10 23 mol 21 F
F 5 9,6485 ? 10 4 C ? mol 21
Assim, 9,6485 ? 10 4 C (valor frequentemente “arredondado” para
96.500 C) é a carga total transportada por 1 mol de elétrons, denominada
Constante de Faraday (F), em homenagem ao inglês Michael Faraday.
O módulo da carga elétrica de 1 mol de elétrons (9,65 ? 10 4 C ? mol 21 ) é
conhecido como Constante de Faraday e simbolizado por F.
Seção 19.2
A Lei de Faraday
❱❱ Objetivos
C CInferir que os
coeficientes
estequiométricos
indicam a proporção
entre a quantidade de
matéria (quantidade em
mols) dos participantes
de uma semirreação
catódica ou anódica.
C CRealizar cálculos
estequiométricos
envolvendo diferentes
grandezas referentes
a reagentes
e/ou produtos de
semirreações, incluindo
a carga elétrica que
atravessou o circuito.
❱❱ Termos e conceitos
• Lei de Faraday
Investigando a relação entre a quantidade de carga que passa por um circuito
elétrico em que ocorre uma eletrólise e as quantidades de substâncias
produzidas nos eletrodos, Michael Faraday enunciou uma lei que, em linguagem
química moderna, poderia ser assim enunciada:
A massa de substância produzida em um eletrodo é proporcional
à carga elétrica que circula na cela eletrolítica e à massa molar
dessa substância.
Essa lei, conhecida como Lei de Faraday, pode ser compreendida como
uma decorrência da proporcionalidade estequiométrica que existe entre
a quantidade, em mols, de elétrons que chega ou sai de um eletrodo e a
quantidade, em mols, da substância nele formada.
Veja os seguintes exemplos de semirreações de descarga em eletrólise:
1 Ag 1 1 1 e 2 # 1 Ag 0
1 mol de Ag 1 é
reduzido por…
… 1 mol de e 2 …
… produzindo
1 mol de Ag 0
1 Cu 21 1 2 e 2 # 1 Cu 0
1 mol de Cu 21 é
reduzido por…
… 2 mol de e 2 …
… produzindo
1 mol de Cu 0
1 A, 31 1 3 e 2 # 1 A, 0
1 mol de A, 31 é
reduzido por…
… 3 mol de e 2 …
… produzindo
1 mol de A, 0
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
223

Assim, nesses exemplos, podemos afirmar que:
• A carga de 1 mol de e
2 (1 F), passando pelo circuito, deposita 1 mol de Ag, isto é, 108 g de Ag;
• A carga de 2 mol de e
2 (2 F), passando pelo circuito, deposita 1 mol de Cu, isto é, 63,5 g de Cu;
• A carga de 3 mol de e
2 (3 F), passando pelo circuito, deposita 1 mol de A,, isto é, 27,0 g de A,.
O mesmo tipo de raciocínio pode ser empregado nos processos que ocorrem nos eletrodos
de uma pilha.
Considere, por exemplo, as semirreações equacionadas a seguir, que podem ocorrer no ânodo
de pilhas:
1 Zn 0 # 2 e 2 1 1 Zn 21
1 mol de Zn 0 é
oxidado e perde…
… 2 mol de e 2 …
… produzindo
1 mol de Zn 21
1 Cr 0 # 3 e 2 1 1 Cr 31
1 mol de Cr 0 é
oxidado e perde…
… 3 mol de e 2 …
… produzindo
1 mol de Cr 31
Assim, nesses exemplos, podemos afirmar que:
• A carga de 2 mol de e
2 (2 F), passando pelo circuito, oxida 1 mol de Zn, isto é, 65,4 g de Zn;
• A carga de 3 mol de e
2 (3 F), passando pelo circuito, oxida 1 mol de Cr, isto é, 52,0 g de Cr.
Assim, embora a Lei de Faraday tenha sido proposta para processos de eletrólise, ela pode
ser generalizada para também englobar processos que acontecem nos eletrodos de pilhas:
A massa de substância produzida ou consumida em um eletrodo de uma cela eletroquímica
(pilha ou eletrólise) relaciona-se, por meio de uma proporção estequiométrica, com a
quantidade de elétrons envolvidos na semirreação desse eletrodo. Os elétrons, por sua vez,
relacionam-se com a carga elétrica total que atravessa o circuito elétrico.
O mapa conceitual abaixo relaciona conceitos envolvidos na estequiometria, incluindo, entre
eles, a carga dos elétrons transferidos em um processo de oxirredução.
Reação
química
Quantidade
em mols
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
representada por
Massa
Equação
química
Volume
na qual há
Número
de moléculas
Unidade E • Eletrólise
Coeficientes
estequiométricos
que expressam
Proporção entre os
participantes da reação
conforme a conveniência,
pode ser expressa em
Número
de átomos
Número
de íons
Carga dos
elétrons
224

Michael Faraday
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O breve relato a seguir mostra a que ponto uma pessoa pode progredir acima da sua modesta
condição inicial. Aos treze anos de idade, [Michael Faraday] aprendeu a encadernar livros e, depois
de um longo dia de trabalho, começava a ler os livros que passavam pela loja onde trabalhava.
Interessou-se por matérias científicas; esse interesse começou quando leu os trabalhos de Química
publicados por Sir Humphrey Davy, da Royal Institution. Faraday fez anotações sobre os artigos
de Davy, transcreveu-as e encadernou-as; submeteu essas anotações já encadernadas a Davy,
como expressão de seu interesse pela Química. Dizem que a maior descoberta de Davy, apesar
de ter descoberto sete elementos novos, foi o florescimento do jovem gênio que era Faraday.
Davy empregou Faraday, então com 22 anos, como seu assistente em um famoso laboratório,
a despeito da falta de treinamento formal e de instrução em ciência.
As descobertas de Faraday foram mais importantes que as de seu ilustre mentor. A maioria dos
termos que hoje são usados em Eletroquímica foi introduzida por Faraday, quando, habilmente,
conduziu e reportou suas experiências. Entre esses termos, incluem-se eletrodo, eletrólito, eletrólise,
ânodo, cátodo, íons, ânions e cátions. A unidade-padrão do Eletromagnetismo [para capacitância
elétrica], o farad, e a carga equivalente ao mol [de elétrons], o faraday, são uma homenagem
a ele prestada, posteriormente, por suas contribuições à Química. Para seus contemporâneos,
suas realizações científicas foram ultrapassadas por sua personalidade
incomumente charmosa e cheia de calor humano.
Fonte do texto: W. H. Slabaugh e T. D. Parsons. Química Geral. 27. ed.
Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1982. p. 224.
Michael Faraday (1791-1867), químico e físico inglês reco nhe ci do
como um dos maio res cien tis tas do sécu lo XIX por seus tra ba lhos
expe ri men tais. Além de ter descoberto as bases que regem a estequiometria
dos processos eletroquí micos, inven tou o motor elé tri co
e foi o pri mei ro a demons trar o prin cí pio empregado na construção
dos gera do res elé tri cos.
1 Exemplo envolvendo uma eletrólise
Um técnico encarregado de uma indústria de eletrodeposição (galvanoplastia)
deseja depositar, em uma peça metálica, um revestimento de 11,74 g de
níquel, em um processo de niquelação realizado com corrente de 96,5 A.
Já sabemos que tal peça será o cátodo numa eletrólise contendo cátions
Ni 21 em solução aquosa. Sabemos também que a semirreação que ocorre
no cátodo é assim equacionada:
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s)
Essa equação mostra que são necessários 2 mol de elétrons para depositar
1 mol de níquel, cuja massa (consultando a tabela periódica) é 58,7 g.
Não há, contudo, um modo de medir diretamente quantos elétrons passam
por um circuito elétrico, mas há como medir a corrente elétrica e o tempo.
Além disso, sabemos que a carga de 1 mol de elétrons é 96.500 C (1 F).
Assim, na estequiometria de uma semirreação, podemos incluir a carga,
em coulombs, dos elétrons envolvidos nessa semirreação.
A peça metálica (cátodo), na qual serão depositados 11,74 g de níquel, estará
imersa em uma cuba eletrolítica, sendo que a corrente elétrica que atravessa o
circuito, medida com o auxílio de um amperímetro, apresenta o valor de 96,5 A.
Só resta saber por quanto tempo (Dt) a eletrólise deve ocorrer para que a
massa desejada de níquel se deposite sobre a peça.
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
Instrumentos musicais de sopro, feitos de latão,
podem receber um revestimento de níquel.
225

Inicialmente, vamos determinar a carga, em coulombs, que deve atravessar o circuito da
eletrólise para produzir 11,74 g de níquel:
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s)
Proporção: 2 mol 1 mol
A carga de
2 mol de
elétrons é 2 F
A massa de
1 mol de Ni é
58,7 g
Grandezas envolvidas: Carga Massa
2 ? 96.500 C 58,7 g
Q
11,74 g
Q 5 3,86 ? 10 4 C
Unidade E • Eletrólise
226
Então, já sabemos que deve passar pelo circuito a carga de 3,86 ? 10 4 C.
Finalmente, como sabemos também o valor da corrente elétrica (96,5 A), podemos determinar
o tempo necessário:
Q 5 i ? Dt V 3,86 ? 10 4 C 5 96,5 A ? Dt V Dt 5 400 s
Assim, a corrente elétrica deve atravessar o circuito por quatrocentos segundos a fim de que
se deposite a massa de 11,74 g de níquel sobre a peça que se deseja niquelar.
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Texto: A importância de reciclar o alumínio
2 Exemplo envolvendo uma pilha
Uma pilha seca comum é usada para fazer funcionar uma boneca que entoa cantigas de ninar.
Enquanto o brinquedo permanece ligado, a pilha fornece a corrente de 0,100 A. O polo negativo
da pilha (ânodo), que emite elétrons para a parte do circuito externa à pilha, é constituído por
zinco metálico, que se oxida de acordo com a semirreação assim equacionada:
Zn (s) # 2 e 2 1 Zn 21 (aq)
Qual é o desgaste sofrido por esse ânodo (ou seja, qual a massa de zinco que sofre oxidação)
quando a boneca permanece ligada por uma hora?
A ideia envolvida na resolução é semelhante à empregada no
caso da eletrólise: realizar um cálculo estequiométrico relacionando
a massa de um participante (zinco, no caso) com a carga
Corrente (ampères) e tempo
dos elétrons envolvidos na semirreação.
Inicialmente, calculamos a carga total que atravessa o circuito
Quantidade de carga (coulombs)
durante uma hora (3.600 s) de funcionamento do brinquedo:
Q 5 i ? Dt V Q 5 0,100 A ? 3.600 s V Q 5 360 C
A seguir, realizamos o cálculo estequiométrico relacionando
carga e massa:
Zn (s) # 2 e 2 1 Zn 21 (aq)
Proporção 1 mol 2 mol
Grandezas
envolvidas:
A massa de
1 mol de Zn é
65,4 g
Massa
Carga
65,4 g 2 ? 96.500 C
m
360 C
A carga de
2 mol de
elétrons é 2 F
m 5 0,122 g
Assim, o ânodo de zinco sofre um desgaste de 0,122 g (ou 122 mg)
durante o período de uma hora de funcionamento do brinquedo.
Quantidade de matéria de
elétrons (faradays)
Quantidade de matéria de
substância oxidada ou reduzida
Gramas de substância oxidada
ou reduzida
Etapas que relacionam a
quantidade de carga elétrica
usada na eletrólise ou na pilha
às quantidades de substâncias
oxidadas (consumidas) ou reduzidas
(produzidas).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1 (UFPI) Galvanização é um dos processos industriais
mais utilizados na proteção à corrosão de materiais
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
Deposição de crômio: Cr 31 1 3 e 2 # Cr 0 tidade de resíduos e de aumentar a reutilização e
a reciclagem dos materiais.
metálicos e se processa por meio eletrolítico. Em
3 e 2 Cr 0
materiais ferrosos como pregos e parafusos, por
exemplo, são eletrodepositados íons de zinco. Analise
Proporção: 3 mol 1 mol
as afirmativas que se seguem sobre o processo Grandezas: Quantidade Massa
acima descrito e identifique a opção correta.
I. A eletrodeposição é um processo espontâneo.
de matéria
3 mol — 52,0 g
II. No par zinco-prego exposto em meio agressivo,
V z 5 57,7 mol
o zinco atua como cátodo.
z — 1.000 g
III. Durante a eletrólise, a massa de zinco eletrodepositada
no prego é proporcional à carga elétrica.
Considerando que outras condições sejam constantes,
quanto maior a quantidade de elétrons
a) Apenas I está correta.
que deve chegar ao eletrodo na eletrólise, maior
a quantidade de energia elétrica necessária e,
b) I e II estão corretas.
portanto, mais cara a deposição do metal. Logo, a
c) Apenas II está correta.
d) II e III estão corretas.
ordem pedida é: Cu, Ni, Cr.
Alternativa c.
e) Apenas III está correta.
3 Uma indústria de peças metálicas para motos
ExErCíCio rESoLvido
realiza a cromação delas por meio da redução
eletrolítica do crômio (III) aquoso.
2 (UEL-PR) Pretende-se cobrear, niquelar e cromar
peças metálicas, depositando-se o metal por eletrólise
de soluções aquosas apropriadas de sais
contendo, respectivamente, Cu 21 (aq), Ni 21 (aq) e
a) Equacione a semirreação de redução.
b) Na cela eletrolítica, a peça a ser cromada deve
ser ligada ao polo positivo ou ao polo negativo
do gerador? Por quê?
Cr 31 (aq). Admitindo-se que esses sais sejam disponíveis
e que o custo do processo de eletrólise
c) A eletrólise de uma peça demora 1.930 s e é realizada
com corrente de 300 A. Estime a massa
seja apenas dependente do preço da eletricidade,
de crômio depositada.
a obtenção de 1 kg de cada um desses metais deve
ser cada vez mais cara na seguinte ordem:
4 (Unicamp-SP) Ao contrário do que muitos pensam, a
a) Cu, Cr e Ni. c) Cu, Ni e Cr. e) Ni, Cr e Cu.
medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita de
b) Cr, Ni e Cu. d) Cr, Cu e Ni.
prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada
de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na eletrólise,
Resolução
a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo
Vamos calcular a quantidade de elétrons que deve
em que o ouro se deposita. A solução eletrolítica é
chegar ao cátodo para depositar 1 kg de cada um dos
constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de
metais por redução dos cátions mencionados.
ouro depositada em cada medalha é de 6,0 gramas.
Deposição de cobre: Cu 21 1 2 e 2 # Cu 0
a) Supondo que o processo de eletrólise tenha
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
sido conduzido em uma solução aquosa de
2 e 2 Cu 0
ouro (III) contendo excesso de íons cloreto em
meio ácido, equacione a reação total do processo
Proporção: 2 mol 1 mol
eletroquímico. Considere que no anodo
Grandezas: Quantidade Massa
forma-se o gás cloro.
de matéria
b) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente
elétrica constante de 2,5 ampères no processo
2 mol — 63,5 g
eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi
V x 5 31,5 mol
gasto para se fazer a deposição do ouro em uma
x — 1.000 g
medalha? Mostre os cálculos.
Deposição de níquel: Ni 21 1 2 e 2 # Ni 0
Dados: Constante de Faraday 5 96.500 coulomb ? mol 21 ;
1 ampère 5 1 coulomb ? s 21 .
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
2 e 2 Ni 0
5 (PUC-SP) O lixo produzido pelos grandes centros
Proporção: 2 mol 1 mol
urbanos, como é o caso da cidade de São Paulo, representa
um dos seus graves problemas e requer soluções
Grandezas: Quantidade Massa
a curto e médio prazos. Na maioria das vezes,
de matéria
o lixo urbano é colocado em aterros sanitários ou
simplesmente despejado em lixões, causando um
2 mol — 58,7 g
grande impacto no ambiente e na saúde humana.
V y 5 34,1 mol
y — 1.000 g
Dentre as possíveis soluções, programas ambientais
alertam para a necessidade de reduzir a quan-
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
227

Na natureza, também ocorre a contínua reciclagem
de materiais promovida pelos ciclos biogeoquímicos.
No ciclo do carbono, por exemplo, os átomos
desse elemento são incorporados nos organismos
através da fotossíntese e, após percorrerem a cadeia
trófica, retornam à atmosfera.
Muitos materiais descartados no lixo dos centros
urbanos podem ser reciclados. A reciclagem do
papel permite a confecção de diversos produtos
a partir do reprocessamento de suas fibras de celulose.
O plástico de embalagens de bebidas tipo
PET, poli(etilenotereftalato), pode ser derretido e
transformado em filmes úteis para outros tipos de
embalagens ou em fibra de tecido.
Em relação às embalagens de alumínio, a reciclagem
é bastante simples e eficiente. A produção
de uma tonelada de alumínio reciclado consome
somente 5% da energia necessária na obtenção da
mesma massa desse metal quando obtido diretamente
de seu minério, a bauxita. Este processo,
por sua vez, requer muita energia por envolver
a eletrólise ígnea do óxido de alumínio (A, 2 O 3 ),
principal componente da bauxita.
Já a matéria orgânica pode ser degradada em
tanques chamados biodigestores onde, sob a ação
de certos microrganismos, é decomposta. Entre
outros produtos, forma-se o gás metano (CH 4 ), que
pode ser utilizado como combustível residencial
e industrial.
De modo geral, a reciclagem ainda apresenta um
custo elevado em relação à utilização de matéria-
-prima virgem. Entretanto, essa deve ser incentivada,
pois nesses custos não está contabilizada a
degradação do ambiente.
ExErCíCio rESoLvido
6 Qual a quantidade em mols de elétrons que deve
passar por um circuito eletrolítico a fim de depositar
meio mol de prata metálica na eletrólise de
AgNO 3 (aq)?
Resolução
A semirreação é: Ag 1 1 e 2 # Ag 0
A partir dos coeficientes estequiométricos, vamos
estabelecer uma relação entre quantidade
de elétrons e quantidade de prata metálica, Ag 0 ,
depositada.
e 2 Ag 0
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas: Quantidade
de matéria
Quantidade
de matéria
1 mol — 1 mol
x — 0,5 mol
V x 5 0,5 mol
7 (Cesgranrio-RJ) Na composição química da célula
estão presentes sais minerais que desempenham
importantes papéis. As espécies Na 1 e K 1 , por
exemplo, respondem pelas cargas elétricas que
provocam o potencial de ação responsável pelo
impulso nervoso, como ocorre com os neurônios.
Para a espécie Na 1 ganhar 1 mol de elétrons e se
reduzir a Na 0 , a quantidade de eletricidade, em
coulomb, será aproximadamente igual a (dado:
carga do elétron 5 1,602 ? 10 219 C):
a) 19.300. c) 57.900. e) 96.500.
b) 38.600. d) 77.200.
8 Por um circuito elétrico metálico de uma indústria
eletrolítica passa um mol de elétrons num intervalo
de uma hora.
a) Qual a carga total que atravessa esse circuito
nesse intervalo de tempo?
b) Um amperímetro colocado nesse circuito indicaria,
aproximadamente, que valor de corrente
elétrica? Explique como você procedeu para
chegar ao valor.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade E • Eletrólise
228
Fonte: O Pirralho, 2/3/1912.
a) Equacione a reação da eletrólise ígnea do óxido
de alumínio (A, 2 O 3 ). Indique os produtos obtidos
no cátodo (polo 2) e no ânodo (polo 1) da cuba
eletrolítica. Determine a massa de alumínio
produzida em uma cuba eletrolítica com corrente
constante de 1 10 5 A durante 80 horas
(2,88 10 5 s).
Dados: Considere a constante de Faraday 5
5 9,6 10 4 C ? mol 21 ;
Q (carga, C) 5 i (corrente, A) Dt (tempo, s)
A, 5 27,0 g ? mol 21 ;
O 5 16,0 g ? mol 21 .
b) Determine a relação entre a massa de alumínio
obtida por reciclagem e a obtida por eletrólise
ígnea do óxido de alumínio empregando-se a
mesma quantidade de energia.
9 Consideremos que a carga elétrica que circula pelo
circuito mencionado na questão anterior, durante
uma hora, seja empregada, em eletrólise aquosa,
para depositar:
• prata, pela redução de íons Ag
1 , ou
• cobre, pela redução de íons Cu
21 , ou
• zinco, pela redução de íons Zn
21 , ou
• alumínio, pela redução de íons A, 31 .
Em qual desses casos a massa de metal depositada
é maior?
10 (Uerj) As novas moedas de
centavos, que começaram a
circular no mercado, apresentam
uma tonalidade avermelhada
obtida por eletrodeposição
de cobre a partir de uma
solução de sulfato de cobre II.

Para recobrir um certo número de moedas foi
efetuada a eletrólise, com uma corrente elétrica
de 5 ampères, em 1 L de solução 0,10 mol ? L 21 em
CuSO 4 , totalmente dissociado.
a) Formule a equação química que representa a
dissociação do sulfato de cobre II e calcule
a concentração dos íons sulfato, em mol ? L 21 ,
na solução inicial.
b) Determine o tempo necessário para a deposição de
todo o cobre existente na solução, considerando
1 F 5 96.500 C.
Resolução
A semirreação é: 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
A partir dos coeficientes estequiométricos, vamos
estabelecer uma relação entre carga elétrica e
volume de gás.
2 e 2 H 2
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas: Carga Volume
elétrica
11 (EEM-SP) Um rádio de pilha ficou ligado durante a
partida de um jogo de futebol. Nesse período sua
cápsula de zinco sofreu um desgaste de 0,3275 g,
tendo originado uma corrente de 0,3216 A. Qual foi
a duração da narração do jogo, em minutos? (Dados:
massa atômica do Zn 5 65,5; 1 F 5 96.500 C.)
ExErCíCio rESoLvido
2 ? 9,65 ? 10 4 C — 25 L
(1,0 ? 3.860) C — x
V x 5 0,50 L
15 Nas mesmas condições do exercício anterior, qual
o volume de gás oxigênio produzido no ânodo?
Resolução
Uma maneira de resolver é por um processo semelhante
ao anterior, levando em conta a semirreação
que produz oxigênio:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
12 Na eletrólise de uma solução aquosa de Na 2 SO 4
foram coletados 240 mL de gás no ânodo, a 20 °C e
1 atm, durante 193 s. Qual o valor da corrente elétrica
que atravessou esse circuito durante o processo?
(Volume molar de gás a 20 °C e 1 atm 5 24 L.)
Resolução
Vamos calcular a carga por meio de uma regra de
três entre carga elétrica e volume de gás na semirreação
do ânodo:
4 OH 2 (aq) # O 2 (g) 1 2 H 2 O (,) 1 4 e 2
Proporção: 1 mol
Grandezas: Volume
4 mol
Carga
24 L ———— 4 ? 96.500 C
0,240 L ———— Q
V
Q 5 3.860 C
Sabendo Q e Dt, podemos calcular a corrente
elétrica (i):
Q 5 i ? Dt V 3.860 C 5 i ? 193 s V i 5 20 A
13 (Cesgranrio-RJ) A reação que ocorre no anodo da bateria
do automóvel é representada pela equação:
Pb (s) 1 HSO 2 4 (s) # PbSO 4 (s) 1 H 1 1 2 e 2
ou seja:
Pb # Pb 21 1 2 e 2
Verifica-se que 0,207 g de chumbo no anodo é convertido
em PbSO 4 , quando a bateria é ligada por 1 s.
A corrente fornecida pela bateria é de:
a) 48,3 A. c) 193.000 A. e) 96.500 A.
b) 193 A. d) 96,5 A.
ExErCíCioS rESoLvidoS
14 Na eletrólise da água, qual o volume de hidrogênio,
a 30 °C e 1 atm, produzido por uma corrente de
1,0 A durante 3.860 s?
(Volume molar de gás a 30 °C e 1 atm 5 25 L.)
V
4 OH 2 # O 2 1 2 H 2 O 1 4 e 2
A partir dos coeficientes estequiométricos, vamos
estabelecer uma relação entre carga elétrica e
volume de gás.
4 e 2 O 2
Proporção: 4 mol 1 mol
Grandezas: Carga Volume
elétrica
4 ? 9,65 ? 10 4 C — 25 L
(1,0 ? 3.860) C — x
V x 5 0,25 L
Outra maneira é realizar um cálculo estequiométrico
relacionando o volume de H 2 (calculado na
questão anterior) com o volume de O 2 :
2 H 2 O (,) # 2 H 2 (g) 1 O 2 (g)
Os coeficientes revelam que o volume de H 2 é o
dobro do volume de O 2 . Assim:
H 2 O 2
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas: Volume Volume
2 L — 1 L
0,50 L — x
V x 5 0,25 L
16 (FMIt-MG) Submetem-se à eletrólise duas soluções:
uma de NaC, e outra de HBr. A carga
utilizada é de 1 faraday. Quais são os volumes
liberados de C, 2 e Br 2 , nas CNTP?
a) 12,1 L e 12,1 L. d) 16,5 L e 16,5 L.
b) 15,4 L e 15,4 L. e) 15,2 L e 13,2 L.
c) 11,2 L e 11,2 L.
17 Durante a eletrólise de uma solução de soda cáustica
(NaOH), foi coletado 0,050 mol de gás hidrogênio,
no cátodo. Durante esse intervalo de tempo qual a
quantidade (em mols) de elétrons que passou pela
parte metálica do circuito?
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
229

Unidade E • Eletrólise
230
Eletrolisando-se uma certa massa de A,X
ExErcícios rEsolvidos
n , encontraram-se
no cátodo 5,4 gramas de alumínio e no ânodo
Ânodo: X 2 # e 2 1 X 0 b) 5,6 g. d) 112,0 g.
0,6 mol do elemento X (dado: massa atômica do
18 (Vunesp) No laboratório, foi feita a montagem esquematizada
na figura, utilizando placas de crômio
A, 5 27).
Qual deve ser o valor de n?
e de cobalto, dois eletrodos inertes, uma chave
a) 1. b) 3. c) 2. d) 4. e) 5.
interruptora e uma bateria. Os dois recipientes
contêm, respectivamente, soluções aquosas de
sais de crômio e de cobalto.
20 (UEL-PR) Considere duas soluções aquosas, uma
de nitrato de prata (AgNO 3 ) e outra de um sal de
um metal X, cuja carga catiônica não é conhecida.
Quando a mesma quantidade de eletricidade
passa através das duas soluções, 1,08 g de prata
Chave
e 0,657 g de X são depositados (massas molares:
Ag 5 108 g/mol; X 5 197 g/mol).
Com base nessas informações, é correto afirmar
que a carga iônica de X é:
a) 21. b) 11. c) 12. d) 13. e) 14.
21 (Ufes) Uma massa de 1,08 g de prata (massa molar
Cr
Co
Ag 5 107,9 g/mol) foi depositada a partir de uma
solução de AgC, passando-se uma determinada
Solução de CrC 3
Solução de CoC n
corrente elétrica. Essa mesma corrente foi utilizada
na deposição de 0,65 g de ouro (massa molar
Au 5 197,0 g/mol) a partir de um sal de ouro.
O número de oxidação do ouro no sal é:
O circuito foi ligado durante um certo tempo,
a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.
após o qual se verificaram aumentos de massa
de 0,3467 g na placa de crômio e de 0,5906 g na
placa de cobalto. A partir desses resultados, um ExErcício rEsolvido
estudante fez as seguintes afirmações:
a) A carga do cobalto no sal é igual a 12.
b) Considerando a eficiência do processo igual a
100%, pode-se calcular que circulou uma carga
igual a 1.930 coulombs pela montagem.
22 (Covest-PE) Uma pilha é construída associando-se
uma semicélula com um eletrodo de A, em solução
de A, 31 e uma semicélula com um eletrodo de
Ag em solução de Ag 1 . Qual a massa perdida pelo
Com base nos dados fornecidos, discuta e justifique
se as afirmações do estudante são verdadeiras
eletrodo de alumínio quando 1 mol de Ag 1 reduz-se
a prata metálica?
ou falsas. (1 faraday 5 96.500 coulombs, massas
molares, em g/mol: Cr 5 52; Co 5 59)
Resolução
Resolução
Pela equação da semirreação de deposição da
prata:
Ag 1 1 e 2 # Ag 0
a) n deduzimos que para depositar 1 mol de Ag 0 Co 5 m___
é necessário
1 mol de elétrons atravessando a parte
M 5 _______ 0,5906 5 0,01 mol
59
n Cr 5 m___
metálica do circuito.
M 5 _______ 0,3467 5 6,7 ? 10 23 mol
52
Na equação da semirreação de corrosão do alumínio:
Cr 31 1 3 e 2 # Cr 0
3 mol — 1 mol
x — 6,7 ? 10 23 mol
A, 0 # A, 31 1 3 e 2
x 5 0,02 mol
(quantidade de e 2 que passou pelo circuito)
verificamos a proporção que permite calcular a
massa de alumínio que se oxida para fornecer
1 mol de elétrons:
Co y1 1 y e 2 # 1 Co 0
3 e 2 A, 0
y mol — 1 mol
Proporção: 3 mol 1 mol
0,02 mol — 0,01 mol
Grandezas: Quantidade Massa
y 5 2
de matéria
A afirmação a é verdadeira.
b) 1 mol e 2 tem carga (em módulo) de 1 F 5 96.500 C,
3 mol — 27 g
então:
1 mol — x
V x 5 9 g
1 mol — 96.500 C
0,02 mol — x
x 5 1.930 C
A afirmação b é verdadeira.
23 (Furg-RS) Uma bateria recarregável comercial de
Ni-Cd é recarregada em 10 h por um carregador de
2,4 V que fornece 9.650 C. Suponha que nessa bateria
ocorre a passagem do Cd 21 a Cd 0 . Qual a massa
de Cd 0 que é produzida sob essas condições?
19 (Uespi) Na eletrólise de um certo composto de
Dados: 1 faraday (F) 96.500 C
alumínio (A,X n ), as reações nos eletrodos foram:
Massa molar do cádmio 5 112 g/mol
Cátodo: A, n1 1 n e 2 # A, 0
a) 11,2 g. c) 56,0 g. e) 224,0 g.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

ExErCíCio rESoLvido
24 (Fuvest-SP) O alumínio é produzido pela eletrólise
de A, 2 O 3 fundido. Uma usina opera com 300 cubas
eletrolíticas e corrente de 1,1 ? 10 5 ampères
em cada uma delas. A massa de alumínio, em
toneladas, produzida em um ano é de aproximadamente:
a) 1,0 ? 10 5 . c) 3,0 ? 10 5 . e) 2,0 ? 10 8 .
b) 2,0 ? 10 5 . d) 1,0 ? 10 8 .
Dados: 1 ano 5 3,2 ? 10 7 segundos.
Carga elétrica necessária para neutralizar um
mol de íons monovalentes 5 9,6 ? 10 4 coulombs/
mol. Massa molar do A,: 27 g/mol.
Resolução
Q 5 i ? Dt
Q 5 1,1 ? 10 5 ? 3,2 ? 10 7
Q 5 3,52 ? 10 12 C
1 F ——— 96.500 C
x ——— 3,52 ? 10 12 C
x 5 3,6 ? 10 7 F (quantidade de carga que passa por
uma cuba, em um ano, expressa em faradays)
A, 31 1 3 e 2 # A, 0
3 mol — 1 mol
3 F — 1 mol
3,6 ? 10 7 F — y V y 5 1,2 ? 10 7 mol
(quantidade de A, produzida anualmente em
uma cuba)
n 5 m___
M
1,2 ? 10 7 5 m___
27
m 5 3,24 ? 10 2 t (massa de A, obtida anualmente
em cada cuba)
Como foram usadas 300 cubas, temos:
m A, 5 300 ? 3,24 ? 10 2 t 1,0 ? 10 5 t
Alternativa a.
As principais impurezas da bauxita são: Fe 2 O 3 , que
é um óxido básico, e SiO 2 , que é um óxido ácido.
Quanto ao A, 2 O 3 , trata-se de um óxido anfótero,
isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos
quanto com bases.
a) Na primeira etapa de purificação da bauxita, ela
é tratada com solução aquosa concentrada de
hidróxido de sódio. Neste tratamento, uma parte
apreciável do óxido de alumínio solubiliza-se,
formando NaA,(OH) 4 . Escreva a equação química
balanceada que representa tal transformação.
b) Se a bauxita fosse tratada com solução aquosa
concentrada de ácido clorídrico, quais óxidos
seriam solubilizados? Justifique por meio de
equações químicas balanceadas.
c) Na eletrólise do óxido de alumínio fundido,
usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em
série, através das quais passa uma corrente
elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série
e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso
fosse usada apenas uma cuba, para produzir a
mesma quantidade de alumínio por dia? Justifique,
com base nas leis da eletrólise.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
25 Um grupo de engenheiros está projetando instalações
industriais para a produção de alumínio,
realizada pela eletrólise ígnea do A, 2 O 3 . No polo
negativo da cela eletrolítica (cátodo), ocorre a redução
de A, 31 a A, 0 .
A fábrica irá operar com cinquenta celas eletrolíticas,
todas funcionando ao mesmo tempo. Em cada
cela circulará uma corrente elétrica de 9.650 A.
a) Represente a equação da semirreação de redução
do alumínio.
b) Faça uma previsão sobre a massa de alumínio
que será produzida por essa fábrica em uma
hora de atividade.
26 (Fuvest-SP) Industrialmente, alumínio é obtido a partir
da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se
o óxido de alumínio, A, 2 O 3 , que é, em seguida, misturado
com um fundente e submetido a uma eletrólise
ígnea, obtendo-se, então, o alumínio.
27 (PUC-SP-modificada) A eletrólise em série de uma
solução aquosa de sulfato de zinco e de uma solução
aquosa de iodeto de potássio é esquematizada
a seguir.
+
A
ZnSO 4
(aq)
– + –
+ –
Fonte
B
KI (aq)
A respeito deste sistema foram feitas as seguintes
afirmações.
I. Nos ânodos (polos 1), formam-se zinco metálico
e gás hidrogênio.
II. O volume de gás oxigênio (O 2 ) formado no frasco
A é a metade do volume de gás hidrogênio (H 2 )
formado no frasco B.
III. A massa de zinco formada no frasco A é igual
à massa de iodo formada no frasco B.
IV. A solução resultante no frasco B é neutra.
Estão corretas as informações:
a) I e III. c) I, II e IV. e) III e IV.
b) II e IV. d) I, II e III.
28 (Uece) A questão a seguir é uma aplicação das
leis da eletrólise formuladas por Michael Faraday
(1791-1867), químico, físico e filósofo inglês. Três
células eletrolíticas, contendo, respectivamente,
uma solução com íons de prata (Ag 1 ), uma solução
com íons de Cu 21 e uma solução com íons de Au 31 ,
estão conectadas em série. Depois de algum tempo,
se depositam 3,68 g de prata metálica na célula que
contém íons de Ag 1 . Ao final, as massas de cobre e
de ouro depositadas serão, respectivamente:
a) 0,27 g e 0,66 g. c) 2,16 g e 4,48 g.
b) 0,54 g e 1,12 g. d) 1,08 g e 2,24 g.
Capítulo 19 • Estequiometria das reações eletroquímicas
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Exercícios adicionais
231

estabeleça conexões
mapa conceitual da unidade e
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como podem ser
completados os locais em que aparecem os números.
Cela
eletroquímica
pode ser
1
chamada
Oxirredução
espontânea
onde
ocorre
Cela
galvânica
Cela
eletrolítica
onde
ocorre
Oxirredução
não espontânea
usada para
é
Geração de
corrente elétrica
pode ser
Solução
aquosa de
eletrólito
Meio condutor
iônico
nesse caso
é uma
Eletrólise
aquosa
na qual
existe
4
5
tem
pode ser
nesse caso
é uma
Semirreação
de oxidação
Ligado ao
polo positivo
do gerador
podem ser
pois está
onde
ocorre
Polo positivo
Eletrodos
2 3
é
por meio da
um atua como
eletrodo
que, na
eletrólise,
Emite
elétrons
para a
tem
Parte metálica
do circuito
outro atua como
Polo negativo
eletrodo
que, na
eletrólise,
Recebe
elétrons
da
Forçada pela
corrente elétrica
é
por meio da
onde
ocorre
Semirreação
de redução
pois está
Ligado ao
polo negativo
do gerador
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade G E • Eletrólise Substâncias inorgânicas
Ordem de
facilidade de
descarga
Galvanoplastia
empregada em
Inertes
Refino
eletrolítico
de metais
Ativos
Obtenção de
substâncias
Intervalo
de tempo
calculada
a partir de
6
Massa de substância
gasta ou formada
em uma semirreação
Corrente
elétrica
depende da
expressa na
unidade
medida com
nela
pode-se
calcular a
Massa molar
da substância
7
Amperímetro
232

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total
compreensão.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
(Unifesp) A figura representa uma célula de eletrólise de soluções
aquosas com eletrodo inerte. Também são fornecidos os potenciais
padrão de redução (E°) de algumas espécies.
Na 1 (aq) 1 e 2 # Na (s)
E° 5 22,71 V
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g) E° 5 0,00 V
H 2 O (,) 1 1__
2 O 2 1 2 e 2 # 2 OH 2 (aq) E° 5 10,40 V
C, 2 (g) 1 2 e 2 # 2 C, 2 (aq) E° 5 11,36 V
Para essa célula, foram feitas as seguintes afirmações:
I. O polo positivo é o eletrodo do compartimento Y.
II. O ânodo é o eletrodo do compatimento X.
III. A ddp para a eletrólise de uma solução aquosa de NaC, (aq) é
positiva.
IV. Na eletrólise de solução aquosa de NaC, (aq) há formação de
gás hidrogênio no eletrodo do compartimento Y.
V. Na eletrólise da solução aquosa de NaC, (aq) há formação de
gás cloro no compartimento X.
São corretas somente as afirmações:
a) I, II, III e IV. d) II, III e IV.
b) I, III e V. e) II, IV e V.
c) I, IV e V.
1
Sugestão de encaminhamento
Revise o conceito geral de cela eletroquímica e um de seus casos particulares, a
eletrólise ou cela eletrolítica.
2
Recorde o significado da simbologia usada para representar a bateria, no desenho do
enunciado. Qual o polo positivo e qual o negativo? O que isso indica sobre a polaridade
dos eletrodos da cela eletrolítica? Julgue a afirmação I.
3
As definições de cátodo e ânodo envolvem redução e oxidação nos eletrodos. Relembre
essas definições, preste atenção à indicação do sentido do fluxo de elétrons e julgue II.
4
Empregue a fila de facilidade de descarga na eletrólise aquosa para prever os produtos,
no cátodo e no ânodo, da eletrólise de NaC, (aq). Analise as afirmações IV e V.
5
Escolha duas das semirreações dadas para, somando suas equações, montar a
equação da reação global dessa eletrólise. Calcule o DE° da reação global. O resultado
é positivo ou negativo? Julgue a afirmação III. (Mesmo sem fazer esse cálculo, você
já sabia que a eletrólise é uma oxirredução não espontânea. O que isso informa
sobre o sinal do DE°?) Responda ao teste.
Bateria
e – e –
Compartimento X
Compartimento Y
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
233

Moderna plus
Unidade E
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Eletrólise
2 – Ânodo
3 – Cátodo
4 – Substância iônica fundida (derretida)
5 – Eletrólise ígnea
6 – Carga que atravessa o circuito
7 – ampère (A)
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Moderna plus
Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Processo de Héroult e Hall
Hall (1863-1914).
Héroult (1863-1914).
SPL/latinstock
akg/latinstock
O alumínio metálico é preparado eletrolitica mente pelo processo Hall.
No século XIX, Charles Martin Hall era estudante de graduação do Oberlin
College, quando um de seus professores de Química o incentivou a tentar
encontrar um método para a produção de alumínio que fosse prático em
escala industrial (na metade do século XIX, o alumínio era vendido por mais
de mil dólares o quilograma e era largamente usado como metal precioso
em joalheria etc.). Hall teve o pressentimento de que a eletrólise deveria
servir e, embora nada conhecesse sobre potenciais de redução ou mesmo
da existência de íons (ainda não se sabia da existência deles), ele conhecia
o trabalho de Faraday sobre a eletrólise. Porém, Hall logo descobriu que a
eletrólise de soluções aquosas de sais de alumínio produzia somente hidrogênio
no cátodo.
Uma segunda possibilidade, a eletrólise da alumina fundida, A, 2 O 3 , foi rejeitada
devido ao alto ponto de fusão desse composto (2.045 °C). Hall, então,
pensou num solvente não aquoso para o A, 2 O 3 e ocasionalmente acertou
ao escolher a criolita (do grego, “pedra congelada”), um mineral encontrado
na Groenlândia, que parece gelo (daí o seu nome), mas se funde a 950 °C.
Criolita é hexafluoroaluminato de sódio, Na 3 A,F 6 , e quando fundida dissolve
A, 2 O 3 . Hall montou uma espécie de laboratório num barracão de madeira
da família e, em 1886, menos de um ano depois de formado, ele conseguiu
eletrolisar uma solução de alumina em criolita fundida formando alguns
glóbulos brilhantes de alumínio.
Por coincidência, o mesmo processo foi descoberto uma semana depois
por Paul Héroult na França. Na Europa é usualmente conhecido como processo
Héroult. (Também por coincidência, ambos nasceram no mesmo ano,
1863, e morreram no mesmo ano, 1914.)
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fabio colombini
Alumínio líquido saindo do
compartimento onde foi produzido por
eletrólise ígnea.
Nos ânodos de grafite há formação de uma mistura de produtos in cluindo
O 2 e F 2 . Esses gases são muito reativos, especialmente a temperaturas elevadas,
e então os ânodos são gradualmente corroídos e devem ser substituídos periodicamente.
O alumínio fundido, formado no cátodo e retirado pelo fundo
da cela, é moldado em lingotes. Para se obter 1 t de alumínio necessita-se, em
média, de 2 t de alumina (a partir de 4 a 5 t de bauxita), 50 kg de criolita e 0,6 t
de carvão para os eletrodos.
A maior parte da criolita usada no processo Hall é produzida sinteticamente.
Na realidade, hoje em dia são usadas outras substâncias como
substitutos da criolita. Esses materiais permitem operações em temperaturas
ainda mais baixas e são menos densos que a criolita usada por Hall.
A densidade mais baixa da mistura eletrolítica permite uma operação mais
fácil do alumínio fundido.

Moderna plus
Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (UFMG) Depois do ferro, o alumínio é o metal mais utilizado no
mundo. Ele é produzido industrialmente pela redução eletrolítica
da alumina, A, 2 O 3 . As semirreações de eletrodo e a reação total são,
respectivamente
(I) A, 2 O 3 # 2 A, 3+ 1 ​ 3__
2 ​ O 2 1 6 e –
(II) A, 2 O 3 1 6 e – # 2 A, 1 3 O 2–
(III) A, 2 O 3 # 2 A, 1 ​ 3__
2 ​ O 2
Com relação à eletrólise da alumina, pode-se afirmar, corretamente,
que:
a) o processo de obtenção do alumínio não é espontâneo.
b) na semirreação (I) ocorre oxidação do alumínio.
c) na semirreação (II) ocorre redução do oxigênio.
d) na reação total, alumínio (III) é o agente oxidante.
e) na reação total, a proporção é de 1 mol de alumina para 3 mol de
oxigênio molecular.
2 Por que os ânodos de carbono devem ser substituídos frequentemente
no processo de Hall-Héroult?
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Moderna plus química
química na abordagem
Parte II
Unidade E
do cotidiano
Capítulo 19 Estequiometria das reações eletroquímicas
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
A importância de reciclar o alumínio
Atualmente, milhões de toneladas de alumínio são gastas no mundo
inteiro para fabricar recipientes (“latas”) de refrigerantes, cervejas, água
e outras bebidas. A utilização do alumínio nesse tipo de indústria deve-se
principalmente ao fato de ele ser leve, não tóxico, inodoro, insípido e um
bom condutor de calor, o que permite ao líquido contido nessas “latas” ser
resfriado rapidamente.
O grande inconveniente da utilização do alumínio para esse fim é que
anual mente milhões de toneladas desse metal vão para o lixo, causando, além
da sujeira no meio ambiente, um significativo desperdício para a sociedade de
consumo. Não podemos nos esquecer também de que o alumínio é extraído
de um recurso finito, que é o mineral bauxita.
Sem dúvida, a melhor solução para resolver esses problemas causados
pelo desperdício das “latinhas” de alumínio é a reciclagem.
A seguir, faremos uma comparação da energia consumida para produzir
alumínio da bauxita e da energia gasta para reciclar o metal a partir de tais
“latinhas”.
Numa primeira etapa, o mineral bauxita, que normalmente se encontra
contaminado com óxidos de titânio, silício e ferro, requer um tratamento
inicial, que consiste em várias etapas até que se obtenha a alumina pura
(A, 2 O 3 (s)). É a partir da alumina que se inicia o procedimento de obtenção
do alumínio por meio do processo de Héroult-Hall, que pode ser descrito
usando a equação:
2 A, 2 O 3 (s) 1 3 C (s) F 4 A, (,) 1 3 CO 2 (g)
Esse processo ocorre a uma temperatura de 1.000 °C, apesar de usar
um fundente com a finalidade de diminuir a temperatura de fusão da
bauxita.
Por meio de cálculos matemáticos, é possível determinar a quantidade
de energia elétrica consumida para se produzir 1 mol (27 g) de alumínio da
bauxita. Esse valor corresponde a 297 kJ.
Para que o alumínio seja reciclado a partir das “latinhas”, basta inicialmente
aquecer o referido metal até a temperatura atingir seu ponto de
fusão, que corresponde a 660 °C.
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gustavo azeredo/ag. o globo

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química na abordagem
Parte II
Unidade E
do cotidiano
Capítulo 19 Estequiometria das reações eletroquímicas
2
tito
canto
2
adam hart-davis/spl/latinstock
Por meio de cálculos matemáticos, é possível determinar a quantidade de
energia elétrica consumida para reciclar 1 mol (27 g) de alumínio a partir das
“latinhas”. Esse valor corresponde a 26,1 kJ.
Comparando os gastos energéticos nos dois processos em termos percentuais,
podemos escrever:
297 kJ 100%
x 5 8,8%
26 ,1 kJ x
Assim, a energia gasta na reciclagem de 1 mol de alumínio é cerca de 9%
da energia gasta na produção de 1 mol de alumínio do minério. A conclusão
a que chegamos é de que reciclar alumínio a partir das “latinhas” poupa
em torno de 91% da energia gasta para produzir esse metal pelo processo
eletrolítico.
Hoje em dia, no Brasil, a maior parte do alumínio usado nas “latinhas” é
posteriormente reciclada.
Você entendeu a leitura?
1 (PUC-Campinas-SP) O alumínio metálico é
obtido mediante a eletrólise ígnea da bauxita,
minério constituído principalmente por óxido
de alumínio. A reação catódica pode ser representada
pela equação:
A, 31 (,) 1 3 e 2 # A, (s)
Que massa de alumínio, em gramas, será libertada
pela passagem de 1,0 mol de elétrons?
a) 27,0 c) 9,00 e) 2,25
b) 13,5 d) 4,50
2 (UFU-MG) Quantos gramas de alumínio se libertam
na eletrólise ígnea do sulfato de alumínio
[A, 2 (SO 4 ) 3 ] pela passagem de uma corrente elétrica
de 4 ampères durante 1 hora?
(Massa atômica: A, 5 27,0 u.)
a) 1,34 g c) 4,00 g e) 10,7 g
b) 2,68 g d) 6,32 g
3 (Ufes) Uma célula eletrolítica industrial, para
produzir alumínio, utiliza uma corrente de
19.300 A. Admitindo uma eficiência de 90% no
processo industrial, pode-se afirmar que em um
dia são produzidos, aproximadamente:
a) 420 kg c) 210 kg e) 140 kg
b) 500 kg d) 350 kg
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EDIÇÃO PARA PROFESSORES
Número 47
INFORME-SE SOBRE A QUÍMICA
Tito Peruzzo e Eduardo Canto
Autores de Química na Abordagem do Cotidiano – Editora Moderna
Como funciona a bateria recarregável de íons lítio?
Dispositivo baseia-se na formação de um composto de intercalação.
© 2011 Francisco (Tito) Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto (www.professorcanto.com.br) – Venda proibida
Um composto de intercalação é aquele no qual
interstícios (“buracos”) da estrutura cristalina de um
sólido são ocupados por íons ou por moléculas, sem que
haja alteração da estrutura cristalina do sólido. Metais
alcalinos, por exemplo, reagem com grafite para formar
compostos de intercalação. Cada átomo do metal doa
um elétron para a grafite e, como cátion monovalente,
insere-se entre as camadas do cristal de grafite (placas
de grafeno, veja boletim 41). O elétron recebido pela
grafite fica deslocalizado em sua nuvem eletrônica.
Há vários tipos de baterias que usam o elemento
lítio. Vamos apresentar o funcionamento das baterias
recarregáveis de íons lítio, usadas em máquinas fotográficas,
filmadoras, notebooks, celulares e tablets.
Nelas, um dos eletrodos é de grafite e o outro é geralmente
de óxido de lítio e cobalto (III), LiCoO 2 . O meio
eletrolítico é uma mistura de substâncias orgânicas,
polar e de consistência pastosa, que contém íons Li + .
Durante a carga da bateria, o eletrodo de LiCoO 2
é conectado ao polo positivo da fonte externa e emite
elétrons para ele. Simultaneamente, íons lítio deixam
esse eletrodo e passam para o meio eletrolítico (x < 1):
LiCoO 2 (s) n Li 1 – x CoO 2 (s) + x Li + (solução) + x e –
Para efeito didático, podemos considerar que,
nessa semirreação, de cada 1 mol de LiCoO 2 presente
no eletrodo, (1 – x) mol ficou sem reagir e x mol
reagiu para formar x mol de CoO 2 .
Note que o cobalto se oxida de +3 a +4 e que
o número de oxidação do lítio não se altera nesse
eletrodo. Como a representação Li 1 – x CoO 2 equivale
a (1 – x) LiCoO 2
. x CoO 2 , podemos, com finalidade
didática, reescrever a equação assim:
LiCoO 2 n (1 – x) LiCoO 2
. x CoO 2 + x Li + + x e –
+3 +3 +4
Íons lítio migram para o outro eletrodo e, nele,
inserem-se entre as camadas da grafite. Para cada íon
Li + inserido, um elétron é recebido do polo negativo
da fonte externa. Forma-se, nesse eletrodo, um composto
de intercalação de lítio em grafite:
C (s) + x Li + (solução) + x e – n Li x C (s)
Essa equação indica que x mol de lítio foi
intercalado em 1 mol de carbono grafite, com o
simultâneo recebimento de x mol de elétrons da
fonte carregadora. Assim, do ponto de vista formal,
é como se o Li + se reduzisse a Li 0 . Contudo, esse
lítio participa do composto de intercalação, no qual
o elétron recebido fica deslocalizado na grafite e o
lítio permanece como cátion.
Quando a bateria é utilizada, as semirreações
se invertem e a equação global da descarga é:
Li 1 – x CoO 2 (s) + Li x C (s) n LiCoO 2 (s) + C (s)
cátodo ânodo
O uso do lítio em baterias propiciou um considerável
avanço na tecnologia eletroquímica. Sua baixa
massa molar permite armazenar grande quantidade
de energia por unidade de massa. As baterias de íons
lítio suportam grande número de ciclos de carga e
recarga e não apresentam efeito memória. Têm como
inconveniente o fato de o material orgânico presente
no interior ser combustível, o que aumenta o risco de
incêndio e explosão em caso de superaquecimento.
O submarino-robô Remus 6000 (cujas imagens permitiram encontrar,
em abril de 2011, destroços do voo Air France 447) emprega
baterias recarregáveis de íons lítio.
E isso tem a ver com...
• Pilhas e baterias — v. 2, unidade D, e vu, cap. 19
• Estrutura da grafite — v. 3, cap. 7, e vu, cap. 30
Química na Abordagem do Cotidiano, 3 volumes, 5 a edição.
Química na Abordagem do Cotidiano, volume único, 3 a edição.
Cortesia Kongsberg Maritime

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Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFU-MG) Do ponto de vista econômico e da sustentabilidade do meio ambiente, a
reciclagem de materiais é muito importante, pois diminui a quantidade de lixo e a contaminação
de águas, solos e ar e minimiza gastos com a produção de materiais e com a
utilização de recursos naturais. Entre os materiais que podem ser reciclados, podemos
citar o alumínio (A,).
O A, é normalmente obtido por eletrólise da alumina (A, 2 O 3 ) dissolvida em criolita
(Na 3 A,F 6 ), fundida a 1.000 °C, empregando eletrodos de grafite (C), envolvendo a seguinte
reação global:
eletrólise
2 A, 2 O 3 (,) @@@# 4 A, (s) 1 3 O 2 (g)
a) Assumindo-se que 9,72 toneladas de A, são recicladas por mês a partir de sucatas,
qual a quantidade (em toneladas) de minério bauxita que deixará de ser extraída, se
esse minério contém 40% de A, 2 O 3 ?
b) Considerando a utilização de A, reciclado na obtenção de A,C, 3 , um composto largamente
utilizado na indústria química, calcule a quantidade produzida desse composto
se forem empregados 270 g de A, reciclado e 639 g de gás cloro (C, 2 ).
Sugestão de encaminhamento
1.
Por meio da fórmula A, 2 O 3 , perceba quantos mols de A, há em 1 mol de A, 2 O 3 . Agora que
você tem a proporção em mol entre A, 2 O 3 e A,, consulte as massas atômicas na tabela
periódica e expresse essa proporção em massa de A, 2 O 3 para massa de A,. Estabeleça
uma regra de três para cacular a massa de A, 2 O 3 necessária para produzir 9,72 t de A,.
Essa é a massa de alumina pura e, portanto, ainda não é a resposta do item a.
2.
Levando em conta que a massa que você calculou corresponde a 40% da massa do minério
bauxita, calcule qual é a massa total (100%). Isso responde o item a.
3.
Equacione a reação entre A, e C, 2 formando A,C, 3 . Não se esqueça de balanceá-la.
A partir dos coeficientes, estabeleça a relação em mols entre A,, C, 2 e A,C, 3 .
4.
Como foram dadas as massas de A, e de C, 2 , é necessário verificar se essas massas estão
na proporção estequiométrica ou se há excesso de uma delas. Caso haja excesso, use o
reagente limitante para calcular a massa de A,C, 3 , respondendo o item b.
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Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa A.
2 2 O oxigênio liberado no ânodo reage com o eletrodo formando CO 2 .
Assim, esse eletrodo é desgastado, o que implica a sua troca periódica.
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Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa C.
2 Alternativa A.
3 Alternativa E.
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Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
Exercício resolvido
1 (UFC-CE) Observe o sistema eletroquímico
indicado na figura 1, em que ocorre a reação
espontânea:
Fe 12 (aq) 1 Ag 1 (aq) # Ag (s) 1 Fe 13 (aq)
E 0 5 10,028 V
a) Explique o que acontece após instalar uma
fonte externa de potencial elétrico maior que
0,028 V (figura 2).
b) Na reação espontânea, quem é o agente oxidante
e por quê?
e
Ponte salina
2 (Cefet-PR) Sobre os fenômenos eletrólise e pilha
são feitas as seguintes afirmações:
I. Em ambos ocorrem reações de transferência
de elétrons.
II. Nas reações que originam pilhas, verifica-se
a formação de espécies químicas oxidadas
e reduzidas.
III. As pilhas constituem sistemas que transformam
energia.
IV. Nas eletrólises, observa-se o surgimento de
substâncias reduzidas e oxidadas.
V. A eletrólise é um processo que consome
energia.
Estão corretas:
a) somente I, III e V.
b) somente II, III e IV.
c) somente I, II e V.
d) somente II, III e V.
e) todas.
Pt
e
Fe 2
Fe 3
Figura 1
Bateria
Ponte salina
Ag
Ag
3 (Unifor-CE) “As reações de eletrólise só ocorrem
em sistemas que contenham x em movimento.
Nessas transformações há consumo de
energia y.”
Completam-se corretamente as afirmações pela
substituição de x e y, respectivamente, por:
a) átomos e luminosa.
b) moléculas e luminosa.
c) moléculas e térmica.
d) átomos e elétrica.
e) íons e elétrica.
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Pt
Fe 2
Fe 3
Figura 2
Ag
Resolução
a) A reação espontânea de oxidação do Fe 21 (aq)
a Fe 31 (aq) e redução do íon Ag 1 (aq) a Ag (s)
deixa de ser espontânea, pois haverá uma
inversão no fluxo de elétrons. O fenômeno
deixa de ser uma pilha e passa a ser uma
eletrólise.
A equação que representa a reação não
espontânea (eletrólise) é:
Ag (s) 1 Fe 31 (aq) # Ag 1 (aq) 1 Fe 21 (aq)
b) Reação espontânea:
Fe 21 (aq) 1 Ag 1 (aq) # Fe 31 (aq) 1 Ag (s)
O agente oxidante é o íon Ag 1 (aq) porque,
ao sofrer redução, a Ag (s) causa a oxidação
do Fe 21 (aq) a Fe 31 (aq).
Ag
4 (Vunesp) O magnésio está presente na água
do mar em quantidade apreciável. O íon Mg 21
é precipitado da água do mar como hidróxido,
que é convertido a cloreto por tratamento com
ácido clorídrico. Após a evaporação da água,
o cloreto de magnésio é fundido e submetido
à eletrólise.
a) Escreva as equações de todas as reações.
b) Quais os produtos da eletrólise e seus estados
físicos?
5 (PUC-SP) Para obter potássio e cloro a partir de
KC, sólido, deve-se fazer uma eletrólise com
eletrodos inertes.
Assinale a alternativa incorreta.
a) Para que a eletrólise ocorra, é preciso fundir
a amostra de KC,.
b) O ânion C, 2 será oxidado no ânodo.
c) O cátion K 1 será reduzido no cátodo.
d) O potássio obtido deverá ser recolhido em
reci piente contendo água, para evitar o seu
contato com o ar.
e) Se os eletrodos fossem de cobre, o cloro formado
reagiria com ele.

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Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
6 (Mackenzie-SP) A eletrólise é uma reação química
não espontânea de oxirredução provocada
pela passagem de corrente elétrica através de
um composto iônico fundido (eletrólise ígnea)
ou em uma solução aquosa de um eletrólito
(eletrólise aquosa). O processo eletroquímico
ígneo é amplamente utilizado na obtenção
de alumínio a partir da alumina (A, 2 O 3 ), que é
fundida em presença de criolita (3 NaF ? A,F 3 ),
para diminuir o seu ponto de fusão.
A respeito do processo de eletrólise ígnea, é
INCORRETO afirmar que:
a) a equação global do processo de obtenção do
alumínio é 2 A, 2 O 3 # 4 A, 0 1 3 O 2
b) a semirreação A, 31 1 3 e 2 # A, 0 ocorre
no catodo da célula eletrolítica.
c) no anodo ocorre o processo de redução.
d) há um elevado consumo de energia na realização
desse processo.
e) os eletrodos mais utilizados são os de grafita
e platina.
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Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
Seção 5.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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7 (Vunesp) “Piscina sem Química” é um anúncio
envolvendo tratamento de água. Sabe-se, no
entanto, que o tratamento consiste na adição
de cloreto de sódio na água e na passagem dessa
água por um recipiente dotado de eletrodos
de cobre e de platina ligados a uma bateria de
chumbo de automóvel.
a) Com base nessas informações, discutir se a
mensagem do anúncio é correta.
b) Considerando os eletrodos inertes, escrever
as equações das reações envolvidas que justificam
a resposta anterior.
8 (FEI-SP) Em relação à eletrólise de uma solução
aquosa concentrada de CuC, 2 , qual a afirmativa
ERRADA:
a) há deposição de cobre metálico no eletrodo
negativo.
b) há formação de cloro gasoso no eletrodo
positivo.
c) os íons Cu 21 são reduzidos.
d) os íons C, 2 são oxidados.
e) a reação que se passa na eletrólise pode ser
representada pela equação:
Cu (s) 1 C, 2 # Cu 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
9 (UEL-PR) Na obtenção de prata por eletrólise de
solução aquosa de nitrato de prata, o metal se
forma no:
a) cátodo, por redução de íons Ag 1 .
b) cátodo, por oxidação de íons Ag 1 .
c) cátodo, por redução de átomos Ag.
d) ânodo, por redução de íons Ag 1 .
e) ânodo, por oxidação de átomos Ag.
10 (Fuvest-SP) Água, contendo Na 2 SO 4 apenas para
tornar o meio condutor e o indicador fenolftaleína,
é eletrolisada com eletrodos inertes. Nesse processo,
observa-se desprendimento de gás:
a) de ambos os eletrodos e aparecimento de
cor vermelha somente ao redor do eletrodo
negativo.
b) de ambos os eletrodos e aparecimento de
cor vermelha somente ao redor do eletrodo
positivo.
c) somente do eletrodo negativo e aparecimento
de cor vermelha ao redor do eletrodo positivo.
d) somente do eletrodo positivo e aparecimento de
cor vermelha ao redor do eletrodo negativo.
e) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor
vermelha ao redor de ambos os eletrodos.
11 (Vunesp-SP) Utilizando-se eletrodos de platina,
quais são os produtos e seus respectivos estados
físicos (à temperatura ambiente) resultantes da
eletrólise de:
I. cloreto de sódio fundido.
II. solução aquosa de ácido sulfúrico diluído.
Escreva as semirreações que ocorrem, especificando
os eletrodos.
12 (UFSCar-SP) A figura apresenta a eletrólise de uma
solução aquosa de cloreto de níquel (II), NiC, 2 .
Terminal positivo
Interruptor
Ânodo, Pt
Bateria
Fluxo de
elétrons
Terminal negativo
Lâmpada
Cátodo, Pt
São dados as semirreações de redução e seus
respectivos potenciais:
C, 2 (g) 1 2 e 2 # 2 C, 2 (aq) E° 5 11,36 V
Ni 21 (aq) 1 2 e 2 # Ni (s) E° 5 20,24 V
a) Indique as substâncias formadas no ânodo
e no cátodo. Justifique.
b) Qual deve ser o mínimo potencial aplicado
pela bateria para que ocorra a eletrólise?
Justifique.
13 (Fuvest-SP) Uma solução aquosa de iodeto de
potássio (KI) foi eletrolisada, usando-se a aparelhagem
esquematizada na figura. Após algum
tempo de eletrólise, adicionaram-se algumas
gotas de solução de fenolftaleína na região do
eletrodo A e algumas gotas de solução de amido
na região do eletrodo B. Verificou-se o aparecimento
da cor rosa na região de A e da cor azul
(formação de iodo) na região de B.
A
Tensão elétrica externa
Eletrodos
de grafite
Solução
aquosa de KI
B

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Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
Seção 5.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Nessa eletrólise:
I. no polo negativo, ocorre redução da água
com formação de OH 2 e de H 2 .
II. no polo positivo, o iodeto ganha elétrons e
forma iodo.
III. a grafite atua como condutora de elétrons.
Dessas afirmações, apenas a:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e a III são corretas.
e) II e a III são corretas.
14 (ITA-SP) Um elemento galvânico, chamado de
I, é constituído pelos dois eletrodos seguintes,
separados por uma membrana porosa:
IA. Chapa de prata metálica, praticamente pura,
mergulhada em uma solução 1 mol ? L 21 de
nitrato de prata.
IB. Chapa de zinco metálico, praticamente puro,
mergulhada em uma solução 1 mol ? L 21 de
sulfato de zinco.
Um outro elemento galvânico, chamado de II, é
constituído pelos dois seguintes eletrodos, também
separados por uma membrana porosa:
IIA. Chapa de cobre metálico, praticamente puro,
mergulhada em uma solução 1 mol ? L 21 de
sulfato de cobre.
IIB. Chapa de zinco metálico, praticamente puro,
mergulhada em uma solução 1 mol ? L 21 de
sulfato de zinco.
Os elementos galvânicos I e II são ligados em
série de tal forma que o eletrodo IA é conectado
ao IIA, enquanto o eletrodo IB é conectado ao IIB.
As conexões são feitas através de fios de cobre.
A respeito desta montagem.
i) faça um desenho esquemático dos elementos
galvâ nicos I e II ligados em série. Neste
desenho indique:
ii) quem é o elemento ativo (aquele que fornece
energia elétrica) e quem é o elemento passivo
(aquele que recebe energia elétrica),
iii) o sentido do fluxo de elétrons,
iv) a polaridade de cada um dos eletrodos: IA,
IB, IIA e IIB e
v) as meia-reações eletroquímicas balanceadas
para cada um dos eletrodos.
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Parte II
Unidade E
Capítulo 18 Aplicações da eletrólise
e noções de metalurgia
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UFBA) Apenas 28% dos resíduos industriais
anualmente, no Brasil, recebem tratamento
adequado. O restante se constitui verdadeiros
venenos. O relatório “Crimes Ambientais Corporativos
no Brasil”, divulgado pelo Greenpeace
em 2002, aponta dezessete áreas contaminadas
pelas espécies representadas no quadro.
Comentário dos autores:
A fórmula estrutural plana do HC 2 C, 3 é:
H C
C C
C C
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Espécie
Cd
Hg
Cr
Zn
CN 2
HC 2 C, 3
Fontes
principais
Indústria de
pigmentos, pilhas e
reatores nucleares
Garimpo, laboratórios,
explosivos,
lâmpadas, fungicidas,
inseticidas,
bactericidas
Curtume, indústrias
metalúrgicas e de
cimento
Indústrias têxteis,
de baterias,
de inseticidas
e de produtos
farmacêuticos
Extração e refino de
metais preciosos
Solventes,
desengordurantes,
desengraxantes
Efeitos
na saúde
Agente
cancerígeno
Intoxicação aguda
e crônica, perda
de visão, audição
e deterioração
mental
Alergia, úlceras
cutâneas e câncer
Alterações no
paladar, fraqueza,
febre e vômito
Problemas no
cérebro, no
coração, na tireoide
e nos olhos
Problemas no
coração, no
fígado, nos rins
e no sistema
imunológico
Sobre essas substâncias tóxicas, sua utilização,
seus possíveis efeitos e considerando-se as principais
fontes de substâncias tóxicas espalhadas
no Brasil, dê como resposta a soma dos números
correspondentes às afirmações corretas.
(01) O animal que ingere 250 mL de água de
um rio que apresenta concentração de
mercúrio igual a 5,0 3 10 25 mol/L introduz,
no organismo, aproximadamente, 2,5 mg
desse metal.
(02) O objeto a ser cromado durante o processo
de eletrodeposição utilizado nas células
eletrolíticas é o cátodo.
(04) A altura de uma coluna de mercúrio utilizada
para medir a pressão atmosférica no alto de
uma montanha, a 0 °C, é superior a 76 cm.
(08) O íon cianeto apresenta uma ligação iônica
e inclui apenas nove elétrons.
(32) O composto HC 2 C, 3 possui ângulo de ligação
entre o cloro e átomos de carbono superior
a 109°28’.
2 (UFV-MG) O processo de
galvanização consiste
no revestimento metálico
de peças condutoras
que são colocadas como
N
Í
eletrodos negativos em Q
um circuito de eletrólise
U
EL NiSO 4
(observe o esquema ao
lado).
Considere as seguintes afirmativas:
I. Na chave, ocorre a reação Ni 21 1 2 e 2 ( Ni 0 .
II. No polo positivo, ocorre oxidação do níquel.
III. No polo positivo, ocorre a reação:
Ni 0 ( Ni 21 1 2 e 2 .
IV. O eletrodo positivo sofre corrosão durante
a eletrólise.
V. A chave é corroída durante o processo.
A alternativa que contém apenas as afirmativas
corretas é:
a) I, II, III, IV e V. d) II e III.
b) I, II, III e IV. e) I, II, III e V.
c) I, II e III.
3 A respeito do esquema abaixo, responda:
Cu
Cátodo
2e
Cobre
puro
Cu 2
“Lama CuSO 4
(aq) Cobre
anódica”
impuro
Cu 2
Ânodo
2e
a) Do que se trata o esquema acima?
b) Qual a semirreação anódica?
c) Qual a semirreação catódica?
d) O que significa “lama anódica” e como é produzida?
Cu

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Capítulo 18 Aplicações da eletrólise
e noções de metalurgia
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
2
4 (UFMG) O alumínio é o segundo metal utilizado no mundo. Sua resistência
à corrosão é devida à camada aderente e impermeável de
óxido que se forma sobre a superfície do metal. Essa camada protetora
pode ser tornada mais espessa através de um processo denominado
anodização (figura abaixo). Nesse processo, oxigênio é gerado por
eletrólise, segundo a semirreação:
H 2 O (,) ( ​ 1__
2 ​ O 2 (g) 1 2 e 2 1 2 H 1 (aq)
O oxigênio reage, em seguida, com o alumínio, formando o óxido
correspondente.
Hidrogênio
Grafite
Ácido
sulfúrico
diluído
Objeto de
alumínio
Oxigênio
Com referência ao exposto, a afirmativa falsa é:
a) a anodização aumenta a resistência do alumínio à corrosão.
b) o fluxo de elétrons, pelo circuito externo, ocorre na direção do
objeto de alumínio.
c) o objeto de alumínio constitui o anodo da célula eletroquímica.
d) o processo de anodização consome energia elétrica.
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e noções de metalurgia
Seção 2.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
1
Respostas
exercícios adicionais
5 (UFABC) As lâmpadas incandescentes, embora
durem menos e apresentem maior consumo de
energia elétrica do que as fluorescentes compactas,
ainda são muito utilizadas. A ilustração
seguinte mostra alguns componentes de uma
lâmpada comum incandescente:
liga de
molibdênio
bulbo de vidro
filamento de
tungstênio (W)
argônio e nitrogênio
hastes de aço inoxidável
suporte de vidro
alumínio
cobre
solda estanho-chumbo
a) Entre os materiais componentes da lâmpada
incandescente indicados na figura:
a) Escreva a equação da ustulação da calcosita.
b) Descreva o processo da refinação eletrolítica,
mostrando o que ocorre em cada um dos
polos ao se fechar o circuito.
c) Reproduza no caderno o esquema dado e
indique nele o sentido do movimento dos elétrons
no circuito e o sentido do movimento
dos íons na solução, durante o processo de
eletrólise.
7 (UFS-SE) Considere os processos de obtenção de
alumínio a partir da alumina (A, 2 O 3 ) e de ferro
a partir da hematita (Fe 2 O 3 ). Ambos:
I. envolvem oxirredução;
II. utilizam eletrólise;
III. requerem utilização de energia.
É correto afirmar SOMENTE:
a) I d) I e II
b) II e) I e III
c) III
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— qual é o obtido industrialmente por fusão
de areia e carbonato de sódio?
— qual é o obtido industrialmente a partir
da bauxita?
— qual é constituído por átomos isolados,
não combinados entre si?
k qual é constituído por moléculas diatômicas?
b) A troca da atmosfera do interior do bulbo
da lâmpada por oxigênio inviabilizaria sua
utilização, pois a lâmpada se acenderia
rapidamente e logo ficaria “queimada”.
Por quê?
6 (Fuvest-SP) As etapas finais de obtenção do
cobre a partir da calcosita, Cu 2 S, são, sequencial
mente:
I. ustulação (aquecimento ao ar).
II. refinação eletro lítica (esquema abaixo).
Cobre
puro
Cobre
impuro
CuSO 4 (aq)
8 (Mackenzie-SP)
País
Reserva de minério
de ferro
(10 6 kg/m 3 )
Produção de
ferro-aço bruto
(10 6 kg/m 3 )
I 20.000 240.238
II 15 2
III 192.326 8.470
IV 7.500 30
Observando-se a tabela acima, deduz-se que
o país:
a) IV deve ser grande exportador mundial de
ferro-aço bruto.
b) III pode ser grande exportador de minério de
ferro.
c) I, embora não importe minério de ferro, é
grande exportador de ferro-aço bruto.
d) II deve ser grande importador de minério de
ferro.
e) III deve ser grande importador de minério de
ferro.
9 (Enem-MEC) Na fabricação de qualquer objeto
metálico, seja um parafuso, uma panela, uma
joia, um carro ou um foguete, a metalurgia está
presente na extração de metais a partir dos
minérios correspondentes, na sua transformação
e sua modelagem. Muitos dos processos

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Capítulo 18 Aplicações da eletrólise
e noções de metalurgia
Seção 2.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
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metalúrgicos atuais têm em sua base conhecimentos
desenvolvidos há milhares de anos,
como mostra o quadro:
Milênio antes
de Cristo
Métodos de extração e
operação
Conhecimento do ouro e do
Quinto milênio a.C.
cobre nativos
Conhecimento da prata e das
ligas de ouro e prata
Quarto milênio a.C. Obtenção do cobre e chumbo
a partir de seus minérios
Técnicas de fundição
Obtenção de estanho a partir
Terceiro milênio a.C. do minério
Uso do bronze
Introdução do fole e aumento
Segundo milênio a.C. da temperatura de queima
Início do uso do ferro
Obtenção do mercúrio e dos
Primeiro milênio a.C. amálgamas
Cunhagem de moedas
(J. A. VANIN, Alquimistas e químicos)
Podemos observar que a extração e o uso de diferentes
metais ocorreram a partir de diferentes
épocas. Uma das razões para que a extração e o
uso do ferro tenham ocorrido após a do cobre
ou estanho é:
a) a inexistência do uso de fogo que permitisse
sua moldagem.
b) a necessidade de temperaturas mais elevadas
para sua extração e moldagem.
c) o desconhecimento de técnicas para a extração
de metais a partir de minérios.
d) a necessidade do uso do cobre na fabricação
do ferro.
e) seu emprego na cunhagem de moedas, em
substituição ao ouro.
10 (FGV-SP) O Brasil não é só o país do futebol,
mas também um campeão de reciclagem de
alumínio. A reciclagem de latas de alumínio,
além de gerar rendas para milhares de pessoas,
contribui para a preservação do meio ambiente
e para a redução nos gastos de energia elétrica.
O alumínio é produzido a partir da bauxita por
um processo de eletrólise ígnea. As reações
envolvidas nesse processo podem ser representadas
por três equações:
I. 2 A, 2 O 3 ( 4 A, 31 1 6 O 22
II. 4 A, 31 1 12 e 2 ( 4 A,
III. 6 O 22 ( 12 e 2 1 3 O 2
Quanto ao processo da eletrólise na produção
do alumínio metálico, é correto afirmar que:
a) é um processo espontâneo.
b) a semirreação de formação de alumínio metálico
é de oxidação.
c) a semirreação de formação de oxigênio gasoso
é de redução.
d) no compartimento catódico ocorre a formação
de alumínio metálico.
e) a reação representada na equação I fornece
energia necessária para a produção de alumínio
metálico.
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Capítulo 19 Estequiometria das
reações eletroquímicas
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
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exercícios adicionais
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1 (Cefet-CE) Com base nos conceitos de eletroquímica,
é falso afirmar que:
a) Em uma célula eletrolítica, a corrente é fornecida
por uma fonte externa e usada para
forçar uma reação não espontânea;
b) O potencial fornecido a uma célula eletrolítica
deve ser, no mínimo, da dimensão do potencial
da reação a ser revertida;
c) De acordo com a lei de Faraday da eletrólise,
o número de mols de produto formado por
uma corrente é o dobro do número de mols
de elétrons fornecidos;
d) A constante de Faraday, F, é a magnitude de
carga contida em um mol de elétrons;
e) Um eletrodo é escrito, representando-se por
barras (/) as interfaces entre as fases. Um
diagrama de célula mostra o arranjo físico
das espécies e interfaces, com a ponte salina
indicada por duas barras (//).
2 (UFABC) A superfície de uma peça metálica foi
cromada por meio de eletrólise de 500 mL de
uma solução aquosa, contendo íons Cr 31 em
concentração de 0,1 mol/L.
a) Escreva a equação da semirreação em que
íons de cromo são transformados em cromo
metálico.
b) Sendo 1 faraday a carga elétrica de 1 mol
de életrons, e considerando rendimento de
100%, que carga elétrica é necessária para eletrolisar
todo o cromo presente na solução?
3 (Vunesp) Um químico quer extrair todo o ouro
contido em 68,50 g de cloreto de ouro (III) di-
-hidratado, AuC, 3 ? 2 H 2 O, através da eletrólise
de solução aquosa do sal. Indique a massa de
ouro obtida após redução de todo o metal (dados:
massas molares: AuC, 3 ? 2 H 2 O 5 342,5 g/
mol; Au 5 200,0 g/mol).
a) 34,25 g. c) 44,70 g. e) 100,0 g.
b) 40,00 g. d) 68,50 g.
4 (UFS-SE) Numa célula eletrolítica contendo
solução aquosa de nitrato de prata flui uma
corrente elétrica de 5,0 A durante 9.650 s. Nessa
experiência, quantos gramas de prata metálica
são obtidos?
a) 108. b) 100. c) 54,0. d) 50,0. e) 10,0.
5 (PUC-SP) Passando-se 2,4 ? 10 20 elétrons através
da célula eletrolítica contendo sal cúprico, a
massa do metal liberada será, aproximadamente,
igual a:
a) 6,3 mg c) 25,4 mg e) 63,5 mg
b) 12,7 mg d) 31,7 mg
6 (Unifor-CE) Na eletrólise de uma solução aquosa
diluída de sal de cozinha, utilizando eletrodos de
Pt, ocorre no cátodo e no ânodo apenas evolução
de gases. O gás recolhido no ânodo, isento de
umidade (H 2 O), apresentou, nas condições ambiente
de pressão e temperatura, volume igual
a 12,5 L. Foram gastos nessa eletrólise:
Dados: Faraday 5 carga de 1 mol de elétrons
Volume molar de gás nas condições
ambiente 5 25 L/mol
a) 0,10 faraday. d) 1,0 faraday.
b) 0,20 faraday. e) 2,0 faradays.
c) 0,50 faraday.
7 (UFPE) As pilhas de níquel-cádmio, que viabilizaram
o uso de telefones celulares e computadores
portáteis, são baseadas na seguinte
reação:
Cd (s) 1 NiO 2 (s) 1 H 2 O (,) (
( Cd(OH) 2 (s) 1 Ni(OH) 2 (s)
Considerando esse processo, quantos mols de
elétrons são produzidos por mol de cádmio
consumido?
a) 0,5. b) 1. c) 2. d) 3. e) 4.
8 (UFRGS-RS) Sabendo que um faraday é igual
a 96.500 coulombs, o tempo, em segundos,
necessário para eletrodepositar 6,3 g de Cu 11
utilizando uma corrente de 2 ampères é de
(massa molar do Cu 5 63 g/mol).
a) 6,3. c) 4.825. e) 19.300.
b) 12,6. d) 9.650.
9 (Fatec-SP) A reação que ocorre no catodo de uma
pilha seca (pilha de lanterna) é:
2 MnO 2 (s) 1 2 NH 1 4 (aq) 1 2 e 2 (
( 2 MnO(OH) (s) 1 2 NH 3 (aq)
Se um catodo contiver 4,35 g de MnO 2 e a pilha
fornecer uma corrente de 2 mA, durante quanto
tempo ela funcionará até que se esgotem
seus reativos? (Dados: massa molar do MnO 2 5
5 87 g/mol; 1 F 5 96.500 C; 1 A 5 10 3 mA.)
10 (PUC-SP) Na eletrólise aquosa, com eletrodos
inertes, de uma base de metal alcalino, obtêm-
-se 8,00 g de O 2 (g) no ânodo.
Qual é o volume de H 2 (g), medido nas CNTP,
liberado no catodo? (Dados: M (H) 5 1,00 g/mol;
M (O) 5 16,00 g/mol; volume molar 5 22,4 L.)
a) 22,4 L. c) 11,2 L. e) 7,50 L.
b) 5,6 L. d) 33,6 L.

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Capítulo 19 Estequiometria das
reações eletroquímicas
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
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11 (UFRRJ) Por uma solução aquosa de H 2 SO 4 , contida
em uma cuba eletrolítica, faz-se passar
durante 965 segundos uma corrente de 10 A.
Nas CNTP, os volumes de O 2 e de H 2 produzido
no ânodo e cátodo, respectivamente, são:
a) 1,12 e 0,56 litros.
b) 0,56 e 0,56 litros.
c) 5,6 e 11,2 litros.
d) 0,56 e 1,12 litros.
e) 1,12 e 1,12 litros.
12 (FEI-SP) Calcule o volume de hidrogênio liberado
a 27 °C e 700 mmHg pela passagem de
uma corrente de 1,6 A durante 5 minutos por
uma cuba contendo hidróxido de sódio.
13 (Fuvest-SP) Para determinar experimentalmente
o valor da constante de Faraday, submeteu-se à
eletrólise uma solução aquosa de ácido sulfúrico
durante 100 segundos, com uma corrente de
2,00 A. Recolheu-se no cátodo um volume
de H 2 , que, nas condições normais de temperatura
e pressão, equivale a 22,4 mL. Qual o
valor do faraday determinado através desta
experiência? Indique os cálculos.
Comentário dos autores:
Esse enunciado considera que o valor da Constante
de Faraday não é previamente conhecido,
e determinar seu valor é o objetivo da questão.
De fato, na história da Química, um dos métodos
usado para determinação dessa constante envolveu
medidas e cálculos eletroquímicos.
14 (Cefet-PR) No dia 23 de fevereiro de 1886, Charles
Martin Hall, um jovem de 22 anos de idade
que morava em Ohio (EUA), conseguiu pela
primeira vez na história obter alumínio metálico
utilizando-se da eletricidade. Até aqueles
dias o alumínio era obtido por via química,
normalmente por aquecimento do cloreto de
alumínio com sódio e potássio metálicos, e
por isso o alumínio era considerado um metal
semiprecioso. Após várias tentativas de aquecer
a bauxita (óxido de alumínio natural), que
possui ponto de fusão muito alto, de aproximadamente
2.000 °C, tentou uma mistura com
criolita (um mineral que contém alumínio)
cuja mistura se funde a aproximadamente
1.000 °C. Após ligar a fonte, Hall viu formar-
-se instantaneamente alumínio metálico ao
redor do eletrodo negativo. Neste dia nasceu
o primeiro processo eletrolítico de obtenção
do alumínio.
Sabendo-se que a alumina é composta basicamente
de A, 2 O 3 e considerando-se que a fonte
de corrente contínua utilizada por Hall tenha
operado por 30 h a corrente constante e obtido
0,135 kg de alumínio, pode-se afirmar que
a corrente elétrica que atravessou o circuito
foi aproximadamente de (dados: M (A, 2 O 3 ) 5
5 102 g ? mol 21 ; M (O) 5 16 g ? mol 21 ):
a) 16.083 mA. d) 13,4 A.
b) 4,5 mA. e) 0,134 mA.
c) 4.500 A.
15 (Vunesp) Considere soluções aquosas dos íons Ag 1 ,
Pb 21 , Cu 21 , Fe 31 e A, 31 , de igual concentração em
mol/L, colocadas em recipientes isolados. Em
condições ideais, aplica-se a mesma quantidade
de eletricidade a cada sistema isolado.
Quando todos os íons Cu 21 em solução forem
reduzidos a cobre metálico, o que é evidenciado
pelo desaparecimento de sua cor azul
característica, pode-se concluir que a mesma
quantidade de eletricidade reduzirá:
a) todos os íons Pb 21
b) todos os íons A, 31 e Fe 31
c) um terço dos íons Fe 31 e A, 31
d) metade dos íons Ag 1
e) metade dos íons A, 31 e Fe 31
16 (UEL-PR) A eletrólise de solução aquosa contendo
íons M x1 requereu 2,895 3 10 5 C para depositar
um mol do metal M. Pode-se afirmar que
o número de carga x do íon metálico existente
na solução é (dado: carga elétrica de 1 mol de
elétrons 5 9,65 3 10 4 C):
a) 11 b) 21 c) 31 d) 22 e) 32
17 (FEI-SP) A deposição eletrolítica de 2,975 g
de um metal de peso atômico 119 requereu
9.650 coulombs. Qual o número de oxidação
desse metal?
18 (EEM-SP) Numa solução aquosa de Me(NO 3 ) 3
circula, durante 30 min, uma corrente de
1,072 A, depositando 1,400 g do metal. Qual a
massa atômica desse metal?
(Dados: 1 faraday 5 96.500 C.)
19 (Unicamp-SP) Em um determinado processo
eletrolítico, uma pilha mostrou-se capaz de
fornecer 5,0 3 10 23 mol de elétrons, esgotandose
depois.
a) Quantas pilhas seriam necessárias para se
depositar 0,05 mol de cobre metálico, a partir
de uma solução de Cu 21 , mantendo-se as mesmas
condições do processo eletrolítico?
b) Quantos gramas de cobre seriam depositados,
nesse caso? (Cu 5 63,5)
20 Calcule a quantidade em mols de elétrons fornecidos
para a parte metálica de um circuito
elétrico por uma pilha comum, durante um
período em que seu ânodo sofre desgaste de
0,05 mol de zinco, de acordo com a semirreação
equacionada abaixo.
Zn (s) ( Zn 21 (aq) 1 2 e 2

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Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das
reações eletroquímicas
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
21 (Fuvest-SP) Qual a massa de cobre depositada
na eletrólise de uma solução de CuSO 4 ,
sabendo-se que numa célula contendo AgNO 3
e ligada em série com a célula de CuSO 4 há um
depósito de 1,08 g de Ag? (Ag 5 108; Cu 5 64)
a) 0,32 g. d) 3,2 g.
b) 0,64 g. e) 6,4 g.
c) 0,96 g.
22 (Mackenzie-SP) Uma indústria que obtém o
alumínio por eletrólise ígnea do óxido de alumínio
utiliza 150 cubas por onde circula uma
corrente de 965 A em cada uma. Após 30 dias,
funcionando ininterruptamente, a massa de
alumínio obtida é de aproximadamente
(dado: massa molar do A, 5 27 g/mol):
a) 35,0 toneladas.
b) 1,2 tonelada.
c) 14,0 toneladas.
d) 6,0 toneladas.
e) 25,0 toneladas.
fonte durante certo intervalo de tempo. Nesse
intervalo de tempo, um dos eletrodos de cobre
teve um incremento de massa de 0,64 g. O incremento
de massa em um dos eletrodos da
outra célula deve ter sido:
a) 0,32 g. d) 1,08 g.
b) 0,54 g. e) 2,16 g.
c) 0,64 g.
26 (Mackenzie-SP) Duas células eletrolíticas estão
conectadas em série e ambas possuem eletrodos
de grafite, conforme o esquema abaixo.
–
e – e –
– + – +
+
e –
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23 (EEM-SP) Uma corrente elétrica de intensidade
constante circula por duas cubas eletrolíticas
contendo: solução de cloreto cuproso em uma;
e cloreto cúprico na outra. Após certo tempo,
interrompe-se a corrente. Justifique em qual das
cubas foi obtida maior massa de cobre metálico.
(Dado: massa atômica do Cu 5 63,4.)
Em uma das celas, foi colocada uma solução
de nitrato de prata, enquanto, na outra, existe
uma solução de sulfato de cobre II, ambas equimolares.
Durante um determinado intervalo
de tempo, ocorreu a deposição de 3 mol de
prata metálica no cátodo da cela da esquerda.
Portanto, a massa de cobre metálico que
será depositada no cátodo da cela da direita
corresponde a
Dado: Massa molar (Ag 5 108 g/mol,
Cu 5 63,5 g/mol)
a) 95,25 g. d) 190,50 g.
b) 63,50 g. e) 21,20 g.
c) 127,00 g.
27 (UFMS) Uma corrente de 0,0965 A é passada
através de 50 mL de solução aquosa de NaC,
0,1 mol/L durante 1.000 segundos. É garantida,
no cátodo, somente a redução de H 2 O (,) a
H 2 (g) e, no ânodo, somente a oxidação de
C, 2 (aq) a C, 2 (g). Determine a concentração média
de OH 2 (aq) na solução final, sabendo-se que
AgNO 3
CuSO 4 1 F 5 96.500 C/mol e 2 e C 5 carga de 1 mol de
elétrons. Para efeito de resposta, multiplique o
resultado encontrado por 1.000.
24 (UFRGS-RS) Pelo circuito representado a seguir,
circula durante 5,0 minutos uma corrente de
1,0 A que passa por duas células eletrolíticas
contendo soluções aquosas de nitrato de prata
e sulfato de cobre, respectivamente.
A relação entre a massa de prata e a massa
de cobre depositadas nas células do circuito é
aproximadamente igual a:
a) 0,5. c) 1,7. e) 3,4.
b) 1,0. d) 2,0.
25 (ITA-SP) Uma cuba eletrolítica com eletrodos de
cobre e contendo solução aquosa de Cu(NO 3 ) 2 é
ligada em série com outra provida de eletrodos
de prata e contendo solução aquosa de AgNO 3 .
Esse conjunto de cubas em série é ligado a uma
AgNO 3
(aq)
CuSO 4
(aq)
28 (UFMG) Considere a eletrólise de 200 mL de
solução 0,10 mol/L de sulfato de cobre II, numa
cuba com eletrodos de platina, por uma corrente
de 0,20 A.
(Faraday 5 96.500 C/mol e 2 )
1) Escreva a equação da semirreação catódica.
2) Escreva a equação da semirreação anódica.
3) Calcule o tempo necessário para reduzir à
metade a concentração dos íons Cu 21 .

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Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das
reações eletroquímicas
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
29 (Cefet-PR) A galvanoplastia ou eletrodeposição
metálica é uma técnica de revestimento
de superfícies para fins estéticos ou fins de
proteção que consiste na eletrólise de uma
solução contendo o íon metálico que deseja
ser depositado. Nesta solução são adicionadas
substâncias que ajudam o processo a ocorrer
com mais eficiência, tais como agentes sequestrantes,
abrilhan tadores, complexantes etc.
Normalmente, para cada banho são utilizados,
além da peça que se deseja formar o depósito,
eletrodos do metal que se está depositando. Por
exemplo, na niquelação, a peça que se deseja
niquelar será conectada num dos eletrodos
sendo o outro eletrodo formado por uma barra
de níquel de elevada pureza. Com base nestas
informações analise as proposições a seguir e
depois assinale a alternativa correta. (Dados:
M (Ni) 5 58,71 g/mol, F 5 96.500 C/mol.)
I) A reação catódica é a dissolução da barra
de níquel representada pela equação
Ni ( Ni 21 1 2 e 2
II) A reação catódica é a deposição do níquel
na superfície da peça representada pela
equação Ni 21 1 2 e 2 ( Ni
III) Na barra de níquel ocorrerá a redução dos
átomos de níquel e consequentemente a
mesma será consumida.
IV) A concentração de íons níquel na solução
eletrolítica permanecerá constante durante
a eletrólise.
V) Será formado um depósito de níquel de
aproximadamente 0,6 g ao se eletrolisar
esta solução por 16 min fazendo passar
uma corrente de 2 A.
São corretas apenas as alternativas:
a) I, II e IV. d) II, III e IV.
b) I, III e V. e) II, IV e V.
c) I, II e III.
30 (Cesgranrio-RJ) Em uma cuba eletrolítica,
utilizou-se uma corrente de 3 A para depositar
toda a prata existente em 400 mL de uma solução
0,1 M de AgNO 3 (1 F 5 96.500 C; massas atômicas:
Ag 5 108; N 5 14; O 5 16). Com base nesses dados,
podemos afirmar que o tempo necessário
para realizar a operação foi próximo de:
a) 21 min. d) 3 min.
b) 10 min. e) 2 min.
c) 5 min.
Eletrolizando-se, durante 5 minutos, a solução
de CuSO 4 com uma corrente elétrica de 1,93 A,
verificou-se que a massa de cobre metálico
depositada no catodo foi de 0,18 g. Em função
dos valores apresentados acima, o rendimento
do processo foi igual a:
a) 94,5%.
b) 96,3%.
c) 97,2%.
d) 98,5%.
32 (PUC-RJ) A massa de uma barra de cobre contendo
impurezas é de 100 g. Para separar tais
impurezas do cobre metálico, utilizou-se a
seguinte célula eletrolítica:
Anodo: Cu 0 (s) ( Cu 21 (aq) 1 2 e 2
Impuro
Catodo: Cu 21 (aq) 1 2 e 2 ( Cu 0 (s)
Puro
Após cerca de 5 h e 22 min (19.320 s) sob corrente
de 10 A, todo cobre havia sido purificado. Qual a
massa correspondente às impurezas que havia
na barra não tratada?
33 (Vunesp) 0,5 g de cobre comercial foi “dissolvido”
em ácido nítrico, e a solução resultante foi
eletrolisada até deposição total do cobre, com
uma corrente de 4,0 A em 5 min. Qual a pureza
desse cobre comercial?
34 No cátodo da cela eletrolítica da esquerda há
produção, durante um certo intervalo de tempo,
de 127 g de cobre. No mesmo intervalo, no cátodo
da cela da direita há deposição de prata. Faça
uma estimativa da massa de prata produzida.
e
CuSO 4 (aq)
e
+ –
Circuito para a
eletrólise com
e
eletrodos inertes
AgNO 3 (aq)
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31 (Uerj) Considere a célula eletrolítica abaixo.
Cátodo
de grafite
Ânodo
de cobre
Solução
de CuSO 4
35 Antes da invenção do amperímetro, uma maneira
de se medir a corrente que havia atravessado
um circuito era por meio da massa de metal
que ela depositava no cátodo de uma cela de
eletrólise aquosa. (O aparelho era chamado
“coulômetro”.)
Considere, por exemplo, que uma corrente tenha
depositado 6,54 g de zinco a partir de uma
solução aquosa de íons Zn 21 , durante 1.930 s.
Qual o valor dessa corrente elétrica?
Dado: Zn 5 65,4.

Moderna plus
Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das
reações eletroquímicas
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
5
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36 (Unifor-CE) Três cubas eletrolíticas, contendo
diferentes soluções aquosas e placas metálicas
inertes, utilizadas apenas como condutoras de
corrente elétrica, foram ligadas em série como
no esquema.
Fonte de
energia
R
Solução aquosa
de CuSO 4
I
Solução aquosa
de AgNO 3
II
Faraday carga de um
mol de elétrons
9,6 10 4 coulombs
Solução aquosa
diluída de NaC
III
Células
(cubas)
eletrolíticas
Ligou-se a fonte de energia elétrica durante algum
tempo de modo a circular 9,6 3 10 4 coulombs.
Nesse caso:
I. depositou-se, em umas das placas da célula
I, 0,50 mol de cobre metálico.
II. depositaram-se, em umas das placas da
célula II, 2,0 mol de prata metálica.
III. ocorreu liberação de oxigênio e hidrogênio
na célula III.
Está correto o que se afirma em:
a) I, somente.
b) II, somente.
c) III, somente.
d) I e III, somente.
e) I, II e III.
37 (Fesp-SP) O tempo necessário para dourar um
objeto de superfície de 68,0 cm 2 , sabendo-se
que o depósito de ouro deve ter a espessura de
0,1 cm e que a corrente utilizada é de 19,3 A, é
(dado: densidade do ouro 5 19,3 g/cm 3 ):
a) 10 s. d) 10.000 s.
b) 100 s. e) 100.000 s.
c) 1.000 s.
38 (ITA-SP) Um tanque de estocagem de produtos
químicos foi revestido internamente com
níquel puro para resistir ao efeito corrosivo de
uma solução aquosa ácida em seu interior. Para
manter o líquido aquecido, foi acoplado junto
ao tanque um conjunto de resistores elétricos
alimentados por um gerador de corrente contínua.
Entretanto, uma falha no isolamento
elétrico do circuito dos resistores promoveu a
eletrificação do tanque, ocasionando um fluxo
de corrente residual de intensidade suficiente
para desencadear o processo de corrosão eletrolítica
do revestimento metálico.
Admitindo-se que a superfície do tanque é
constituída por uma monocamada de níquel
com densidade atômica igual a 1,61 ? 10 19 átomos
? m 22 e que a área superficial do tanque
exposta à solução ácida é de 5,0 m 2 , calcule:
a) a massa, expressa em gramas, de átomos
de níquel que constituem a monocamada
atômica do revestimento metálico.
b) o tempo necessário, expresso em segundos,
para que a massa de níquel da monocamada
atômica seja consumida no processo de dissolução
anódica pela passagem da densidade
de corrente de corrosão de 7,0 mAcm 22 .
39 (ITA-SP) Uma tubulação de aço enterrada em
solo de baixa resistividade elétrica é protegida
catodicamente contra corrosão, pela aplicação
de corrente elétrica proveniente de um gerador
de corrente contínua. Considere os seguintes
parâmetros:
I. Área da tubulação a ser protegida: 480 m 2 ;
II. Densidade de corrente de proteção: 10 mA/m 2
Considere que a polaridade do sistema de proteção
catódica seja invertida pelo período de
1 hora. Assinale a opção CORRETA que expressa
a massa, em gramas, de ferro consumida no processo
de corrosão, calculada em função de íons
Fe 21 (aq). Admita que a corrente total fornecida
pelo gerador será consumida no processo de
corrosão da tubulação.
a) 1 3 10 23 . d) 5.
b) 6 3 10 22 . e) 20.
c) 3 3 10 21 .
40 (Enem-MEC) O alumínio se funde a 666 °C e é
obtido à custa de energia elétrica, por eletrólise
— transformação realizada a partir do óxido
de alumínio a cerca de 1.000 °C. “A produção
brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da
ordem de 550.000 toneladas, tendo sido consumidos
cerca de 20 kWh de energia elétrica
por quilograma do metal. Nesse mesmo ano,
estimou-se a produção de resíduos sólidos urbanos
brasileiros formados por metais ferrosos
e não ferrosos em 3.700 t/dia, das quais 1,5%
estima-se corresponder ao alumínio.” (Dados
adaptados de FIGUEIREDO, P. J. M. A sociedade
do lixo: resíduos, a questão energética e a crise
ambiental. Piracicaba: Unimep, 1994.) Suponha
que uma residência tenha objetos de alumínio
em uso cuja massa total seja de 10 kg (panelas,
janelas, latas etc.). O consumo de energia elétrica
mensal dessa residência é de 100 kWh. Sendo
assim, na produção desses objetos utilizou-se
uma quantidade de energia elétrica que poderia
abastecer essa residência por um período de:
a) 1 mês. d) 4 meses.
b) 2 meses. e) 5 meses.
c) 3 meses.

Moderna plus
Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
2 Alternativa E.
3 Alternativa E.
4 a) Precipitação do Mg(OH) 2 :
Mg 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq) # Mg(OH) 2 (s)
Tratamento do Mg(OH) 2 com HC,:
Mg(OH) 2 (s) 1 2 HC, (aq) #
# MgC, 2 (aq) 1 2 H 2 O (,)
Eletrólise do MgC, 2 fundido:
MgC, 2 (<) # Mg (s) 1 C, 2 (g)
b) Cátodo: magnésio metálico sólido; ânodo: gás
cloro.
5 Alternativa D.
6 Alternativa C.
7 a) A mensagem é incorreta. O tratamento da
água consiste em um processo de eletrólise
que é um processo químico.
b) Dissociação do eletrólito: 2 NaC, #
# 2 Na 1 1 2 C, 2
Autoionização da água: 2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
Semirreação anódica: 2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
Semirreação catódica: 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
Reação global: 2 NaC, 1 2 H 2 O #
# 2 Na 1 1 2 OH 2 1 H 2 1 C, 2
Obtenção do hipoclorito: C, 2 1 2 OH 2 #
# C, 2 1 C,O 2 1 H 2 O
8 Alternativa E.
9 Alternativa A.
10 Alternativa A.
11 Em I são produzidos sódio (sólido) e cloro
(gasoso).
Polo negativo (cátodo): Na 1 1 e 2 # Na 0
Polo positivo (ânodo): 2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
Em II são produzidos hidrogênio (gasoso) e
oxigênio (gasoso).
Polo negativo (cátodo): 2 H 1 1 2 e 2 # H 2
Polo positivo (ânodo): 4 OH 2 # O 2 1 2 H 2 O 1 4 e 2
12 a) A substância formada no ânodo (eletrodo
em que ocorre oxidação) é o gás cloro. Já a
substância formada no cátodo (eletrodo em
que ocorre redução) é o níquel metálico.
b) A diferença de potencial envolvida na eletrólise
do NiC, 2 (aq) é:
DE° 5 E° eletrodo que recebe e2 2 E° eletrodo que perde e2
DE° 5 20,24 V 2 (11,36 ) 5 21,60 V
Assim, para que ocorra a eletrólise, o potencial
aplicado pela bateria deve ser superior
a 1,60 V.
13 Alternativa D.
14 I)
e 2
e 2
Ag
Cu
IA
IB IIB
IIA
Ag 1 Zn 21 Zn 21 Cu 21
membrana
porosa
II) Elemento ativo: I.
Elemento passivo: II.
III) O fluxo de e 2 será do polo negativo (I) para
o polo positivo (II).
IV) Polo positivo (IA), polo negativo (IB), polo
positivo (II A), polo negativo (II B).
V) IA. Ag 1 1 e 2 # Ag
IB. Zn # Zn 21 1 2 e 2
IIA. Cu # Cu 21 1 2 e 2
IIB. Zn 21 1 2 e 2 # Zn
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Parte II
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa E.
3 No ânodo é produzido cloro (oxidação de C, 2 a
C, 2 ) e no cátodo é produzido magnésio (redução
de Mg 21 a Mg 0 ).
4 a) A, 31 e O 22
b) Os íons alumínio (A, 31 ) se transformam em
alumínio metálico (A, 0 ) e os íons óxido(O 22 )
se transformam em gás oxigênio (O 2 ).
5 Alternativa D.
6 Alternativa C.
7 Alternativa B.
8 Alternativa C.
10 Porque ao realizar a eletrólise de uma solução
aquosa de um eletrólito cujo cátion seja Na 1 , K 1 ,
Mg 21 ou A, 31 a substância produzida no cátodo
será o gás hidrogênio (proveniente da redução
do H 1 da água) e não o metal desejado.
11 Está correta. Numa cela eletrolítica, o polo positivo
é aquele que atrairá os ânions que, em
sua superfície, perderão elétrons e sofrerão
oxidação. E o eletrodo em que ocorre oxidação
é o ânodo.
12 Alternativa E.
14 a)
H H C C # 2 H C
H 2 0
b) HC, (g) **( HC, (aq)
c) 2 NaC, # 2 Na 1 1 2 C, 2
2 H 2 O # 2 H 1 1 2 OH 2
2 C, 2 # C, 2 1 2 e 2
2 H 1 1 2 e 2 # H 2
2 NaC, 1 H 2 O # 2 Na 1 1 2 OH 2 1 H 2 1 C, 2
d) Há formação de hidróxido de sódio
2 Na 1 1 2 OH 2 # 2 NaOH
15 a) A: hidrogênio (H 2 ); B: oxigênio (O 2 ).
b) Permanecerá neutro (admitindo que esteja
neutro no início), pois não há consumo global
de H 1 nem de OH 2 na eletrólise, como se pode
perceber pela equação global.
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Unidade E
Capítulo 18 Aplicações da eletrólise
e noções de metalurgia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 Soma 5 02.
2 Alternativa B.
3 a) Do refino eletrolítico do cobre.
b) Cu # Cu 21 1 2 e 2
c) Cu 21 1 2 e 2 # Cu
d) Lama anódica são as impurezas mais nobres que o cobre que se
depositam no fundo da cuba eletrolítica.
4 Alternativa B.
5 a) Alguns materiais componentes da lâmpada:
— Vidro: obtido industrialmente por fusão da mistura formada
por areia, carbonato de sódio (soda ou barrilha) e calcário (carbonato
de cálcio).
— Alumínio: obtido industrialmente por eletrólise ígnea da alumina
(A, 2 O 3 ).
— Argônio: substância simples, inerte, constituída por átomos
isolados (Ar).
— Nitrogênio: substância simples, constituída pela união covalente
de dois átomos do elemento químico nitrogênio e representada
pela fórmula N 2 .
b) As lâmpadas atuais têm sua atmosfera interna constituída pelo
gás argônio devido à sua inércia química (gás nobre). A troca por
gás oxigênio provocaria uma reação química com o filamento de
tungstênio, causando a queima da lâmpada.
6 a) Equação da ustulação da calcosita:
Cu 2 S 1 O 2 # 2 Cu 1 SO 2
b) Durante a refinação eletrolítica ocorre, no ânodo (polo positivo), a
oxidação do cobre e das impurezas que se oxidam mais facilmente
que ele. As impurezas mais difíceis de oxidar se desprendem do
eletrodo ao longo do processo e formam um depósito no fundo
do recipiente, a lama anódica. No cátodo (polo negativo), ocorre
a redução dos íons Cu 21 a cobre metálico, mas não de outros íons
que são mais difíceis de reduzir que o Cu 21 e permanecem em
solução, garantindo alta pureza do cobre depositado.
c)
e
e
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Cobre
purificado
7 Alternativa E.
8 Alternativa B.
9 Alternativa B.
10 Alternativa D.
Cu 2
Cobre
impuro
Lama anódica

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Parte II
Unidade E
Capítulo 18 Aplicações da eletrólise
e noções de metalurgia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Alternativa A.
3 a) No eletrodo A (cátodo), pois, nele, os elétrons
provenientes do gerador provocam a redução
de Cu 21 a Cu 0 .
b) A cor da solução terá permanecido igual. Isso
porque, para cada íon Cu 21 produzido em B
(onde Cu 0 se oxida a Cu 21 ), um íon Cu 21 é
consumido em A (onde Cu 21 se reduz a Cu 0 ),
o que faz com que a concentração de íons
cobre (II) permaneça constante na solução.
4 Alternativa D.
5 22,4 L de H 2 (g).
Cl 2 (aq) 1 H 2 O (l) # ClO 2 (aq) 1 H 2 (g)
6 Alternativa D.
7 1. Ag, Au, Cu, Hg e Pt.
2. A,, K, Mg e Na.
3. Cr, Fe, Mn, Pb, Sn e Zn.
8 a) Oxidação: enxofre; redução: prata e oxigênio.
b) Oxidação: enxofre; redução: mercúrio e oxigênio.
9 Cu 2 S 1 O 2 # 2 Cu 1 SO 2
10 a) Ferro, de 13 para zero.
b) O monóxido de carbono, que contém o elemento
que se oxida (carbono).
11 a) SnO 2 1 2 CO # Sn 1 2 CO 2
b) bronze.
12 a) Nenhuma delas, seu número de oxidação é 12
em ambos os membros da equação.
b) Redução, de 12 para zero.
c) Ferro galvanizado.
d) Latão.
13 I. PbS 1 ​ 3__
2 ​O 2 # PbO 1 SO 2
II. PbO 1 CO # Pb 1 CO 2
14 a) Redução, de 13 para zero.
b) O agente redutor é o alumínio metálico, pois
sofre oxidação.
. 15 3 MnO 2 1 4 A, # 3 Mn 1 2 A, 2 O 3
16 Fe 2 O 3 1 2 A, # 2 Fe 1 A, 2 O 3
17 O alumínio é um elemento químico metálico de
símbolo A, que forma uma substância simples
de fórmula A, (ou A, 0 ). Essa substância é obtida
por eletrólise ígnea do óxido de alumínio, A, 2 O 3 ,
chamado de alumina. A alumina é encontrada
na natureza, misturada com outras substâncias,
no minério chamado bauxita.
18 O processo de obtenção do alumínio envolve
a eletrólise ígnea do óxido de alumínio, que
consome grande quantidade de energia elétrica.
O preço da energia elétrica é, portanto, essencial
para que a produção do alumínio seja viável.
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Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios Adicionais
1 Alternativa C.
2 a) Cr 31 (aq) 1 3 e 2 # Cr 0 (s)
b) 0,15 F.
3 Alternativa B.
4 Alternativa C.
5 Alternativa B.
6 Alternativa D.
7 Alternativa C.
8 Alternativa D.
9 2.412.500 s.
10 Alternativa C.
11 Alternativa D.
12 0,066 L.
13 Q 5 i ? Dt V Q 5 2,0 A ? 100 s V Q 5 200 C
Semirreação no cátodo: 2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
A partir dos coeficientes estequiométricos, estabelecemos
uma relação entre carga elétrica
e volume de H 2 .
H 2 2 e 2
Proporção: 1 mol 2 mol
Grandezas: Volume Carga elétrica
22,4 L —— 2 ? F
22,4 ? 10 23 L —— 200 C
i
yt F 5 1,00 ? 10 5 C
14 Alternativa D.
15 Alternativa A.
16 Alternativa C.
17 O N OX do metal é igual a 14.
18 210,04 u.
23 Cuba com solução de cloreto cuproso.
• Solução de cloreto cuproso, CuC, (aq):
Cu 1 (aq) 1 e 2 # Cu 0 (s)
Para cada mol de elétrons que atravessa o circuito,
deposita 1 mol de Cu, ou seja, 63,4 g.
• Solução de cloreto cúprico, CuC, 2 (aq):
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu 0 (s)
Para cada 2 mol de elétrons que atravessa o
circuito, deposita 1 mol de Cu, ou seja, 63,4 g.
Para cargas iguais, a eletrólise da solução de
cloreto cuproso é aquela que se obtém maior
massa de cobre.
24 Alternativa E.
25 Alternativa E.
26 Alternativa A.
27 20.
28 1) Semirreação no cátodo:
Cu 21 (aq) 1 2 e 2 # Cu 0 (s)
2) Semirreação no ânodo:
2 OH 2 (aq) # ​ 1__
2 ​O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 2 e 2
3) 9.650 s.
29 Alternativa E.
30 Alternativa A.
31 Alternativa A.
32 36,5 g.
33 78,9%
34 432 g.
35 10 A.
36 Alternativa A.
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19 a) 20 pilhas.
b) 3,175 g.
20 0,10 mol.
21 Alternativa A.
22 Alternativa A.
37 Alternativa D.
38 a) 7,85 ? 10 23 g.
b) 73,74 s.
39 Alternativa D.
40 Alternativa B.

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Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa E.
3 a) Cr 31 (aq) 1 3 e 2 # Cr (s)
b) Sobre a peça a ser cromada deve ocorrer a redução dos íons crômio
(III). Portanto, a peça deve ser ligada ao polo negativo, pois é esse
o polo do gerador que emite elétrons.
c) 104 g.
4 a) 2 Au 31 (aq) 1 6 C, 2 (aq) # 3 C, 2 (g) 1 2 Au° (s)
b) 59 min.
5 Teremos as seguintes reações
fusão
2 A, 2 O 3 (s) *( 4 A, 31 (,) 1 6 O 22 (,)
Cátodo; polo (2): 4 A, 31 (,) 1 12 e 2 *( 4 A, (,)
Ânodo; polo (1): 6 O 22 (,) *( 3 O 2 (g) 1 12 e 2
2 A, 2 O 3 (s) # 4 A, (,) 1 3 O 2 (g)
(global)
Como Q 5 i ? dt, então:
Q 5 1 ? 10 5 ? 2,88 ? 10 5 5 2,88 ? 10 10 C
1 A, 31 1 3 e 2 ***( 1 A, 0
3 mol elétrons 27 g A,
3 ? 9,6 ? 10 4 C 27 g A,
2,88 ? 10 10 C m (A,)
m(A,) 5 2,7 ? 10 6 g 5 2,7 t (A,)
b) ____________________
1 t (A, reciclado)
​
0,05 t (A, eletrólise) ​ 5 20
7 Alternativa E.
8 a) 9,65 ? 10 4 C, pois essa é a constante de Faraday, que corresponde
à carga elétrica (em módulo) de um mol de elétrons.
b) A unidade de corrente elétrica no sistema internacional, o ampère
(A), equivale a coulomb por segundo. Assim, vamos determinar
quantos coulombs de carga atravessam o circuito por segundo.
Grandezas: Carga Tempo
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9,65 ? 10 4 C 3.600 s
x
1 s
V
x 5 26,8 C
Então, se 26,8 C de carga atravessam o circuito por segundo, a
corrente elétrica nesse circuito é de 26,8 A.
9 A carga envolvida na questão anterior é de um mol de elétrons. Assim,
podemos estabelecer uma relação entre quantidade de elétrons
e massa de metal, que nos permite concluir que a massa depositada
é maior no caso da prata.
Deposição de prata: Ag 1 1 e 2 # Ag 0

Moderna plus
Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
e 2 Ag 0
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
1 mol 108 g
1 mol x
Deposição de cobre: Cu 21 1 2 e 2 # Cu 0
V
x 5 108 g
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
2 e 2 Cu 0
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 63,5 g
1 mol y
Deposição de zinco: Zn 21 1 2 e 2 # Zn 0
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
2 e 2 Zn 0
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 65,4 g
1 mol z
Deposição de alumínio: A, 31 1 3 e 2 A, 0
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
3 e 2 A, 0
Proporção: 3 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
3 mol 27 g
1 mol w
10 CuSO 4 (s) # Cu 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq)
V y 5 ​ 63,5 _____
2 ​g
V z 5 ​ 65,4 _____
2 ​g
V w 5 ​ ___ 27
3 ​g
De acordo com essa equação, os coeficientes de CuSO 4 (s) e SO 2 42 (aq)
são iguais. Portanto, em uma solução 0,10 mol ? L 21 , temos:
b) 3860 s.
[SO 4 2– ] 5 0,10 mol ? L 21
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11 50 minutos.
13 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 0,10 mol.
19 Alternativa B.
20 Alternativa D.

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Parte II
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
21 Alternativa C.
23 Alternativa B.
25 a) A, 31 1 3 e 2 # A, 0
b) 162 kg.
26. a) A, 2 O 3 1 2 NaOH 1 3 H 2 O # 2 NaA, (OH) 4
b) Fe 2 O 3 e A, 2 O 3
Fe 2 O 3 1 6 HC, # 2 FeC, 3 1 3 H 2 O
A, 2 O 3 1 6 HC, # 2 A,C, 3 1 3 H 2 O
c) Em uma cuba, teremos uma corrente igual a n ? , para produzir a
mesma quantidade de A,.
27 Alternativa B.
28 Alternativa D.
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Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade E
Animações
Eletrólise
Química 2 > Parte 2 > Unidade E >
Cap. 17
Por meio de representações
esquemáticas, a animação explica
como funciona o processo de
eletrólise, indicando algumas de
suas aplicações no dia a dia.
Eletrólise ígnea
Química 2 > Parte 2 > Unidade E >
Cap. 17
Utilizando como exemplo a eletrólise
do cloreto de sódio, a animação
explica o funcionamento de uma
eletrólise ígnea, mostrando o
movimento dos ânions e dos
cátions em direção aos eletrodos e
apresentando a equação global dessa
equação com os produtos formados.
Eletrólise aquosa
Química 2 > Parte 2 > Unidade E >
Cap. 17
A animação explica o
funcionamento de uma eletrólise
aquosa e apresenta a ordem de
facilidade de descarga dos íons.
Além disso, exemplifica esse
processo a partir de um esquema
que representa a eletrólise aquosa
do cloreto de sódio.

UNIDADE F Termoquímica
Capítulo
20
Entalpia e variação
de entalpia
A entalpia (H) informa a
quantidade de energia de
um sistema que poderia ser
transformada em calor e a
variação de entalpia (H) informa
a quantidade de calor trocada
por esse sistema a pressão
constante.
20.1 Calor e unidades para
expressá-lo
Um processo exotérmico libera
calor. Um processo endotérmico
absorve calor. A quantidade de
calor absorvido ou liberado pode ser
medida em um calorímetro.
Calor e energia
Precisamos da energia que vem dos alimentos que ingerimos
para nos mantermos vivos. A prática de exercícios faz com que
o metabolismo se acelere e converta mais energia química em
energia cinética e calor.
Energia dos alimentos
A energia contida nos alimentos é utilizada,
entre outras coisas, no movimento e na
regulação da temperatura corporal.
Um motorista
que dirige durante uma
hora “queima” em torno
de 160 kcal, o que equivale
caloricamente a pouco mais
de meio hambúrguer. Se essa
pessoa ficar em repouso
durante uma hora, gastará
cerca de 65 kcal.
Esquentou?
Quando praticamos atividades
físicas, sentimos nosso corpo
esquentar. Isso acontece porque,
durante o exercício, mais da metade
da energia obtida dos alimentos é
convertida em calor. O corpo ativa,
então, uma série de mecanismos
que dissipam esse calor.
A produção das
glândulas sudoríparas
aumenta. O suor evapora,
absorvendo calor, o
que tende a diminuir a
temperatura corporal.
Termogramas são
imagens produzidas
a partir da energia
térmica emitida por um
corpo. O azul representa
as áreas mais frias,
enquanto o vermelho
as mais quentes.
20.2 Entalpia e variação de
entalpia
A variação de entalpia de um sistema
em que ocorre uma mudança de fase
ou uma reação química informa
o calor trocado entre esse sistema
e o ambiente quando ocorre tal
mudança de fase ou reação, a pressão
constante. Um processo exotérmico
tem H 0. Um processo
endotérmico tem H 0.
Um atleta que
corre uma maratona
de 42 km “queima” cerca
de 2.600 kcal, o teor calórico
de 10 hambúrgueres.
Para percorrer
42 km, um carro
consome cerca de 3,7 L
de gasolina, o equivalente a
28.270 kcal. Esse é o mesmo teor
calórico de 110 hambúrgueres.
Os pelos abaixam
permitindo que o ar
circule melhor, o que
favorece a troca
de calor.
Para pensar
Glândula
sudorípara.
1. Beber água gelada “queima” calorias?
2. É correto usar a expressão “queimar
calorias”? Por quê?
O fluxo de sangue na
pele também aumenta,
promovendo uma maior
dissipação do calor.
Isso explica por que
ficamos com a face
ruborizada.
Nutriente
Valor calórico
Carboidratos
4 kcal/g
Gorduras
9 kcal/g
Durante alguns
minutos depois do
exercício, o corpo
continua aquecido.
O valor calórico dos alimentos
A energia química dos alimentos, medida em calorias, equivale à
energia obtida pela queima de seus nutrientes. A partir da energia dos
constituintes de cada alimento é possível calcular seu valor calórico.
Proteínas
4 kcal/g

Seção 20.1
Calor e unidades para expressá-lo
❱❱ Objetivos
C Conceituar calor.
C CDistinguir processo
exotérmico de
processo endotérmico.
C Conhecer as unidades
de calor mais
frequentemente usadas
em Termoquímica.
C CEsboçar um
calorímetro e explicar
seu funcionamento.
❱❱ Termos e conceitos
• calor
• processo exotérmico
• processo endotérmico
• caloria (cal)
• quilocaloria (kcal)
• calorímetro
• joule (J)
• quilojoule (kJ)
1 O conceito de calor
Imagine dois cubos de ferro sólido com a mesma massa, um deles a
10 °C e o outro a 50 °C. Se os colocamos em contato, suas temperaturas
se modificam gradualmente até chegar a uma situação em que ambos
apresentam a mesma temperatura.
Os cientistas explicam esse acontecimento dizendo que há transferência
de energia do corpo mais quente para o mais frio. Essa é uma
regra geral da natureza: quando dois corpos são colocados em contato,
energia flui do que está a uma temperatura maior para o que está a uma
temperatura menor.
A energia transferida entre dois corpos (ou entre diferentes
partes de um mesmo corpo) que têm temperaturas diferentes é
denominada calor.
O calor sempre flui espontaneamente do corpo mais quente para o mais
frio. Voltemos ao exemplo dos dois cubos de ferro. O calor é transferido
do mais quente para o mais frio até que ambos passem a ter a mesma
temperatura. A partir de então, para de haver troca de calor entre os dois
cubos.
2 Há processos que liberam e outros
que absorvem calor
Considere um sistema contendo álcool e oxigênio. Se a combustão
do álcool for provocada —— mediante uma chama ou faísca elétrica, por
exemplo ——, uma certa quantidade de energia será liberada nessa reação,
e essa energia será transferida desse sistema para as vizinhanças.
Em outras palavras, a combustão é um processo (reação química) que
libera calor.
Quando um sistema formado por água líquida é colocado num congelador,
ele perde calor para esse ambiente e, em decorrência disso,
ocorre o congelamento da água. Assim, quando a água líquida passa
para a fase sólida, também ocorre um exemplo de processo (mudança
de fase) que libera calor.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade F • Termoquímica
236
Os processos que liberam calor são denominados processos
exotérmicos.
Exemplificando:
No processo exotérmico representado pela equação química a
seguir, o calor é cedido da mistura de reação (reagentes) para o meio
ambiente.
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O () 1 Q
Reagentes Produto Calor liberado
para o meio
ambiente

Interpretação:
“Quando 1 mol de hidrogênio gasoso reage com 1 __
2
mol de oxigênio gasoso, ocorre a liberação
de calor para o meio ambiente e a formação de 1 mol de H 2 O ().”
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
que
Libera calor
é chamado
Exotérmico
Parte
da energia
necessária
para lançar
um ônibus
espacial é
proveniente
da reação
entre H 2 e
O 2 , formando
H 2 O.
Quando a
soda cáustica
(NaOH) se
dissolve em
água, ocorre
liberação de
calor, o que faz
a temperatura
da água
aumentar.
Há, por outro lado, processos que absorvem calor. Se um pedaço de gelo for deixado sobre
a mesa à temperatura ambiente, ele receberá calor do ambiente e isso provocará a fusão do
gelo. A transição da água sólida para a fase líquida é um processo que absorve calor.
Os processos que absorvem calor são denominados processos endotérmicos.
Exemplificando:
No processo endotérmico representado pela equação química a seguir, o sistema reacional (reagente)
absorve calor do meio ambiente.
1 HgO (s) 1 Q # 1 Hg () 1
1__
2 O 2 (g)
Reagente Calor absorvido do
Produtos
meio ambiente
Interpretação:
“1 mol de HgO (s), para sofrer decomposição, absorve calor do meio ambiente, transformando-
-se em 1 mol de Hg () e
__ 1 mol de O 2 2 (g).”
aTenÇÃo
O mercúrio é um metal tóxico e de efeito cumulativo no organismo.
Seus vapores são facilmente absorvidos.
Assim como o mercúrio metálico, os compostos de mercúrio também podem causar a
contaminação de uma pessoa.
A manipulação de mercúrio e de seus compostos NÃO deve ser feita em instalações
escolares de ensino médio.
Processo
que
Absorve calor
é chamado
Endotérmico
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
A decomposição do HgO (s) em Hg e O 2
absorve o calor que está sendo fornecido
pela queima do gás no bico de Bunsen.
Quando o salitre (KNO 3 ) se dissolve em
água, ocorre absorção de calor, o que faz
com que a temperatura da água diminua.
237

exercícios essenciais
ExErcício rEsolvido ExErcício rEsolvido
1 (UFMG) Solicitado a classificar determinados processos
como exotérmicos ou endotérmicos, um
estudante apresentou este quadro:
Processo
Dissociação da molécula
de hidrogênio em átomos
Condensação de vapor de água
Queima de álcool
Classificação
Exotérmico
Endotérmico
Exotérmico
Considerando-se esse quadro, o número de erros
cometidos pelo estudante em sua classificação é:
a) 3. c) 2.
b) 0. d) 1.
4 (UFMG) Um béquer aberto, contendo acetona, é
mergulhado em outro béquer maior, isolado termicamente,
o qual contém água, conforme mostrado
na figura.
Termômetro
Isolante
térmico
Água
Acetona
Unidade F • Termoquímica
Resolução
A dissociação da molécula de hidrogênio em átomos
envolve quebra de ligação covalente, processo
endotérmico.
A condensação de vapor de água é exotérmica.
A combustão do álcool é exotérmica.
O teste pede o número de erros cometidos pelo
estudante. Como apenas a última classificação
está correta, ele cometeu dois erros.
Alternativa c.
2 (Ufal) Em nosso cotidiano, ocorrem processos que
podem ser endotérmicos ou exotérmicos. Assinale a alternativa
que contém apenas processos exotérmicos.
a) Formação de nuvens; secagem de roupas; queima
de carvão.
b) Formação de geada; combustão em motores de
automóveis; evaporação da água dos lagos.
c) Evaporação da água dos lagos; secagem de roupas;
explosão de fogos de artifício.
d) Queima de carvão; formação de geada; derretimento
de gelo.
e) Combustão em motores de automóveis; explosão
de fogos de artifício; formação de geada.
3 (Vunesp) Em uma cozinha, estão ocorrendo os
seguintes processos:
I. gás queimando em uma das “bocas” do
fogão e
II. água fervendo em uma panela que se encontra
sobre essa “boca” do fogão.
Com relação a esses processos, pode-se afirmar
que:
a) I e II são exotérmicos.
b) I é exotérmico e II é endotérmico.
c) I é endotérmico e II é exotérmico.
d) I é isotérmico e II exotérmico.
e) I é endotérmico e II é isotérmico.
A temperatura da água é monitorada durante o
processo de evaporação da acetona, até que o volume
desta se reduz à metade do valor inicial.
Identifique a alternativa cujo gráfico descreve qualitativamente
a variação da temperatura registrada
pelo termômetro mergulhado na água, durante
esse experimento.
Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura
a) c)
Tempo
Tempo
Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura
b) Tempo d)
Tempo
Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura
Tempo
Tempo
Tempo
Tempo
Resolução
A evaporação da acetona (processo endotérmico)
absorve energia da água, fazendo com que a
temperatura no sistema em que se encontra se
reduza.
Como, quando o processo deixa de ser acompanhado,
ainda resta acetona, concluímos que, durante
o tempo em que foi acompanhado, a temperatura
deve ter sofrido contínua diminuição, o que está
expresso no gráfico da alternativa c.
Alternativa c.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
238

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
5 (Fuvest-SP) Um dos métodos industriais de obtenção
de zinco, a partir da blenda de zinco, ZnS,
envolve quatro etapas em sequência:
I. Aquecimento do minério com oxigênio (do ar
atmosférico), resultando na formação de óxido
de zinco e dióxido de enxofre.
II. Tratamento, com carvão, a alta temperatura,
do óxido de zinco, resultando na formação de
zinco e monóxido de carbono.
III. Resfriamento do zinco formado, que é recolhido
no estado líquido.
IV. Purificação do zinco por destilação fracionada.
Ao final da destilação, o zinco líquido é despejado
em moldes, nos quais se solidifica.
a) Represente, por meio de equação química balanceada,
a primeira etapa do processo.
b) Indique o elemento que sofreu oxidação e o
elemento que sofreu redução, na segunda etapa
do processo.
c) Indique, para cada mudança de estado físico
que ocorre na etapa IV, se ela é exotérmica ou
endotérmica.
6 (Acafe-SC) Ao misturarmos ácido e água, o procedimento
correto é adicionar o ácido sobre a água,
nunca o contrário. Com relação a esse procedimento,
afirma-se que:
I. A dissolução do ácido na água é endotérmica.
II. Ao jogarmos água sobre o ácido, a temperatura
se eleva tanto que pode haver uma pequena
explosão.
III. A explosão ocorre devido à fervura violenta da
água.
IV. Esse procedimento é necessário somente para
ácidos altamente corrosivos.
A opção que apresenta as afirmativas verdadeiras é:
a) I – II e III. c) II – III e IV. e) II e III.
b) I – II e IV. d) II e IV.
7 (UnB-DF)
Sensor Sistema de
de batida inflação
Air bag
Gás
nitrogênio
Novas tecnologias têm sido desenvolvidas para
proteger vítimas de acidentes de trânsito, entre as
quais se destaca o sistema de segurança automotiva
conhecido como air bag, que consiste em um
invólucro de tecido dobrado com furos minúsculos,
para que possa se esvaziar rapidamente depois
de inflado. Nesse sistema, existe um dispositivo
de inflação que produz gás nitrogênio quente.
Esse gás infla o air bag, que desata literalmente do
volante ou do painel à medida que se expande. Essa
expansão é adiabática para um gás ideal. Cerca de
um segundo depois, o air bag começa a se esvaziar,
para não sufocar a vítima. O nitrogênio é fornecido
por uma série de reações químicas. O gerador
de gás contém 132,0 g de azida sódica (NaN 3 ) —
reagente limitante —, além de nitrato de potássio
(KNO 3 ) — colocado em ligeiro excesso — e dióxido
de silício (SiO 2 ), substâncias que estão contidas
dentro do air bag e que só entram em contato entre
si mediante ignição disparada por um dispositivo
elétrico acionado por impacto mecânico. Após a
ignição, a azida sódica decompõe-se rapidamente,
produzindo sódio metálico e nitrogênio (reação I,
abaixo). O sódio reage com o nitrato de potássio e
produz mais nitrogênio (reação II). Finalmente, o
calor liberado por essas reações funde os produtos
da reação com o dióxido de silício, formando
pequenos pedaços de um vidro seguro não reativo
(reação III). As reações I, II e III abaixo, que ilustram
esse processo, não estão balanceadas.
I. NaN 3 (s) # Na (s) 1 N 2 (g)
II. Na (s) 1 KNO 3 (s) # K 2 O (s) 1 Na 2 O (s) 1 N 2 (g)
III. K 2 O (s) 1 Na 2 O (s) 1 SiO 2 (s) # vidro
Considerando as informações do texto e admitindo
que os gases se comportem de forma ideal, julgue
os itens que se seguem em certos ou errados.
1. O número de oxidação do nitrogênio na azida
sódica é 23.
2. O texto permite concluir que a reação III é endotérmica.
3. Na azida sódica, a ligação entre os átomos
de sódio e os átomos de nitrogênio é do tipo
covalente.
8 (Enem-MEC) Ainda
hoje, é muito comum
as pessoas utilizarem
vasi lhames de
barro (mori n gas ou
potes de cerâmica não
esmalta da) para conservar
água a uma
temperatura menor
do que a do ambiente.
Isso ocorre porque:
a) o barro isola a água
do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura
menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição
química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe
através dele. Parte dessa água evapora, tomando
calor da moringa e do restante da água, que são
assim resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite
na parte de fora da moringa. A água de
fora sempre está a uma temperatura maior que
a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de geladeira natural,
liberando substâncias higroscópicas que diminuem
naturalmente a temperatura da água.
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
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Exercícios adicionais
239

3 Noção sobre como são feitas medidas de quantidade de calor
Imagine que, em condições adequadas de segurança,
100 g de água destilada sejam aquecidos em um laboratório
por meio da queima de gás de botijão em um bico de
Bunsen. Pode-se medir a temperatura inicial da água e,
durante o processo, também utilizando um termômetro,
acompanhar a elevação da temperatura da água, decorrente
do calor liberado na queima do gás. Como medir a
quantidade de calor transferida para a água?
Para medir energia, uma unidade conveniente é a caloria
(simbolizada por cal), que equivale à quantidade
de calor necessária para elevar em 1 °C a temperatura
de 1 g de água.
No exemplo em questão, podemos afirmar que:
• se para elevar em 1 °C a temperatura de 1 g de água
fornecemos 1 cal;
• para elevar em 1 °C a temperatura de 100 g de água
fornecemos 100 cal.
Imaginemos que, na experiência, a água foi aquecida
da temperatura inicial de 25 °C até a temperatura final
de 55 °C. A variação foi de 30 °C. Então:
• para elevar em 1 °C a temperatura de 100 g de água
fornecemos 100 cal;
• para elevar em 30 °C a temperatura de 100 g de água
fornecemos 3.000 cal, ou seja, 3 kcal
(1 kcal 5 1 qui localoria 5 10 3 cal).
Termômetro
Dispositivo para
desencadear
a reação
Recipiente onde
ocorrerá a reação
(combustão, por
exemplo)
Aparelho
mecânico
para agitação
da água
Já sabemos quanta energia foi transferida à água. Mas será que a energia liberada na queima
do gás foi 3.000 cal? A resposta é não. A energia liberada na queima foi maior do que isso.
Apenas uma parte da energia liberada foi para a água (3.000 cal). O restante foi dissipado para
o ambiente, aquecendo-o. Somente se a energia dissipada fosse nula poderíamos afirmar que toda
a energia proveniente da queima do gás teria sido responsável pelo aquecimento da água.
Existem aparelhos em que é possível realizar uma mudança de fase ou uma reação química com
troca de calor com o ambiente externo (perda ou ga nho) praticamente nula. Nesses aparelhos, os
calorímetros, pode-se determinar a quantidade de calor liberado ou absorvido durante o transcorrer
de uma mudança de estado físico ou de uma reação química. Um exemplo de calorímetro
está ilustrado esquematicamente acima.
Água
Parede isolante,
que impede
troca de calor
com o ambiente
externo
Parede de
aço inox,
que permite
troca de
calor com
a água
❱Ilustração que representa
esquematicamente um calorímetro de
combustão, em que se podem realizar
processos exotérmicos. Nesses processos,
a energia é liberada para a água contida no
calorímetro. A mudança de temperatura da água
é registrada e usada para calcular a quantidade
de energia envolvida no processo.
Fonte da figura: P. Atkins e L. Jones. Chemical
Principles, the quest for insight.
4. ed. Nova York, 2008. p. 225.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
4 O joule e o quilojoule
Unidade F • Termoquímica
Um joule (J) é uma unidade de energia definida como o trabalho exercido por uma força de
1 newton ao longo da distância de 1 metro. Entender essa definição faz parte do curso de Física.
O que nos interessa é que o joule é a unidade de energia no Sistema Internacional, e, sendo a
mais utilizada em todo o mundo, será também a unidade preferencialmente utilizada neste livro.
Determina-se, experimentalmente, que a equivalência entre a caloria e o joule é:
1 cal 5 4,18 J
Na experiência anterior, a quantidade de energia absorvida pela água foi de 3.000 cal. Convertendo
para joules, temos:
240

Energia (cal) Energia (J)
1 cal 4,18 J
V
3.000 cal x
x 5 12.540 J
Na prática, é mais conveniente expressar a quantidade de calor envolvido em uma mudança
de fase ou em uma reação química em quilojoule (kJ):
1 kJ 5 10 3 J
Voltando ao exemplo, temos que: 3.000 cal 5 12.540 J 5 12,54 kJ
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Texto: Nutrientes, suas funções e seu conteúdo calórico
Seção 20.2
❱❱ Objetivos
C CAssociar a variação
de entalpia com o calor
trocado a pressão
constante.
C CInterpretar uma
indicação de DH.
C Construir e interpretar
um gráfico de variação
de entalpia (diagrama
de entalpia) para
mudança de fase ou
para reação química.
C CInterpretar uma
equação termoquímica.
C CRelacionar fatores que
interferem no valor de
DH para uma reação
química.
CCSaber o que acontece
com o DH de uma reação
quando a equação
química é invertida ou
multiplicada por um
número.
❱❱ Termos e conceitos
• entalpia (H)
• variação de entalpia
(DH)
• diagrama de entalpia
• equação termoquímica
• variedade (ou forma)
alotrópica
Entalpia e variação de entalpia
1 O conceito de entalpia (H) e de variação
de entalpia (DH)
É muito frequente em Química o estudo de processos que ocorram a
pressão constante. Para poder investigar o calor liberado ou absorvido em
um processo químico a pressão constante, os químicos conceituaram a
grandeza entalpia, simbolizada por H.
A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidade
de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema
que poderia ser transformada em calor em um processo a pressão
constante.
A entalpia pode ser comparada ao saldo de uma conta bancária. Veja
na página seguinte o quadro “uma analogia com o saldo bancário”.
Quando um processo exotérmico ocorre em um sistema a pressão
constante, esse sistema libera calor para o ambiente e sua entalpia diminui.
A variação de entalpia (DH) será negativa, pois sai energia do sistema.
DH 5 H f 2 H i , 0 Processo exotérmico
Entalpia final Entalpia inicial
(depois da
liberação de calor)
(antes da liberação
de calor)
Sai energia no sistema
Entalpia
H i
H f
H 0
Entalpia
inicial
Entalpia
final
Entalpia
H i
H f
H 0
Quando um processo endotérmico ocorre em um sistema a pressão constante,
esse sistema absorve calor do ambiente e sua entalpia aumenta.
Entalpia
final
Entalpia
inicial
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
241

Nesse caso, a variação de entalpia (DH) será positiva, em decorrência da entrada de energia
no sistema.
DH 5 H f 2 H i . 0 Processo endotérmico
Entalpia final
(depois da
Entalpia inicial
(antes da
Entra energia no sistema
absorção de calor) absorção de calor)
Entalpia
Entalpia
H i
Entalpia
inicial
Entalpia
final
H 0
H 0
H f
Entalpia
final
H i
Entalpia
inicial
H f
$ 0
A variação de entalpia (DH) de um sistema informa a quantidade de calor trocado por
esse sistema, a pressão constante. O sinal do DH informa se o processo é exotérmico
(DH , 0) ou endotérmico (DH . 0). Alguns químicos chamam o DH de “calor de reação”.
Uma analogia com o saldo bancário
Para facilitar o entendimento do importante conceito de entalpia, vamos
fazer uma analogia com o saldo de uma conta bancária. Consideremos, então,
duas situações: a saída de dinheiro da conta e a entrada de dinheiro nela.
Quando uma pessoa faz uma compra e paga com cartão de débito, ocorre
saída de dinheiro de sua conta. Essa saída de dinheiro provoca uma redução
do saldo da conta. Nesse caso, estamos diante de um processo exomonetário
(exo significa “fora”). Se calcularmos a variação de saldo (DS|), subtraindo
o saldo inicial do saldo final, concluiremos que ela é negativa, pois o saldo
final é menor que o inicial.
DS| 5 saldo final 2 saldo inicial , 0
Após usar
o cartão
de débito
Antes de usar
o cartão
de débito
Processo exomonetário
Sai dinheiro da conta
Por outro lado, quando o dinheiro é depositado na conta, o saldo sofre
um aumento graças à entrada de dinheiro. Estamos diante de um processo
endomonetário (endo significa “dentro”), e a variação de saldo é positiva,
pois o saldo final é maior que o inicial.
DS| 5 saldo final 2 saldo inicial . 0
Após o dinheiro
ser depositado
Antes de o
dinheiro ser
depositado
Processo endomonetário
Entra dinheiro na conta
Saldo
$ i
Saldo
$ i
$ f
$ 0
$ 0
Saldo $ f
$ f
Saldo
$ 0
$ f
$ i
Antes de
usar o cartão
Antes de
usar o cartão
Depois de
usar o cartão
Depois de
usar o cartão
Depois do
depósito
Depois do
depósito
Antes do
depósito
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Perceba que o sinal da variação de saldo informa se houve saída
(DS| , 0) ou entrada (DS| . 0) de dinheiro na conta.
$ i
Antes do
depósito
Unidade F • Termoquímica
242
2 Variação de entalpia em uma mudança de fase
Uma mudança de fase a pressão constante envolve a troca de calor com o ambiente. A solidificação
da água, por exemplo, é um processo exotérmico. Verifica-se, experimentalmente, que
a solidificação de 1 mol de água envolve a perda de 6,01 kJ.
H 2 O () ∫ H 2 O (s) DH 5 26,01 kJ/mol
(Em palavras: Quando 1 mol de água líquida passa para a fase sólida, a pressão constante, o
sistema perde 6,01 quilojoules de energia, ou seja, o sistema sofre uma variação de entalpia
de 26,01 kJ.)

Note que a unidade de DH usada nesse caso é kJ/mol (lê-se quilojoules por mol), que indica
que há a liberação (sinal negativo) de 6,01 kJ de energia quando 1 mol de água passa da fase líquida
para a fase sólida. Por isso, o valor de 26,01 kJ/mol pode ser denominado entalpia molar de
solidificação da água.
No processo inverso, no qual 1 mol de água sólida passa para a fase líquida, verifica-se que ocorre
a absorção de 6,01 kJ de calor das vizinhanças.
H 2 O (s) # H 2 O () DH 5 16,01 kJ/mol
(Em palavras: Quando 1 mol de água sólida passa para a fase líquida, a pressão constante, o
sistema recebe 6,01 quilojoules de energia, ou seja, o sistema sofre uma variação de entalpia
de 16,01 kJ.)
Nesse caso, o sinal positivo (que não precisaria ser escrito) indica
que o processo de fusão do gelo absorve calor. Podemos nos referir
ao valor de 6,01 kJ/mol como entalpia molar de fusão da água.
Os exemplos que apresentamos estão representados no
diagrama de entalpia ao lado e ilustram como os cientistas expressam
as trocas de calor envolvendo processos de mudança
de fase.
Entalpia
Solidificação
H 6,01 kJ
H 6,01 kJ
Fusão
H 2 O ()
H 2 O (s)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Experimento: troca de calor na vaporização
Você vai precisar de:
• dois termômetros • ventilador • algodão
• água (à temperatura ambiente)
Procedimento:
1. Posicione os dois termômetros a uma mesma distância do
ventilador, inicialmente desligado. Deixe-os aí até atingirem
equilíbrio térmico com o ambiente (ambos deverão marcar
a mesma temperatura).
Ventilador
Termômetros
Algodão
úmido
2. Envolva o bulbo de um dos termômetros com um chumaço de algodão e umedeça esse chu maço
com água. Ligue o ventilador. A montagem experimental deve se assemelhar ao desenho acima.
3. Registre, a cada minuto, durante quinze minutos, a temperatura marcada pelos termômetros.
4. Analise as anotações feitas ao longo dos quinze minutos. O que se nota? Como isso pode ser explicado?
exercícios essenciais
9 Quando um mol de etanol (C 2 H 6 O, álcool comum)
passa do estado líquido para o gasoso, ocorre absorção
de 43,5 kJ de calor. Represente esse processo por
meio de uma equação acompanhada do respectivo
valor de DH.
10 Dos processos I a VI esquematizados abaixo, todos
a pressão constante, quais são endotérmicos? E
exotérmicos?
I
II
SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO
III
IV
V
VI
11 (Uece) Observe o esquema.
870 kJ
transformação
1.000 kJ
entalpia inicial
entalpia final
De acordo com o esquema apresentado, podemos
dizer que esse processo deverá ser:
a) endotérmico, com DH 5 21.870 kJ.
b) endotérmico e absorver 130 kJ.
c) exotérmico e liberar 130 kJ.
d) exotérmico, com DH 5 11.870 kJ.
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
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Exercícios adicionais
243

3 Variação de entalpia em reações químicas
Anteriormente, mostramos como o conceito de variação de entalpia permite expressar com
clareza o calor absorvido ou liberado em uma mudança de fase. Contudo, a maior utilidade do
conceito de DH é permitir expressar as variações energéticas em reações químicas.
Processo químico exotérmico (reação química exotérmica)
Quando uma reação exotérmica acontece, o sistema, formado pelos participantes dessa
reação, libera calor para as vizinhanças (meio ambiente).
Considere, como exemplo, o seguinte fato experimental:
Quando 1 mol de hidrogênio gasoso reage, a pressão constante, com 0,5 mol de oxigênio gasoso
para formar 1 mol de água líquida, ocorre a liberação de 285,8 kJ de energia (na forma de calor)
para o meio ambiente.
Isso poderia ser representado assim:
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) ∫ 1 H 2 O () 1 285,8 kJ
Calor liberado
Porém, em vez de incluir o calor liberado no segundo membro da equação, os químicos convencionaram
escrever a variação de entalpia (DH) à direita da equação química:
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O () DH 5 2285,8 kJ/mol
Em gráfico (diagrama de entalpia):
H
H r
H p
1
1 H 2 (g) + — O
2 2 (g)
Início
Calor liberado
H 285,8 kJ
Exotérmica
H p H r
H 0
Calor é liberado para
o meio ambiente
1 H 2 O ()
Final
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
aTenÇÃo
NÃO se recomenda a realização de experimentos de combustão do hidrogênio,
por ser uma reação EXPLOSIVA.
Unidade F • Termoquímica
Processo químico endotérmico (reação química endotérmica)
Quando uma reação endotérmica acontece, o sistema, formado pelos participantes dessa
reação, absorve calor das vizinhanças (meio ambiente).
Considere o seguinte exemplo:
Quando 1 mol de óxido de mercúrio (II) sólido se decompõe, a pressão constante, em um mol de
mercúrio líquido e 0,5 mol de oxigênio gasoso, ocorre a absorção de 90,7 kJ de energia (na forma
de calor) do meio ambiente.
Isso poderia ser representado assim:
1 HgO (s) 1 90,7 kJ # 1 Hg () 1
Calor absorvido
1__
2 O 2 (g)
244

Porém, em vez de incluir o calor absorvido no primeiro membro da equação, os químicos convencionaram
escrever o DH à direita da equação química:
1 HgO (s) ∫ 1 Hg () 1
Em gráfico (diagrama de entalpia):
H
1__
2 O 2 (g) DH 5 190,7 kJ
H p
1
1 Hg () + — O
2 2 (g)
Final
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H r
1 HgO (s)
Início
aTenÇÃo
Calor absorvido
H 90,7 kJ
Endotérmica
H p H r
H 0
Calor é absorvido
do meio ambiente
O mercúrio é um metal tóxico e de efeito cumulativo no organismo.
Seus vapores são facilmente absorvidos. Assim como o mercúrio metálico, os compostos
de mercúrio também podem causar a contaminação de uma pessoa.
A manipulação de mercúrio e de seus compostos NÃO deve ser feita em instalações
escolares de ensino médio.
Experimento: troca de calor na oxidação do ferro
Palha de aço
embebida em vinagre
Elástico
❱A decomposição do
óxido de mercúrio (II) é
uma reação endotérmica.
Na foto, esse composto
está sendo aquecido em
tubo de ensaio.
A critério do(a) professor(a) esta atividade poderá ser realizada em grupos.
Objetivo: Observar evidências de calor envolvido na oxidação do ferro.
Você vai precisar de:
• dois termômetros
• elástico
• palha de aço nova
• dois copos de vidro
• meia xícara de vinagre
Procedimento:
1. Todos os materiais utilizados devem estar à mesma temperatura antes da experiência. Para isso,
deixe-os num mesmo local por, pelo menos, uma hora.
2. Mergulhe um pedaço de palha de aço no vinagre, por 1 minuto. Retire-o, escorra o excesso de
líquido, envolva o bulbo de um dos termômetros com ele e prenda-o com o elástico. Coloque esse
termômetro em um dos copos.
3. Coloque o outro termômetro dentro do outro copo (veja a figura abaixo).
4. Registre a temperatura em cada termômetro e volte a registrá-la a cada 2 minutos, por um intervalo
de 20 minutos.
5. Analise as anotações feitas. O que se nota? Como isso pode ser explicado?
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
245

Compressas instantâneas quentes e frias
Atletas que sofrem problemas musculares durante
competições podem utilizar bolsas instantâneas quentes
ou frias como dispositivos para primeiros socorros.
Esses dispositivos funcionam mediante reações exo ou
endotérmicas. Normalmente são constituídos por uma
bolsa de plástico que contém água em uma seção e
uma substância química seca em outra. Ao golpear a
bolsa, a seção contendo água se rompe e a temperatura
aumenta ou diminui dependendo de a dissolução da
substância ser exo ou endotérmica.
Em geral, para compressas quentes usa-se cloreto de
cálcio ou sulfato de magnésio, e, para compressas frias,
nitrato de amônio. As reações são:
CaC 2 (s) 1 H 2 O () # Ca 21 (aq) 1 2 C 2 (aq)
NH 4 NO 3 (s) 1 H 2 O () # NH 4 1 (aq) 1 NO 3 2 (aq)
DH 5 282,8 kJ/mol
DH 5 126,2 kJ/mol
Unidade F • Termoquímica
Adicionando-se 40 g de CaC 2 a 100 mL de água a 20 °C, a temperatura da água aumenta de 20 °C para
90 °C. Adicionando-se 30 g de NH 4 NO 3 a 100 mL de água a 20 °C, a temperatura da água diminui de 20 °C
para 0 °C. Tais bolsas atuam por 20 minutos, aproximadamente.
exercícios essenciais
ExErcício rEsolvido
12 Construa um diagrama de entalpia que represente
o seguinte processo:
2 HC (g) # H 2 (g) 1 C 2 (g) DH 5 1184,6 kJ/mol
Resolução
Entalpia
H f
H i
H 184,6 kJ
H 2 (g) C 2 (g)
2 HC (g)
13 Construa um diagrama de entalpia que represente
o seguinte processo:
2 HI (g) # H 2 (g) 1 I 2 (g) DH 5 253,0 kJ/mol
14 Explique o significado da seguinte representação,
que envolve o etanol (C 2 H 6 O, álcool comum):
C 2 H 6 O () 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O ()
DH 5 21.367 kJ/mol
15 (Vunesp) Considere a equação a seguir:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O () DH 5 2572 kJ
É correto afirmar que a reação é:
a) exotérmica, liberando 286 kJ por mol de oxigênio
consumido.
b) exotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de
água produzida.
c) endotérmica, consumindo 572 kJ para dois mols
de água produzida.
d) endotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de
oxigênio consumido.
e) endotérmica, consumindo 286 kJ por mol de
água produzida.
16 (UFMT) As reações químicas, de uma forma geral,
envolvem ou o desprendimento ou a absorção de
calor. Sobre esse assunto, julgue os itens.
a) A transformação C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) possui
DH . 0.
b) A transformação CO 2 (s) # CO 2 (g) é endotérmica.
c) A dissolução de soda cáustica em água líquida
é um fenômeno exotérmico.
d) A reação química
NH 4 C (s) # NH 1 4 (aq) 1 C 2 (aq) DH 5 14 kcal
é isotérmica.
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246

17 O nitrato de potássio (KNO 3 ), ou salitre, é um sólido
branco iônico. Tem larga aplicação na composição
de fertilizantes e da pólvora negra. Também é
usado como conservante em embutidos de carne
(mortadela, salame etc.).
❱Quando o salitre (KNO 3 ) se dissolve em água, observa-
-se que a temperatura da água e do frasco diminui.
É um sal bastante solúvel em água, na qual produz
solução com íons potássio e nitrato.
Ao dissolver nitrato de potássio em água observa-
-se que o líquido e o frasco sofrem diminuição de
temperatura.
a) Equacione a separação dos íons (dissociação
iônica) que ocorre ao dissolver o sal em água.
b) É correto concluir que o processo de dissolução
do nitrato de potássio em água é exotérmico?
Justifique.
18 (Unama-PA) Durante o jogo de tênis, o professor
machucou o pé direito. Seu treinador sugeriu a aplicação
de compressa quente sobre o local da lesão.
No armário de medicamentos havia dois tipos de
compressas na forma de pacotes plásticos, sendo
um deles amarelo e o outro azul.
No pacote amarelo estava a informação: ao pressionar
ocorre a reação
CaC 2 (s) # Ca 21 (aq) 1 2 C 2 (aq) DH 5 282,8 kJ
No pacote azul estava a informação: ao pressionar
ocorre a reação
NH 4 NO 3 (s) # NH 4 1 (aq) 1 NO 2 3 (aq) DH 5 26,2 kJ
Qual dos dois pacotes deverá ser utilizado como
compressa quente sobre a lesão? Justifique sua
resposta.
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Exercícios adicionais
4 Equação termoquímica
Os processos realizados em calorímetros e os dados experimentais obtidos são representados
pelas equações termoquímicas.
A representação de uma equação termoquímica deve incluir os coeficientes estequiométricos
de todos os participantes e o DH do processo.
Note, por meio dos seguintes exemplos, como a especificação dos coeficientes está relacionada
ao valor de DH:
2 H 2 (g) 1 1 O 2 (g) @@@@# 2 H 2 O () DH 5 2571,6 kJ
^ reagem ^ produzindo ^ ^
2 mol 1 mol
2 mol e liberando 571,6 kJ
com
Multiplicando a
equação por 2
Dividindo a
equação por 2
4 H 2 (g) 1 2 O 2 (g) @@@@# 4 H 2 O () DH 5 21.143,2 kJ
^ reagem ^ produzindo ^ ^
4 mol
2 mol
4 mol e liberando 1.143,2 kJ
com
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) @@@@# 1 H 2 O () DH 5 2285,8 kJ
^ reage ^ ^ ^
1 mol
1__ produzindo
mol
1 mol e liberando 285,8 kJ
com 2
O valor do DH depende do estado físico dos participantes, da pressão e da temperatura, e
também da variedade alotrópica, quando for o caso. Isso é discutido a seguir.
O estado físico de todos os participantes
A mudança no estado físico de um ou mais participantes da reação pode alterar o valor de
DH, como se pode perceber nos seguintes exemplos:
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O (s) DH 5 2291,8 kJ
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O () DH 5 2285,8 kJ
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O (v) DH 5 2241,8 kJ
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
Reagentes e produtos
quimicamente iguais
Diferentes
estados físicos
Valores diferentes
de DH
247

Podemos explicar essas diferenças considerando o fato de que estados físicos diferentes de
uma mesma substância apresentam entalpias diferentes.
Fornecimento de
energia (calor)
Fornecimento de
energia (calor)
H (s)
(menor energia)
H ()
H (v)
(maior energia)
Aumenta a agitação térmica
Aumenta a entalpia
Graficamente, podemos representar as três equações dessa forma:
H
1 H 1
2 (g) — O
2 2 (g)
H r
H v
H
H s
H 241,8 kJ
H 285,8 kJ
H 291,8 kJ
H
H 2 O (v)
Maior energia (entalpia)
H 2 O ()
H 2 O (s)
Menor energia (entalpia)
Uma moringa de cerâmica contendo água tem a sua parede fria porque a água, ao
passar de líquido para vapor, absorve calor do meio (parede), tornando-a mais fria.
1
1 H 2 (g) — O 2 (g)
2
A sauna a vapor
A mudança de estado
físico de uma
substância altera seu
conteúdo energético
(ental pia), acarretando
uma alteração no
DH do processo do
qual essa substância
participa.
Quando 1 mol de H 2 O (v) se transforma em 1 mol de H 2 O () (condensação), o processo libera para
o meio ambiente aproximadamente 44 kJ. O calor liberado na condensação do vapor de água é, em
parte, responsável pelo aquecimento da superfície da nossa pele dentro de uma sauna a vapor (sauna
úmida).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade F • Termoquímica
H 241,8 kJ
1 H 2 O (v)
H 285,8 kJ
1 H 2 O ()
1 H 2 O (v) # 1 H 2 O ()
H 44 kJ
248

A temperatura e a pressão em que a reação ou
mudança de fase é realizada
Mudanças de temperatura influenciam o grau de agitação das moléculas, ou seja, seu conteú
do de energia (entalpia). Assim, ao variarmos a temperatura em que uma reação é executada,
variamos a entalpia dos participantes. Geralmente essas mudanças nas entalpias não são iguais
para reagentes e produtos, o que provoca uma mudança no DH de reação. Portanto, o DH depende
da temperatura.
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O (v) 1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O (v)
DH (25 °C) 5 2241,8 kJ
DH (100 °C) 5 2242,6 kJ
H
1
1 H 2 (g) — O 2 (g)
2
1
1 H 2 (g) — O
2
2 (g)
H (25 °C) 241,8 kJ
H (100 °C) 242,6 kJ
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1 H 2 O (v)
1 H 2 O (v)
Quando em uma equação termoquímica não aparece a temperatura em que a reação
ocorre, subentende-se 25 °C.
Especificação da variedade alotrópica, quando for o caso
Alotropia é o fenômeno em que um mesmo
elemento químico forma substâncias simples
diferentes.
Elemento
Carbono
Oxigênio
Enxofre
Fósforo
Alótropos
Grafite (gr)
Diamante (d)
Oxigênio (O 2 )
Ozônio (O 3 )
Rômbico (r)
Monoclínico (m)
Vermelho (v)
Branco (b)
Alta pressão e alta temperatura transformam
grafite escuro em diamante reluzente
O elemento carbono existe em várias formas
alotrópicas, duas das quais são grafite e diamante.
À temperatura ambiente e 1 atm de pressão, a grafite
é a forma mais estável do elemento e, portanto,
não é de surpreender que seja essa a sua forma
mais abundante e barata.
Diamantes são relativamente raros e caros e,
por causa disso, um processo que converta grafite
em diamante pode ser muito lucrativo. […]
Em 1955 a General Electric desenvolveu um
processo para fazer diamantes comerciais [isto
é, que servem para aplicações como esmeris para
cortar vidro e brocas perfuratrizes] a temperaturas
da ordem de 2.000 a 3.000 K e sob pressões próximas
de 125.000 atm. Hoje, mais de 40% dos diamantes
comerciais são sintéticos.
Diamantes com qualidade de pedra preciosa [que
são bem maiores e mais puros que os diamantes
comerciais] podem ser feitos também pelo processo
da GE, mas o custo é proibitivamente alto.
Fonte: D. L. Reger; S. R. Goode; E. E. Mercer. Chemistry:
principles & practice. 2. ed. Orlando: Saunders College
Publishing, 1997, p. 442. (Tradução dos autores.)
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
249

O texto da página anterior mostra que é possível, experimentalmente, transformar uma variedade
alotrópica de um elemento em outra mediante o fornecimento de energia.
Fornecimento de
@@@@@@@@∫
energia
Grafite (menor energia)
Diamante (maior energia)
H C (gr) , H C (d)
A estabilidade de um sistema está associada ao seu conteúdo de energia (H). Quanto menor for a H de um
sistema, mais estável ele será.
Analisando dados obtidos experimentalmente em calorímetros:
C (gr) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 5 2393,5 kJ
C (d) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 5 2395,4 kJ
Formas alotrópicas
diferentes
ou, representando graficamente:
H
H C (d) H O2 (g)
H C (gr) H O2 (g)
Química e fisicamente
iguais
C (d) O 2 (g)
C (gr) O 2 (g)
Reagentes
Valores diferentes
de DH
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H 395,4 kJ
H 393,5 kJ
Unidade F • Termoquímica
Interpretando o gráfico:
H CO2 (g)
CO 2 (g)
Produto
“Se a queima de 1 mol de C (d) libera mais energia do que a queima de 1 mol de C (gr), conclui-
-se que o C (d) é mais energético (menos estável) que o C (gr) (mais estável).”
A mudança na forma alotró pica acarreta uma variação na entalpia da substância,
alterando assim o DH do processo.
250

Diamantes sintéticos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Um processo para recobrir certas superfícies com diamante implica a exposição do objeto a uma
mistura de gás metano, CH 4 , e hidrogênio, H 2 , submetidos a uma intensa
radiação de micro-ondas. Por meio de condições apropriadas
o metano se decompõe, depositando no objeto a
ser recoberto uma fina película de diamante. O H 2 se
dissocia em hidrogênio atômico e impede a formação
de grafite. O hidrogênio atômico reage com mais rapidez
com a grafite do que com o diamante e elimina a grafite
da película que vai se formando. Sendo esse um processo
barato e não muito sofisticado, veremos dentro de poucos
anos sua difusão comercial e suas aplicações.
Tais aplicações consistem em dar a dureza e durabilidade
do diamante a uma variedade de materiais, como, por exemplo,
vidro, papel, plásticos, metais e dispositivos semicondutores.
Imagine um vidro que não pode ser riscado; ferramentas
de corte que nunca precisam ser afiadas. Devido ao fato de o
diamante ser um bom condutor de calor, permite aos chips de
silício, recobertos de diamante, serem mais compactos e, por
conseguinte, mais rápidos. O diamante, por ser compatível
com tecidos biológicos, pode ser utilizado também para recobrir
biossensores e materiais utilizados em próteses.
Estabilidade das variedades alotrópicas do enxofre, do fósforo e do oxigênio:
S (r) O 2 (g) # SO 2 (g) H 296,8 kJ
S (m) O 2 (g) # SO 2 (g) H 297,1 kJ
P (v)
5__
C 2 2 (g) # PC 5 (g) H 357,3 kJ
P (b)
5__
2
C 2 (g) # PC 5 (g) H 374,9 kJ
O 3 (g) #
ou, representando graficamente:
3__
2
O 2 (g) H 142,7 kJ
H
S (m) O 2 (g)
S (r) O 2 (g)
H 297,1 kJ
H 296,8 kJ
SO 2 (g)
5
P (b) — C
2
2 (g)
5
P (v) — C
2
2 (g)
H 374,9 kJ
H 357,3 kJ
PC 5 (g)
3
— O
2
2 (g)
O 3 (g)
H 142,7 kJ
Capítulo 20 • Entalpia e variação de entalpia
S (r) é mais estável P (v) é mais estável O 2 (g) é mais estável
251

exercícios essenciais
Unidade F • Termoquímica
19 (Uema) Estudando o calor nas reações químicas,
entalpia (H), variação de entalpia (DH), estado físico
e estado alotrópico, assinale a única proposição
falsa dentre as alternativas abaixo:
a) Denomina-se calor da reação o calor perdido ou
absorvido pela reação.
b) Entalpia (H) é o conteúdo global de calor do
sistema.
c) A passagem líquido # vapor para qualquer
substância absorve calor.
d) Quando um elemento químico apresentar
várias formas alotrópicas, pode-se prever
que as mesmas influirão no calor de reação
dos processos em que participar o referido
elemento.
e) O estado físico dos reagentes e produtos não
influi no valor de DH.
20 (Osec-SP) Qual dos diagramas de energia a seguir
está correto?
a) d)
HH
HH
HHCOCO 2 (g) 2 (g)
H CO CO 2 (g) 2 (g)
CO 2 (g) H H 00
C C (gr) (gr) O
H H 2 (g) 0
2 (g)
0
HH 2 (g) H 0
2 O (g)
H 0
C C (gr) (gr) OH O 2 (g) 0
2 (g)
HH 2 O 2 O (g)
H 0
(g)
HH
C (gr) O HH
2 (g)
b) e)
H 2 O (g)
HH
C C (gr) (gr)
HH
HH 2 O 2 (g) (g)
H C C (gr) (gr)
H HH 2 O 2 O (g) (g)
C (gr) H H 00
H 2 O (g) H H 00
C (d)
H H 0
C (d)
0
C C (d)
H 0
(d)
HH
C (d)
HH
HH 2 O 2 () ()
c)
H HH 2 O 2 O () ()
H 2 O () H H 00
11
HH 2 (g) 2 (g) + + — H OH 2 2 (g) 0
2 2
(g) 0
1
H
1
H 2 (g) 2 (g) + + — H OO 2 2 (g)
2 2 (g) 0
1
H 2 (g) + — O
2 2 (g)
HH
HH 2 O 2 () ()
H
HH 2 O 2 O () ()
H 2 O () H H 00
HH 2 () H 0
2 O ()
H 0
HH 2 O 2 O ()
H 0
()
H 2 O ()
21 Analise o seguinte diagrama de entalpia, que envolve
a combustão (queima) da grafite e do diamante
e responda:
a) Qual das variedades alotrópicas do carbono —
grafite ou diamante — libera mais calor na sua
combustão?
b) Qual dessas duas variedades tem maior entalpia?
Entalpia
H = –395,4 kJ
H (cal)
0
20
40
60
80
100
120
H = –393,5 kJ
S (m)
S (r)
C (diam.) O 2 (g)
C (graf.) O 2 (g)
CO 2 (g)
22 Para a reação S (r) # S (m), o valor da variação de
ental pia (em calorias), calculando-se com base no
gráfico, é:
a) 2200 c) 2100 e) 250
b) 1200 d) 1100
23 Os seguintes valores de DH referem-se às três
reações equacionadas a seguir, realizadas sob as
mesmas condições experimentais.
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (s) DH 5 2291,8 kJ/mol
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O () DH 5 2285,8 kJ/mol
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (g) DH 5 2241,8 kJ/mol
a) Qual é o fator responsável pela diferença observada
nos valores de DH?
b) Represente, em um mesmo diagrama, os reagentes
e produtos dessas reações.
24 Dadas as seguintes equações representativas de reações
químicas, realizadas à mesma temperatura
H 2 (g) 1 Br 2 () # 2 HBr (g) 1 72 kJ
H 2 (g) 1 Br 2 (g) # 2 HBr (g) 1 x kJ
Pode-se dizer que:
a) x 5 72 kJ.
b) x . 72 kJ.
c) a primeira reação é endotérmica.
d) o valor da variação da entalpia da primeira
reação é 72,0 kJ.
e) x , 72 kJ.
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Exercícios adicionais

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UNIDADE F21
Capítulo
O A Lei conhecimento de Hess, utilizada das juntamente
propriedades com valores tabelados ácidos de e
das entalpias-padrão bases é importante, de combustão pois ou
são de entalpias-padrão substâncias presentes de formação,
em permite nosso calcular cotidiano. o DH de reações
cuja realização seja difícil ou
impraticável.
21.1 Substâncias orgânicas
versus substâncias
inorgânicas
21.1 A Lei de Hess
Na A Lei química de Hess as permite substâncias que trabalhemos
são
classificadas
com equações termoquímicas de modo
como similar orgânicas a equações ou matemáticas.
inorgânicas.
21.2 Estado-padrão e variação
21.2 Conceituação de ácidos
de entalpia-padrão
e bases
A variação de entalpia-padrão (DH°)
Podemos definir ácidos e bases a
de uma reação é o DH dessa reação,
partir
quando reagentes e produtos estão no
estado-padrão.
de algumas observações
experimentais.
21.3 Entalpia-padrão de combustão
A entalpia-padrão de combustão de
uma substância é o DH° da reação de
combustão dessa substância.
21.4 Entalpia-padrão de formação
A entalpia-padrão de formação de
uma substância é o DH° da reação
de formação dessa substância
exclusivamente a partir de substâncias
simples, todas no estado físico e na
variedade alotrópica mais estáveis no
estado-padrão.
Lei de Hess e entalpias-
-padrão de combustão
e de formação
G
randes quantidades de energia são liberadas
na combustão de material orgânico como
carvão, madeira e óleo combustível. Essa energia
é suficiente para movimentar máquinas industriais,
automóveis e locomotivas, por exemplo.

Seção 21.1
A Lei de Hess
❱❱ Objetivos
C CUtilizar a Lei de Hess
para calcular o DH de
uma reação.
C CRepresentar em um
diagrama de entalpia
a utilização da Lei de
Hess para um cálculo
de DH.
❱❱ Termos e conceitos
• Lei de Hess
Conhecer os valores de DH para determinadas reações permite fazer
uma série de previsões importantes. Podem-se comparar combustíveis
quanto à energia que fornecem por unidade de massa ou volume, podem-se
realizar previsões sobre quanto se deve fornecer de energia para que certos
processos ocorram ou sobre a necessidade de manter certos sistemas
refrigerados durante reações exotérmicas para que o calor liberado não
cause acidentes.
Embora o conhecimento de valores de DH seja importante, há reações difíceis
de realizar na prática. Há vários motivos para essa dificuldade; algumas
são explosivas, outras muito lentas e há também aquelas que apresentam
rendimento muito baixo ou que formam outros produtos além dos desejados
(isto é, outras reações, indesejáveis, ocorrem simultaneamente).
Veremos, a seguir, que a Lei de Hess permite fazer uma previsão do DH
de uma reação sem realizá-la, desde que se disponha de alguns outros
valores adequados de DH.
Novamente, uma analogia com o saldo bancário
Num mesmo dia, duas operações financeiras foram realizadas em
uma conta bancária. Uma delas foi o uso do cartão de débito para uma
compra no valor de 80 unidades monetárias e a outra foi o depósito
de 60 unidades monetárias. (O nome da unidade monetária vigente é
irrelevante para a presente discussão!)
Após as operações, qual será a variação total do saldo da conta?
A primeira operação é exomonetária e a ela podemos atribuir um DS| 1 ,
variação de saldo, de 280 unidades monetárias. A segunda é endomonetária
e apresenta um DS| 2 de 160 unidades monetárias.
Somando as variações, obtemos a variação monetária total:
DS| total 5 DS| 1 1 DS| 2 5 280 1 60 5 220 unidades monetárias
O gráfico abaixo ilustra a movimentação financeira e o cálculo
em questão.
Saldo
$ 1 80
$ 2 60
Saldo inicial
$ total 20
Saldo final
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Unidade F • Termoquímica
254
O cálculo envolvendo a conta bancária, mostrado acima, ajudará a
entender a Lei de Hess.
Considere a reação de combustão do carbono grafite formando monóxido
de carbono:
C (graf.) 1
1__
2 O 2 (g) # CO (g) DH 5 ?
Essa reação é muito difícil de realizar na prática; uma parte do carbono
pode queimar até formar dióxido de carbono (CO 2 ) e uma outra parte pode
permanecer sem queimar. Por isso, é bastante difícil medir o DH dessa
reação.

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Contudo, a combustão do carbono grafite formando dióxido de carbono e a combustão do
monóxido de carbono, também formando dióxido de carbono, são reações relativamente fáceis
de realizar e cujo DH pode ser determinado com relativa facilidade. Veja esses valores:
C (graf.) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 5 2393,5 kJ/mol
CO (g) 1
1__
2 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 5 2283,0 kJ/mol
Pelo que vimos anteriormente ao comparar o DH de solidificação com o de fusão, quando invertemos
uma equação química ocorre uma mudança no sinal de seu DH. Isso significa que o inverso
de um processo endotérmico é um processo exotérmico, e vice-versa. Assim, se invertermos a
segunda das equações acima, seu DH muda de sinal, passando a ser 1283,0 kJ/mol.
CO 2 (g) # CO (g) 1
1__
2 O 2 (g) DH 5 1283,0 kJ/mol
Agora vamos somar a equação de combustão completa da grafite formando CO 2 com essa
última equação.
C (graf.) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 1 5 2393,5 kJ/mol
CO 2 (g) # CO (g) 1
1__
2 O 2 (g) DH 2 5 1283,0 kJ/mol
C (graf.) 1
1__
2 O 2 (g) # CO (g) DH total 5 ?
O processo global resultante dessa soma é justamente
aquele cujo DH desejamos calcular. O gráfico
Entalpia
ao lado ilustra que o DH total desse processo pode ser
obtido por meio da soma de DH 1 e DH 2 .
DH total 5 DH 1 1 DH 2 5 2393,5 kJ/mol 1 283,0 kJ/mol
DH total 5 2110,5 kJ/mol
Perceba a semelhança com a situação descrita
para a movimentação da conta bancária.
A Lei de Hess, enunciada em 1840 pelo cientista
(suíço de nascimento e que viveu na Rússia) Germain
Henri Hess (1802-1850), trata exatamente de situações
como a do exemplo apresentado. Ela pode ser
assim enunciada:
A variação de entalpia de uma reação é igual
à soma das variações de entalpia das etapas
em que essa reação pode ser desmembrada,
mesmo que esse desmembramento seja apenas
teórico.
Em palavras mais simples, a Lei de Hess permite
que trabalhemos com equações termoquímicas como
se fossem equações matemáticas. Ao somarmos
equações, o DH da reação resultante dessa soma será
igual à soma dos DHs das etapas somadas.
Entalpia
H 1 393,5 kJ
H 1
H 2
H 2 283,0 kJ
H 3
C (graf.) O 2 (g)
H total 110,5 kJ
1
CO (g) — O 2 (g)
2
CO 2 (g)
H total = H 1 + H 2 + H 3
Produtos da
reação global
Reagentes da
reação global
Nesse exemplo genérico, o DH da
reação global é igual à soma dos valores
de DH para as etapas de 1 a 3.
Por vezes, ao relacionar equações para serem somadas a fim de obter uma determinada
equação global de interesse, devemos inverter reagentes com produtos. Ao fazer isso,
devemos trocar o sinal de DH dessa etapa.
Além disso, às vezes é conveniente multiplicar uma equação inteira por certo número.
Isso pode ser feito, desde que lembremos de também multiplicar o DH por esse mesmo
número.
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
255

A reação exotérmica de autodefesa do besouro-bombardeiro
Um mecanismo de defesa interessante utilizado pelos chamados “besouros-bombardeiros” é
um jato de material quente e repelente contra seus predadores. Eles possuem um par de glândulas
que se abrem ao exterior no final do abdômen. Cada glândula consta basicamente de dois compartimentos.
Um deles contém uma solução aquosa de hidroquinona e peróxido de hidrogênio.
O outro contém uma mistura de enzimas. Ao ser atacado, o animal segrega um pouco da solução
do primeiro compartimento no segundo. As enzimas atuam acelerando a reação exotérmica entre
a hidroquinona e o peróxido de hidrogênio:
C 6 H 6 O 2 (aq) 1 H 2 O 2 (aq) # C 6 H 4 O 2 (aq) 1 2 H 2 O (,) DH° 5 2204 kJ/mol
Hidroquinona
Quinona
O calor liberado é suficiente para elevar a temperatura da mistura até o ponto de ebulição. Girando
a extremidade do abdômen, o inseto dirige o material, na forma de um jato, na direção do
preda dor. Além do efeito térmico, a quinona atua como repelente de insetos e animais. Um besouro-
-bombardeiro possui carga suficiente em seu corpo para produzir de 20 a 30 descargas em rápida
sucessão.
A
D
B
E
C
O besouro-bombardeiro
espanta os agressores
lançando um jato de
material quente e
repelente produzido por
glândulas localizadas em
seu abdômen.
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ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade F • Termoquímica
256
1 Considere os seguintes processos hipotéticos:
A # B DH 1 5 125 kJ
B # C
DH 2 5 135 kJ
Elabore um diagrama de entalpia no qual apareçam
A, B e C e indique nele os valores de DH 1
e DH 2 .
Nesse mesmo diagrama, indique o valor de DH total
para a seguinte reação:
A # C DH total 5 ?
2 Considere os seguintes processos hipotéticos:
X # Y
DH 3 5 220 kJ
Y # Z
DH 4 5 240 kJ
Elabore um diagrama de entalpia no qual apareçam
X, Y e Z e indique nele os valores de DH 3 e
DH 4 . Nesse mesmo diagrama, indique o valor de
DH total para a seguinte reação:
X # Z DH total 5 ?
3 Considere os seguintes processos hipotéticos:
S # T DH 5 5 160 kJ
T # U DH 6 5 230 kJ
Elabore um diagrama de entalpia no qual apareçam
S, T e U e indique nele os valores de DH 5 e DH 6 .
Nesse mesmo diagrama, indique o valor de DH total
para a seguinte reação:
S # U DH total 5 ?

ExErcício rEsolvido
4 Utilize os seguintes valores de DH:
H 2 (g) 1 F 2 (g) # 2 HF (g) DH 5 2546 kJ/mol
C (graf.) 1 2 F 2 (g) # CF 4 (g) DH 5 2680 kJ/mol
2 C (graf.) 1 2 H 2 (g) # C 2 H 4 (g) DH 5 152 kJ/mol
para determinar a variação de entalpia do processo:
C 2 H 4 (g) 1 6 F 2 (g) # 2 CF 4 (g) 1 4 HF (g) DH 5 ?
a) Calcule o DH da reação equacionada a seguir, em
que enxofre rômbico se transforma em enxofre
monoclínico:
S (rômbico) # S (monoclínico)
b) Com base nesses dados, elabore um diagrama
de entalpia no qual sejam mostrados e comparados
os valores de DH de ambos os processos
de combustão e também da reação do item a.
ExErcício rEsolvido
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Resolução:
A Lei de Hess permite somarmos equações termoquímicas.
O ponto central dessa resolução é
decidir o que fazer com as equações fornecidas.
E é a equação cujo DH desejamos calcular (vamos
chamar de equação-problema) que nos presta as
informações necessárias para a decisão.
Na equação-problema, o HF aparece como produto
e com coeficiente 4. Nas equações fornecidas,
o HF aparece apenas na primeira, como produto
e com coeficiente 2. Portanto, vamos multiplicar
essa equação por 2 (multiplicamos tanto a equação
quanto o DH).
Na equação-problema, o CF 4 aparece como produto
e com coeficiente 2. Por isso, vamos também
multiplicar a segunda das equações fornecidas
por 2.
E, na equação-problema, o C 2 H 4 consta como reagente
e com coeficiente 1. Assim, vamos inverter
a terceira das equações dadas, tomando o cuidado
de multiplicar o DH por 21, ou seja, trocar seu
sinal. Assim, temos:
2 H 2 (g) 1 2 F 2 (g) # 4 HF (g) DH 1 5 21.092 kJ/mol
2 C (graf.) 1 4 F 2 (g) # 2 CF 4 (g) DH 2 5 21.360 kJ/mol
C 2 H 4 (g) # 2 C (graf.) 1 2 H 2 (g)
5 Tanto o enxofre rômbico quanto o monoclínico
sofrem combustão formando dióxido de enxofre
gasoso. Os valores de DH são os seguintes:
Enxofre
rômbico
DH 3 5 252 kJ/mol
C 2 H 4 (g) 1 6 F 2 (g) # 2 CF 4 (g) 1 4 HF (g) DH 5 ?
DH 5 DH 1 1 DH 2 1 DH 3 V DH 5 22.504 kJ/mol
Enxofre
monoclínico.
S (rômbico) 1 O 2 (g) # SO 2 (g) DH 5 2296,8 kJ
S (monoclínico) 1 O 2 (g) # SO 2 (g) DH 5 2297,1 kJ
6 (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes equações
termoquímicas (25 °C, 1 atm):
I. C (grafite) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
DH 1 5 2393,5 kJ/mol
II. C (diamante) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
DH 2 5 2395,4 kJ/mol
Com base nessas equações, todas as afirmativas
estão corretas, EXCETO:
a) A formação do CO 2 (g) é um processo exotérmico.
b) A equação II libera maior quantidade de energia,
pois o carbono diamante é mais estável que o
carbono grafite.
c) A combustão do carbono é um processo exotérmico.
d) A variação de entalpia necessária para converter
1,0 mol de grafite em diamante é igual
a 11,9 kJ.
e) A reação de transformação de grafite em diamante
é endotérmica.
Resolução
Vamos comentar as alternativas:
A alternativa a está correta, pois a formação do
CO 2 (g) é representada pela equação I, que apresenta
DH , 0.
A alternativa b está incorreta. A maior liberação
de calor em II é consequência de o carbono diamante
ser energeticamente menos estável que o
carbono grafite.
H
–395,4 kJ –393,5 kJ
C (diamante) + O 2 (g)
C (grafite) + O 2 (g)
CO 2 (g)
A alternativa c está correta. A combustão do carbono,
nas formas grafite e diamante, está representada
respectivamente nas equações I e II e ambas
apresentam DH , 0.
A alternativa d está correta. O valor de DH para a
conversão de 1 mol de grafite em diamante pode
ser determinada pela Lei de Hess, seja diretamente
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
257

no gráfico ou operando com as equações termoquímicas:
H
a partir dos seguintes valores de DH:
N 2 (g) 1 2 H 2 (g) # N 2 H 4 (,) DH 5 151 kJ/mol
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g) DH 5 292 kJ/mol
+1,9 kJ
+395,4 kJ –393,5 kJ
C (diamante) + O 2 (g)
C (grafite) + O 2 (g)
CO 2 (g)
11 Utilize as seguintes informações:
4 HC, (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,) 1 2 C, 2 (g)
DH 5 2148 kJ/mol
1__
2 H 2 (g) 1
1__
2 F 2 (g) # HF (g) DH 5 2273 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH 5 2286 kJ/mol
para estimar o DH da seguinte reação:
2 HC, (g) 1 F 2 (g) # 2 HF (g) 1 C, 2 (g) DH 5 ?
Unidade F • Termoquímica
258
C (grafite) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 1 5 2393,5 kJ
CO 2 (g) # C (diamante) 1 O 2 (g)
DH 2 5 1395,4 kJ
C (grafite) # C (diamante) DH 5 DH 1 1 DH 2
DH 5 11,9 kJ
A alternativa e está correta, de acordo com o cálculo
acima, que resultou em DH 0.
Alternativa b.
7 Considerando os seguintes “calores de reação”:
N 2 (g) 1 2 O 2 (g) # 2 NO 2 (g) DH 5 166 kJ/mol
2 NO (g) 1 O 2 (g) # 2 NO 2 (g) DH 5 2113 kJ/mol
calcule o “calor de reação” para o processo:
N 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 NO (g) DH 5 ?
8 Calcule o DH da reação:
P 4 (s) 1 10 C, 2 (g) # 4 PC, 5 (s) DH 5 ?
utilizando os seguintes dados:
P 4 (s) 1 6 C, 2 (g) # 4 PC, 3 (,) DH 5 21.279 kJ/mol
PC, 3 (,) 1 C, 2 (g) # PC, 5 (s) DH 5 2124 kJ/mol
9 (Cefet-PR) Considere a seguinte equação:
2 C (graf) 1 3 H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # C 2 H 6 O (,)
Com base na lei de Hess, e utilizando as equações
a seguir, calcule o DH da reação e assinale a alternativa
que apresenta a resposta correta.
C (graf) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH 5 2394 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH 5 2286 kJ/mol
C 2 H 6 O (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
a) 1278 kJ/mol.
b) 12.048 kJ/mol.
c) 2278 kJ/mol.
d) 22.048 kJ/mol.
e) 2556 kJ/mol.
DH 5 21.368 kJ/mol
10 Determine a variação de entalpia da seguinte
reação:
N 2 H 4 (,) 1 H 2 (g) # 2 NH 3 (g) DH 5 ?
12 Para se defender dos inimigos, o besouro-bombardeiro
consegue liberar, quando atacado, hidroquinona
(C 6 H 6 O 2 ) e peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ). Essas duas
substâncias reagem, de acordo com a equação a
seguir, formando um jato quente que espanta o
agressor:
C 6 H 6 O 2 (aq) 1 H 2 O 2 (aq) # C 6 H 4 O 2 (aq) 1 2 H 2 O (,)
Calcule a variação de entalpia dessa reação, utilizando
os dados a seguir:
C 6 H 6 O 2 (aq) # C 6 H 4 O 2 (aq) 1 H 2 (g)
DH 5 1177 kJ/mol
H 2 O 2 (aq) # H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g)
DH 5 295 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,)
DH 5 2286 kJ/mol
13 (Vunesp) Silício elementar, na forma sólida, pode
ser obtido pela reação entre dióxido de silício pulverizado
e magnésio metálico.
a) Escreva a equação balanceada da reação, indicando
os estados de agregação de reagentes e
produtos.
b) Calcule a variação de entalpia deste processo
químico a partir das entalpias de reação dadas
a seguir:
Si (s) 1 O 2 (g) # SiO 2 (s)
DH 1 5 2910,9 kJ/mol
Mg (s) 1
1__
2 O 2 (g) # MgO (s)
DH 2 5 2601,8 kJ/mol
14 (UFMS) Calcule a variação de entalpia, DH, em
kcal/mol, da reação:
CO 2 (g) # C (grafite sólido) 1 O 2 (g),
nas condições ambientes (25 °C e 1 atm), sabendo
que, nessas condições:
I. C 2 H 6 (g) 1
7__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
DH 5 2372,7 kcal/mol
II. 2 C (grafite sólido) 1 3 H 2 (g) # C 2 H 6 (g)
III. H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,)
DH 5 220,2 kcal/mol
DH 5 268,3 kcal/mol
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15 (UFRN) É possível sintetizar o metano (CH 4 ) gasoso a partir da reação do carbono (C) sólido com hidrogênio (H 2 ) gasoso.
Considere os valores de variação de entalpia, nas condições normais de temperatura e pressão expressos nas
seguintes equações:
C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) ∆H 5 2393,5 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) ∆H 5 2285,8 kJ/mol
CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) ∆H 5 2890,3 kJ/mol
A partir dos dados acima, o tipo de reação e a variação de entalpia para a síntese do metano podem ser representados
pelo gráfico:
a) H
b)
C (s) + 2H
H
c)
2 (g)
C (s) + 2H 2 (g)
H
d)
CH
H
4 (g)
CH 4 (g)
∆H = –74,8 kJ/mol
∆H = –211 kJ/mol
∆H = +74,8 kJ/mol
∆H = +211 kJ/mol
CH 4 (g)
CH 4 (g)
C (s) + 2H 2 (g)
C (s) + 2H 2 (g)
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Exercícios adicionais
Seção 21.2
❱❱ Objetivo
C CDefinir o que é o
estado-padrão usado
em Termoquímica.
❱❱ Termos e conceitos
• estado-padrão
(termoquímico)
• variação de entalpia-
-padrão (DH°)
Estado-padrão e variação
de entalpia-padrão
Ter à disposição uma lista de valores de DH para diferentes reações
é de grande valor para auxiliar os químicos a fazer previsões. Contudo,
quando empregamos informação tabelada é necessário conhecer em que
condições ela foi determinada experimentalmente para que saibamos, por
consequência, a que condições ela se aplica. Por esse motivo, os químicos
criaram o conceito de estado-padrão de uma substância.
O estado padrão de uma substância corresponde a essa substância,
em sua forma pura, na pressão de 100 kPa (5 1 bar) e numa temperatura
de interesse, que geralmente é escolhida como sendo 25 °C.
Quando um valor de DH se refere a reagentes e produtos no estado-
-padrão, esse valor é denominado variação de entalpia padrão e
simbolizado por DH°, em que o grau sobrescrito (°) indica que o dado
se refere ao estado-padrão.
Embora a temperatura não faça parte da definição de estado-padrão, é
comum utilizar o valor de 25 °C. Tão comum que, quando não é feita menção
a ela, subentende-se que seja de 25 °C*.
Até há alguns anos a definição de estado-padrão envolvia a pressão de
1 atm (101,3 kPa) em vez de 100 kPa. Por essa razão, muitos livros ainda
apresentam a definição da maneira antiga e trazem tabelas de DH° a 1 atm.
Como os valores de entalpia não variam significativamente com pequenas
variações de pressão, isso não traz inconvenientes práticos. Contudo, em
trabalhos técnicos de grande precisão, os cientistas levam em conta dados
referentes a 100 kPa.
Não se deve confundir a definição de estado-padrão (também conhecido como condições-
* -padrão) com as expressões “condições normais de temperatura e pressão” e “condições
ambientes”, muito usadas para designar circunstâncias de pressão e temperatura comuns
em laboratórios e em tabelas de dados. As “condições normais de temperatura e pressão”
são 0 °C e 1 atm e as “condições ambientes” são 25 °C e 1 atm.
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
259

Seção 21.3
Entalpia-padrão de combustão
❱❱ Objetivos
C CIdentificar e
interpretar uma
equação termoquímica
de combustão.
C CUtilizar entalpias-
-padrão de combustão
em cálculos
termoquímicos.
❱❱ Termos e conceitos
• entalpia-padrão de
combustão (DH° c )
1 Combustão e entalpia-padrão
de combustão (DH° c )
Combustão é a reação exotérmica de uma substância com o oxigênio,
realizada em condições tais que o próprio calor liberado é suficiente para
manter a reação em andamento até que pelo menos um dos reagentes
se esgote.
O DH° para a reação de combustão de uma substância, estando
reagentes e produtos no estado-padrão, é denominado entalpia
padrão de combustão (DH° c ) da substância. É expresso geralmente
em kJ/mol.
Alguns químicos chamam o DH° c de “calor de combustão”.
As reações de combustão são, de modo geral, fundamentais e, por isso, são
conhecidos e tabelados muitos valores de DH° para esse tipo de reação.
Tabela 2 Entalpias-padrão de combustão (DH° c ), a 25 °C
Substância DH° c (kJ/mol) Substância DH° c (kJ/mol)
H 2 (g) 2285,8 C 5 H 12 (,) (pentano) 23.509,0
C (graf.) 2393,5 C 6 H 6 (,) (benzeno) 23.267,6
CO (g) 2283,0 C 6 H 14 (,) (hexano) 24.163,2
CH 4 (g) (metano) 2890,8 C 7 H 16 (,) (heptano) 24.817,0
C 2 H 2 (g) (etino) 21.301,1 CH 2 O (,) (formaldeído) 2570,7
C 2 H 4 (g) (eteno) 21.411,2 CH 4 O (,) (metanol) 2726,1
C 2 H 6 (g) (etano) 21.560,7 C 2 H 6 O (,) (etanol) 21.366,8
C 3 H 8 (g) (propano) 22.219,2 C 3 H 6 O (,) (acetona) 21.789,0
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
C 4 H 10 (g) (butano) 22.877,6 C 4 H 10 O (,) (éter dietílico) 22.723,9
Fonte: D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton, CRC
Press, 2003.
Unidade F • Termoquímica
260
Veja, como exemplo, o valor de DH° c para o metano (CH 4 ):
CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) DH° c 5 2890,8 kJ/mol
(Em palavras: Quando 1 mol de metano gasoso sofre combustão, são liberados
890,8 kJ de energia, estando reagentes e produtos no estado-padrão.)
Veja outros exemplos de DH° c :
C 6 H 6 (,) 1
___ 15
2 O 2 (g) # 6 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) DH° c 5 23.267,6 kJ/mol
benzeno
C 2 H 2 (g) 1 5 __
2
O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) DH° c 5 21.301,1 kJ/mol
etino (acetileno)
CO (g) 1
__ 1 O 2 2 (g) # CO 2 (g) DH° c 5 2283,0 kJ/mol
monóxido de carbono

As reações de combustão
são exotérmicas. O calor de
combustão é uma maneira
de quantificar a energia
liberada nesses processos.
2 Utilidade das entalpias-padrão de combustão
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Como há grande quantidade de valores de DH° c tabelados, eles são muito usados, juntamente
com a Lei de Hess, para determinar o DH° de outras reações. Considere, por exemplo, que se deseja
determinar o DH° da reação de hidrogenação do eteno, que é assim equacionada:
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 5 ?
dispondo-se das seguintes entalpias-padrão de combustão:
C 2 H 4 (g) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) DH° c 5 21.411,2 kJ/mol
eteno
H 2 (g) 1
C 2 H 6 (g) 1
etano
Entalpia
H° 1 = –1.411,2 kJ
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° c 5 2285,8 kJ/mol
7__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) DH° c 5 21.560,7 kJ/mol
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas
três equações, tomando o cuidado de inverter a terceira:
C 2 H 4 (g) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) DH° 1 5 21.411,2 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° 2 5 2285,8 kJ/mol
2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) # C 2 H 6 (g) 1
7__
2 O 2 (g) DH° 3 5 11.560,7 kJ/mol
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 5 ?
Assim, obtém-se o valor desejado de DH°:
DH° 5 DH° 1 1 DH° 2 1 DH° 3 5 2136,3 kJ/mol
A figura abaixo ilustra graficamente a determinação que acabamos de fazer.
H° 2 = –285,8 kJ
H° 3 = +1.560,7 kJ
C 2 H 4 (g) + H 2 (g) + —
7
O 2 (g)
2
H° = –136,3 kJ
C 2 H 6 (g) + —
7
O 2 (g)
2
2 CO 2 (g) + 2 H 2 O () +
1
+ H 2 (g) + — O 2 (g)
2
2 CO 2 (g) + 3 H 2 O ()
Os valores de DH° c são úteis
para fazer um cálculo estimativo
do DH° de muitas reações. Além
disso, como veremos mais à frente,
permitem comparar combustíveis
e decidir qual é mais vantajoso por
massa, mol ou volume.
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
261

O aproveitamento energético da glicose
A comida que se ingere é degradada, sob a ação de um grupo de moléculas biológicas complexas
chamadas enzimas, por meio de uma série de passos. A maior parte da energia liberada é aproveitada
para o funcionamento e o crescimento do organismo.
Um aspecto interessante do aproveitamento energético da glicose pelo organismo (utilização da
glicose na respiração celular) é que a troca global de energia é a mesma que no processo de combustão.
A variação total de entalpia para a conversão de glicose, C 6 H 12 O 6 , em CO 2 e água é a mesma, seja ela
queimada no ar ou metabolizada no corpo humano.
C 6 H 12 O 6 (s) 1 6 O 2 (g) # 6 CO 2 (g) 1 6 H 2 O (,)
DH 5 22.808 kJ/mol
A diferença importante entre o aproveitamento energético da glicose pelo organismo e a sua combustão
é que a última não ocorre sob a ação de enzimas.
ExErcícIos EssENcIAIs
16 O metano (CH 4 ) — substância muito promissora como combustível — é
o principal constituinte do biogás, obtido na fermentação de restos de
comida em recipientes adequados, denominados biodigestores.
Solicitados a escrever a equação química cujo DH° corresponde à
entalpia-padrão de combustão do metano, cinco alunos apresentaram
as respostas a seguir. Escolha aquela que está correta e justifique.
a) C (graf.) 1 2 H 2 (g) # CH 4 (g)
b) C (graf.) 1 2 H 2 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,)
c) CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,)
d) CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) # CH 4 (g) 1 2 O 2 (g)
e) C (s) 1 4 H (g) # CH 4 (g)
17 Construa um diagrama de entalpia para representar a reação da questão anterior.
ExErcício rEsolvido
18 Um engenheiro químico está projetando um reator (recipiente em que ocorrem uma ou mais reações químicas) e,
para isso, precisa do DH° da reação de hidrogenação do etino (C 2 H 2 ), na qual ele se transforma em etano (C 2 H 6 ):
Unidade F • Termoquímica
C 2 H 2 (g) 1 2 H 2 (g) # C 2 H 6 (g)
etino ou acetileno
etano
Embora ele não tenha encontrado esse valor em tabelas, ele encontrou as seguintes entalpias-padrão de
combustão:
C 2 H 2 (g) 1
5__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) DH° c 5 21.301 kJ/mol
C 2 H 6 (g) 1
H 2 (g) 1
7__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) DH° c 5 21.561 kJ/mol
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° c 5 2286 kJ/mol
Como, de posse desses valores, o engenheiro pode calcular o DH° desejado? Explique e efetue o cálculo.
Resolução
O engenheiro pode calcular o DH° usando a Lei de Hess, somando as equações fornecidas, invertendo a segunda
e multiplicando a terceira por 2.
O cálculo é:
C 2 H 2 (g) 1
5__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) DH° 1 5 21.301 kJ
2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) # C 2 H 6 (g) 1
7__
2 O 2 (g) DH° 2 5 11.561 kJ
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,) DH° 3 5 2 ? (2286) kJ
C 2 H 2 (g) 1 2 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 5 DH° 1 1 DH° 2 1 DH° 3
DH° 5 2312 kJ
262

19 (UFSCar-SP) O cultivo de cana-de-açúcar faz parte
da nossa história, desde o Brasil Colônia. O açúcar
e o álcool são seus principais produtos. Com a crise
mundial do petróleo, o incentivo à fabricação de
carros a álcool surgiu, na década de 1970, com o
Proálcool. Esse Programa Nacional acabou sendo
extinto no final da década de 1990. Um dos pontos
altos nas discussões em Joanesburgo sobre desenvolvimento
sustentável foi o pacto entre Brasil
e Alemanha para investimento na produção de
carros a álcool.
DH° (kJ/mol)
C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) 2394
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) 2286
2 C (g) 1 3 H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # C 2 H 5 OH (,) 2278
b) A reação de combustão do etanol é endotérmica
ou exotérmica? Justifique.
20 O octano (C 8 H 18 ) é um dos muitos componentes da
gasolina. O gráfico ilustra os valores de entalpia de
combustão para o octano gasoso e para o octano
líquido.
Explique como é possível determinar o valor do DH°
da vaporização do octano a partir desses dados.
Entalpia
C 8 H 18 (g)
25
2
O 2 (g)
a) Escreva a equação de combustão de etanol,
devidamente balanceada. Calcule a calor de
combustão de 1 mol de etanol, a partir das seguintes
equações:
H° c 5.512,0 kJ
H° c 5.470,5 kJ
C 8 H 18 ()
25
2
O 2 (g)
8 CO 2 (g) 9 H 2 O ()
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Exercícios adicionais
Seção 21.4
❱❱ Objetivos
C CIdentificar e
interpretar um equação
termoquímica de
formação.
C CReconhecer casos
relevantes em que a
entalpia-padrão de
formação é nula.
C CUtilizar entalpias-
-padrão de formação
em cálculos
termoquímicos.
❱❱ Termos e conceitos
• entalpia-padrão de
formação (DH° f )
Entalpia-padrão de formação
1 Formação e entalpia-padrão
de formação (DH° f )
Vamos considerar como uma reação de formação de uma substância
a reação em que ela é produzida exclusivamente a partir de reagentes que
sejam substâncias simples.
Exemplos:
Formação de 1,0 mol de H 2 O (,)
1 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # 1 H 2 O (,) DH 5 2285,8 kJ
Formação de 1,0 mol de CO 2 (g)
1 C (graf.) 1 1 O 2 (g) # 1 CO 2 (g) DH 5 2393,5 kJ
Para maior clareza, vamos analisar a reação assim equacionada:
2 C (graf.) 1 3 H 2 (g) 1
__ 1 O 2 2 (g) # C 2 H 6 O (,)
Nela, o álcool etílico (álcool comum, C 2 H 6 O ou C 2 H 5 OH) está sendo formado
a partir do carbono grafite, do gás hidrogênio e do gás oxigênio.
Os reagentes são todos substâncias simples. Assim sendo, a equação
acima representa a reação de formação do álcool etílico.
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
263

Sabendo o que é uma reação de formação, podemos conceituar:
O DH° para a reação de formação de uma substância exclusivamente a partir de
reagentes que sejam substâncias simples — todas no estado-padrão, no estado físico e
na variedade alotrópica mais estáveis* — é denominado entalpia-padrão de formação
(DH° f ) da substância. É expresso geralmente em kJ/mol.
Alguns autores chamam o DH° f de “calor de formação”.
Unidade F • Termoquímica
Tabela 3 Entalpias-padrão de formação (DH° f ), a 25 °C
Substância DH° f (kJ/mol) Substância DH° f (kJ/mol) Substância DH° f (kJ/mol)
H 2 (g) 0,0 C 5 H 12 (,) (pentano) 2173,5 N 2 O 4 (g) 111,1
H 2 O (,) 2285,8 C 6 H 6 (,) (benzeno) 149,1 N 2 O 5 (g) 113,3
H 2 O 2 (,) 2187,8 C 6 H 14 (,) (hexano) 2198,7 O 2 (g) 0,0
H 2 S (g) 220,6 CH 2 O (,) (formaldeído) 2108,6 O 3 (g) 1142,7
C (grafite) 0,0 CH 4 O (,) (metanol) 2239,2 A, (s) 0,0
C (diamante) 11,9 C 2 H 6 O (,) (etanol) 2277,6 A, 2 O 3 (s) 21.675,7
CO (g) 2110,5 C 3 H 6 O (,) (acetona) 2248,4 S (rômbico) 0,0
CO 2 (g) 2393,5 C 4 H 10 O (,) (éter dietílico) 2279,5 S (monoclínico) 10,3
CH 4 (g) (metano) 274,4 N 2 (g) 0,0 SO 2 (g) 2296,8
C 2 H 2 (g) (etino) 1227,4 NH 3 (g) 245,9 SO 3 (g) 2395,7
C 2 H 4 (g) (eteno) 152,4 NO 2 (g) 133,2 Fe (s) 0,0
C 2 H 6 (g) (etano) 284,0 NO (g) 191,3 FeO (s) 2272,0
C 3 H 8 (g) (propano) 2103,8 N 2 O (g) 181,6 Fe 2 O 3 (s) 2824,2
C 4 H 10 (g) (butano) 2125,7 N 2 O 3 (g) 186,6 Fe 3 O 4 (s) 21.118,4
Fonte: D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton, CRC Press, 2003.
Voltemos ao exemplo do álcool etílico. Na reação, os reagentes, que são todos substâncias
simples, apresentam-se no estado físico mais estável no estado-padrão: o carbono é sólido,
o hidrogênio e o oxigênio são gases. O reagente que apresenta variedades alotrópicas, que é
o carbono, participa da reação na mais estável delas, a grafite. Assim sendo, o DH da reação
equacionada na página anterior é a entalpia-padrão de formação do álcool etílico.
2 C (graf.) 1 3 H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # C 2 H 6 O (,) DH° f 52277,6 kJ/mol
(Em palavras: Quando 1 mol de álcool etílico líquido é formado a partir do carbono grafite, do
gás hidrogênio e do gás oxigênio, ocorre a liberação de 277,6 kJ, ou seja, a entalpia-padrão de
formação do álcool etílico é 2277,6 kJ/mol.)
Veja outros exemplos de DH° f :
1__
2 N 2 (g) 1
3__
H 2 2 (g) # NH 3 (g) DH° f 5245,9 kJ/mol
amônia
Fe (s) 1
1__
2 O 2 (g) # FeO (s) DH° f 52272,0 kJ/mol
óxido de ferro (II)
2 A entalpia-padrão de formação de algumas substâncias é nula!
Uma consequência da definição de entalpia-padrão de formação é que o DH° f é nulo para
as substâncias simples, desde que estejam no estado-padrão, no estado físico e na
variedade alotrópica mais estáveis.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
264
Para o elemento carbono, a variedade mais estável é a grafite, C (graf.). Para o elemento oxigênio, é o gás oxigênio, O2 (g). E, para o
*
elemento enxofre, é o enxofre rômbico, S (romb.).

Vejamos por quê, considerando exemplos de processos de “formação” dessas substâncias:
C (graf.) # C (graf.) DH° f 5 zero
O 2 (g) # O 2 (g) DH° f 5 zero
Neles, obviamente, nenhuma alteração ocorre e, portanto, DH° é zero.
Por outro lado, nas reações de formação de diamante ou de ozônio, o valor de DH° não é nulo
porque, de fato, houve uma reação química:
C (graf.) # C (diam.) DH° f 5 11,9 kJ/mol
3__
O 2 2 (g) # O 3 (g) DH° f 5 1142,7 kJ/mol
3 Utilidade das entalpias-padrão de formação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Talvez a mais engenhosa das ideias químicas apresentadas neste capítulo seja a criação do
conceito de entalpia-padrão de formação. Isso porque, de posse dos valores de DH° f dos participantes
de uma reação, pode-se determinar o DH° dessa reação. Para exemplificar, considere que
se deseja determinar o DH° da seguinte reação (o mesmo exemplo usado na página 261):
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 5 ?
sendo conhecidos os seguintes valores de DH° f :
2 C (graf.) 1 2 H 2 (g) # C 2 H 4 (g) DH° f 5 152,4 kJ/mol
2 H 2 (g) # H 2 (g) DH° f 5 zero
2 C (graf.) 1 3 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° f 5 284,0 kJ/mol
A segunda equação não representa, de fato, uma reação química (muito menos uma reação
de formação), já que nada está ocorrendo. Ela foi colocada apenas para ressaltar que a entalpia-
-padrão de formação do gás hidrogênio é zero.
Invertendo a primeira equação e somando-a à terceira, chegamos à equação-problema.
C 2 H 4 (g) # 2 C (graf.) 1 2 H 2 (g) DH° 1 5 252,4 kJ/mol
2 C (graf.) 1 3 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 2 5 284,0 kJ/mol
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° 5 ?
Empregando a Lei de Hess, chegamos ao valor de DH°:
DH° 5 DH° 1 1 DH° 2 5 2136,4 kJ/mol
Compare esse resultado com o que obtivemos, na página 261, por meio das entalpias-
-padrão de combustão!
O diagrama de entalpia abaixo ilustra graficamente o cálculo realizado. De modo geral, podemos
fazer a seguinte generalização para o cálculo do DH° de uma reação:
DH° 5 [ n ? DH° f (produtos)] 2 [ n ? DH° f (reagentes)]
em que (a letra grega sigma maiúscula) indica
somatório e n indica o coeficiente estequiométrico
de cada participante. Analise bem o exemplo acima
e reflita sobre o significado dessa fórmula, que
não precisa ser memorizada, já que ela decorre da
definição de entalpia-padrão de formação.
Perceba a grande utilidade dos valores de
DH° f . Conhecendo-os, pode-se fazer um cálculo
estimativo do DH° de muitas reações!
Entalpia
H° 1 = –52,4 kJ
H° 2 = –84,0 kJ
C 2 H 4 (g) + H 2 (g)
2 C (graf.) + 3 H 2 (g)
H° = –136,4 kJ
C 2 H 6 (g)
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
265

ExErcícIos EssENcIAIs
21 (ITA-SP) Assinale a opção ERRADA que apresenta (em kJ/mol) a entalpia-padrão de formação (DH f ) da substância
a 25 °C.
a) DH f (H 2 (g)) 5 0. b) DH f (F 2 (g)) 5 0. c) DH f (N 2 (g)) 5 0. d) DH f (Br 2 (g)) 5 0. e) DH f (C, 2 (g)) 5 0.
Unidade F • Termoquímica
266
ExErcício rEsolvido
22 (Unirio-RJ) Os soldados em campanha aquecem suas refeições prontas, contidas dentro de uma bolsa plástica
com água. Dentro dessa bolsa existe o metal magnésio, que se combina com a água e forma hidróxido de
magnésio, conforme a reação:
Mg (s) 1 2 H 2 O (,) # Mg(OH) 2 (s) 1 H 2 (g)
A variação de entalpia dessa reação, em kJ/mol, é:
(Dados: DH° f H 2 O (,) 5 2285,8 kJ/mol
DH° f Mg(OH) 2 (s) 5 2924,5 kJ/mol)
a) 21.496,1. b) 2638,7. c) 2352,9. d) 1352,9. e) 11.496,1.
Resolução
As entalpias-padrão de formação fornecidas se referem às seguintes equações termoquímicas:
Mg (s) 1 O 2 (s) 1 H 2 (g) # Mg(OH) 2 (s) DH° f 5 2924,5 kJ/mol
H 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° f 5 2285,8 kJ/mol
Com elas e empregando a Lei de Hess, podemos chegar à equação desejada:
Mg (s) 1 O 2 (g) 1 H 2 (g) # Mg(OH) 2 (s) DH° 1 5 2924,5 kJ
23 A reação termite é um processo que ocorre entre o
alumínio sólido e óxido de ferro (III) sólido, ambos
finamente pulverizados e detonados pelo queimar
de um pavio (geralmente utiliza-se uma fita de
magnésio metálico como pavio). A reação libera
tanto calor que o ferro produzido chega a derreter.
Por isso, a reação termite pode ser empregada, por
exemplo, para soldar trilhos de trem.
Nas condições-padrão, essa reação é assim
equacionada:
2 A, (s) 1 Fe 2 O 3 (s) # 2 Fe (s) 1 A, 2 O 3 (s) DH° 5 ?
Faça uma estimativa do DH° da reação termite,
baseando-se nas seguintes entalpias-padrão de
formação:
2 A, (s) 1 3__
2 O 2 (g) # A, 2 O 3 (s) DH° f 5 21.676 kJ
2 Fe (s) 1 3__
2 O 2 (g) # Fe 2 O 3 (s) DH° f 5 2824 kJ
24 O seguinte diagrama de entalpia apresenta dados
referentes a algumas substâncias químicas.
2 H 2 O (,) # 2 H 2 (g) 1 O 2 (g) DH° 2 5 2 ? (1285,8) kJ
Mg (s) 1 2 H 2 O (,) # Mg(OH) 2 (s) 1 H 2 (g) DH° 5 DH° 1 1 DH° 2
Outra maneira de resolver é aplicando a expressão:
DH° 5 [ n ? DH° f (produtos)] 2 [ n ? DH° f (reagentes)]
DH° 5 [(2924,5) 1 0] 2 [0 1 2 ? (2285,8)]
DH° 5 2352,9 kJ
Alternativa c.
Entalpia (kJ)
0
–110,5
–393,5
C (graf.) + O 2 (g)
CO (g) + — 1 O
2 2 (g)
CO 2 (g)
DH° 5 2352,9 kJ
Com base no gráfico, julgue se cada uma das seguintes
afirmações é verdadeira ou falsa.
a) A formação de CO (g) a partir de substâncias
simples é exotérmica.
b) A formação de CO 2 (g) a partir de substâncias
simples é endotérmica.
c) A transformação de CO (g) 1
1__
2 O 2 (g) em CO 2 (g)
apresenta DH positivo.
d) A transformação de CO 2 (g) em C (graf.) 1 O 2 (g)
é exotérmica.
25 Um dos sérios problemas da maioria das regiões
metropolitanas é a chuva ácida. Um dos responsáveis
é o poluente SO 3 , que reage com a água
da chuva originando ácido sulfúrico. O SO 3 não é
um poluente produzido diretamente pelas fontes
poluidoras, mas é formado quando o poluente SO 2
(esse sim é liberado por fontes que queimam combustíveis
fósseis) reage com o oxigênio do ar:
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 SO 3 (g) DH° 5 ?
Calcule o DH° dessa reação baseando-se nas seguintes
entalpias-padrão de formação:
S (rômb.) 1 O 2 (g) # SO 2 (g) DH° f 5 2297 kJ/mol
S (rômb.) 1 3__
2 O 2 (g) # SO 3 (g) DH° f 5 2396 kJ/mol
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

ExErcício rEsolvido
26 (Unicap-PE) Observe o gráfico abaixo:
H
C (grafite) + O 2 (g)
H
2
1
H 1
1
CO (g) + — O
2 2 (g)
H 3
2
CO 2 (g)
29 A pirolusita é o minério de onde se extrai o manganês,
metal incluído na composição do aço para
aumentar sua resistência. O principal componente
da pirolusita é o MnO 2 .
Sendo conhecidos os seguintes valores de DH°,
faça uma estimativa da entalpia de formação do
MnO 2 (s).
4 A, (s) 1 3 O 2 (g) # 2 A, 2 O 3 (s)
DH° 5 23.351 kJ/mol
4 A, (s) 1 3 MnO 2 (s) # 3 Mn (s) 1 2 A, 2 O 3 (s)
DH° 5 21.792 kJ/mol
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Caminho da reação
Julgue os itens, classificando-os, no caderno, em
verdadeiros ou falsos:
a) O DH será dado por DH 2 2 DH 1 .
b) A etapa 3 corresponde a calor de formação do
CO 2 .
c) O DH 1 é menor que zero.
d) DH 1 5DH 2 DH 2 .
e) A etapa 2 corresponde ao calor de combustão
da grafite.
Resolução
a) Falso: DH será dado por DH 2 1 DH 1
b) Falso: Para que fosse calor de formação de CO 2 ,
os reagentes deveriam ser substâncias simples,
o que não ocorre no caso do CO (g).
c) Verdadeiro: DH 1 corresponde a uma liberação de
energia, portanto esse valor é menor que zero.
d) Verdadeiro: DH 5 DH 1 1 DH 2 Æ DH 1 5 DH 2 DH 2
e) Verdadeiro: A etapa 2 corresponde à reação assim
equacionada: C (grafite) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
Comentário sobre as questões 27 a 30:
São muito importantes para os químicos as tabelas
de entalpias-padrão de formação. Porém, o
DH° de várias rea ções de formação é dificílimo de
medir, por motivos como pequena velocidade da
reação, baixo rendimento ou ocorrência de outras
reações indesejáveis.
Nesse casos, podem-se utilizar outros valores de
DH° para calcular o DH° f , em vez de medi-lo. As
questões a seguir ilustram cálculos desse tipo.
27 Utilize os seguintes valores de ΔH° c :
C (graf.) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH° c 5 2394 kJ/mol
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° c 5 2286 kJ/mol
C 2 H 6 (g) 1 7__
2 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
para determinar o DH° f do etano (C 2 H 6 ):
DH° c 5 21.561 kJ/mol
2 C (graf.) 1 3 H 2 (g) # C 2 H 6 (g) DH° f 5 ?
28 A partir dos seguintes “calores de combustão”:
CH 4 O (,) 1 3__
2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,)
DH° c 5 2726 kJ/mol
C (graf.) 1 O 2 (g) # CO 2 (g) DH° c 5 2394 kJ/mol
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° c 5 2286 kJ/mol
determine o “calor de formação” do metanol (CH 4 O):
C (graf.) 1 2 H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # CH 4 O (,) DH° f 5 ?
O aço contendo manganês é empregado, por
exemplo, em máquinas de colheita, nos componentes
que exigem alta resistência.
30 O sulfeto de carbono (CS 2 ) é um líquido incolor,
muito volátil, tóxico e inflamável, empregado como
solvente em laboratórios. Com base nos seguintes
ΔH° c , preveja se a reação de formação do sulfeto
de carbono líquido é endotérmica ou exotérmica.
Justifique sua previsão.
C (graf.) 1
O 2 (g) # CO 2 (g) DH° c 5 2394 kJ/mol
S (rômb.) 1 3 O 2 (g) # SO 2 (g) DH° c 5 2297 kJ/mol
CS 2 (,) 1 3 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 SO 2 (g)
DH° c 5 21.072 kJ/mol
31 (PUC-SP) Para determinar a entalpia de formação
de algumas substâncias que não podem ser sintetizadas
diretamente a partir dos seus elementos
constituintes, utiliza-se, muitas vezes, o calor de
combustão.
Dados:
H 2 (g) 1 1__
2 O 2 (g) # H 2 O (,) DH° 5 2290 kJ
C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
DH° 5 2390 kJ
C 8 H 8 (,) 1 10 O 2 (g) # 8 CO 2 (g) 1 4 H 2 O (,)
DH° 5 24.400 kJ
A partir das reações de combustão do estireno
(C 8 H 8 ), do hidrogênio e do carbono nas condições-
-padrão acima, conclui-se que a entalpia de formação
do estireno (DH° f C 8 H 8 ) é igual a:
a) 13.720 kJ/mol.
b) 1120 kJ/mol.
c) 2200 kJ/mol.
d) 25.080 kJ/mol.
e) 28.680 kJ/mol.
Capítulo 21 • Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação
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Exercícios adicionais
267

UNIDADE gF
Capítulo
22 21
Energia de ligação
e aspectos
estequiométricos
da Termoquímica
No capítulo anterior, mostramos
como é possível calcular o DH de
reações usando a Lei de Hess
e os valores tabelados de entalpias-
-padrão de combustão ou de
entalpias-padrão de formação.
Neste capítulo, veremos como é
possível estimar um DH de reação
usando valores de energia média
de ligação. Também veremos
como incorporar em cálculos
estequiométricos a energia que
uma reação absorve ou libera.
Tais cálculos permitem, por
exemplo, comparar a energia que
diferentes combustíveis fornecem,
por mol, por unidade de massa ou
por unidade de volume.
22.1 Energia de ligação
A energia média de uma ligação é o
valor médio do DH da reação em que
1 mol dessas ligações é quebrado, estando
o reagente e os produtos dessa quebra
no estado gasoso. Utilizando valores
tabelados de energia média
de ligação, pode-se fazer uma estimativa
do valor do DH de uma reação.
22.2 Aspectos estequiométricos
da Termoquímica
A massa de substância produzida ou
consumida em uma reação química é
diretamente proporcional à quantidade
de energia liberada ou absorvida por
essa mesma reação. Isso permite fazer
cálculos de proporcionalidade entre
massa de reagente ou de produto e
energia liberada ou absorvida.
É
possível realizar cálculos estequiométricos
envolvendo a variação
de entalpia. Isso permite, por
exemplo, comparar a eficiência de diferentes
combustíveis. No maçarico
baseado na combustão do gás acetileno,
C 2 H 2 , a proporção entre acetileno
e O 2 é ajustada de modo a obter
máxima liberação de calor.

Seção 22.1
Energia de ligação
❱❱ Objetivos
1 Reação química, um rearranjo de átomos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
C Conceituar energia
média de ligação.
C CUtilizar valores de
energia média de
ligação em cálculos
termoquímicos.
C CRepresentar em um
diagrama de entalpia a
utilização de energias
médias de ligação para
um cálculo de DH.
❱❱ Termos e conceitos
• energia média
de ligação
Uma reação química é um processo em que novas substâncias (produtos)
são formadas a partir de outras substâncias anteriormente existentes
(reagentes). Do ponto de vista microscópico, os reagentes diferem dos
produtos no modo como os átomos se encontram unidos uns aos outros.
Assim, no transcorrer de uma reação química, ocorre um rearranjo de
átomos. Para isso, algumas ligações químicas são quebradas e outras,
formadas. Considere como exemplo a reação assim equacionada:
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g)
A figura A mostra um modelo molecular dos reagentes e a figura B
mostra um modelo molecular do produto. Por meio desses modelos podemos
perceber o rearranjo de átomos. A análise das fórmulas estruturais
também permitiria perceber esse rearranjo.
A
Nos modelos moleculares acima, os átomos estão representados por esferas em cores
fantasiosas. Varetas indicam ligações covalentes.
2 Energia média de ligação
Já vimos que o conhecimento de valores de DH° para reações permite
fazer previsões práticas. E, para estimar DH° de reações que ainda não foram
estudadas ou de cujo DH° não dispomos, podemos usar a Lei de Hess e
valores de DH° previamente conhecidos. Entre esses valores, destacam-se
as entalpias-padrão de combustão (DH° c ) e de formação (DH° f ).
Também para permitir realizar estimativas de DH, foi criado o conceito
de energia de ligação.
Denomina-se energia média de ligação o valor médio da variação
de entalpia da reação em que 1 mol de ligações é quebrado, estando
o reagente e os produtos dessa quebra no estado gasoso.
A tabela 1 a seguir mostra alguns valores de energia média de ligação. Todos
eles são positivos, o que é uma decorrência da seguinte constatação:
B
Capítulo 22 • Energia de ligação e aspectos estequiométricos da Termoquímica
A quebra de uma ligação química é um processo endotérmico.
A formação de uma ligação química é um processo exotérmico.
269

Tabela 1
Alguns exemplos de energia média de ligação (DH L ), em kJ/mol
Ligação DH L Ligação DH L Ligação DH L Ligação DH L
H k H 436* C k C 242* C k H 412 C k F 484
O k O 157 Br k Br 193* C k C 348 C k C 338
O l O 496* I k I 151* C l C 612 C k Br 276
N k N 163 H k F 565* C m C 837 C k I 238
N l N 409 H k C 431* C k O 360 O k H 463
N m N 944* H k Br 366* C l O 743 N k H 388
F k F 158* H k I 299* C k N 305 N k O 210
Fonte: P. Atkins e L. Jones. Chemical Principles, the quest for insight. 4. ed. Nova York, Freeman, 2008. p. 254.
Energia de ligação na molécula biatômica correspondente. Nos demais casos, o valor é uma média de valores obtidos
*
de várias moléculas em que existe a ligação mencionada.
3 Utilidade das energias médias de ligação
De posse dos valores de energias de ligação, podemos calcular a variação de entalpia para uma
reação, em fase gasosa, dividindo-a teoricamente em uma etapa de quebra de ligações (dos
reagentes) e outra de formação de ligações (dos produtos).
Primeiramente calculamos a quantidade de energia para quebrar as ligações. Essa primeira etapa
é endotérmica, isto é, apresenta DH quebra . 0. A seguir, calculamos a quantidade de energia necessária
para formar as ligações. Essa segunda etapa é exotérmica, ou seja, tem DH formação , 0.
O DH da reação global corresponde à soma algébrica: DH quebra 1 DH formação .
Voltemos ao exemplo mencionado no início do capítulo:
H H H
H H H
C C
CC
C
H H
HH
# H#
#
H H
CH
C
CC
HC
H H
H H H
H H H
H H
HH
H
612 1 4 ? (412) 1 436 2 [6 ? (412) 1 348]
H
H
H
H
H
H
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2.696 kJ/mol 2.820 kJ/mol V DH 5 2124 kJ/mol
Ligações quebradas
Ligações formadas
Unidade F • Termoquímica
Esse método fornece resultados úteis, porém
aproximados, já que muitos dos valores de energia
de ligação expressam a média da energia de ligação
em diferentes compostos. Compare o resultado do
cálculo que fizemos com aquele obtido anteriormente
a partir de DH° c (página 261) e de DH° f (página 265).
Esquema que ilustra o processo teórico
em que imaginamosCa quebra das ligações
existentes nos reagentes (fornecendo átomos
isolados) e a subsequente formação das
ligações existentes nos produtos.
Entalpia
H quebra 2.696 kJ
H formação 2.820 kJ
Átomos
separados
C 2 H 4 (g) + H 2 (g)
H total 124 kJ
C 2 H 6 (g)
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Texto: Explosivos
270

exercícios essenciais
1 As energias de ligação permitem avaliar a força da
união entre átomos. Quanto mais forte a ligação
entre dois átomos, maior ou menor será a energia
de ligação? Justifique.
2 Consulte a tabela 1 do texto e, com base em dados
retirados dela, compare a força da ligação nas seguintes
moléculas:
a) HF, HC, HBr e HI; b) F 2 , C 2 , Br 2 e I 2 .
3 Também com base em dados da tabela 1, conclua
e justifique em qual das seguintes moléculas os
átomos de carbono estão mais fortemente unidos:
C 2 H 6 (etano), C 2 H 4 (eteno ou etileno) ou C 2 H 2 (etino
ou acetileno).
• quebra de 1 mol de ligações simples N k N:
1163 kJ
• quebra de 1 mol de ligações duplas O l O:
1498 kJ
• formação de 1 mol de ligações triplas N m N:
2946 kJ
• formação de 4 mol de ligações simples H k O:
24 ? 464 kJ
Efetuando o somatório geral, chegamos a:
DH 5 2585 kJ/mol
b) DH 5 [ n ? DH f (produtos)] 2
2 [ n ? DH f (reagentes)]
2585 5 [0 1 2 ? (2242)] 2 [DH f (hidrazina) 1 0]
DH f (hidrazina) 5 1101 kJ/mol
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícioS rESolvidoS
4 (Unicamp-SP) A hidrazina (H 2 N k NH 2 ) tem sido
utilizada como combustível em alguns motores de
foguete. A reação de combustão que ocorre pode
ser representada, simpli ficadamente, pela seguinte
equação:
H 2 N k NH 2 (g) 1 O 2 (g) F N 2 (g) 1 2 H 2 O (g)
A variação de entalpia dessa reação pode ser estimada
a partir dos dados de entalpia das ligações
químicas envolvidas. Para isso, considera-se uma
absorção de energia quando a ligação é rompida,
e uma liberação de energia quando a ligação é formada.
A tabela abaixo apresenta dados de entalpia
por mol de ligações rompidas.
Ligação Entalpia/kJ ? mol 21
H k H 436
H k O 464
N k N 163
N l N 514
N m N 946
C k H 413
N k H 389
O l O 498
O k O 134
C l O 799
a) Calcule a variação de entalpia para a reação de
combustão de um mol de hidrazina.
b) Calcule a entalpia de formação da hidrazina
sabendo-se que a entalpia de formação da água
no estado gasoso é de 2242 kJ ? mol 21 .
Resolução
a)
N H O O #
H
H
Nesse processo ocorre:
• quebra de 4 mol de ligações simples N k H:
14 ? 389 kJ
N
N 2 O
H
H
5 (Fuvest-SP) Buscando processos que permitam o
desenvolvimento sustentável, cientistas imaginaram
um procedimento no qual a energia solar seria
utilizada para formar substâncias que, ao reagirem,
liberariam energia:
A
A 5 refletor parabólico
B 5 reator endotérmico
Sol
B
D
E
C
C 5 reator exotérmico
D e E 5 reservatórios
Considere as seguintes reações
I. 2 H 2 1 2 CO # CH 4 1 CO 2
II. CH 4 1 CO 2 # 2 H 2 1 2 CO
e as energias médias de ligação:
H k H 4,4 3 10 2 kJ/mol
C m O (CO) 10,8 3 10 2 kJ/mol
C l O (CO 2 ) 8,0 3 10 2 kJ/mol
C k H 4,2 3 10 2 kJ/mol
A associação correta que ilustra tal processo é
Reação que
ocorre em B
Conteúdo
de D
Conteúdo
de E
a) I CH 4 1 CO 2 CO
b) II CH 4 1 CO 2 H 2 1 CO
c) I H 2 1 CO CH 4 1 CO 2
d) II H 2 1 CO CH 4 1 CO 2
e) I CH 4 CO
Capítulo 22 • Energia de ligação e aspectos estequiométricos da Termoquímica
271

Unidade F • Termoquímica
Resolução
Reação I
Ligações a serem rompidas:
2 H k H V 12(4,4 ? 10 2 )
2 CO V 12(10,8 ? 10 2 )
Ligações a serem formadas:
4 C k H V 24(4,2 ? 10 2 )
2 C l O V 22(8,0 ? 10 2 )
DH total 5 1880 1 2.160 2 1.680 2 1.600
DH total 2240 kJ
O valor negativo de DH indica uma reação exotérmica,
portanto, ocorre no reator C e os produtos
estarão no reservatório D.
Reação II
Sendo esta o inverso da primeira, temos:
DH total 5 1240 kJ.
A reação é endotérmica, ocorrendo, portanto, no reator
B, sendo os produtos depositados no reservatório E.
Alternativa b.
6 Tanto a síntese da água quanto a do peróxido de
hidrogênio (H 2 O 2 ), no estado gasoso, são processos
exotérmicos:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g) DH 1 , 0
2 H 2 (g) 1 2 O 2 (g) # 2 H 2 O 2 (g) DH 2 , 0
Utilize dados da tabela 1 do texto para prever qual dessas
duas reações libera maior quantidade de calor.
❱Modelos mo lecu lares das substâncias
envolvidas nesta questão.
7 Faça uma estimativa do DH da seguinte reação:
H 2 (g) 1 C 2 (g) # 2 HC (g) DH 5 ?
considerando os seguintes dados:
energia da ligação H k H 5 436 kJ/mol
energia da ligação C k C 5 242 kJ/mol
energia da ligação H k C 5 431 kJ/mol
8 Faça uma estimativa do DH da seguinte reação:
CH 4 (g) 1 C 2 (g) # CH 3 C (g) 1 HC (g) DH 5 ?
considerando os seguintes dados:
energia da ligação C k H 5 412 kJ/mol
energia da ligação C k C 5 242 kJ/mol
energia da ligação C k C 5 338 kJ/mol
energia da ligação H k C 5 431 kJ/mol
9 A amônia é uma das substâncias mais importantes
para as indústrias químicas, sendo matéria-
-prima, por exemplo, para a cadeia produtiva de
espumas, corantes, explosivos, fertilizantes e
fibras têxteis.
A produção da amônia gasosa se dá pela reação
entre as substâncias simples gasosas hidrogênio
e nitrogênio.
a) Equacione essa reação química e balanceie-a corretamente
com os menores números inteiros.
b) Consulte a tabela 1 do texto (página 270) e,
retirando dela os dados necessários, faça uma
estimativa do DH da reação do item a.
c) Repita a estimativa do DH da reação do item a,
mas dessa vez empregando dados de entalpia-
-padrão de formação da tabela 1 da página 264.
d) Compare as previsões feitas nos itens b e c,
apontando um motivo para o fato de não serem
iguais.
10 (UFRGS-RS) Os valores de energia de ligação entre
alguns átomos são fornecidos no quadro a seguir.
Ligação Energia de ligação (kJ/mol)
C k H 413
O l O 494
C l O 804
O k H 463
Considerando a reação representada por:
CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (v)
O valor aproximado de DH, em kJ, é de:
a) 2820 b) 2360 c) 1106 d) 1360 e) 1820
11 (Cefet-RJ) “A BMW testa veículos movidos a hidrogênio
e antecipa uma novidade que chegará
ao mercado em 2005. A indústria (...) aposta no
hidrogênio como um dos mais promissores substitutos
da gasolina. Ele não depende de reservas
estratégicas e é facilmente obtido com a quebra
da molécula da água. (...) Em vez de dióxido de
carbono, o escapamento expele água. O hidrogênio
pode zerar a emissão de poluentes por veí culos no
futuro...”
(Revista Época, out./2000.)
Ligação Energia de ligação (kJ ? mol 1 )
H k H 437
H k O 463
O l O 494
Com base nos dados da tabela acima, podemos
afirmar que a variação de entalpia (DH) da reação
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g), em kJ/mol de H 2 O (g), é:
a) 2442. d) 1467.
b) 2242. e) 1488.
c) 1221.
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Exercícios adicionais
272

Seção 22.2
Aspectos estequiométricos
da Termoquímica
❱❱ Objetivos
C CPerceber que
os coeficientes
estequiométricos
indicam a quantidade
de matéria (quantidade
em mols) dos
participantes de uma
reação relacionados
à quantidade de calor,
absorvida ou liberada,
indicada pelo DH dessa
mesma reação.
C CRealizar cálculos
de proporcionalidade
envolvendo massa
de reagente ou
de produto e energia
liberada ou absorvida.
C Comparar a energia que
diferentes combustíveis
fornecem, por mol,
por unidade de massa
ou por unidade
de volume.
ExErcícIos EssENcIAIs
O aproveitamento pelo ser humano da energia liberada ou absorvida em
reações químicas justifica a necessidade e a importância de se efetuarem
cálculos envolvendo variações de energia nas reações. Dois tipos básicos
de cálculos estequiométricos envolvendo energia se destacam:
• Qual o calor liberado ou absorvido quando determinada quantidade de
uma certa substância é consumida ou produzida?
• Quanto de uma certa substância deve ser consumida ou produzida para
que determinada quantidade de calor seja liberada ou absorvida?
Nesses dois casos, estaremos relacionando em nossos cálculos a
quantidade de substância (em massa, em mols, em volume, em número
de moléculas etc.) com a quantidade de calor liberada ou absorvida numa
reação química.
Exemplo:
A entalpia-padrão de combustão do etanol (C 2 H 6 O, o álcool comum) líquido
é 21.367 kJ/mol e sua densidade é 0,80 g/mL. Qual a energia liberada na
queima de 1,0 L de etanol?
Como cada mililitro de etanol tem massa 0,8 g, deduz-se que 1,0 L
(10 3 mL) tem massa 800 g. O cálculo estequiométrico envolve a massa de
etanol e a quantidade de energia liberada e pode ser montado assim:
C 2 H 6 O () 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O ()
DH 5 21.367 kJ/mol
Massa
Energia liberada
46 g (massa de 1 mol de etanol) 1.367 kJ
800 g x
Efetuando o cálculo, concluímos que a energia liberada (x) na combustão
de 1,0 L de etanol é 2,38 ? 10 4 kJ.
Comentário sobre as questões 12, 13, e 14:
Dados termoquímicos permitem comparar diferentes combustíveis quanto à energia que fornecem. A comparação
pode ser feita, por exemplo, envolvendo igual quantidade em mol, em massa ou em volume.
Entalpia-padrão de combustão, a 25 °C (kJ/mol)
Hidrogênio, H 2 (g) 286
Metano, CH 4 (g)
891
Octano, C 8 H 18 ()
5.471
Metanol, CH 4 O ()
726
Etanol, C 2 H 6 O ()
1.367
Hidrogênio, H 2 (g)
Metano, CH 4 (g)
Octano, C 8 H 18 ()
Metanol, CH 4 O ()
Etanol, C 2 H 6 O ()
Densidade, a 25 °C (g/mL)
810 5
710 4
0,7
0,8
0,8
Dados termoquímicos permitem comparar combustíveis.
Capítulo 22 • Energia de ligação e aspectos estequiométricos da Termoquímica
273

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
12 Usando os valores de entalpia-padrão de combustão
do gráfico da página anterior, compare
os combustíveis apresentados e conclua: qual
deles libera maior quantidade de energia por
mol queimado? Justifique.
Resolução
Os valores de entalpia-padrão apresentados informam
a quantidade de energia (em kJ) liberada na
combustão de 1 mol da substância. O maior valor
de entalpia-padrão de combustão do gráfico é o do
octano. Portanto, o octano libera, na combustão,
maior quantidade de energia por mol.
13 Consultando as massas atômicas na tabela periódica,
calcule a energia liberada na combustão de
1,0 g de cada um dos combustíveis mencionados
e conclua: qual deles libera maior quantidade de
energia por unidade de massa?
Resolução
Grandezas: Massa
Energia
liberada
Hidrogênio: 2 g — 286 kJ
1 g — a
Metano: 16 g — 891 kJ
1 g — b
Octano: 114 g — 5.471 kJ
1 g — c
Metanol: 32 g — 726 kJ
1 g — d
Etanol: 46 g — 1.367 kJ
1 g — e
V
V
V
V
V
a 143 kJ
b 55,7 kJ
c 48,0 kJ
d 22,7 kJ
e 29,7 kJ
Metano: 16 g — 891 kJ
7 10 4 g — b
Octano: 114 g — 5.471 kJ
0,7 g — c
Metanol: 32 g —
726 kJ
0,8 g — d
Etanol: 46 g — 1.367 kJ
0,8 g — e
15 Os nutricionistas costumam dizer que os carboidratos
fornecem 4 kcal por grama. Vamos executar
o cálculo para a glicose (C 6 H 12 O 6 ) e confirmar se
é esse o valor. A glicose apresentada H° c igual a
2.808 kJ/mol e massa molar 180 g/mol.
V
V
V
V
b 0,039 kJ
c 33,6 kJ
d 18,2 kJ
e 23,8 kJ
Concluímos que o octano libera, na combustão,
maior quantidade de energia por unidade de
volume.
Outro modo de realizar esses cálculos é multiplicar
os resultados da questão anterior (em kJ/g)
pelo valor da densidade de cada combustível
(em g/mL), o que nos conduz à energia liberada
na combustão de um mililitro do combustível
(em kJ/mL).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade F • Termoquímica
Concluímos que o hidrogênio libera, na combustão,
maior quantidade de energia por unidade de
massa.
14 Com base nos dados de densidade também apresentados
em um gráfico da página anterior, calcule
a energia liberada na combustão de 1,0 mL de cada
um dos combustíveis em questão e conclua: qual
deles libera maior quantidade de energia por unidade
de volume?
Resolução
O valor da densidade, expressa em g/mL, informa
a massa de um mililitro do combustível, nas condições
a que se refere. Assim, vamos realizar uma
resolução semelhante à da questão anterior, porém
em lugar de um grama utilizaremos a massa de um
mililitro do combustível.
Grandezas: Massa Energia
liberada
Hidrogênio: 2 g — 286 kJ
8 10 5 g — a
V
a 0,011 kJ
Alimentos ricos em carboidratos.
a) Calcule a energia liberada, em quilojoules, na
combustão de 1,00 g de glicose.
b) Considerando que 1 kcal 4,18 kJ, converta o
valor obtido no item anterior para quilocalorias,
expressando o resultado com uma casa depois
da vírgula. A seguir, aproxime-o para o número
inteiro mais próximo e compare esse resultado
com 4 kcal.
16 (Ufes) O hidrogênio, H 2 (g), é usado como combustível
de foguetes. O hidrogênio queima na presença
de oxigênio, O 2 (g), produzindo vapor de água,
segundo a equação:
2 H 2 (g) O 2 (g) # 2 H 2 O (g) H 484 kJ
A energia liberada na queima de um grama de
hidrogênio, H 2 (g), é:
a) 242 kJ. d) 121 kJ.
b) 242 kJ. e) 60,5 kJ.
c) 121 kJ.
274

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
17 (Unicamp-SP) Os sistemas de comunicação e
transporte criados pelo homem foram evoluindo
ao longo do tempo. Assim, em fins do século XVIII,
apareceram os balões, cujo desenvolvimento
ocorreu durante todo o século XIX, chegando ao
século XX com os dirigíveis cheios de hidrogênio
e, mais recentemente , de hélio. Nesse processo,
o brasileiro Santos Dumont contribuiu de modo
significativo.
Os “Zeppelins”, dirigíveis cheios de hidrogênio,
estão, ainda, entre as maiores naves aéreas já
construídas pelo homem. O mais famoso deles,
o Hindemburg, começou a sua história em 1936,
terminando em maio de 1937, num dos maiores
acidentes aéreos já vistos e filmados. O seu tamanho
era incrível, tendo cerca de 250 metros de
comprimento, com um volume de 200 3 10 6 litros,
correspondendo a 8,1 3 10 6 mols de gás.
a) No dia 6 de maio de 1937, ao chegar a Nova Iorque,
o Hindemburg queimou em chamas. Escreva
a equação química que representa a reação
principal da queima nesse evento.
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Exercícios adicionais
b) Se o hidrogênio necessário para encher totalmente
o Hindemburg fosse obtido a partir da
reação de ferro com ácido (dando Fe 21 ), quantos
quilogramas de ferro seriam necessários?
18 (Unicamp-SP) Desde os primórdios, o ser humano
desejou voar. Aquela facilidade com que as aves
singravam pelos ares despertava-lhe a ânsia de se
elevar como elas pelos céus. Muito recentemente
esse desejo foi rea lizado e até superado. Não só o
ser humano voa, de certo modo imitando os pássaros,
como vai além da atmosfera do planeta, coisa
que os pássaros não fazem.
Algumas naves espaciais são equipadas com três
tanques cilíndricos. Dois referentes ao hidrogênio e
um ao oxigênio, líquidos. A energia necessária para
elevar uma nave é obtida pela reação entre esses
dois elementos. Nas condições do voo, considere as
seguintes densidades dos dois líquidos: hidrogênio
0,071 g ? cm 23 e oxigênio 1,14 g ? cm 23 .
a) Se o volume total de hidrogênio nos dois tanques
é de 1,46 3 10 6 litros, qual deve ser a capacidade
mínima, em litros, do tanque de oxigênio para
que se mantenha a relação estequiométrica na
reação entre ambos?
b) Nas condições restritas das questões 17 e 18, em
que situação há liberação de maior quantidade
de energia: no desastre do Hindemburg ou no voo
da nave espacial? Justifique.
19 (UFTO) O benzeno pode ser convertido em ciclo-
-hexano (C 6 H 12 ) por meio de uma reação de hidrogenação,
conforme representado nesta equação:
C 6 H 6 (g) 1 3 H 2 (g) # C 6 H 12 (g) DH° 5 2205 kJ ? mol 21
Com base nessas informações, julgue a frase
abaixo.
Nessa reação, para se liberarem 205 kJ de calor, deve
haver um consumo de 1 mol de gás hidrogênio.
Capítulo 22 • Energia de ligação e aspectos estequiométricos da Termoquímica
275

EstAbElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE F
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como podem
ser completados os locais em que aparecem os números
Transformação
pode envolver
exemplo
Reação química
pode ser
Transferência
de calor
pode ser
Mudança de fase
Para fora do
sistema
medida em
um aparelho
denominado
Para dentro do
sistema
Termoquímica
estudada
pela
o que caracteriza
transformação
tem
2
4
1
pode
ser
permite
determinar
Variação de
entalpia (H)
pode
ser
pode ser
calculada
utilizando
3
tem
∆H 0
o que caracteriza
transformação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade G F • Termoquímica
Substâncias inorgânicas
Lei de Hess
Entalpia-padrão
de combustão
(H° c )
refere-se
a
Reação de
combustão
com os
participantes
no
Estado-padrão
Entalpia-padrão
de formação
(H° f )
refere-se
a
Reação de
formação
a
partir
dos
Elementos no
estado-padrão
Quebra de
ligações
Energia média
de ligação
é
processo
que
e considerando
que
Formação de
ligações
5 6
é
processo
que
276

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Enem-MEC) As pressões ambientais pela redução na emissão de gás estufa, somadas ao anseio pela diminuição
da dependência do petróleo, fizeram os olhos do mundo se voltarem para os combustíveis renováveis, principalmente
para o etanol. Líderes na produção e no consumo de etanol, Brasil e Estados Unidos da América (EUA)
produziram, juntos, cerca de 35 bilhões de litros do produto em 2006. Os EUA utilizam o milho como matéria-
-prima para a produção desse álcool, ao passo que o Brasil utiliza a cana-de-açúcar. O quadro abaixo apresenta
alguns índices relativos ao processo de obtenção de álcool nesses dois países.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Sugestão de encaminhamento
Fonte: Globo Rural, jun./2007. (Com adaptações.)
Se comparado com o uso do milho como matéria-prima na obtenção do etanol, o uso da cana-de-açúcar é:
a) mais eficiente, pois a produtividade do canavial é maior que a do milharal, superando-a em mais do dobro
de litros de álcool produzido por hectare.
b) mais eficiente, pois gasta-se menos energia fóssil para se produzir 1 litro de álcool a partir do milho do que
para produzi-lo a partir da cana.
c) igualmente eficiente, pois, nas duas situações, as diferenças entre o preço de venda do litro do álcool e o
custo de sua produção se equiparam.
d) menos eficiente, pois o balanço energético para se produzir o etanol a partir da cana é menor que o balanço
energético para produzi-lo a partir do milho.
e) menos
Sugestão
eficiente, pois
de
o
encaminhamento
custo de produção do litro de álcool a partir da cana é menor que o custo de produção
a partir do milho.
1
Revise entalpia, variação de entalpia, entalpia-padrão de combustão, entalpia-padrão de formação e energia
de ligação. Recorde a importância da Lei de Hess nos cálculos termoquímicos e reveja como o DH C O é útil para
comparar combustíveis por mol, massa e volume.
2
Esse exercício é sobre o etanol (ou álcool etílico, C 2 H 6 O ou C 2 H 5 OH), uma alternativa à gasolina como combustível
para automóveis. A tabela apresenta dados para uma comparação. Comparação entre o quê?
3
Vamos analisar as linhas da tabela. Na 1 a linha, qual processo produz mais por hectare (ha) de área plantada?
Na 2 a linha, “o gasto de energia fóssil” se deve à queima de carvão mineral, derivados de petróleo ou gás natural
durante a produção. Qual processo gasta menos energia fóssil? Na 3 a linha, qual processo gasta menos energia
do que a existente no etanol produzido? Na 4 a linha qual custa menos para ser produzido?
Na 5 a linha, qual custa menos ao consumidor?
4
cana
No cômputo geral, qual dos processos de produção de etanol é mais vantajoso? Olhando apenas o trecho
inicial das alternativas, duas poderiam estar corretas. Porém, analisando-as por completo, apenas uma delas
apresenta uma justificativa plausível. Qual é?
milho
produção de etanol 8 mil litros/ha 3 mil litros/ha
gasto de energia fóssil para
produzir 1 litro de álcool
balanço energético
1.600 kcal 6.600 kcal
positivo: gasta-se 1 caloria de
combustível fóssil para a produção
de 3,24 calorias de etanol
negativo: gasta-se 1 caloria de
combustível fóssil para a produção
de 0,77 caloria de etanol
custo de produção/litro US$ 0,28 US$ 0,45
preço de venda/litro US$ 0,42 US$ 0,92
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
277

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Unidade F
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Calorímetro
2 – Exotérmica
3 – Endotérmica
4 – DH , 0
5 – Absorve calor
6 – Libera calor
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Parte II
Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Nutrientes, suas funções
e seu conteúdo calórico
Nutriente é toda substância presente na alimentação
que pode ser usada pelo organismo para crescer, para
se manter vivo ou para reparar as partes machucadas
ou desgastadas.
Um nutriente tem função energética quando ele
fornece energia para o funcionamento das células, tem
função plástica quando atua como “material de construção”
das partes do corpo, por exemplo, para produzir
novas células que substi tuem células mortas, e tem função
reguladora quando atua no organismo ajudando a
controlar uma ou mais atividades vitais.
Precisamos de cinco nutrientes básicos: os car boidratos,
as proteínas, os lipídios, os minerais e as vitaminas.
Também necessitamos das chamadas fibras da dieta.
A tabela 1 mostra a função principal ou as funções
principais dos nutrientes e das fibras da dieta e lista
exemplos de onde são encontrados.
A respiração celular é um processo que ocorre no
interior das células e que permite a elas obter energia
a partir do oxigênio e de nutrientes apropriados.
O sistema circulatório conduz até a célula os materiais
necessários à respiração celular.
Nosso corpo está adaptado a usar determinados
nutrientes para a respiração celular. Um desses nutrientes
é a glicose, um carboidrato proveniente da
digestão de carboidratos mais complexos, como o
amido e o açúcar de cana.
Além da glicose e de outros carboidratos similares
a ela, muitas células do organismo podem empregar,
na respiração celular, os ácidos graxos e o glicerol provenientes
da digestão dos lipídios ou os aminoácidos
proveniente da digestão das proteínas. Os neurônios
são celulas que não utilizam diretamente ácidos graxos
e glicerol na respiração celular. Essas células dependem
exclusivamente da glicose para realizá-la.
Os nutricionistas expressam geralmente a energia que
um nutriente pode fornecer em quilocaloria, simbolizada
por kcal. Eles descobriram que cada grama de carboidrato
fornece 4 kcal de energia, cada grama de proteína
também fornece 4 kcal e cada grama de lipídio fornece
9 kcal. Perceba que a quantidade de energia fornecida por
grama de lipídio é mais do que o dobro da fornecida
por carboidratos e proteínas! (Há um antigo costume entre
os nutricionistas, que é o de chamar a quilocaloria de
caloria nutricional e representá-la por Cal, com C maiúsculo.
Esse hábito — que causa confusão com a unidade
caloria, cal — está sendo abandonado, felizmente.)
tabela 1 Algumas características dos nutrientes e fibras da dieta
Grupo Exemplos de onde é encontrado Comentário
Proteínas
Leite, queijo, ovos, carnes, peixes, feijão, lentilha,
soja, trigo integral e arroz integral.
Sua falta provoca desnutrição. Participam da composição de todas
as células. Algumas proteínas, as enzimas, regulam atividades
vitais.
Carboidratos
(açúcares)
O amido é encontrado no pão, na batata, na mandioca,
na farinha e nas massas em geral (macarrão,
lasanha etc.). A sacarose (açúcar da cana) é usada
em guloseimas, sucos e refrigerantes. As frutas em
geral contêm carboidratos razoavelmente semelhantes
ao açúcar da cana.
Os carboidratos são a fonte mais importante de energia para
as células realizarem suas atividades e manterem o corpo funcionando.
Quando são ingeridos em quantidade superior à de
que o organismo necessita, o corpo usa a energia dos carboidratos
para produzir gordura e armazená-la para uma eventual
necessidade.
Lipídios
(óleos e
gorduras)
Toucinho, banha, manteiga, margarina, linguiça, salame,
mortadela, presunto, apresuntado, salgadinhos,
carnes gordas, pele de frango, pele de porco, óleos,
azeites e frituras.
Lipídios fazem parte da composição das células do corpo.
Também são fonte de energia. Devem ser ingeridos com moderação,
pois podem causar obesidade e problemas cardíacos.
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Minerais
(sais
minerais)
Vitaminas
Fibras da
dieta
Há cerca de dezesseis nutrientes minerais diferentes
essenciais ao corpo. Exemplos são o sódio, o potássio,
o ferro, o cálcio, o fósforo e o enxofre. De modo
geral são encontrados em frutas, vegetais, leites,
ovos e carnes.
Há várias vitaminas diferentes, e cada uma delas tem
suas fontes características, animais e/ou vegetais.
Frutas, verduras, pão integral e arroz integral.
São muitas as funções desempenhadas pelos minerais. O cálcio,
por exemplo, faz parte da constituição dos ossos. O ferro
é encontrado nos glóbulos vermelhos. Sódio e potássio são
importantes para regular a absorção e a eliminação de água.
São essenciais para o funcionamento adequado do nosso corpo,
pois atuam regulando alguns processos que ocorrem nas células.
Sua falta pode causar vários tipos de distúrbios.
Não são digeridas, mas sua ingestão impede o ressecamento
das fezes (prisão de ventre), facilita a evacuação e evita problemas
no intestino.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Os alimentos em geral não são constituídos apenas
por um único nutriente. Eles são uma complexa mistura
de diferentes nutrien tes. Um bife, por exemplo,
contém carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas
e minerais.
Os nutricionistas são capazes de realizar procedimentos
de laboratório que permitem determinar o
conteúdo de energia que um alimento fornece quando
ingerido, chamado conteúdo calórico do alimento.
O gráfico A abaixo relaciona alguns alimentos e seu conteúdo
calórico. Perceba que alimentos muito gordurosos
ou oleosos, como margarina, manteiga e amendoim,
têm alto conteúdo calórico. Afinal de contas, lipídios
são altamente calóricos.
A energia dos alimentos serve para garantir o funcionamento
das células do nosso corpo. Essa energia
permite a execução de tarefas vitais — bombear o sangue,
realizar a respiração pulmonar, produzir e excretar
a urina etc. — e também de atividades mentais e físicas.
As atividades físicas mais intensas gastam mais energia
do que as menos intensas. Isso você pode perceber
analisando atentamente o gráfico B abaixo.
Se a pessoa ingere alimentos que fornecem mais energia
do que ela gasta, o corpo não descarta esse excesso de
alimento. Ao contrário, ele usa a energia excedente para
produzir gordura e a armazena. Trata-se de uma adaptação
que permite aos animais guardar, sob a forma de lipídio,
energia para uma época em que possa faltar alimento.
A
Margarina
Manteiga
Amendoim torrado
Batata frita tipo chips
Chocolate
Bife bovino grelhado
Pão branco
Frango frito (carne escura)
Feijão cozido
Atum enlatado em água
Banana
Arroz branco cozido
Batata cozida
Maçã
Laranja
Tomate
Alface
120
119
110
107
65
56
49
22
14
290
239
kcal/100 g
719
717
A Conteúdo calórico de alguns alimentos, em kcal para cada 100 gramas do alimento.
Elaborado a partir de dados de: A. H. Ensminger et al. The concise encyclopedia of foods &
nutrition. Boca Raton, CRC Press, 1995. p. 384-469.
B Tempo necessário para gastar, em diferentes atividades, a energia fornecida por um
chocolate de 50 g (264 kcal). Valores médios para pessoa de 64 kg.
Elaborado a partir de dados de: L. A. Smolin e M. B. Grosvenor. Nutrition: Science and applications.
Orlando, Saunders College Publishing, 1994. p. 402.
459
582
568
528
B
Sentado
3 horas e 9 minutos
Pedalando devagar
1 hora e 4 minutos
Andando
52 minutos
Pedalando rápido
41 minutos
Fazendo ginástica aeróbica
40 minutos
Nadando devagar
32 minutos
Nadando rápido
26 minutos
Correndo devagar
21 minutos
Correndo rápido
16 minutos
Você entendeu a leitura?
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1 (Fuvest-SP) Nas condições ambiente, ao inspirar,
puxamos para nossos pulmões, aproximadamente,
0,5 L de ar, então aquecido da temperatura
ambiente (25 °C) até a temperatura do corpo
(36 °C). Fazemos isso cerca de 16 3 10 3 vezes em
24 h. Se, nesse tempo, recebemos, por meio da
alimentação, 1,0 3 10 7 J de energia, a porcentagem
aproximada dessa energia, que será gasta
para aquecer o ar inspirado, será de:
a) 0,1% b) 0,5% c) 1% d) 2% e) 5%
ar atmosférico nas condições ambiente:
densidade 5 1,2 g/L calor específico 5 1,0 ? J ? g 21 ? °C 21
Comentário dos autores:
O enunciado fornece o calor específico do ar, 1,0 ? J g 21 ? °C 21 .
Isso significa que, para elevar em 1 °C a temperatura de
1 g de ar, é necessário fornecer 1,0 J.
2 (FEI-SP) A oxidação de 1 g de gordura num
organismo humano libera 9.300 calorias. Se o
nosso corpo possui 5.300 g de sangue, quanto
de gordura deve ser metabolizado para fornecer
o calor necessário para elevar a temperatura do
sangue da temperatura ambiente (25 °C) até a
temperatura de nosso corpo (37 °C)?
Observação: Supor o calor específico do sangue
igual ao calor específico da água.
a) 0,65 g
b) 6,8 g
c) 65 g
d) 68 g
e) Nenhuma das anteriores.

Moderna plus
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia das ligações e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Explosivos
É possível armazenar quantidades enormes de energia nas ligações químicas,
e talvez o melhor exemplo esteja na química dos explosivos. Um explosivo
é uma substância líquida ou sólida que satisfaz três critérios principais:
• A decomposição deve ser rápida;
• A decomposição deve ser muito exotérmica;
• Os produtos da decomposição devem ser gasosos, assim a reação é acompanhada
de um tremendo aumento de pressão exercido por esses gases.
A combinação desses três efeitos leva a uma produção violenta de calor e
gases, que geralmente está associada com as explosões.
Levando isso em conta, quais são os produtos mais adequados em que se
deve decompor um explosivo?
Idealmente, para se ter uma reação muito exotérmica, um explosivo
deve ter ligações químicas muito fracas, e sua decomposição deve produzir
substâncias com ligações químicas muito fortes.
Ao analisar as energias de ligação vemos que as ligações entre N e N e
também entre C e O são muito fortes. Não é surpreendente que muitos dos
explosivos produzam N 2 (g), CO (g) e CO 2 (g). Quase sempre vapor-d’água
também é produzido.
Um bom exemplo é a nitroglicerina, um líquido oleoso de cor amarelo pálido,
muito sensível ao impacto. Basta agitá-lo para ocasionar sua decomposição
explosiva em nitrogênio, dióxido de carbono, água e oxigênio gasosos:
4 C 3 H 5 N 3 O 9 (,) # 6 N 2 (g) 1 12 CO 2 (g) 1 10 H 2 O (g) 1 O 2 (g)
As elevadas energias de ligação nas moléculas de N 2 (944 kJ/mol de moléculas),
de CO 2 (1.486 kJ/mol de moléculas) e de água (926 kJ/mol de moléculas)
fazem com que essa reação seja muito exotérmica. Com exceção de uma
pequena quantidade de O 2 , os produtos são N 2 , CO 2 e H 2 O.
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Explosivos têm muitas aplicações
pacíficas, tais como a abertura de
estradas, túneis e minas, e a implosão
de edifícios. Na foto, implosão de um dos
pavilhões do complexo penitenciário do
Carandiru, em São Paulo, 2002. O princípio
teórico em que se baseiam os explosivos
pode ser compreendido com o conceito de
energia de ligação.
evelson de freitas/agência estado

Moderna plus
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia das ligações e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Fuvest-SP) Define-se balanço de oxigênio de um explosivo, expresso
em percentagem, como a massa de oxigênio faltante (sinal negativo)
ou em excesso (sinal positivo), desse explosivo, para transformar todo
o carbono, se houver, em gás carbônico e todo o hidrogênio, se houver,
em água, dividida pela massa molar do explosivo e multiplicada
por 100. O gráfico a seguir traz o calor liberado na decomposição de
diversos explosivos, em função de seu balanço de oxigênio.
7.000
1.000 –80 –60 –40 –20 0 20
Balanço de oxigênio/%
Um desses explosivos é o tetranitrato de pentaeritritol (PETN,
C 5 H 8 N 4 O 12 ). A equação química da decomposição desse explosivo
pode ser obtida, seguindo-se as regras:
— Átomos de carbono são convertidos em monóxido de carbono.
— Se sobrar oxigênio, hidrogênio é convertido em água.
— Se ainda sobrar oxigênio, monóxido de carbono é convertido em
dióxido de carbono.
— Todo o nitrogênio é convertido em nitrogênio gasoso diatômico.
a) Escreva a equação química balanceada para a decomposição do
PETN.
b) Calcule, para o PETN, o balanço de oxigênio.
c) Calcule o DH de decomposição do PETN, utilizando as entalpias
de formação das substâncias envolvidas nessa transformação.
d) Que conclusão é possível tirar, do gráfico apresentado, relacionando
o calor liberado na decomposição de um explosivo e seu
balanço de oxigênio?
Substância O PETN
massa molar/g ? mol 21 16 316
Substância PETN(s) CO 2 (g) CO (g) H 2 O (g)
Entalpia de
formação
2538 2394 2110 2242
kJ ? mol 21
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–H/kJ kg –1
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000

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Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFMG) Os metais alcalinos, ao reagirem com água, produzem soluções dos respectivos
hidróxidos e gás hidrogênio.
Esta tabela apresenta os dados termoquímicos que permitem a obtenção das equações
das reações globais e seus respectivos DH:
ETAPA
PROCESSO
DH/(kJ/mol)
Li Na K
Etapa I M (s) # M (g) 1159 1107 189
Etapa II M (g) # M 1 (g) 1 e 2 1519 1502 1425
Etapa III M 1 (g) # M 1 (aq) 2957 2849 2767
Etapa IV H 2 O (,) 1 e 2 # OH 2 (aq) 1 1__
2 ​ H 2 (g) 156 156 156
1. Considerando os dados dessa tabela, ESCREVA a equação balanceada da reação global
entre o potássio metálico e a água.
2. CALCULE a variação de entalpia para a reação entre o potássio metálico e a água,
conforme mostrado no item 1.
3. Considerando as variações de entalpia envolvidas na quebra ou formação de ligações
químicas, JUSTIFIQUE por que a etapa I é, necessariamente, endotérmica.
4. Considerando a estrutura eletrônica dos átomos dos três elementos representados na
tabela desta questão, JUSTIFIQUE por que o potássio tem o menor DH na etapa II.
Sugestão de encaminhamento
1.
Reescreva as etapas fornecidas, substituindo M pelo símbolo do potássio. Multiplique
e inverta as equações, se necessário, e some-as, a fim de obter uma equação química em
que os reagentes sejam K (s) e H 2 O (,). Isso responde o item 1.
2.
Use a Lei de Hess para calcular o DH da reação global encontrada, o que responde o item 2.
3.
Revise seus conhecimentos sobre ligações químicas. Que tipo de ligações existem em
Li (s), Na (s) e K (s)? O que ocorre com essas ligações quando ocorre transição para a fase
gasosa? Com base nisso, responda o item 3.
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4.
Revise seus conhecimentos sobre propriedades periódicas. Qual dessas propriedades está
associa da à etapa II, em que um átomo gasoso M (g) perde um elétron e se transforma
no cátion M 1 (g)? Como essa propriedade varia ao longo de um grupo (família)? Por que
varia dessa maneira? Fundamente-se nisso para responder o item 4.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa C.
2 2 Alternativa B.
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Unidade F
Capítulo 22 Energia das ligações e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
1 a) C 5 H 8 N 4 O 12 (g) # 2 CO (g) 1 4 H 2 O (g) 1 3 CO 2 (g) 1 2 N 2 (g)
b) 210%
c) 21.832 kJ/mol
d) A liberação de energia na decomposição do explosivo é máxima
quando o balanço de oxigênio é zero.
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Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Fuvest-SP) Experimentalmente se observa que,
quando se dissolve etanol na água, há aumento
de temperatura da mistura. Com base nesse
fato, demonstre ou refute a seguinte afirmação:
“A dissolução de etanol em água é um processo
endotérmico”.
2 (Unisinos-RS) Derramando-se acetona na mão,
tem-se uma sensação de frio, porque:
em seu interior, quando se utiliza fermento
biológico (levedura) ou fermento químico
(NaHCO 3 ou NH 4 HCO 3 e um outro composto
de características ácidas).
4 (UFPel-RS) Entre os hidrogenossais, o bicarbonato
de amônio é um dos mais importantes devido
a sua utilização como fermento químico. Esse
sal, quando aquecido, decompõe-se de acordo
com a equação:
NH 4 HCO 3 ( D NH 3 1 CO 2 1 H 2 O
A formação de CO 2 é que faz os produtos de
panificação “crescerem”, a exemplo das bolachas.
a) Partindo de 79 gramas de fermento, calcule
quantos gramas de gás carbônico são formados.
b) Entre as substâncias representadas na equação,
quais pertencem à função óxidos?
c) A reação acima é endotérmica? Por quê?
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a) a acetona reage exoter micamente com a
pele.
b) a evaporação da acetona é um processo endotér
mico.
c) a evaporação da acetona é um processo exotérmico.
d) a acetona sublima.
e) a acetona foi previamente aquecida.
3 (UFMT) Um local particularmente fértil para
ilustrar os princípios da química é a cozinha,
pois possui reagentes químicos e emprega
procedimentos semelhantes aos de um laboratório.
A partir desse ponto de vista, julgue os itens,
classificando-os, no caderno, em verdadeiros
ou falsos.
1- Os alimentos cozinham mais rapidamente
numa panela de pressão devido à diminuição
do ponto de ebulição da água.
2- O fenômeno do abaixamento da temperatura
da água num filtro de barro deve-se à evaporação
da água nas paredes do filtro.
3- Folhas de alface murcham mais rapidamente
quando temperadas com salmoura devido à
perda de água por efeito osmótico.
4- As massas de pães e de bolos caseiros crescem
devido à produção de dióxido de carbono
5 (UFMG) Ao se sair molhado em local aberto,
mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação
de frio. Esse fenômeno está relacionado
com a evaporação da água que, no caso, está em
contato com o corpo humano.
Essa sensação de frio explica-se CORRETAMEN-
TE pelo fato de que a evaporação da água:
a) é um processo endotérmico e cede calor ao
corpo.
b) é um processo endotérmico e retira calor do
corpo.
c) é um processo exotérmico e cede calor ao
corpo.
d) é um processo exotérmico e retira calor do
corpo.
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Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
6 (Ufes) Um atleta, ao sair da piscina, devido ao
corpo molhado, sente frio quando se encontra
em um lugar aberto. O corpo do atleta é considerado
um sistema. É INCORRETO afirmar que
esse sistema:
a) apresenta uma variação de entalpia menor
que zero.
b) contribui favoravelmente para a evaporação
da água.
c) sofre um processo endotérmico.
d) transfere calor para a água.
e) libera calor.
7 (Unicamp-SP)* Depois das 19 horas, os convidados
começaram a chegar. Dina os recepcionava
no bar, onde havia dois baldes: um deles com
gelo e o outro com gelo seco. Dina bradava aos
quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química,
já que esses sólidos serão usados para resfriar
as bebidas!” Para cada bebida, Estrondosa escolhia
o sólido mais apropriado. Curiosamente
alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma
com gelo e outra com gelo seco, mas colocou
os copos em uma mesa e não consumiu as
bebidas. Passado um certo tempo, um colega
de faculdade resolveu verificar se Dina ainda
era a “sabichona” de antigamente, e foi logo
perguntando:
a) “Esses sólidos, quando colocados nas bebidas,
sofrem transformações. Que nomes são
dados para essas duas transformações? E por
que essas transformações fazem com que as
bebidas se resfriem?”
b) “Dina, veja essas figuras e pense naqueles
dois copos de uísque que nosso amigo não
bebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde
ao copo d da situação final? Em algum
dos copos, a concentração final de álcool ficou
diferente da concentração inicial? Por quê?”
Obs.: considerar a figura para responder ao
item b.
x
c
situação inicial
situação final
* Questão extraída de uma prova que envolve
uma narrativa ficcional. As perguntas que
aparecem na história são as questões a serem
respondidas.
8 (UFC-CE) Considere as seguintes reações:
I. Li (g) ( Li 1 (g) 1 e 2 (dH I )
II. Na (g) ( Na 1 (g) 1 e 2 (dH II )
III. C, (g) ( C, 1 (g) 1 e 2 (dH III )
IV. K (g) ( K 1 (g) 1 e 2 (dH IV )
Assinale a alternativa corrreta.
a) dH III . dH I . dH II . dH IV
b) dH II . dH I . dH III . dH IV
c) dH I . dH II . dH III . dH IV
d) dH IV . dH I . dH II . dH III
e) dH I . dH III . dH II . dH IV
y
d
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Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
9 (Cefet-PR) Considere a frase:
“A variação de entalpia de uma reação química
é a medida da quantidade de calor liberada pela
reação, quando realizada a volume constante”.
Nesta frase há:
a) apenas um erro, porque a reação deve ocorrer
à pressão constante.
b) apenas um erro, porque a reação deve ocorrer
à temperatura constante.
c) dois erros (o correto é calor liberado ou absorvido
e deve ocorrer à temperatura constante).
d) dois erros (o correto é calor liberado ou absorvido
e deve ocorrer à pressão constante).
e) três erros (o correto é calor liberado ou absorvido
e deve ocorrer à temperatura e pressão
constantes).
10 (PUC-MG) Como as baterias, as pilhas a combustível
são sistemas de conversão de energia química
em energia elétrica. Entretanto, enquanto
as baterias convencionais se descarregam, as
pilhas a combustível, devido ao fornecimento
permanente de combustível e de comburente,
permanecem uma fonte contínua de energia
elétrica. A reação global que ocorre numa pilha
a combustível é:
H 2 1 ​ 1__
2 ​O 2 ( H 2 O dH 5 2253 kJ ? mol 21
Durante o funcionamento de uma pilha a combustível,
é CORRETO afirmar:
a) O comburente é o hidrogênio.
b) O hidrogênio reage no catodo.
c) O oxigênio é oxidado no anodo.
d) A reação é exotérmica.
11 (UFF-RJ) O Brasil é um dos países líderes em
reciclagem de latinhas de alumínio. O alumínio
usado na fabricação dessas latas pode ser obtido
a partir da eletrólise ígnea (na ausência de água)
de A, 2 O 3 na presença de criolita. A equação
simplificada da reação eletrolítica do A, 2 O 3 é:
A, 2 O 3 (s) ( 2 A, (,) 1 ​ 3__
2 ​O 2 (g)
dH 5 1.650 kJ ? mol 21
De acordo com o exposto, pode-se afirmar que:
a) são necessários 3 mol de A, 2 O 3 para produzir
5 mol de alumínio;
b) a reação de obtenção de A, conforme a reação
mostrada acima é endotérmica;
c) a reação de obtenção de A, conforme a reação
acima é de dupla troca;
d) o oxigênio produzido tem número de oxidação
22;
e) os números de oxidação para o alumínio e
o oxigênio no A, 2 O 3 são 13 e 0, respectivamente.
12 (Mackenzie-SP) O alumínio em pó é um sólido
inflamável e pode se utilizado para obtenção de
titânio metálico, a partir do seu óxido, no processo
denominado de aluminotermia, como mostra
a equação química abaixo, NÃO BALANCEADA.
TiO 2 1 A, # Ti 1 A, 2 O 3 dH , 0
Dado: Massa molar em g/mol
O 5 16, A, 5 27 e Ti 5 48
De acordo com a equação e as informações
citadas, é correto afirmar que:
a) o processo é endotérmico e o alumínio atua
como agente oxidante.
b) o processo é exotérmico e o dióxido de titânio
atua como agente redutor.
c) o valor da soma dos menores coeficientes
inteiros do balanceamento da equação dada
é dez.
d) reagindo-se 720 kg de dióxido de titânio
com 324 kg de alumínio, obtém-se 432 kg
de titânio metálico, admitindo-se 100% de
rendimento.
e) o óxido de alumínio é um exemplo de óxido
ácido.
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Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Seção 2.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
13 (UFU-MG) Considere as informações a seguir.
Uma das reações que ocorrem na obtenção de
ferro a partir da hematita é:
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) # 3 CO 2 (g) 1 2 Fe (s)
O calor liberado por essa reação é aproximadamente
de 29 kJ por mol de hematita consumida.
Marque para as alternativas abaixo (V) verdadeira
ou (F) falsa.
1. ( ) A reação é exotérmica, sendo H produtos
maior que H reagentes .
2. ( ) A variação de entalpia nessa transformação
é dH 5 29 kJ ? mol 21 de Fe 2 O 3 (s) à
pressão constante.
3. ( ) Ao dobrar as quantidades de reagentes
e de produtos, as entalpias de cada uma
das substâncias e a variação total de
entalpia dobram.
4. ( ) Embora a pressão não influa diretamente
na variação de entalpia, essa pressão
pode influenciar indiretamente na variação,
pois o estado físico de reagentes
e produtos depende da pressão.
14 O calor liberado na condensação do vapor de
água é, em parte, responsável pelo aquecimento
da superfície da nossa pele dentro de
uma sauna a vapor. O calor liberado quando
1 mol de H 2 O (v) se transforma em 1 mol de
H 2 O (,) (condensação) é, segundo o diagrama
a seguir, em kJ:
a) 285,8. d) 244.
b) 44. e) 2285,8.
c) 241,8.
15 (Cesgranrio-RJ) Considere o diagrama de entalpia:
H (kJ/mol)
Assinale a opção que contém a equação termoquímica
correta:
a) H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (g)
DH 5 1242 kJ ? mol 21
b) H 2 O (,) ( H 2 O (g) DH 5 241 kJ ? mol 21
c) H 2 O (,) ( H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g)
DH 5 1283 kJ ? mol 21
d) H 2 O (g) # H 2 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) DH 5 0 kJ ? mol 21
e) H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (,)
DH 5 141 kJ ? mol 21
16 (UFMS) Considere o gráfico. Assinale a afirmativa
correta:
Hi 1
Hi 2
0
Entalpia
–242
–283
Entalpia
H 2 O ()
C (diamante) O 2
(g)
C (grafite) O 2
(g)
Reação 2
1
H 2
(g) + — O 2
(g)
2
Reação 1
H 2 O (g)
H
Hf
CO 2 (g)
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1
1 H 2 (g) — O 2
(g)
2
H = –285,8 kJ
H = –241,8 kJ
1 H 2 O (v)
1 H 2 O ()
Sentido da reação
a) A entalpia do C (diamante) é menor que a do
C (grafite).
b) O carbono grafite é a forma alotrópica mais
estável.
c) A reação 1 é exotérmica, enquanto a 2 é endotérmica.
d) A diminuição de entalpia das reações 1 e 2
indica que houve absorção de calor.
e) A variação de entalpia para as duas reações
dá um valor positivo.

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Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Seção 2.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
17 (ITA-SP, modificado) O diagrama abaixo mostra a variação da entalpia
dos reagentes e do produto em função da temperatura para a reação
química representada pela equação X (g) 1 Y (g) ( W (g)
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Entalpia
X (g) Y (g)
W (g)
Temperatura
T 1
T 2
Analisando esse diagrama, identifique a afirmação errada.
a) Na temperatura T 1 , a reação é exotérmica.
b) Na temperatura T 1 , a entalpia dos reagentes é maior que a do
produto.
c) No intervalo de temperatura compreendido entre T 1 e T 2 , a reação
ocorre com absorção de calor.
d) O ΔH, em módulo, da reação aumenta com o aumento da temperatura.
e) Tanto a entalpia dos reagentes como a do produto aumentam com
o aumento da temperatura.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Unifor-CE) Para calcular a variação de entalpia da reação (DH R ),
representada por:
hidroquinona (C 6 H 6 O 2 ) 1 H 2 O 2 @#
H2 O quinona (C 6H 4 O 2 ) 1 2 H 2 O (,)
foram utilizados os seguintes dados:
— combustão do H 2 (g) com O 2 (g) produzindo H 2 O (,)
DH 1 5 2286 kJ/mol de H 2 O
— decomposição do H 2 O 2 , em meio aquoso, produzindo H 2 O (,)
e O 2 (g)
DH 2 5 295 kJ/mol de H 2 O
— hidrogenação (H 2 ) da quinona produzindo hidroquinona
DH 3 5 2177 kJ/mol
O valor calculado de DH R , em kJ/mol é da ordem de
a) 1200. c) 2100. e) 2200.
b) 1100. d) 2150.
2 (UFBA) Uma montadora internacional lançou no mercado um veículo
equipado com oito cilindros, movido a hidrogênio, mostrado pela
primeira vez na América do Sul, no Rio de Janeiro, em setembro de
2002. Esse veículo libera, para a atmosfera, apenas água, de acordo
com as equações termoquímicas:
I. H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) ( H 2 O (,) DH 5 2286,4 kJ
II. H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) ( H 2 O (g) DH 5 2242,9 kJ
A partir dessas equações, determine a variação de entalpia envolvida
na transformação de 3,0 mol de água líquida em água gasosa, nas
condições-padrão.
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Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
3 (Vunesp) O metano (CH 4 ), tambem é conhecido como gás do lixo, ao
sofrer combustão, apresenta entalpia-padrão de combustão (DH° C )
igual a 2890 kJ/mol.
Escreva a reação de combustão do metano, indicando a entalpia-
-padrão de combustão (DH° C ) da reação.
4 (UFMG) A queima do metano na presença de oxigênio pode produzir
duas substâncias distintas que contêm carbono:
• monóxido de carbono, produzido pela combustão incompleta do
metano; e
• dióxido de carbono.
As equações químicas dessas reações são:
Reação I CH 4 (g) 1 ​ 3__
2 ​ O 2 (g) # 2 H 2 O (g) 1 CO (g)
Reação II CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # 2 H 2 O (g) 1 CO 2 (g)
Considerando-se essas reações, é CORRETO afirmar que:
a) ambas são exotérmicas e a quantidade de calor liberado em I é
menor que em II.
b) ambas são endotérmicas e a quantidade de calor absorvido em I
é menor que em II.
c) ambas são endotérmicas e a quantidade de calor absorvido em II
é menor que em I.
d) ambas são exotérmicas e a quantidade de calor liberado em II é
menor que em I.
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5 O metanol tem sido usado como combustível alternativo para veículos
automotores. H Indique
3
o diagrama H de variação de entalpia que representa
a equação CH 3 OH () para — o Oprocesso 2 (g)
H
de combustão completa do metanol:
3
2 H 2 CO 2 (g) 3 H 2 O ()
a) CH
H 3 OH () H
— O 2 (g)
32 H3
H
CH 2 COd)
2 (g) 3 H 2 O ()
CH 3 OH () CH — 3 OH () — O
3 OH O 2 (g) () 2 (g)
2
2 2 2 (g) 2 CO CO 2 (g) 3 HCO 2 O 2 (g) 3 H
2 () (g) 2 O ()
2 ()
H
H
H
H
H
H
H H
H H
CO 2 (g) 2 H 2 O () C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g)
CO 2 (g) 2 H 2 O () C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g)
CO
CO 2 (g) 2 HCO 2 O 2 (g) 2 H
2 () (g) C 2 O () C 2 H 5 OH () () 3 2 H
2 O 5 OH () 3 O
52 OH (g) () 2 (g)
2 (g)
H
H
b) H
C 2 H 6 (g) H CH 4 e) (g) 2 O 2 (g)
H
H
H
C 2 H 6 (g) H CH 4 (g) 2 O 2 (g)
C
C 2 H 6 (g)
2 H
2 6 (g) CH
6 CH (g) 4 (g) 2 OCH 2 (g) 4 (g) 2 O
4 (g) 2 (g)
2 (g)
H
H
H
H
H
H
H H H H
C (s) 3 H 2 (g)
CO 2 (g) H 2 O ()
C (s) 3 H 2 (g)
CO 2 (g) H 2 O ()
C (s) 3 H
C (s) 3 H 2 (g)
(s) 2 (g)
CO
2 (g) CO 2 (g) H 2 O CO()
2 (g) H
2 (g) 2 O ()
2 ()
c) H
H C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g)
H
H C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g)
C
C 2 H 5 OH () 2 H
2 3 O 5 OH () 3 O
5 OH 2 (g)() 2 (g)
2 (g)
H
H
H
H H
2 CO 2 (g) 3 H 2 O ()
2 CO 2 (g) 3 H 2 O ()
2 CO
2 CO 2 (g) 3 HCO 2 O 2 (g) 3 H
2 () (g) 2 O ()
2 ()

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Parte II
Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
6 (Vunesp) Dois maçaricos, 1 e 2, operando sob
as mesmas condições de fluxo dos gases, com
as pressões mostradas na tabela a seguir, são
utilizados para a produção de calor na execução
de corte e solda em peças metálicas.
Maçarico
1
2
Gases na
mistura
acetileno (C 2 H 2 )
oxigênio (O 2 )
acetileno (C 2 H 2 )
ar (20% de O 2 e
80% de N 2 )
Pressão parcial relativa
do gás na mistura
​ 1__
4 ​ P
​ 3__ 4 ​ P
​ 1__
4 ​ P
​ 3__ 4 ​ P
Nestas condições de operação, observa-se que a
temperatura da chama do maçarico 1 é maior do
que a do maçarico 2. Essa diferença nas temperaturas
das chamas dos dois maçaricos ocorre, pois,
a) o N 2 presente na mistura gasosa do maçarico
2 reage preferencialmente com o acetileno,
liberando menos calor do que a reação deste
com o O 2 .
b) o N 2 presente na mistura gasosa do maçarico
2 reage preferencialmente com o oxigênio,
liberando menos calor do que a reação deste
com o C 2 H 2 .
c) a entalpia de combustão do acetileno é menor
na ausência de N 2 .
d) a entalpia de combustão do acetileno é maior
na ausência de N 2 .
e) a pressão parcial do oxigênio no maçarico 1
é maior do que no maçarico 2.
7 (Cefet-AL) Podemos obter o benzeno em laboratório,
reagindo carbeto de cálcio com água,
recolhendo o acetileno formado em tubulação
de ferro superaquecida, resfriando em seguida
o produto obtido.
Pode-se calcular a variação de entalpia da
obtenção do benzeno a partir de acetileno,
conhecendo-se as entalpias de combustão completa
das duas substâncias. Abaixo fornecemos
as equações representativas da combustão
completa do acetileno e do benzeno.
C 2 H 2 1 ​ 5__
2 ​O 2 # 2 CO 2 1 H 2 O
dH 5 21.256 kJ/mol
C 6 H 6 1 ___ ​ 15
2 ​O 2 # 6 CO 2 1 3 H 2 O
dH 5 23.168 kJ/mol
Utilizando as duas equações, concluímos que
durante a síntese do benzeno, a partir do acetileno,
ocorre:
a) liberação de 200 kJ.
b) absorção de 600 kJ.
c) liberação de 1.200 kJ.
d) liberação de 600 kJ.
e) absorção de 200 kJ.
Comentário dos autores:
O benzeno é obtido a partir do acetileno através
da equação descrita abaixo e denominada trimerização
do acetileno:
3 C 2 H 2 (g) ( C 6 H 6 (,)
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Parte II
Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 4.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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8 (Vunesp) Definir, ou conceituar, e discutir, usando
exemplos quando julgar conveniente:
a) entalpia molar padrão de formação de uma
substância;
b) Lei de Hess e sua aplicação em Termoquímica.
9 (ITA-SP) Qual das opções a seguir apresenta
a equação química balanceada para a reação
de formação de óxido de ferro (II) sólido nas
condições-padrão?
a) Fe (s) 1 Fe 2 O 3 (s) # 3 FeO (s).
b) Fe (s) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # FeO (s).
c) Fe 2 O 3 (s) # 2 FeO (s) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g).
d) Fe (s) 1 CO (g) # FeO (s) 1 C (graf).
e) Fe (s) 1 CO 2 (g) #
# FeO (s) 1 C (graf) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g).
10 (Fuvest-SP) Pode-se calcular a entalpia molar
de vaporização do etanol a partir das entalpias
das reações de combustão representadas por
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) #
# 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,) DH 1
C 2 H 5 OH (g) 1 3 O 2 (g) #
# 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (g) DH 2
Para isso, basta que se conheça, também, a
entalpia molar de:
a) vaporização da água.
b) sublimação do dióxido de carbono.
c) formação da água líquida.
d) formação do etanol líquido.
e) formação do dióxido de carbono gasoso.
11 (UFABC) Considere as seguintes informações
sobre duas variedades alotrópicas do elemento
carbono:
Variedade
alotrópica
Carbono
diamante
Carbono
grafita
Entalpia
de formação
Densidade
10,45 kcal/mol 3,5 g ? cm 23
zero 2,2 g ? cm 23
a) Sendo a entalpia de combustão completa do
carbono diamante igual a 2x kcal ? mol 21 ,
qual deve ser a entalpia de combustão do
carbono grafita? Justifique.
b) Como interpretar, em termos de arranjos
atômicos, o fato de a densidade do diamante
ser maior do que a do carbono grafita, uma
vez que ambos são formados por átomos de
um mesmo elemento químico?
12 (Vunesp) O álcool etílico pode ser obtido pela
fermentação de açúcares produzidos a partir
de diferentes matérias-primas vegetais. Sendo
assim, é um combustível renovável e não contribui
para o aumento da concentração de dióxido
de carbono na atmosfera. Considerando-se a
importância de sua utilização como combustível,
calcule o calor de combustão do etanol a
partir dos dados de entalpia-padrão fornecidos
a seguir:
DH 0 f etanol (,) 5 2277,6 kJ ? mol 21
DH 0 f água (,) 5 2285,8 kJ ? mol 21
DH 0 f dióxido de carbono (g) 5 2393,5 kJ ? mol 21
13 (Unifesp) Quando o óxido de magnésio está na
presença de uma atmosfera de gás carbônico,
este é convertido a carbonato de magnésio.
São dadas as entalpias-padrão de formação:
Mg (s) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # MgO (s)
DH 0 f 5 2602 kJ/mol
C (s, grafita) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
DH 0 f 5 2394 kJ/mol
Mg (s) 1 C (s, grafita) 1 ​ 3__
2 ​O 2 (g) # MgCO 3 (s)
DH 0 f 5 21.096 kJ/mol
A formação de um mol de carbonato de magnésio,
a partir do óxido de magnésio e gás carbônico,
é uma reação:
a) endotérmica, com valor absoluto de entalpia
de 100 kJ.
b) exotérmica, com valor absoluto de entalpia
de 100 kJ.
c) endotérmica, com valor absoluto de entalpia
de 888 kJ.
d) exotérmica, com valor absoluto de entalpia
de 888 kJ.
e) endotérmica, com valor absoluto de entalpia
de 1.304 kJ.
14 (UFC-CE) No Brasil, o álcool etílico vem sendo
muito utilizado como uma opção de biocombustível,
uma vez que possui origem vegetal e é
renovável. Sabe-se que sua reação de combustão
é dada por:
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
Assinale a alternativa que corretamente expressa
o valor da entalpia-padrão de combustão, em
kJ ? mol 21 , para esta reação.
Dados: DH 0 f, CO2 5 2394 kJ ? mol 21 ; DH 0 f, H 2 O 5
5 2286 kJ ? mol 21 , DH 0 f, C2 H 5 OH 5 2278 kJ ? mol 21 .
a) 21.268. c) 21.468. e) 21.668.
b) 21.368. d) 21.568.

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Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 4.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
15 (UFSCar-SP) A geração de energia elétrica por
reatores nucleares vem enfrentando grande
oposição por parte dos ambientalistas e da população
em geral ao longo de várias décadas,
em função dos acidentes ocorridos nas usinas
nucleares e da necessidade de controle dos
resíduos radioativos por um longo período de
tempo. Recentemente, o agravamento da crise
energética, aliado à poluição e ao efeito estufa
resultantes do uso de combustíveis fósseis, e
à redução dos resíduos produzidos nas usinas
nucleares, têm levado até mesmo os críticos a
rever suas posições.
O funcionamento da maioria dos reatores
nucleares civis baseia-se no isótopo 235 do
urânio, 235
92U. O urânio natural apresenta uma
distribuição isotópica de aproximadamente
0,72% de 235 U e 99,27% de 238 U. Para sua utilização
em reatores, o urânio deve ser enriquecido
até atingir um teor de 3 a 4% em 235 U. Um dos
métodos utilizados nesse processo envolve
a transformação do minério de urânio em
U 3 O 8 sólido (“yellow cake”), posteriormente
convertido em UO 2 sólido e, finalmente, em
UF 6 gasoso, segundo as reações representadas
pelas equações:
UO 2 (s) 1 4 HF (g) #
# UF 4 (s) 1 2 H 2 O (g) (reação 1)
UF 4 (s) 1 F 2 (g) # UF 6 (g) (reação 2)
UO 2 (s) 1 4 HF (g) 1 F 2 (g) #
# UF 6 (g) 1 2 H 2 O (g) (reação global)
Considere a reação global de produção de UF 6
a partir da reação entre UO 2 , HF e F 2 , e as informações
adicionais sobre entalpias de formação
fornecidas a seguir.
Substância
(estado físico)
Entalpia de formação
a 25 °C (kJ mol 21 )
16 (PUC-MG) O acetileno (C 2 H 2 ) é um hidrocarboneto
gasoso, incolor, com odor pronunciado de
alho, que produz uma chama de temperatura
superior a 3.000 °C quando colocado em contato
com oxigênio.
Sejam as seguintes equações termoquímicas
e as respectivas entalpias de combustão
a 25 °C;
2 C (s) 1 H 2 (g) 1 ​ 5__
2 ​O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 H 2 O (,)
DH 5 21.073 kJ ? mol 21
C 2 H 2 (g) 1 ​ 5__
2 ​O 2 (g) #
# 2 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) DH 5 21.300 kJ ? mol 21
Utilizando-se essas equações, o valor da entalpia-padrão
de formação a 25 °C do acetileno,
em kJ ? mol 21 , é:
a) 11.300.
b) 21.300.
c) 2227.
d) 1227.
17 (UEM-PR) Observe o diagrama abaixo, a 25 °C e
1 atm, e dê como resposta a soma dos números
correspondentes às afirmações corretas.
(kJ/mol)
H
0
1
H 2 (g) — O 2 (g)
2
H 1 H 2
UO 2 (s) 21.130
HF (g) 2270
UF 6 (g) 22.110
242
286
H 2 O ()
H 2 O (g)
H 2 O (g) 2240
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É correto afirmar que, a 25 °C, a reação de formação
de UF 6 a partir de UO 2 , conforme descrito
pela equação da reação global, é ................... kJ
por mol de UF 6 formado.
Assinale a alternativa com as informações que
preenchem corretamente a lacuna da frase
acima.
a) exotérmica, liberando 380.
b) exotérmica, liberando 950.
c) exotérmica, liberando 2.110.
d) endotérmica, absorvendo 2.110.
e) endotérmica, absorvendo 1.080.
(01) A entalpia de formação de ​ 1__ ​mol de água
2
liquída é 2143 kJ, a 25 °C e 1 atm.
(02) A reação de formação da água é um processo
endotérmico.
(04) A vaporização de 2 mol de água, a 25 °C e 1
atm, absorve 88 kJ.
(08) Apenas DH l pode ser chamado de entalpia
de formação.
(16) Através da lei de Hess, tem-se:
DH 2 5 DH l 2 DH vaporização
(32) Entalpia de vaporização é sempre positiva.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
Seção 4.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
18 (UFPR) A perspectiva de esgotamento das reservas mundiais de petróleo
nas próximas décadas tem incentivado o uso de biocombustíveis.
Entre eles está o etanol, que no Brasil já vem sendo usado como
combustível de automóveis há décadas. Usando o gráfico abaixo,
considere as afirmativas a seguir:
2 C (s) 3 H 2 (g)
1
O 2 (g) 2
|
Energia (pressão constante)
E 1
C 2 H 5 OH () C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g)
E 2
E 4
1. A energia E 2 refere-se à entalpia de formação do etanol.
2. E 3 é a energia molar de vaporização da água.
3. A entalpia de formação do etanol é um processo endotérmico.
4. E 4 é a entalpia de combustão do etanol.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 4 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
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2 CO 2 (g) 3 H 2 O (g)
E 3
2 CO 2 (g) 3 H 2 O ()

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Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (ITA-SP) Qualitativamente (sem fazer contas),
como você explica o fato de a quantidade de
calor trocado na vaporização de um mol
de água no estado líquido ser muito maior do
que o calor trocado na fusão da mesma quantidade
de água no estado sólido?
2 Formação do iodeto de hidrogênio
H 2
I 2
a) A ligação entre os átomos de H e C, é a mais
fraca.
b) H 2 (g) 1 C, 2 (g) # 2 HC, (g) é a reação
correspondente à entalpia de formação do
cloreto de hidrogênio.
c) Os valores de entalpia de neutralização mostrados
para o HC, e HBr são praticamente
idênticos, por se tratarem de ácidos fortes
reagindo com base forte.
d) H (g) 1 Br (g) # HBr (g) é a reação correspondente
à entalpia de formação do HBr.
e) A reação de formação do HI é exotérmica.
4 (UnB-DF) A tabela a seguir apresenta as entalpias
de ligações que podem ser formadas entre
átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio.
Ligações
Entalpia de ligação
(kJ ? mol 21 a 25 °C e 1 atm)
H 2
I
I
C k C 347
H k H 436
C k H 414
[H 2 I 2 ]
O k H 464
HI
I 2 1 36 kcal # 2 I
H 2 1 2 I 1 5,3 kcal #
H
k
I
HI
H
k
I
#
# HI 1 HI 1 43,8 kcal
De acordo com a figura acima, a energia necessária
para decompor 1 mol de moléculas de I 2
em 2 mol de átomos de iodo é:
a) 5,3 kcal. d) 43,8 kcal.
b) 10,6 kcal. e) 72 kcal.
c) 36 kcal.
O l O 496
C l O 743
Decida se a afirmação é certa ou errada:
Considerando essas informações, conclui-se que
DH da reação 4 CO 1 2 H 2 O # CH 4 1 3 CO 2 ,
a 25 °C e 1 atm, pode ser corretamente representado
pelo gráfico abaixo.
H (kJ ? mol 21 )
DH 5 1.286 kJ ? mol 21
produtos
reagentes
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3 (UFJF-MG) Considerando os dados da tabela a
seguir, correspondentes aos haletos de hidrogênio,
a 25 °C e 1 atm, assinale a alternativa
CORRETA.
Ácido
Energia de
ligação
(kJ/mol)
Entalpia de
formação, DH f
0
(kJ/mol)
Entalpia de
neutralização
da reação com
NaOH (kJ/mol)
HC, 430,9 292,3 257,9
HBr 365,3 236,3 257,6
HI 298,4 25,9 ----
5 (UFRN) Considere as energias de ligação do H 2 ,
I 2 e HI, respectivamente expressas na tabela
abaixo.
Energias de Ligação (kJ/mol) a 25 °C e 1 atm
Ligação H k H I k I H k I
Energia 434,0 150,0 298,0
A quantidade de calor envolvida (DH°) por cada
mol de HI formado, nas condições-padrão,
deve ser:
a) 2143,0 kJ/mol. c) 26,0 kJ/mol.
b) 17,0 kJ/mol. d) 1441,0 kJ/mol.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
6 (PUC-RJ) O gás cloro (C, 2 ), amarelo-esverdeado, é
altamente tóxico. Ao ser inalado, reage com a água
existente nos pulmões, formando ácido clorídrico
(HC,), um ácido forte capaz de causar graves
lesões internas, conforme a seguinte reação:
C, 2 (g) 1 H 2 O (g) # HC, (g) 1 HC,O (g)
Ligação
Energia de ligação
(kJ/mol; 25 °C e 1 atm)
C, k C, 243
H k O 464
H k C, 431
C, k O 205
Utilizando os dados constantes na tabela acima,
marque a opção que contém o valor correto da
variação de entalpia verificada, em kJ/mol:
a) 1104. c) 152. e) 2104.
b) 171. d) 271.
7 (Unicamp-SP) A variação de entalpia de uma
reação na fase gasosa, DH r , pode ser obtida indiretamente
por duas maneiras distintas: 1) pela
diferença entre as entalpias de formação, DH f ,
dos produtos e dos reagentes; 2) pela diferença
entre as entalpias de ligação, DH l , das ligações
rompidas e das ligações formadas.
Considerando a reação e as tabelas abaixo:
a) Determine o valor de DH r .
b) Calcule a entalpia de formação para o
H 3 CC, (g).
CH 4 (g) 1 C, 2 (g) # H 3 CC, (g) 1 HC, (g)
Substância DH f em kJ ? mol 21
CH 4 275
C, 2 0
CH 3 C, —
HC, 292
Ligação DH f em kJ ? mol 21
O l O 489,2
N m N 940,8
H k C, 431,5
H k Br 365,9
H k I 298,6
São feitas as seguintes afirmações:
I. É preciso mais energia para decompor a molécula
de oxigênio do que para decompor a
molécula de nitrogênio.
II. A molécula de HC, deve ser mais estável
do que as moléculas de HBr e HI.
III. Entre as moléculas gasosas H 2 , O 2 e C, 2 , a
molécula de C, 2 é a menos estável.
IV. A reação H 2 (g) 1 C, 2 (g) # 2 HC, (g) deve
ser endotérmica.
Quais estão corretas?
a) Apenas I e II. d) Apenas I, III e IV.
b) Apenas I e III. e) Apenas II, III e IV.
c) Apenas II e III.
9 (UFC-CE) A natureza atua na fixação do nitrogênio
de diversas maneiras. Uma destas, que
é responsável por cerca de somente 10% do
processo natural total, é proveniente da ação
da descarga elétrica dos raios sobre a massa
atmosférica, que transforma o nitrogênio em
óxido nítrico e, posteriormente, em dióxido
de nitrogênio. O NO 2 , por sua vez, reage com a
água das chuvas produzindo HNO 3 , que é, então,
incorporado ao solo.
N 2 @#
O 2
NO @#
O 2
NO 2 @#
O 2
HNO 3
Dadas as energias de ligação:
N 2 5 225 kcal/mol; O 2 5 118 kcal/mol;
NO 5 162 kcal/mol
digital vision/getty images
H 3 C k H 435
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C, k C, 242
H 3 C k C, 452
H k C, 431
8 (UFRGS-RS) Abaixo é apresentado um quadro
com algumas energias de ligação no estado
gasoso.
Ligação
Energia (kJ/mol)
H k H 470,7
C, k C, 242,5
Assinale a alternativa correta.
a) O processo descrito é acompanhado da
formação sequenciada de espécies de mais
baixos estados de oxidação do nitrogênio.
b) A fixação de nitrogênio é acompanhada de processos
sequenciados de redução, conduzindo à
elevação do estado de oxidação do nitrogênio.
c) Uma dificuldade admitida para a fixação do
nitrogênio é a elevada quantidade de energia
requerida para quebrar a tripla ligação N m N.
d) Somente com base nos valores das energias
das ligações, espera-se que o processo de
formação do NO seja termoquimicamente
espontâneo.
e) O processo descrito constitui-se de uma fonte
natural de inibição da formação de chuvas
ácidas, seguido de neutralização.

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Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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*
Exercício resolvido
10 Na comparação entre combustíveis, um dos aspectos
a ser levado em conta é o calor liberado
na sua queima. Um outro é o preço. Considere
a tabela:
Combustível
Hidrogênio molecular
Álcool (etanol)
Gasolina (composição média C 8 H 18 )
DH combustão
2242 kJ/mol
21.230 kJ/mol
25.110 kJ/mol
a) Escreva as equações químicas correspondentes
à combustão completa dessas substâncias.
b) Calcule a energia liberada na combustão
completa de 1,0 kg de hidrogênio e de 1,0 kg
de álcool. A energia liberada na combustão
da gasolina é de 44.800 kJ/kg.
Sob o ponto de vista energético, qual dos
três combustíveis é o mais eficiente por kg
consumido?
Resolução
a) H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (g)
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (g)
C 8 H 18 (,) 1 ___ ​ 25
2 ​O 2 (g) # 8 CO 2 (g) 1 9 H 2 O (g)
b) 1 H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # 1 H 2 O (g)
DH 5 2242 kJ/mol
1 mol 5 2 g 2242 kJ
1.000 g x
x 5 2121.000 kJ
1,0 kg de H 2 (g) libera na combustão
121.000 kJ
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
DH 5 21.230 kJ/mol
1 mol 5 46 g 21.230 kJ
1.000 g y
y 5 226.739 kJ
1,0 kg de etanol libera na combustão 26.739 kJ
Dos três combustíveis, o H 2 (g) é o mais eficiente
por kg consumido.
11 (Unicamp-SP)* Se o caso era cozinhar, Rango
não tinha problemas. Ele preparou a massa
do bolo da festa utilizando um fermento químico
à base de carbonato ácido (bicarbonato)
de sódio. Rango começou bem cedo essa preparação,
pois Estrondosa vivia reclamando
que depois que o gás passou a ser gás de rua,
parecia que o forno havia ficado mais lento
para assar. Perdido nessas maravilhas que
rodeavam a atividade na cozinha, Rango se
refestelava com os conceitos químicos...
a) “Antes de usar fermento, eu coloquei um
pouco dele em água e houve desprendimento
de gás. Isso me indicou que o fermento estava
adequado para ser utilizado no bolo. Qual é
a equação química da reação que eu acabei
de observar?”
b) “Se a reclamação de Estrondosa sobre o gás
combustível for verdadeira, o gás liquefeito
de petróleo (butano) deve fornecer uma
energia maior que o gás de rua (metano),
considerando-se uma mesma massa de
gás queimado... Será que essa hipótese é
verdadeira?”
Dados: entalpias de formação em kJ ? mol 21 :
butano 5 126, metano 5 275, gás carbônico 5
5 2394 e água 5 2242
12 (Vunesp) O gás natural, o etanol e a gasolina são
três dos principais combustíveis utilizados no
Brasil. A seguir, são apresentadas as equações
termoquímicas para a combustão de cada um
deles.
CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,);
gás natural
DH 5 2900 kJ
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,);
etanol
DH 5 21.400 kJ
C 8 H 18 (,) 1 ___ ​ 25
2 ​ O 2 (g) # 8 CO 2 (g) 1 9 H 2 O (,);
octano (principal componente da gasolina)
DH 5 25.500 kJ
Dadas as massas molares, em g ? mol 21 :
CH 4 5 16; C 2 H 5 OH 5 46; C 8 H 18 5 114.
a) Qual destes combustíveis libera a maior
quantidade de energia por unidade de massa?
Apresente seus cálculos.
b) A queima de 1 L de gasolina produz cerca de
34.100 kJ. Calcule a massa de etanol necessária
para a produção desta mesma quantidade
de calor. Apresente seus cálculos.
Questão extraída de uma prova que envolve uma narrativa ficcional. As perguntas que aparecem na história são as questões a serem respondidas.

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Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
13 (UFMG) À temperatura de 25 °C, as reações de
combustão do etanol e do hexano podem ser
representadas por estas equações:
C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
DH 5 21,4 3 10 3 kJ/mol
C 6 H 14 (,) 1 ___ ​ 19
2 ​ O 2 (g) # 6 CO 2 (g) 1 7 H 2 O (,)
DH 5 24,2 3 10 3 kJ/mol
Considerando-se essas informações, é COR-
RETO afirmar que a massa de etanol, C 2 H 5 OH,
necessária para gerar a mesma quantidade de
calor liberada na queima de 1 mol de hexano,
C 6 H 14 , é de, aproximadamente:
a) 138 g. b) 46 g. c) 86 g. d) 258 g.
14 (UFPel-RS) Seja a tabela abaixo com as entalpias-
-padrão de combustão a 25 °C:
17 (UFMG) A reação de combustão do benzeno,
C 6 H 6 , pode ser representada pela equação
2 C 6 H 6 (,) 1 15 O 2 (g) # 12 CO 2 (g) 1 6 H 2 O (,)
DH 5 26,55 3 10 3 kJ
Suponha que uma amostra, contendo 2 mol de
benzeno e 30 mol de oxigênio, é submetida à
combustão completa em um sistema fechado.
Considerando-se essas informações, é CORRE-
TO afirmar que, nesse caso, ao final da reação:
a) a quantidade de calor liberado é maior se o
H 2 O estiver no estado gasoso.
b) a quantidade máxima de calor liberado é de
6,55 3 10 3 kJ.
c) o número de moléculas no estado gasoso
aumenta.
d) o oxigênio, no interior do sistema, é totalmente
consumido.
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Substância
DH 0 C (kJ/mol)
Hidrogênio ou H 2 (g) 2286
Metano ou CH 4 (g) 2891
Propano ou C 3 H 8 (g) 22.219
Butano ou C 4 H 10 (g) 22.878
Etanol ou C 2 H 6 O (,) 21.367
Dos combustíveis da tabela acima, o que libera
maior quantidade de energia por grama é o:
a) etanol. d) butano.
b) hidrogênio. e) metano.
c) propano.
15 (Ufal) O consumo de um automóvel movido a
álcool etílico é de 12 km/kg de álcool. Sabendo
que a energia de combustão desse álcool é da
ordem de 10 3 kJ/mol, quantos kilojoules são
necessários para o automóvel ir de Maceió para
o Recife (ou seja, percorrer 245 km)?
(Dado: Álcool etílico: C 2 H 6 O)
a) 2 3 10 3 kJ. c) 4 3 10 5 kJ. e) 4 3 10 6 kJ.
b) 3 3 10 4 kJ. d) 1 3 10 6 kJ.
16 (UFRRJ) Nuvens de gotas-d’água condensadas são
frequentemente vistas surgindo de escapamentos
de automóveis. Isto ocorre porque a queima
de combustíveis (álcool ou gasolina) produz
dióxido de carbono (CO 2 ) e água (H 2 O).
Considerando que a combustão de 1,0 mol de
gasolina (sendo octano k C 8 H 18 k seu constituinte
típico) libera 940 kcal, a massa de dióxido
produzido e a energia liberada na queima de
10 (dez) litros de gasolina (d 5 0,79 kg/L) são,
respectivamente:
a) 12,2 kg e 6,5 3 10 5 kcal.
b) 24,4 kg e 6,5 3 10 4 kcal.
c) 42,2 kg e 3,5 3 10 2 kcal.
d) 48,8 kg e 6,5 3 10 5 kcal.
e) 42,2 kg e 3,5 3 10 6 kcal.
18 (UEPB) A quantidade de calor (kJ) produzida devido
à combustão de 0,50 kg de gás de cozinha
(butano), e o volume (L), a 25 °C e a 1,0 atm, do
gás consumido conforme a reação abaixo, são
respectivamente:
Dados: C 5 12; H 5 1; Volume molar (TPN) 5
5 24,5 L.
Reação: butano (g) 1 oxigênio (g) #
# gás carbônico 1 água (g)
DH 5 22.900 kJ/mol
a) 2,5 3 10 3 e 21,12. d) 25 3 10 2 e 211,20.
b) 5 3 10 3 e 422,40. e) 2,5 3 10 2 e 42,24.
c) 25 3 10 3 e 211,20.
19 (Fuvest-SP) O Veículo Lançador de Satélites brasileiro
emprega, em seus propulsores, uma mistura
de perclorato de amônio sólido (NH 4 C,O 4 ) e
alumínio em pó, junto com um polímero, para
formar um combustível sólido.
a) Na decomposição térmica do perclorato de
amônio, na ausência de alumínio, formam-se
quatro produtos. Um deles é a água e os outros
três são substâncias simples diatômicas,
duas das quais são componentes naturais do
ar atmosférico. Escreva a equação balanceada
que representa essa decomposição.
b) Quando se dá a ignição do combustível sólido,
todo o oxigênio liberado na decomposição
térmica do perclorato de amônio reage com
o alumínio, produzindo óxido de alumínio
(A, 2 O 3 ). Escreva a equação balanceada representativa
das transformações que ocorrem
pela ignição do combustível sólido.
c) Para uma mesma quantidade de NH 4 C,O 4 ,
haverá uma diferença de calor liberado se
sua decomposição for efetuada na presença
ou na ausência de alumínio. Quanto calor a
mais será liberado se 2 mol de NH 4 C,O 4 forem
decompostos na presença de alumínio?
Mostre o cálculo.
Dado: Calor de formação de óxido
de alumínio 5 21,68 3 10 3 kJ/mol.

Moderna plus
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
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20 (Unicamp) O nadador Michael Phelps surgiu na
Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno,
tanto pelo seu desempenho quanto pelo
seu consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere
uma quantidade diária de alimentos capaz
de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto
disto é assimilado, ou não, é uma incógnita.
Só no almoço, ele ingere um pacote de macarrão
de 500 gramas, além de acompanhamentos.
a) Suponha que o macarrão seja constituído
essencialmente de glicose (C 6 H 12 O 6 ), e que,
no metabolismo, toda essa glicose seja
transformada em dióxido de carbono e água.
Considerando-se apenas o metabolismo do
macarrão diário, qual é a contribuição
do nadador para o efeito estufa, em gramas
de dióxido de carbono?
b) Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada
à combustão completa e total do
macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo
nadador?
Dados de entalpia de formação em kJ ? mol 21 :
glicose 5 21.274, água 5 2242, dióxido de carbono
5 2394.
21 (Unifor-CE) Considere as seguintes entalpias
molares de formação em kJ/mol:
H 2 S (g) ... 220,6; FeS (s) ... 295,4; Fe 21 (aq) ...
287,9; 2 H 1 (aq) ... zero
87,8 g de sulfeto de ferro II são dissolvidos em
ácidos diluídos com produção de 25 L de H 2 S,
medidos nas condições-ambiente
de pressão e temperatura, com reação exotérmica.
Nesse caso, a variação de entalpia em
kJ/mol, da reação que ocorre é igual a:
Dados: Massas molares (g/mol): H 2 S ... 34
FeS ... 87,8. Volume molar de gás nas condições-
-ambiente de pressão e temperatura 5 25 L/mol
a) 120,4. d) 220,0.
b) 113,1. e) 220,4.
c) 213,1.
22 (PUC-SP) Vida é energia
A vida é um fenômeno que requer energia, pois
se constitui de um conjunto de processos que
envolve trabalho. Os seres vivos necessitam de
energia para se manter, se desenvolver e se reproduzir,
e as formas de obtenção desta energia
são diversas. Os animais, por exemplo, obtêm
energia dos alimentos que consomem. Apesar
de os carboidratos serem considerados o principal
“combustível” celular, proteínas e gorduras
também são importantes fontes energéticas,
como indicados na tabela a seguir:
Macronutriente
Valor Energético
(kcal/g)
Carboidrato 4,0
Proteína 4,0
Lipídio 9,0
Escreva a equação de combustão completa da
glicose (C 6 H 12 O 6 ).
A partir dos dados da tabela de valores energéticos,
determine a entalpia de combustão de um
mol desta substância. A partir das entalpias de
formação do gás carbônico e da água, determine
a entalpia de formação da glicose.
Dados: M glicose 5 180 g/mol
C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
DH formação 5 295 kcal/mol de CO 2
H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) # H 2 O (,)
DH formação 5 270 kcal/mol de H 2 O
23 (Uerj) Explosivos, em geral, são formados por
substâncias que, ao reagirem, liberam grande
quantidade de energia. O nitrato de amônio,
um explosivo muito empregado em atividades
de mineração, se decompõe segundo a equação
química:
2 NH 4 NO 3 (s) # 2 N 2 (g) 1 O 2 (g) 1 4 H 2 O (g)
Em um teste, essa decomposição liberou
592,5 kJ de energia e produziu uma mistura
de nitrogênio e oxigênio com volume de
168 L, medido nas CNTP.
Nas mesmas condições, o teste com 1 mol de
nitrato de amônio libera, em quilojoules, a seguinte
quantidade de energia:
a) 39,5. b) 59,3. c) 118,5. d) 158,0.
24 (PUC-PR) Nos últimos anos, o mercado financeiro
internacional tem mostrado uma tendência
na valorização das denominadas Commodities
Agrícolas como, por exemplo, o milho, devido
ao maior interesse no uso desses produtos para
fins de obtenção de combusíveis alternativos ao
petróleo que sejam menos poluentes e ainda
renováveis.
Dentre esses combustíveis, pode-se destacar o
metano (CH 4 5 16 g mol 21 ), o metanol (CH 3 OH 5
5 32 g ? mol 21 ) e o etanol (CH 3 CH 2 OH 5
5 46 g ? mol 21 ).
Segundo as informações apresentadas na tabela
a seguir,
Combustível
DH combustão
kJ ? mol 21 d/g mL 21
metano 2890,8 0,717 3 10 23
metanol 2763,7 0,792
etanol 21.409,4 0,789
pode-se afirmar que os combustíveis que apresentam
as maiores capacidades energéticas
mássica e volumétrica são, respectivamente:
a) Metanol e etanol.
b) Etanol e metanol.
c) Metanol e metano.
d) Etanol e metano.
e) Metano e etanol.

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Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
25 (Unicamp-SP) Uma das grandes novidades em comunicação é a fibra
óptica. Nesta, a luz é transmitida por grandes distâncias sem sofrer
distorção ou grande atenuação. Para fabricar fibra óptica de quartzo, é
necessário usar sílica de alta pureza, que é preparada industrialmente
usando uma sequência de reações cujas equações (não balanceadas)
estão representadas a seguir:
I. SiO 2 (s) 1 C (s) # Si (s) 1 CO 2 (g)
II. Si 2 (s) 1 C, 2 (g) # SiC, 4 (g)
III. SiC, 4 (g) 1 O 2 (g) # SiO 2 (s) 1 C, 2 (g)
a) Na obtenção de um tarugo de 300 g de sílica pura, qual a quantidade
de energia (em kJ) envolvida? Considere a condição-padrão.
Dados de entalpia-padrão de formação em kJ ? mol 21 : SiO 2 (s) 5
5 2910; CO 2 (g) 5 2394; SiC, 4 (g) 5 2657.
b) Com a sílica produzida (densidade 5 2,2 g ? cm 23 ), foi feito um tarugo
que, esticado, formou uma fibra de 0,06 mm de diâmetro. Calcule o
comprimento da fibra esticada, em metros.
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Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Durante a dissolução, o etanol libera calor para o
meio, fazendo com que a temperatura aumente.
A afirmação é falsa.
2 Alternativa B.
3 1 – F
2 – V
3 – V
4 – V
4 a) 44g.
b) A substância CO 2 e a substância H 2 O.
c) É endotérmica, pois necessita de calor ( D #)
para sua ocorrência.
5 Alternativa B.
6 Alternativa C.
7 a) CO 2 (s) (gelo-seco) # CO 2 (g) 5 sublimação
H 2 O (s) # H 2 O (,) 5 fusão
Tanto a sublimação quanto a fusão constituem
processos endotérmicos, pois absorvem calor
provocando o resfriamento das bebidas.
b) O copo x (situação inicial) corresponde ao que
contém a bebida com gelo-seco. Ao sublimar
[CO 2 (s) # CO 2 (g)], as quantidades de água
ou de álcool não são alteradas. Nesse caso, a
única alteração ocorrida é a diminuição do
nível do líquido, representada no copo d, e
correspondente à situação final.
O copo y (situação inicial) corresponde ao
que contém a bebida com gelo (água sólida).
Ao fundir [H 2 O (s) # H 2 O (,)], a quantidade
de água líquida aumenta, provocando uma
diluição, ou seja, diminuição da concentração
do álcool na solução.
8 Alternativa A.
9 Alternativa D.
10 Alternativa D.
11 Alternativa B.
12 Alternativa D.
13 F, F, V, V.
14 Alternativa D.
15 Alternativa C.
16 Alternativa B.
17 Alternativa C.
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Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 Alternativa E.
3 Alternativa B.
5 a) ZnS (s) 1 ​ 3__
2 ​ O 2 (g) # ZnO (s) 1 SO 2 (g)
b) ZnO (s) 1 C (s) # Zn (v) 1 CO (g)
12 0 0 12
Elemento carbono sofre oxidação, pois tem
seu Nox aumentado de 0 para 12.
Elemento zinco sofre redução, pois tem seu
Nox diminuído de 12 para 0.
c) No início da destilação fracionada, a mistura
encontrava-se no estado líquido. Com o aquecimento,
ocorre o processo de vaporização
da mistura (processo endotérmico); em seguida
ocorre o processo da condensação ou
liquefação (processo exotérmico); finalmente
ocorre o processo da solidificação (processo
exotérmico).
6 Alternativa E.
7 F, V, F.
8 Alternativa C.
9 C 2 H 6 O (,) # C 2 H 6 O (g) DH 5 143,5 kJ
10 São endotérmicos: I, II e V.
São exotérmicos: III, IV e VI.
11 Alternativa B.
13
H
redução
oxidação
H
14 Quando um mol de etanol líquido reage, a
pressão constante, com três mols de oxigênio
gasoso produzindo dois mols de gás carbônico
e três mols de água líquida ocorre liberação de
1.367 kJ de energia.
15 Alternativa B.
16 a) Falso.
b) Verdadeiro.
c) Verdadeiro.
d) Falso.
17 a) KNO 3 (s) # K 1 (aq) 1 NO 2 3 (aq)
b) Não, pois se há resfriamento é porque o
processo absorve calor do líquido e do frasco
sendo, portanto, endotérmico.
18 Pacote amarelo, pois haverá liberação de calor
(reação exotérmica).
19 Alternativa E.
20 Alternativa E.
21 a) carbono diamante
b) carbono diamante
22 Alternativa D.
23 a) O diferente estado físico do produto.
b)
291,8 kJ 285,8 kJ 241,8 kJ
H 2 (g)
1
2
O 2 (g)
H i
2 H (g)
H 53,0 kJ
H 2 O (g)
H 2 O ()
H 2 O (s)
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H f
H 2 (g) I 2 (g)
24 Alternativa B.

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Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 1130,5 kJ.
3 CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,) DH 5 2890 kJ/mol
4 Alternativa A.
5 Alternativa A.
6 Alternativa E.
7 Alternativa D.
8 a) É o DH° para a reação de formação de uma substância exclusivamente
a partir de reagentes que sejam substâncias simples (todas
no estado padrão, no estado físico e na variedade alotrópica mais
estáveis).
b) Procedimento aplicado para se determinar a variação de entalpia
em diferentes etapas de uma reação química.
9 Alternativa B.
10 Alternativa A.
11 a)
H kcal
0,45
C (diam.) O 2 (g)
0
C (graf.) O 2 (g)
H C(diam.) x kcal
H C(graf.) x 0,45 kcal
CO 2 (g)
A entalpia de combustão completa do carbono grafita é igual a
2x 1 0,45 kcal.
b) Para a mesma massa de carbono grafita e carbono diamante, o arranjo
atômico do diamante é mais compacto, ou seja, apresentará
menor volume já que sua densidade é maior que a da grafita.
12 DH 5 21.366,8 kJ/mol de C 2 H 5 OH (,)
13 Alternativa B.
14 Alternativa B.
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15 Alternativa A.
16 Alternativa D.
17 Soma 5 53.
18 Alternativa A.

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Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1
H
C
H 2 35 kJ
H total 60 kJ
B
H 1 25 kJ
A
2 H
X
H 3 20 kJ
Y
H 4 40 kJ
H total 60 kJ
Z
3
H
T
H 6 30 kJ
U
H 5 60 kJ
H total 30 kJ
S
5 a) 10,3 kJ.
b)
H
0,3 kJ
S (monoclínico)
S (rômbico)
O 2 (g)
O 2 (g)
297,1 kJ
296,8 kJ
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7 2179 kJ.
8 21.175 kJ.
9 Alternativa C.
SO 2 (g)

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Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
10 2143 kJ.
11 2334 kJ.
12 2204 kJ.
13 a) SiO 2 (s) 1 2 Mg (s) # Si (s) 1 2 MgO (s)
b) 2292,7 kJ.
14 194 kcal/mol.
15 Alternativa A.
16 Alternativa C.
17
H
CH 4 (g)
2 O 2 (g)
H o c
< 0
(exotérmica)
CO 2 (g)
2 H 2 O ()
19 a) C 2 H 5 OH (,) 1 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 1 3 H 2 O (,)
DH 0 5 21.368 kJ/mol.
b) A reação de combustão do etanol é exotérmica porque apresenta
variação de entalpia negativa.
20 É possível determinar o valor do ∆H° de vaporização aplicando a Lei
de Hess. Para isso, deve-se somar a equação de combustão do octano
líquido com o inverso da equação de combustão do octano gasoso.
C 8 H 18 (,) 1 ​ 25
2 ​O 2 (g) # 8 CO 2 (g) 1 9 H 2 O (,) DH° 1 5 25.470,5 kJ
8 CO 2 (g) 1 9 H 2 O (,) # C 8 H 18 (g) 1 ​ 25
2 ​O 2 (g) DH° 2 5 15.512,0 kJ
C 8 H 18 (,) # C 8 H 18 (g) DH° 5 DH 1 ° 1 DH 2 °
DH° 5 141,5 kJ
21 Alternativa D.
23 2852 kJ.
24 a) Verdadeira. b) Falsa. c) Falsa. d) Falsa.
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25 2198 kJ.
27 285 kJ/mol.
28 2240 kJ/mol.
29 2520 kJ/mol.
30 É endotérmica (DH 0 5 21.368 kJ/mol).
31 Alternativa B.

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Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 A entalpia da água no estado líquido é maior que a sua entalpia no
estado sólido.
2 Alternativa C.
3 Alternativa C.
4 A afirmação é errada, pois o processo é exotérmico, e nesse caso a
entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos.
5 Alternativa C.
6 Alternativa B.
7 a) 2206 kJ/mol.
b) 2189 kJ/mol.
8 Alternativa C.
9 Alternativa C.
11 a) HCO 3 2 (aq) 1 H 2 O (,) # H 2 CO 3 (aq) 1 OH 2 (aq)
H 2 O (,) 1 CO 2 (g)
b) A hipótese da Estrondosa não é verdadeira.
12 a) Gás natural.
b) 1.120 g.
13 Alternativa A.
14 Alternativa B.
15 Alternativa C.
16 Alternativa B.
17 Alternativa B.
18 Alternativa C.
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D
19 a) 2 NH 4 C,O 4 (s) # 4 H 2 O (v) 1 N 2 (g) 1 2 O 2 (g) 1 C, 2 (g)
b) 6 NH 4 C,O 4 (s) 1 8 A, (s) #
# 3 N 2 (g) 1 3 C, 2 (g) 1 12 H 2 O (v) 1 4 A, 2 O 3 (s)
c) Cálculo do calor liberado na decomposição de 2 mol de NH 4 C,O 4
na presença de alumínio:
2 NH 4 C,O 4 (s) 1 ​ 8__ ​A , (s) #
3
# 3 N 2 (g) 1 3 C, 2 (g) 1 4 H 2 O (v) 1 ​ 4__
3 ​A , 2O 3 (s)
DH° I 5 [ n ? DH° f (produtos)] 2 [ n ? DH° f (reagentes)]
DH° I 5 [0 1 0 1 4 ? DH f (H 2 O) 1 ​ 4__
3 ​? DH f (A, 2 O 3 )] 2[2 ? DH f (NH 4 C,O 4 ) 1 0]
DH° I 5 4 ? DH f (H 2 O) 1 ​ 4__
3 ​ ? DH f (A, 2 O 3 ) 2 2 ? DH f (NH 4 C,O 4 )

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Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Cálculo do calor liberado na decomposição de 2 mol de NH 4 C,O 4
na ausência de alumínio:
2 NH 4 C,O 4 (s) # 4 H 2 O (v) 1 N 2 (g) 1 2 O 2 (g) 1 C, 2 (g)
DH° II 5 [4 ? DH f (H 2 O) 1 0 1 0 1 0] 2 [2 ? DH f (NH 4 C,O 4 )]
DH° II 5 4 ? DH f (H 2 O) 2 2 ? DH f (NH 4 C,O 4 )
Cálculo da diferença entre os calores liberados nas duas decomposições:
DH° I 2 DH° II 5 4 ? DH f (H 2 O) 1 ​ 4__
3 ​ ? DH f (A, 2 O 3 ) 2 2 ? DH f (NH 4 C,O 4 ) 2
2 4 ? DH f (H 2 O) 1 2 ? DH f (NH 4 C,O 4 )
DH° I 2 DH° II 5 ​ 4__
3 ​ ? DH f (A, 2 O 3 ) 5 ​ 4__
3 ​ ? (21,68 ? 103 )
DH° I 2 DH° II 5 22,24 ? 10 3 kJ
Assim, serão liberados 2,24 ? 10 3 kJ a mais se a decomposição
ocorrer na presença de alumínio.
20 a) A contribuição diária será de 733,3 g de CO 2 .
b) 7.061,1 kJ.
21 Alternativa C.
22 2270 kcal/mol.
23 Alternativa C.
24 Alternativa E.
25 a) 1.970 kJ liberados.
b) 4,82 ? 10 4 m.
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Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Quanto maior a energia de uma ligação, maior a energia necessária
para romper essa ligação, o que indica que mais forte ela é.
2 a) A força cresce na ordem em que cresce a energia de ligação:
HI (299 kJ/mol) , HBr (366 kJ/mol) , HC, (431 kJ/mol) , HF (565 kJ/mol).
b) I 2 (151 kJ/mol) , F 2 (158 kJ/mol) , Br 2 (193 kJ/mol) , C, 2 (242 kJ/mol).
3 Elaborando as fórmulas estruturais, podemos perceber que no etano
há ligação simples entre os carbonos, no eteno há ligação dupla e no
etino há ligação tripla.
H
H
H
H
H
C
C
H
C
C
H
C
C
H
Assim, de acordo com os dados tabelados, os carbonos estão mais
fortemente unidos no etino.
6 Assim, a síntese da água libera maior quantidade de calor.
7 2184 kJ.
8 2115 kJ.
H
9 a) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g)
b) 276 kJ.
c) 291,8 kJ.
d) Os valores calculados não são iguais. A diferença deve-se ao fato
de o método usado no item B ser aproximado, pois alguns valores
de energia de ligação são a média obtida em várias moléculas.
(Além disso, são ignoradas as interações entre as moléculas, pois
o conceito de energia de ligação envolve apenas a quebra e a formação
das ligações interatômicas, admitindo-se que a molécula
esteja livre da interação com outras moléculas. Na prática, mesmo
no estado gasoso, há alteração nas interações intermoleculares
quando comparamos reagentes e produtos, cujo efeito global sobre
o DH pode não ser desprezível.)
10 Alternativa A.
11 Alternativa B.
H
H
etano eteno etino
H
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15 a) 15,6 kJ.
b) 3,7 kcal.
16 Alternativa C.
17 a) H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​ O 2 (g) # H 2 O (v)
b) 4,5 ? 10 5 kg.
18 a) 7,3 ? 10 5 L
b) No desastre do Hindemburg.

Moderna plus
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
• Condição estabelecida na questão 3:
2 H 2 (g) 1 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
8,1 ? 10 6 mol 4,05 ? 10 6 mol 8,1 ? 10 6 mol
• Condição estabelecida na questão 5:
2 H 2 (g) 1 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
4 g 32 g 36 g
1,04 ? 10 8 g 8,32 ? 10 8 g
• Cálculo das quantidades de matéria de cada reagente:
Grandezas: Massa (H 2 ) Quantidade
de matéria (H 2 )
2 g 1 mol
1,04 ? 10 8 g x
x 5 5,2 ? 10 7 mol de H 2
Grandezas: Massa (O 2 ) Quantidade
• Comparando as proporções:
de matéria (O 2 )
32 g 1 mol
8,32 ? 10 8 g y
y 5 2,6 ? 10 7 mol de O 2
2 H 2 (g) 1 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
5,2 ? 10 7 mol 2,6 ? 10 7 mol 5,2 ? 10 7 mol
Assim é possível concluir que quanto maior a quantidade de reagentes,
maior será o calor liberado na reação. Nesse caso o voo da nave
espacial libera maior quantidade de energia.
19 Segundo a reação dada, 3 mol de H 2 liberam em reação com o benzeno
205 kJ/mol de energia. Para 1 mol de H 2 a energia liberada seria
88,3 kJ.
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UniDaDe G cinética química
Capítulo
23 21
Quantificando
a rapidez
das reações
Velocidade ou rapidez de reação é
uma grandeza que expressa como as
quantidades de reagentes e de produtos
variam com o transcorrer do tempo.
23.1 Rapidez (velocidade) média
de formação e de consumo
As quantidades consumidas (de reagentes) e
as quantidades formadas (de produtos), em
um mesmo intervalo de tempo, relacionam-se
estequiometricamente. Tais quantidades podem ser
empregadas para calcular a velocidade média de
consumo de reagentes ou a de formação de produtos.
23.2 Gráficos em cinética química
Um gráfico de quantidade de reagentes ou de
produtos em função do tempo permite comparar
velocidades (médias) em diferentes intervalos de
tempo ou comparar velocidades (instantâneas) em
diferentes instantes.
U
m pouco de alvejante doméstico (água sanitária)
é adicionado a uma solução aquosa de
corante laranja. A cor desaparece com o passar do
tempo, pois o corante (reagente) é consumido na
reação com o alvejante (outro reagente). Neste capítulo
veremos como expressar numericamente a
rapidez (velocidade) de reações como essa.

Seção 23.1
Rapidez (velocidade) média
de formação e de consumo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CInterpretar dados
tabelados de
quantidade de reagente
ou de produto em
função do tempo.
C CInterpretar valores de
velocidade média.
C CRealizar cálculos
envolvendo velocidade
média de reação.
❱❱ Termos e conceitos
• velocidade (ou rapidez)
média de consumo de
reagente
• velocidade (ou rapidez)
média de formação de
produto
Como expressar a rapidez de um processo químico?
Considere uma experiência em que se coloca dentro de um recipiente
fechado amônia gasosa (NH 3 ) com uma concentração inicial de 8,0 mol/L.
Com o passar do tempo ocorre a reação assim equacionada:
2 NH 3 (g) # N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
Utilizando métodos adequados, é possível verificar, à medida que o
tempo passa, o quanto resta de NH 3 e anotar os valores:
Concentração
de NH 3 (mol/L)
8,0 4,0 2,0 1,0
Tempo (h) 0 1,0 2,0 3,0
Note que a concentração
da amônia decresce com
o passar do tempo. Ela
está sendo consumida
na reação.
Rapidez ou velocidade de uma reação é uma grandeza que indica
como as quantidades de reagente(s) e produto(s) dessa reação
variam com o passar do tempo.
Essa grandeza (que é escalar, e não vetorial) é tradicionalmente
chamada velocidade de reação. Para evitar a confusão com o conceito
de velocidade estudado em Física (que é uma grandeza vetorial), alguns
professores e autores preferem denominá-la rapidez de reação. Neste
livro, ambos os nomes —— rapidez e velocidade —— serão utilizados
indistintamente.
Define-se rapidez ou velocidade média de formação de um produto
e rapidez ou velocidade média de consumo de um reagente
por meio da expressão:
v m 5
________________
D quantidade
D tempo
em que D quantidade indica o módulo da variação da quantidade de
um reagente ou produto, isto é, quantidade final — quantidade inicial .
Essa quantidade pode ser expressa em massa, em mols, em concentração
ou em volume (volume é comumente usado no caso de substâncias
gasosas). Utiliza-se o módulo para evitar valores negativos de velocidade,
o que ocorreria no caso dos reagentes, para os quais a quantidade final é
menor que a inicial.
Quando essa definição é aplicada a um reagente, D quantidade
corresponde à quantidade de reagente consumido no intervalo
D tempo. Quando é aplicada a um produto, D quantidade equivale
à quantidade de produto formado no intervalo D tempo.
Capítulo 23 • Quantificando a rapidez das reações
279

Para o exemplo da decomposição da amônia:
4,0 2 8,0
• entre 0 e 1 h: v m 5
____________
1,0 2 0 5 4,0 mol ? L21 ? h 21
2,0 2 4,0
Perceba que a
• entre 1 e 2 h: v m 5
___________
2,0 2 1,0 5 2,0 mol ? L21 ? h 21 velocidade da reação
não é constante.
1,0 2 2,0
• entre 2 e 3 h: v m 5
___________
3,0 2 2,0 5 1,0 mol ? L21 ? h 21
As reações podem ocorrer com velocidades muito diferentes. A corrosão de um objeto de ferro é, por exemplo, mais lenta que a combustão
da lenha em uma fogueira. Esta, por sua vez, é mais lenta que a reação entre oxidante e redutor no propulsor de um foguete.
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Vídeo: Estudo cinético de uma reação
exercícios essenciais
ExErCíCio rESoLvido
3 (UFV-MG) A formação do dióxido de carbono (CO 2 )
pode ser representada pela equação:
Unidade G • Cinética química
1 Ao realizar a reação de formação da água a partir
dos gases hidrogênio (H 2 ) e oxigênio (O 2 ), verificou-
-se que a velocidade de consumo de oxigênio foi
de 4 mol/min. Determine a velocidade de consumo
de hidrogênio.
Resolução
Escrevemos a equação química que representa a
reação em questão e a balanceamos corretamente.
A seguir, executamos os cálculos utilizando a proporção
dos coeficientes:
2 H 2 (g) 1 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,)
2 mol/min —— 1 mol/min
v —— 4 mol/min
V
v 5 8 mol/min
2 Considere a reação química assim equacionada:
2 N 2 O 5 (g) # 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
Sabendo que, num certo intervalo de tempo, a velocidade
de consumo de N 2 O 5 é 0,10 mol/s, determine,
para o mesmo intervalo de tempo:
a) a velocidade média de formação de NO 2 ;
b) a velocidade média de formação de O 2 .
C (s) 1 O 2 (g) # CO 2 (g)
Se a velocidade de formação do CO 2 for de 4 mol/minuto,
o consumo de oxigênio, em mol/minuto,
será:
a) 8. c) 2. e) 4.
b) 16. d) 12.
4 (UFSCar-SP) Com relação à reação:
2 A 1 3 B # 2 C 1 D, podemos afirmar que:
a) Os reagentes (A e B) são consumidos com a
mesma velocidade.
b) A velocidade de desaparecimento de A é igual
à velocidade de aparecimento de C.
c) Os produtos (C e D) são formados com a mesma
velocidade.
d) A velocidade de aparecimento de D é três (3) vezes
maior que a velocidade de desaparecimento de B.
e) A velocidade de desaparecimento de A é a metade
da velocidade de aparecimento de D.
Comentário dos autores:
Considere que esse teste se refere à velocidade
expressa em mol por unidade de tempo.
280

5 (Mackenzie-SP) A combustão total de gás propano,
dada abaixo pela equação não balanceada, ocorre
à velocidade de x litros por minuto, medidos nas
CNTP. A velocidade de formação de gás carbônico,
medida nas mesmas condições, comparada à de
combustão do gás propano:
0 s
20 s
40 s
C 3 H 8 1 O 2 # D D
CO 2 1 H 2 O
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
a) quadruplica.
b) triplica.
c) duplica.
d) é a mesma.
e) é três vezes menor.
Comentário dos autores:
Esse é um exemplo de exercício em que você pode
trabalhar com a velocidade diretamente em litro
por minuto, L/min.
6 (Faap-SP) A reação de decomposição de iodidreto
é representada pela equação química:
2 HI # I 2 1 H 2
O controle da concentração de iodidreto presente
no sistema, em função do tempo (em temperatura
constante), forneceu os seguintes dados:
Iodidreto (mol/L)
Tempo (min)
1 0
0,625 10
0,375 20
0,200 30
0,120 40
Pergunta-se: a velocidade dessa reação é constante?
Por quê?
Comentário dos autores:
Nesse caso, a velocidade pode ser expressa em
mol por litro por minuto, ou seja:
____ mol
____ L
min 5 _______ mol
L ? min 5 mol ? L21 ? min 21
7 (FEI-SP) Num determinado instante da reação
abaixo, o H 2 reage com uma velocidade de
0,075 mol/L ? s:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g)
Com que velocidade (em mol/L ? s) a amônia (NH 3 )
é formada?
a) 0,075. d) 0,100.
b) 0,025. e) 2,00.
c) 0,050.
1,00 mol A
0 mol B
0,54 mol A
0,46 mol B
0,30 mol A
0,70 mol B
Sobre a velocidade dessa reação, é correto afirmar
que a velocidade de:
a) decomposição da substância A, no intervalo de
tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol ? s 21 .
b) decomposição da substância A, no intervalo de
tempo de 20 a 40 s, é 0,012 mol ? s 21 .
c) decomposição da substância A, no intervalo de
tempo de 0 a 40 s, é 0,035 mol ? s 21 .
d) formação da substância B, no intervalo de tempo
de 0 a 20 s, é 0,46 mol ? s 21 .
e) formação da substância B, no intervalo de tempo
de 0 a 40 s, é 0,70 mol ? s 21 .
9 (Uece) Seja a reação: X # Y 1 Z. A variação na concentração
de X em função do tempo é:
X (mol/L) 1,0 0,7 0,4 0,3
Tempo (s) 0 120 300 540
A velocidade média da reação no intervalo de 2 a
5 minutos é:
a) 0,3 mol/L ? min. c) 0,5 mol/L ? min.
b) 0,1 mol/L ? min. d) 1,0 mol/ L ? min.
ExErCíCio rESoLvido
10 (Uerj) A água oxigenada é empregada, frequentemente,
como agente microbicida de ação oxidante
local. A liberação do oxigênio, que ocorre durante
a sua decomposição, é acelerada por uma enzima
presente no sangue. Na limpeza de um ferimento,
esse microbicida liberou, ao se decompor, 1,6 g de
oxigênio por segundo. Nessas condições, a velocidade
de decomposição da água oxigenada, em
mol/min, é igual a:
a) 6,0. b) 5,4. c) 3,4. d) 1,7.
Resolução
A equação é: 2 H 2 O 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g), que
nos informa a proporção estequiométrica entre
peróxido de hidrogênio e gás oxigênio.
2 H 2 O 2 O 2
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas : Quantidade Massa
de matéria
2 mol 32 g
x
1,6 g
V x 5 0,1 mol
Capítulo 23 • Quantificando a rapidez das reações
8 (PUC-RJ) Considere a reação de decomposição da
substância A na substância B e as espécies a cada
momento segundo o tempo indicado.
Essa é a quantidade de H 2 O 2 que se decompõe em
1 segundo, já que 1,6 g é a massa de O 2 que se
forma em 1 segundo.
281

Agora vamos determinar a quantidade de H 2 O 2 que
se decompõe em 1 minuto.
Grandezas : Quantidade Tempo
de matéria
0,1 mol 1 s V y 5 6,0 mol
y
60 s
Assim, concluímos que a velocidade de decomposição
do H 2 O 2 é 6,0 mol/min .
Alternativa a.
13 (Unifenas-MG) Um estudante de química, analisando
a velocidade de corrosão de uma barra de alumínio
de 200 gramas, mergulhou-a em uma solução
de HNO 3 . Após 1 hora e 30 minutos, pesou a barra,
encontrando 119 gramas. A equação balanceada do
processo é:
2 A 1 6 HNO 3 # 2 A(NO 3 ) 3 1 3 H 2
A velocidade média, em mol/min, de formação de
hidrogênio, é aproximadamente:
a) 0,02. c) 0,05. e) 0,15.
b) 0,04. d) 0,10.
Unidade G • Cinética química
11 (Uneb-BA) A amônia é produzida industrialmente
a partir do gás nitrogênio (N 2 ) e do gás hidrogênio
(H 2 ), segundo a equação
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g)
Dado: massa molar do H 2 5 2,0 g ? mol 21 . Numa determinada
experiência, a velocidade média de consumo
de gás hidrogênio foi de 120 gramas por minuto.
A velocidade de formação do gás amônia, nessa experiência,
em número de mols por minuto será de:
a) 10. c) 40. e) 60.
b) 20. d) 50.
12 (Unicamp-SP) Amostras
de magnésio foram colocadas
em soluções
de ácido clorídrico a diversas
concentrações e
temperaturas, havendo
total dissolução do metal
e desprendimento
de hidrogênio gasoso.
Observaram-se os seguintes
resultados:
Número da
amostra
Massa
de magnésio
dissolvida
Tempo
para dissolver
I 2,0 g 10,0 min
II 0,40 g 2,0 min
III 0,40 g 1,0 min
IV 0,50 g 1,0 min
a) Em qual dos casos a velocidade média da reação
foi maior?
b) Em qual dos casos desprendeu-se maior quantidade
de hidrogênio?
Mostre como você chegou a essas conclusões.
Comentário dos autores:
O item a dessa questão é um exemplo de exercício
em que você pode trabalhar com a velocidade em
massa por unidade de tempo; no caso, g/min.
14 (Udesc) Um químico, analisando a reação química:
C 2 H 2 1 2 H 2 # C 2 H 6 , mediu a quantidade
de C 2 H 6 formada e a quantidade de C 2 H 2 consumida
em função do tempo, nas condições em
que a reação se processa, e obteve os seguintes
resultados:
Tempo
(min)
Quantidade de
matéria de C 2 H 6
presente (mols)
Quantidade
de matéria de C 2 H 2
presente (mol)
0 0 50
4 12 38
6 15 35
10 20 30
Com base na reação química e nos dados da tabela,
calcule a velocidade média de formação de C 2 H 6 e a
velocidade média de consumo de C 2 H 2 , no intervalo
de 0 a 4 minutos, respectivamente.
Assinale a alternativa correta.
a) v mformação
5 3 mol/min e v mconsumo
5 3 mol/min.
b) v mformação
5 2 mol/min e v mconsumo
5 2 mol/min.
c) v mformação
5 2,5 mol/min e v mconsumo
5 2,5 mol/min.
d) v mformação
5 1,0 mol/min e v mconsumo
5 1,3 mol/min.
e) v mformação
5 0,3 mol/min e v mconsumo
5 0,3 mol/min.
15 (UFRN) Abaixo é mostrada a equação de decomposição
da água oxigenada:
H 2 O 2 (,) # H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g)
A decomposição foi realizada em determinadas
condições e mediu-se a massa de H 2 O 2 remanescente
a intervalos de tempos regulares.
Com os dados obtidos, montou-se a tabela abaixo:
Tempo (min) 0 3 6 9 12
m H 2 O 2 (g) 300 204 136 85 39
A velocidade média de decomposição do H 2 O 2 em
mol/s, no intervalo de tempo entre 0 e 3 minutos,
é de, aproximadamente:
a) 0,320 mol/s. d) 0,016 mol/s.
b) 0,032 mol/s. e) 0,023 mol/s.
c) 0,160 mol/s.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
282
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Exercícios adicionais

Seção 23.2
Gráficos em cinética química
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CInterpretar e construir
gráficos de quantidade
de reagente ou produto
versus tempo.
C Conceituar rapidez
(ou velocidade) média
de reação (sem
especificação de
reagente ou produto).
C CAvaliar velocidade
média ou velocidade
instantânea por meio de
gráficos de quantidade
versus tempo.
❱❱ Termos e conceitos
• velocidade (ou rapidez)
média de reação (sem
especificação de
reagente ou produto)
• velocidade (ou rapidez)
instantânea de reação
1 Gráficos de quantidade versus tempo
O símbolo [ ] é usado em físico-química para representar
concentração em mol/L, sendo equivalente ao símbolo M empregado
na unidade A.
Assim, [NH 3 ] é uma representação que equivale a M NH3 .
Voltemos ao exemplo
2 NH 3 (g) # N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
para o qual apresentamos os dados:
[NH 3 ]
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
[NH 3 ] (mol/L) 8,0 4,0 2,0 1,0
Tempo (h) 0 1,0 2,0 3,0
O gráfico de concentração versus tempo feito com os dados dessa
tabela é mostrado abaixo. Ele apresenta o aspecto de uma curva decrescente,
evidenciando que, com o passar do tempo, a concentração de amônia
diminui, ou seja, que ela é consumida.
A curva decrescente indica
que a amônia é consumida
com o passar do tempo.
0
0 1 2 3 Tempo (h)
[N 2 ]
11,0
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0
Agora observe como seriam os gráficos de [N 2 ] e de [H 2 ] em função
do tempo:
As curvas crescentes indicam
que N 2 e H 2 são formados
com o passar do tempo.
0
0 1,0 2,0 3,0 Tempo (h)
0 1,0 2,0 3,0 Tempo (h)
[H 2 ]
11,0
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
Capítulo 23 • Quantificando a rapidez das reações
283

Unidade G • Cinética química
Note que a curva de [H 2 ] sobe três vezes mais
rápido do que a curva de [N 2 ], evidenciando que a
quantidade (em mol) de H 2 (g) formada, em um certo
intervalo de tempo, é o triplo da quantidade (em mol)
de N 2 (g) formada nesse mesmo intervalo.
Analisando os três gráficos apresentados, é
possível perceber que a variação da [NH 3 ], da [N 2 ] e
da [H 2 ], em um mesmo intervalo de tempo, obedecem
à proporção estequiométrica (proporção fornecida
pelos coeficientes da equação química):
2 NH 3 (g) # 1 N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
Proporção
estequiométrica # 2 1 3
Variação da [NH 3 ] (em módulo), da [N 2 ] e da [H 2 ]
no intervalo:
• de 0 h a 1 h # 4,0 mol/L 2,0 mol/L 6,0 mol/L
• de 1 h a 2 h # 2,0 mol/L 1,0 mol/L 3,0 mol/L
• de 2 h a 3 h # 1,0 mol/L 0,5 mol/L 1,5 mol/L
Outros exemplos de intervalos de tempo:
• de 0 h a 2 h # 6,0 mol/L 3,0 mol/L 9,0 mol/L
• de 0 h a 3 h # 7,0 mol/L 3,5 mol/L 10,5 mol/L
Velocidade média de uma reação
Reagentes
são
Gastos
Reação química
envolve
Produtos
são
Formados
[ ]
11,0
H 2
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
N
3,0
2
2,0
1,0
NH 3
0
0 1,0 2,0 3,0 Tempo (h)
Intervalo
de 0 h a 1 h de Intervalo
1 h a 2 h de Intervalo
2 h a 3 h
As variações das concentrações, em mol/L, para
um mesmo intervalo de tempo, obedecem à
proporção dos coeficientes.
No intervalo de tempo entre 0 h e 1 h, vamos calcular as velocidades de consumo de NH 3 (g) e de
formação de N 2 (g) e H 2 (g):
consumo de NH 3 :
4,0 2 8,0
v NH3 5 ______________
1,0 2 0,0 5 4,0 mol ? L21 ? h 21
formação de N 2 :
2,0 2 0,0
v N2 5
___________
1,0 2 0,0 5 2,0 mol ? L21 ? h 21
formação de H 2 :
6,0 2 0,0
v H2 5
____________
1,0 2 0,0 5 6,0 mol ? L21 ? h 21
Perceba que esses valores guardam entre si as proporções dos coeficientes estequiométricos da
equação:
2 NH 3 (g) # 1 N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
2 : 1 : 3
4,0 mol ? L 21 ? h 21 2,0 mol ? L 21 ? h 21 6,0 mol ? L 21 ? h 21
Define-se como rapidez ou velocidade média da reação, no intervalo de tempo em questão, o
seguinte resultado:
v média da reação 5
_________________
4,0 mol ? L21 ? h 21
5
_________________
2,0 mol ? L21 ? h 21
5
_________________
6,0 mol ? L21 ? h 21
5 2,0 mol ? L
2
1
3
? h 21
Os denominadores são os coeficientes estequiométricos.
De um modo geral, define-se velocidade média de uma reação da seguinte maneira:
Para a reação genérica a A 1 b B # c C 1 d D, a rapidez ou velocidade média (sem
especificação de se referir a reagente ou produto) é dada por:
v média da reação 5
__ v A
a
5
___ v B
b 5 __ v C
c
5
___ v D
d
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
284

2 Inclinação do gráfico e velocidade média
Se compararmos as curvas de [H 2 ] e [N 2 ] em um mesmo intervalo de tempo, notaremos que
elas não têm a mesma inclinação. Considere a tangente dos ângulos a e b no gráfico abaixo:
[ ]
11,0
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
t
t
[H 2 ]
[N 2 ]
H 2
N 2
[H 2 ]
tg v H2
t
[N 2 ]
tg v
t
N2
0
0 1,0 2,0 3,0 Tempo (h)
Cálculo da tangente de a:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
tg a 5
______ D[H 2]
5
__________ 9,0 2 6,0
Dt 2,0 2 1,0 5 3,0 mol ? L21 ? h 21
Note que tg a é igual à velocidade média de formação de H 2 (g) no intervalo de 1 h a 2 h.
Cálculo da tangente de b:
tg b 5
______ D[N 2]
5
__________ 3,0 2 2,0
Dt 2,0 2 1,0 5 1,0 mol ? L21 ? h 21
Note que tg b é igual à velocidade média de formação de N 2 (g) no intervalo de 1 h a 2 h.
Com esse exemplo, podemos concluir que:
Quanto mais inclinada for uma curva de quantidade em função do tempo, maior será a
velocidade média naquele intervalo de tempo.
3 Inclinação do gráfico e velocidade instantânea
Além do conceito de velocidade média, que se refere a um intervalo de tempo, existe o conceito
de velocidade instantânea, que é a velocidade em um determinado instante de tempo.
A velocidade instantânea terá pouca importância em nosso curso, mas mencionaremos
aqui que é possível avaliá-la a partir de um gráfico de quantidade em função do tempo traçando
a reta tangente à curva em um certo ponto:
[ ]
Segmento da reta
tangente à curva
no ponto P
P
t
[ ]
tg a 5
______ D[ ]
Df
5 velocidade no instante t
Capítulo 23 • Quantificando a rapidez das reações
t
Tempo
A tangente do ângulo a dá a velocidade no instante de tempo correspondente ao ponto P.
285

Comparando inclinações: comparando velocidades
Quanto maior a inclinação em um trecho, maior
a velocidade média naquele trecho.
[ ]
E, quanto maior a inclinação em um ponto,
maior a velocidade instantânea naquele ponto.
[ ]
Trecho
2
Ponto
2
Trecho
1
tg tg
A velocidade média é
maior no trecho 1.
Ponto
1
tg tg
A velocidade instantânea é
maior no ponto 1.
Tempo
Voltando ao experimento da abertura
Na abertura do capítulo, algumas fotos mostraram o consumo do corante com o passar do tempo, em
uma reação com alvejante. Suponha que o gráfico abaixo mostre a variação da concentração do corante
em função do tempo para um experimento desse tipo.
Concentração do corante (10 5 5 mol/L)
1,5
1,0
0,5
Trecho
I
Trecho
II
Trecho
III
Trecho
IV
Tempo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
0
0 5 10 15 20
Tempo (s)
Unidade G • Cinética química
Pense e responda:
Em qual dos trechos (I, II, III ou IV) a reação tem maior velocidade média? Por quê?
Em que instante (0 s, 5 s, 10 s, 15 s ou 20 s) a reação tem maior velocidade instantânea? Por quê?
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Texto: Tempo de meia-vida
286

exercícios essenciais
Concentração (mol/
t (min)
(min)
Zn 2
Zn 2
H
C
C C
C C
C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
16 (Cesgranrio-RJ) O gráfico a seguir representa a variação
das concentrações das substâncias X, Y e Z
durante a reação em que elas tomam parte.
Concentração (mol/L)
1
0,5
0
Concentração
Conc. (mol/L)
t (min)
C
Zn 2
H
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
X
Y
Z
Tempo
A equação que representa a reação é:
a) X 1 Z # Y d) Y # X 1 Z
b) X 1 Y # Z e) Z # X 1 Y
c) X # Y 1 Z
Comentário dos autores:
Atente ao fato de que as alternativas não se preocupam
com o balanceamento, mas sim com a
indicação de reagente(s) e produto(s).
B
A
C
Tempo
t
(min)
(min)
17 (UFPE) O gráfico a seguir representa a variação de
concentração das espécies A, B e C com o tempo:
t
(min)
(min)
Qual das alternativas a seguir contém a equação
t
(min)
(min)
química que melhor descreve a reação representada
pelo gráfico?
a) 2 A 1 B # C d) 2 B 1 C # A
b) A # 2 B 1 C e) B 1 C # A
c) B 1 2 C # A
ExErCíCio rESoLvido
18 (PUC-SP) Na reação de solução de ácido
clorídrico com zinco metálico, o gráfico
que melhor representa o comportamento
das espécies em solução é:
a)
b)
c)
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
t (min)
(min)
C
C
Zn 2
Zn 2
H
C
C C
C
Zn
Zn 2 2
Zn 2
Zn H
2
H
t (min)
(min)
d)
H
C
C
Zn
Zn 2 2
Zn
Zn 2 2
C
C H
t
(min)
(min)
e)
Zn
Zn 2 2
C
C
C
C
Zn
Zn 2 2
H
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
Resolução
t
(min)
(min)
A equação da reação é:
H
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
2 HC (aq) 1 Zn (s) # ZnC 2 (aq) 1 H 2 (g)
Escrita na forma iônica, ela fica:
2 H 1 (aq) 1 Zn (s) # Zn 21 (aq) 1 H 2 (g)
Assim, podemos concluir que:
• os íons C, 2 não participam da reação (são íons
espectadores) e, portanto, sua concentração permanece
constante com o passar do tempo;
• os íons H
1 são gastos (reagente) e, portanto, sua
concentração decresce com o passar do tempo;
• os íons Zn
21 (aq) são formados (produto) e,
portanto, sua concentração aumenta com o
tempo;
• a proporção estequiométrica entre H
1 e Zn 21 é de
2 1, revelando que, quando a curva do H 1 desce
duas unidades, a do Zn 21 sobe uma.
Alternativa c.
Zn 2
Zn 2
t (min)
(min)
t (min)
(min)
Capítulo 23 • Quantificando a rapidez das reações
H
Zn 2
Zn 2
H
(mol/L)
(mol/L)
Zn 2
H
287

19 (UFPI) O dióxido de nitrogênio, NO 2 (g), é um gás
tóxico, pois sua inalação provoca irritação nas vias
respiratórias. Analise os resultados expressos no
gráfico abaixo e a reação de sua obtenção a partir
do pentóxido de nitrogênio, N 2 O 5 (g), na temperatura
de 308 K e, em seguida, identifique a alternativa
correta.
Conc.
Concentração (10 3 mol L 1 )
5
4
3
2
1
0
0
2 N 2 O 5 (g) # 4 NO 2 (g) O 2 (g)
[N 2 O 5 ]
2
4
[NO 2 ]
[O 2 ]
6 8 10 12 14 16
Tempo (10 3 s)
20 (Fuvest-SP) A reação de persulfato com iodeto
S 2 O 22 8 1 2 I 2 # 2 SO 22 4 1 I 2
pode ser acompanhada pelo aparecimento da cor
do iodo. Se no início da reação persulfato e iodeto
estiverem em proporção estequiométrica (1 2),
as concentrações de persulfato e de iodeto, em
função do tempo de reação, serão representadas
pelo gráfico:
10 a) 10
d) 10 10
Conc.
a) Nos momentos iniciais, a velocidade de formação
do NO 2 (g) é maior que a do O 2 (g).
b) A velocidade de formação do NO 2 (g) é duas
ve zes a velocidade de formação do O 2 (g).
c) A velocidade de decomposição do N 2 O 5 (g) é a
metade da velocidade de formação de O 2 (g).
d) No tempo de 4 ? 10 3 s, a velocidade de decomposição
do N 2 O 5 (g) é maior que a de formação do
NO 2 (g).
e) No tempo de zero a 2 ? 10 3 s, a velocidade de
formação do O 2 (g) é maior que a do NO 2 (g).
5
5
0 0 0 01 12 23 34
4
Tempo Tempo
10 b) 10
e)
Conc.
Conc.
5
5
0 0 0 01 12 23 34
4
Tempo Tempo
10 10
21 (Unicamp-SP) Numa reação que ocorre em solução
(rea ção I), há o desprendimento de oxigênio e a sua
velocidade pode ser medida pelo volume do O 2 (g)
desprendido. Uma outra reação (reação II) ocorre
nas mesmas condições, porém consumindo O 2 (g)
e este consumo mede a velocidade desta reação.
O gráfico representa os resultados referentes às
duas reações (temperatura e pressão constante):
Volume de O 2
(unidades arbitrárias)
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5 6 7 8 9 10
Reação I
Reação II
Tempo (h)
Considerando as duas horas iniciais, qual das
reações tem velocidade maior? Justifique sua
resposta.
22 (Udesc) A água oxigenada — H 2 O 2 (aq) — se decompõe,
produzindo água e gás oxigênio, de acordo com
a equação:
H 2 O 2 (aq) # H 2 O (,) 1
1__
2 O 2 (g)
O gráfico abaixo foi construído a partir de dados
experimentais e mostra a variação da concentração
de água oxigenada em função do tempo.
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
[H 2 O 2 ] (mol L 1 )
I
10
II
20
III
30
Tempo (min)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Conc.
Conc.
5
5
Conc.
Conc.
5
5
Qual será a velocidade média de decomposição da
água oxigenada nos intervalos I, II e III?
a) 0,03 mol ? L 21 ? min 21 ; 0,02 mol ? L 21 ? min 21 ;
0 0 0 01 12 23 34
4
0 0 0 01 12 23 34
4
0,01 mol ? L 21 ? min 21 .
Unidade G • Cinética química
Conc.
Tempo Tempo
10 c) 10
Conc.
5
5
0 0 0 01 12 23 34
4
Tempo Tempo
Tempo Tempo
Linha Linha grossa: grossa:
concentração de I de I
Linha Linha fina: fina:
concentração de de
2 2
S 2 O 8 S 2 O 8
Na alternativa Na alternativa (c) (c)
as duas duas linhas linhas
coincidem. coincidem.
b) 20,03 mol ? L 21 ? min 21 ; 20,02 mol ? L 21 ? min 21 ;
20,01 mol ? L 21 ? min 21 .
c) 0,8 mol ? L 21 ? min 21 ; 0,5 mol ? L 21 ? min 21 ;
0,3 mol ? L 21 ? min 21 .
d) 0,5 mol ? L 21 ? min 21 ; 0,3 mol ? L 21 ? min 21 ;
0,2 mol ? L 21 ? min 21 .
e) 0,8 mol ? L 21 ? min 21 ; 0,05 mol ? L 21 ? min 21 ;
0,015 mol ? L 21 ? min 21 .
288
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Exercícios adicionais

UniDaDe G
Capítulo
24
Fatores que afetam
a rapidez das reações
A
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Concentração dos reagentes,
temperatura, superfície de contato e
presença de catalisador influenciam
a velocidade das reações.
24.1 Efeito da concentração sobre
a rapidez
Uma reação ocorre por meio de colisões
eficazes entre moléculas dos reagentes.
Quanto maior for a concentração dos
reagentes, maior será a frequência dessas
colisões e mais rápida será a reação.
24.2 Efeito da temperatura sobre
a rapidez
Quanto maior for a temperatura, maior
será a energia cinética das moléculas e
maior a velocidade de uma reação.
24.3 Efeito da superfície de contato
sobre a rapidez
Quando há reagentes em diferentes fases,
as colisões eficazes ocorrem na superfície
de contato entre as fases. Quanto maior for
essa superfície, mais rápida será a reação.
24.4 Efeito do catalisador sobre
a rapidez
Uma substância que não é efetivamente
consumida e cuja presença torna uma reação
mais rápida é denominada catalisador.
B
Esse experimento é uma repetição em
duplicata do que aparece na abertura
do capítulo anterior. Em A, as condições são
iguais, exceto a concentração da solução de
alvejante, que é maior na proveta da direita.
Como se vê em B, a reação termina antes
no béquer da direita. Por que o aumento da
concentração de reagente tornou a reação
mais rápida?
Nesta outra repetição em duplicata do
experimento, que se inicia no momento
em que a foto C foi tirada, as condições
também são iguais, exceto a temperatura das
soluções de alvejante e de corante, que são
maiores nos béqueres da direita. Como se
percebe em D, a reação é mais rápida onde a
temperatura é maior. Como explicar isso?
C
D

Seção 24.1
Efeito da concentração sobre
a rapidez
❱❱ Objetivos
C CExplicar
qualitativamente o
efeito da concentração
dos reagentes sobre a
rapidez de uma reação.
C CIndicar as
características que
uma colisão entre as
moléculas de reagentes
deve ter para que seja
eficaz.
C Conceituar energia de
ativação.
C CAnalisar a relação entre
o valor da energia de
ativação e a velocidade
de uma reação.
❱❱ Termos e conceitos
• complexo ativado (ou
estado de transição)
• colisão eficaz (ou
efetiva)
• energia de ativação
1 Por que a rapidez depende
da concentração?
Para que uma reação química ocorra, é necessário que haja uma colisão
entre as móleculas dos reagentes. Considere, por exemplo, a reação:
A B C
O
NO
NO 2
3 O 2
Reagentes se aproximando
O 3 (g) 1 NO (g) # O 2 (g) 1 NO 2 (g)
Para que ela aconteça, é necessário que uma mólecula de O 3 colida com
uma de NO. Nessa colisão, é quebrada a ligação entre dois átomos de oxigênio,
enquanto é formada uma ligação entre um átomo de oxigênio e um
de nitrogênio (compare os modelos da figura A com os da figura C ).
A espécie química existente no momento da colisão em que a ligação
O k O está parcialmente quebrada e a ligação O k N está parcialmente
formada é chamada pelos químicos de complexo ativado ou estado de
transição (figura B ).
Complexo ativado
Produtos se afastando
As moléculas possuem um movimento de agitação térmica que faz com
que estejam continuamente sofrendo colisões. Quanto maior for a concentração
dos reagentes, maior será a frequência com que acontecerão as
colisões e, portanto, maior a velocidade de uma reação.
Quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a
velocidade de uma reação química.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Aumento
da concentração
dos reagentes
acarreta
Aumento da frequência
de colisões entre as
moléculas de reagentes
acarreta
Aumento
da rapidez
da reação
Unidade G • Cinética química
290
Uma molécula destacada
em vermelho se movendo
no meio de moléculas
representadas em azul
colide com cinco delas num
certo tempo. As moléculas
atingidas estão destacadas
em preto.
Quando a
concentração❱de
moléculas aumenta,
o número de
colisões no mesmo
intervalo de tempo
também aumenta.

❱Quando abanamos carvão em brasa que
está numa churrasqueira, notamos que ele fica
mais incandescente. Isso ocorre porque, ao
abanarmos, aumentamos a concentração de
gás oxigênio (O 2 , que é reagente na combustão),
aumentando a velocidade da reação.
❱O oxigênio (O 2 ) do ar é um dos
responsáveis pela deterioração do suco
da laranja. Dentro de uma laranja intacta,
a concentração de O 2 é muito baixa, e o
suco dura alguns dias. No suco obtido
espremendo-se a laranja passa a haver
uma concentração bem maior de O 2 , e ele
estraga muito mais rapidamente.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Pressão e reações envolvendo gases
Verifica-se experimentalmente que, no caso de reações com pelo menos um reagente gasoso,
um aumento de pressão acarreta um aumento na rapidez.
Um aumento de pressão, a temperatura constante, provoca uma redução do volume do gás,
como está esquematizado nas figuras abaixo. A diminuição do volume é sinônimo de um aumento da
concentração, o que implica aumento da rapidez da reação.
V
P
—
V
2
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Vídeo: Efeito da concentração sobre a velocidade de reação
exercícios essenciais
1 Os incêndios nas matas se propagam com maior
rapidez quando está ventando. Proponha uma explicação
para isso, utilizando seus conhecimentos
sobre efeito da concentração sobre a velocidade de
uma reação química.
2 Quando se abana carvão em brasa, que está na
churrasqueira, ele se torna mais incandescente.
Por quê?
3 Considere a corrosão do zinco pelo ácido clorídrico
em solução aquosa:
2P
❱Por exemplo, quando a pressão
P exercida sobre um gás dobra,
o seu volume V se reduz à
metade (temperatura mantida
constante). Como consequência, a
concentração, em mol/L, duplica.
Zn (s) 1 2 HC (aq) # H 2 (g) 1 ZnC 2 (aq)
ou
Zn (s) 1 2 H 1 (aq) # H 2 (g) 1 Zn 21 (aq)
Numa mesma temperatura, qual das seguintes
soluções corroerá mais rapidamente uma amostra
de zinco metálico?
a) HC (aq) 1,0 mol/L. d) HC (aq) 0,05 mol/L.
b) HC (aq) 0,5 mol/L. e) HC (aq) 0,01 mol/L.
c) HC (aq) 0,1 mol/L.
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
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Exercícios adicionais
291

2 Nem toda colisão é eficaz!
Considere 1 mol de O 3 e 1 mol de NO colocados em um mesmo recipiente para sofrer a reação:
O 3 (g) 1 NO (g) # O 2 (g) 1 NO 2 (g)
Estimativas feitas por cientistas revelam que, a 25 °C e 1 atm, cada molécula colide cerca
de 10 9 vezes (1 bilhão de vezes) por segundo com outras moléculas. É, sem dúvida, um número
espantosamente elevado.
Se todas essas colisões resultassem em formação de produto, a reação aconteceria em uma
fração de segundo, possuindo uma rapidez assustadoramente alta. No entanto, verifica-se que
essa reação não possui uma velocidade assim tão elevada. Dessa forma, somos levados a concluir
que nem todas as colisões entre as moléculas de reagentes são eficazes!
Colisão eficaz ou efetiva é aquela que conduz à formação de produto.
3 Por que nem toda colisão é eficaz?
A B C D
O 3
NO
❱❱A Moléculas de O 3 e NO colidindo com geometria favorável à formação do complexo ativado.
B , C e D Moléculas de O 3 e NO colidindo com geometrias desfavoráveis à formação do complexo ativado.
Só são eficazes aquelas colisões que acontecem com geometria favorável (figura A ). Se as moléculas
colidirem em posições desfavoráveis (figuras B , C e D ), não haverá possibilidade de formar o complexo
ativado e, portanto, não acontecerá a formação das moléculas de produtos nessa colisão.
No momento da colisão há uma ruptura parcial de ligações químicas das moléculas reagentes.
A energia necessária para essa ruptura provém do movimento das móleculas (a energia associada
ao movimento é chamada de energia cinética).
Para que uma colisão entre moléculas de reagentes seja eficaz é necessário que ela ocorra
com geometria adequada e energia suficiente.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
A sequência de figuras E , F e G ilustra a ocorrência de uma colisão eficaz (com geometria
adequada e energia suficiente). A sequência H , I e J , por outro lado, ilustra uma colisão não
eficaz porque, apesar de ter ocorrido na geometria adequada, envolveu moléculas com energia
cinética insuficiente.
Unidade G • Cinética química
E F G
NO
Ligação
O 3
Ligação
se formando
se rompendo
Moléculas com alta energia
O 3
Complexo ativado
H NO I J
O
NO 2
2
Ocorreu reação
O 3
NO
❱Colisão eficaz.
Moléculas com baixa energia
Não há formação
do complexo ativado
Não ocorreu reação
❱Colisão não eficaz.
292

❱Uma analogia: a colisão entre dois automóveis
causa estrago bem maior do que a colisão
entre duas tartarugas, pois a energia envolvida
no primeiro caso é muito maior. De modo
similar, para que uma colisão entre moléculas
reagentes seja eficaz, é necessário que as
moléculas dos reagentes colidam com energia
suficientemente alta.
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Texto: 0,000000000000001 s!!!
4 A energia de ativação
Apenas as moléculas dotadas de energia suficiente conseguem, ao se aproximarem
com geometria favorável, sofrer colisões eficazes. Os químicos costumam representar
graficamente essa situação.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Energia (kJ/mol)
O 3
NO
Complexo
ativado
E a 9,6 kJ/mol
H 200 kJ/mol O 2
NO 2
Coordenada de reação ou caminho de reação
❱Nesse gráfico, E a corresponde à energia de ativação e DH, à variação de
entalpia da reação, que é exotérmica (libera energia, DH , 0). O gráfico não está
desenhado em escala.
Existe uma barreira a ser vencida para que moléculas de reagente se transformem em moléculas de
produto. A energia necessária para vencer essa barreira é chamada de energia de ativação.
Energia de ativação (E a ) é o valor mínimo de energia que as moléculas de reagentes
devem possuir para que uma colisão entre elas seja eficaz.
Quanto maior for a energia de ativação, mais lenta será a reação.
Cada reação possui um valor característico de energia de ativação. Esse valor não depende da
temperatura nem da concentração dos reagentes.
Generalizando:
Energia
Reagentes
Reação exotérmica
Complexo ativado
Energia de
ativação
H 0
Produtos
Reagentes
Energia de
ativação
Produtos
H 0
Coordenada de reação
Coordenada de reação
❱Perceba que esses gráficos são semelhantes aos mostrados no capítulo 20, com a diferença
que representam também o andamento da reação, ou seja, a formação do complexo ativado.
Energia
Reação endotérmica
Complexo ativado
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
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Animação: Eficácia das colisões e energia de ativação
293

exercícios essenciais
ExErCíCioS rESoLvidoS
4 Considere o seguinte esquema (em nível microscópico)
referente a uma reação em fase gasosa.
A cor vermelha representa o elemento oxigênio e
a azul, o elemento nitrôgenio:
A B C
Resolução
a) N 2 O (g) 1 NO (g) # N 2 (g) 1 NO 2 (g)
b) Duas moléculas: uma de N 2 O e uma de NO.
c) Complexo ativado (ou estado de transição).
d) À energia de ativação da reação.
e) À variação de entalpia (DH) da reação.
f) É exotérmica (DH , 0).
Energia
Complexo
ativado
E a
H 0
Unidade G • Cinética química
a) O esquema representa uma colisão eficaz ou
não eficaz?
b) Formule a equação química que representa a
reação.
c) Qual o nome da situação que aparece no desenho
B ?
Resolução
a) Uma colisão eficaz, pois as moléculas do desenho
C são diferentes das do desenho A (isto é,
houve a formação de novas substâncias).
b) N 2 O (g) 1 NO (g) # N 2 (g) 1 NO 2 (g)
c) Complexo ativado (ou estado de transição).
A B C
N 2 O
Energia
NO
N 2 O + NO
Complexo ativado
x
“N 3 O 2 ”
y
N 2
N 2 + NO 2
Coordenada de reação
NO2
5 Analise o seguinte diagrama e responda às perguntas:
a) Qual é a equação da reação química envolvida?
b) Quantas e quais são as moléculas que sofrem
a colisão eficaz?
c) Como se chama a situação representada por
“N 3 O 2 ”?
d) A que corresponde o trecho marcado com a
letra x?
e) A que corresponde o trecho marcado com a
letra y?
f) A reação em questão é endotérmica ou exotérmica?
Coordenada de reação
6 (PUC-RS) A velocidade de uma reação química
depende:
I. do número de colisões intermoleculares por
unidade de tempo.
II. da energia cinética das moléculas que colidem
entre si.
III. da orientação das moléculas na colisão, isto é,
da geometria da colisão.
Estão corretas as alternativas:
a) I, II e III. d) somente I e II.
b) somente III. e) somente I.
c) somente II.
7 (Unifor-CE) Para que a reação representada por
#
#
possa ocorrer:
• as moléculas AB devem colidir com as molé-
#
culas CD;
#
• as moléculas que colidem devem possuir um
mínimo de energia necessária à reação;
• as colisões moleculares efetivas devem ocorrer
com moléculas # convenientemente orientadas.
Dentre as orientações abaixo, no momento da colisão,
a que deve favorecer a reação em questão é:
a)
d)
#
b)
c)
e)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
294

8 (Ufersa-RN) Considerando o gráfico: 12 (UFV-MG) A queima da gasolina ou do álcool, nos
motores dos carros, é que fornece a energia motriz
Entalpia
dos mesmos. No entanto, para que haja a “explosão”
no motor, faz-se necessário o uso de velas de
(kJ/mol)
[A 2
B 2 ]
120
ignição.
50
2 AB
–10
A 2
+ B 2
Avanço da reação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
11 (Fuvest-SP) Qual dos diagramas abaixo, no sentido
Reagentes # Produtos, representa a reação mais
endotérmica?
a) b) c) d) e)
R R
P
R P R R
P
P P
Energia
0
A variação de entalpia da reação, A 2 1 B 2 # 2 AB,
será:
a) 150 kJ/mol. c) 1120 kJ/mol.
b) 270 kJ/mol. d) 160 kJ/mol.
9 (PUC-MG) Considere o diagrama energético de uma
reação:
Energia/kJ
500
400
300
200
100
Caminho da reação
É correto afirmar que essa reação possui respectivamente
uma energia de ativação e uma variação
de entalpia de:
a) 500 kJ e 1400 kJ. c) 300 kJ e 1200 kJ.
b) 100 kJ e 1200 kJ. d) 100 kJ e 1400 kJ.
10 (UFMG) Um palito de fósforo
não se acende, espontaneamente,
enquanto está guardado,
mas basta ligeiro atrito com
uma superfície áspera para que
ele, imediatamente, entre em
combustão, com emissão de
luz e calor. Considerando-se
essas observações, é correto
afirmar que a reação:
a) é endotérmica e tem energia de ativação maior
que a energia fornecida pelo atrito.
b) é endotérmica e tem energia de ativação menor
que a energia fornecida pelo atrito.
c) é exotérmica e tem energia de ativação maior
que a energia fornecida pelo atrito.
d) é exotérmica e tem energia de ativação menor
que a energia fornecida pelo atrito.
(Caminho da reação)
(R = reagentes; P = produtos)
Qual dos gráficos abaixo melhor representa a
variação de entalpia (calor de reação a pressão
constante) da rea ção de combustão no motor?
a) H
H
d)
H
H
Caminho da da reação
Caminho da da reação
HH
RR
Caminho da da reação
R
R
b) HH
e) HH
PP
RR
c)
RR
RR
PP
PP
P
P
Caminho da da reação
PP
Caminho da da reação
13 (FGV-SP) A energia envolvida nos processos industriais
é um dos fatores determinantes da produção
de um produto. O estudo da velocidade e da
energia envolvida nas reações é de fundamental
importância para a otimização das condições de
processos químicos, pois alternativas como a alta
pressurização de reagentes gasosos, a elevação de
temperatura ou ainda o uso de catalisadores podem
tornar economicamente viável determinados
processos, colocando produtos competitivos no
mercado.
O estudo da reação reversível: A 1 B F C 1 D,
revelou que ela ocorre em uma única etapa.
A variação de entalpia da reação direta é de 225 kJ.
A energia de ativação da reação inversa é 180 kJ.
Então, a energia de ativação da reação direta é
igual a:
a) 280 kJ. d) 180 kJ.
b) 255 kJ. e) 1105 kJ.
c) 155 kJ.
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
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Exercícios adicionais
295

Seção 24.2
Efeito da temperatura
sobre a rapidez
❱❱ Objetivo
C CExplicar o efeito da
temperatura sobre a
rapidez de uma reação.
❱❱ Termos e conceitos
• Regra de vant’Hoff
A
B
Unidade G • Cinética química
Aumento
da temperatura
indica
Aumento da energia
cinética molecular
e, por isso,
Colisões entre
moléculas ocorrem
com maior energia
que acarretam
Aumento da
rapidez da reação
Regra de van’t Hoff
No final do século XIX,
o holandês Jacobus Henricus
van’t Hoff formulou,
com base experimental,
a regra: “um aumento de
10 °C na temperatura duplica
a velocidade de uma
reação química”. Hoje são
conhecidas inúmeras
exceções a essa regra.
Porém, é útil para fazer
previsões aproximadas.
Ela é conhecida como
Regra de van’t Hoff.
❱A O leite gelado estraga muito mais devagar que o leite à temperatura ambiente. Esse é
um exemplo clássico do fato de as reações químicas apresentarem maior velocidade com o
aumento de temperatura.
B Alimentos no freezer (–18 °C) duram ainda mais tempo do que na geladeira (5 °C).
Alimentos estragam cerca de quatro vezes mais rápido à temperatura
ambiente (25 °C) do que quando guardados na geladeira (5 °C). A temperaturas
mais baixas, podem ser conservados ainda por mais tempo. O cozimento
dos alimentos em panela de pressão (110 °C) é mais rápido do que
em panela aberta (100 °C). Vinhos azedam mais rapidamente se guardados
em locais aquecidos.
Quando elevamos a temperatura, provocamos um aumento da energia
cinética das moléculas, fazendo com que haja maior quantidade de moléculas
com energia suficiente para reagir, isto é, com energia superior à
de ativação.
Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de uma reação.
Algumas reações podem ter sua velocidade violentamente aumentada
pela ação de uma faísca elétrica ou pela presença de uma chama. Um exemplo
é a combustão dos vapores de gasolina, que podem estar misturados
com o O 2 do ar sem que nada aconteça. Contudo, uma chama ou faísca é
o bastante para causar uma explosão. A faísca fornece energia para que
algumas moléculas reajam, formando produtos e liberando muita energia.
Essa energia permite que outras moléculas também reajam, transformando-
-se em produtos e liberando ainda mais energia.
A presença desse sinal em
postos de gasolina se justifica pelo
fato de os vapores de gasolina se
inflamarem com facilidade.
Energia
Gasolina
O 2
Exotérmica
CO 2
H 2 O
Coordenada de reação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
296

Incêndios se alastram com relativa
facilidade porque a energia liberada na
reação de combustão (que é exotérmica)
ajuda as moléculas que ainda não reagiram
a vencer a barreira energética que separa
reagentes de produtos.
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Texto: Temperatura, cinética química e seres vivos
Experimento
A critério do(a) professor(a), esta atividade poderá ser realizada em grupos.
Objetivo: Obter evidência da influência da temperatura na rapidez da reação.
Você vai precisar de:
• meio copo de água morna • duas colheres de chá
• meio copo de água gelada • relógio que marque os segundos
• medicamento efervescente • um ajudante
em pó (sal de fruta)
Procedimento:
1. Coloque em ambas as colheres uma mesma quantidade de pó efervescente.
2. Adicione o conteúdo de uma colher ao copo com água morna e, simultaneamente,
o conteúdo da outra ao copo com água gelada. Nesse instante, seu ajudante
começa a marcar o tempo que leva para o sólido ser consumido.
3. Em qual dos copos a reação se mostra mais vigorosa? Em qual chega ao final
mais rapidamente? Proponha uma explicação para as observações. Como seria
possível quantificar a rapidez com que a reação ocorre em cada caso? Que
medidas deveriam ser feitas? Como essas medidas poderiam ser realizadas?
exercícios essenciais
ExErCíCio rESoLvido
14 Duas amostras iguais de um medicamento em pó
efervescente são jogadas em duas amostras de
mesmo volume de água, uma delas morna, a outra
gelada.
a) Em qual caso a reação é mais rápida e vigorosa?
b) Como você explica isso em nível microscópico?
Resolução
a) No caso da água morna.
b) O aumento da temperatura corresponde a um
aumento da energia cinética das moléculas
(ou íons, se for o caso) dos reagentes. Assim
aumenta a fre quência de colisões eficazes, ou
seja, a frequên cia de colisões com geometria
adequada e com energia igual ou superior à
energia de ativação.
15 (Fuvest-SP) Na reação representada por
A 1 B # C 1 D, uma elevação de temperatura
produz um aumento de velocidade da reação porque
aumenta:
a) a pressão do sistema em reação.
b) o volume do sistema em reação.
c) a concentração dos reagentes.
d) a energia de ativação dos reagentes.
e) a frequência de choques efetivos dos reagentes.
16 (Fuvest-SP) Para remover uma mancha de um prato
de porcelana fez-se o seguinte: cobriu-se a mancha
com meio copo de água fria, adicionaram-se algumas
gotas de vinagre e deixou-se por uma noite.
No dia seguinte a mancha havia clareado levemente.
Usando apenas água e vinagre, sugira duas alterações
no procedimento, de tal modo que a remoção
da mancha possa ocorrer em menor tempo. Justifique
cada uma das alterações propostas.
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
297

17 Considere as afirmações:
I. Numa panela comum a água ferve a cerca de
100 °C e numa panela de pressão, a cerca
de 110 °C.
II. O cozimento dos alimentos envolve reações
químicas.
Com base nelas, explique por que os
alimentos cozinham mais rápido nas
panelas de pressão.
Como o cozimento dos alimentos é mais
veloz na panela de pressão, ela permite a
economia de gás combustível.
ExErCíCio rESoLvido
20 Uma reação química tem, a 22 °C, velocidade
0,15 mol/s. Considerando que ela siga a Regra de
van’t Hoff, qual será sua velocidade a 42 °C?
Resolução
Temperatura Velocidade
110 °C
22 °C 0,15 mol/s
32 °C 0,30 mol/s
? 2
110 °C
? 2
42 °C 0,60 mol/s
18 (UFPE) Você está cozinhando batatas e fazendo
carne grelhada, tudo em fogo baixo, num fogão a
gás. Se você passar as duas bocas do fogão para fogo
alto, o que acontecerá com o tempo de preparo?
a) Diminuirá para os dois alimentos.
Comentário dos autores:
Este exercício não pode ser resolvido por regra
de três, pois a velocidade não é diretamente
proporcional à temperatura.
b) Diminuirá para a carne e aumentará para as
batatas.
c) Não será afetado.
d) Diminuirá para as batatas e não será afetado
para a carne.
e) Diminuirá para a carne e permanecerá o mesmo
para as batatas.
Comentário dos autores:
Atente ao fato de que o cozimento das batatas
ocorre em água fervente, mas a carne é grelhada
diretamente sobre o metal.
19 (Fatec-SP) O aumento da temperatura provoca o aumento
da rapidez das transformações químicas.
Assinale a alternativa que mostra o gráfico obtido
quando se representa o tempo necesssário para
que uma transformação química se complete, em
função da temperatura.
a) Tempo
d) Tempo
Temperatura
b) Tempo
e)
Tempo
Temperatura
21 Admita que a Regra de van’t Hoff seja válida para as
reações que fazem os alimentos estragarem. Dentro
de uma geladeira (5 °C) um alimento estraga com
uma certa velocidade. Quantas vezes mais rápido
esse alimento estragaria se estivesse fora da geladeira
em um dia a:
a) 15 °C? b) 25 °C? c) 35 °C?
❱Esse exercício procura
mostrar o porquê de uma
pizza fora da geladeira,
em dias quentes, tender
a estragar com maior
rapidez do que em dias
frios.
22 (Fuvest-SP) A vitamina C é muito utilizada como
aditivo de alimentos processados. Sua propriedade
antioxidante se deve à capacidade de ser oxidada
pelo oxigênio do ar, protegendo da oxidação outras
substâncias presentes nos alimentos. Um certo
alimento processado, inicialmente embalado a
vácuo, é aberto e armazenado sob duas condições
diferentes:
I. em refrigerador a 4 °C;
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
II. em armário fechado à temperatura ambiente
(25 °C).
Unidade G • Cinética química
c)
Tempo
Temperatura
Temperatura
Temperatura
a) Mostre em um gráfico como varia o teor de
vitamina C com o tempo para cada uma dessas
condições. Identifique as curvas e explique
comparativamente o comportamento delas.
b) Além da capacidade de reagir com o oxigênio do
ar, dê duas outras características que uma substância
deve apresentar para poder ser utilizada
como substituta da vitamina C em alimentos
processados.
298
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Exercícios adicionais

Seção 24.3
❱❱ Objetivo
C CExplicar o efeito da
superfície de contato
sobre a rapidez de uma
reação.
❱❱ Termos e conceitos
• superfície de contato
(entre reagentes que
estejam em diferentes
fases)
Efeito da superfície de contato
sobre a rapidez
O ferro, na presença de oxigênio do ar e umidade, sofre um processo
de corrosão, formando a ferrugem. Se submetermos um prego de aço
(o aço é uma liga de ferro e carbono) e um pedaço de palha de aço às
mesmas condições de umidade, temperatura e exposição ao oxigênio do
ar, notaremos que a palha de aço se enferrujará muito mais rápido
que o prego.
A reação de corrosão ocorre na superfície de contato entre o ferro e os
outros reagentes. A palha de aço, devido ao seu formato, apresenta maior
superfície de contato, o que possibilita uma reação mais rápida. De modo
geral, podemos dizer que:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Em reações das quais participam reagentes que se encontram em
diferentes fases, a velocidade será tanto maior quanto maior for a
superfície de contato entre essas fases.
Um caso comum é o das reações das quais participa um sólido, sendo
os demais reagentes gasosos ou aquosos. A velocidade será tanto maior
quanto maior for a superfície de contato entre o sólido e a fase gasosa
ou líquida.
aTenÇÃo
NUNCA caia na tentação de manipular fogos de artifício.
Acidentes sérios, com queimaduras e até morte, atestam o risco que é
manuseá-los.
A queima de fogos de artifício é um exemplo de reação
entre substâncias sólidas, pulverizadas para garantir
elevada superfície de contato.
A ferrugem se forma na reação entre ferro, água e oxigênio.
Quando o ferro é adequadamente revestido com tinta, impede-
-se o seu contato com água e oxigênio, isto é, reduz-se a zero
a superfície de contato dele com os outros reagentes. É uma
forma de prevenção da ferrugem.
299

exercícios essenciais
23 A fim de adoçar mais rapidamente uma xícara de
chá devemos utilizar açúcar comum ou açúcar
cristal? Explique.
24 Se um pedaço de palha de aço for deixado úmido de
um dia para o outro, ele amanhecerá enferrujado.
Para evitar que isso aconteça, costuma-se revestir
a palha de aço com uma camada de sabão, esfregando-a
sobre uma barra desse produto. Como a
eficácia desse procedimento pode ser justificada?
Ao usar zinco em pó, a curva também sairá do
zero, subirá e atingirá o mesmo patamar, uma vez
que o volume final é o mesmo (estamos usando
mesma quantidade de reagentes). A única diferença
é que, sendo a reação mais rápida, graças à
maior superfície de contato, o volume produzido
por unidade de tempo é maior e a reação chega ao
final em menor tempo.
Assim:
ExErCíCio rESoLvido
25 A aparelhagem a seguir permite realizar a reação
entre uma solução de ácido clorídrico e um pedaço
do metal zinco, coletando o gás produzido.
2 HC (aq) 1 Zn (s) # ZnC 2 (aq) 1 H 2 (g)
Volume
de gás
Zinco em pó
O volume
final de H 2
é o mesmo
nos dois
experimentos
Zinco em pedaço único
aTenÇÃo
Zn (s)
Proveta (inicialmente cheia de
água) onde é coletado o H 2 (g)
HC (aq)
Água
Faça um gráfico (esboço) representando volume
de gás hidrogênio em função do tempo, do início
até o fim da reação. Represente (desenhando outra
curva) como seria o gráfico se a reação fosse
repetida utilizando-se pó de zinco (mantendo-se
constantes todas as demais condições: quantidades
dos reagentes, temperatura etc.).
Tempo
26 (Uerj) A sabedoria popular indica que, para acender
uma lareira, devemos utilizar inicialmente
lascas de lenha e só depois colocarmos as toras.
Em condições reacionais idênticas e utilizando
massas iguais de madeira em lascas e em toras,
verifica-se que madeira em lascas queima com
mais velocidade.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade G • Cinética química
Não tente realizar esse experimento
por conta própria.
Sua eventual realização requer
autorização e supervisão do(a)
professor(a).
O ácido clorídrico, mesmo diluído,
é corrosivo e desprende vapores
irritantes, corrosivos e tóxicos.
E o gás hidrogênio é altamente
explosivo.
Óculos de segurança, luvas e aventais
protetores são obrigatórios.
Resolução
Inicialmente, o volume de gás é zero. Com o passar
do tempo esse volume aumenta até que a reação
termine. A partir de então, o volume não irá aumentar
mas também não irá diminuir; permanecerá
constante, correspondendo ao volume total de
gás produzido na reação. Assim, a curva deve sair
do zero, ser crescente e atingir um patamar correspondente
ao volume total de gás produzido.
O fator determinante, para essa maior velocidade
de reação, é o aumento da:
a) pressão.
b) temperatura.
c) concentração.
d) superfície de contato.
27 (Unifor-CE) Considerando os fatores que alteram a
rapidez das transformações químicas, pode-se afirmar
que uma fruta apodrecerá mais rapidamente
se estiver:
a) sem a casca, em geladeira.
b) em pedaços, congelada.
c) inteira, exposta ao sol.
d) em pedaços, exposta ao sol.
e) com a casca, exposta ao sol.
300

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
28 (UEMG) Ácidos fortes, ao entrarem em contato
com metais, como o ferro, produzem gás hidrogênio.
O quadro a seguir apresenta os resultados
de um experimento realizado com uma solução
aquosa diluída de ácido clorídrico (HC) e amostras
de ferro.
Sistema 1 2 3
Solução de HC
diluído (mL)
Objetos
feitos de ferro
Temperatura
(°C)
Número de
bolhas de H 2 em
30 segundos
20 20 20
Prego
(2 g)
Prego
(2 g)
Esponja
de aço
(2 g)
20 40 40
4 12 40
Ao analisar os resultados, um estudante fez as
seguintes observações:
I. A reação será mais lenta no sistema 2, pois a
temperatura é maior.
II. A massa de ferro usada é um fator determinante
para a variação da velocidade dessa reação.
III. A superfície de contato possibilita uma maior
interação entre os reagentes, em 3.
IV. O número de bolhas produzido ao final da reação
será o mesmo para os três sistemas.
Assinale, abaixo, a alternativa que contêm a(s)
afirmação(ões) CORRETA(S) formulada(s) pelo
estudante:
a) Afirmação I. c) Afirmações III e IV.
b) Afirmações I e II. d) Afirmações II e IV.
29 (UFMG) Duas reações químicas foram realizadas em
condições diferentes de temperatura e de estado
de agregação das substâncias, conforme descrito a
seguir:
Reação I CO (g) 1 NO 2 (g) # CO 2 (g) 1 NO (g)
Experimento 1 — Temperatura igual a 25 °C.
Experimento 2 — Termperatura igual a 250 °C.
(As demais condições são idênticas nos dois experimentos.)
Reação II Pb(NO 3 ) 2 1 2 KI # PbI 2 1 2 KNO 3
Experimento 3 — Os dois reagentes foram utilizados
na forma de pó.
Experimento 4 — Os dois reagentes foram utilizados
em solução aquosa.
(As demais condições são idênticas nos dois experimentos.)
Comparando-se as velocidades de reação em cada
par de experimentos (v 1 com v 2 ; v 3 com v 4 ), é COR-
RETO afirmar que
a) v 2 . v 1 e v 3 5 v 4 .
b) v 1 . v 2 e v 3 . v 4 .
c) v 2 . v 1 e v 4 . v 3 .
d) v 1 . v 2 e v 3 5 v 4 .
30 (Enem-MEC) Ferramentas de aço podem sofrer
corrosão e enferrujar. As etapas químicas que
correspondem a esses processos podem ser representadas
pelas equações:
Fe 1 H 2 O 1
1__
2 O 2 # Fe(OH) 2
Fe(OH) 2 1
1__
2 H 2O 1 1__
4 O 2 # Fe(OH) 3
Fe(OH) 3 1 n H 2 O # Fe(OH) 3 ? n H 2 O (ferrugem)
Uma forma de tornar mais lento esse processo
de corrosão e formação de ferrugem é engraxar
as ferramentas. Isso se justifica porque a graxa
proporciona:
a) lubrificação, evitando o contato entre as ferramentas.
b) impermeabilização, diminuindo seu contato
com o ar úmido.
c) isolamento térmico, protegendo-as do calor
ambiente.
d) galvanização, criando superfícies metálicas
imunes.
e) polimento, evitando ranhuras nas superfícies.
31 (UFSM-RS) Um comprimido efervescente de vitamina
C intacto, pesando 5 g, quando colocado em
um copo contendo água a 25 °C, será dissolvido
em dois minutos.
Considerando essa informação, assinale verdadeira
(V) ou falsa (F) em cada uma das proposições.
( ) Se o comprimido efervescente estiver em
pequenos pedaços, o tempo de dissolução
também será de dois minutos, pois a massa
continua sendo 5 g.
( ) O tempo de dissolução do comprimido efervescente
intacto mantém-se quando o comprimido
for dissolvido em água a 40 °C ou a 25 °C,
pois a área de contato é a mesma.
( ) Quanto maior a superfície de contato do comprimido
efervescente com a água, maior o
número de colisões favoráveis, portanto maior
a velocidade de dissolução.
( ) O aumento da temperatura diminui a energia
de ativação, diminuindo, portanto, o tempo de
dissolução.
A sequência correta é:
a) V - F - V - V. d) F - F - V - F.
b) F - V - F - V. e) V - V - F - F.
c) V - V - F - V.
32 (UFTM-MG) Considere dois cubos de presunto de
mesma massa e com 4 cm de aresta cada. Um
desses cubos foi cortado em 8 cubos de 2 cm de
aresta; o outro foi deixado intacto. Caso os cubos
sejam expostos ao ar à mesma temperatura, os
menores se deteriorarão mais rapidamente, pois
sua área total de contato com o ambiente é:
a) 2 vezes menor.
b) 3 vezes menor.
c) 2 vezes maior.
d) 3 vezes maior.
e) 4 vezes maior.
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
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Exercícios adicionais
301

Seção 24.4
Efeito do catalisador sobre
a rapidez
❱❱ Objetivo
C CExplicar o efeito de
um catalisador sobre a
rapidez de uma reação.
❱❱ Termos e conceitos
• catalisador
• catálise
• enzima
1 Catalisador e catálise
Considere a decomposição da água oxigenada. Na ausência de luz e
de impurezas, essa reação é bastante lenta. Se, no entanto, uma pequena
pitada de MnO 2 sólido for adicionada, a reação ocorrerá com uma velocidade
bem mais alta. Ao final da reação, verifica-se que o MnO 2 não foi
efetivamente consumido.
Bolhas de O 2 (g) (produto)
aTenÇÃo
Não faça essa
experiência por conta
própria.
Sua realização em
um laboratório
requer autorização
e supervisão do(a)
professor(a).
Por segurança, deve-se
usar água oxigenada a
10 volumes.
Nenhum dos reagentes
deve ter contato com
pele, boca e olhos.
Óculos de segurança,
luvas e aven tais protetores
são obrigatórios.
H 2 O 2 (aq)
(reagente)
v reação zero
Adição de MnO 2
MnO 2 (s)
2 H 2 O 2 (aq) 2 H 2 O () + O 2 (g)
H 2 O ()
(produto)
MnO 2 (s)
Substâncias cuja atuação se assemelha à do MnO 2 recebem o nome
de catalisadores.
Catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma
reação química sem ser efetivamente consumida no processo.
Catálise é o nome dado ao aumento de velocidade provocado pelo
catalisador.
Um catalisador aumenta a velocidade de uma reação, pois abaixa a
energia de ativação (E a ).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Catalisador
Energia
Unidade G • Cinética química
atua na
Diminuição da energia
de ativação
acarreta
E a sem
catalisador
E a com
catalisador
302
Aumento da rapidez
de reação
Coordenada de reação

Espátula de inox
MnO 2
Água oxigenada
a 10 volumes
MnO 2
MnO 2
Ao jogar uma pitada de MnO 2 (s) na
água oxigenada a 10 volumes...
... a velocidade da decomposição
do H 2 O 2 aumenta muito.
2 Enzimas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Nos seres vivos são encontradas proteínas que atuam como catalisadores em reações
químicas essenciais à vida. Elas são as enzimas.
Enzimas são catalisadores biológicos, ou seja, substâncias que aumentam a velocidade de
reações bioquímicas, sem serem efetivamente consumidas no processo.
As enzimas apresentam muitas características importantes. Primeiramente, o tamanho. São
grandes moléculas, com elevada massa molecular. Em geral, são altamente específicas, catalisando
apenas uma reação ou classe de reações em particular.
Outra característica das enzimas é a eficiência. Elas promovem um fantástico aumento da
velocidade das reações. Assim, por exemplo, uma molécula de catalase, enzima presente em
nossas células e que acelera a decomposição do peróxido de hidrogênio, consegue promover,
em 1 segundo, a 0 °C, a decomposição de 50 mil moléculas de H 2 O 2 .
2 H 2 O 2 (aq)
Catalase
@@@#
2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
A temperatura de ação das enzimas é outra característica interessante. Quando
elevamos a temperatura, a atividade da enzima atinge um ponto máximo;
continuando o aquecimento, a atividade começa a diminuir. O aumento da
temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, pois promove
um aumento da energia cinética das moléculas reagentes. No entanto o
aquecimento exagerado provoca a desnaturação das proteínas (alteração
do “formato tridimensional” da molécula de proteína). Como as enzimas
são proteínas, elas podem ser desnaturadas com o aquecimento, o que
faz com que as enzimas percam sua atividade catalítica.
A mudança do aspecto do ovo quando ele é frito
se deve à desnaturação das proteínas pelo calor.
Atividade enzimática
Atividade máxima
Temperatura
Gráfico da atividade de uma enzima
do organismo humano em função da
temperatura. O máximo de atividade
corresponde à temperatura de
aproximadamente 37 °C. Acima disso,
começa a haver a desnaturação proteica,
que se torna tanto mais prejudicial
quanto maior for a temperatura.
303

Uma outra característica das enzimas é a sensibilidade a venenos, ou seja, substâncias
capazes de impedir parcial ou totalmente a atividade enzimática. Muitas substâncias tóxicas
atuam junto às enzimas, inativando-as e impedindo a ocorrência de reações bioquímicas
importantes.
A vida, tal qual a conhecemos, é possível graças à atuação das enzimas. As reações envolvidas
na digestão, na respiração celular, no armazenamento e gasto de energia, na síntese
de proteínas, açúcares e gorduras, apenas para citar alguns poucos exemplos, acontecem
graças à atuação de enzimas altamente específicas e eficientes.
Experimento: a enzima catalase
Para executar o experimento que vamos descrever, você precisará de água oxigenada a 10 volumes
(solução aquosa 3% de peróxido de hidrogênio, H 2 O 2 , adquirida em farmácias) e batata crua ou fígado cru.
Coloque um pouco de água oxigenada sobre pedacinhos (cortados na hora) de batata crua ou fígado cru.
Você observará a formação de espuma.
Na batata e no fígado existe a enzima catalase, que atua como catalisador na decomposição da água
oxigenada:
2 H 2 O 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
A espuma se deve à liberação do gás oxigênio.
Ao final, se acrescentarmos mais água oxigenada, a reação
continuará, evidenciando que o catalisador não foi efetivamente
consumido no processo.
Nas células do nosso organismo também existe catalase.
É ela que acelera a decomposição da água oxigenada quando
é colocada num ferimento.
Dentro das células há processos que produzem H 2 O 2 , que
é tóxico e pode causar lesões nessas células. A catalase,
presente nos seres vivos, atua decompondo o H 2 O 2 , evitando
os danos que essa substância poderia causar. Quando colocamos
uma solução diluída de H 2 O 2 em um ferimento recente,
a decomposição do H 2 O 2 sob ação da catalase libera gás O 2 ,
que mata microrganismos que podem causar infecções. É
uma maneira de desinfetar o ferimento.
Enzimas nos sabões em pó
Decomposição do peróxido de hidrogênio,
observada ao se jogar água oxigenada sobre
fígado cru. Se o fígado tivesse sido cozido, não
se observaria a decomposição do H 2 O 2 . Você
consegue explicar por quê?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Algumas enzimas são muito utilizadas em processos industriais, como na produção de álcool, vinagre,
queijos e iogurtes.
Uma outra aplicação interessante das enzimas está na remoção de sujeiras. Certos materiais que sujam
os tecidos são difíceis de eliminar porque se unem de tal forma às suas fibras, que os sabões e detergentes
comuns não são totalmente eficientes em sua remoção. Alguns sabões
em pó (detergentes em pó) contêm enzimas que facilitam a remoção
desse tipo de sujeira. Os principais tipos de enzimas usadas são:
Unidade G • Cinética química
• proteases — aceleram a hidrólise (reação de quebra pela água)
de proteí nas, removendo-as sob a forma de produtos solúveis em
água;
• lipases — catalisam a hidrólise de óleos e gorduras, produzindo
substâncias também solúveis em água.
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Vídeo: Reação enzimática: a catalase
304

exercícios essenciais
Concentração de H 2 O
Com catalase
Sem catalase
Tempo
Concentração de H 2 O
Com catalase
Sem catalase
Tempo
ExErCíCio rESoLvido
33 A aparelhagem desenhada abaixo permite realizar
a reação de decomposição da água oxigenada.
Proveta
(inicialmente
cheia de água)
onde é coletado
um gás
c) d)
Concentração de H 2 O 2
Sem catalase
Com catalase
Tempo
Concentração de H 2 O 2
35 (PUC-MG) A cinética da reação
Sem catalase
Com catalase
Tempo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H 2 O 2 (aq)
Volume
de gás
Concentração de H 2 O 2
Com catalisador
Sem catalisador
Com catalase
Sem catalase
Tempo
Concentração de H 2 O 2
Água
a) Qual é o gás que será recolhido à direita?
b) Equacione a reação.
c) Faça um gráfico (esboço) representando volume
de gás em função do tempo, desde o início
até o fim da reação. Represente (desenhando
outra curva) como seria o gráfico se a reação
fosse repetida na presença de um catalisador
(e mantendo-se todas as demais condições
constantes: quantidades dos reagentes, temperatura
etc.).
Resolução
a) Gás oxigênio.
b) 2 H 2 O 2 (aq) # 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
c)
O volume
final de O 2 é o
mesmo nos dois
experimentos
Tempo
34 (UFMG) A água oxigenada, H 2 O 2 , é utilizada como
antisséptico. O seu poder antisséptico resulta da
formação de O 2 (g) em sua decomposição, que pode
ser representada por:
H 2 O 2 (aq) # H 2 O (,) 1 0,5 O 2 (g)
Essa reação, muito lenta à temperatura ambiente,
é consideravelmente acelerada na presença da
catalase, uma enzima existente no sangue humano.
Em uma determinada experiência, mediu-se a
velocidade de decomposição de H 2 O 2 (aq), com e
sem adição de catalase.
O gráfico que descreve qualitativamente os resultados
encontrados nesse experimento é:
a) b)
Com catalase
Sem catalase
Tempo
2 I 2 22
1 S 2 O 8 # I 2 1 2 SO 2 2
4
é estudada, com e sem catalisador, modificando-
-se os parâmetros concentração e temperatura.
A tabela e o gráfico abaixo representam, respectivamente,
as condições de experimentos dos estudos
e as evoluções, com o tempo, do número de mols
de I 2 nessas condições.
Experimento I II III IV
Temperatura (°C) 40 60 60 40
Catalisador sem com sem sem
Concentração dos
reagentes (mol/L)
0,6
0,4
0,2
0
Número de mols de I 2
C1
C2
C3
C4
Tempo
Numere a segunda coluna de acordo com a primeira,
relacionando o número do experimento com a
curva representando a evolução do número de mols
de I 2 , em função do tempo.
1. C1 (?) I
2. C2 (?) II
3. C3 (?) III
4. C4 (?) IV
Assinale a sequência correta encontrada:
a) 2 – 3 – 4 – 1.
b) 3 – 1 – 2 – 4.
c) 2 – 3 – 1 – 4.
d) 4 – 1 – 3 – 2.
36 (Vunesp) Os catalisadores desempenham importante
papel em vários processos químicos. Uma reação
genérica entre os reagentes A e B pode ocorrer na
ausência ou na presença de um catalisador (cat).
A 1 B @@# C 1 D
cat
A 1 B @@# C 1 D
0,1 0,1 0,1 0,05
não catalisada
catalisada
Capítulo 24 • Fatores que afetam a rapidez das reações
H 2 O 2
H2 O 2
Sem catalase
305

Indique a alternativa que melhor representa as
reações catalisada e não catalisada.
a)
b)
c)
d)
e)
energia
energia
energia
energia
energia
A+B
catalisada
A+B
catalisada
A+B
catalisada
A+B
catalisada
A+B
A+B
catalisada
não
catalisada
C+D
não
catalisada
C+D
C+D
C+D
tempo
não
catalisada
C+D
C+D
tempo
não
catalisada
C+D
C+D
tempo
tempo
não
catalisada
tempo
37 (Ufersa-RN) No gráfico abaixo, o valor da energia
de ativação da reação, quando realizada com catalisador
é:
a) 20 kcal. c) 60 kcal.
b) 40 kcal. d) 80 kcal.
Energia/kcal
15
80
60
40
20
Unidade G • Cinética química
35
30
5
reagentes
Energia (kcal/mol)
A+B
produtos
Avanço da reação
38 (Cefet-AL) Os catalisadores têm ampla aplicação
industrial, sendo muito utilizados na síntese de
substâncias empregadas por indústrias alimentícias,
farmacêuticas, de plásticos etc. O gráfico
abaixo mostra o decurso de uma reação reversível
e as energias alcançadas na ausência e na presença
de um catalisador.
C+D
Decurso da reação
Assinale a alternativa INCORRETA com base nas
informações fornecidas pelo gráfico:
a) A reação A 1 B # C 1 D é exotérmica, pois
a energia dos produtos é menor do que a dos
reagentes.
b) A energia de ativação da reação A 1 B #
# C 1 D sem catalisador é 30 kcal.
c) A energia do complexo ativado da reação
A 1 B # C 1 D com catalisador é 30 kcal.
d) A energia absorvida pela reação inversa
(C 1 D # A 1 B) é 10 kcal.
e) A adição do catalisador promove o abaixamento
da energia do complexo ativado.
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Exercícios adicionais
306

UNIDADE G
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Capítulo
25
Dados experimentais conduzem
à equação da velocidade de uma
reação em função da concentração
dos reagentes, a lei cinética.
A explicação para essa lei é dada
pela teoria das colisões.
25.1 Lei cinética
A lei cinética de uma reação é a
equação matemática que expressa como
a velocidade dessa reação depende da
concentração dos reagentes, a uma
determinada temperatura.
25.2 Teoria das colisões
Sob o ponto de vista cinético, as
reações podem ser elementares ou não
elementares. É possível deduzir a lei
cinética de uma reação a partir da
informação de que ela é elementar ou,
caso não seja, a partir do conhecimento
do seu mecanismo.
25.3 Mecanismo de atuação
do catalisador
Em uma catálise homogênea, o
catalisador é consumido em uma das
etapas do mecanismo, mas é regenerado
em outra etapa. Em uma catálise
heterogênea, a reação ocorre com as
moléculas de um ou mais reagentes
adsorvidas no catalisador.
Lei cinética e teoria
das colisões
U
ma analogia pode ser feita entre a rapidez de
uma reação química e a probabilidade de uma
bola de determinada cor encontrar uma de outra
cor em uma piscina como a da foto. A probabilidade
de haver encontro entre uma bolinha verde e uma
vermelha, por exemplo, é tanto maior quanto maior
for a concentração de bolinhas dessas duas cores na
piscina.

Seção 25.1
Lei cinética
❱❱ Objetivos
C CEnunciar o que é lei
cinética, ordem de
reação em relação a
cada reagente e ordem
global de reação.
C CDeduzir a lei cinética de
uma reação a partir de
dados experimentais.
C Calcular a constante
de velocidade de uma
reação e deduzir sua
unidade.
❱❱ Termos e conceitos
• lei cinética (ou lei de
velocidade) de uma
reação
• ordem de reação
1 A expressão da lei cinética
Para uma reação genérica:
a X 1 b Y # produtos
denomina-se lei de velocidade ou lei cinética a seguinte expressão:
v 5 k ? [X] m ? [Y] n
em que:
v 5 velocidade (rapidez) da reação;
k 5 constante de velocidade (característica da reação e da temperatura);
[X] e [Y] 5 concentração dos reagentes X e Y, em mol/L;
m e n 5 expoentes determinados experimentalmente.
Os expoentes m e n são chamados de ordem de reação:
m 5 ordem da reação em relação a X
v 5 k ? [X] m ? [Y] n n 5 ordem da reação em relação a Y
m 1 n 5 ordem global da reação
2 Exemplos de lei cinética
A lei cinética é deduzida com base experimental. Vejamos exemplos:
Primeiro exemplo:
Decomposição de N 2 O 5 : 2 N 2 O 5 (g) # 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
A reação foi repetida algumas vezes, mudando-se a concentração inicial
do reagente e mantendo-se a temperatura constante. A cada repetição,
mediu-se a velocidade inicial da reação. Os valores foram tabelados:
[N 2 O 5 ] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
0,010 0,016
0,020 0,032
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
0,030 0,048
Analisando essa tabela, podemos notar que, quando a concentração de
N 2 O 5 duplica, a velocidade da reação também duplica. E, quando a concentração
de N 2 O 5 triplica, a velocidade também triplica.
[N 2 O 5 ] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
0,010 0,016
Unidade G • Cinética química
308
? 2
0,020 ? 3 0,032
? 2 ? 3
0,030 0,048
Concluímos, portanto, que a velocidade dessa reação é diretamente
proporcional à concentração de N 2 O 5 , o que pode ser expresso matematicamente
ou em palavras.
v 5 k ? [N 2 O 5 ] (k é uma constante de proporcionalidade)
( Em palavras: A rapidez da reação de decomposição no N2O 5 , a temperatura
constante, é diretamente proporcional à concentração, em mol/L,
do reagente, N 2 O 5 .)

Note que os dados das três linhas da tabela obedecem a essa relação matemática, sendo
possível, por meio dela, calcular o valor de k:
v
v 5 k ? [N 2 O 5 ] V k 5
______
[N 2 O 5 ] 5 ______ 0,016
0,010 5 ______ 0,032
0,020 5 ______ 0,048
5 1,6 h21
0,030
A unidade de k que aparece nesse cálculo é proveniente da seguinte divisão:
Segundo exemplo:
Decomposição do etanal: CH 3 CHO (g) # CH 4 (g) 1 CO (g)
______________
unidade de v
unidade de [ ] 5 _________ mol/L ? h
mol/L
Aqui também a reação foi repetida algumas vezes, mudando-se a concentração do reagente
e mantendo-se a temperatura constante.
[CH 3 CHO] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
0,10 0,085
0,20 0,340
0,30 0,765
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
No caso dessa tabela referente à decomposição do etanal, quando duplicamos a concentração
do reagente, a velocidade fica multiplicada por 4 (5 2 2 ) e, quando a triplicamos, fica multiplicada
por 9 (5 3 2 ).
[CH 3 CHO] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
0,10 0,085
? 2 ? 4
0,20 ? 3 0,340 ? 9
0,30 0,765
Assim, concluímos que, nesse caso, a velocidade varia com o quadrado da concentração do
reagente.
v 5 k ? [CH 3 CHO] 2
( Em palavras: A rapidez da reação de decomposição do CH3CHO, a temperatura constante, é
diretamente proporcional ao quadrado da concentração, em mol/L, do reagente, CH 3 CHO.)
Todos os pares de dados da tabela se encaixam nessa expressão matemática e podemos
utilizar qualquer um deles para calcular k:
v 5 k ? [CH 3 CHO] 2 v
V k 5
_________
5
[CH 3 CHO] 2
0,085 _______
(0,10) 2 5
0,340 _______
(0,20) 2 5
0,765 _______
(0,30) 2 5 8,5 L ? mol 21 ? h 21
unidade de v
Esta unidade para k é proveniente da seguinte divisão:
________________
5
(unidade de [ ]) 2
mol/L ? h _________
(mol/L) 2
Terceiro exemplo:
Reação entre os gases H 2 e NO: 2 H 2 (g) 1 2 NO (g) # N 2 (g) 1 2 H 2 O (g)
A reação foi repetida algumas vezes, alterando-se a concentração de um ou de ambos os
reagentes e mantendo-se a temperatura constante.
[H 2 ] (mol/L) [NO] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
1 ? 10 23 1 ? 10 23 3 ? 10 25
2 ? 10 23 1 ? 10 23 6 ? 10 25
2 ? 10 23 2 ? 10 23 24 ? 10 25
Comparando a primeira linha com a segunda, vemos que [NO] permanece constante, enquanto
[H 2 ] duplicou. A duplicação observada na velocidade certamente é consequência da duplicação
da [H 2 ]. Assim, concluímos que a velocidade é diretamente proporcional à [H 2 ].
Capítulo 25 • Lei cinética e teoria das colisões
309

Comparando a segunda linha com a terceira, notamos que [H 2 ] permaneceu constante e que
[NO] foi duplicada. Como consequência, a velocidade foi multiplicada por 4 (52 2 ). Concluímos,
assim, que a velocidade é diretamente proporcional ao quadrado da [NO].
[H 2 ] (mol/L) [NO] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L ? h)
1 ? 10 23 ? 2
1 ? 10 23 Constante
3 ? 10 25
? 2
2 ? 10 23 1 ? 10 23 6 ? 10 25
2 ? 10 23 Constante
2 ? 10 23 ? 2
24 ? 10 25
? 4
v 5 k ? [H 2 ] ? [NO] 2
( Em palavras: A rapidez da reação entre o H2 e o NO, a temperatura constante, é diretamente
proporcional à primeira potência da concentração, em mol/L, do H 2 e ao quadrado da concentração,
em mol/L, do NO.)
A expressão v 5 k ? [H 2 ] ? [NO] 2 indica que se trata de uma reação de primeira ordem em relação
ao H 2 , de segunda ordem em relação ao NO e de terceira ordem global.
O cálculo de k é feito como anteriormente:
v 5 k ? [H 2 ] ? [NO] 2 v
V k 5
_________
V
[H 2 ][NO] 2
3 ? 10
V k 5
__________________
25
5
__________________
6 ? 10 25
5
__________________
24 ? 10 25
5 3 ? 10 4 L 2 ? mol 22 ? h 21
(1 ? 10 23 )(1 ? 10 23 ) 2 (2 ? 10 23 )(1 ? 10 23 ) 2 (2 ? 10 23 )(2 ? 10 23 ) 2
unidade de v
Esta unidade para k é proveniente da seguinte divisão:
________________
5
_________ mol/L ? h
(unidade de [ ]) 3 (mol/L) 3
Constante de velocidade (k)
depende da
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Reação
Temperatura
Unidade G • Cinética química
Temperatura e lei cinética
O efeito da temperatura se faz sentir sobre a constante da velocidade da reação (k). Para
a reação genérica A 1 B # produtos, em que a lei cinética é v 5 k ? [A] m ? [B] n , verifica-se
que, quanto maior for a temperatura, maior será o valor da constante de velocidade.
Energia de ativação e lei cinética
Quanto menor for a energia de ativação de uma reação, maior será a sua constante de
velocidade (k), ou seja, quanto menor E a , maior v.
310
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Texto: Equação de Arrhenius

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCioS rESoLvidoS
1 Experimentalmente foi determinado que, para a
reação entre os gases hidrogênio e monóxido de nitrogênio,
a lei de velocidade é v 5 k ? [H 2 ] ? [NO] 2 .
a) Qual a ordem da reação, com relação ao H 2 ?
b) Qual a ordem da reação, com relação ao NO?
c) Qual a ordem global da reação?
d) O que vem a ser k na expressão matemática
acima?
Resolução
a) Ordem 1 (primeira ordem).
b) Ordem 2 (segunda ordem).
c) Ordem 3 (terceira ordem).
d) k é uma constante de proporcionalidade denominada
constante de velocidade.
2 O que acontece com a velocidade da reação mencionada
na questão anterior quando duplicamos:
a) a concentração, em mol/L, de hidrogênio?
b) a concentração, em mol/L, de NO?
c) ambas as concentrações, em mol/L?
Resolução
A expressão v 5 k ? [H 2 ] ? [NO] 2 mostra que a velocidade
da reação é proporcional a [H 2 ] e proporcional
ao quadrado de [NO]. Assim, podemos
afirmar que:
• multiplicando-se [H2] por um número, a velocidade
fica multiplicada pelo mesmo número.
• multiplicando-se [NO] por um número, a velocidade
fica multiplicada por esse número elevado
ao quadrado.
Portanto:
a) Ao multiplicarmos [H 2 ] por 2, a velocidade ficará
multiplicada por 2, ou seja, a velocidade duplica.
b) Ao multiplicarmos [NO] por 2, a velocidade ficará
multiplicada por (2) 2 , ou seja, a velocidade
quadruplica.
c) Ao multiplicarmos [H 2 ] e [NO] por 2, a velocidade
ficará multiplicada por 2 e por (2) 2 , ou seja, por 8.
3 Para a reação de decomposição do N 2 O 5 , verificou-se
que v 5 k ? [N 2 O 5 ]. O que acontece com a velocidade
quando:
a) duplicamos a concentração, em mol/L, de
N 2 O 5 ?
b) triplicamos a concentração, em mol/L, de
N 2 O 5 ?
4 Estudos revelaram que a decomposição do C 2 H 4 O
é uma rea ção para a qual v 5 k ? [C 2 H 4 O] 2 . O que
acontece com sua velocidade se a concentração
do C 2 H 4 O, em mol/L, é:
a) duplicada? b) triplicada?
5 (UFRGS-RS) A reação
NO (g) 1 O 3 (g) # NO 2 (g) 1 O 2 (g) é uma
reação elementar de segunda ordem. Se duplicarmos
as concentrações do NO e do O 3 , mantendo
constante a temperatura, a velocidade da reação:
a) será reduzida à metade.
b) permanecerá constante.
c) será duplicada.
d) será triplicada.
e) será quadruplicada.
6 (PUC-RJ) Considere a reação de decomposição do
aldeído acético, CH 3 CHO, indicada a seguir:
CH 3 CHO (g) # CH 4 (g) 1 CO (g)
A lei de velocidade da reação, a uma temperatura
definida, é:
v 5 0,045 ? [CH 3 CHO] 2 em que 0,045 é a constante
de velocidade.
Assinale a alternativa abaixo que indica a razão __ v 1
v
,
2
em que v 1 é a velocidade de reação quando a concentração
inicial de CH 3 CHO for 0,050 mol/L e v 2 é a
velocidade de reação quando a concentração inicial
de CH 3 CHO for 0,025 mol/L.
a) 1. b) 2. c) 2,5. d) 4. e) zero.
7 (Cefet-PB) Considere a seguinte reação química:
N 2 (g) 1 2 O 2 (g) # 2 NO 2 (g), em que a velocidade
da reação obedece à equação:
v 5 k ? [N 2 ] ? [O 2 ] 2
Duplicando a concentração mol/L de gás nitrogênio
e triplicando a concentração mol/L de gás oxigênio
e mantendo as demais condições constantes, nota-
-se que a velocidade da reação:
a) permanece constante.
b) triplica.
c) aumenta seis vezes.
d) aumenta nove vezes.
e) aumenta dezoito vezes.
ExErCíCio rESoLvido
8 (UFPA) Encontrou-se experimentalmente que para
uma certa reação, quando a concentração de um
reagente A era duplicada, a velocidade da referida
reação se tornava quatro vezes maior. Tal constatação
permite afirmar que a reação é, em relação
a A, de:
a) ordem zero. d) terceira ordem.
b) primeira ordem. e) quarta ordem.
c) segunda ordem.
Resolução
Ao multiplicar a [A] por 2, a velocidade fica multiplicada
por 4 (52 2 ), o que evidencia que a velocidade é
proporcional ao quadrado da concentração de A:
Alternativa c.
v 5 k ? [A] 2 V Segunda ordem
Capítulo 25 • Lei cinética e teoria das colisões
311

Unidade G • Cinética química
13 (PUC-SP) A reação redox que ocorre entre os íons
9 (UniBH-MG) Todos os fatores afetam a constante
c) v 5 k [A][B] 2 e) v 5 k ? 3 [A] ? [B]
de rapidez (k) de uma reação química, exceto:
a) a temperatura do sistema reacional.
b) a energia de ativação da reação.
c) a concentração dos reagentes.
brometo (Br 2 ) e bromato (BrO 2 3 ) em meio ácido,
formando o bromo (Br 2 ) é representada pela
equação:
BrO 2 3 (aq) 1 5 Br 2 (aq) 1 6 H 1 (aq) #
d) a ligação química a ser quebrada.
# 3 Br 2 (aq) 1 3 H 2 O ()
10 (Furg-RS) A velocidade da reação de decomposição
de uma substância A quadruplica, quando sua
concentração é duplicada. Assinale a alternativa
Um estudo cinético dessa reação em função das
concentrações dos reagentes foi efetuado, e os
dados obtidos estão listados na tabela a seguir.
que contém a afirmação correta.
a) A reação é de 3 a ordem com respeito à A.
[BrO 2
b) A reação é de 1 a Exp. 3 ] inicial [Br 2 ] inicial [H 1 ] inicial v inicial
ordem com respeito à A.
(mol ? L 21 ) (mol ? L 21 ) (mol ? L 21 ) (mol ? L 21 ? s 21 )
c) A reação é de 2 a ordem com respeito à A.
d) A reação é de ordem indefinida com respeito à A.
1 0,10 0,10 0,10 1,2 ? 10 23
e) A reação é de ordem zero com respeito à A.
2 0,20 0,10 0,10 2,4 ? 10 23
11 (UFMA) Ao se estudar uma reação representada
3 0,20 0,30 0,10 7,2 ? 10 23
pela equação 2 A (g) 1 B 2 (g) # 2 AB (g) foram
coletados os seguintes dados:
4 0,10 0,10 0,20 4,8 ? 10 23
[A] inicial [B] inicial
Velocidade
Considerando as observações experimentais,
(mol ? L 21 ? s 21 )
pode-se concluir que a lei de velocidade para a
0,05 0,05 1,25 ? 10 25
reação é:
0,05 0,10 2,50 ? 10 25
a) v 5 k[BrO 2 3 ][Br 2 ][H 1 ]
b) v 5 k[BrO 2 3 ][Br 2 ] 5 [H 1 ] 6
0,10 0,05 5,00 ? 10 25
c) v 5 k[BrO 2 3 ] 2 [Br 2 ] 6 [H 1 ] 4
d) v 5 k[BrO 2 3 ][Br 2 ] 3 [H 1 ] 2
Qual das opções abaixo contém a equação correta
e) v 5 k[BrO 2 3 ][Br 2 ][H 1 ] 2
da velocidade para essa reação?
a) v 5 k ? [B] 2 d) v 5 k ? [A] 2
14 (UFV-MG) Considere a reação hipotética representada
b) v 5 k ? [A] ? [B] 2 e) v 5 k ? [A] 2 ? [B]
por A 1 B # C 1 D. As variações de
c) v 5 k ? [A] ? [B]
concentração e velocidade da reação observadas
em um intervalo de tempo são mostradas no
12 (UFPB) Em um experimento de cinética química,
quadro abaixo.
foram realizados cinco ensaios para uma reação
hipotética do tipo A 1 2 B # C, cujos resultados
Concentração/(mol ? L 21 )
são apresentados na tabela abaixo.
_________________
Velocidade
[A]
[B]
(mol ? L 21 ? min 21 )
Ensaio
[A] inicial
(mol ? L 21 )
[B] inicial
(mol ? L 21 )
v inicial
(mol ? L 21 ? s 21 )
1,0 1,0 0,15
1 0,1 0,1 5,50 ? 10 26
2,0 1,0 0,30
2 0,2 0,1 2,20 ? 10 25
3,0 1,0 0,45
3 0,4 0,1 8,80 ? 10 25
1,0 2,0 0,15
4 0,1 0,3 1,65 ? 10 25
1,0 3,0 0,15
5 0,1 0,6 3,30 ? 10 25
Considerando as informações do quadro, a alternativa
Com base na tabela, é correto afirmar que a equação
correspondente à Lei de Velocidade para essa
reação é:
que apresenta a expressão CORRETA da
velocidade para a reação hipotética é:
a) v 5 k ? [A]
a) v 5 k d) v 5 k [A] 2 [B]
b) v 5 k ? [A] ? [B]
c) v 5 k ? [B]
b) v 5 k [A][B] e) v 5 k ? ____ [A]2
[B]
d) v 5 k ? [A] 3 ? [B] 3
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312
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Exercícios adicionais

Seção 25.2
Teoria das colisões
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C Contrapor reação
elementar e reação não
elementar.
C CDeduzir a lei cinética
de uma reação a partir
da informação de que é
elementar.
C CDeduzir a lei cinética
de uma reação não
elementar a partir de
seu mecanismo.
C Conceituar etapa
determinante da
velocidade.
❱❱ Termos e conceitos
• reação elementar
• molecularidade
• reação não elementar
• mecanismo de reação
• etapa determinante da
velocidade
1 Reações elementares
e reações não elementares
Mediante experiências bastante elaboradas, os químicos têm investigado
o andamento das reações em nível microscópico. Como consequência
desses estudos, as reações foram divididas em dois grandes grupos:
as reações elementares e as não elementares.
Reação química
pode ser
Elementar
Não elementar
Chama-se reação elementar aquela em que moléculas dos produtos
se formam após uma única colisão eficaz entre moléculas reagentes.
O número de moléculas reagentes em uma reação elementar é
chamado de molecularidade da reação.
Um exemplo é O 3 1 NO # O 2 1 NO 2 , reação elementar que ocorre
numa única colisão eficaz entre duas moléculas, chamada de colisão
bimolecular (molecularidade 2).
Outro exemplo é 2 NO 1 H 2 # N 2 O 1 H 2 O, reação elementar que
ocorre numa única colisão eficaz de três moléculas, chamada de colisão
trimolecular (molecularidade 3).
Reação não elementar é a que ocorre por meio de duas ou mais
etapas elementares. Mecanismo de reação é o conjunto de reações
elementares que compõe uma reação química.
Exemplos de reações não elementares:
2 NO # N 2 O 2 Primeira etapa
N 2 O 2 1 O 2 # 2 NO 2
Segunda etapa
Mecanismo de reação
2 NO 1 O 2 # 2 NO 2 Reação global não elementar, que ocorre por
meio de um mecanismo de duas etapas.
C, 2 # 2 C, Primeira etapa
C, 1 CO # COC, Segunda etapa Mecanismo de reação
COC, 1 C, # COC, 2 Terceira etapa
C, 2 1 CO # COC, 2 Reação global não elementar, que ocorre por
intermédio de um mecanismo de três etapas.
É impossível dizer se uma reação é ou não elementar apenas
olhando para a equação global. Os químicos que fazem pesquisas
nessa área realizam complexos experimentos para chegar a esse tipo
de conclusão. Mesmo assim, muitos casos ainda não foram completamente
esclarecidos.
Capítulo 25 • Lei cinética e teoria das colisões
313

2 Lei cinética para reações elementares
Considere uma reação elementar A 1 B # produtos.
A velocidade depende da probabilidade de ocorrer colisão simultânea
de uma molécula de A com uma de B. Quanto maior
for a concentração de A, maior será a probabilidade de haver
as colisões necessárias. O mesmo ocorrerá quanto maior for
a concentração de B. Assim, a velocidade é diretamente proporcional
a ambas as concentrações.
A 1 B # produtos v 5 k ? [A] ? [B]
No caso da reação elementar A 1 B 1 C # produtos, a
velocidade da reação depende da probabilidade de ocorrer
colisão simultânea de uma molécula de A, uma de B e outra de
C. Assim, a velocidade da reação é proporcional à concentração
de A, à de B e à de C:
A 1 B 1 C # produtos v 5 k ? [A] ? [B] ? [C]
Uma analogia: quanto maior
a concentração de homens e/ou de
mulheres, maior a probabilidade de
haver colisão entre um homem e uma
mulher, durante a dança.
Homens e mulheres repre sen tam
as moléculas de A e B, na reação
A 1 B # pro du tos.
Imagine agora o caso A 1 2 B # produtos. Devem colidir três moléculas, uma de A e duas de
B, ou seja, A 1 B 1 B # produtos. Assim:
A 1 B 1 B # produtos v 5 k ? [A] ? [B] ? [B] 5 k ? [A] ? [B] 2
Para uma reação elementar a A 1 b B # produtos, a lei cinética é v 5 k ? [A] a ? [B] b , em
que a e b são os números de moléculas de A e B que sofrem a colisão eficaz.
Assim, por exemplo, se recebermos a informação de que as reações equacionadas a seguir
são elementares, poderemos escrever as respectivas leis de velocidade:
O 3 1 NO # O 2 1 NO 2 v 5 k ? [O 3 ] ? [NO]
2 NO 1 H 2 # N 2 O 1 H 2 O v 5 k ? [NO] 2 ? [H 2 ]
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Resumindo
A
Reação elementar
Lei cinética
A # produto(s) v 5 k ? [A]
Unidade G • Cinética química
A 1 A # produto(s) v 5 k ? [A] 2
A 1 B # produto(s) v 5 k ? [A] ? [B]
A 1 A 1 A # produto(s) v 5 k ? [A] 3
A 1 B 1 B # produto(s) v 5 k ? [A] ? [B] 2
A 1 A 1 B # produto(s) v 5 k ? [A] 2 ? [B]
A 1 B 1 C # produto(s) v 5 k ? [A] ? [B] ? [C]
B
Considere a piscina mostrada na abertura
deste capítulo, preenchida como em A ou
em B. Em qual dos casos o contato entre
uma bolinha vermelha e uma verde será
mais provável? Por quê?
314

ExErcícIos EssENcIAIs
15 (Cefet-PR)
2 CO (g) 1 O 2 (g) # 2 CO 2 (g)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Com respeito à velocidade desta reação, considerando
que é uma reação elementar, é correto
afirmar que:
a) ao dobrar-se a concentração de CO (g) e diminuir-se
pela metade a concentração de O 2 (g), a
velocidade da reação irá dobrar.
b) ao dobrar-se a concentração de CO (g) e diminuir-se
pela metade a concentração de O 2 (g), a
velocidade da reação permanecerá a mesma.
c) ao diminuir-se pela metade a concentração de
CO (g) e dobrar-se a concentração de O 2 (g), a
velocidade da reação irá dobrar.
d) ao dobrar-se a concentração de CO (g) e de O 2 (g),
a velocidade da reação irá dobrar.
e) ao dobrar-se a concentração de CO (g) e de O 2 (g),
a velocidade da reação permanecerá a mesma.
16 Considere o seguinte esquema (em nível microscópico)
referente a uma reação elementar. A cor
vermelha representa o elemento oxigênio e a azul,
o elemento nitrogênio:
3 Lei cinética para reações não elementares
a) O que é uma reação elementar?
b) Escreva a lei cinética dessa reação.
17 Escreva a equação de velocidade (lei cinética) para
as reações a seguir, considerando-as elementares:
a) C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) # C 2 H 6 (g)
b) 2 CO (g) # C 2 (g) 1 O 2 (g)
18 Considere a reação elementar:
Br 2 1 2 NO # 2 NOBr
a) Escreva a equação de velocidade (lei cinética)
para ela.
b) O que acontecerá com a velocidade da reação se
duplicarmos a concentração, em mol/L, de Br 2 ?
c) O que acontecerá com a velocidade da reação se
duplicarmos a concentração, em mol/L, de NO?
d) O que acontecerá com a velocidade da reação
se duplicarmos as concentrações, em mol/L, de
Br 2 e NO?
Vamos fazer uma analogia entre uma reação não elementar e um restaurante do tipo “bandejão”.
A velocidade da reação pode ser medida em mols por minuto e a do bandejão em pessoas
por minuto. Suponha que cada um dos colocadores de alimento tenha habilidade para servir vinte
pessoas por minuto. A fila do bandejão caminhará com velocidade vinte pessoas por minuto, uma
vez que cada pessoa precisa passar por todos os colocadores até poder iniciar sua refeição.
Imagine, agora, que um dos colocadores seja mais lento que os demais e consiga servir apenas
cinco pessoas por minuto. A fila, nesse caso, andará com velocidade cinco pessoas por minuto,
pois não adianta os outros colocadores serem potencialmente rápidos se um deles “segura” toda
a fila. O bandejão caminha com velocidade igual à do colocador mais lento.
Da mesma forma, numa reação composta de várias etapas (isto é, não elementar), a etapa
mais lenta controla a velocidade do processo todo, não adian tando que as demais etapas sejam
potencialmente rápidas. Portanto:
Numa reação não elementar, a velocidade da reação global é
igual à velocidade da etapa mais lenta do mecanismo.
Para exemplificar, considere o seguinte processo:
HBr 1 NO 2 # HBrO 1 NO Etapa lenta
HBr 1 HBrO # H 2 O 1 Br 2 Etapa rápida
2 HBr 1 NO 2 # H 2 O 1 NO 1 Br 2 Reação global
v reação global 5 v etapa lenta 5 k ? [HBr]? [NO 2 ]
Importante
Note que, para escrever
a lei de velocidade
global, consultamos
a etapa
determinante da
velocidade (a etapa
lenta), e não a equação
global.
Capítulo 25 • Lei cinética e teoria das colisões
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Texto: Lei cinética na forma integral
315

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade G • Cinética química
ExErCíCio rESoLvido
19 Dado o mecanismo para uma reação em fase gasosa:
1 a etapa: O 3 1 NO 2 # O 2 1 NO 3 (lenta)
2 a etapa: NO 3 1 NO 2 # N 2 O 5 (rápida)
a) Some as etapas e obtenha a equação global.
b) Qual das duas etapas é a “etapa determinante
da velocidade” do processo global?
c) Quantas e quais são as moléculas que colidem
na “etapa determinante da velocidade”?
d) Represente a equação de velocidade (lei cinética)
da reação global.
Resolução
a) O 3 1 NO 2 # O 2 1 NO 3
NO 3 1 NO 2 # N 2 O 5
O 3 1 2 NO 2 # O 2 1 N 2 O 5
b) A etapa determinante é a etapa lenta que, no
caso, é a primeira.
c) São duas moléculas: uma de O 3 e uma de NO 2 .
d) v global 5 v etapa lenta 5 k ?[O 3 ]?[NO 2 ]
20 (UEMS) O ozônio é uma variedade alotrópica do
elemento oxigênio, que ao invés de dois contém
três átomos. Esse gás é extremamente oxidante e
reativo, ocorre naturalmente em pequenas quantidades
na estratosfera. A presença do ozônio é vital
devido à sua capacidade de absorver a radiação
ultravioleta. Na ausência da camada de ozônio, a
radiação ultravioleta seria letal para a vida. A reação
abaixo representa o equilíbrio da transformação
espontânea do ozônio em oxigênio:
2 O 3 F 3 O 2
O processo de decomposição do ozônio ocorre em
duas etapas, sendo a primeira etapa a lenta, conforme
mecanismo:
1 a etapa: O 3 # O 2 1 O
2 a etapa: O 3 1 O # 2 O 2
Assim, a alternativa que representa a lei da velocidade
para essa decomposição é:
a) v 5 k[O 3 ] 2 c) v 5 k[O 3 ] e) v 5 k[O 2 ]?[O]
b) v 5 k[O 2 ] 3 d) v 5 k[O 3 ]?[O]
21 (Uece) Um óxido de nitrogênio se decompõe de
acordo com a reação 2 N 2 O 5 # 4 NO 2 1 O 2 e
apresenta o seguinte mecanismo:
N 2 O 5 # NO 2 1 NO 3 etapa lenta
NO 3 # NO 1 O 2
etapa rápida
NO 1 N 2 O 5 # NO 2 1 N 2 O 4 etapa rápida
N 2 O 4 # 2 NO 2
etapa rápida
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Exercícios adicionais
Analisando os processos descritos anteriormente,
podemos afirmar, corretamente:
a) A molecularidade máxima dessa reação é 1.
b) A expressão da velocidade é v 5 k[N 2 O 5 ].
c) Trata-se de uma reação de segunda ordem.
d) A etapa IV é determinante para o cálculo da
velocidade.
Energia
Comentário dos autores:
Em uma reação não elementar, cada etapa do
mecanismo é uma reação elementar e, portanto,
cada etapa tem a sua molecularidade.
22 (PUC-MG) A fabricação industrial do ácido sulfúrico
(H 2 SO 4 ) é realizada a partir de enxofre, oxigênio e
água, em 3 etapas, representadas pelo diagrama
energético abaixo:
1ª- etapa
S (s) + O 2
(g)
2ª- etapa
3ª- etapa
H 2
SO 4
Caminho da reação
É CORRETO afirmar:
a) A reação de fabricação do ácido sulfúrico é endotérmica.
b) A primeira etapa da reação é mais lenta que a
segunda etapa da reação.
c) A segunda etapa da reação é mais lenta que a
terceira etapa da reação.
d) A velocidade da reação não depende da temperatura.
23 (UFRJ) A oxidação do brometo de hidrogênio pode
ser descrita em 3 etapas:
I. HBr (g) 1 O 2 (g) # HOOBr (g)
(etapa lenta)
II. HBr (g) 1 HOOBr (g) # 2 HOBr (g)
(etapa rápida)
III. HOBr (g) 1 HBr (g) # Br 2 (g) 1 H 2 O (g)
(etapa rápida)
Apresente a expressão da velocidade da reação de
oxidação do brometo de hidrogênio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
316

Seção 25.3
❱❱ Objetivo
C Comparar a atuação
do catalisador em uma
catálise homogênea
e em uma catálise
heterogênea.
❱❱ Termos e conceitos
• catálise homogênea
• catálise heterogênea
Catálise
• adsorver
pode ser
Mecanismo de atuação
do catalisador
1 Catálise homogênea e heterogênea
Compare atentamente os seguintes pares de processos catalíticos:
I
2 H 2 O 2 (aq) @@@# 2 (aq)
2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
MnO
2 H 2 O 2 (aq) @@@#
2 (s)
2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
C,
2 N 2 O (g) @@@#
2 (g)
2 N 2 (g) 1 O 2 (g)
Au (s)
2 N 2 O (g) @@@# 2 N 2 (g) 1 O 2 (g)
Catalisador e reagente
na fase aquosa
Catalisador e reagente
em fases diferentes
Catalisador e reagente
na fase gasosa
Catalisador e reagente
em fases diferentes
Catalisador e reagente(s) podem constituir um sistema homogêneo
(uma só fase) ou heterogêneo (duas ou mais fases). Nesse contexto, os
químicos empregam as seguintes definições:
Homogênea
Heterogênea
Catálise homogênea é aquela em que o catalisador e os reagentes
estão numa mesma fase, formando um sistema homogêneo.
Catálise heterogênea é aquela em que o catalisador e os reagentes
estão em fases diferentes, formando um sistema heterogêneo.
ExErcícIos EssENcIAIs
Classifique os processos equacionados nos exercícios de 24 a 27 como catálise homogênea ou catálise heterogênea.
24 C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g)
Ni (s)
@@@@# C 2 H 6 (g)
26 2 O 3 (g)
C, (g)
@@@@# 3 O 2 (g)
25 2 H 2 O 2 (aq)
Br 2 (aq)
@@@@# 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
27 2 H 2 (g) 1 O 2 (g)
Pt (s)
@@@@# 2 H 2 O (g)
O I 2 é gasto na primeira etapa,
mas é reposto na segunda.
Assim, ele pode tomar parte
nesse processo várias vezes,
até que a reação se complete.
2 O mecanismo de uma catálise homogênea
Quando o peróxido de hidrogênio (em meio aquoso) sofre decomposição na
presença de íons iodeto (I 2 ), também aquosos, o mecanismo é o seguinte:
H 2 O 2 1 I 2 @@# 2 H 2 O 1 IO 2
H 2 O 2 1 IO 2 @@# 2 H 2 O 1 O 2 1 I 2
I 2
@@# 2 H 2 O 1 O 2 Reação global
2 H 2 O 2
O íon iodeto permitiu que a reação ocorresse por um mecanismo que tem
o íon IO 2 como intermediário. Perceba que o catalisador (I 2 ) participa do
mecanismo da reação. Ele é gasto na primeira etapa, porém se forma na
segunda; assim não é efetivamente consumido no processo global.
Capítulo 25 • Lei cinética e teoria das colisões
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Texto: A destruição da camada de ozônio: uma catálise homogênea
317

3 O mecanismo de uma catálise heterogênea
Quando oxigênio e hidrogênio gasosos reagem sob catálise de platina sólida para formar água, a
reação ocorre mais rapidamente graças ao fato de a platina adsorver moléculas de gás.
Adsorver significa aderir à superfície.
Moléculas de O 2 , ao serem adsorvidas, sofrem um enfraquecimento na ligação entre os átomos
(veja figura A ). Quando uma molécula de H 2 colide com um desses átomos de oxigênio adsorvidos
(figura B ), forma-se uma molécula de H 2 O, que é liberada (figura C ).
Note que, na catálise heterogênea, tal como na homogênea, o catalisador participa do processo,
porém não é efetivamente consumido.
A Molécula O B C
2
Moléculas H2 Moléculas H 2 O
Átomos de oxigênio,
adsorvidos e ligados
Superfície fracamente
da platina
metálica
Átomos de oxigênio são adsorvidos
quando moléculas de O 2 colidem
com a superfície da platina
Na colisão de moléculas de H 2
com esses átomos, formam-se
moléculas de H 2 O…
… que se desprendem da
superfície
Mecanismo proposto para explicar observações experimentais relacionadas à reação entre
hidrogênio e oxigênio catalisada pela platina sólida. (Representação esquemática na qual os
átomos aparecem como esferas em cores fantasiosas.)
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Texto: Usando um catalisador para combater a poluição: uma catálise heterogênea
Vídeo: Efeito do catalisador sobre a velocidade da reação
ExErcícIos EssENcIAIs
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Unidade G • Cinética química
28 (Unirio) A figura abaixo representa a ação de um
catalisador na entalpia de uma reação química e,
consequentemente, na velocidade da reação.
Entalpia
Reagentes
A
B
C
Produtos
Coordenada de reação
Dê o significado de cada uma das três variações de
entalpia indicadas na figura.
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Exercícios adicionais
29 (Cefet-CE) É falsa a afirmação da alternativa:
a) Mecanismo de reação é o conjunto de reações
não elementares ou reações parciais em que
o processo global se desenvolve.
b) Lei de velocidade corresponde a equação matemática
que exprime como as concentrações
interferem na velocidade de uma reação a uma
dada temperatura.
c) Ordem de reação é a soma dos expoentes a que
se devem elevar as concentrações envolvidas,
para se obter a lei de velocidade.
d) Molecularidade pode ser definida como o número
de moléculas que se chocam em cada
etapa da reação.
e) Na catálise, um aumento de velocidade pode ser
explicado pelo fato de o catalisador proporcionar
um caminho alternativo, para que uma reação
ocorra com menor consumo de energia.
318

EstAbElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE G
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
tem
Rapidez
de reação
estudada
pela
Reação
química
Cinética
química
estudado
pela
ocorre
por meio
de um
Mecanismo
pode ser
calculada a
partir de um
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
pode ter
Curva
decrescente
típica de
pois é
Consumido
Velocidade média
de consumo
Gráfico de
quantidade
versus tempo
tem
1 2
pode ter
Curva
crescente
típica de
pois é
Formado
tem
Velocidade média
de formação
depende dos fatores
pode ter
caracterizando
que
ocorre
mediante
Uma só
etapa
Colisão entre
moléculas de
reagentes
desde
que seja
3
Eficaz
(ou efetiva)
cada
etapa
é uma
ocorre
com
pode ter
Duas ou mais
etapas
caracterizando
Reação
não elementar
4
a velocidade
global é
determinada
pela
Geometria
adequada
Concentração
dos reagentes
Temperatura
5
6
por exemplo
Energia
suficiente
figura na
Lei cinética
obtida por
Experimentos
cinéticos
influencia
o valor da
Constante
cinética (k)
Enzima
7
isto é,
igual ou
superior à
Capítulo 21 • Ácidos e bases
319

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Unidade G • Cinética química
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFRJ) As questões 1 e 2 referem-se ao texto a seguir.
A redução das concentrações de gases responsáveis pelo efeito estufa constitui o desafio
central do trabalho de muitos pesquisadores. Uma das possibilidades para o sequestro do
CO 2 atmosférico é sua transformação em outras moléculas. O diagrama a seguir mostra
a conversão do gás carbônico em metanol.
1
entalpia (kJ)
–300
–320
–340
–360
–380
–400
–420
–440
H 2
CO + H 2
O + H 2
III
CO 2
+ 3H 2
HCOOH + 2H 2
I
caminho da reação
Sugestão de encaminhamento
Revise a definição de rapidez média de reação. Faça
uma recapitulação dos fatores que a afetam e da razão
pela qual a afetam.
2
Relembre o que é colisão eficaz e as duas características
que as moléculas dos reagentes devem ter, ao
colidir, para que a colisão seja eficaz. Certifique-se de
ter entendido o que é energia de ativação.
3
Reveja o tipo de gráfico em que se lê a energia de
ativação. Esteja certo de saber localizar, nesse tipo de
gráfico, a energia de reagentes, de produtos e do complexo
ativado (ou estado de transição). Quanto maior
for a energia de ativação, o que se pode afirmar sobre
a velocidade de uma reação?
4
Recapitule reação elementar, reação não elementar e
mecanismo de reação. O gráfico dado evidencia que se
II
IV
H 3
COH + H 2
O
1. Indique a etapa lenta do processo. Justifique sua resposta.
2. a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas;
b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO 2 em metanol.
trata de uma reação não elementar. Por quê? O mecanismo
tem quantas etapas? Qual a equação química
que representa cada uma?
5
Localize o nível de energia dos reagentes e do complexo
ativado de cada uma das etapas e, a partir disso, avalie
a energia de ativação de cada etapa. Qual delas é maior?
Use essa conclusão para responder à questão 1.
6
Revise a diferença entre uma reação endotérmica e
uma reação exotérmica. Compare o nível de energia
de reagentes e de produtos de cada etapa e responda
ao item a da questão 2.
7
Compare o nível de energia dos reagentes e dos
produtos da reação global e responda ao item b da
questão 2.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
320
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Atividade de revisão

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Unidade G
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Reagente
2 – Produto
3 – Reação elementar
4 – Etapa mais lenta (etapa determinante)
5 – Superfície (área) de contato
6 – Catalisador
7 – Energia de ativação (E a )
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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Tempo de meia-vida
Denomina-se tempo de meia-vida (símbolo: t 1/2 ), ou, simplesmente,
meia-vida, o tempo necessário para que a quantidade ou concentração de
um reagente se reduza à metade.
Considere os seguintes gráficos referentes à concentração do reagente para
duas reações químicas distintas e observe neles a indicação do t 1/2 .
100%
Concentração do reagente
(porcentagem do valor inicial)
50%
25%
12,5%
t 1/2
Reação 1
t 1/2 t 1/2 t 1/2 t 1/2
Tempo
Tempo de meia-vida
CONSTANTE
100%
Concentração do reagente
(porcentagem do valor inicial)
50%
Reação 2
25%
12,5%
t 1/2
t 1/2 t 1/2
Tempo de meia-vida
VARIÁVEL
Tempo
Em algumas reações químicas, como, por exemplo, a reação 1, o tempo de
meia-vida permanece constante* durante a reação. Em outras, como a reação 2,
ele varia à medida que a quantidade ou concentração do reagente diminui.
*
Isso acontece no caso das reações que, no capítulo 25, serão denominadas reações de primeira ordem.

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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (UFRGS-RS) Considere o gráfico a seguir, correspondente
a uma reação elementar de primeira
ordem.
Velocidade (mol min 1 s 1 )
3
2
1
10
20 30 40 50
Tempo (min)
Com base nesse gráfico, é possível concluir que
a meia-vida do reagente, expressa em minutos,
é igual a
a) 0,5 d) 25
b) 1,5 e) 50
c) 10
2 (Enem-MEC) A duração do efeito de alguns fármacos
está relacionada à sua meia-vida, tempo
necessário para que a quantidade original do
fármaco no organismo se reduza à metade.
A cada intervalo de tempo correspondente a
uma meia-vida, a quantidade de fármaco existente
no organismo no final do intervalo é igual
a 50% da quantidade no início desse intervalo.
100
A meia-vida do antibiótico amoxicilina é de
1 hora. Assim, se uma dose desse antibiótico for
injetada às 12 h em um paciente, o percentual
dessa dose que restará em seu organismo às
13 h 30 min será aproximadamente de
a) 10%. d) 35%.
b) 15%. e) 50%.
c) 25%.
3 (Unicamp-SP) Entre o doping e o desempenho
do atleta, quais são os limites? Um certo
“b-bloqueador”, usado no tratamento de asma,
é uma das substân cias proibidas pelo Comitê
Olímpico Internacional (COI), já que provoca
um aumento de massa muscular e diminuição
de gordura. A concentração dessa substância
no organismo pode ser monitorada através da
análise de amostras de urina coletadas ao longo
do tempo de uma investigação. O gráfico mostra
a quantidade de “b-bloqueador” contida em
amostras da urina de um indivíduo, coletadas
periodicamente durante 90 horas após a ingestão
da substância. Este comportamento é válido
também para além das 90 horas. Na escala de
quantidade, o valor 100 deve ser entendido como
sendo a quantidade observada num tempo inicial
considerado arbitrariamente zero.
100
80
60
90
40
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% de fármaco no organismo
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
1 2 3 4 5 6 7
número de meias-vidas
O gráfico acima representa, de forma genérica, o
que acontece com a quantidade de fármaco no
organismo humano ao longo do tempo.
F. D. Fuchs e Cher I. Wannma. Farmacologia Clínica.
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992, p. 40.
20
0
0 20 40 60 80
Tempo em horas
MIKE POWELL/ALLSPORT-GETTY IMAGES

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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
a) Depois de quanto tempo a quantidade eliminada corresponderá
a ​ 1__ ​do valor inicial, ou seja, duas meias-vidas de residência da
4
substância no organismo?
b) Suponha que o doping para esta substância seja considerado
positivo para valores acima de 1,0 ? 10 26 g/mL de urina (1 micrograma
por mililitro) no momento da competição. Numa amostra
coletada 120 horas após a competição, foram encontrados
15 micro gramas de “b-bloqueador” em 150 mL de urina de um
atleta. Se o teste fosse realizado em amostra coletada logo após a
competição, o resultado seria positivo ou negativo? Justifique.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O egípcio naturalizado norte-
-americano Ahmed Zewail, ganhador
do Prêmio Nobel de Química em
1999. Trabalhando no Instituto de
Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos
EUA, ele contribuiu para a investigação
do que ocorre, em nível microscópico,
durante reações químicas.
kim kulish/corbis-latinstock
0,000000000000001 s!!!
Evidências científicas revelam, por exemplo, que numa amostra de gás
oxigênio, a 25 °C e 1 atm, as móleculas movimentam-se, em média, a 444 m/s,
o que equivale a 1.598 km/h! A cada segundo, uma molécula colide cerca de
10 9 vezes com outras moléculas, o que indica que o tempo médio entre duas
colisões consecutivas envolvendo essa molécula é de um bilionésimo de
segundo (10 29 s 5 1 nanossegundo 5 1 ns).
Mas se o intervalo de tempo entre duas colisões moleculares parece ser
pequeno, muito menor ainda é o tempo que “dura” a colisão entre duas moléculas.
Evidências experimentais indicam que o estado de transição “existe”
por um período da ordem de um trilionésimo de segundo (10 212 s 5 1 picossegundo
5 1 ps) ou menos!
Obter evidências de acontecimentos tão rápidos é uma das tarefas mais
complexas da moderna pesquisa em Química e em Física. Recentes avanços
tecnológicos permitiram a construção de aparelhos que emitem pulsos de
luz laser tão breves quanto 50 fs ou 100 fs (10 215 s 5 1 femtossegun do 5 1 fs).
Esses equipamentos têm possibilitado a obtenção de evidências para sustentar
uma teoria que, por décadas, foi baseada em evidências não tão surpreendentes
quanto essas. A pesquisa de eventos na escala de femtossegundos é
denominada femtoquímica.
Você entendeu a leitura?
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3 “Cientistas do Instituto de Tecnologia de Viena
1 Ciência e fantasia sempre fizeram parcerias no
b) 10 26 d) 10 212 e) Um pulso de luz laser de 100 fs.
mundo da ficção. Com a moda da nanotecnologia
foi criado Jake 2.0, um seriado para tevê no
qual Jake, um rapaz que fazia manutenção em
uma rede de espionagem, foi atingido durante
um atentado por nanocom putadores do tamanho
de pequenas moléculas e, a partir de então,
passa a ter suas funções vitais otimizadas e, por
isso, transformado em um agente secreto com
aptidões além do normal. O prefixo nano, usado
nas palavras grifadas no texto, indica:
detectaram pela primeira vez a existência de
pulsos de raios X na escala de attosegundos
(10 218 s) [...]. Para chegar a esse resultado, foram
lançados pulsos de raio laser com duração de
7 femtossegundos em átomos de neônio. [...] O
desenvolvimento de pulsos em atto segundos
possibilitará a observação da mudança de nível
energético dos elétrons nos átomos.”
Fonte: www.uol.com.br/cienciahoje
O prefixo femto é empregado para expressar a
a) 10 23 c) 10 29 e) 10 215
multiplicação por:
b) 10 26 d) 10 212
a) 10 23 b) 10 26 c) 10 29 d) 10 212 e) 10 215
2 O raio X é uma onda de alta energia, o seu
comprimento de onda é muito curto, da ordem
de um picômetro. O comprimento de
onda do raio X está próximo do raio gama,
4 Segundo o texto, qual dos seguintes intervalos
de tempo é menor?
a) Tempo médio entre duas colisões moleculares,
no O 2 , a 25 °C e 1 atm.
que é radioativo. Por ter comprimento de
b) Duração do estado de transição de uma
onda muito curto, os raios X conseguem
reação.
penetrar nos tecidos do corpo humano. O prefixo
pico é usado para indicar.
c) Duração de uma colisão entre moléculas.
a) 10 23 c) 10 29 e) 10 215
d) Um pulso de luz laser de 50 fs.

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Parte II
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Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Temperatura, cinética química e seres vivos
Todo ser vivo depende de muitas reações químicas que ocorrem dentro de
seu organismo. O conjunto dessas reações químicas é chamado de metabolismo.
A velocidade de tais reações depende da temperatura do organismo; quanto
maior a temperatura, maior a velocidade das reações.
O ser humano tem uma temperatura que permanece, em geral, próxima a
37 °C. O aumento da temperatura, denominado hipertermia, faz o nosso metabolismo
se acelerar. É o que acontece quando temos febre: nosso corpo trabalha
em ritmo acelerado e, por causa disso, consome mais oxigênio e mais glicose. A
febre é um mecanismo de defesa; permite matar vírus e bactérias mais rápido
porque mobiliza o sistema de defesa natural do organismo.
Contudo, temperatura corporal que se mantenha acima de 41,7 °C pode causar
morte porque acelera demais algumas reações que destroem substâncias vitais,
chamadas enzimas.
Quando a temperatura corporal decresce, o consumo de glicose e oxigênio
diminui por conta da diminuição da velocidade das reações químicas do
metabolismo. A redução da temperatura normal do nosso organismo caracteriza
a situação de hipotermia. Ela pode acontecer, por exemplo, com pessoas
que permanecem em mares frios depois de naufrágios ou queda de aeronaves.
Temperaturas corporais prolongadas inferiores a 30 °C são fatais. Reduzem tanto
o metabolismo que as reações vitais passam a ter velocidade insuficiente para
manter a pessoa viva.
O uso controlado da hipotermia pode, contudo, ser utilizado em Medicina.
Em certas cirurgias cardía cas ou cerebrais, o paciente anestesiado é resfriado a
cerca de 30 °C por contato com gelo. Isso reduz o consumo de oxigênio do coração
ou do cérebro e reduz a chance de danos causados pela falta de circulação
sanguínea, inevitável em alguns procedimentos cirúrgicos.
Aqueles animais que, ao contrário dos humanos, não mantêm sua temperatura
constante (por exemplo, os répteis e os anfíbios) possuem um metabolismo
extremamente sensível à temperatura ambiente. Em tais animais, a velocidade
das reações metabólicas aumenta durante o dia e diminui à noite, de acordo com
a variação da temperatura corporal.
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novosti/spl-latinstock
Em algumas cirurgias cardíacas e cerebrais,
o paciente é resfriado para que haja redução na
velocidade das reações do metabolismo e o corpo
necessite de menos oxigênio.
Os répteis são exemplos de animais cuja temperatura
não é constante. A velocidade das reações que ocorrem
em seus organismos pode variar bastante, dependendo
da temperatura do organismo.
juan sanchez peral/cid

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Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Vunesp) A fonte energética primária do corpo humano vem da reação
entre a glicose (C 6 H 12 O 6 ) em solução e o oxigênio gasoso transportado
pelo sangue. São gerados dióxido de carbono gasoso e água líquida
como produtos.
Na temperatura normal do corpo (36,5 °C), a interrupção do fornecimento
energético para certos órgãos não pode exceder 5 minutos.
Em algumas cirurgias, para evitar lesões irreversíveis nesses órgãos,
decorrentes da redução da oxigenação, o paciente tem sua temperatura
corporal reduzida para 25 °C, e só então a circulação sanguínea
é interrompida.
a) Formule a equação química balanceada que representa a reação
entre a glicose e o oxigênio.
b) Explique por que o abaixamento da temperatura do corpo do
paciente impede a ocorrência de lesões durante a interrupção da
circulação.
2 Que risco oferece uma febre de 42 °C? Explique.
3 Por que a velocidade das reações do metabolismo de uma lagartixa
estão mais sujeitas a variações ao longo do ano do que a das reações
do metabolismo humano?
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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Equação de Arrhenius
A Equação de Arrhenius, proposta pelo químico sueco Svante August Arrhenius
(1859-1927), expressa a dependência da constante de velocidade (k) com a
temperatura.
k 5 A ? e 2E a /RT
em que: k 5 constante cinética da reação;
A 5 fator pré-exponencial de Arrhenius, uma constante que
depende da reação e que tem as mesmas unidades de k;
e 5 base dos logaritmos neperianos, ou logaritmos naturais
(e 5 2,71828);
E a 5 energia de ativação da reação (em kJ/mol, kcal/mol, ou outra
unidade de energia por mol);
T 5 temperatura na escala Kelvin;
R 5 constante universal dos gases, que deve estar em unidades
compatíveis com as de E a .
Valores úteis de R para uso na Equação de Arrhenius são:
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J
R 5 8,315 ​
_______
​5 8,315 ?
_______ kJ
1023 ​
mol ? K mol ? K ​
R 5 1,987 ​
_______ cal
​5 1,987 ?
_______
1023 ​
kcal
mol ? K mol ? K ​
Utilizando-se a Equação de Arrhenius e medidas de k em diferentes temperaturas,
é possível determinar a energia de ativação de uma reação. Vejamos
como isso é feito.
Aplicando logaritmo neperiano a ambos os membros da Equação de
Arrhenius, temos:
ln k 5 ln (A ? e 2E a /RT )
ln k 5 ln A 1 ln (e 2E a /RT )
ln k 5 ln A 1
____
​@ 2E a
RT ​ #​ln e
E, como ln e 5 1, vem:
ln k 5 ln A 2 ​
___ E a
RT ​
Essa igualdade mostra que há uma relação linear entre ln k e ​ 1__
T ​:
ou
y 5 a 1 bx
ln k 5 ln A 2
__
​ E a
​? ​1__
R T ​
x
coeficiente angular (b)
coeficiente linear (a)
y

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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Assim, um gráfico de ln k (no eixo y) em função de ​ 1__ ​ (no eixo x), com T
T
em kelvin, será uma linha reta cujo coeficiente angular é igual a 2E a /R. Feito
o gráfico e determinado o coeficiente angular, pode-se calcular E a .
ln k
O coeficiente angular,
que é negativo (porque
a reta é decrescente), é
igual a –E a /R
— 1
T
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1 (Cefet-PI) A energia de ativação de uma reação
não catalisada é 95 kJ/mol. A adição de um
catalisador diminui a energia de ativação para
55 kJ/mol. Supondo que o fator de colisão permaneça
o mesmo, por qual fator o catalisador
aumenta a velocidade da reação a 27 °C?
a) 10 3 d) 10 8
b) 10 4 e) 10 9
c) 10 7 Comentário dos autores:
O “fator de colisão” mencionado é o fator pré-
-exponencial A.
2 (ITA-SP) A figura abaixo mostra como o valor
do logaritmo da constante de velocidade (k)
da reação representada pela equação química
A # k R varia com o recíproco da temperatura.
ln k
a
— 1
T a
b
— 1
T b
c
— 1
T c
— 1
T
Considere que, em relação às informações
mostradas na figura, sejam feitas as afirmações
seguintes:
I. O trecho a – b da curva mostra a variação de
ln k da reação direta (A # R) com o recíproco
da temperatura, enquanto o trecho b – c
mostra como varia ln k da reação inversa (R
# A) com o recíproco da temperatura.
II. Para temperaturas menores que T b , o mecanismo
controlador da reação em questão é
diferente daquele para temperaturas maiores
que T b .
III. A energia de ativação da reação no trecho
a – b é menor que a no trecho b – c.
IV. A energia de ativação da reação direta (A # R)
é menor que a da reação inversa (R # A).
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)
a) apenas I e IV. d) apenas II e III.
b) apenas I, II e IV. e) apenas III.
c) apenas II.
3 (ITA-SP) Considere uma reação química endotérmica
entre reagentes, todos no estado gasoso.
a) Esboce graficamente como deve ser a variação
da constante de velocidade em função
da temperatura.
b) Conhecendo-se a função matemática que
descreve a variação da constante de velocidade
com a temperatura é possível determinar
a energia de ativação da reação. Explique
como e justifique.
c) Descreva um método que pode ser utilizado
para determinar a ordem da reação.

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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Lei cinética na forma integral
Lei cinética
diferencial
Lei cinética
integrada
Ordem zero Primeira ordem Segunda ordem
v 5 k v 5 k[A] v 5 k[A] 2
[A] 5 [A] 0 2 kt ln [A] 5 ln [A] 0 2 kt ​ ___ 1
[A] ​ 5 ____ ​ 1 ​ 1 kt
[A] 0
[A]
ln [A]
1
——
[A]
Gráfico linear da lei
cinética integrada
[A] 0
coeficiente
angular = –k
ln[A] 0
coeficiente
angular = –k
coeficiente
angular = +k
1
——
[A] 0
t
t
t
Expressão* de [A]
em função de t
[A] 5 [A] 0 2 kt
[A] 5 [A] 0 ? e 2kt
(e 5 2,71828)
[A] 5
__________ [A] 0
​
1 1 k[A] 0 t ​
[A]
[A]
[A]
Gráfico de [A] em
função de t
[A] 0
[A] 0
[A] 0
t
t
t
Expressão** para o
tempo de meia-vida
t 1/2 5
____
​ [A] 0
2k ​ t 1/2 5
_____
​ 0,69
k ​ t 1/2 5
_____ 1
​ ​
k[A] 0
Unidade*** de k mol ? L 21 ? s 21 s 21 L ? mol 21 ? s 21
*
*** Admitindo que v esteja em mol ? L21 ? s 21 .
Obtida isolando [A] na lei cinética integrada.
** Obtida substituindo [A] 5 [A] 0/2 e t 5 t 1/2 na lei cinética integrada.
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Seja A # produto(s) uma reação em que o reagente A está em solução
ou é gasoso. Enquanto a reação se processa, D[A] é negativo. A velocidade
média é dada por |D[A]|/Dt ou 2D[A]/Dt. Se o intervalo de tempo Dt
considerado for extremamente pequeno, a relação 2D[A]/Dt poderá ser
considerada a velocidade instantânea da reação.
A lei cinética é v 5 k[A] n , em que v é a velocidade instantânea e n é
a ordem da reação. Na Química universitária, a relação D[A]/Dt para Dt
extremamente pequeno, tendendo a zero (Dt # 0), é a derivada (ou diferencial)
de [A] em relação a t, e é representada assim: d[A]/dt. Por isso, a
expressão v 5 k[A] n , ou d[A]/dt 5 2k[A] n , é denominada lei cinética na
fórmula diferencial.

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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Sendo conhecida a ordem de reação (n), é possível utilizar cálculo integral
(ferramenta matemática universitária) para deduzir uma expressão matemática
que relacione t (instante de tempo), [A] (concentração, em mol/L, de A
no instante t), [A] 0 (concentração, em mol/L, de A no instante inicial, t 5 0) e k
(constante de velocidade, ou constante cinética). Tal expressão é denominada
lei cinética na forma integral ou lei cinética integrada. Exemplos importantes
aparecem na tabela da página anterior.
Você entendeu a leitura?
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1 (ITA-SP) Considere as seguintes equações que
representam reações químicas genéricas e suas
respectivas equações de velocidade:
I. A # produtos; v I 5 k I [A]
II. 2 B # produtos; v II 5 k II [B] 2
Considerando que, nos gráficos, [X] representa
a concentração de A e de B para as reações I e II,
respectivamente, assinale a opção que contém
o gráfico que melhor representa a lei de velocidade
das reações I e II.
a)
—–
1
[X]
II
I
tempo
d)
—–
1
[X]
b) [X] e) ln[X]
c) [X]
I
tempo
I
II
tempo
II
II
I
tempo
II
I
tempo
2 (ITA-SP) A decomposição química de um determinado
gás A (g) é representada pela equação:
A (g) # B (g) 1 C (g). A reação pode ocorrer numa
mesma temperatura por dois caminhos diferentes
(I e II), ambos com lei de velocidade de
primeira ordem. Sendo v a velocidade da reação,
k a constante de velocidade, DH a variação de
entalpia da reação e t 1/2 o tempo de meia-vida
da espécie A, é CORRETO afirmar que
a) DH I , AH II .
b) ___ ​ k I
​ 5 _____ ​ (t 1/2) II
​.
k II (t 1/2 ) I
c) k I 5 ​ ______ [B][C] ​.
[A]
d) v II 5 k II ​ ______ [B][C] ​.
[A]
e) ___ ​ v I
v
​ 5 ___ ​ k II
​.
II k I
3 (UPE) Julgue se a afirmação a seguir é verdadeira
ou falsa.
Para uma reação de primeira ordem, quanto
maior a constante de velocidade, maior a meia-
-vida da reação.
4 (ITA-SP) Um recipiente aberto, mantido à temperatura
ambiente, contém uma substância A (s)
que se transforma em B (g) sem a presença de
catalisador. Sabendo-se que a reação acontece
segundo uma equação de velocidade de ordem
zero, responda com justificativas às seguintes
perguntas:
a) Qual a expressão algébrica que pode ser
utilizada para representar a velocidade da
reação?
b) Quais os fatores que influenciam na velocidade
da reação?
c) É possível determinar o tempo de meia-vida
da reação sem conhecer a pressão de B (g)?
5 (Cefet-PI) A decomposição do iodeto de hidrogênio
segue a equação 2 HI (g) # H 2 (g) 1 I 2 (g). Essa
reação é de segunda ordem e tem uma constante
de velocidade igual a 2,0 3 10 23 L/mol ? s
numa dada temperatura. Se a concentração
inicial do HI num recipiente é 4,0 3 10 22 mol/L,
quantos segundos levará para a concentração
ser reduzida para 0,8 3 10 22 mol/L?
a) ( ) 1,25 3 10 3 s
b) ( ) 2,50 3 10 3 s
c) ( ) 5,00 3 10 3 s
d) ( ) 2,50 3 10 4 s
e) ( ) 5,00 3 10 4 s

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Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
6 (ITA-SP) Um recipiente fechado contendo a
espécie química A é mantido a volume (V) e
temperatura (T) constantes.
Considere que essa espécie se decomponha de
acordo com a equação:
A (g) # B (g) 1 C (g)
A tabela abaixo mostra a variação da pressão
total (P t ) do sistema em função do tempo (t).
t (s) 0 55 200 380 495 640 820
P t (mmHg) 55 60 70 80 85 90 95
Considere sejam feitas as seguintes afirmações:
I. A reação química obedece à lei de velocidade
de ordem zero.
II. O tempo de meia-vida da espécie A independe
da sua pressão parcial.
III. Em um instante qualquer, a pressão parcial
de A, P A , pode ser calculada pela equação:
P A 5 2 P 0 2 P t , em que P 0 é a pressão do sistema
no instante inicial.
IV. No tempo de 640 s, a pressão P i é igual a
45 mmHg, em que P i é a soma das pressões
parciais de B e C.
Então, das afirmações acima, está(ão)
CORRETA(S)
a) ( ) apenas I e II. d) ( ) apenas II e IV.
b) ( ) apenas I e IV. e) ( ) apenas IV.
c) ( ) apenas II e III.
7 (ITA-SP) A equação química que representa a
reação de decomposição do gás N 2 O 5 é:
2 N 2 O 5 (g) # 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
A variação da velocidade de decomposição
do gás N 2 O 5 é dada pela equação algébrica:
v 5 k ? [N 2 O 5 ], em que k é a constante de velocidade
desta reação, e [N 2 O 5 ] é a concentração,
em mol/L, do N 2 O 5 , em cada tempo.
A tabela abaixo fornece os valores de ln [N 2 O 5 ]
em função do tempo, sendo a temperatura
mantida constante.
Tempo (s) ln [N 2 O 5 ]
0 22,303
50 22,649
100 22,996
200 23,689
300 24,382
400 25,075
a) Determine o valor da constante de velocidade
(k) desta reação de decomposição.
Mostre os cálculos realizados.
b) Determine o tempo de meia-vida do N 2 O 5 no
sistema reagente.
Mostre os cálculos realizados.
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Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
A destruição da camada de ozônio:
uma catálise homogênea
É conhecido o efeito destrutivo das substâncias designadas pela sigla CFC
(cloro-flúor-carbono ou, mais cientificamente, clorofluorocarbono) sobre a
camada de ozônio.
A sigla CFC designa uma família de compostos formados pelos elementos
cloro, flúor e carbono na sua composição, sendo também conhecidos
por freons. Eles foram muito usados em produtos tipo spray. Um dos
mais utilizados apresenta fórmula molecular CF 2 C, 2 , sendo chamado de
freon-12.
Numa altitude de 20 a 30 km (região que faz parte da chamada estratosfera),
onde existe concentração de ozônio relativamente alta, o freon origina átomos
livres (radicais livres) de cloro (aqui simbolizados por C, •).
CF 2 C, 2
Luz ultravioleta
? CF 2 C, 1 C, ?
O átomo de cloro livre (C, •) não é estável, pois possui sete elétrons na
última camada. A bolinha preta (•) representa o elétron que pode ser usado
para fazer uma ligação. Os átomos livres de cloro produzidos na quebra da
molécula de freon catalisam a decomposição do ozônio em oxigênio.
O 3 1 C, ? O 2 1 C,O ?
C,O ? 1 O 3 2 O 2 1 C, ?
C, •
2 O 3
3 O 2 Reação global
Note que C, • não é efe tivamente consumido.
Pela repetição dessas duas etapas, um átomo de C, • consegue tomar
parte num processo que destrói várias moléculas de O 3 . (Esse mecanismo foi
simplificado para facilitar a compreen são.)
Não são apenas os CFCs que possuem essa propriedade de destruir a camada
de ozônio. Os óxidos de nitrogênio NO e NO 2 , emitidos pelos automóveis,
também atuam de modo análogo:
O 3 1 NO O 2 1 NO 2
NO 2 1 O 3 2 O 2 1 NO
2 O 3
NO/NO 2
3 O2 Reação global
Note que NO e NO 2 não são efetivamente consumidos.
O ozônio existente na estratosfera é um importante filtro dos raios ultravioleta
provenientes do Sol, que podem causar, entre outros efeitos, câncer
de pele e destruição de algumas espécies vegetais.

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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
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canto
2
sérgio dotta jr./cid
A principal causa da destruição da camada de ozônio é
a presença de CFCs na atmosfera. Os CFCs começaram
a ser usados na década de 1930. Como são atóxicos,
comparativamente baratos, fáceis de liquefazer,
relativamente inertes, voláteis e não combustíveis,
tornaram-se largamente utilizados como propelentes
em sprays de aerossol (isto é, como agente que impele
o produto para fora da lata), fluido refrigerante em
geladeiras, freezers e aparelhos de ar condicionado,
solvente para limpar circuitos eletrônicos e matéria-prima
para espumas e isopor.
A descoberta de seu efeito nocivo sobre a camada de
ozônio deu o Prêmio Nobel de 1995 para Mário Molina,
Paul Crutzen e F. Sherwood Rowland. Há um certo esforço
mundial no sentido de abolir completamente seu uso nas
próximas décadas. Em muitos países, inclusive o Brasil,
eles não são mais usados nos aerossóis, tendo sido
substituídos por propano (C 3 H 8 ) e butano (C 4 H 10 ).
Em 2007, o acordo internacional para a eliminação de
CFC já contava com a assinatura de 191 países, que
haviam eliminado 95% do uso de CFC. No Brasil, o pouco
remanescente destina-se à manutenção de equipamentos
de refrigeração e de ar condicionado e à produção dos
inaladores de dose medida, como é o caso das bombinhas
para asmáticos.
Hal Garb/AFP/Getty images
Régis Bossu/Sygma/Corbis/Latinstock
Brooks Kraft/Sygma/Corbis/Latinstock
F. Sherwood Rowland. Paul Crutzen.
Mário Molina.
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2
tito
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3
Você entendeu a leitura?
1 (UCSal-BA) Um problema ambiental bastante
discutido na comunidade científica é a destruição
da camada de ozônio. As preocupações
cresceram quando, em 1977, verificou-se o
aparecimento de buracos nessa camada sobre a
Antártica; em 1983, essas pesquisas registraram
uma redução da ordem de 50% do O 3 .
Sobre esse fato, assinale a alternativa correta.
a) Situada na estratosfera, essa camada tem
a capacidade de permitir a passagem das
radiações solares, principalmente a radiação
ultravioleta, favorecendo que seus níveis
atinjam a superfície.
b) O ozônio presente na estratosfera funciona
como um atenuador da radiação ultravioleta,
utilizando a energia desse tipo de radiação
nas reações químicas associadas aos processos
de formação e destruição dele mesmo.
c) Uma família de gases muito utilizada nas
indústrias de aparelhos de ar condicionado,
os clorofluorcarbonos (CFCs) reagem com
o O 2 da atmosfera, levando à formação do
ozônio.
d) O aumento do gás carbônico na atmosfera
contribui para a destruição da camada de
ozônio pela introdução de partículas em
suspensão e gases poluentes, principalmente
o monóxido de carbono.
e) A destruição da camada de ozônio caracteriza-se
pela presença de uma massa de
ar quente onde normalmente a atmosfera
é fria, tornando as correntes de convecção
incapazes de dispersar os poluentes.
ação destes gases, como o CF 2 C, 2 , inicia-se com
a produção de átomos de cloro livres (C,?), pela
interação das moléculas do gás com a radiação
solar, seguindo-se as reações:
1 a etapa: O 3 1 C,? # O 2 1 C,O?
2 a etapa: C,O? 1 O 3 # 2 O 2 1 C,?
a) Escreva a equação global para esta reação e
identifique o produto formado.
b) Considere a afirmação: “O mecanismo proposto
para a destruição da camada de ozônio
equivale a uma reação catalisada”. Justifique
esta afirmação e identifique o catalisador.
4 (Ufes) O ozônio, O 3 , está normalmente presente
na estratosfera e oferece proteção contra a radiação
ultravioleta do Sol, prejudicial aos organismos
vivos. O desaparecimento de ozônio na
estratosfera é con sequência, assim se admite,
da decomposição do O 3 catalisada por átomos
de cloro. Os átomos de cloro presentes na estratosfera
provêm principalmente
a) da decomposição dos clorofluorcarbonos
usados em sistemas de refrigeração, propelentes
de aerossóis domésticos, etc.
b) das indústrias que fazem a eletrólise do NaC,
(aq) para a produção de gás C, 2 .
c) da evaporação da água do mar, que arrasta
grande quantidade de íons cloreto.
d) do processo de branqueamento de polpa de
celulose, que usa componentes clorados.
e) dos alvejantes domésticos que têm grande
quantidade de cloro ativo.
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2 (Fuvest-SP) Entidades ligadas à preservação
ambiental têm exercido fortes pressões para a
redução da produção dos gases CFC (clorofluorocarbonos).
Isto se deve principalmente ao fato
de os CFC
a) reagirem com H 2 O, produzindo ácidos e chuva
ácida.
b) reagirem espontaneamente com O 2 , produzindo
CO 2 e agravando o efeito estufa.
c) escaparem para o espaço provocando o fenômeno
da inversão térmica.
d) reagirem com oxigênio a baixas pressões,
produzindo ozônio.
e) produzirem sob a ação da luz radicais livres,
que reagem com o ozônio.
3 (Vunesp) Há décadas são conhecidos os efeitos
dos CFCs, ou freons, na destruição da camada de
ozônio da atmosfera terrestre. Acredita-se que
a diminuição da quantidade de O 3 na atmosfera
seja responsável pelo aumento na incidência de
câncer de pele, pois a radiação ultravioleta não
mais é bloqueada com a mesma eficiência. A
5 (Uece) Uma das principais causas de câncer de
pele é a exposição excessiva aos raios solares,
que, nos dias atuais, vem aumentando devido
à maior incidência da radiação ultravioleta, que
atinge a superfície da Terra. Este fato acontece
porque está havendo diminuição da camada
de ozônio, devido aos poluentes lançados na
atmosfera. Os principais responsáveis pela destruição
da camada de ozônio são os clorofluorocarbonos.
Um deles é o CC, 2 F 2 , usado como
propelente de spray que destrói o ozônio através
das reações:
UV
CC, 2 F 2
CC,F 2 1 C,
C, 1 O 3 C,O 1 O 2
C,O 1 [O] C, 1 O 2
Um único átomo de cloro destrói 100.000 moléculas
de ozônio. Se 484 mil quilogramas deste
poluente forem jogados na atmosfera, reagindo
totalmente conforme as equações acima, a
quantidade de ozônio destruído, em toneladas,
será de:
a) 19,2 milhões c) 48,4 milhões
b) 2,5 bilhões d) 4,84 bilhões

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1
informe-se sobre a química
Usando um catalisador para combater a
poluição: uma catálise heterogênea
cortesia de newtechnos
Os dispositivos antipoluição chamados de conversores catalíticos (popularmente
conhecidos apenas como “catalisadores”) são construídos de modo a
forçar os gases que saem do motor do automóvel a passar por uma “colmeia”
contendo um catalisador apropriado. Esse catalisador aumenta a velocidade
de uma série de complexas reações que transformam gases tóxicos em outros
não tóxicos, diminuindo a poluição atmosférica.
Gases que saem do motor (restos
de combustível não queimado,
CO 2 , CO, NO 2 , NO, ...).
O combustível utilizado
deve ser isento de
chumbo e conter baixo
teor de enxofre, pois eles
danificam o catalisador
Catalisador sólido com
elevada superfície
de contato
Gases ejetados
na atmosfera
(CO 2 , H 2 O, N 2 , …)
Conversores catalíticos antipoluição,
abertos para permitir visualização do
interior.
Algumas das substâncias presentes nos conversores catalíticos que atuam como
catalisado res contêm os metais ródio (Rh), platina (Pt), palá dio (Pd) e irídio (Ir).
Como se trata de catálise heterogênea, a reação acontece com as moléculas
adsor vidas na superfície do catali sador. Justa men te por isso, ele deve apresentar
alta superfície de contato.
Você entendeu a leitura?
1 (UFC-CE) A legislação brasileira atual obriga todos os veículos a
serem equipados com um catalisador no sistema de exaustão dos
gases provenientes da combustão da gasolina, para a eliminação de
poluentes. Os catalisadores são espécies que aumentam a velocidade
de uma reação química, promovendo um mecanismo alternativo de
reação sem, entretanto, participarem da reação propriamente dita.
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Com relação às ações dos catalisadores, é correto afirmar que eles
diminuem:
a) a energia de ativação da reação.
b) a energia cinética média das moléculas dos reagentes.
c) as interações intermoleculares entre reagentes, facilitando a conversão
em produtos.
d) a estabilidade dos produtos, fazendo com que estes se convertam
em intermediários de reação.
e) o conteúdo energético dos produtos, tornando-os menos estáveis
e deslocando o sentido da reação química.
2 (Fuvest-SP) Os motores a explosão produzem poluentes atmosféricos
(CO, NO etc.). Nos carros modernos, conversores catalíticos promovem
a transformação química dessas substâncias em outras, não
poluentes, tais como:
a) CO 2 e HCN d) CO 2 e N 2
b) H 2 O e NO 2 e) CO 2 e HNO 3
c) NH 3 e N 2

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3 (UERN) A queima da gasolina nos motores dos automóveis produz,
dentre outros gases poluentes, CO 2 , CO, NO 2 , SO 2 e vapores de hidrocarbonetos
não queimados. Para diminuir o lançamento desses gases
na atmosfera, os automóveis modernos possuem sistema de injeção
eletrônica e de catalisadores, como o paládio e o ródio. Esses catalisadores
transformam poluentes em compostos menos prejudiciais
à saúde, a exemplo de CO 2 (g), H 2 O (g) e N 2 (g).
Sobre os catalisadores utilizados nos conversores catalíticos dos automóveis,
pode-se afirmar que
01) diminuem a frequência de choques eficazes entre moléculas,
aumentando a velocidade de reação.
02) reduzem os gases poluentes, uma vez que os adsorvem na
superfície.
03) criam para a reação um novo caminho com energia de ativação
menor.
04) são metais de transição cujos subníveis já estão completamente
preenchidos.
4 (UCPel-RS) Para diminuir a poluição atmosférica, muitos carros utilizam
conversores catalíticos que são dispositivos como “colmeias”
contendo catalisadores apropriados e por onde fluem os gases produzidos
na combustão. Ocorrem reações complexas com transformações
de substâncias tóxicas em não tóxicas, como
cat.
2 CO (g) 1 2 NO (g) 2 CO 2 (g) 1 N 2 (g)
cat.
2 CO (g) 1 O 2 (g) 2 CO 2 (g)
cat.
2 NO 2 (g) N 2 (g) 1 2 O 2 (g)
Das seguintes afirmações acerca dessas reações:
I. São todas de catálise heterogênea.
II. Os catalisadores são consumidos nas reações.
III. Os catalisadores aumentam a superfície de contato entre os
reagentes.
IV. Baixas temperaturas provavelmente aumentam a eficácia dos
conversores catalíticos.
Pode-se afirmar que somente a
a) II e IV estão corretas. d) I e III estão corretas.
b) II está correta. e) I está correta.
c) III está correta.
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5 (Ufersa-RN) O Código de Trânsito Brasileiro, em seu artigo 104, estabelece
a obrigatoriedade do controle das emissões de gases poluentes por veículos
automotores. O conversor catalítico, acoplado ao escapamento dos
veículos, reduz a emissão de gases nocivos, tais como o CO, NO e NO 2 .
O catalisador de platina, Pt (s), e paládio, Pd (s), presente no interior
do conversor catalítico, aumenta a velocidade de reações, onde gases
poluentes, como os citados, são convertidos em gases menos poluentes,
tais como CO 2 e N 2 .
A respeito do conversor catalítico, é correto afirmar que
a) caso existam impurezas presentes nos gases de escapamento
capazes de agir como venenos de catalisador, a vida útil do conversor
será reduzida.
b) o catalisador eleva a energia de ativação das reações de conversão
dos gases poluentes, fenômeno este responsável pelo aumento da
velocidade destas reações.
c) a diminuição da área superficial do catalisador traz melhorias na
eficiência da conversão dos gases poluentes.
d) este deve ser trocado periodicamente, pois o catalisador empregado
é gasto nas reações de conversão dos gases poluentes.

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Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
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revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFRJ; modificada) O filtro biológico é uma acessório fundamental na montagem de um
aquário marinho. Sua função principal é fixar determinadas bactérias que auxiliam a
eliminação de substâncias nocivas presentes na água. Uma dessas substâncias é a amônia,
que é eliminada pelos peixes e altamente tóxica. Como se vê no esquema a seguir,
as bactérias chamadas nitrosomonas transformam as moléculas de amônia em nitritos.
Nitrosomonas
Nitrobacter
Peixes @# Amônia @# Nitritos @# Nitratos @# Microalgas
Os nitritos ainda são tóxicos aos peixes e são convertidos em nitratos pelas bactérias
chamadas nitrobacter. Os nitratos não são tóxicos e são absorvidos como fonte de nitrogênio
pelas microalgas presentes no aquário.
a) Indique a variação do número de oxidação do nitrogênio em cada etapa do processo.
b) Vamos supor que, ao montar o seu aquário, você tenha esquecido de instalar o filtro
biológico. Após alguns dias, ao notar que os peixes se comportavam de modo estranho,
decidiu medir a concentração da amônia dissolvida e descobriu que esta se encontrava
em 0,85 mg/L e, imediatamente, colocou o filtro biológico em funcionamento.
Se o filtro apresenta uma velocidade média de decomposição da amônia de 4 ? 10 26 mol ?
? L 21 ? h 21 , calcule o tempo necessário para que o aquário volte ao nível ideal de amônia,
que é de 0,17 mg/L.
Sugestão de encaminhamento
1.
Revise a fórmula da amônia (molécula), do ânion nitrito (vem do ácido nitroso) e do ânion
nitrato (vem do ácido nítrico) e escreva-as.
2.
Revise o cálculo do número de oxidação (capítulo 11). Calcule o número de oxidação
do nitrogênio nas três fórmulas escritas e indique a variação desse número nas
transformações:
Amônia # Nitrito
Nitrito # Nitrato
Isso resolve o item a.
3.
Para resolver o item b, calcule a variação da concentração ao ir de 0,85 mg/L para
0,17 mg/L e converta essa diferença para g/L. Usando a massa molar da amônia (consulte
a tabela periódica) expresse esse valor em mol/L.
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4.
O dado de que o filtro biológico instalado nesse aquário “apresenta velocidade média
de decomposição da amônia de 4 ? 10 26 mol ? L 21 ? h 21 ” significa que o filtro produz uma
diminuição de 4 ? 10 26 mol/L a cada hora. Para finalizar o cálculo, faça uma regra de três
entre as grandezas variação da concentração (em mol/L) e tempo (em hora).

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Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
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do cotidiano
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Respostas do Informe-se sobre a Química
1 Alternativa C.
2 2 Alternativa D.
3 a) 60 h
b) O teste daria positivo porque a concentração da substância logo
após a competição é 1,6 ug/mL.
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Capítulo 24 Fatores que afetam a
rapidez das reações
química
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Respostas do Informe-se sobre a Química
0,000000000000001 s!!!
1 Alternativa C.
2 2 Alternativa D.
3 Alternativa E.
4 Alternativa D.
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Capítulo 24 Fatores que afetam a
rapidez das reações
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Respostas do Informe-se sobre a Química
Temperatura, cinética química e seres vivos
2 1 a) C 6 H 12 O 6 1 6 O 2 # 6 CO 2 1 6 H 2 O
b) A interrupção da circulação para um órgão impede a chegada
a ele de oxigênio e glicose. Porém o abaixamento da temperatura
corporal diminui a velocidade das reações que ocorrem no
organismo, o que reduz a quantidade de oxigênio e de glicose
necessária por unidade de tempo. Assim, leva mais tempo para
o órgão sofrer uma lesão por falta de oxigênio e glicose quando
está a uma temperatura mais baixa.
2 Nessa temperatura, a velocidade das reações que destroem as enzimas
é alta o suficiente para oferecer risco de vida.
3 Porque a temperatura do organismo da lagartixa não é constante.
Ela varia de acordo com a temperatura do ambiente. Já a temperatura
do organismo humano permanece praticamente constante.
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Respostas do Informe-se sobre a Química
Equação de Arrhenius
2 1 Alternativa C.
2 Alternativa D.
3 a) k 5 A ? e 2Ec/RT 5 A ? e 2Ea/R ? ​e​ 2​1__ T ​
k
b) Um gráfico de lnk em função de 1/T será uma linha reta cujo
coeficiente angular é igual a 2Ea/R. Esse gráfico é construído
com dados experimentais, o coeficiente angular é determinado e,
a partir dele, a energia de ativação é calculada.
c) Realizar a reação diversas vezes variando, a cada repetição, apenas
a concentração de um dos reagentes e medindo a velocidade
inicial da reação. Assim, pode-se avaliar como a velocidade varia
(diretamente proporcional ao quadrado, ao cubo etc.) em função
da concentração de cada reagente.
T
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Respostas do Informe-se sobre a Química
Lei cinética na forma integral
2 1 Alternativa A.
2 Alternativa B.
3 falsa
4 a) v 5 k
Essa expressão decorre de v 5 k [A] n com n 5 0.
b) Temperatura e área superficial do sólido são fatores macroscópicos
que influenciam na velocidade. A energia de ativação é um fator
microscópico que também influencia. Todos esses fatores estão
embutidos em k.
c) Sim. Basta monitorar a massa de A em função do tempo. O valor
de t 1/2 é o tempo que transcorre para que a massa inicial se reduza
à metade.
5 Alternativa E.
6 Alternativa C.
7 a) Para a cinética de primeira ordem, ln[N 2 O 5 ] varia linearmente com
t, e o coeficiente angular é igual a 2k.
ln[N 2 O 5 ]
2,303
5,075
0 400
t (s)
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2k 5 __________________
25,075 2 (22,303)
​ ​ 5 _______ ​ 22,772
400 2 0 400 ​
k 5 6,93 ? 10 23 s 21
b) t 1/2 5 _____ ​ 0,69
k
​
t 1/2 5 _____________ 0,69
​
6,93 ? 10 23 s ​ 21
t 1/2 5 1,0 ? 10 2 s

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Respostas do Informe-se sobre a Química
A destruição da camada de ozônio: uma catálise homogênea
2 1 Alternativa B.
2 Alternativa E.
3 a) 2 O 3 # 3 O 2
O produto é o gás oxigênio.
b) O mecanismo proposto para a destruição da camada de ozônio
equivale a uma reação catalisada, porque contém uma espécie que
é consumida em uma etapa, mas é regenerada em outra; assim,
apresenta uma das características de um catalisador. Essa espécie
é o átomo de cloro.
4 Alternativa A.
5 Alternativa A (Atente ao fato de a massa de 484 mil quilogramas ser
de CC, 2 F 2 ).
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Respostas do Informe-se sobre a Química
Usando um catalisador para combater a poluição:
uma catálise heterogênea
2 1 Alternativa A.
2 Alternativa D.
3 03
4 Alternativa E.
5 Alternativa A.
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Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
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Respostas
exercícios adicionais
1 (Vunesp) Para a reação genérica: A 1 2 B ( 4 C,
com as concentrações de A e B iguais a 1,7 mol/L
e 3,0 mol/L, respectivamente, obtiveram-se em
laboratório os dados mostrados na tabela.
[C] (mol/L) 0,0 0,6 0,9 1,0 1,1
Tempo (h) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0
Com base na tabela, a velocidade média de consumo
do reagente A no intervalo de 2,0 h a 4,0 h,
expresso em mol L 21 ? h 21 , será igual a:
a) 0,250. d) 0,050.
b) 0,150. e) 0,025.
c) 0,075.
2 (UFJF-MG) A água oxigenada, H 2 O 2 , é muito
utilizada como bactericida, e sua aplicação
em ferimentos ou cortes produz uma intensa
efervescência, que evidencia o aumento na
sua velocidade de decomposição. Na verdade,
o aumento na velocidade de decomposição é
provocado por uma enzima existente no sangue,
a catalase, que não é consumida na reação.
O poder bactericida da água oxigenada resulta
da formação de O 2 (g) em sua decomposição,
que pode ser representada por:
H 2 O 2 (aq) ( H 2 O (,) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g)
Na reação de decomposição do peróxido de
hidrogênio, observou-se a seguinte variação da
concentração de H 2 O 2 em função do tempo:
Tempo (s) 0 600 1.200 1.800
[H 2 O 2 ], mol/L 1,0 0,7 0,5 0,4
Determine a velocidade média, em mol/L ? min,
desta reação, no intervalo de 10 a 20 minutos.
3 (UFMS) Considerando a equação abaixo, não
balan ceada, para a queima do propano,
C 3 H 8 (g) 1 O 2 (g) ( D
CO 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 calor
determine a quantidade de mol de água produzida
em uma hora, se a velocidade da reação for
5 ? 10 23 mol de propano por segundo.
4 (PUC-RJ) A amônia é um produto básico para
a produção de fertilizantes. Ela é produzida
catalitica mente, em altas pressões (processo
Haber), conforme a equação
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) ( 2 NH 3 (g)
Se a velocidade de produção de amônia foi
medida como:
velocidade 5 _______ ​ D[NH 3]
​ 5 2,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21
Dt
a velocidade da reação em termos de consumo
de N 2 será:
a) 1,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21 .
b) 2,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21 .
c) 3,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21 .
d) 4,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21 .
e) 5,0 ? 10 24 mol ? L 21 ? s 21 .
5 (Uespi) A produção do amoníaco ocorre de acordo
com a equação: N 2 (g) 1 3 H 2 (g) ( 2 NH 3 (g)
Considerando que o consumo de gás nitrogênio
ocorre com velocidade média igual a
0,5 mol/min, qual a velocidade média de produção
do amoníaco, em mol por hora?
a) 3 mol/h. d) 30 mol/h.
b) 6 mol/h. e) 60 mol/h
c) 0,5 mol/h.
6 (UFSC) Para a reação A 1 2 B ( C, com concentrações
iniciais de A e B de 8,5 e 15 mol/L,
respectivamente, colheram-se os seguintes
dados em laboratório:
Tempo (h) 0 1,0 2,0 3,0 4,0
[C] 0,0 3,0 4,5 5,0 5,5
sendo [C] a concentração em mol/L de C. Com
os dados fornecidos, calcule:
a) a velocidade média da reação no intervalo de
1 a 3 h.
b) a concentração de A no tempo de 4 h.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
7 (Enem-MEC) A obsidiana é uma pedra de origem
vulcânica que, em contato com a umidade do
ar, fixa àgua em sua superfície formando uma
camada hidratada. A espessura da camada
hidratada aumenta de acordo com o tempo de
permanência no ar, propriedade que pode ser
utiliazada para medir sua idade. O gráfico abaixo
mostra como varia a espessura da camada hidratada,
em mícrons (1 mícron 5 1 milésimo de
milímetro) em função da idade da obsidiana.
Espessura hidratada (em mícrons)
15
10
5
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
Idade (em anos)
120.000
140.000
Com base no gráfico, pode-se concluir que
a espessura da camada hidratada de uma
obsidiana:
a) é diretamente proporcional à sua idade.
b) dobra a cada 10.000 anos.
c) aumenta mais rapidamente quando a pedra
é mais jovem.
d) aumenta mais rapidamente quando a pedra
é mais velha.
e) a partir de 100.000 anos não aumenta mais.
8 (UFPE) No início do século XX, a expectativa
da Primeira Guerra Mundial gerou uma grande
necessidade de compostos nitrogenados. Haber
foi o pioneiro na produção de amônia, a partir do
nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num
recipiente fechado, sua decomposição ocorre de
acordo com a seguinte equação química não
balanceada:
NH 3 (g) ( N 2 (g) 1 H 2 (g)
As variações das concentrações com o tempo
estão ilustradas na figura abaixo:
A partir da análise da figura apresentada, podemos
afirmar que as curvas A, B e C representam a
variação temporal das concentrações dos seguintes
componentes da reação, respectivamente:
a) H 2 , N 2 e NH 3 d) N 2 , H 2 e NH 3
b) NH 3 , H 2 e N 2 e) H 2 , NH 3 e N 2
c) NH 3 , N 2 e H 2
9 (UEPB) Observe o gráfico abaixo:
[NH 3 ]
10
8
6
4
2
2 NH 3 (g) N 2 (g) 3 H 2 (g)
0
0 1 2 3
Tempo (h)
I. A curva decrescente indica que a amônia é
consu mida com o passar do tempo.
II. A velocidade média de consumo da amônia
no intervalo entre 0 e 1 hora é de 4,0 mol/L ? h.
III. A velocidade média de consumo da amônia
no intervalo entre 1 e 2 horas é de 1,0 mol/L ? h.
Considerando as afirmações I, II e III, escolha a
alternativa correta:
a) Todas estão corretas.
b) Apenas I e II estão corretas.
c) Apenas I e III estão corretas.
d) Apenas II e III estão corretas.
e) Apenas II está correta.
10 (UFMG) O cloro gasoso, C, 2 (g), pode ser produzido
pela reação de ácido clorídrico aquoso, HC, (aq),
com óxido de manganês (IV), MnO 2 (s).
Nesta figura, está representada uma montagem
utilizada para a produção e a medição do volume
de cloro gasoso resultante dessa reação:
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Concentração
Tempo
B
A
C
Seringa com
HC (aq)
Tampa de
cortiça
Béquer com
HC (aq)
Pó de MnO 2
(s)
Proveta
C 2
(g)
Água

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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
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1. ESCREVA os coeficientes estequiométricos para
balancear a reação de obtenção de C, 2 (g).
MnO 2 (s) 1 HC, (aq) #
# MnC, 2 (aq) 1 H 2 O (,) 1 C, 2 (g)
Neste gráfico, está representado o volume de
C, 2 (g) produzido, em função do tempo, num
experimento em que ocorre a reação indicada
no item 1 desta questão.
Volume de C 2
(g)/mL
5
4
3
2
1
0
0 2 4 6 8
Tempo/min
2. Indique se, nesse caso, a velocidade da
reação diminui, não se altera ou aumenta
durante os 8 minutos registrados no gráfico.
Justifique sua indicação com base nas
informações referentes aos resultados experimentais
apresentados no gráfico.
11 (UFPR) A velocidade da reação aA 1 bB ( cC 1 dD
pode ser definida pela expressão I, a seguir:
Expressão I:
v m 5 2​
a 1__ ​ ? _____ ​D[A] Dt ​ 5 2​1__ b ​ ? _____ ​D[B] Dt ​ 5 ​1__ c ​ ? _____ ​D[C] Dt ​ 5 ​1__ d ​ ? _____ ​D[D] Dt ​
Considere agora a reação de decomposição da
água oxigenada.
2 H 2 O 2 (aq) ( 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
A tabela abaixo fornece as concentrações, em
mol por litro, da água oxigenada, em função
do tempo da reação.
t (min) 0 10 20 30
[H 2 O 2 ] (mol ? L 21 ) 0,80 0,50 0,30 0,20
Com base nas informações acima, podemos
afirmar que está(ão) correta(s):
a) A velocidade média da reação é constante em
todos os intervalos de tempo considerados.
b) No intervalo de tempo entre 20 e 30 minutos,
a velocidade média de formação do gás
oxigênio é 5,0 ? 10 23 mol ? L 21 ? min 21 .
c) Em valores absolutos, a velocidade média
de decomposição da água oxigenada é igual
à velocidade média de formação da água,
qualquer que seja o intervalo de tempo considerado.
d) entre 0 e 10 minutos, a velocidade média da
reação, definida pela expressão I acima, é de
1,5 ? 10 22 mol L 21 ? min 21 .
e) No intervalo de 10 a 20 minutos, a velocidade
média de decomposição da água oxigenada é de
0,30 mol L 21 ? min 21 .
f) A velocidade média, definida pela expressão
I, é sempre um número positivo.
(UFRN)
As questões 12 e 13 referem-se à situação
seguinte:
A amônia é um composto utilizado como
matéria-prima em diversos processos químicos.
A obtenção da amônia pode ser expressa pela
equação a seguir:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) ( 2 NH 3 (g) (1)
A entalpia-padrão da formação (DH°) f da amônia
é de 246,0 kJ/mol.
12 (UFRN) A variação da entalpia-padrão na reação
(1) é:
a) 223,0 kJ.
b) 192,0 kJ.
c) 292,0 kJ.
d) 123,0 kJ.
13 (UFRN) A expressão da velocidade média para
a reação (1), em função das velocidades de formação
e/ou consumo dos reagentes e produtos,
pode ser dada por:
a) v média 5 3 v consumo de H 2 (g)
b) v média 5 v consumo de N 2 (g)
c) v média 5 v formação de NH 3 (g)
d) v média 5 v formação de NH 3 (g)
14 (PUC-PR) O peróxido de hidrogênio em solução
é conhecido como água oxigenada e utilizado
como antisséptico. Essa substância se decompõe
como mostra a equação:
2 H 2 O 2 (aq) ( 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g)
Num laboratório, a tabela abaixo obtida a partir
de dados de concentração de peróxido reagente
versus tempo de reação.
(Dados: O 5 16 g/mol; H 5 1 g/mol)
[H 2 O 2 ] mol ? L 21 0,8 0,5 0,3 0,2
Tempo (min) 0 10 20 30
Com base na tabela, assinale a alternativa
correta:
a) A velocidade de consumo de H 2 O 2 (aq) é a metade
da velocidade de formação de O 2 (g).
b) A velocidade média de formação da água
é igual à velocidade média de formação do
oxigênio.
c) A velocidade média da reação no intervalo de
10 a 30 minutos é 1,5 ? 10 22 mol ? L 21 ? min 21 .
d) No intervalo de 10 a 20 minutos, a velocidade
média de consumo da água oxigenada é
0,02 mol ? L 21 ? min 21 .
e) A velocidade média da reação é o dobro da
velocidade média de formação da água.

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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
15 (UPE) Uma esfera de metal puro de densidade 8,5 g/cm 3 é completamente
consumida por uma solução aquosa de ácido clorídrico. A
velocidade de consumo do metal do início ao fim da reação permaneceu
constante e igual a 0,51 mol/min.
p 5 3, M (metal) 5 60 g/mol
Sabendo-se que do início ao fim da reação foram decorridos exatos
1.800 s, pode-se afirmar como verdadeiro que:
a) a massa da esfera é igual a 30,6 g.
b) o raio da esfera é igual a 9,0 cm.
c) a esfera é formada por, aproximadamente, 9,2 3 10 23 átomos do
metal e tem raio igual a 2,0 cm.
d) foram consumidos exatamente 7,65 mol de ácido clorídrico.
e) a massa da esfera é igual a 9,18 3 10 21 kg e tem raio igual a 3,0 cm.
Comentário dos autores:
O volume V de uma esfera é dado por V 5 ​ 4__
3 ​pR3 , em que R é o raio da esfera.
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química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 1.1
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (UFJF-MG) As grandes vinícolas do mundo têm
uma grande preocupação com a qualidade do
fechamento das garrafas de vinho. O vinho
pode sofrer alterações, transformando-se em
“vinagre” (ácido acético). Esse processo pode
acontecer mesmo em garrafas fechadas, mas
muito lentamente. Deixando a garrafa aberta,
esse processo ocorre rapidamente. Qual seria o
fator responsável pelo aumento da velocidade
dessa reação? Explique.
2 (Fuvest-SP) Para demonstrar a combustão de
substâncias em oxigênio puro, este gás pode
ser gerado a partir de água sanitária e água
oxigenada, que contêm, respectivamente, hipoclorito
de sódio e peró xido de hidrogênio.
A reação que ocorre pode ser representada por
NaC,O 1 H 2 O 2 # NaC, 1 H 2 O 1 O 2 (g)
É assim que, num frasco, coloca-se certo
volume de água oxigenada e acrescenta-se,
aos poucos, certo volume de água sanitária.
Observa-se forte efervescência. Ao final da
adição, tampa-se o frasco com um pedaço de
papelão. Em seguida, palha de aço, presa a um
fio de cobre, é aquecida em uma chama até
ficar em brasa. O frasco com oxigênio é destampado
e, rapidamente, a palha de aço rubra
é nele inserida. Então, observa-se luminosidade
branca intensa, com partículas de ferro
incandescentes espalhando-se pelo frasco.
a) Calcule o volume de água sanitária quando
se usa, no experimento, um frasco de volume
adequado, sabendo-se que deve ser gerado,
nas condições ambiente, um volume de
500 mL de oxigênio, volume este suficiente
para expulsar o ar e preencher o frasco.
b) Explique por que, ao ar atmosférico, o ferro
fica apenas vermelho rubro, mas queima rapidamente,
quando exposto a oxigênio puro.
Dados: volume molar do oxigênio nas condições
ambiente ................................ 25,0 L/mol
massa molar do C, ............... 35,5 g/mol
densidade da água sanitária ..... 1,0 g/mL
composição da água sanitária: 2,13 g de
C,, na forma de hipoclorito, em 100 g
de solução aquosa.
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química
química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 1.4
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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3 (UEMG) A porcelana comum tem como uma
de suas matérias-primas a argila. Na produção,
ela combina-se com o feldspato, que é
transformado em vidro, quando submetido a
altas temperaturas.
Sobre o processo de produção da porcelana, é
CORRETO afirma que:
a) a argila mantém suas propriedades, mesmo
depois de aquecida.
b) a transformação em vidro apresenta baixa
energia de ativação.
c) o material resultante apresenta alta resistência
a impactos.
d) a transformação ocorre com mudanças nas
propriedades dos materiais.
4 (UFPB) As reações químicas acontecem no nível
molecular. Por isso, modelos cinéticos são
propostos para que se possa entender, microscopicamente,
o que ocorre durante o curso de
uma reação química. Um desses modelos é
chamado de Teoria do Complexo Ativado, como
pode ser observado na figura abaixo.
Sobre a Teoria do Complexo Ativado, considere
as seguintes proposições, identificando as
verdadeiras.
Energia potencial
A — B
+
A — B
A
B
A
B
Estado de
transição
A — A
+
B — B
Coordenada de reação
(01) A energia de ativação é a energia necessária
para que os reagentes atinjam o complexo
ativado.
(02) Dois fatores devem ser levados em consideração,
para que uma reação química
aconteça: a energia cinética das moléculas
dos reagentes deve ser superior à energia de
ativação da reação e a orientação das moléculas
dos reagentes, no instante da colisão,
deve ser, espacialmente, favorável.
(04) O complexo ativado é uma estrutura molecular
intermediária, que pode ser isolada
experimentalmente, permitindo seu estudo
em laboratório.
(08) Reações químicas lentas apresentam energia
de ativação elevada.
Exercício resolvido
7 (Fuvest-SP) Considere a reação A F B. Sabendo-
-se que as energias de ativação para as reações de
formação e de decomposição de B, representadas
nos sentidos (D) e ( C ) na equação acima, são
respectivamente 25,0 e 30,0 kJ/mol, qual seria a
variação de energia para a reação global?
Resolução
Com os dados, podemos montar o gráfico abaixo.
Reação direta:
A B
Reação inversa:
A B
Energia
(16) O sinal da energia de ativação depende da
reação ser exotérmica ou endotérmica.
Responda com a soma dos valores atribuídos
às proposições verdadeiras.
5 (Unicap-PE) Julgue as afirmações em verdadeiras
ou falsas.
0 - Os nuclídeos 16 8O e 18 8O são isóbaros.
1 - Energia de ativação é a energia mínima necessária
para formação do complexo ativado
em reação química.
2 - Os componentes de uma solução não podem
ser separados por processos físicos.
3 - Para haver uma reação é necessário que a
energia das moléculas que colidem entre si
seja igual ou superior à energia de ativação.
4 - Quanto menor for a energia de ativação de
uma reação, maior será sua velocidade.
6 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou falsa.
Aumentando-se a temperatura de um sistema
reacional, aumenta-se simultaneamente a energia
cinética média das moléculas e a energia de
ativação da reação.
Energia de
ativação da
reação direta
25,0 kJ/mol
A
H
–5,0 kJ/mol
Energia de
ativação da
reação inversa
30,0 kJ/mol
B
Coordenada de reação
A partir dele, podemos concluir que o ΔH para a
reação A # B (reação direta) é DH 5 25,0 kJ/mol.
Observação: o valor de DH para a reação inversa
é DH 5 15,0 kJ/mol.

química
química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 1.4
8 (Cesgranrio-RJ) Dado o diagrama de entalpia para rea ção X 1 Y # Z
a seguir, a energia de ativação para a reação inversa Z # X 1 Y é:
H (kcal)
tito
canto
2
25
0
X Y
35
Z
a) 60 kcal. b) 35 kcal. c) 25 kcal. d) 10 kcal. e) 0 kcal.
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química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
9 (UPE) Julgue as seguintes afirmações em verdadeiras
ou falsas.
1 - O número de colisões efetivas que ocorrem
em um sistema reacional aumenta com a
elevação da temperatura, pois há uma diminuição
proporcional da energia de ativação
envolvida na transformação.
2 - Reações altamente exotérmicas são aquelas
que ocorrem de forma muito rápida, pois à
medida que aumenta o DH da reação, diminui
a energia de ativação da reação.
10 (PUC-SP) O dióxido de nitrogênio (NO 2 ) reage com
o monóxido de carbono (CO) formando o óxido
nítrico (NO) e o díoxido de carbono (CO 2 ).
NO 2 (g) 1 CO (g) # NO (g) 1 CO 2 (g)
55
0
H(kJ/mol)
No curso, os ambulantes aprenderam noções de
higiene pessoal, obtiveram informações sobre a
qualidade da água, combate às pragas, compra e
armazenamento de mercadorias, além de uma
consultoria no próprio ambiente de trabalho.
Ainda assim, de acordo com a professora Maria
Lúcia Mendes Lopes, do Instituto de Nutrição
Josué de Castro da UFRJ, é muito difícil garantir
que determinado alimento seja 100% seguro.
“O calor é muito propício para a proliferação de
bactérias. Então, se um ambulante passa o dia
inteiro na praia, ou um vendedor de cachorro-
-quente passa várias horas com os ingredientes
expostos ao calor ambiente, isso aumenta bastante
o risco”, explica a professora.
(http://www.olharvital.ufrj.br. 12.04.07. Adaptado.)
O gráfico que melhor representa a deterioração
da salsicha do cachorro-quente, em função da
temperatura de armazenamento, é:
a) Velocidade
da reação
NO
–77 2
(g) + CO (g)
–15 5 25 Temperatura
(°C)
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–303
NO (g) + CO 2
(g)
Coordenada de reação
Analisando o diagrama de coordenadas de
reação acima, um estudante fez as seguintes
afirmações:
I. A energia de ativação para a formação do
óxido nítrico é de 132 kJ mol 21 .
II. A formação do óxido nítrico é um processo
endotérmico.
III. O aumento da temperatura do sistema
reacional diminui a velocidade de formação
do óxido nítrico, pois aumenta a
energia de ativação da reação.
Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmação(ões):
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I e III.
11 (UCSal-BA) O Programa Alimento Seguro, o PAS,
promoveu um treinamento para mais de 200 ambulantes
cariocas, com a finalidade de garantir a
segurança alimentar dos cariocas e turistas que
participarão dos jogos Pan-Americanos em julho.
b) Velocidade
da reação
–15 5 25 Temperatura
(°C)
c) Velocidade
da reação
–15 5 25 Temperatura
(°C)
d) Velocidade
da reação
–15 5 25 Temperatura
(°C)
e) Velocidade
da reação
–15 5 25 Temperatura
(°C)

Volume de hidrogênio
Volume de hidrogênio
química
química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 3
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
Exercício resolvido
12 (Fuvest-SP) Foram realizados quatro experimentos.
Cada um deles consistiu na adição de
solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração
1 mol/L a certa massa de ferro. A 25 °C
e 1 atm, mediram-se os volumes de hidrogênio
desprendido em função do tempo. No final de
cada experimento, sempre sobrou ferro que
não reagiu. A tabela a seguir mostra o tipo de
ferro usado em cada experimento, a temperatura
e o volume da solução de ácido sulfúrico
usado. O gráfico mostra os resultados.
Experimento
Material
Temperatura
°C
Volume da
solução de
H 2 SO 4 /mL
A Pregos 60 50
B Limalha 60 50
C Limalha 60 80
D Limalha 40 80
superfície de contato entre o ferro e a solução.
Assim, a correspondência é 3-B e 4-A.
Finalmente, vamos comparar os experimentos
C e D. A reação é mais rápida em C porque a
temperatura é maior. Então, a correspondência
é 1-C e 2-D.
Reação mais rápida,
pois a temperatura em C
é maior do que em D.
1-C
2-D
3-B
4-A
Alternativa e.
Tempo
Maior volume de
H 2 , pois maior
quantidade de
ácido foi usada.
Reação mais rápida,
pois a superfície de
contato é maior em
B que em A.
Menor volume de
H 2 , pois menor
quantidade de
ácido foi usada.
1
2
3
4
Tempo
13 (UFMG) Em dois experimentos, soluções de
ácido clorídrico foram adicionadas a amostras
idênticas de magnésio metálico. Em ambos os
experimentos, o magnésio estava em excesso
e a solução recobria inteiramente esse metal.
O gráfico a seguir representa, para cada experimento,
o volume total de hidrogênio desprendido
em função do tempo:
As curvas de 1 a 4 correspondem, respectivamente,
aos experimentos:
1 2 3 4
a) D C A B
Volume total de H 2
II
I
b) D C B A
c) B A C D
d) C D A B
e) C D B A
0
20
40
60
80
Tempo (s)
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Resolução
O reagente limitante é o ácido, pois em todos os
experimentos sobrou ferro. Nos experimentos C
e D, há maior quantidade de ácido e, portanto,
deve ser formada maior quantidade de gás.
Já sabemos, então, que as curvas 1 e 2, não necessariamente
nessa ordem, correspondem aos
experimentos C e D. E as curvas 3 e 4, também
não necessariamente nessa ordem, correspondem
aos experimentos A e B.
Agora vamos comparar os experimentos A e
B. A reação é mais rápida em B graças à maior
Com relação a esses experimentos, identifique
a afirmativa falsa.
a) A concentração do ácido no experimento I é
igual a zero no tempo t 5 80 s.
b) A concentração do ácido usado no experimento
I é menor do que a do ácido usado no
experimento II.
c) O volume de ácido usado no experimento II
é maior do que o volume usado no experimento
I.
d) O volume total produzido de hidrogênio, no
final dos experimentos, é maior no experimento
II do que no I.

química
química na abordagem
do cotidiano
Moderna plus
2
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 3
14 (UEL-PR) Em um estudo sobre o tempo de reação entre o CaCO 3 sólido
(carbonato de cálcio) e uma solução aquosa de HC, (ácido clorídrico),
foram feitos três experimentos após as atividades 1 e 2, conforme as
tabelas a seguir.
Tabela de atividades
tito
canto
2
Atividade 1
Atividade 2
Separou-se 10 g de mármore (CaCO 3 ) em um único pedaço
(Amostra A).
Triturou-se 100 g de mármore (CaCO 3 ) em um almofariz. Passou-
-se a porção de mármore triturado para uma peneira. Separou-se
o mármore que ficou retido na peneira (Amostra B) daquele que
passou pela tela (Amostra C).
Dados: Nos três experimentos o tempo de reação foi medido com
o auxílio de um cronômetro, o final da reação foi identificado pelo
término da liberação de gás carbônico (cessar da efervescência) e os
experimentos 1 e 2 foram realizados a temperatura ambiente (25 °C).
Tabela de experimentos
Experimento 1
Experimento 2
Experimento 3
Em três béqueres, identificados por A, B e C, foram adicionados
50 mL de ácido clorídrico de concentração 3 mol/L. Nos béqueres
A, B e C foram transferidas 10 g das amostras A, B e C, respectivamente.
Dois béqueres foram identificados por X e Y. No béquer X foram
adicionados 50 mL de ácido clorídrico de concentração 1 mol/L
e 10 g da amostra B. No béquer Y foram adicionados 50 mL de
ácido clorídrico de concentração 3 mol/L e 10 g da amostra B.
Dois béqueres foram identificados por W e Z. No béquer W, foram
adicionados 50 mL de ácido clorídrico de concentração 6 mol/L a
temperatura ambiente (25 °C) e 10 g da amostra B. No béquer Z,
foram adicionados 50 mL de ácido clorídrico de concentração
6 mol/L a temperatura de 60 °C e 10 g da amostra B.
Com base nos três experimentos e nos conhecimentos de reação
química e cinética química, assinale a alternativa correta.
a) Como as substâncias adicionadas nos béqueres A, B e C no experimento
1 foram as mesmas, o tempo necessário para o término
da reação foi o mesmo nos três béqueres.
b) O tempo necessário para o término da reação no experimento 2 foi
menor no béquer X e no experimento 3 foi maior no béquer Z.
c) O tempo necessário para o término da reação no experimento 1
foi maior no béquer C e no experimento 3 foi igual nos béqueres
W e Z.
d) O tempo necessário para o término da reação no experimento 2 foi
menor no béquer Y e no experimento 3 foi maior no béquer W.
e) O tempo necessário para o término da reação no experimento 1
foi menor no béquer A e o experimento 3 foi menor no béquer Z.
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Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 4.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
15 (Unicap-PE) Julgue as afirmações em verdadeiras
ou falsas.
0 - O aumento da temperatura provoca o
aumento da rapidez das transformações
químicas.
1 - Para promover uma melhor condição de
ocorrência de uma reação química, é primordial
que as moléculas dos reagentes
sejam postas em contato do modo mais
eficaz possível.
2 - Pode-se afirmar que quanto menor for a
energia de ativação, maior será a velocidade
de uma reação química.
3 - As reações nas quais os catalisadores atuam
ocorreriam mesmo nas ausências dessas
substâncias.
16 (UEL-PR) As reações químicas podem ocorrer
com absorção ou com liberação de energia.
Considere o gráfico a seguir, que representa a
variação de energia para a transformação do
reagente A nos produtos B e C.
1 - em geral, as reações diminuem de velocidade
com o aumento da concentração dos
reagentes em solução.
2 - a uma dada temperatura, a velocidade de
uma reação será maior quanto menor for
sua energia de ativação.
3 - o aumento da pressão parcial dos reagentes
provoca um aumento na velocidade de uma
reação entre substâncias no estado gasoso.
4 - um catalisador atua aumentando a energia
de ativação para um determinada etapa de
uma reação química.
18 (ITA-SP) A reação hipotética A (s) 1 B (aq) #
# C (g) 1 D (aq) 1 E (,) é autocatalisada por C (g).
Considerando que essa reação ocorre em sistema
fechado, volume constante e sob atmosfera
inerte, assinale a opção que apresenta a curva
que melhor representa a variação da massa de
A (s), m A , em função do tempo, desde o início da
reação até imediatamente antes do equilíbrio
químico ser estabelecido dentro do sistema.
a) ( ) mA
tempo
Energia
W
Z
Y
A
X
B + C
b) ( ) m A
tempo
Caminho da reação
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A partir da análise do gráfico, é correto afirmar:
a) Essa é uma reação de síntese, endotérmica,
cujo abaixamento da energia de ativação,
pela adição do catalisador, é igual X.
b) O DH para esta reação exotérmina é dado por
X e a energia de ativação é dada por W.
c) O valor do DH, na presença do catalisador, é
X, e na ausência dele é W.
d) O valor da energia de ativação é independente
da presença ou ausência de catalisador.
e) Essa é uma reação de decomposição, endotérmica,
cujo valor da energia de ativação,
sem a presença de catalisador, é igual a Z.
17 (Covest-PE) Sobre os parâmetros e variáveis que
governam a velocidade de reações químicas,
podemos afirmar que [julgue as afirmações em
verdadeiras ou falsas]:
0 - em geral, as reações aumentam de velocidade
com o aumento da temperatura.
c) ( ) m A
tempo
d) ( ) mA
tempo
e) ( ) m A
tempo
Comentário dos autores:
Uma reação é dita autocatalisada quando um de seus
produtos atua como catalisador da própria reação.

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Seção 4.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
19 (UFG-GO) A tabela, a seguir, apresenta os dados
da quantidade de reagentes e produtos, ao longo
do tempo, para uma reação genérica realizada
em três condições, como representado:
A (s) 1 B (,) @@@@# C (,) (I)
catalisador
A (s) 1 B (,) @@@@# C (,) (II)
catalisador
A (,) 1 B (,) @@@@# C (,) (III)
Quantidade de
substância/(mol)
A B C
Reação
(I)
Tempo/(s)
Reação
(II)
Reação
(III)
1,00 1,00 0 0 0 0
0,75 0,75 0,25 3 2 1
0,50 0,50 0,50 6 4 2
0,25 0,25 0,75 9 6 3
0 0 1,00 12 8 4
a) Esquematize um gráfico da quantidade de
produto em função do tempo, para a reação
que ocorre com maior velocidade.
b) Considerando que o produto é mais estável
que os reagentes, esboce, para as reações (I)
e (II), um único gráfico de energia em função
da coordenada de reação.
20 (UFRN) O peróxido de hidrogênio em solução
é conhecido como água oxigenada e utilizado
como antisséptico. Essa substância se decompõe
como mostra a equação:
H 2 O 2 (aq) # H 2 O (,) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g)
Num laboratório, a tabela abaixo foi obtida a
partir de dados de concentração de peróxido
reagente versus tempo de reação.
Medidas Tempo (min) [H 2 O 2 ] (mol/L)
1 0,0 5,0 ? 10 22
2 30,0 5,0 ? 10 23
21 (UEMG) As transformações químicas podem
ocorrer na presença e na ausência de um catalisador.
O gráfico a seguir representa a variação
de energia em uma transformação.
Energia (kJ)
A
Reagentes
Produtos
Caminho da reação
A análise do gráfico SÓ permite afirmar que:
a) a reação é uma combustão.
b) o catalisador diminui a diferença entre A e B.
c) a reação ocorre em duas etapas.
d) o catalisador influencia nas propriedades dos
produtos.
22 (Uerj) O gráfico abaixo representa a variação,
em função do tempo, da concentração, em
quantidade de matéria, do hidrogênio gasoso
formado em duas reações químicas de alumínio
metálico com solução concentrada de ácido
clorídrico. Estas reações são realizadas sob as
mesmas condições, diferindo, somente, quanto
às formas de apresentação do alumínio: placas
metálicas e pó metálico.
1,2
1,0
0,8
[H 2
](mol L –1 )
I
B
3 60,0 1,0 ? 10 23
4 90,0 3,0 ? 10 24
0,6
0,4
II
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5 120,0 1,2 ? 10 24
6 150,0 6,0 ? 10 25
a) Calcule as velocidades médias de reação nos
intervalos 1–2 e 2–3 e explique por que os
valores são diferentes.
b) Explique por que, adicionando-se pequena
quantidade de dióxido de manganês (MnO 2 )
sólido à solução aquosa de peróxido de hidrogênio,
o tempo de reação diminui.
0,2
0
1
2
3
tempo
(min)
a) Calcule a razão entre a maior e a menor velocidade
média da reação.
b) Defina a que forma de apresentação do
alumínio corresponde cada uma das curvas.
Justifique sua resposta.

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Unifesp) Foi feito um estudo cinético da reação
Mg 1 2 H 1 ( Mg 21 1 H 2
medindo-se o volume de H 2 desprendido em
função do tempo. O gráfico mostra os dados
obtidos para duas concentrações diferentes
de ácido: curva A para HC,, 2 mol/L, e B para
HC,, 1 mol/L. Em ambos os casos, foi usada a
mesma massa de magnésio.
Experimento II
[A] Constante
0,0060
0,0048
0,0036
0,0024
0,0012
v, mol L 1 s 1
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60
50
40
30
20
10
0
V H2
(cm 3 )
A (HC 2M)
B (HC 1M)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
t (min )
a) Usando o gráfico, explique como varia a velocidade
da reação com o tempo. Por que as
duas curvas tendem a um mesmo valor?
b) Deduza a ordem da reação com relação à
concentração do ácido, usando os dados de
velocidade média no primeiro minuto da
reação.
2 (UFC-CE) O estudo da dependência da velocidade
da reação hipotética A 1 B ( C, com
relação à variação de concentração de um
dos reagentes, é realizado, mantendo-se constantes
a concentração do outro reagente e a
temperatura. Respeitando-se essas condições,
considere o gráfico de velocidade de reação, v,
versus a concentração dos reagentes em mol/L
([A], [B]), para os dois experimentos distintos
abaixo.
v , mol L 1 s 1
0,0108
0,0336
0,0300
0,0264
0,0228
0,0192
0,0156
0,0120
0,0084
0,0048
0,0012
0,0
Experimento I
[B] = Constante
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
[A], mol/L
0,0000
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
[B], mol/L
a) Com base apenas nas informações fornecidas
no gráfico, qual a ordem total da reação?
Justifique.
b) Admitindo que a concentração do reagente B
e a temperatura foram mantidas constantes,
e que a velocidade da reação aumentou em
dezesseis (16) vezes, em quanto aumentou a
concentração do reagente A? Justifique.
3 (UFRGS-RS) A reação NO 2 (g) 1 CO (g) ( CO 2 (g) 1
1 NO (g) possui uma lei cinética v 5 k [NO 2 ] 2 .
Considere o quadro abaixo, que apresenta os
dados relativos a situações experimentais com
essa reação.
Experimento
[NO 2 ]
inicial
mol/L
[CO]
inicial
mol/L
Velocidade
inicial
mol L 21 min 21
1 0,01 0,02 0,001
2 0,02 0,01 v 2
A análise desses dados permite determinar
que a constante de velocidade k, em L mol 21
min 21 , e a velocidade v 2 , em mol L 21 min 21 , são,
respectivamente:
a) 0,1 e 0,001. d) 10 e 0,002.
b) 0,1 e 0,002. e) 10 e 0,004.
c) 0,1 e 0,004.
4 (UFC-CE) Na sociedade moderna, o combustível
denominado de gás natural é largamente
utilizado, sendo constituído principalmente de
metano (CH 4 ) e contendo pequenas quantidades
de etano e propano. Considere a reação química
abaixo e os resultados experimentais.
CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) ( CO 2 (g) 1 2 H 2 O (,)
Experimento [CH 4 ] 0 /mol ? L 21 [O 2 ] 0 /mol ? L 21 v/mol ? L 21 ? s 21
1 0,15 0,10 1,2 3 10 23
2 0,15 0,20 2,4 3 10 23
3 0,30 0,20 4,8 3 10 23
a) Qual é a expressão correta da lei de velocidade
para esta reação?
b) Qual é o valor da constante de velocidade
para esta reação?

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
5 (Ufes) O quadro a seguir apresenta dados cinéticos
sobre a reação de combustão do dissulfeto
de carbono (CS 2 ) para produzir gás carbônico e
dióxido de enxofre.
[CS 2 ] 0 [O 2 ] 0
Velocidade Inicial
(mol ? L 21 ? s 21 ]
1,44 0,35 5,37 ? 10 23
1,44 0,70 2,15 ? 10 22
2,88 0,35 5,37 ? 10 23
Observação: concentrações iniciais em mol ? L 21
a) Escreva a equação química balanceada da
reação.
b) Determine as ordens de reação em relação
ao dissulfeto e ao oxigênio.
c) Determine o valor da constante de velocidade.
6 (UEG-GO) Considere a fase gasosa da reação
entre o óxido nítrico e a molécula de bromo a
273 °C. A velocidade inicial de formação do NOBr
foi determinada experimentalmente para várias
concentrações iniciais de NO e Br 2 . Os resultados
podem ser vistos na tabela abaixo.
2 NO (g) 1 Br 2 (g) ( 2 NOBr (g)
Experimento [NO]/mol L 21 [Br 2 ]/mol L 21 v/mol L 21 s 21
1 0,10 0,20 24
2 0,25 0,20 150
3 0,10 0,50 60
4 0,35 0,50 735
a) Determine a ordem de reação em relação ao
NO e ao Br 2 .
b) Determine a constante de velocidade na
temperatura considerada.
As figuras apresentam três recipientes iguais,
fechados, mantidos à mesma temperatura,
contendo conjuntos de esferas escuras e claras
que representam as concentrações iniciais,
respectivamente, dos reagentes gasosos A e B.
Ao reagirem de acordo com a equação química
A 1 B ( C, a lei de velocidade dessa reação tem
a expressão k[A][B] 2 .
Considerando as figuras e as informações sobre
velocidade das reações químicas:
a) determine a sequência em ordem crescente
de velocidade inicial para as reações que
ocorrem nos recipientes I, II e III, justificando
sua resposta;
b) identifique o fator que influencia a velocidade
inicial de desprendimento de hidrogênio,
ao se utilizar quantidades iguais de zinco
em pó e zinco em lâminas na reação com
soluções de igual concentração de HC, (aq).
8 (UCR-RS) O sulfeto de hidrogênio (H 2 S) é um
poluente comum e problemático em dejetos
aquosos industriais. Uma maneira de remover o
H 2 S é tratar a água com cloro, conforme equação
química balanceada representada abaixo.
H 2 S (aq) 1 C, 2 (aq) ( S (s) 1 2 H 1 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
A velocidade dessa reação é de primeira ordem
para cada um dos reagentes. A constante de
velocidade para o desaparecimento do H 2 S a
28 °C é 3,5 ? 10 22 mol 21 L s 21 .
Se em determinado momento a concentração do
H 2 S é 1,5 ? 10 24 mol L 21 e a do C, 2 é o 0,1 mol L 21 ,
a velocidade de formação do C, 2 é de:
a) 1,5 ? 10 24 mol L 21 s 21 .
b) 0,525 ? 10 24 mol L 21 s 21 .
c) 3,5 ? 10 22 mol L 21 s 21 .
d) 5,25 ? 10 27 mol L 21 s 21 .
e) 0,1 mol L 21 s 21 .
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7 (UFBA) A velocidade das reações químicas depende
da concentração dos reagentes envolvidos
em uma reação. Esse comportamente pode
ser observado a partir da velocidade inicial de
combustão do carvão vegetal, ao ser ativado
por um fole, ou pela observação da velocidade
com que o hidrogênio se desprende, no início
da reação do zinco em pó com soluções de
concentrações diferentes de HC, (aq). A lei
de velocidade de uma reação expressa matematicamente
a dependência da velocidade em
relação às concentrações de reagentes.
I II III
9 (Fuvest-SP) Para a transformação representada
por 2 NO (g) 1 2 H 2 (g) ( N 2 (g) 1 2 H 2 O (g), a
velocidade da reação, em função da pressão de
hidrogênio (P H2 ), para duas diferentes pressões
de óxido nítrico (P NO ) à temperatura de 826 °C,
está indicada no seguinte gráfico:
1,0
velocidade
—————
mmHg s –1
0,5
0,0
0
P NO
= 200 mmHg
50 100 150
P H2
/mmHg
P NO
= 100 mmHg
200
250

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Examinando o gráfico, pode-se concluir que as ordens da reação, em relação
ao óxido nítrico e em relação ao hidrogênio, são, respectivamente:
a) 1 e 1. d) 2 e 2.
b) 1 e 2. e) 3 e 1.
c) 2 e 1.
10 (Uece) A ação anestésica do clorofórmio (CHC, 3 ) dá-se por esse ser
muito volátil. Dessa forma, ele absorve calor da pele, a qual tem
temperatura diminuída, então os nervos sensitivos, que mandam
as informações ao cérebro, ficam inativos e a sensação de dor é
diminuída.
A tabela a seguir apresenta os dados de três experimentos da reação
química dada por:
CHC, 3 (g) 1 C, 2 (g) ( CC, 4 (g) 1 HC, (g)
Experimento [CHC, 3 ] (mol/L) [C, 2 ] (mol/L)
Velocidade inicial
(mol/L ? s)
1 0,01 0,04 10
2 0,20 0,25 500
3 1,00 0,25 2.500
Usando esses dados, assinale o correto.
a) A lei da velocidade é: v 5 k[CHC, 3 ][C, 2 ].
b) A reação é de segunda ordem em relação ao clorofórmio.
c) O valor da constante de velocidade é k 5 5 3 10 3 (mol/L) 2 __ 1 ​ 2s 21 .
d) A reação é de ordem três meios @ ​ 3__
2 ​ #​em relação ao cloro.
Comentário dos autores:
Em geral, no ensino médio, são discutidos casos em que a ordem de reação é um
número inteiro. No entanto, há casos em que ela é fracionária (razão de números
inteiros). É o que acontece nesse exercício, que é um interessante desafio.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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11 (Cefet-CE) Com base nos conceitos relacionados
à cinética química, é falso afirmar que:
a) A velocidade de uma reação é a mudança na
concentração de uma espécie química dividida
pelo tempo gasto para a mudança ocorrer.
b) Uma lei de velocidade é uma característica
da reação determinada experimentalmente e
não pode, em geral, ser escrita partindo da estequiometria
da equação química da reação.
c) De acordo com a teoria das colisões, uma reação
ocorre somente se as moléculas reagentes
colidirem com energia cinética menor que a
energia de ativação e na direção correta.
d) No complexo ativado, as ligações originais enfraquecem,
e as novas ligações estão apenas
parcialmente formadas.
e) A molecularidade de uma reação é o número
de moléculas reagentes envolvidas em uma
reação elementar específica.
12 (UERN)
Experiência
[NO]
(mol L]
[H 2 ]
(mol/L)
Velocidade inicial
de reação
(mol/L ? s)
1 0,1 0,1 1,2 ? 10 24
2 0,1 0,2 2,4 ? 10 24
3 0,2 0,2 9,6 ? 10 24
O aumento da concentração de reagentes, numa
reação química, acarreta aumento de velocidade
de reação em decorrência do crescimento da
frequência de colisões entre espécies. Os dados
da tabela mostram, à determinada temperatura,
a relação entre concentração e velocidade de
reação representada pela equação química
2 NO (g) 1 H 2 (g) ( N 2 O (g) 1 H 2 O (g)
Após análise desses dados e com base nos conhecimentos
de cinética química, é correto afirmar:
01) O aumento da pressão parcial dos gases
reagentes envolvidos na reação não afeta
a velocidade da reação.
02) A reação ocorre por meio de colisões entre
uma molécula de NO com outra de H 2 .
03) O valor numérico da constante de velocidade
de reação se altera com a variação das concentrações
dos reagentes.
04) A lei cinética da reação é representada pela
expressão v 5 k[NO] 2 [H 2 ].
13 (UFPE) A reação de nitrogênio atmosférico com
oxigênio produz óxido de nitrogênio:
N 2 (g) 1 O 2 (g) ( 2 NO (g). Esta reação é muito
lenta em temperatura ambiente, tornando-se
importante somente a elevadas temperaturas,
como as presentes em motores de combustão
interna. Este óxido participa em diversas
reações na atmosfera, levando à formação de
vários poluentes, com forte impacto ambiental.
Algumas das etapas elementares propostas
para esta reação encontram-se abaixo:
N 2 (g) 1 O (g) ( NO (g) 1 N (g) (Etapa 1)
N (g) 1 O 2 (g) ( NO (g) 1 O (g) (Etapa 2)
O (g) é intermediário presente na combustão
em motores. A Etapa (1) é considerada determinante
da velocidade da reação, pois possui
elevada energia de ativação (317 kJ ? mol 21 ),
muito maior do que na Etapa (2). Sobre esse
tema, avalie as seguintes afirmativas [em verdadeiras
ou falsas]:
0) A etapa (1) é mais afetada por um aumento
de temperatura do que a Etapa (2).
1) A Etapa (2) é de segunda ordem.
2) Como a Etapa (1) é a determinante da velocidade
da reação, espera-se que a reação
global seja de segunda ordem em relação ao
nitrogênio.
3) Um aumento na temperatura reacional deve
diminuir a velocidade da reação, uma vez que
a energia de ativação é muito elevada.
4) Um aumento na pressão parcial do oxigênio
(O 2 ) deve diminuir a velocidade da reação,
uma vez que ele não participa da
Etapa (1).
14 (UFMG) Quando se misturam vitamina C
(C 6 H 8 O 6 ), vinagre, xarope de iodeto de potássio,
água oxigenada e amido, ocorrem duas reações
químicas, com diferentes velocidades relativas,
conforme representado, simplificadamente,
nestas equações:
Equação I
2 I 2 (aq) 1 H 2 O 2 (aq) 1 2 H 1 (aq) (
( I 2 (aq) 1 2 H 2 O (,) (mais lenta)
Equação II
I 2 (aq) 1 C 6 H 8 O 6 (aq) # 2 I 2 (aq) 1
1 C 6 H 6 O 6 (aq) 1 2 H 1 (aq) (mais rápida)
1. Inicialmente, a cor dessa mistura é rosa.
Em um sistema que só contivesse os reagentes
da Equação I e amido, apareceria,
imediatamente, uma cor azul, devido a uma

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
reação entre o amido e I 2 (aq). Entretanto, com a ocorrência simultânea
da reação II, a cor azul só aparece depois de transcorrido
um certo tempo.
Considerando as equações I e II, JUSTIFIQUE por que a cor azul
só aparece após um determinado tempo.
2. INDIQUE se o tempo necessário para a mudaça de cor — de rosa
para azul — será menor, igual ou maior se for diminuída a quantidade
de vitamina C (C 6 H 8 O 6 ).
15 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou falsa.
A molecularidade de uma etapa de uma reação química é sempre
um número inteiro, positivo, diferente da ordem de uma reação, que
pode ser um número fracionário.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 3.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
16 (ITA-SP) A reação de combustão
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) ( 2 SO 3 (g) é lenta e pode
ser representada pela figura abaixo:
Energia (kcal/mol)
Analise estes diagramas, em que se apresenta a
energia do sistema inicial, [(CH 3 ) 3 C k Br 1 OH 2 ],
do sistema intermediário, [(CH 3 ) 3 C 1 1 OH 2 1
1 Br 2 ], e do sistema final, [(CH 3 ) 3 C k OH 1
1 Br 2 ]:
Energia
I.
(CH 3
) 3
C + + OH – + Br –
Caminho da reação
(CH 3
) 3
C—Br + OH – (CH 3
) 3
C—OH + Br –
Esta mesma reação pode ser catalisada pelo NO 2
(g) em duas etapas, sendo que a primeira é bem
mais lenta que a segunda. Numa mesma figura,
esboce o perfil da curva da reação não catalisada
e da reação catalisada pelo NO 2 (g).
II.
Avanço da reação
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17 (UFMG) Um grupo de estudantes foi encarregado
de investigar a reação do brometo de ter-butila
(composto I) com uma solução aquosa de hidróxido
de sódio, que resulta na formação de álcool
ter-butílico (composto II) como representado
nesta equação:
(CH 3 ) 3 C k Br 1 OH 2 # (CH 3 ) 3 C k OH 1 Br 2
I
II
Para isso, eles realizaram cinco experimentos,
nas condições indicadas neste quadro:
Experimento Concentração / (mol/L) Velocidade /
mol/(L ? s)
(CH 3 ) 3 C k Br OH 2
1 0,10 0,10 1 3 10 23
2 0,20 0,10 2 3 10 23
3 0,30 0,10 3 3 10 23
4 0,10 0,20 1 3 10 23
5 0,10 0,30 1 3 10 23
1. INDIQUE se a velocidade da reação depende
apenas da concentração do brometo de
ter-butila, apenas da concentração do íon
hidróxido ou de ambas as concentrações.
2. O mecanismo proposto para essa reação envolve
duas etapas — a primeira mais lenta
que a segunda:
• Primeira etapa ( lenta)
(CH 3 ) 3 C k Br 1 OH 2 # (CH 3 ) 3 C 1 1 OH 2 1 Br 2
Segunda etapa (
• rápida)
(CH 3 ) 3 C 1 1 OH 2 1 Br 2 # (CH 3 ) 3 C k OH 1 Br 2
Considere a velocidade relativa das duas etapas
dessa reação.
a) INDIQUE qual dos diagramas 2 I ou II 2 representa
corretamente a energia de ativação
das duas etapas.
b) INDIQUE, por meio de setas, diretamente no
diagrama que você indicou como o correto,
a energia de ativação das duas etapas. JUS-
TIFIQUE sua resposta.
18 (UFPB) Uma das grandes preocupações das
indústrias de refinamento de petróleo é obter
combustíveis automotivos com baixo teor
de enxofre. Isso porque combustíveis com
enxofre, ao serem queimados, liberam SO 2 na
atmosfera, que pode ser oxidado a SO 3 , que se
precipita como chuva ácida, ao reagir com a
umidade do ar. Essa oxidação acontece mais
facilmente na presença do poluente NO 2 , cujo
mecanismo catalítico está descrito abaixo.
Etapa I:
Energia
(CH 3
) 3
C + + OH – + Br –
(CH 3
) 3
C—Br + OH – (CH 3
) 3
C—OH + Br –
2 SO 2 (g) 1 2 NO 2 (g) ( 2 NO (g) 1 2 SO 3 (g)
Etapa II: 2 NO (g) 1 O 2 (g) ( 2 NO 2 (g)
Reação global: 2 SO 2 (g) 1 O 2 (g)
Avanço da reação
( 2 SO 3 (g)

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
Seção 3.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Considere o gráfico abaixo, que representa o andamento da oxidação
do SO 2 , e as informações nele contidas.
–66,7
–113,7
–141,7
–189,1
u
w
2 SO 2
(g) + O 2
(g)
y
Etapa I
z
Etapa II
x
2 SO 3
(g)
v
Caminho da reação
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Energia (kcal/mol)
A partir dessas informações, identifique a(s) afirmativa(s)
verdadeira(s) com V e com F, a(s) falsa(s).
( ) A energia de ativação da reação, na ausência de NO 2 , é indicada
pela letra w.
( ) A letra v indica que a reação é exotérmica.
( ) A função do NO 2 é aumentar a energia de ativação da reação.
( ) A energia de ativação da reação, na presença de NO 2 , é indicada
pela letra x.
( ) A energia de ativação da etapa II é indicada pela letra z.
A sequência correta é:
a) V F V V F c) V F F F V e) F F F V V
b) F F V F F d) V V V V F

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 0,02 mol ? L 21 ? min 21
3 72 mol
4 Alternativa A.
5 Alternativa E.
6 a) 1,0 mol ? L 21 ? h 21
b) 3,0 mol ? L 21
7 Alternativa C.
8 Alternativa D.
9 Alternativa B.
10 1. Os coeficientes, na ordem em que devem aparecer na equação
fornecida, são 1, 4, 1, 2 e 1.
2. Não se altera. A relação DV/Dt é a mesma, qualquer que seja o
Dt considerado.
11 Estão corretas B, C, D, F.
12 Alternativa C.
13 Alternativa B.
14 Alternativa D.
15 Alternativa E.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) 0,20 mol/s
b) 0,050 mol/s
3 Alternativa E.
4 Alternativa B.
5 Alternativa B.
6 A velocidade não é constante, porque a relação |D[HI]|/Dt é diferente
em diferentes intervalos de tempo.
7 Alternativa C.
8 Alternativa B.
9 Alternativa B.
11 Alternativa C.
12 a) No caso da amostra IV, pois |Dm|/Dt é maior.
b) No caso da amostra I, pois a massa de magnésio que reage é maior.
13 Alternativa C.
14 Alternativa A.
15 Alternativa D.
16 Alternativa E.
17 Alternativa C.
19 Alternativa A.
20 Alternativa B.
21 A reação II, pois, para as duas horas iniciais, tem maior valor de
|DV|/Dt.
22 Alternativa A.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 O fator responsável é o aumento da concentração de gás oxigênio,
pois ele é o reagente que participa da transformação do álcool (presente
no vinho) em vinagre.
2 a) 33,3 mL
b) No ar a [O 2 ] é menor do que no frasco e, por isso, a velocidade da
combustão é menor.
3 Alternativa D.
4 Soma 5 11 (são corretas 01, 02 e 08).
5 0 – F
1 – V
2 – F
3 – V
4 – V
6 Falsa.
8 Alternativa A.
9 1 – F
2 – F
10 Alternativa A.
11 Alternativa A.
13 Alternativa B.
14 Alternativa D.
15 0 – V
1 – V
2 – V
3 – V
16 Alternativa E.
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17 0 – V
1 – F
2 – V
3 – V
4 – F
18 Alternativa E.

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
19 a) A reação III é a que se dá com maior velocidade.
O gráfico é:
Quantidade de C
(mol)
1,00
0,75
0,50
0,25
0 1
2 3
4
Tempo (s)
b) Energia
A (s) B (L)
Reação I
Reação II
C (L)
Coordenada
da reação
20 a) Intervalo 1-2: 1,5 ? 10 23 mol ? L 21 ? min 21
Intervalo 2-3: 1,3 ? 10 24 mol ? L 21 ? min 21
No intervalo 2-3, a velocidade é menor porque a [H 2 O 2 ] é menor.
b) O MnO 2 atua como catalisador, reduzindo a energia de ativação e
aumentando a rapidez da reação.
21 Alternativa B.
22 a) 3
b) I – pó
II – placas
O pó tem maior superfície de contato e, portanto, reage mais
rápido.
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Parte II
Unidade G
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 No local da combustão, há diminuição da [O 2 ].
O vento repõe o O 2 , provocando aumento da
[O 2 ] e aumentando a velocidade da combustão,
alastrando o incêndio mais rapidamente.
22 a)
Teor de
vitamina C
2 Ao abanar, ar externo é conduzido ao interior da
churrasqueira. Isso provoca aumento da [O 2 ], acarretando
aumento da velocidade da combustão.
3 Alternativa A.
6 Alternativa A.
7 Alternativa A.
8 Alternativa D.
9 Alternativa C.
10 Alternativa D.
11 Alternativa B.
12 Alternativa A.
13 Alternativa C.
15 Alternativa E.
16 O enunciado dá a entender que ocorre uma
reação química entre o material da mancha e
o vinagre. Para aumentar a velocidade dessa
reação, pode-se usar água quente (aumento de
temperatura) ou colocar mais vinagre na mesma
quantidade de água (aumento da concentração
de reagente). Ambos os procedimentos
aumentam a frequência de colisões efetivas.
17 Na panela de pressão, a água fervente atinge
uma temperatura mais alta do que na panela
aberta, e essa maior temperatura aumenta a velocidade
das reações envolvidas no cozimento.
18 Alternativa E.
19 Alternativa A.
Refrigerador
Armário
Tempo
A maior temperatura do armário faz com
que a reação que consome a vitamina C
seja mais rápida, e o teor dessa vitamina
decresce mais rapidamente.
b) Não ser tóxica, não ter gosto ou cheiro ruim,
não reagir com o alimento, não dar aspecto
ruim ao produto.
23 Açúcar comum, pois, tendo maior superfície de
contato com a água, dissolve-se mais rapidamente.
24 A camada de sabão reduz ou impede o contato
com o oxigênio do ar.
26 Alternativa D.
27 Alternativa D.
28 Alternativa C.
29 Alternativa C.
30 Alternativa B.
31 Alternativa D.
32 Alternativa C.
34 Alternativa C.
35 Alternativa B.
36 Alternativa D.
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21 a) Duas vezes.
b) Quatro vezes.
c) Oito vezes.
37 Alternativa B.
38 Alternativa B.

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 a) A velocidade da reação é tanto maior quanto maior for a [H 1 ]. Por
isso, a curva para HC 2 mol/L sobe mais rápido. As curvas tendem
ao mesmo valor porque o volume de H 2 produzido ao final será o
mesmo. Esse valor depende da quantidade dos reagentes.
b) Primeira ordem, v 5 k [H 1 ].
2 a) Observamos pelo primeiro gráfico que, quando [A] duplica, a
velocidade da reação é multiplicada por 4. Assim, a velocidade
é diretamente proporcional ao quadrado da [A]. E, pelo segundo
gráfico, notamos que, quando [B] duplica, a velocidade da reação
também é duplicada. Assim, a velocidade é diretamente proporcional
à [B]. Portanto, a lei cinética dessa reação é v 5 k[A] 2 [B] e a
ordem total da reação é igual a 3.
b) A velocidade da reação é diretamente proporcional ao quadrado
da [A]. Assim, se a velocidade foi multiplicada por 16 (isto é, 4 2 ), a
concentração do reagente A foi multiplicada por 4.
3 Alternativa E.
1 4 a) v 5 k [CH 4 ] [O 2 ]
b) 8,0 ? 10 22 mol 21 ? L ? s 21
1 5 a) CS 2 (g) 1 3 O 2 (g) # CO 2 (g) 1 2 SO 2 (g)
b) Respectivamente, zero e 2.
c) 4,4 ? 10 22 mol 21 ? L ? s 21
1 6 a) Respectivamente, 2 e 1.
b) 1,2 ? 10 4 mol 22 ? L 2 ? s 21
1 7 a) v I 5 k ? ​ 63
V ​ 3
v II 5 k ? ​ 147
V ​ 3
v III 5 k ? ​ 125
V ​ 3
Portanto, a ordem é v I v III v II .
b) Superfície de contato.
8 Alternativa D.
9 Alternativa C.
10 Alternativa C.
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11 Alternativa C.
12 04
13 0 – V
1 – V
2 – F
3 – F
4 – F

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Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
14 1. O I 2 formado na reação I (lenta) é imediatamente consumido na
reação II (rápida), voltando a formar I 2 . A cor azul só aparecerá
quando a reação II parar de ocorrer, o que acontecerá quando a
vitamina C (C 6 H 8 O 6 ) for totalmente consumida. Quando a reação II
não mais ocorrer, o I 2 produzido pela reação I reagirá com o amido,
resultando na cor azul.
2. O tempo será menor, pois a menor quantidade de vitamina C
levará menos tempo para ser consumida.
15 Verdadeira.
16
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Energia (kcal/mol)
Caminho da reação
17 1. A velocidade depende apenas da concentração do brometo de
terc-butila.
2. a) Diagrama II, pois ele indica que E a é maior para a primeira etapa,
o que está de acordo com a informação dada no mecanismo,
de que a primeira etapa é a lenta.
b) Como E a1 E a2 , a primeira etapa é lenta.
Energia
E a1
(CH 3 ) 3 CBr OH
(CH 3 ) 3 C OH Br
E a2
(CH 3 ) 3 COH Br
Avanço da reação
18 Alternativa C.

Moderna plus
Parte II
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
3 a) duplica b) triplica
4 a) É multiplicada por 4.
b) É multiplicada por 9.
5 Alternativa E.
6 Alternativa D.
7 Alternativa E.
9 Alternativa C.
10 Alternativa C.
11 Alternativa E.
12 Alternativa D.
13 Alternativa E.
14 Alternativa A.
15 Alternativa A.
16 a) Reação que ocorre, microscopicamente, em uma etapa.
b) v 5 k [N 2 O][NO]
17 a) v 5 k [C 2 H 4 ][H 2 ] b) v 5 k [C,O] 2
18 a) v 5 k [Br 2 ][NO] 2
b) Duplica.
c) Quadruplica.
d) Será multiplicada por oito.
20 Alternativa C.
21 Alternativa B.
22 Alternativa C.
23 v 5 k [HBr][O 2 ]
24 Catálise heterogênea.
25 Catálise homogênea.
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26 Catálise homogênea.
27 Catálise heterogênea.
28 A: enegia de ativação da 1 a etapa da reação catalisada.
B: energia de ativação da reação não catalisada.
C: DH da reação global.
29 Alternativa A.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade G
Animações
Eficácia das colisões
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
A animação mostra como se dá
uma colisão entre as moléculas
participantes de uma reação e
apresenta as condições necessárias
para que uma reação química ocorra.
Energia de ativação
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
A animação explica como é formado
o complexo ativado, além de
apresentar as reações endotérmica
e exotérmica, com a exposição de
seus respectivos gráficos.
Vídeos de experimento
Estudo cinético de
uma reação: introdução
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 23
Após explicar o conceito de
velocidade de uma reação por
meio de alguns exemplos, o vídeo
introduz os elementos utilizados no
experimento e define o que é um
estudo cinético de uma reação.
Estudo cinético de
uma reação: experimento
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 23
Depois de identificar todos
os elementos utilizados no
experimento, o vídeo apresenta a
reação entre o magnésio e o ácido
clorídrico, mostrando passo a passo
como é realizado o estudo cinético
dessa reação.
Estudo cinético de
uma reação: velocidade média
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 23
Além de explicar como é feito o
cálculo da velocidade média de
uma reação, o vídeo utiliza os dados
obtidos no experimento para calcular
a velocidade média de formação de
hidrogênio na reação entre magnésio
e ácido clorídrico para cada intervalo
de 10 segundos.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade G
Vídeos de experimento
Estudo cinético de uma
reação: velocidade
instantânea
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 23
Após apresentar o gráfico que
representa a curva cinética da
reação entre o magnésio e o ácido
clorídrico, o vídeo explica como
é possível, a partir dos dados
obtidos nesse gráfico, determinar
a velocidade instantânea da reação
em um momento escolhido.
Efeito da concentração
sobre a velocidade da
reação: introdução
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
A partir da reação entre o gás
hidrogênio e o iodo gasoso, o vídeo
apresenta as condições necessárias
para que uma reação química
ocorra, demonstrando como a
concentração pode influenciar a
rapidez desse processo.
Efeito da concentração
sobre a velocidade da reação:
experimento
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
O vídeo permite verificar o que ocorre
quando soluções com diferentes
concentrações de alvejante são
acrescentadas, separadamente, a
soluções com igual quantidade de
água e corante alimentício.
Efeito da concentração
sobre a velocidade da reação:
conclusão
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
A partir do experimento realizado,
o vídeo explica por que a solução
de corante alimentício perde a cor
mais rapidamente no recipiente
em que foi adicionada a solução de
alvejante mais concentrada.
A catalase: introdução
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
Antes de introduzir o experimento,
o vídeo explica o que são as enzimas,
relacionando alguns exemplos, e
apresenta o modelo chave-fechadura,
um dos modos de compreender a
ação enzimática.
A catalase: experimento
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
O vídeo apresenta duas situações
em que pedaços de fígado de boi
são colocados em contato com água
oxigenada: na primeira, a carne
está crua; na segunda, o fígado é
previamente cozido.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade G
Vídeos de experimento
A catalase: conclusão
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 24
A partir do experimento realizado,
o vídeo explica por que a
decomposição do H2O2 acontece
mais rapidamente no recipiente que
contém fígado cru.
Efeito do catalisador sobre
a velocidade da reação:
introdução
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 25
O vídeo apresenta o conceito de
catalisador, explicando, por meio
de um exemplo, sua função em
uma reação. Além disso, introduz
o experimento que irá mostrar na
prática o efeito do catalisador dióxido
de manganês sobre uma reação.
Efeito do catalisador sobre
a velocidade da reação:
experimento
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 25
O vídeo apresenta um experimento
que utiliza água oxigenada 10 volumes
e dióxido de manganês para analisar a
reação de decomposição do peróxido
de hidrogênio com e sem catalisador.
Efeito do catalisador sobre
a velocidade da reação:
conclusão
Química 2 > Parte 2 > Unidade G >
Cap. 25
Com base na equação que representa
a decomposição do peróxido de
hidrogênio, o vídeo mostra as
diferenças entre a reação com
o catalisador e a reação sem o
catalisador, evidenciando o efeito do
catalisador sobre a rapidez da reação.

PARTE III
Unidade H
Equilíbrio químico
Capítulo 26
Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio, 322
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier, 341
Unidade I
Equilíbrios iônicos
Capítulo 28
Equilíbrio em soluções
de eletrólitos, 358
Capítulo 29 pH e pOH, 369
PARTE
III
Capítulo 30 Hidrólise salina, 387
Capítulo 31 Solução-tampão, 399
Unidade J
Equilíbrios heterogêneos
Capítulo 32
Capítulo 33
Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos, 407
Solubilidade e curva de
solubilidade, 421
Capítulo 34 Produto de solubilidade, 431
Unidade K
Radioatividade
Capítulo 35 Decaimentos radioativos, 442
Capítulo 36
Capítulo 37
Cinética dos decaimentos
radioativos, 457
Transmutação, fissão e
fusão nucleares, 466

UNIDADE H Equilíbrio químico
Capítulo
26
Equilíbrio químico
e constante de
equilíbrio
Equilíbrio dinâmico
Na estratosfera, a radiação UV
causa a decomposição das
moléculas de CFC, liberando
átomos de cloro com o octeto
incompleto (radicais cloro).
Comprimento de onda
inferior a 290 nm
No equilíbrio químico há
coexistência de reagentes e
produtos com concentrações
constantes no transcorrer do
tempo.
O ciclo do ozônio consiste em uma série de reações que envolvem
o consumo e a formação de gás oxigênio (O 2 ), radicais oxigênio (O)
e ozônio (O 3 ) e a absorção de parte da radiação UV proveniente
do Sol, que é prejudicial à saúde humana.
Raios UV
provenientes do
Sol decompõem o
O 3 em O 2 e O.
Comprimento
de onda entre
200 e 320 nm
Destruição do ozônio
Várias substâncias são capazes de
destruir a camada de ozônio, sendo
as mais notórias os CFCs e o N 2 O.
Estima-se que um único átomo de
cloro seja capaz de destruir cerca
de 100.000 moléculas de O 3 .
Mesosfera
50 km
26.1 Conceito de equilíbrio
químico
No equilíbrio químico, a velocidade
da reação direta é igual à
velocidade da reação inversa.
26.2 Constante de equilíbrio em
função das concentrações (K C )
A expressão matemática de K C
vincula as concentrações de
reagentes e produtos em equilíbrio.
26.3 Constante de equilíbrio
em função das pressões
parciais (K P )
A expressão matemática de K P
relaciona as pressões parciais
de reagentes e de produtos, no
equilíbrio.
Parte da radiação UV é
consumida no ciclo do ozônio
e não chega à superfície
da Terra. Essa absorção
de raios UV se dá na
estratosfera, acima
de 20 km de altitude,
onde a concentração
de ozônio é
máxima.
Os radicais oxigênio
(O), que são átomos
livres de oxigênio com
o octeto incompleto,
colidem com moléculas
de O 2 regenerando o
ozônio e mantendo o
ciclo em equilíbrio.
Átomos livres de
cloro reagem com
o O 3 , formando
CO e O 2 .
O CO reage com radicais
oxigênio gerando O 2 e
regenerando o radical C.
Radicais oxigênio são gerados
pela decomposição de O 3 e de
O 2 mediante radiação UV
de comprimento de onda
inferior a 320 nm.
O radical C irá
reagir com outra
molécula de O 3 ,
reiniciando o ciclo.
Estratosfera
15 km
Troposfera
40 km
12 km
O vórtice antártico
O vórtice polar antártico é um
vento que tem um padrão
particular de circulação. Ele
impede a saída de poluentes que
foram transportados até lá durante
o verão e os carrega até altitudes
estratosféricas.
O ciclo do ozônio também sofre
interferência dos radicais livres
naturais, como os provenientes
de erupções vulcânicas. Na
Antártida existem doze vulcões
ativos. O Monte Erebus, sozinho,
ejeta em média 1.230 toneladas
de cloro por dia, na forma
elementar ou combinado, por
exemplo, como HC.
Buraco na camada de ozônio
O fenômeno do buraco na camada de ozônio na Antártida deve-se a
vários fatores. A presença de luz solar no início da primavera faz com
que compostos de cloro sejam convertidos em radicais livres.
Esses radicais livres irão reagir com moléculas de ozônio. Após a primavera,
a circulação de ar se modifica e há entrada de ar de outras regiões, e então
ocorre a reposição local de ozônio.
Para pensar
Julho
Agosto
Setembro
Outubro Novembro
Dezembro 1. Como é possível existir um “buraco”
numa camada de gás?
2. Você conhece outra situação em
que exista um equilíbrio dinâmico?

Seção 26.1
Conceito de equilíbrio químico
❱❱ Objetivos
C Conceituar equilíbrio
químico.
C CInterpretar um gráfico
de concentração
de reagentes e de
produtos em função do
tempo, para uma reação
que converge para o
equilíbrio químico.
C CEsboçar um gráfico
da velocidade das
reações direta e inversa
em função do tempo,
para uma reação
que converge para o
equilíbrio.
❱❱ Termos e conceitos
• equilíbrio químico
Tempo
1 O equilíbrio químico é dinâmico
Colocou-se 1 mol de N 2 O 4 em um recipiente de 1 L, mantido à temperatura
constante de 100 °C. Estamos interessados em investigar a transformação
do N 2 O 4 (gás incolor) em NO 2 (gás castanho):
N 2 O 4 (g) # 2 NO 2 (g)
Incolor Castanho
Observa-se que, com o passar do tempo, a coloração castanha vai se
tornando cada vez mais intensa até chegar um momento a partir do qual
permanece constante. Nesse momento, uma análise revela que, além do
NO 2 produzido, ainda resta N 2 O 4 dentro do recipiente.
Coloração permanece
constante
As concentrações
permanecem constantes:
[N 2 O 4 ] 0,74 mol/L
[NO 2 ] 0,52 mol/L
[ ]
2,0
1,5
1,0
0,5
0
[N 2 O 4 ] 0,74 mol/L
[NO 2 ] 0,52 mol/L
A partir deste instante
as concentrações
passam a ser constantes
Tempo
Isso ocorre porque nem a reação direta, N 2 O 4 (g) # 2 NO 2 (g), nem
a inversa, 2 NO 2 (g) # N 2 O 4 (g), se processam completamente. Ambas
parecem parar em um ponto intermediário, que é denominado situação de
equilíbrio químico.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
v 1
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) No equilíbrio químico v 1 5 v
v 2
2
Unidade H • Equilíbrio químico
324
Frasco fechado
contendo os gases
N 2 O 4 e NO 2 em
equilíbrio químico. O
N 2 O 4 é incolor e o NO 2 ,
castanho.
N 2 O 4 (g)
1 mol/L
Após algum tempo
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
Sistema em
equilíbrio químico
[N 2 O 4 ] = 0,74 mol/L
[NO 2 ] = 0,52 mol/L
Equilíbrio químico é a situação na qual as concentrações dos
participantes da reação não se alteram, pois as reações direta
e inversa estão se processando com velocidades iguais. É uma
situação de equilíbrio dinâmico.

Os químicos utilizam as seguintes representações para mostrar que uma reação é reversível,
isto é, pode ocorrer em ambos os sentidos, tendendo a atingir a situação de equilíbrio:
N 2 O 4 (g) B 2 NO 2 (g) ou N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
Equilíbrio químico
implica
Equilíbrio químico
implica
Concentração
dos reagentes
constante
Concentração
dos produtos
constante
Reação
direta
Reação
inversa
mas
Não necessariamente iguais
com
Velocidades iguais
2 Como v 1 e v 2 variam com o tempo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Suponhamos que tanto a reação direta quanto a inversa sejam elementares, isto é, ocorram em
uma só etapa. Desse modo podemos escrever a equação de velocidade para cada uma delas:
Reação direta: N 2 O 4 # 2 NO 2 v 1 5 k 1 ? [N 2 O 4 ]
Reação inversa: N 2 O 4 ! 2 NO 2 v 2 5 k 2 ? [NO 2 ] 2
No início da experiência, [N 2 O 4 ] 5 1 mol/L. À medida que o tempo passa, o N 2 O 4 é consumido
e, portanto, sua concentração vai diminuindo, acarretando diminuição de v 1 . Quando o equilíbrio
químico é atingido, a [N 2 O 4 ] passa a ficar constante e, consequentemente, v 1 também passa a
ser constante (gráfico A ).
A velocidade da reação inversa (v 2 ) é nula no início da experiência, pois inicialmente não existe
produto ([NO 2 ] 5 0). Com o passar do tempo, o NO 2 vai sendo formado e a [NO 2 ] vai aumentando,
o que faz v 2 também aumentar até o momento em que o equilíbrio é alcançado e v 2 passa a permanecer
constante, pois [NO 2 ] não varia mais (gráfico B ).
Podemos construir um único gráfico no qual mostramos a variação de v 1 e v 2 até atingir o
equilíbrio, quando v 1 e v 2 se igualam (gráfico C ).
A B C
v 1
v 2
v
t eq t eq
t eq (instante em que o equilíbrio
v 1 k 1 [N 2 O 4 ]
v 2 k 2 [NO 2 ] 2 v 1 k 1 [N 2 O 4 ]
v 1 v 2 Equilíbrio
químico
v 2 k 2 [NO 2 ] 2
Tempo Tempo Tempo
químico é atingido)
Pensando em um gráfico de entalpia versus caminho da reação, temos:
Entalpia
Reação direta
Reação inversa
N 2 O 4 2 NO 2
N 2 O 4 2 NO 2
H 57,2 kJ
N 2 O 4
NO 2
Caminho da reação
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
325

Exemplos no dia a dia
No vinagre, que é uma solução aquosa de ácido acético (CH 3 COOH), existe
o equilíbrio de ionização do ácido acético:
CH 3 COOH (aq) F H 1 (aq) 1 CH 3 COO 2 (aq)
Moléculas não ionizadas estão
em equilíbrio...
... com os íons provenientes da
ionização do ácido.
No leite de magnésia, que é uma suspensão aquosa de hidróxido de
magnésio, Mg(OH) 2 , há o equilíbrio de dissociação iônica da base:
Mg(OH) 2 (s) F Mg 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
Cristais sólidos (não dissociados)
estão em equilíbrio...
... com íons dissolvidos na água,
provenientes da dissociação iônica da base.
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Animação: Conceito de equilíbrio químico
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErcício rEsolvido
1 Qual dos modelos é mais adequado para representar
uma amostra da fase gasosa de um sistema no
qual há o equilíbrio: H 2 (g) 1 C, 2 (g) F 2 HC, (g)?
A
B
D
E
No modelo A não há produto, no B não há reagentes
e no E não há o reagente C, 2 . No modelo C os
átomos estão isolados, e não unidos formando
moléculas, em uma situação que não retrata reagentes
nem produtos.
2 (Fuvest-SP) Em condições industrialmente apropriadas
para se obter amônia, juntaram-se quantidades
estequiométricas dos gases N 2 e H 2 .
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Depois de alcançado o equilíbrio químico, uma
amostra da fase gasosa poderia ser representada
corretamente por:
a)
d)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade H • Equilíbrio químico
C
Legenda:
H
C
Resolução:
Na situação de equilíbrio químico deve haver
rea gentes (H 2 e C, 2 ) e produto (HC,) coexistindo
no sistema. Isso está de acordo apenas com o
modelo D .
b)
c)
e)
Legenda:
Legenda:
N
N
H
H
326

ExErcício rEsolvido
5 (UFG-GO) Os seguintes gráficos representam variáveis
de uma reação química.
3 (UFMG) O gráfico mostra as variações, com o tempo,
das concentrações das espécies presentes em
um recipiente fechado, no qual ocorre a síntese da
amônia.
A equação da reação é:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Com relação ao gráfico, identifique a afirmativa
FALSA.
Concentração
0
t 1
t 2
1
2
Tempo
Velocidade
0
t 1
3
4
t 2
Tempo
Concentração/mol L 1
3
2
1
H 2
NH 3
N 2
Os gráficos indicam que
a) no instante t 1 , a velocidade da reação direta é
igual à da inversa.
b) após t 2 , não ocorre reação.
c) no instante t 1 , a reação atingiu o equilíbrio.
d) a curva 4 corresponde à velocidade da reação
inversa.
e) no ponto de intersecção das curvas 3 e 4, a concentração
de produtos é igual à de reagentes.
0
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
t 1 t
Tempo/s
2
a) No tempo t 5 0, a velocidade da reação inversa
é zero.
b) No tempo t 5 t 1 , as velocidades das reações
direta e inversa são iguais.
c) No tempo t 5 t 2 , o sistema está em equilíbrio.
d) No tempo t 5 t 2 , as velocidades das reações
direta e inversa são ambas diferentes de zero.
Resolução
A alternativa a é verdadeira. Em t 5 0 não há, ainda,
NH 3 formada e, por isso, a reação inversa não
pode acontecer.
A alternativa b é falsa. As velocidades das reações
direta e inversa só se igualam no equilíbrio. Em
t 5 t 1 o equilíbrio ainda não foi atingido, pois,
como vemos pelo gráfico, esse instante de tempo
pertence a um intervalo em que as concentrações
não permanecem constantes.
A alternativa c é verdadeira. O instante t 5 t 2
pertence a um intervalo de tempo em que as concentrações
permanecem constantes.
A alternativa d é verdadeira. As velocidades são
diferentes de zero e iguais, pois o sistema está
em equilíbrio.
Alternativa b.
4 (UFPB) Numa reação química, o equilíbrio é observado
quando:
a) O número de mols dos reagentes é igual ao
número de mols do produto.
b) A temperatura do sistema reacional fica constante.
c) As velocidades das reações direta e inversa
são iguais.
d) Os reagentes são totalmente consumidos.
e) As reações direta e inversa ocorrem simultaneamente.
6 (Ufac) Uma reação atinge o equilíbrio químico:
I. Quando não há mais reagentes, somente produtos.
II. Quando as concentrações dos reagentes são
iguais às concentrações dos produtos.
III. Quando a velocidade da reação direta é igual à
velocidade da reação inversa.
IV. Quando as concentrações de reagentes e produtos
tornam-se constantes.
V. Quando não existe mais reação química.
As afirmações corretas são:
a) I e II.
b) II e III.
c) III e IV.
d) IV e V.
e) III e V.
7 (Uespi) O sistema Ni (s) 1 4 CO (g) F Ni(CO) 4 (g) é
um sistema químico dito em equilíbrio. O equilíbrio
químico é caracterizado por apresentar:
a) velocidade das reações direta e indireta igual a
zero; e concentrações de reagentes e produtos
iguais.
b) velocidade das reações direta e indireta igual a
zero; e concentrações de reagentes e produtos
constantes.
c) velocidade das reações direta e indireta igual a
zero; e concentrações de reagentes e produtos
variáveis.
d) velocidade da reação direta igual à da reação indireta;
e concentrações de reagentes e produtos
iguais.
e) velocidade da reação direta igual à da reação indireta;
e concentrações de reagentes e produtos
constantes.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
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Exercícios adicionais
327

Seção 26.2
Constante de equilíbrio em função
das concentrações (K C )
❱❱ Objetivos
C CInterpretar a
expressão de K C
como uma lei natural
que vincula
as concentrações
no equilíbrio.
C CListar os fatores de que
o valor de K C depende.
C Comparar as
concentrações de
reagentes e produtos
no equilíbrio, utilizando
o valor de K C .
C CInterpretar o
significado de a
de uma reação.
CCRealizar cálculos
químicos envolvendo
K C e a.
❱❱ Termos e conceitos
• constante de equilíbrio
em função das
concentrações (K C )
• expressão matemática
da constante de
equilíbrio em função
das concentrações (K C )
• grau de equilíbrio ( a)
1 Equacionando matematicamente o
equilíbrio
Reação direta: N 2 O 4 # 2 NO 2 v 1 5 k 1 ? [N 2 O 4 ]
Reação inversa: N 2 O 4 ! 2 NO 2 v 2 5 k 2 ? [NO 2 ] 2
A partir do momento em que o equilíbrio é alcançado, podemos igualar
v 1 e v 2 e deduzir a seguinte expressão:
v 1 5 v 2 V k 1 ? [N 2 O 4 ] 5 k 2 ? [NO 2 ] 2 k
V __ 1
5
_______ [NO 2] 2
k 2
[N 2 O 4 ] 5 constante
Como k 1 e k 2 são constantes, então k 1 /k 2 é constante. Essa nova constante
é chamada de constante de equilíbrio e é simbolizada por K C .
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) K C 5
_______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ]
O significado dessa expressão é que, a uma certa temperatura fixa,
quando a reação estiver em equilíbrio químico, as concentrações de N 2 O 4
e NO 2 obedecem à relação que diz que o resultado do cálculo [NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ]
é igual a um valor numérico fixo, representado por K C . Para a reação em
questão, realizada a 100 °C, esse valor é 0,36.
A tabela abaixo se refere a uma série de três experiências (cada linha
corresponde a uma delas) em que se coloca N 2 O 4 em um recipiente fechado
de volume constante, à temperatura fixa de 100 °C. Note que, qualquer
que seja a concentração inicial de N 2 O 4 , o sistema atinge o equilíbrio com
[NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ] igual a 0,36.
Tabela 1 Dados para o equilíbrio N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g), a 100 °C
Início No equilíbrio
________
[NO 2 ] 2 eq
[N [N 2 O 4 ] eq
2 O 4 ] i (mo/L) [NO 2 ] i (mo/L) [N 2 O 4 ] eq (mo/L) [NO 2 ] eq (mo/L)
1,0 0,0 0,74 0,52 0,36
2,0 0,0 1,62 0,76 0,36
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Constante de equilíbrio K C
tem um
Valor numérico
que depende da
3,0 0,0 2,52 0,96 0,36
O valor da constante de equilíbrio para uma reação, em uma
certa temperatura, não depende das concentrações iniciais de
reagentes e de produtos.
Unidade H • Equilíbrio químico
Reação
Temperatura
Da tabela 1, conclui-se que, para a reação N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g), a
constante de equilíbrio (K C ), a 100 °C, é igual a 0,36.
2 Expressão matemática de K C
Vamos, agora, generalizar o conceito de constante de equilíbrio. Considere
a representação a seguir referente a um equilíbrio envolvendo gases ou
substâncias em solução aquosa:
a A 1 b B F c C 1 d D
328

Supondo que as reações direta e inversa sejam elementares:
Reação direta: v 1 5 k 1 ? [A] a ? [B] b
Reação inversa: v 2 5 k 2 ? [C] c ? [D] d
Igualando v 1 e v 2 , temos:
k 1 ? [A] a ? [B] b 5 k 2 ? [C] c ? [D] d V
___ k 1
5 _________ [C] c ? [D] d
k 2 [A] a ? [B] 5 constante
b
A expressão da constante de equilíbrio em função das
concentrações (K C ) é definida como a multiplicação das
concentrações (no equilíbrio) em mol/L dos produtos dividida
pela dos reagentes, com todas as concentrações elevadas aos
respectivos coefi cientes estequiométricos.
a A 1 b B F c C 1 d D K C 5 _________ [C]c ? [D] d
[A] a ? [B] b
Reagentes Produtos
Símbolo que
representa a
constante de
equilíbrio
K C 5
_________ [C]c ? [D] d
[A] a ? [B] b
Expressão
matemática da
constante de
equilíbrio
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Não confunda constante de equilíbrio com expressão matemática da constante de equilíbrio.
A constante de equilíbrio é um número característico de uma dada reação em uma
certa temperatura, representado por K C . Por outro lado, a expressão matemática da constante
de equilíbrio é uma sentença matemática que relaciona K C com as concentrações
de reagentes e produtos no equilíbrio.
Na química de nível superior, é possível fazer uma demonstração geral de que o resultado
do cálculo [C] c [D] d /[A] a [B] b , envolvendo as concentrações no equilíbrio, permanece constante
mesmo em se tratando de reações direta e inversa não elementares.
O fato de o quociente das concentrações permanecer constante no equilíbrio, devido à igualdade
das velocidades de reação direta e inversa, foi explicado corretamente em 1863 pelos químicos
noruegueses Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage. Essa lei da natureza foi chamada por eles
de Lei de Ação das Massas, hoje também chamada por alguns de Lei de Guldberg-Waage. Muitos
autores denominam Lei de Ação das Massas a expressão matemática da constante de equilíbrio.
Outros, contudo, utilizam esse nome para a lei cinética de uma reação.
3 A unidade de K C
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) K C 5 [NO 2] 2
_______
[N 2 O 4 ]
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
H 2 (g) 1 C, 2 (g) F 2 HC, (g)
V
K C 5
__________ [NH 3 ] 2
​
V
[N 2 ] ? [H 2 ] 3
K C 5
__________ [HC,] 2
​
V
[H 2 ] ? [C, 2 ]
(mol/L) 2
________
(mol/L) 1 5 (mol/L)
(mol/L) 2
_________________
(mol/L) 1 (mol/L) 3 5 (mol/L)22
________________
(mol/L) 2
(mol/L) 1 1
5 sem unidade
(mol/L)
Na química de nível superior, há razões que permitem trabalhar com a constante de equilíbrio
como sendo um número adimensional (sem unidade), e, por essa razão, é frequente encontrarmos
autores que não colocam unidades em K C . Nesse caso em particular, não se trata de um erro, pois
para isso existem razões científicas, as quais, no entanto, estão além dos objetivos deste livro*.
Esteja atento aos exercícios
Nos exercícios de vestibular, K C é, às vezes, tratado como um número adimensional e,
outras vezes, como número provido de unidade.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
Veja, por exemplo, P. Atkins e L. Jones. Chemical principles, the quest for insight. 4. ed. Nova York, Freeman, 2008.
*
p. 360, ou I. N. Levine. Physical Chemistry. 6. ed. Nova York, McGraw-Hill, 2009. p. 177-179, ou W. J. Moore. Físico-
-química. 4. ed. São Paulo, Edgard Blücher, 1988, p. 263.
329

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade H • Equilíbrio químico
330
ExErcício rEsolvido
8 Escreva a expressão da constante de equilíbrio em
função das concentrações (K C ) para a reação assim
equacionada:
4 NH 3 (g) 1 5 O 2 (g) F 4 NO (g) 1 6 H 2 O (g)
Resolução
A expressão é:
9 (UFF-RJ) Assinale a opção que apresenta a expressão
da constante de equilíbrio, em termos de concentração
de reagentes e produtos, para a reação:
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
a)
[HI] 2
_______
[H 2 ] [I 2 ]
c)
[HI] 2
__________
[H 2 ] 1 [I 2 ]
b) _______ [H 2] [I 2 ]
[HI] d) _______ [H 2] [I 2 ]
2 2 [HI]
e)
2 [HI] ________
[H 2 ] [I 2 ]
10 Escreva a expressão de K C para os seguintes equilíbrios:
a) CO (g) 1 C, 2 (g) F COC, 2 (g)
b) 2 NO 2 (g) F 2 NO (g) 1 O 2 (g)
c) 2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
11 (UFMA) Indique a expressão correta, com base na
lei da ação das massas, para a reação a seguir:
CS 2 (g) 1 4 H 2 (g) F CH 4 (g) 1 2 H 2 S (g)
a) ___________
[CH 4] [H 2 S] 2
[CS 2 ] [H 2 ] d) ______________
[CS 2 ] ? 4 [H 2 ]
4 [CH 4 ] ? 2 [H 2 S]
b)
[CS 2 ] 1 4 [H 2 ]
_______________
[CH 4 ] 1​2 [H 2 S]
c) ______________
[CH 4] ? 2 [H 2 S]
[CS 2 ] ? 4 [H 2 ]
K C 5 _____________
[NO]4 ? [H 2 O] 6
[NH 3 ] 4 ? [O 2 ] 5
Note, nessa expressão, alguns pontos importantes:
[NO] e [H 2 O] indicam
as concentrações
em mol/L dos
PRODUTOS
[NH 3 ] e [O 2 ] indicam
as concentrações
em mol/L dos
REAGENTES
Multiplicação
K C 5 [NO] 4 ? [H 2 O] 6
________________
[NH 3 ] 4 ? [O 2 ] 5
Multiplicação
Os expoentes são
os coeficientes
estequiométricos
Divisão: PRODUTOS
no numerador e
REAGENTES no
denominador
e) _______________
[CH 4] 1 2 [H 2 S]
[CS 2 ] 1 4 [H 2 ]
12 (PUC-RS) Dada a expressão da constante de equilíbrio
em termos de concentração de produtos e
reagentes:
K C 5 ___________
[NO]2 ? [O 2 ]
[NO 2 ] 2
a equação química que pode ser representada por
essa expressão é:
a) 2 NO 2 (g) F 2 NO (g) 1 O 2 (g)
b) 2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
c) NO 2 (g) F 2 NO (g) 1 O 2 (g)
d) 2 NO 2 (g) F NO (g) 1 O (g)
e) NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
ExErcício rEsolvido
13 (PUC-SP) Em determinadas condições de temperatura
e pressão, existe 0,5 mol/L de N 2 O 4 em equilíbrio
com 2 mol/L de NO 2 , segundo a equação N 2 O 4 (g) F
F 2 NO 2 (g). Qual o valor da constante (K C ) desse
equilíbrio, nas condições da experiência?
Resolução
Como o problema forneceu as concentrações
presentes no equilíbrio, basta introduzi-las na
expressão de K C :
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
K C = ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] 5 _____ (2)2
(0,5) 5 8
14 (UEL-PR) No equilíbrio químico A 1​B F C 1 D verifica-
-se que, a 25 °C, [A] 5 [B] 5 1,0 M e [C] 5 [D] 5 2,0 M. A
constante de equilíbrio em termos de concentração,
a 25 °C, tem valor numérico:
a) 4,0. d) 1,0.
b) 3,0. e) 0,50.
c) 2,0.
15 (Fuvest-SP) A altas temperaturas, N 2 reage com O 2
produzindo NO, um poluente atmosférico:
N 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 NO (g)
À temperatura de 2.000 kelvin, a constante do equilíbrio
acima é igual a 4,0 ? 10 24 . Nessa temperatura,
se as concentrações de equilíbrio de N 2 e O 2 forem,
respectivamente, 4,0 ? 10 23 e 1,0 ? 10 23 mol/L, qual
será a de NO?
a) 1,6 ? 10 29 mol/L.
b) 4,0 ? 10 29 mol/L.
c) 1,0 ? 10 25 mol/L.
d) 4 ? 10 25 mol/L.
e) 1,6 ? 10 24 mol/L.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

16 (Udesc) Observe a equação da reação de formação
do ácido iodídrico:
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
Dados: Concentração de HI 5 2,0 3 10 23 mol ? L –1 .
Concentração de I 2 5 1,0 3 10 23 mol ? L 21 .
Na temperatura de 500 K a constante de
equilíbrio da reação é 160.
Assinale a alternativa que determina a concentração
de H 2 .
a) 9,4 3 10 25 mol ? L 21 . d) 5,2 3 10 25 mol ? L 21 .
b) 2,5 3 10 25 mol ? L 21 . e) 9,4 3 10 24 mol ? L 21 .
c) 2,5 3 10 24 mol ? L 21 .
Comentário dos autores:
18 (PUC-RJ) O gráfico mostra a variação das concentrações
de H 2 , I 2 e HI, durante a reação de 1 mol de H 2 com
1 mol de I 2 num balão de 1 L a uma temperatura
de 100 °C, em função do tempo. A equação da
reação é:
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
Concentração (mol/L)
2,0
1,0
0
HI
H 2
e I 2
Tempo (min)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Considere que as concentrações fornecidas se
refiram à situação de equilíbrio.
ExErcício rEsolvido
17 Dentro de um recipiente contendo inicialmente
apenas NO 2 , ocorre o seguinte processo, a temperatura
constante:
2 NO 2 (g) F 2 NO (g) 1 O 2 (g)
As concentrações dos participantes foram acompanhadas
com o passar do tempo, tendo sido feito
o gráfico abaixo.
Concentração
(mol/L)
A
4,0 10 2
2,0 10 2
8,0 10 3
x
Tempo
a) Associe as curvas A, B e C aos participantes da
reação.
b) Que ocorre de especial no tempo x?
c) Calcule K C para o equilíbrio em questão.
Resolução
a) A curva C é decrescente e, portanto, corresponde ao
reagente (NO 2 ), que é gasto no processo. As outras
correspondem aos produtos, que são formados.
A substância da curva A é formada em quantidade
duas vezes maior que a da curva B e, portanto,
concluímos que se refere ao NO (de acordo com a
proporção estequiométrica, que é de 2 mol de NO
para 1 mol de O 2 ). A curva B se refere ao O 2 .
b) A partir do tempo x as concentrações permanecem
constantes, revelando que foi atingido
o equilíbrio químico.
c) K C 5 __________ [NO]2 [O 2 ]
[NO 2 ] 2
K C 5 _____________________
(4,0 ? 1022 ) 2 (2,0 ? 10 22 )
(8,0 ? 10 23 ) 2
K C 5 0,5
B
C
No cálculo
de K C devem
ser usadas as
concentrações
em mol/L no
equilíbrio.
Qual é a constante de equilíbrio dessa reação?
19 (UFV-MG) Considere uma reação hipotética:
A 1 B F C 1 D
O gráfico da variação da concentração dos reagentes
e produtos, em função do tempo, a uma dada
temperatura, é mostrado abaixo.
Concentração (mol/L)
8
2
C e D
A e B
Tempo
A constante de equilíbrio para a reação é:
a) 4. b) ___ 1 . c)
1__
. d) 6. e) 16.
16 4
20 (PUC-RS) O ácido sulfúrico é um dos responsáveis
pela formação da chuva ácida. O equilíbrio envolvido
na formação desse ácido na água da chuva é
representado pela equação:
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
O equilíbrio foi estabelecido em determinadas
condições e está representado no gráfico, no qual
as concentrações estão no eixo das ordenadas, em
mol/L, e o tempo está na abscissa, em segundos.
Evolução da reação
7
6
5
4
SO 3
[ ]
3
O 2
2
SO 2
1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
tempo
teq
Pela análise do gráfico, é correto afirmar que a
constante de equilíbrio para esse sistema é:
a) 0,66. b) 0,75. c) 1,33. d) 1,50. e) 3,00.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
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Exercícios adicionais
331

4 Espontaneidade de uma reação
Valor alto de K C
indica que no
equilíbrio há
Cada reação possui sua própria expressão para a constante de equilíbrio. O
valor numérico dessa constante também é característico de cada reação, a uma
certa temperatura. Para uma mesma reação, variações de temperatura afetam
o valor de K C .
Vamos considerar dois exemplos de equilíbrio químico e suas constantes de
equilíbrio a 25 °C:
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g) K C 5 9,9 ? 10 125 Valor relativamente alto
Pouco
reagente
Muito
produto
N 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 NO (g) K C 5 1,0 ? 10 230 Valor relativamente baixo
O primeiro equilíbrio possui um valor relativamente alto para K C , o que revela
que na situação de equilíbrio químico teremos muito mais produto do que reagente.
Em outras palavras, podemos dizer que essa é uma reação muito favorecida.
O numerador é 9,9 ? 10 25 vezes maior que o
denominador. No equilíbrio há mais produto
do que reagente.
___________ [SO 3 ] 2
5 9,9 ?
[SO 2 ] 2 10125
? [O 2 ]
Valor baixo de K C
Muito
reagente
indica que no
equilíbrio há
Pouco
produto
Já no segundo exemplo a constante de equilíbrio é relativamente pequena,
o que revela que a reação é muito pouco favorecida, ou seja, no equilíbrio temos
muito mais reagente do que produto.
O denominador é 1,0 ? 10 30 vezes maior que o
numerador. No equilíbrio há mais reagente
do que produto.
ExErcícIos EssENcIAIs
_________ [NO] 2
5 1,0 ? 10230
[N 2 ] ? [O 2 ]
Uma reação é tanto mais favorecida (mais espontânea), ou seja, tende a
formar maior quantidade de produto(s), a uma certa temperatura, quanto
maior for o valor da sua constante de equilíbrio, nessa temperatura.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcício rEsolvido
Unidade H • Equilíbrio químico
21 (Cesgranrio-RJ) Um grupo de pesquisadores químicos apresentou relatório contendo resultados de
estudos sobre processos alternativos para a produção de substância de vital importância para a população.
Considerando as constantes de equilíbrio, usadas como critério de escolha e apresentadas
a seguir para cada processo, espera-se que o responsável opte pelo processo:
Processo
a) I 0,01
b) II 0,1
c) III 1
d) IV 10
e) V 100
K C
Resolução
Como o interesse é a formação do
produto, deve-se escolher o processo
com a maior constante de equilíbrio,
pois, quanto maior for K C , maior será
a concentração de produto em relação
ao reagente:
^
Alternativa e.
K C 5 __________ [produto]
[reagente]
^
^
332

22 A tabela relaciona os valores de K C para alguns
equilíbrios a 25 °C:
Equilíbrio
I. 2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g) 9,9 ? 10 125
II. N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) 6,0 ? 10 15
III. H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g) 7,9 ? 10 12
IV. N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) 4,0 ? 10 22
K C
Temperatura (°C)
K C
25 4,0 ? 10 22
100 3,6 ? 10 21
127 1,4
150 3,2
227 4,1 ? 10 11
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
V. N 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 NO (g) 1,0 ? 10 230
Imagine que esses equilíbrios tenham sido atingidos
a partir dos reagentes em quantidades estequiométricas
(isto é, quantidades que obedecem à proporção
dos coeficientes). Em qual deles haverá:
a) maior concentração de produto em relação a
reagente?
b) maior concentração de reagente em relação a
produto?
23 Coloca-se 1 mol de N 2 O 4 em um frasco fechado e
espera-se o sistema atingir o equilíbrio:
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
Em qual das temperaturas que aparecem na tabela
a seguir o equilíbrio apresentará maior concentração
de produto? Por quê?
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Exercícios adicionais
5 Grau de equilíbrio
Voltemos ao exemplo do início do capítulo:
100 °C
1 L 1 L
0,26 mol de
N 2 O 4 (g) N 2 O 4 reage
1,00 mol de N 2 O 4
1 mol/L
24 (Fuvest-SP) A reação reversível
CO 1 H 2 O F CO 2 1 H 2 ,
em fase gasosa, admite os seguintes valores para
a constante de equilíbrio, K:
t (°C) 225 425 625 825 995
K 0,007 0,109 0,455 1,08 1,76
Partindo-se de uma mistura equimolar de CO e
H 2 O:
a) quais os compostos predominantes no equilíbrio,
a 225 °C;
b) em qual das temperaturas acima mencionadas
as concentrações dos reagentes e dos produtos,
no equi lí brio, são aproximadamente iguais?
Justifique.
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
Sistema em
equilíbrio químico
0,74 mol de N 2 O 4
0,52 mol de NO 2
Note que a quantidade de N 2 O 4 que reagiu (0,26 mol) representa 26% da quantidade ini cial
(1 mol). Em problemas ligados a equilíbrio, é costume utilizar, além da constante de equilíbrio,
uma outra grandeza chamada grau de equilíbrio, simbolizada por a:
a 5
quantidade, em mols, que reagiu até atingir o equilíbrio
______________________________________________________
quantidade, em mols, inicial do reagente
No exemplo em questão:
0,26 mol
a​5
_________
5 0,26 ou a 5 26%
1,00 mol
O grau de equilíbrio será sempre um número entre 0 e 1 (ou seja, entre 0% e 100%),
que expressa o rendimento da reação. Assim, por exemplo, dizer que uma reação apresenta
a 5 26% equivale a dizer que seu rendimento é 26%.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
333

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade H • Equilíbrio químico
ExErcícios rEsolvidos
25 Em um recipiente de 1 L são introduzidos 5,0 mol
de N 2 O 4 que se transformam em NO 2 :
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g).
Uma vez atingido o equilíbrio, resta no sistema
1,3 mol de reagente. Calcule K C na temperatura
desse experimento.
Resolução
Este problema difere dos anteriores por não fornecer
diretamente todas as concentrações presentes
no equilíbrio.
No início:
5,0 mol
[N 2 O 4 ] = ________ 5 5,0 mol/L
1 L
No equilíbrio:
1,3 mol
[N 2 O 4 ] = ________ 5 1,3 mol/L
1 L
No entanto podemos descobrir a [NO 2 ] no equilíbrio
montando uma tabela, em que vamos fazer a contabilidade
das quantidades que participam do processo.
Concentração
inicial do reagente
N 2 O 4 (g)
F 2 NO 2 (g)
Início —
Reagiu —
Formou —
No equilíbrio
Quantidade do
reagente que
foi gasta
Concentrações
dos participantes
no equilíbrio
Os locais em cinza
não serão usados
Quantidade do
produto que foi
formada
Uma tabela como essa pode ser preenchida com
valores de concentração, em mol/L, ou quantidade,
em mol.
No caso, vamos preenchê-la com concentrações;
temos dois dados para começar.
N 2 O 4 (g)
F 2 NO 2 (g)
Início 5,0 —
Reagiu 3,7 —
Formou — 7,4
No equilíbrio 1,3 7,4
Chegamos a esse
valor assim:
5,0 2 1,3 5 3,7
Concentrações
que colocamos na
expressão de K C
K C 5 ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] 5 _____ (7,4)2
(1,3)
V K C 5 42
Os locais em
rosa guardam a
proporção dos
coeficientes:
1 : 2
3,7 : 7,4
Neste capítulo e nos próximos veremos muitos
problemas cuja resolução é facilitada por essa tabela.
É importante que você adquira familiaridade
com sua utilização.
26 Calcule o grau de equilíbrio para a reação do exercício
anterior.
Resolução
Utilizando os valores que constam da tabela:
a​5 _________________________________________
quantidade, em mols, de N 2O 4 que reagiu
quantidade, em mols, de N 2 O 4 inicial
​ a 5 ___ 3,7 a 5 0,74 ou a 5 74%
5,0
27 Ainda sobre o mesmo exercício, esboce um gráfico das
concentrações de N 2 O 4 e NO 2 em função do tempo.
Resolução
Perceba que o gráfico representa os valores da
tabela.
8,0
6,0
4,0
2,0
0
0
Concentração
(mol/L)
Equilíbrio é atingido
[NO 2 ]
[N 2 O 4 ]
Tempo
28 (UFRGS-RS) Num vaso de reação a 45 °C e 10 atm
foram colocados 1,0 mol de N 2 e 3,0 mols de H 2 .
O equilíbrio que se estabeleceu pode ser representado
pela equação abaixo.
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Qual a composição da mistura no estado de equilíbrio
se nessa condição são obtidos 0,08 mol de NH 3 ?
N 2 H 2 NH 3
a) 1,0 mol 3,0 mol 0,08 mol
b) 0,96 mol 2,92 mol 0,16 mol
c) 0,84 mol 2,84 mol 0,16 mol
d) 0,84 mol 2,92 mol 0,08 mol
e) 0,96 mol 2,88 mol 0,08 mol
Resolução
Os números em negrito são dados no enunciado.
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Início 1,00 3,00 —
Reagiu 0,04 0,12
Formou 0,08
No equilíbrio 0,96 2,88 0,08
Proporção dos coeficientes 1 : 3 : 2
Alternativa e.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
334

29 (Covest-PE) Uma mistura de 0,20 mol de N 2 O e
0,56 mol de O 2 é colocada num recipiente fechado
de 1,0 L a 25 °C.
Quando a reação:
2 N 2 O (g) 1 3 O 2 (g) F 4 NO 2 (g)
atinge o equilíbrio, 0,20 mol de NO 2 são produzidos.
Qual a composição da mistura no equilíbrio?
N 2 O O 2 NO 2
34 Calcule o grau de equilíbrio para o exercício anterior.
35 Construa um gráfico mostrando a variação das
concentrações de butano e isobutano com o passar
do tempo.
36 Em um recipiente de capacidade de 2,0 L são
colocados 8,0 mol de CO e 8,0 mol de C, 2 para tomarem
parte no seguinte processo, a temperatura
constante:
CO (g) 1 C, 2 (g) F COC, 2 (g)
Sabendo que o grau de equilíbrio é 75%, calcule K C
na temperatura do experimento.
a) 0,08 mol 0,10 mol 0,05 mol
b) 0,10 mol 0,41 mol 0,20 mol
c) 0,20 mol 0,30 mol 0,20 mol
d) 0,25 mol 0,37 mol 0,05 mol
e) 0,05 mol 0,43 mol 0,20 mol
37 Faça um gráfico de concentração, em mol/L, em
função do tempo para os três participantes do
processo descrito na questão anterior.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
30 (UFRRJ) O metanol pode ser obtido industrialmente
pela reação entre o monóxido de carbono e o hidrogênio
conforme a equação abaixo:
CO (g) 1 2 H 2 (g) F CH 3 OH (g)
A uma certa temperatura, em um recipiente de 2 L,
são introduzidos 4,0 mol de monóxido de carbono
e 4,0 mol de hidrogênio. Após um certo tempo, o
processo atinge um equilíbrio quando é formado
1 mol de metanol.
Calcule a constante de equilíbrio (K C ) nas condições
para a reação acima.
31 (Ufac) Considere uma reação em equilíbrio como
mostrada a seguir:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 H 2 O (g)
Se 4 mol de moléculas de O 2 são injetados em um
equipamento com capacidade volumétrica de 4 L
contendo 5 mol de moléculas de hidrogênio em
condições experimentais que permitam que apenas
60% das moléculas de O 2 reajam, pergunta-se: qual
o valor aproximado da constante de equilíbrio (K C )
para a formação da água?
a) 700. b) 4.000. c) 660. d) 2.000. e) 1.440.
32 (PUC-MG) Um mol de H 2 e um mol de Br 2 são colocados
em um recipiente de 10 L de capacidade,
a 575 °C. Atingindo-se o equilíbrio, a análise do
sistema mostrou que 0,20 mol de HBr está presente.
Calcule o valor de K C , a 575 °C, para a reação
H 2 (g) 1 Br 2 (g) F 2 HBr (g)
33 (Unicamp-SP) Em um recipiente de 1,0 dm 3 , introduziu-se
0,10 mol de butano gasoso que, em presença
de um catalisador, isomerizou-se em isobutano:
butano (g) F isobutano (g)
A constante desse equilíbrio é 2,5 nas condições do
experimento. Qual a concentração em mol/dm 3 do
isobutano no equilíbrio?
Comentário dos autores:
Não há necessidade de você saber as fórmulas
moleculares de butano e isobutano para resolver
essa questão. Basta perceber que os coeficientes
estequiométricos são 1 e 1.
38 (UFMA) 2 mol de uma substância AB 3 (g) são aquecidos
num sistema fechado a uma determinada
temperatura. 50% do composto se dissociam e o
equilíbrio é estabelecido de acordo com a equação
abaixo:
2 AB 3 (g) F A 2 (g) 1 3 B 2 (g)
Qual a soma da quantidade de matéria das substâncias
presentes na mistura no equilíbrio?
a) 3,0. b) 1,5. c) 2,0. d) 1,0. e) 2,5.
39 (Furg-RS) Considere o equilíbrio químico à temperatura
de 25 °C, representado pela equação:
A (g) 1 3 B (g) F C (g) 1 D (g)
Dados de um experimento típico são mostrados
na tabela abaixo:
Reagentes
Produtos
A B C D
n o de mols iniciais 1 2 0 0
n o de mols no equilíbrio x y 0,5 0,5
Assinale a alternativa correta que representa a
soma de mols de A e B encontrada no equilíbrio.
a) x 1 y 5 2. d) x 1 y 5 0,5.
b) x 1 y 5 1. e) x 1 y 5 4.
c) x 1 y 5 3.
40 (Ufersa-RN) Um composto X sofre isomerização,
transformando-se em Y, de acordo com a equação:
X (g) F Y (g)
A constante de equilíbrio, K C , para a reação, a 27 °C,
é igual a 3,0. Caso 1,0 mol de X seja selado em um
reator de volume igual a 5,0 L, a 27 °C, a concentração
de Y, dentro do reator, quando o estado de
equilíbrio for alcançado será:
a) 0,30 mol/L.
b) 0,20 mol/L.
c) 0,10 mol/L.
d) 0,15 mol/L.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
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Exercícios adicionais
335

6 Verificando se um sistema está em equilíbrio
Considere os sistemas A , B e C , esquematizados nas figuras abaixo.
A B C
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
[N 2 O 4 ] 2,40 mol/L
[NO 2 ] 1,20 mol/L
100 °C 100 °C 100 °C
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
[N 2 O 4 ] 2,50 mol/L
[NO 2 ] 0,95 mol/L
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
[N 2 O 4 ] 2,60 mol/L
[NO 2 ] 0,80 mol/L
Em qual (quais) existe equilíbrio químico?
Para responder, vamos relembrar que a constante de equilíbrio para essa reação possui a
seguinte expressão:
[NO 2 ] 2
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
______
[N 2 O 4 ] 5 K C 5 0,36 (a 100 °C)
A expressão de K C estabelece uma relação matemática entre os valores das
concentrações, em mol/L, na situação de equilíbrio químico.
Assim, para os três sistemas, vamos calcular o resultado de [NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ]. Se esse valor for
igual a 0,36, isso significa que a reação N 2 O 4 F 2 NO 2 está em equilíbrio. Caso [NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ]
seja diferente de 0,36, não há equilíbrio.
Sistema A :
Sistema B :
Sistema C :
Lembre-se
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (1,20)2
2,40
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,95)2
2,50
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,80)2
2,60
5 0,60 i 0,36 NÃO ESTÁ em equilíbrio.
5 0,36 5 0,36 ESTÁ em equilíbrio.
5 0,25 i 0,36 NÃO ESTÁ em equilíbrio.
Conhecendo o valor de K C e tendo as concentrações de reagentes e produtos, você pode
verificar se um sistema está ou não em equilíbrio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade H • Equilíbrio químico
ExErcício rEsolvido
41 (ITA-SP) Em cinco copos marcados a, b, c, d e e
existem concentrações iniciais das substâncias X,
Y e XY, conforme as alternativas a seguir. Sabe-se
que entre essas substâncias pode-se estabelecer o
equilíbrio
1
X (aq) 1 Y (aq) F XY (aq) K C = 4,0
2
em que K C é a respectiva constante de equilíbrio
a 25 °C.
Em qual dos copos, todos a 25 °C, podemos esperar
que a concentração inicial de XY vá diminuir?
X (mol/L) Y (mol/L) XY (mol/L)
a) 1,0 1,0 1,0
b) 4,0 4,0 10,0
c) 4,0 4,0 1,0
d) 2,0 1,0 4,0
e) 1,0 0,5 4,0
336

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Resolução
Efetuando o cálculo [XY]/[X] ? [Y] com os dados de
cada copo (alternativa), podemos encontrar três
situações possíveis:
________ [XY]
[X] ? [Y] 5 4,0 V o sistema está em equilíbrio
________ [XY]
[X] ? [Y] , 4,0 V o sistema não está em
equilíbrio e a reação deverá
ocorrer preferencialmente
para a direita até que o
equilíbrio seja atingido (isso
ocorrerá quando
[XY]/[X] ? [Y] 5 4,0)
________ [XY]
[X] ? [Y] . 4,0 V o sistema não está em
equilíbrio e a reação deverá
ocorrer preferencialmente
para a esquerda até que o
equilíbrio seja atingido (isso
ocorrerá quando
[XY]/[X] ? [Y] 5 4,0)
A concentração inicial de XY vai diminuir no
terceiro caso.
Isso aponta para a alternativa e, a única para a qual
[XY]/[X] ? [Y] . 4,0.
Alternativa e.
42 (Vunesp) O equilíbrio gasoso
N 2 O 4 F 2 NO 2
apresenta, a uma dada temperatura, constante de
equilíbrio K C 5 2. Nessa temperatura foram feitas
duas misturas diferentes, A e B, cada uma acondicionada
em recipiente fechado, isolado e distinto.
As condições iniciais estão mostradas na tabela.
Mistura [NO 2 ]/mol/L [N 2 O 4 ]/mol/L
A 2 ? 10 22 2 ? 10 24
B 2 ? 10 21 2 ? 10 23
a) Efetue os cálculos necessários e conclua se a
mistura A se encontra ou não em situação de
equilíbrio.
b) Efetue os cálculos necessários e conclua se a
mistura B se encontra ou não em situação de
equilíbrio.
43 (FCC-BA) A respeito da reação: A 1 B F C 1 2 D,
foram levantados os seguintes dados:
Experimento
Concentração (mol ? litro 21 )
A B C D
I 0,50 4,00 1,00 1,00
II 4,00 2,00 1,00 2,00
III 4,00 3,00 2,00 2,00
IV 9,00 2,00 1,00 3,00
V 16,00 8,00 4,00 4,00
Dos cinco experimentos realizados, quatro já
atingiram o equilíbrio. Em qual dos experimentos
o equilíbrio ainda não foi atingido?
44 (Fuvest-SP) A 250 °C, a constante do equilíbrio de
dimerização do ciclopentadieno é 2,7 (mol/L) 21 .
2 C 5 H 6 F C 10 H 12
Nessa temperatura, foram feitas duas misturas do
monômero com o seu dímero:
Concentrações iniciais das misturas (mol/L)
Mistura Monômero Dímero
1 0,800 1,728
2 1,000 3,456
O que acontecerá com as concentrações do monômero
e do dímero, ao longo do tempo,
a) na mistura 1? Justifique.
b) na mistura 2? Justifique.
Comentário dos autores:
O “monômero” é C 5 H 6 e o “dímero” é C 10 H 12 . Essas
palavras vêm do grego mono (“uma”), di (“duas”)
e mero (“parte”).
45 (Unifesp) A constante de equilíbrio para a reação
na fase gasosa
CO (g) 1 H 2 O (g) F CO 2 (g) 1 H 2 (g)
vale 25, a 600 K.
Foi feita uma mistura contendo 1,0 mol de CO,
1,0 mol de H 2 O, 2,0 mol de CO 2 e 2,0 mol de H 2 em
um frasco de 1,0 L, a 600 K. Quais as concentrações
de CO (g) e CO 2 (g), em mol/L, quando for atingido
o equilíbrio?
a) 3,5 e 1,5.
b) 2,5 e 0,5.
c) 1,5 e 3,5.
d) 0,5 e 2,5.
e) 0,5 e 3,0.
46 (Fuvest-SP) A produção industrial de metanol envolve
o equilíbrio representado por:
CO (g) 1 2 H 2 (g) F CH 3 OH (g)
Numa experiência de laboratório colocaram-se
2 mol de CO e 2 mol de CH 3 OH num recipiente vazio
de 1 L. Em condições semelhantes às do processo
indus trial foi alcançado o equilíbrio. Quando a
concentração de equilíbrio de H 2 for x mol/L, a de
CH 3 OH será:
a) 2 2 x d) 2 1 x
b) 2 2 x__
2
c) x__
2
e) 2 1 x__
2
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
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Exercícios adicionais
337

Seção 26.3
Constante de equilíbrio em função
das pressões parciais (K P )
❱❱ Objetivos
C CInterpretar a
expressão de K P como
uma lei natural que
vincula as pressões
parciais no equilíbrio.
CCRealizar cálculos
químicos envolvendo K P .
C CDeduzir a relação
matemática entre K C e
K P para um equilíbrio.
❱❱ Termos e conceitos
• constante de
equilíbrio em
função das pressões
parciais (K P )
• expressão matemática
da constante de
equilíbrio em função
das pressões
parciais (K P )
Lembre-se
K P é análoga a K C , mas
só se aplica a equilíbrios
com participação de
substân cias gasosas.
1 Expressão matemática de K P
Existe uma outra constante denominada constante de equilíbrio em
função das pressões parciais, que se aplica a equilíbrios envolvendo
gases. Ela é simbolizada por K P .
A expressão da constante de equilíbrio em função das pressões
parciais (K P ) é definida como a multiplicação das pressões parciais
(no equilíbrio) em atm dos produtos dividida pela dos reagentes,
com todas as pressões elevadas aos respectivos coeficientes
estequiométricos.
a A (g) 1 b B (g) F c C (g) 1 d D (g) K P 5
___________ (P C) c ? (P D ) d
(P A ) a ? (P B ) b
Reagentes
Produtos
Alguns exemplos de expressão de K p são:
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) K P 5
______ (P )2 NO2
P N2O4
(P NH3 ) 2
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) K P 5
___________
(P N2
) ? (P H2
) 3
A constante K P possui significado análogo a K C , porém só se aplica a
equilíbrios em que haja participação de gases. Para entender melhor,
analise atentamente a tabela 2. Ela se refere a uma série de três experiências
(cada linha corresponde a uma delas) em que se coloca N 2 O 4 em um
recipien te fechado de volume constante, à temperatura fixa de 100 °C.
Tabela 2 Dados para o equilíbrio N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g), a 100 °C
Início No equilíbrio (P NO2 ) 2 eq
________
(P
(P N2 O 4
) eq
N2 O 4
) i (atm) (P NO2 ) i (atm) (P N2 O 4
) eq (atm) (P NO2 ) eq (atm)
1,0 0,0 0,221 1,558 11
2,0 0,0 0,656 2,688 11
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
3,0 0,0 1,190 3,620 11
Unidade H • Equilíbrio químico
Constante de equilíbrio K C
tem um
Valor numérico
que depende da
Conforme você pode perceber, qualquer que seja a pressão inicial de
N 2 O 4 , o sistema atinge o equilíbrio a 100 °C, respeitando uma lei da natureza:
o resultado do cálculo (P NO2 ) 2 /(P N2O4
) é igual a 11. Dizemos, portanto, que a
constante de equilíbrio em função das pressões parciais (K P ) para essa
reação química, a 100 °C, vale 11.
Valor alto de K P
indica que no
equilíbrio há
Muito produto
Muito reagente
Valor baixo de K P
indica que no
equilíbrio há
Reação
Temperatura
Pouco reagente
Pouco produto
338

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcício rEsolvido
47 Escreva a expressão da constante de equilíbrio em
função das pressões parciais (K P ) para a reação
assim equacionada:
4 NH 3 (g) 1 5 O 2 (g) F 4 NO (g) 1 6 H 2 O (g)
Resolução
A expressão é:
K P 5 _____________
(P NO) 4 ? (P H2O )6
(P NH3 ) 4 ? (P O2
) 5
Note aspectos dessa expressão:
P NO e P H2 O indicam as
pressões parciais dos
PRODUTOS
P NH3 e P O2 indicam as
pressões parciais dos
REAGEN TES
48 Na atmosfera das regiões metropolitanas ocorrem
várias reações químicas envolvendo os poluentes.
Uma delas é a transformação do dióxido de enxofre
em trióxido, de acordo com a equação
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
A expressão da constante de equilíbrio em termos
de pressões parciais (K P ) é:
a)
b)
c)
___________ [SO 3 ] 2
[SO 2 ] 2 ? [O 2 ]
___________ [SO 3 ]
[SO 2 ] ? [O 2 ]
___________
(P SO3 )
(P SO2 ) ? (P O2
)
Multiplicação
K P 5 ________________
(P NO) 4 ? (P H2O ) 6
(P NH3 ) 4 ? (P O2
) 5
Multiplicação
d) ___________
(P SO 2
) ? (P O2
)
(P SO3 )
(P SO3 ) 2
e) ___________
(P SO2 ) 2 ? (P O2
)
49 Escreva a expressão de K P para os seguintes equilíbrios:
a) CO (g) 1 C, 2 (g) F COC, 2 (g)
b) 2 NO 2 (g) F 2 NO (g) 1 O 2 (g)
c) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
d) 2 N 2 O 5 (g) F 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
ExErcício rEsolvido
Os expoentes são
os coeficientes
es tequiométricos
Divisão: PRODUTOS
no numerador e
REAGENTES no
denominador
50 Em um recipiente fechado, em uma dada temperatura,
existe o equilíbrio:
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
Nessa temperatura, a pressão parcial do N 2 O 4 é 1 atm
e a do NO 2 é 2 atm. Determine o valor de K p .
Resolução
K P 5 _______
(P NO2 )2
(P ) 5 __ 22
N2O4
1
V K p 5 4
51 (Osec-SP) Sabendo-se que no equilíbrio
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
a pressão parcial do hidrogênio é 0,22 atm, a do
iodo é 0,22 atm e a do gás iodídrico é 1,56 atm, o
valor do K P é:
a) 32,2. b) 11,0. c) 7,0. d) 4,5. e) 50,2.
52 (Unirio-RJ) Os óxidos de nitrogênio desempenham
um papel-chave na formação de “smog fotoquímico”.
A queima de combustíveis a alta temperatura
é a principal fonte de óxidos de nitrogênio. Quantidades
detectá veis de óxido nítrico são produzidas
pela reação em equilíbrio:
N 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 NO (g); DH 5 1180,8 kJ
Supondo o sistema em equilíbrio e que numa determinada
temperatura as pressões parciais dos
gases em equilíbrio são iguais a: P NO 5 0,1 atm; P N2
5​
5 0,2 atm; P O2 5 0,01 atm, indique o valor correto
da constante de equilíbrio (K p ).
a) 0,2. b) 4. c) 5. d) 40. e) 50.
53 (FEI-SP) A uma dada temperatura e a uma pressão
total de 1,0 atm, as pressões parciais de uma mistura
em equilíbrio
2 A (g) F B (g)
são P A 5 0,50 atm e P B 5 0,50 atm. A constante de
equilíbrio K P vale:
a) 1,0. b) 0,50. c) 3,0. d) 2,0. e) 5,0.
54 (UFC-CE) Considerando um reservatório mantido
à temperatura constante, tem-se estabelecido o
equilíbrio químico PC, 5 (g) F PC, 3 (g) 1 C, 2 (g). Sendo
que as pressões parciais no equilíbrio são P PC,5 5​
5 0,15 atm, P PC,3 5 0,30 atm e P PC,2 5 0,10 atm.
Assinale a alternativa correta para o valor de K P
(em atm) da reação.
a) 0,05. b) 0,10. c) 0,15. d) 0,20. e) 0,25.
Capítulo 26 • Equilíbrio químico e constante de equilíbrio
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Exercícios adicionais
339

2 Relação matemática entre K C e K P
É útil conhecer uma relação entre K C e K P . Vamos deduzi-la partindo da equação de estado
dos gases perfeitos:
PV 5 nRT V P 5
n__
V
RT V P 5 [gás]RT
Concentração do gás em mol/L
Como R é constante, se mantivermos a temperatura constante podemos dizer que:
Constante, se a temperatura for fixa.
Unidade H • Equilíbrio químico
A pressão parcial de um gás
numa mistura...
P 5 [gás] RT
... é diretamente proporcional à sua
concentração em mol/L
Substituindo na expressão de K P o valor de pressão parcial para cada gás expressa em função
da sua concentração, chegamos a uma expressão que relaciona as duas constantes:
O valor numérico
de K P pode ser igual
ao de K C ? Em caso
negativo, por que
não? Em caso afirmativo,
em quais
casos?
ExErcício rEsolvido
a A (g) 1 b B (g) F c C (g) 1 d D (g)
K P 5
___________ (P C) c ? (P D ) d
5
_________________
([C]RT)c ? ([D]RT) d
(P A ) a ? (P B ) b ([A]RT) a ? ([B]RT) b
exercícios essenciais
55 Escreva uma expressão matemática que relacione
K P e K C para o equilíbrio:
2 N 2 O 5 (g) F 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
Resolução
Soma dos coeficientes do segundo membro 5
5 4 1 1 5 5
Soma dos coeficientes do primeiro membro 5 2
Dn 5 5 2 2 5 3
K P 5 K C ? (RT) Dn
K P 5 K C ? (RT) 3
56 Indique a associação incorreta:
a) CO (g) 1 H 2 O (g) F CO 2 (g) 1 H 2 (g) K P 5 K C
b) 2 NO (g) 1 C, 2 (g) F 2 NOC, (g) K P 5 K C (RT) 21
K P 5
_________ [C]c ? [D] d
?
____________
(RT)c ? (RT) d
V K
[A] a ? [B] b (RT) a ? (RT) b P 5 K C ? (RT)
(c 1 d) 2 (a 1 b)
Convencionando Dn 5 (c 1 d) 2 (a 1 b), temos, finalmente:
K P 5 K C ? (RT) Dn , em que Dn 5 (c 1 d) 2 (a 1 b)
c) 2 H 2 O (g) F 2 H 2 (g) 1 O 2 (g) K P 5 K C (RT)
d) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) K P 5 K C (RT) 2
e) H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g) K P 5 K C
57 (UCSal-BA) No sistema: 2 NO 2 (g) F N 2 O 4 (g) a
relação K C /K P é:
a) RT c) (RT) 2 e) (RT) 3
b) (RT) 21 d) (RT) 22
58 (UCPel-RS) Dentre os equilíbrios químicos,
I. N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
II. N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
III. PC, 3 (g) 1 C, 2 (g) F PC, 5 (g)
IV. H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
V. 2 NO (g) 1 2 H 2 (g) F N 2 (g) 1 2 H 2 O (g)
aquele com K P 5 K C é o:
a) III. b) I. c) IV. d) II. e) V.
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340
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Exercícios adicionais

UNIDADE H
Capítulo
27
Princípio
de Le Chatelier
A
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O Determinadas conhecimento perturbações
das
propriedades podem deslocar dos um ácidos equilíbrio. e
das bases é importante, pois
são 27.1 substâncias Efeito da concentração
presentes
em A nosso variação cotidiano. da concentração de um
reagente ou de um produto desloca um
equilíbrio 21.1 Substâncias químico. orgânicas
versus substâncias
inorgânicas
27.2 Efeito da pressão
Na Há química equilíbrios as que substâncias são deslocados são por
classificadas
variações de pressão.
como orgânicas ou inorgânicas.
27.3 Efeito da temperatura
Alterações 21.2 Conceituação de temperatura de ácidos podem
e deslocar basesum equilíbrio. O sinal do
Podemos ∆H permite definir prever ácidos o sentido e bases do a
partir deslocamento.
de algumas observações
experimentais.
27.4 Efeito do catalisador
Catalisador não desloca equilíbrio, mas
diminui o tempo para atingi-lo.
27.5 Enunciado do Princípio de
Le Chatelier
O Princípio de Le Chatelier enuncia,
de modo resumido, o efeito de
perturbações sobre um equilíbrio
químico.
B
Em uma ampola vedada contendo os gases
N 2 O 4 e NO 2 em equilíbrio, quando
aumentamos a temperatura, mergulhando
a ampola em um banho de água quente, A ,
deslocamos o equilíbrio para a formação de
NO 2 (castanho avermelhado). Quando diminuímos
a temperatura, B , deslocamos o
equilíbrio para a formação de N 2 O 4 , incolor.

Seção 27.1
Efeito da concentração
❱❱ Objetivos
C CPrever o efeito,
sobre um equilíbrio
químico, da variação
da concentração
de um reagente ou
de um produto.
C CInterpretar um gráfico
de concentração em
função do tempo, no
qual esteja expresso
um deslocamento de
equilíbrio por variação
de concentração.
❱❱ Termos e conceitos
• deslocamento de
equilíbrio
É possível alterar um equilíbrio químico por meio de algumas ações
externas. Tal tipo de ação é chamado perturbação do equilíbrio, e a sua
consequência é denominada deslocamento do equilíbrio.
Existe um princípio químico que permite prever qual será o efeito de
uma perturbação sobre um equilíbrio. Ele é denominado Princípio de Le
Chatelier, e entendê-lo é a meta desta e das próximas seções. Ele só será
enunciado na página 354, como desfecho deste capítulo, que pretende
mostrar os vários tipos de perturbações (alterações de concentrações
dos participantes, de pressão ou de temperatura) e suas conse quências
sobre um equilíbrio químico.
Comecemos discutindo o efeito de variações de concentração sobre
um equilíbrio químico.
Imagine que em um balão de 1 L de capacidade mantido a 100 °C coloquemos
1 mol de N 2 O 4 . Esse sistema não está em equilíbrio, pois o resultado de
[NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ] é diferente do valor de K C para a reação N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
a essa temperatura, que é 0,36.
N 2 O 4 F 2 NO 2
1 mol/L 0 mol/L
Esperando algum tempo, o N 2 O 4 vai se transformando em NO 2 até o
equilíbrio ser atingido:
N 2 O 4 F 2 NO 2
0,74 mol/L 0,52 mol/L
Suponha agora que, nesse sistema em equilíbrio, seja adicionado 1 mol
de N 2 O 4 . Essa adição faz com que o sistema saia da condição de equilíbrio.
Dizemos que o equilíbrio foi perturbado.
N 2 O 4 F 2 NO 2
1,74 mol/L 0,52 mol/L
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 ___ 0 2
1 5 0 K C
NÃO ESTÁ em equilíbrio.
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,52) 2
5 0,36 5 K
(0,74) 2 C
ESTÁ em equilíbrio.
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,52) 2
5 0,16 K
(1,74) 2 C
NÃO ESTÁ em equilíbrio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Nos instantes seguintes haverá consumo de N 2 O 4 e produção de NO 2
até que o sistema chegue a uma nova situação de equilíbrio:
Unidade H • Equílibrio químico
N 2 O 4 F 2 NO 2
1,62 mol/L 0,76 mol/L
Dessa forma, concluímos que, ao aumentar a concentração de N 2 O 4 , o
equilíbrio se deslocou para a direita, ou seja, a reação avançou um pouco
no sentido de consumir N 2 O 4 e formar NO 2 até que os valores das concentrações
voltassem a obedecer à expressão [NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ] 5 0,36.
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,76) 2
5 0,36 5 K
(1,62) 2 C
ESTÁ em equilíbrio.
O aumento da [N 2 O 4 ] desloca para a direita
342

Veja o exemplo dado em um gráfico
[ ]
O aumento da [N 2 O 4 ]
tira o sistema do equilíbrio
Nesse instante
foi atingido o
equilíbrio
Essas são as
concentrações
iniciais
1,5
1,0
0,5
0
Aumento da [N 2 O 4 ]
perturba o equilíbrio
[N 2 O 4 ]
[NO 2 ]
Tempo
Aqui o equilíbrio é
restabelecido
A reação
avança
para o
equilíbrio
Equilíbrio
químico
O
equilíbrio
se desloca
para a
direita
Novo
equilíbrio
químico
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Se, em vez de aumentar a concentração de N 2 O 4 , tivéssemos aumentado a concentração de
NO 2 , seguindo um raciocínio análogo, o equilíbrio teria se deslocado para a esquerda. Raciocinando
de modo similar, é possível concluir o que ocorreria se retirássemos, de alguma maneira,
N 2 O 4 ou NO 2 do sistema.
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
O aumento da [N 2 O 4 ] desloca o equilíbrio para a direita
O aumento da [NO 2 ] desloca o equilíbrio para a esquerda
A diminuição da [NO 2 ] desloca o equilíbrio para a direita
A diminuição da [N 2 O 4 ] desloca o equilíbrio para a esquerda
Aumentando a concentração de um participante, o equilíbrio se desloca no sentido do
seu consumo.
Diminuindo a concentração de um participante, o equilíbrio se desloca no sentido da
sua formação.
Um exemplo com equilíbrio em solução aquosa
A foto A mostra uma solução na qual há o equilíbrio:
[Co(H 2 O) 6 ] 21 (aq) 1 4 C, 2 (aq) F [CoC, 4 ] 22 (aq) 1 6 H 2 O (,)
rosa
azul
com predominância dos reagentes, o que confere cor rosa à solução.
A adição de uma solução concentrada de NaC, (foto B )
eleva a concentração de C, 2 e desloca o equilíbrio para a direita,
fazendo a cor da solução mudar para azul.
A
B
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
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Texto: Desconforto à altitude e deslocamento de equilíbrio
Vídeo: Efeito da concentração no equilíbrio químico
343

ExErcícIos EssENcIAIs
1 Qual é o efeito produzido sobre o equilíbrio
2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
quando se provoca:
a) aumento da [NO]?
b) diminuição da [NO]?
c) aumento da [O 2 ]?
d) diminuição da [O 2 ]?
e) aumento da [NO 2 ]?
f) diminuição da [NO 2 ]?
Concentração
Instante em que [G] Uma nova
aumenta subitamente situação de
por adição de G equilíbrio
e perturba o equilíbrio químico é atingida
Há consumo
(parcial) de G…
G
Unidade H • Equílibrio químico
2 A amônia é produzida industrialmente por meio
da reação entre os gases nitrogênio e hidrogênio:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Indique três ações cuja consequência seja o deslocamento
desse equilíbrio para a direita, ou seja,
ações que acarretem a produção de mais amônia.
ExErcício rEsolvido
3 (Cesgranrio-RJ) O sistema representado pela equação:
F 1 G F H estava em equilíbrio. O estado
de equilíbrio foi alterado bruscamente por uma
adição da substância G. O sistema reage no sentido
de restabelecer o equilíbrio. Qual dos gráficos a seguir
melhor representa as modificações ocorridas
ao longo do processo descrito?
a) d)
Concentração
0
Tempo
b) e)
G
c)
Concentração
Concentração
0
0
H
G
H
Tempo
G
H
Tempo
Concentração
Concentração
0
0
G
H
Tempo
G
H
Tempo
Resolução
A adição brusca de G provoca um aumento instantâneo
em sua concentração. A seguir, haverá um
deslocamento do equilíbrio F 1 G F H para a
direita. Isso consumirá F e G (a curva para F não é
mostrada nos gráficos) e produzirá H. A alternativa
d é aquela consistente com esses fatos.
H
… e formação
de H
0
Tempo
Equilíbrio
Equilíbrio
O sistema avança
para restabelecer
equilíbrio
Alternativa d.
4 (FUC-MT) No equilíbrio:
2 NOC, (g) F 2 NO (g) 1 C, 2 (g),
o valor da constante K C é 4,7 ? 10 24 mol/L. Com o
aumento da concentração de NO:
a) o valor de K C aumenta.
b) o valor de K C diminui.
c) o equilíbrio se desloca para o sentido da formação
dos produtos.
d) não há deslocamento de equilíbrio.
e) o valor de K C não se altera.
5 (Cesgranrio-RJ) O gráfico refere-se ao sistema
químico
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g),
ao qual se aplica o princípio de Le Chatelier.
Analise-o e assinale a opção correta:
Concentração
H 2
I 2
HI
t 1 t 2
Tempo
a) A adição de I 2 (g) em t 1 aumentou a concentração
de HI (g).
b) A adição de H 2 (g) em t 2 aumentou a concentração
de I 2 (g).
c) A adição de H 2 (g) em t 2 levou o sistema ao equilíbrio.
d) A adição de H 2 (g) em t 1 aumentou a concentração
de HI (g).
e) A adição de HI (g) em t 2 alterou o equilíbrio do
sistema.
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344
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Exercícios adicionais

Seção 27.2
Efeito da pressão
❱❱ Objetivo
C CAvaliar se um equilíbrio
químico é deslocado
por uma variação de
pressão e, em caso
afirmativo, prever em
que sentido ocorre o
deslocamento.
1 Deslocamento de equilíbrio por variação
de pressão
Utilizando um recipiente como o ilustrado abaixo, que contém os gases
N 2 O 4 e NO 2 , em equilíbrio, e alterando a pressão do sistema (aumentando
ou diminuindo o peso sobre o êmbolo), verifica-se que:
N 2O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
Aumento da pressão (redução de volume)
desloca o equilíbrio para a esquerda
Diminuição da pressão (aumento do volume)
desloca o equilíbrio para a direita
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Êmbolo
N 2 O 4 (g)
NO 2 (g)
Aumentando o peso sobre
o êmbolo, aumentamos a
pressão e reduzimos o volume
O recipiente contém uma mistura gasosa
que participa do equilíbrio N 2 O 4 F 2NO 2
Aumento da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de menor volume gasoso
N 2 O 4 (g) NO 2 (g)
Um raciocínio para prever deslocamento por variação da pressão
baseia-se na seguinte observação: o aumento de pressão desloca para
o lado que ocupa menos espaço (isto é, com menor volume gasoso), e a
diminuição de pressão, para o lado que ocupa maior espaço (isto é, com
maior volume gasoso).
1 N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
1 volume 2 volumes
Diminuição da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de maior volume gasoso
Um aumento de pressão desloca um equilíbrio para o lado em que
há menor volume gasoso.
Uma diminuição de pressão desloca um equilíbrio para o lado em
que há maior volume gasoso.
Há equilíbrios químicos que não são afetados pela pressão: trata-se
daqueles em que o volume gasoso é igual em ambos os lados da equação,
como, por exemplo:
1 H 2 (g) 1 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
2 volumes 2 volumes
Essas conclusões sobre efeito da pressão são válidas para todos os
equilíbrios dos quais participem gases. Sólidos e líquidos devem ser
ignorados nesse tipo de análise, conforme veremos no capítulo 32.
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
345

Unidade H • Equílibrio químico
346
Quer ver a demonstração?
Para o equilíbrio
temos:
@ n 2
K C 5
______ [NO ____
2] 2
NO 2
[N 2 O 4 ] 5 V #
_______
_____
n N2 O 4
V
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
V K C 5
_____
@ n2 NO 2
n N2 O 4
#
? @ 1 __
V #
Nessa expressão, n NO2 e n N2 O 4
representam as quantidades em mols dos participantes, presentes no
equilíbrio. Uma vez que K C é constante (K C só depende da reação e da temperatura!), percebemos, pela
equação deduzida, que o produto
_____
@ n2 NO 2
n N2 O 4
# ?
__
@ 1 V # deve permanecer constante ao movimentar o êmbolo.
Um aumento mecânico de pressão sobre o sistema, ou seja, a movimentação
do êmbolo de modo a diminuir o volume interno, reduz V e
aumenta a fração
__
@ 1 Um aumento
V #. Consequentemente, a fração
_____
@ n2 NO 2
n N2 O 4#
de pressão
deve diminuir
reduz o volume
N 2 O 4 (g)
(para que o produto de ambas permaneça constante).
Constante K C 5
_____
@ n2 NO 2
n N2 O 4
# ?
__
@ 1 V #
2 Um exemplo numérico de deslocamento pela pressão
Vamos dar um exemplo envolvendo a reação:
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) K C 5 0,36 (a 100 °C)
Considere o recipiente esquematizado ao lado, mantido à temperatura fixa
de 100 °C. Suponha que a posição do êmbolo seja tal que o volume interno seja
de 1 L e haja 0,74 mol de N 2 O 4 e 0,52 mol de NO 2 . Temos, então, um sistema em
equilíbrio químico:
0,74 mol
[N 2 O 4 ] 5
_________
5 0,74 mol/L
1 L
0,52 mol
[NO 2 ] 5
_________
5 0,52 mol/L
1 L
N 2 O 4 F 2 NO 2
0,74 mol/L 0,52 mol/L
Se essa fração aumentar
(porque V diminuiu)...
... essa fração deverá diminuir.
Isso corresponde a um aumento do denominador e redução do numerador, ou seja, formação
de N 2 O 4 e consumo de NO 2 .
Assim, acabamos de demonstrar que o aumento da pressão da mistura gasosa produz um deslocamento
de equilíbrio para a esquerda (formação de N 2 O 4 e consumo de NO 2 ).
Para o equilíbrio
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
temos:
[HI] @ n 2
___
2
HI
K C 5
_________
[H 2 ] ? [I 2 ] 5 V #
2
________
___
n H2
V ? n V K
___ I C 5
_______ n H I
2
n H2 ? n I2
V
Como V não aparece nessa expressão, esse equilíbrio não é deslocado por variação da pressão.
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,52)2
0,74 5 0,36 5 K C
ESTÁ em equilíbrio.
NO 2 (g)
Vamos aumentar a pressão sobre o êmbolo, provocando sua descida até que
o volume se reduza à metade do inicial (0,5 L)
0,74 mol
[N 2 O 4 ] 5
_________
5 1,48 mol/L
0,5 L
0,52 mol
[NO 2 ] 5
_________
5 1,04 mol/L
0,5 L
1 L
N 2 O 4 (g)
NO 2 (g)
100 °C
N 2 O 4 (g) NO 2 (g)
0,5 L 100 °C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Imediatamente após essa compressão até a metade do volume, as concentrações passam
a valer o dobro. Verificamos que o aumento mecânico de pressão (redução de volume)
perturbou o equilíbrio, pois os novos valores das concentrações não obedecem à expressão
______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] 5 K C.
N 2 O 4 F 2 NO 2
1,48 mol/L 1,04 mol/L
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (1,04) 2
5 0,73 K
(1,48) 2 C
NÃO ESTÁ em equilíbrio.
No entanto, o próprio sistema se encarrega de chegar a uma nova situação de equilíbrio, mediante o
deslocamento para a esquerda. Após o deslocamento, atinge-se uma nova situação de equilíbrio:
N 2 O 4 F 2 NO 2
1,62 mol/L 0,76 mol/L
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,76) 2
5 0,36 5 K
(1,62) 2 C
ESTÁ em equilíbrio.
Esse exemplo numérico mostrou que um aumento de pressão desloca o equilíbrio no sentido
do N 2 O 4
1 N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
1 volume 2 volumes
Aumento da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de menor volume gasoso
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErcício rEsolvido
6 Considere o processo de conversão do monóxido
de nitrogênio em dióxido de nitrogênio por
reação com o gás oxigênio, que pode ser assim
equacionada:
2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
Se esse processo estiver sendo realizado em um
recipiente fechado e a temperatura constante,
o que se deve fazer com a pressão a fim de aumentar
o rendimento da produção de dióxido de
nitrogênio?
Resolução
Aumentar o rendimento da produção de NO 2 equivale
a deslocar o equilíbrio mencionado para a
direita.
O lado dos produtos corresponde a um menor
volume gasoso e, portanto, o aumento de pressão
desloca o equilíbrio para a direita.
2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
3 volumes 2 volumes
Aumento de pressão desloca o equilíbrio
no sentido de menor volume gasoso
7 Preveja o que deve acontecer com o equilíbrio
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
se for submetido a:
a) um aumento de pressão.
b) uma diminuição de pressão.
8 Considere o equilíbrio:
Br 2 (g) 1 C, 2 (g) F 2 BrC, (g)
Que efeito sobre ele terá um aumento de pressão?
9 (PUC-Campinas-SP) Dentre os seguintes equilíbrios
químicos, qual pode ser deslocado para a direita
pelo aumento da pressão do sistema?
a) PC, 5 (g) F PC, 3 (g) 1 C, 2 (g)
b) CO 2 (g) 1 H 2 (g) F CO (g) 1 H 2 O (g)
c) 2 CO (g) 1 O 2 (g) F 2 CO 2 (g)
d) N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
e) H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
10 (UEMG) As equações a seguir representam sistemas
em equilíbrio. O único sistema que não se desloca
por alteração de pressão é:
a) SO 2 (g) 1
1__
2 O 2 (g) F SO 3 (g)
b) CO 2 (g) 1 H 2 (g) F CO (g) 1 H 2 O (g)
c) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
d) 2 CO 2 (g) F 2 CO (g) 1 O 2 (g)
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br
Exercícios adicionais
347

@@@@#@@@@#
Seção 27.3
Efeito da temperatura
❱❱ Objetivos
C CPrever em que sentido
um equilíbrio químico
se desloca devido
a uma alteração de
temperatura.
C Concluir, com base
no sinal do DH de
uma reação, se K C
é função crescente
ou decrescente da
temperatura.
C CInferir se uma reação
é endotérmica ou
exotérmica a partir de
dados de K C (ou K P ) em
função da temperatura.
1 Deslocamento de equilíbrio por variação
de temperatura
Variações de temperatura podem deslocar um equilíbrio:
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
resfriamento
Água com gelo
Aqui o equilíbrio se desloca
no sentido do N 2 O 4
25 °C
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
N 2 O 4 (g)
2NO 2 (g)
aquecimento
N 2 O 4 (g)
e
NO 2 (g)
Água fervente
Aqui o equilíbrio se desloca
no sentido do NO 2
Após estudar muitos casos, os químicos concluíram que:
Um aumento de temperatura desloca um equilíbrio no sentido
endotérmico (sentido que absorve o calor).
Uma diminuição de temperatura desloca um equilíbrio no sentido
exotérmico (sentido que libera o calor).
No exemplo em questão, temos:
calor 1 N 2 O 4 (g) @@@@#@@@@#
endotérmico
exotérmico
2 NO 2 (g)
Aumento de temperatura desloca o equilíbrio
no sentido endotérmico
DH° 5 157,2 kJ
$
DH positivo: reação
direta é endotérmica
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Diminuição de temperatura desloca o equilíbrio
no sentido exotérmico
Unidade H • Equílibrio químico
Esse é um exemplo de reação com DH positivo, ou seja, o sentido direto é
endotérmico. Ao contrário, quando o DH da reação é negativo, a reação direta é
exotérmica. Nesse caso, continua valendo que o aquecimento desloca o equilíbrio
no sentido endotérmico, e o resfriamento o desloca no sentido exotérmico.
A única diferença é que, sendo o DH negativo, o sentido exotérmico é o direto
e o sentido endotérmico é o inverso. Acompanhe o seguinte exemplo:
endotérmico
N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
exotérmico
2 NH 3 (g) 1 calor DH° 5 291,8 kJ
Aumento de temperatura desloca o equilíbrio
no sentido endotérmico
$
DH negativo: reação
direta é exotérmica
Diminuição de temperatura desloca o equilíbrio
no sentido exotérmico
348

2 Variação de K C com a temperatura
A constante de equilíbrio apresenta, para cada reação a uma dada temperatura fixa, um
valor invariável. Apresentaremos agora o efeito da variação de temperatura sobre a constante
de equilíbrio.
Por meio de investigações experimentais, verificou-se que o aquecimento pode aumentar ou
diminuir o valor da constante de equilíbrio e que isso depende do valor do DH da reação.
O aumento da temperatura provoca aumento no valor da constante de equilíbrio para
reações endotérmicas (DH . 0) e diminuição para exotérmicas (DH , 0).
K C
K C
Para uma reação
H H 0 endotérmica (DH . 0),
K C aumenta com
H H 0
o aquecimento
Para uma reação
exotérmica (DH , 0),
K C diminui com
o aquecimento
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Temperatura
A variação de K C com a temperatura e o deslocamento de equilíbrio
Para a reação:
Temos:
Então:
K C
Temperatura
Temperatura
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) DH° 5​1 57,2 kJ
O aquecimento
aumenta o
valor de K C
[NO 2 ] 2
K C 5
______
[N 2 O 4 ]
endotérmico
calor 1 N 2 O 4 (g) @@@@#@@@@#
2 NO exotérmico 2 (g) DH° 5​157,2 kJ
No equilíbrio haverá
MAIOR concentração de
produto e MENOR
concentração de
reagente do que antes
Aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico
Para a reação:
Temos:
Então:
K C
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) DH° 5​291,8 kJ
Temperatura
N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
O aquecimento
diminui o
valor de K C
K C 5
[NH 3 ] 2
________
[N 2 ][H 2 ] 3
endotérmico
@@@@# 2 NH exotérmico 3 (g) 1 calor DH° 5​291,8 kJ
@@@@#
No equilíbrio haverá
MENOR concentração
de produto e MAIOR
concentração de
reagentes do que antes
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
Aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico
349

Um exemplo com equilíbrio em solução aquosa
A reação equacionada abaixo é endotérmica no sentido
direto. Assim, um aquecimento provoca aumento de K C e desloca
o equilíbrio para a direita, fazendo predominar a cor azul
na solução.
Por outro lado, um resfriamento acarreta diminuição de K C
e desloca o equilíbrio para a esquerda, situação em que passa
a predominar a cor rosa.
[Co(H 2 O) 6 ] 21 (aq) 1 4 C, 2 (aq) F [CoC, 4 ] 22 (aq) 1 6 H 2 O (,)
rosa
azul
Na temperatura do gelo em fusão (béquer da esquerda), K C é menor
e o equilíbrio está deslocado no sentido dos reagentes (rosa).
Na temperatura da água morna (béquer da direita), K C é maior e o
equilíbrio está deslocado no sentido dos produtos (azul).
3 Um exemplo numérico de deslocamento
pelo aquecimento
Para exemplificar, voltemos à reação endotérmica (DH . 0) N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g), cujo valor
de K C aumenta com o aquecimento.
Temperatura (°C)
K C
25 4,0 ? 10 22
K C aumenta
100 3,6 ? 10 21
127 1,4
150 3,2
227 4,1 ? 10 11
K C
H 0
Temperatura
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O fato de a constante de equilíbrio ser influenciada pela variação de temperatura tem como
consequência que o equilíbrio pode ser deslocado por aquecimento ou resfriamento. Vamos
exemplificar partindo do sistema em equilíbrio:
Unidade H • Equílibrio químico
100 °C N 2 O 4 F 2 NO 2
K C 5 0,36 0,74 mol/L 0,52 mol/L
150 °C N 2 O 4 F 2 NO 2
K C 5 3,2 0,74 mol/L 0,52 mol/L
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,52) 2
5 0,36 5 K
(0,74) 2 C
ESTÁ em equilíbrio.
Imagine que provoquemos um aquecimento desse sistema até 150 °C, temperatura na qual
a constante de equilíbrio passa a valer K C 5 3,2. Logo após o aquecimento, as concentrações
de N 2 O 4 e NO 2 não obedecem à relação
______ [NO 2] 2
5 3,2, ou seja, o aquecimento retirou o sistema da
[N 2 O 4 ]
condição de equilíbrio.
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (0,52) 2
5 0,36 K
(0,74) 2 C
NÃO ESTÁ em equilíbrio (pois
nessa nova temperatura K C 5 3,2).
350

Em resposta a essa perturbação, o equilíbrio desloca-se, consumindo N 2 O 4 e produzindo NO 2
até atingir uma nova situação de equilíbrio:
150 °C N 2 O 4 F 2 NO 2
K C 5 3,2 0,42 mol/L 1,16 mol/L
______ [NO 2 ] 2
[N 2 O 4 ] 5 _______ (1,16) 2
5 3,2 5 K
(0,42) 2 C
ESTÁ em equilíbrio.
Concluímos que o aquecimento desloca esse equilíbrio para a direita:
endotérmico
calor 1 N 2 O 4 (g)
exotérmico
2 NO @@@@#@@@@#
2 (g)
Aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico
DH° 5 157,2 kJ
$
DH positivo:
reação direta é
endotérmica
O Princípio de Le Chatelier bem na frente de seus olhos!
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Você já viu óculos cujas lentes escurecem sob a luz do sol e clareiam dentro de casa? São denominados
óculos fotocromáticos, e correspondem a um perfeito exemplo do Princípio de Le Chatelier em ação.
As lentes fotocromáticas possuem cristais de cloreto de prata (AgC,) incorporados diretamente ao vidro.
Quando a radiação ultravioleta atinge os cristais de cloreto de prata, eles escurecem. Isso ocorre quando
os íons prata (Ag 1 ) são reduzidos a prata metálica (Ag) pelos íons cloreto (C, 2 ), que se transformam em
átomos de cloro elementar (C,):
AgC, 1 energia luminosa F Ag 1 C,
incolor
escuro
[...]
Quanto maior a incidência de luz, maior o número de átomos de
prata formados. O aumento da incidência de luz desloca o equilíbrio
para a direita, fazendo a lente escurecer. Ao entrar em um local escuro,
a diminuição da incidência de luz desloca o equilíbrio para a esquerda,
clareando a lente.
Se você usa óculos fotocromáticos, pode dizer que o Princípio de
Le Chatelier é demonstrado bem na frente de seus olhos!
Fonte do texto: M. M. Bloomfield e L. J. Stephens. Chemistry and the living
organism. 6. ed. Nova York, Wiley, 1996. p. 202. (Tradução dos autores.)
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Vídeo: Efeito da temperatura no equilíbrio químico
❱O funcionamento das lentes
fotocromáticas se baseia no Princípio
de Le Chatelier.
ExErcícIos EssENcIAIs
11 O que deve acontecer com o equilíbrio químico
2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g) DH 5 2113 kJ
a) quando a temperatura aumenta?
b) quando a temperatura diminui?
12 Qual o efeito de variações de temperatura sobre o
seguinte equilíbrio químico?
PC, 5 (g) F PC, 3 (g) 1 C, 2 (g) DH . 0
ExErcício rEsolvido
13 Em três frascos iguais de vidro incolor são colocadas
iguais quantidades de N 2 O 4 , gás incolor. Nos
frascos, bem tampados e à temperatura de 25 °C,
é atingido o equilíbrio:
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) DH° 5 157,2 kJ
O NO 2 é um gás castanho-avermelhado. Atingido o
equilíbrio, a coloração de todos os frascos é igual.
Um dos frascos é deixado sobre a mesa, a 25 °C,
outro é colocado no interior de um freezer e o outro,
mergulhado num banho de água fervente.
Preveja o que deve acontecer com a coloração do
conteúdo dos frascos a partir desse momento.
Resolução
O sinal de DH indica que a reação direta é endotérmica.
Um aquecimento desloca o equilíbrio para
a direita e provoca aumento da concentração de
NO 2 , responsável pela coloração castanha. E um
resfriamento tem efeito inverso.
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
351

calor @@@@#@@@@# N 2 O 4 (g)
incolor
endotérmico
exotérmico
2 NO 2 (g)
castanho
a) [SO
[SO 3 ]
c)
3 [SO
[SO 3 ]
3 Aumento de temperatura desloca o
equilíbrio no sentido endotérmico
Temperatura
Temperatura
Temperatura
Temperatura
Diminuição de temperatura desloca o
equilíbrio no sentido exotérmico
b)
[SO
[SO 3 ]
d)
3 [SO
[SO 3 ]
3 Portanto, o frasco colocado no banho de água
fervente adquirirá coloração mais intensa que o
deixado sobre a mesa. E o frasco colocado no freezer
adquirirá coloração menos intensa que o deixado
sobre a mesa.
14 Um frasco bem fechado, de vidro incolor e resistente,
contém, em fase gasosa, HI (incolor) em
equilíbrio com H 2 (incolor) e I 2 (violeta):
2 HI (g) F H 2 (g) I 2 (g) H° 53 kJ
O que se pode prever sobre a intensidade da cor
violeta se esse frasco for colocado num ambiente
mais:
a) quente?
b) frio?
15 Os dados da tabela se referem ao equilíbrio:
N 2 (g) 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Temperatura (°C)
K C
25 6,0 10 5
200 6,5 10 1
300 1,1 10 2
400 6,2 10 4
500 7,4 10 5
Temperatura
Temperatura
Temperatura
Temperatura
17 (Fuvest-SP) Em uma solução obtida pela dissolução
de cloreto de cobalto (II) em ácido clorídrico tem-se:
[Co(H 2 O) 6 ] 2 (aq) 4 C (aq) F
rosado
F [CoC 4 ] 2 (aq) 6 H 2 O ()
azul
Essa solução foi dividida em três partes, cada uma
colocada em um tubo de ensaio. Cada tubo de ensaio
foi submetido a uma temperatura diferente,
sob pressão ambiente, como ilustrado abaixo.
a) Em que sentido a reação equacionada acima
absorve calor? Justifique.
b) Em qual desses três experimentos a constante
do equilíbrio apresentado tem o menor valor?
Explique.
A
B
Ar
Água em
ebulição
Violeta
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
a) A reação (direta) é endotérmica ou exotérmica?
Azul
b) Em qual das temperaturas relacionadas na
tabela o equilíbrio está mais deslocado para a
direita?
C
Gelo e
água
Unidade H • Equílibrio químico
16 (UFMG) Uma das etapas na fabricação do ácido sulfúrico
é a conversão de SO 2 a SO 3 , reação reversível
efetuada na presença de catalisador, que pode ser
representada pela equação:
2 SO 2 (g) O 2 (g) B 2 SO 3 (g)
(a reação direta é exotérmica)
Considere um experimento em que a pressão total
dos gases seja mantida constante. O gráfico que
descreve, qualitativamente, a variação, no equilíbrio,
da concentração de SO 3 com a temperatura,
nesse experimento, é:
Rosado
18 (UnB-DF) Julgue se a afirmação é certa ou errada.
Considere que a seguinte reação esteja em equilíbrio
em um recipiente rígido e selado.
N 2 (g) 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) H 92,2 kJ a 25 °C
Se a temperatura em que essa reação ocorre for
aumentada, haverá um deslocamento do equilíbrio
no sentido de reduzi-la, ou seja, o valor da
constante de equilíbrio será maior a essa nova
temperatura que a 25 °C.
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Exercícios adicionais
352

Seção 27.4
❱❱ Objetivo
CCSaber que o catalisador
reduz o tempo
necessário para atingir
o equilíbrio químico,
mas não desloca
o equilíbrio.
❱❱ Termos e conceitos
• catalisador
Efeito do catalisador
Vamos retornar à experiência que descrevemos no ínicio do capítulo
anterior. Ela começou com 1 mol/L de N 2 O 4 (incolor) a 100 °C e atingiu-se o
equilíbrio após certo tempo.
N 2 O 4 (g)
100 °C 100 °C
Equilíbrio
químico
Após certo tempo
N 2 O 4 (g)
2NO 2 (g)
[N 2 O 4 ] 1 mol/L [N 2 O 4 ] 0,74 mol/L
[NO 2 ] 0,52 mol/L
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Imagine agora que tivéssemos em nosso laboratório um catalisador
para essa reação e que repetíssemos essa experiência, porém na presença
desse catalisador.
N 2 O 4 (g)
+
Catalisador
100 °C 100 °C
Equilíbrio
químico
Após um tempo MENOR
N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g)
+
Catalisador
[N 2 O 4 ] = 1 mol/L [N 2 O 4 ] = 0,74 mol/L
[NO 2 ] = 0,52 mol/L
Como você pode perceber, as concentrações de equilíbrio são as mesmas
na presença e na ausência do catalisador.
Contudo, utilizando o catalisador a velocidade com que a reação avança
para o equilíbrio é maior. Assim:
Catalisador não desloca equilíbrio. Um catalisador faz com que um
processo chegue mais rapidamente à situação de equilíbrio químico.
O catalisador diminui a energia de ativação (seção 24.4). Acontece que
a diminuição da energia de ativação é a mesma, tanto para a reação direta
quanto para a inversa (gráfico abaixo). Assim, se as duas reações têm
suas velocidades igualmente aumentadas, o equilíbrio não se deslocará
no sentido direto nem no inverso.
Entalpia
Sem catalisador
N 2 O 4
Com catalisador
A diminuição da energia de ativação
provocada pelo catalisador é a mesma
tanto para a reação direta quanto para a inversa
NO 2
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
Caminho da reação
353

Não confunda os efeitos do catalisador com os da temperatura
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
Concentração (mol/L)
[NO 2 ] 1,16 mol/L
1,0
[N 2 O 4 ] 0,74 mol/L
1,0
[N 2 O 4 ] 0,74 mol/L
1,0
0,5
[NO 2 ] 0,52 mol/L
0,5
[NO 2 ] 0,52 mol/L
0,5
[N 2 O 4 ] 0,42 mol/L
0
t eq
100 °C
Sem catalisador
Tempo
0
t eq
Tempo
100 °C
Com catalisador. Equilíbrio atingido
mais rapidamente e com as mesmas
concentrações que no primeiro caso.
0
t eq
Tempo
150 °C
Sem catalisador. Equilíbrio atingido
mais rapidamente que no primeiro caso,
porém com diferentes concentrações
(equilíbrio deslocado, nesse exemplo,
no sentido da formação de NO 2 ).
Unidade H • Equílibrio químico
conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br
Vídeo: Efeito do catalisador sobre a velocidade da reação
Seção 27.5
❱❱ Objetivos
C CEnunciar o Princípio
de Le Chatelier.
C CEnumerar
perturbações que
possam deslocar um
equilíbrio.
CCPrever se tais
perturbações alteram K C .
❱❱ Termos e conceitos
• Princípio de Le
Chatelier
Enunciado do Princípio de
Le Chatelier
O que apresentamos sobre deslocamento de equilíbrio é resumido no chamado
Princípio de Le Chatelier. (Princípio é um enunciado que expressa uma
regularidade da natureza. Os princípios são enunciados depois de muitas observações
experimentais.) O Princípio de Le Chatelier pode ser assim enunciado:
Se uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o equilíbrio
irá se alterar para reduzir o efeito da perturbação.
Resumindo deslocamento de equilíbrio
Perturbação externa Desloca no sentido de Altera o valor de K C ?
Aumento da concentração
de reagente ou de produto
Diminuição da concentração
de reagente ou de produto
Consumo desse
participante
Formação desse
participante
Não
Não
Aumento da pressão Menor volume gasoso Não
Diminuição da pressão Maior volume gasoso Não
Aumento da temperatura Absorção de calor
(endotérmico)
Sim
Diminuição da temperatura Liberação de calor
(exotérmico)
Sim
Presença de catalisador Não desloca Não
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
354
O químico francês Henri
Le Chatelier (1850-1936).
conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br
Texto: O processo de Haber-Bosch

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
19 (Cefet-CE) Sobre as alterações no equilíbrio químico,
é falso afirmar que:
a) quando um reagente é adicionado a um sistema
em equilíbrio, a reação tende a formar produtos.
b) Quando um reagente é removido de um sistema
em equilíbrio, mais reagente tende a se formar
na reação.
c) Quando um produto é adicionado em um sistema
em equilíbrio, a reação tende a formar
reagentes.
d) Quando um produto é removido de um sistema em
equilíbrio, mais produto é formado na reação.
e) Quando uma perturbação externa é aplicada a um
sistema em equilíbrio dinâmico, este tende a se
ajustar, para aumentar o efeito dessa perturbação.
20 (Uespi) Henri Louis Le Chatelier foi um químico-físico
francês, nascido em Paris a 8 de outubro de 1850 e
falecido a 17 de setembro de 1936, em Miribel-les-
-Eschelles, Isère, França. Estudou no Collège Rollin, na
École Polytechnique e foi professor de Química geral
no Collège de France, de 1898 até 1925. Em 1884, Le
Chatelier enunciou a Lei do Equilíbrio Móvel, também
conhecida como Princípio de Le Chatelier, que afirma
que “quando um sistema em equilíbrio é perturbado, por
variação de concentração, de pressão total, ou de temperatura,
a alteração que nele se opera é de modo a reduzir
o efeito imediato daquela perturbação”. Com base, por
exemplo, neste princípio, uma indústria pode prever,
com antecedência, a quantidade de uma substância
que deseja produzir. No caso do equilíbrio:
PC, 5 (g) F PC, 3 (g) 1 C, 2 (g) DH 5 87,9 kJ, se quisermos
deslocar o equilíbrio para a direita deveremos:
a) elevar a temperatura e adicionar PC, 5 (g).
b) elevar a temperatura e adicionar C, 2 (g).
c) reduzir a temperatura e adicionar PC, 5 (g).
d) reduzir a temperatura e adicionar C, 2 (g).
e) reduzir a temperatura e adicionar PC, 3 (g).
21 (Udesc) O princípio de Le Chatelier diz: “Quando
uma perturbação exterior for aplicada a um sistema em
equilíbrio dinâmico o equilíbrio tende a se ajustar, para
minimizar o efeito da perturbação”. Observe a reação
química abaixo.
2 HC, (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g) 1 C, 2 (g)
Em relação a essa reação química, é correto afirmar:
a) Com o aumento da pressão o equilíbrio se desloca
para o sentido de formação do produto.
b) O equilíbrio se desloca no sentido de formação do
produto, com o aumento da concentração HI (g).
c) Com o aumento da pressão o equilíbrio se desloca
para o sentido de formação dos reagentes.
d) Com o aumento da pressão não ocorre deslocamento
do equilíbrio da reação.
e) Quando o gás I 2 for consumido, o equilíbrio não
se altera.
22 (UFU-MG) A síntese de Haber-Bosch pode ser representada
pela reação:
1
N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
2
2 NH 3 (g) DH 1 ,​0
Em relação ao equilíbrio mencionado, correlacione
os fatores citados que afetam o estado de equilíbrio
na COLUNA da esquerda com o respectivo efeito
listado na COLUNA da direita.
I. Concentração de H 2 ( ) O aumento favorece
a produção de NH 3 .
II. Pressão
( ) Não altera o estado
de equilíbrio.
III. Temperatura ( ) O aumento desloca o
equilíbrio para a decomposição
de NH 3 .
IV. Catalisador
( ) O aumento desloca
o equilíbrio para a
produção de NH 3 .
Marque a alternativa que apresenta a sequência
correta.
a) I, III, IV, II. c) II, IV, III, I.
b) IV, II, I, III. d) I, II, IV, III.
23 (Uece) Na atmosfera, uma das reações que iniciam
a produção da chuva ácida, objeto de preocupação
de ambientalistas, é
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g) DH ,​0
Podemos afirmar, corretamente, que:
a) Se as pressões parciais de SO 2 (g) e SO 3 (g) forem
iguais em um determinado estado de equilíbrio,
o valor numérico da pressão parcial de O 2 (g) é
igual ao valor numérico de K P .
b) Diminuindo a temperatura do sistema em equilíbrio,
sem alteração de volume, a concentração
de SO 3 (g) aumenta até ser atingido um novo
estado de equilíbrio.
c) Aumentando a pressão sobre o sistema, sem
variação de temperatura, a quantidade de SO 3 (g)
diminui até ser atingido um novo estado de
equilíbrio.
d) Adicionando-se um catalisador ao sistema em
equilíbrio, sem alteração de temperatura, a concentração
de SO 3 (g) diminui até ser atingido um
novo estado de equilíbrio.
24 (Unifesp) Sob condições experimentais adequadas,
o gás metano pode ser convertido nos gases etano
e hidrogênio:
2 CH 4 (g) F C 2 H 6 (g) 1 H 2 (g)
Para essa reação, a dependência da constante de
equilíbrio com a temperatura é dada na tabela.
Temperatura (K) Constante de equilíbrio
298 9 ? 10 213
400 8 ? 10 210
600 6 ? 10 27
a) A reação de conversão do gás metano para
etano é uma reação endotérmica? No sistema
em equilíbrio, a concentração de gás metano
poderá ser aumentada se houver um aumento
de temperatura? Justifique suas respostas.
b) No sistema em equilíbrio, qual deve ser o efeito na
concentração do gás hidrogênio quando, separadamente,
se adiciona um catalisador e quando há um
aumento de pressão? Justifique suas respostas.
Capítulo 27 • Princípio de Le Chatelier
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Exercícios adicionais
355

EstAbElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE H
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Equilíbrio
químico
é
Equilíbrio
dinâmico
tem
pode
ter
Reação direta
situação em que ocorrem
Reação inversa
Constante de
equilíbrio em função
das concentrações
(K C )
Constante de
equilíbrio em função
das pressões
(K P )
Unidade G H • Substâncias Equílibrio químico inorgânicas
por
Variação da
concentração de
um participante
que
com
1
3
pode
sofrer
Não altera o
valor de K
isso acontece
Valor muito alto
Reação muito
espontânea
Variação da
pressão total
que
pode ter
no caso de
pois há
casos em que
Variação da
temperatura
Altera o
valor de K
pode ter
K
Valor muito baixo
de acordo com o
Reação pouco
espontânea
Princípio de
Le Chatelier
K é função K é função
com reação
com reação
6 crescente da decrescente da
7
temperatura temperatura
que
no caso de
pois há
casos em que
genericamente
representadas por
NÃO é
provocado
por
4
que
apenas
faz
5
isso acontece
que
seu valor
depende da
Nada informa
sobre a rapidez
da reação
Reação
2
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
356

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido
e relido até total compreensão.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
(Fuvest-SP) Na produção de hidrogênio por via petroquímica,
sobram traços de CO e CO 2 nesse gás, o que
impede sua aplicação em hidrogenações catalíticas,
uma vez que CO é veneno de catalisador. Usando-se o
próprio hidrogênio, essas impurezas são removidas, sendo
transformadas em CH 4 e H 2 O. Essas reações ocorrem
a temperaturas elevadas, em que reagentes e produtos
são gasosos, chegando a um equilíbrio de constante
K I no caso do CO e a um equilíbrio de constante K II no
caso do CO 2 . O gráfico traz a variação dessas constantes
com a temperatura.
a) Num experimento de laboratório, realizado a 460 °C, as
pressões parciais de CO, H 2 , CH 4 e H 2 O eram, respectivamente,
4 3 10 25 atm; 2 atm; 0,4 atm; e 0,4 atm. Verifique
se o equilíbrio químico foi alcançado. Explique.
b) As transformações de CO e CO 2 em CH 4 mais H 2 O são exotérmicas ou endotérmicas? Justifique
sua resposta.
c) Em qual das duas transformações, na de CO ou na de CO 2 , o calor desprendido ou absorvido
é maior? Explique, em termos do módulo da quantidade de calor (|Q|) envolvida.
1
Sugestão de encaminhamento
Reveja os conceitos de equilíbrio químico, K C , K P e deslocamento de equilíbrio. Revise como a
constante de equilíbrio de uma reação varia em função da temperatura.
2
Extraia do enunciado a informação de quais são os reagentes e os produtos de cada uma das duas
reações citadas, a que consome CO e a que consome CO 2 . Equacione-as e escreva a expressão de
K P . Essas expressões estão de acordo com a unidade atm 22 , indicada no eixo das ordenadas?
K/atm 2
2500
2000
1500
1000
500
0
400
K II
K I
420 440 460 480 500
T/°C
3
De qual das duas reações trata o item a? Como você concluiu? Realize o cálculo necessário com
os valores de pressão parcial fornecidos e compare o resultado com a constante de equilíbrio a
460 °C, lida no gráfico. Responda ao item a.
4
As curvas de K I e K II são funções decrescentes da temperatura. O que isso informa sobre o sinal
do DH? Isso está de acordo com o Princípio de Le Chatelier? Responda ao item b.
5
O módulo da inclinação da curva K I é maior do que o da curva K II . Isso significa que, para uma
mesma variação de temperatura, K I varia mais acentuadamente, ou seja, o deslocamento de
equilíbrio é mais pronunciado. O que isso sugere sobre o módulo de DH? Responda ao item c.
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
357

Moderna plus
Unidade H
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Velocidades iguais
2 – Temperatura
3 – Deslocamento
4 – Catalisador
5 – Atingir o equilíbrio mais rapidamente
6 – Endotérmica
7 – Exotérmica
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Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
ROBERT WEIGHT-eCOSCENE/CORBIS/latinstock
Desconforto à altitude e deslocamento
de equilíbrio
No sangue, as moléculas de hemoglobina e de gás oxigênio dissolvido estão
em equilíbrio com a oxiemoglobina (hemoglobina combinada com oxigênio).
Essa última é a responsável pela oxigenação do organismo, essencial à vida.
O equilíbrio pode ser representado por:
hemoglobina 1 oxigênio F oxiemoglobina
Nas localidades de maior altitude há uma menor concentração de oxigênio
no ar e, consequentemente, o equilíbrio mencionado é deslocado para
a esquerda. Isso reduz a quantidade de oxiemoglobina presente no sangue,
acarretando dores de cabeça, náuseas e fadiga intensa.
hemoglobina 1 oxigênio F oxiemoglobina
A redução da [oxigênio] desloca o equilíbrio para a esquerda
Após algum tempo de permanência no local de maior altitude, o organismo
começa a se aclimatar, produzindo mais hemoglobina. Isso desloca o equilíbrio
para a direita, aumentando a concentração de oxiemoglobina no sangue.
hemoglobina 1 oxigênio F oxiemoglobina
O aumento da [hemoglobina] desloca o equilíbrio para a direita
Altas escaladas podem exigir
semanas de aclimatação.
Escaladas a locais muito altos exigem que os alpinistas passem semanas se
aclimatando, a fim de atenuarem os desconfortos produzidos pela altitude.
Você entendeu a leitura?
1 (Uerj) Considere que, no sangue, as moléculas
de hemoglobina e de gás oxigênio dissolvido
estão em equilíbrio com a oxiemoglobina, de
acordo com equação abaixo:
hemoglobina 1 oxigênio F 1 oxiemoglobina
2
Em grandes altitudes, quando o ar se torna
rarefeito, essa posição de equilíbrio é alterada,
causando distúrbios orgânicos.
A combinação correta entre o fator cuja variação
é responsável pelo deslocamento do equilíbrio
e o sentido desse deslocamento, indicado na
equação, é:
a) concentração de oxigênio; 1
b) concentração de oxigênio; 2
c) temperatura ambiente; 1
d) temperatura ambiente; 2
2 (Vunesp) No corpo humano, o transporte de
oxigênio é feito por uma proteína chamada
hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina
contém 4 átomos de ferro.
O transporte de oxigênio, dos pulmões para os
tecidos, envolve o equilíbrio reversível:
hemoglobina 1 O pulmão
2 F oxi-hemoglobina
tecido
Mesmo um atleta bem treinado tem seu rendimento
físico muito diminuído quando vai
competir em localidades de altitude muito mais
elevada do que a que está habituado. Após cerca
de duas semanas de treinamento na nova altitude,
o rendimento do atleta retorna ao normal.
a) Explique, em termos químicos, por que o
rendimento físico inicial do atleta diminui
na altitude mais elevada.
b) Explique por que, após o período de adaptação,
o rendimento do atleta retorna ao normal.
O que ocorre com as reservas originais de ferro
do organismo em consequência da adaptação?

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O processo de Haber-Bosch
garcia-pelayo/cid
No antigo Egito, por aquecimento do esterco de camelo era obtido um sal
que ficou conhecido como sal amoníaco (NH 4 Cl), em homenagem ao deus
Amon. Na decomposição desse sal forma-se a amônia (NH 3 ), cujo nome, portanto,
está relacionado ao nome do mitológico deus egípcio. A decomposição
do sal amoníaco pode ser equacionada assim:
NH 4 C, (s) # NH 3 (g) 1 HC, (g)
Uma fábrica de amônia, que produz
essa substância a partir dos gases
nitrogênio e hidrogênio.
Atualmente, a amônia é um dos mais importantes compostos indus triais,
sendo matéria-prima para a fabricação de, entre outras coisas, produtos de
limpeza, ácido nítrico, fertilizantes, explosivos, ração para gado, náilon e
espuma para colchões e travesseiros.
A reação de síntese da amônia é muito lenta à temperatura ambiente
para que possa ser empregada industrialmente. Em temperaturas mais
altas, em que a rapidez poderia ser aceitável para um processo industrial,
o processo apresenta um baixo rendimento devido à reduzida constante
de equilíbrio.
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
akg/latinstock
austrian archives/corbis/latinstock
Fritz Haber (1868-1934),
Prêmio Nobel em 1918.
Isso significa que, se a intenção é produzir NH 3
industrialmente, é necessário um modo de aumentar
a velocidade da reação e, além disso, deslocar o
equilíbrio para a direita, formando mais amônia.
O alemão Fritz Haber e o estadunidense Carl Bosch
conseguiram otimizar a síntese da amônia, o que lhes
valeu o Prêmio Nobel de Química (Haber em 1918 e
Bosch em 1931).
O chamado processo de Haber-Bosch utiliza três condições: catalisador,
alta temperatura e alta pressão.
O catalisador não desloca equilíbrio, mas aumenta a rapidez da reação,
fazendo com que o equilíbrio seja atingido mais rapidamente. A alta temperatura
também serve para aumentar a velocidade da reação.
A variação de entalpia para a reação de síntese da amônia é negativa.
Decorre que um aumento de temperatura desloca esse equilíbrio para a
esquerda (isto é, no sentido endotérmico), o que diminui o rendimento da
produção de amônia.
N 2 (g) 1 3 H 2 (g)
exotérmico
@@@@@#
endotérmico
@@@@@#
NH 3
GÁS TÓXICO
CHEIRO IRRITANTE
2 NH 3 (g) 1 calor DH° 5 291,8 kJ
DH negativo: reação
direta é exotérmica
Carl Bosch (1874-1940),
Prêmio Nobel em 1931.
Aumento da temperatura favorece a reação inversa

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Porém, o aquecimento é necessário para aumentar a velocidade da reação, já
que a baixas temperaturas a reação é tão lenta que o tempo que se perderia na
produção seria proibitivamente elevado. Para tentar compensar o fato de o aquecimento
diminuir o rendimento da produção de NH 3 , utiliza-se alta pressão, que
favorece a reação para a direita (isto é, no sentido do menor volume gasoso).
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
4 volumes 2 volumes
Aumento da pressão favorece a reação direta
É complexo analisar o comportamento desse equilíbrio quando alteramos
simultaneamente pressão e temperatura. O gráfico a seguir ajuda bastante a
prever o rendimento em algumas situações diferentes.
100
80
200 °C
300 °C
400 °C
Amônia (%)
60
40
20
500 °C
600 °C
0
0 200
400 600
Pressão (atm)
800
1.000
Rendimento da produção de amônia a várias
pressões e temperaturas.
Fonte do gráfico: P. Matthews. Advanced Chemistry.
Cambridge: Cambridge University Press, 1992. v. 1. p. 509.
Você entendeu a leitura?
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1 (UFSCar-SP) Em 1912, o químico alemão Fritz
Haber desenvolveu um processo para sintetizar
amônia diretamente dos gases nitrogênio e
hidrogênio. Este processo é muito importante
economicamente, porque a amônia é bastante
utilizada, por exemplo, na indústria de fertilizantes.
Considere a reação em equilíbrio químico
num sistema fechado
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Mantendo-se a temperatura constante, algumas
modificações podem ser realizadas nesse
sistema:
I. introdução de N 2 (g);
II. aumento da pressão do sistema;
III. adição de catalisador.
As modificações que irão provocar o deslocamento
de quilíbrio, favorecendo a formação de
NH 3 , são:
a) I e II, apenas. d) II e III, apenas.
b) I e III, apenas. e) I, II e III.
c) III, apenas.
2 (Cefet-PR) O salitre do Chile (NaNO 3 impuro) e
outras fontes naturais de nitrogênio, até o final
do século XIX, representavam tanto os melhores
fertilizantes do solo quanto a melhor matéria-
-prima para a fabricação de explosivos, como a
pólvora ou a dinamite.
O cientista Fritz Haber (1868-1934) conseguiu
viabilizar um processo de laboratório que
permite obter amônia (NH 3 ), a partir do N 2 do
ar e de H 2 , um gás que poderia ser preparado
facilmente. Partindo de NH 3 , a fabricação de
fertilizantes e nitratos tornava-se simples e
dispensava o uso do salitre do Chile.
Para a seguinte equação de síntese da amônia
é correto afirmar que:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) DH° 5 292 kJ
a) Esta síntese é favorecida a baixas temperaturas.
b) Esta síntese é favorecida a baixas pressões.
c) O uso de catalisadores aumenta o tempo necessário
para que o equilíbrio seja atingido.
d) A retirada de NH 3 do sistema, à medida que
esse composto se forma, diminui o rendimento
em NH 3 .

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
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3 (Vunesp) O processo industrial Haber-Bosch
de obtenção da amônia se baseia no equilíbrio
químico expresso pela equação:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Nas temperaturas de 25 °C e de 450 °C, as
constantes de equilíbrio K P são 3,5 3 10 8 e 0,16,
respectivamente.
a) Com base em seus conhecimentos sobre
equilíbrio e nos dados fornecidos, quais seriam,
teoricamente, as condições de pressão
e temperatura que favoreceriam a formação
de NH 3 ? Justifique sua resposta.
b) Na prática, a reação é efetuada nas seguintes
condições: pressão entre 300 e 400 atmosferas,
temperatura de 450 °C e emprego de
ferro metálico como catalisador. Justifique
por que estas condições são utilizadas industrialmente
para a síntese de NH 3 .
4 (PUC-SP) O processo Haber-Bosch, para a síntese
da amônia, foi desenvolvido no início do século
XX, sendo largamente utilizado hoje em dia.
Nesse processo, a mistura de nitrogênio e hidrogênio
gasosos é submetida a elevada pressão,
na presença de catalisadores em temperatura
de 450 °C. A reação pode ser representada como
a seguir:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) DH 5 2100 kJ/mol
Com relação ao processo Haber-Bosch é incorreto
afirmar que
a) a alta temperatura tem como objetivo aumentar
a concentração de amônia obtida no
equilíbrio.
b) o uso do catalisador e a alta temperatura
permitem que a reação ocorra em uma velocidade
economicamente viável.
c) a alta pressão desloca o equilíbrio no sentido
de produzir mais amônia.
d) o catalisador não influi na concentração
final de amônia obtida após atingido o
equilíbrio.
e) para separar a amônia dos reagentes resfriam-se
os gases, obtendo amônia líquida
a 233 °C, retornando o H 2 e o N 2 que não
reagiram, para a câmara de reação.
5 (Unicamp-SP) A “revolução verde”, que compreende
a grande utilização de fertilizantes inorgânicos
na agricultura, fez surgir a esperança devida para
uma população mundial cada vez mais crescente e,
portanto, mais necessitada de alimentos.
O nitrogênio é um dos principais constituintes
de fertilizantes sintéticos de origem não orgânica.
Pode aparecer na forma de ureia, sulfato de
amônio, fosfato de amônio etc., produtos cuja
produção industrial depende da amônia como
reagente inicial. A produção de amônia, por sua
vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o
gás hidrogênio. A figura a seguir mostra, aproximadamente,
as porcentagens de amônia em
equilíbrio com os gases nitrogênio e hidrogênio,
na mistura da reação de síntese.
% de NH 3
na mistura
70
60
50
40
30
20
10
0
300 °C
350 °C
450 °C
500 °C
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Pressão total/atm
a) A reação de síntese da amônia é um processo
endotérmico? Justifique.
b) Imagine que uma síntese feita à temperatura
de 450 °C e pressão de 120 atm tenha
produzido 50 toneladas de amônia até o
equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à temperatura
de 300 °C e à pressão de 100 atm,
quantas toneladas a mais de amônia seriam
obtidas? Mostre os cálculos.
c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor
de temperatura pode corresponder aos dados
de equilíbrio para uma reação realizada
a 400 °C na presença de um catalisador?
Justifique.
6 (Fuvest-SP) Em determinado processo industrial,
ocorre uma transformação química, que pode
ser representada pela equação genérica
x A (g) 1 y B (g) F z C (g)
em que x, y e z são, respectivamente, os
coeficientes estequiométricos das substâncias
A, B e C.
% de C na mistura
70
60
50
40
30
20
10
0
0
100
350 °C
450 °C
500 °C
200 300
Pressão/atm
400
O gráfico representa a porcentagem, em mols,
de C na mistura, sob várias condições de pressão
e temperatura. Com base nesses dados, pode-se
afirmar que essa reação é
a) exotérmica, sendo x 1 y 5 z
b) endotérmica, sendo x 1 y , z
c) exotérmica, sendo x 1 y . z
d) endotérmica, sendo x 1 y 5 z
e) endotérmica, sendo x 1 y . z

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Fuvest-SP) A L-isoleucina é um aminoácido que, em milhares de anos, se transforma
no seu isômero, a D-isoleucina. Assim, quando um animal morre e aminoácidos deixam
de ser incorporados, o quociente entre as quantidades, em mol, de D-isoleucina e de
L-isoleucina, que é igual a zero no momento da morte, aumenta gradativamente até
atingir o valor da constante de equilíbrio. A determinação desses aminoácidos, num
fóssil, permite datá-lo. O gráfico traz a fração molar de L-isoleucina, em uma mistura
dos isômeros D e L, em função do tempo.
1
Fração molar de L–isoleucina
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
100 200 300
t/10 3 ano
400
a) Leia no gráfico as frações molares de L-isoleucina indicadas com um ponto e construa
uma tabela com esses valores e com os tempos correspondentes.
b) Complete sua tabela com os valores da fração molar de D-isoleucina formada nos
tempos indicados. Explique.
c) Calcule a constante do equilíbrio da isomerização
L-isoleucina B D-isoleucina
d) Qual é a idade de um osso fóssil em que o quociente entre as quantidades de D-isoleucina
e L-isoleucina é igual a 1?
Sugestão de encaminhamento
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1.
Monte uma tabela com três colunas: a primeira para
o tempo (t), a segunda para a fração em mols da
L-isoleucina (x L ) e a terceira para a fração em mols
da D-isoleucina (x D ). Preencha as duas primeiras
pela leitura do gráfico. Esteja atento ao valor das
subdivisões, sobretudo do eixo y!
2.
Revise a definição de fração em mols (fração molar)
e reflita: quanto deve valer, a qualquer t, a soma
x L 1 x D ? Com base nisso, preencha a terceira coluna
e dê a explicação pedida no item b.
3.
Considerando que os coeficientes estequiométricos
da equação dada em c são unitários, escreva a
expressão de K c em função de x D e x L , substitua os
valores no equilíbrio (tire da tabela) e calcule K c .
4.
Localize na tabela o tempo correspondente à situação
em que x D 5 x L (ou seja, x D /x L 5 1) e responda
ao item d. Atente bem à unidade de t no gráfico e
na tabela!

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Desconforto à altitude e deslocamento de equilíbrio
2 1 Alternativa B.
2 a) A redução da concentração de O 2 desloca o equilíbrio para a esquerda
e reduz a concentração de oxi-hemoglobina, prejudicando
o transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos.
b) Ao longo do período de adaptação o corpo produz mais hemoglobina.
O aumento da concentração desse reagente desloca o equilíbrio
para a direita, aumentando a concentração de oxi-hemoglobina
e favorecendo o transporte de oxigênio. A produção de hemoglobina
requer ferro e, portanto, reduz as reservas originais desse
elemento.
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Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
O processo de Haber-Bosch
2 1 Alternativa A.
2 Alternativa A.
3 a) Alta pressão e baixa temperatura. A alta pressão desloca no
sentido de menor volume gasoso (produto). A baixa temperatura
provoca aumento do valor de K p , ou seja, favorece a formação de
produto.
b) A alta temperatura (apesar de deslocar para a esquerda) e o catalisador
são necessários para que a velocidade não seja muito
baixa. A alta pressão é empregada para deslocar o equilíbrio para
a direita, aumentando assim o rendimento da produção de NH 3 .
4 Alternativa A.
5 a) A uma dada pressão, o gráfico informa que o rendimento diminui
com o aquecimento. Portanto, a reação de síntese da amônia é
exotérmica, pois o aquecimento desloca no sentido inverso:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) DH , 0
!@@@@@@@@@@@@@@@@@
O aquecimento desloca para a esquerda
b) 450 ºC e 120 atm: 20% de rendimento
300 ºC e 100 atm: 50% de rendimento
50 t 20%
x 5 125 t
x 50%
O que se obteve a mais foi:
125 t 2 50 t 5 75 t
c) A curva não sinalizada com o valor de temperatura corresponde a
um valor maior que 300 ºC e menor que 350 °C. Não pode, portanto,
corresponder a 400 ºC, quer seja na presença ou na ausência de
catalisador.
6 Alternativa C.
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Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 1.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Vunesp) As figuras representam esquematicamente
dois tempos (t) da reação entre os
gases H 2 e C, 2 . Nelas encontram-se representadas
pictoricamente as relações entre
as quantidades das moléculas de reagentes
e produto envolvidas.
d)
Concentração
HC
H 2
C 2
tempo
e)
Concentração
Assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve
a cinética da reação.
H 2
C 2
HC
t = 0 s
t = 60 s
a)
Concentração
HC
H 2
C 2
tempo
2 (UFC-CE) A figura abaixo representa o diagrama
da variação de entalpia para uma reação química
do tipo R F P, devidamente balanceada e
na condição de equilíbrio.
250
b)
Concentração
H 2
HC
C 2
tempo
Entalpia / kJ mol –1
200
150
100
R
P
50
Caminho da reação
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c)
Concentração
H 2
C 2
HC
tempo
tempo
Considerando um recipiente fechado, com volume
e temperatura constantes, em que R e P
possuem massas molares diferentes, pode-se
afirmar, corretamente, que:
a) o uso de um catalisador aumenta a energia
de ativação desta reação química.
b) a massa da espécie R é igual à massa da espécie
P, na condição de equilíbrio.
c) o máximo apresentado na curva indica a
formação de um estado de transição.
d) a reação química ocorre em duas etapas,
sendo uma etapa lenta e uma etapa rápida.
e) a energia de ativação possui, em módulo, o
mesmo valor nos dois sentidos da reação.

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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Exercício resolvido
3 Em uma das etapas de fabricação do ácido
sulfúrico, ocorre a transformação de dióxido
em trióxido de enxofre:
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
Se, em determinadas condições de pressão e
temperatura, existirem em equilíbrio, em um
recipiente de 4,0 L, 0,80 mol de SO 2 , 1,25 mol
de O 2 e 2,0 mol de SO 3 , determine o valor de K c ,
nessas condições.
Resolução
Perceba que o problema fornece as quantidades
no equilíbrio, em mol, e o volume, mas não as
concentrações em mol/L. É necessário dividir
essas quantidades pelo volume, a fim de realizar
o cálculo de K c .
[SO
K c 5 ​__________
3 ] 2
[SO 2 ] 2 [O 2 ] ​
​
K c 5 ​
@
___ 2,0
4,0 ​ # 2 ​
_____________
_____
@ 0,80
4,0 ​ # 2 ​​ @
_____ 1,25 ​
4,0 ​ # ​
K c 5 20
4 (Fuvest-SP) O equilíbrio de dissociação do H 2 S
gasoso é representado pela equação
2 H 2 S (g) 5 2 H 2 (g) 1 S 2 (g)
Em um recipiente de 2,0 dm 3 estão em equilíbrio
1,0 mol de H 2 S, 0,20 mol de H 2 e 0,80 mol de S 2 .
Qual o valor da constante de equilíbrio K C ?
a) 0,016 c) 0,080 e) 62,5
b) 0,032 d) 12,5
Quantidade,
em mol
Volume,
em litro
Comentário dos autores:
Lembre-se de que 1 dm 3 5 1 L.
Concentração,
em mol/L
5 (Unifor-CE) São colocados 8,0 mol de amônia
num recipiente fechado de 5,0 L de capacidade.
Acima de 450 °C, estabelece-se, após algum
tempo, o equilíbrio:
2 NH 3 (g) F 3 H 2 (g) 1 N 2 (g)
Sabendo que a variação do número de mols
dos participantes está registrada no gráfico a
seguir, podemos afirmar que, nessas condições,
a constante de equilíbrio, K C , é igual a:
Número de mols
8
6 H 2
4
2
0
Tempo
a) 27,00 b) 5,40 c) 1,08 d) 2,16
6 (UFPA) Sabendo-se que K é igual a 69 para a reação
N 2 1 3 H 2 F 2 NH 3 a 500 °C e que a análise
de um recipiente de 7 L mostrou que a 500 °C se
encontravam presentes, no estado de equilíbrio,
3,71 mol de hidrogênio e 4,55 mol de amoníaco,
então o número de mols de nitrogênio presente
no recipiente é:
a) 0,144. c) 0,414. e) 0,653.
b) 0,288. d) 0,510.
7 (Mackenzie-SP) Os ésteres são compostos orgânicos
comumente utilizados na indústria
alimentícia como flavorizantes em refrescos,
pastilhas e doces. A essência de pêssego (formiato
de etila) pode ser obtida de acordo com
a equação em equilíbrio:
HCOOH (,) 1 C 2 H 5 OH (,) F
ácido fórmico etanol
F HCOOC 2 H 5 (,) 1 H 2 O (,)
formiato de etila água
Uma produção piloto de formiato de etila
foi realizada em um balão de capacidade 3
litros, e ao atingir o equilíbrio, verificou-se a
presença de 0,6 mol de ácido fórmico; 0,6 mol
de etanol; 1,2 mol do referido éster [formiato
de etila] e 1,2 mol de água. Com base nesses
dados, pode-se afirmar que a constante de
equilíbrio (K C ) para essa reação é:
a) 0,40. c) 0,25. e) 1,33.
b) 4,00. d) 2,50.
Comentário dos autores:
NH 3
N 2
Note que os coeficientes estequiométricos são
todos unitários
8 (PUC-MG) A constante de equilíbrio de uma
reação acontecendo numa solução aquosa
numa determinada temperatura e pressão é
MODIFICADA quando:
a) um catalisador é adicionado.
b) a temperatura é alterada.
c) água é adicionada.
d) a solução é agitada.

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Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
9 Colocam-se 1 mol de N 2 e 3 mol de H 2 em um
frasco fechado e espera-se o sistema atingir o
equilíbrio: N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Em qual das temperaturas que aparecem na
tabela a seguir o equilíbrio apresentará maior
concentração de produto? Por quê?
Temperatura (°C)
cC 1 dD,
após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir
a constante de equilíbrio K C 5 ​ [C]c ? [D] d
_________
[A] a ? [B] b ​, a
respeito da qual é correto afirmar que:
a) quanto maior for o valor de K C , menor será o
rendimento da reação direta.
(Uema) Na equação aA 1 bB F 1
2
K C
25 6,0 ? 10 15
b) K C independe da temperatura.
200 6,5 ? 10 21
300 1,1 ? 10 22
400 6,2 ? 10 24
c) se as velocidades das reações direta e inversa
forem iguais, então K C 5 0.
d) K C depende das molaridades iniciais dos
reagentes.
e) quanto maior for o valor de K C , maior será a
concentração dos produtos.
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Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
11 (UFMG) A uma temperatura elevada, 10 mol
de PC, 5 (g) foram adicionados a um recipiente,
que, imediatamente, foi fechado e mantido em
temperatura constante.
Observou-se, então, que o PC, 5 (g) se decompôs,
transformando-se em PC, 3 (g) e C, 2 (g).
A quantidade de matéria de PC, 5 (g), em mol,
variou com o tempo, até o sistema alcançar o
equilíbrio, como mostrado neste quadro:
Tempo
Quantidade de matéria de PC< 5 /mol
t 1 10
t 2 6
t 3 4
Considerando a reação de esterificação do ácido
acético com o etanol, de acordo com a tabela
apresentada, é correto afirmar que:
a) todo o ácido reagiu.
b) todo o álcool reagiu.
c) há produto em excesso no equilíbrio.
d) há álcool em excesso no início da reação.
e) a concentração de água no equilíbrio é o
dobro da concentração de éster.
Comentário dos autores:
A reação envolvida, estudada na Química Orgânica,
pode ser assim representada:
ácido acético 1 etanol F acetato de etila 1 água
com todos os coeficientes unitários.
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t 4 4
Considerando-se essas informações, é CORRE-
TO afirmar que:
a) em qualquer instante após t 1 , a pressão do
sistema é maior que em t 1 .
b) em qualquer instante, as reações direta e
inversa têm velocidades iguais.
c) no equilíbrio, a velocidade da reação direta é
igual a zero.
d) no equilíbrio, a quantidade de matéria das
três substâncias é igual.
Comentário dos autores:
Subentenda que o volume do recipiente é constante
e lembre-se da Lei do Gás Ideal, PV 5 nRT.
12 (UPE) Em um recipiente de 2,46 L de capacidade,
submetido a 327 °C, são colocados 10,2 g de
NH 3 (g). Estabelecido o equilíbrio após um determinado
tempo, constata-se que a pressão
total do sistema é 16,8 atm.
Dados: R 5 0,082 L ? atm/mol ? K,
m a (N) 5 14 u, m a (H) 5 1 u
O grau de dissociação térmica do NH 3 (g) nas
condições da experiência, é igual a:
a) 25%. b) 20%. c) 50%. d) 40%. e) 60%.
13 (Furg-RS) Responda a partir da análise da tabela
apresentada:
ácido
acético
(mol/L)
etanol
(mol/L)
acetato
de etila
(mol/L)
água
(mol/L)
Início 0,10 1,00 zero zero
Equilíbrio ??? ??? 0,097 ???
14 (PUC-SP) O gás incolor N 2 O 4 foi aprisionado em
um frasco fechado sob temperatura constante.
Em seguida, observou-se o aparecimento de
uma coloração castanha no interior do tubo,
atribuída à reação de dissociação do N 2 O 4 , com
a formação do gás NO 2 .
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
O acompanhamento das concentrações das
substâncias envolvidas no equilíbrio está representado
no gráfico a seguir.
Concentração (mol L 1 )
0,13
0,12
0,11
0,10
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0,00
0
[NO 2 ]
[N 2 O 4 ]
20 40 60 80 100
Tempo (s)
Sobre o sistema foram feitas as seguintes afirmações:
I. Nas condições do experimento, a extensão
da reação de dissociação é de 60%.
II. Nas condições do experimento, K C 5 0,36,
no sentido da formação do gás NO 2 .
III. O equilíbrio foi atingido entre 20 e 30 segundos
após o início do experimento.
IV. Se a concentração inicial de N 2 O 4 no frasco
fechado fosse de 0,04 mol ? L 21 , nas mesmas
condições de temperatura e pressão do experimento
realizado, não haveria formação
de NO 2 .
Estão corretas somente as afirmações
a) I e II. c) II e III. e) III e IV.
b) I e III. d) II e IV.

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Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
15 (PUC-RJ) Para a síntese do metanol, foram utilizadas
as seguintes concentrações das espécies
em quantidade de matéria:
[CO] 5 1,75 mol L 21 , [H 2 ] 5 0,80 mol L 21 e
[CH 3 OH] 5 0,65 mol L 21
Ao se atingir o equilíbrio químico, numa dada
temperatura, constatou-se que a concentração
da espécie CO, em quantidade de matéria, estabilizou
em 1,60 mol L 21 .
CO (g) 1 2 H 2 (g) F CH 3 OH (g)
Pede-se:
a) a expressão da constante de equilíbrio em
função das concentrações das espécies
em quantidade de matéria;
b) o valor numérico da constante de equilíbrio
mostrando o encaminhamento por meio dos
cálculos necessários.
16 (Uece) A 620 K o valor de K C para
CO (g) 1 H 2 O (g) F CO 2 (g) 1 H 2 (g) é 324.
Números iguais de mol de CO e H 2 O são adicionados
a um recipiente, a 620 K. Depois de
estabelecido o equilíbrio, [CO 2 ] é igual a 9,0 M.
A concentração do CO no equilíbrio é:
a) 0,5 M. c) 9,0 M.
b) 8,5 M. d) 9,5 M.
17 (Fuvest-SP) Um recipiente fechado de 1 litro contendo
inicialmente, à temperatura ambiente,
1 mol de I 2 e 1 mol de H 2 é aquecido a 300 °C.
Com isto estabelece-se o equilíbrio
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
cuja constante é igual a 1,0 ? 10 2 . Qual a concentração,
em mol/L, de cada uma das espécies
H 2 (g), I 2 (g) e HI (g), nessas condições?
a) 0, 0, 2
b) 1, 1, 10
c) ​ 1__ ​, ​1__ ​, ​5__
6 6 3 ​
d) ​ 1__ ​, ​1__ ​, ​5__
6 6 6 ​
e) ___ ​ 1 ​, ​1
11 ___ ​, ​10
11 ___
11 ​
18 (UFPB) Se 1 mol de H 2 e 1 mol de I 2 , em um
recipiente de 1 litro, atingirem a condição de
equilíbrio a 500 °C, a concentração de HI no
equilíbrio é:
(Dado: K C 5 49)
a) 2,31. d) 3,29.
b) 5,42. e) 4,32.
c) 1,54.
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Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.6
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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19 (Fuvest-SP) Em uma experiência, aqueceu-se,
a uma determinada temperatura, uma mistura
de 0,40 mol de dióxido de enxofre e 0,20 mol de
oxigênio, contidos em um recipiente de 1 L e na
presença de um catalisador. A equação química,
representando a reação reversível que ocorre
entre esses dois reagentes gasosos, é
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
As concentrações dos reagentes e do produto
foram determinadas em vários tempos, após o
início da reação, obtendo-se o gráfico:
Concentração
(mol/L)
0,40
0,30
0,20
0,10
Tempo
Em uma nova experiência, 0,40 mol de trióxido
de enxofre, contido em um recipiente de 1 L, foi
aquecido à mesma temperatura da experiência
anterior e na presença do mesmo catalisador.
Acompanhando-se a reação ao longo do tempo,
deve-se ter, ao atingir o equilíbrio, uma concentração
de SO 3 de aproximadamente:
a) 0,05 mol/L. d) 0,35 mol/L.
b) 0,18 mol/L. e) 0,40 mol/L.
c) 0,20 mol/L.
20 (UFMS) Supõe-se que a 2.000 °C a reação
H 2 (g) 1 CO 2 (g) F H 2 O (g) 1 CO (g) apresenta
K C 5 4,00. Injetando-se 1,00 mol de cada componente
(H 2 , CO 2 , H 2 O, CO), simultaneamente, num
recipiente de 10,0 litros, e deixando-os entrar
em equilíbrio à temperatura acima, é correto
afirmar que, no equilíbrio [julgue os itens como
verdadeiros ou falsos, e dê como resposta a soma
dos números das afirmações corretas]:
(01) as concentrações dos componentes são
iguais a 0,10 mol/L.
(02) as concentrações dos produtos são menores
que as concentrações dos reagentes.
(04) em relação às concentrações iniciais, as
concentrações dos reagentes diminuíram
na mesma proporção em que as dos produtos
aumentaram, respectivamente.
(08) as concentrações de H 2 (g) e de CO 2 (g)
são aproximadamente iguais a
6,67 ? 10 22 mol/L.
(16) as concentrações de H 2 O (g) e de CO (g)
são aproximadamente iguais a
1,33 ? 10 22 mol/L.
21 (Unifesp) Ácido acético e etanol reagem reversivelmente,
dando acetato de etila e água.
ácido acético (,) 1 etanol (,) F
F acetato de etila (,) 1 água (,)
A 100 °C, a constante de equilíbrio vale 4.
a) Calcule a quantidade, em mol, de ácido acético
que deve existir no equilíbrio, a 100 °C,
para uma mistura inicial contendo 2 mol de
acetato de etila e 2 mol de água.
b) Partindo-se de 1,0 mol de etanol, para que
90% dele se transformem em acetato de etila,
a 100 °C, calcule a quantidade de ácido acético,
em mol, que deve existir no equilíbrio.
Justifique sua resposta com cálculos.
22 (Fuvest-SP) A reação de esterificação do ácido
etanoico com etanol apresenta constante de
equilíbrio igual a 4, à temperatura ambiente.
Abaixo estão indicadas cinco situações, dentre
as quais apenas uma é compatível com
a reação, considerando-se que a composição
final é a de equilíbrio. Qual alternativa
representa, nessa temperatura, a reação de
esterificação citada?
X = Y = Z = W =
= hidrogênio = carbono = oxigênio
Composição inicial em mols
Composição final em mols
X Y Z W X Y Z W
a) 6 6 0 0 2 2 4 4
b) 6 5 0 0 4 3 2 2
c) 4 5 0 0 2 3 2 2
d) 3 3 1 0 1 1 3 2
e) 0 0 6 6 3 3 3 3
23 (Ufes) A constante de equilíbrio K C é igual a 10,50
para a seguinte reação, a 227 °C:
CO (g) 1 2 H 2 (g) F CH 3 OH (g)
O valor de K C para a reação abaixo, na mesma
temperatura, é
2 CO (g) 1 4 H 2 (g) F 2 CH 3 OH (g)
a) 3,25. c) 10,50. e) 110,25.
b) 5,25. d) 21,00.
24 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou falsa:
Admitindo-se que a constante de equilíbrio
do sistema reacional A (g) 1 B (g) F C (g)
é igual a 1,5 3 10 28 , é correto afirmar que, na
mesma temperatura, a constante de equilíbrio
do sistema reacional 2 A (g) 1 2 B (g) F 2 C (g)
é igual a 0,225 3 10 215 .

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 2.6
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
25 (UEG-GO) O N 2 O 4 é um gás incolor e pode transformar-se
no gás castanho NO 2 , de acordo com
o equilíbrio apresentado na figura abaixo.
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
Considere que 4,0 mol do gás incolor e
2,0 mol do gás castanho forma misturados em
um recipiente fechado de 1,0 L de capacidade,
na temperatura de 227 °C. Admita ainda que
nessa temperatura a constante de equilíbrio,
em termos das concentrações, vale 40. Baseado
nas informações do texto e da figura e
considerando ​d XX 3 ​5 1,73, responda aos itens
abaixo:
a) Explique por meio de cálculos se haverá diminuição
ou aumento na concentração de
NO 2 até que o equilíbrio seja estabelecido.
b) Determine as concentrações de N 2 O 4 e NO 2
no estado de equilíbrio.
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Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 3.1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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exercícios adicionais
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26 (Vunesp) O hidrogênio pode ser obtido do metano,
de acordo com a equação química em
equilíbrio:
CH 4 (g) 1 H 2 O (g) F CO (g) 1 3 H 2 (g)
A constante de equilíbrio dessa reação é igual a
0,20 a 900 K. Numa mistura dos gases em equilíbrio
a 900 K, as pressões parciais de CH 4 (g) e de
H 2 O (g) são ambas iguais a 0,40 atm e a pressão
parcial de H 2 (g) é de 0,30 atm.
a) Dê a expressão da constante de equilíbrio.
b) Calcule a pressão parcial de CO (g) no
equilíbrio.
27 (UCS-RS) Em um recipiente fechado sob pressão
de 6 atm, é mantido o sistema gasoso:
2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 SO 3 (g)
constituído por 0,40 mol de dióxido de enxofre,
1,60 mol de oxigênio e 2,00 mol de trióxido de
enxofre. O valor da constante de equilíbrio do
sistema, em termos de pressões parciais, é
aproximadamente:
a) 8,4 c) 10,4 e) 12,4
b) 9,4 d) 11,4
Comentário dos autores:
Lembre-se, do estudo dos gases, de que a pressão
parcial de um gás A (P A ) é dada por:
P A 5 x A ? P total
em que x A é a fração em mols, assim calculada:
x A 5
____
​ n A
n
​
total
Exercício resolvido
28 A 1 atm e temperatura constante, um gás A se
encontra em equilíbrio com um gás B:
A (g) F B (g)
Sabendo que o grau de equilíbrio é 75%, calcule
o valor de K P para esse processo.
Resolução
Seja n i a quantidade (em mols) inicial de reagente.
Como o grau de equilíbrio é 75%, podemos
afirmar que 0,75 n i é o quanto reage até
que seja atingido o equilíbrio.
Vamos ao preenchimento da tabela (em mols):
A F B
Início n i —
Proporção
Reagiu
0,75 n i
dos
Formou
0,75 n i
coeficientes
Equilíbrio 0,25 n i 0,75 n i 1 : 1
Lembrando do estudo dos gases que
P gás 5 x gás ? P total , podemos efetuar o cálculo de K P :
K P 5 _______ ​ P produto
​ 5 ​ x produto ? P ​ _______
n produto
__________
P reagente x reagente ? P ​ 5 ​ n
​ ? P
__________
total
_______
n ​ 5 _______ ​ 0,75 ni
​
reagente 0,25 n
​ ? P
i
K P 5 3,0
n total
29 3,0 mol de PC, 5 são introduzidos num recipiente.
PC, 5 (g) F PC, 3 (g) 1 C, 2 (g)
Atingido o equilíbrio acima equacionado,
verifica-se que 60% do PC, 5 inicial sofre dissociação
e que a pressão total é 4,8 atm. Calcule
o valor de K P .
30 3,2 mol de CO são misturados com 3,2 mol de
H 2 O promovendo a reação
CO (g) 1 H 2 O (g) F CO 2 (g) 1 H 2 (g)
No equilíbrio há 1,0 mol de CO. Calcule:
a) o grau de equilíbrio;
b) o valor de K P .
31 (Fuvest-SP) Quando fosgênio é aquecido, estabelece-se
o seguinte equilíbrio:
COC, 2 (g) F CO (g) 1 C, 2 (g)
O gráfico mostra as pressões parciais de CO
e C, 2 em função do tempo, à temperatura de
720 K.
1
2
Pressão parcial (atm)
Pressão parcial (atm)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
COC 2
CO, C 2
Tempo
Resolva
no
caderno
Tempo

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 3.1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
a) Sem calcular a constante de equilíbrio,
complete o gráfico 2 , traçando e identificando
as curvas análogas às apresentadas,
no caso em que se parte de uma mistura
equimolar de CO e C, 2 que atinge o equilíbrio
a 720 K, sabendo que a pressão total
inicial é igual a 2 atm.
b) Escreva a equação da constante do equilíbrio:
COC, 2 (g) F CO (g) 1 C, 2 (g)
em termos de pressões parciais.
Calcule o valor dessa constante.
32 Demonstre que, para o equilíbrio
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g) a constante K P é dada por
K P 5 ​ ______ 4a2
1 2 a ​ ? P 2
sendo: a 5 grau de equilíbrio;
P 5 pressão total no equilíbrio.
Comentário dos autores:
Suponha n mols de N 2 O 4 no início e monte a tabela
em função de a e n. Substitua os valores de
equilíbrio na expressão de K P usando a fórmula:
P parcial 5 x ? P total
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Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico
e constante de equilíbrio
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
Exercício resolvido
33 Sabendo que para o equilíbrio
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
a constante K C , a 100 °C, vale 0,36, determine o
valor de K P nessa temperatura.
Dado: R 5 0,082 ________ ​ atm ? L
mol ? K ​
Resolução
Dn 5 2 2 1 5 1
K P 5 K C ? (RT) Dn
K P 5 K C ? (RT) 1
K P 5 0,36 ? 0,082 ? 373
36 (UFF-RJ) O álcool metílico (metanol) pode ser preparado,
comercialmente, por meio da reação:
230 °C a 400 °C
CO (g) 1 2 H 2 (g) F CH 3 OH (g)
300 atm
Este composto é utilizado em carros da Fórmula
Indy como combustível e, às vezes, por pessoas
inescrupu losas, em bebidas alcoólicas. Neste
último caso o efeito tóxico do metanol provoca
problemas no sistema nervoso, nervos ópticos e
retina. Os sintomas de intoxicação são violentos
e aparecem entre nove e trinta e seis horas após
sua ingestão. No organismo, o composto sofre
oxidação, originando formaldeído e ácido fórmico,
ambos tóxicos. O metanol tem ação cumulativa,
pois é eliminado muito lentamente.
Temperatura em K
(escala kelvin)
Constante dos
gases em
_______
​ atm ? L
mol ? K ​
Valor de K C
Jon ferry/getty image
K P 5 11
Atenção: Nos próximos exercícios, se necessário,
utilize R 5 0,082 ________ ​ atm ? L
mol ? K ​
34 A 25 °C, o valor de K C para o equilíbrio
N 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 NO (g)
é 1,0 ? 10 230 . Determine o valor de K P para esse
equilíbrio, nessa temperatura.
35 (PUC-SP) No equilíbrio químico
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
verifica-se que K C 5 2,4 ? 10 23 (mol/L) 22 a 727 °C.
Qual o valor de K P , nas mesmas condições
físicas?
Acidente com vazamento de metanol, durante
reabastecimento.
Em condições de equilíbrio, à temperatura de
487,8 K, tem-se [H 2 ] 5 0,060 M, [CO] 5 0,020 M e
[CH 3 OH] 5 0,072 M. Levando-se em conta estes
dados, os valores aproximados de K C e K P são,
respectivamente:
a) 1.000 M 22 e 0,625 atm 22 .
b) 3.000 M 22 e 1,875 atm 22 .
c) 1.000 M 22 e 40 atm 22 .
d) 77,16 M 22 e 0,048 atm 22 .
e) 3.000 M 22 e 0,625 atm 22 .
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Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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1 (Cefet-AL) A amônia é uma das substâncias
mais produzidas e importantes da indústria
química, sendo usada na fabricação de fertilizantes,
ácido nítrico e nitratos. Sua obtenção,
industrialmente, se dá através da reação entre
os gases nitrogênio (N 2 ) e hidrogênio (H 2 ) sob
alta pressão e temperatura, conforme a equação
em equilíbrio:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g) DH 5 292,4 kJ
Se for adicionado mais N 2 (g) ao processo, podemos
concluir que:
a) O equilíbrio não será alterado, pois não depende
da quantidade de reagentes inseridos
no sistema reacional.
b) Será produzido mais H 2 (g), pois o equilíbrio
é deslocado para a esquerda.
c) A reação, que é exotérmica (DH , 0), passará
a ser endotérmica (DH . 0), deslocando o
equilíbrio para a esquerda.
d) O equilíbrio será deslocado para a esquerda,
reduzindo a quantidade de NH 3 (g)
formada.
e) O equilíbrio será deslocado para a direita,
aumentando a quantidade de NH 3 (g)
formada.
2 (Unifenas-MG) Em geral, as reações químicas
que ocorrem, simultaneamente, em dois sentidos,
são denominadas reações reversíveis.
Equilíbrio químico é uma reação reversível, na
qual a velocidade da reação direta é igual à velocidade
da reação inversa. Consequentemente,
as concentrações de todas as substâncias participantes
permanecem constantes.
O gráfico a seguir refere-se à reação:
A 1 B F C
[ ] mol/ L
B
C
A
t 1
t 2
t 3
tempo
Analisando-se o gráfico conclui-se que:
a) No início da reação química: [A] , [B].
b) O equilíbrio foi alterado em t 1 .
c) Em t 3 a velocidade da reação direta é maior
do que a inversa.
A
B
C
d) Em t 2 houve um acréscimo na concentração
de A, sendo que a concentração de B diminui
e a de C aumenta até atingir um novo
equilíbrio.
e) Entre t 2 e t 3 (intervalo de tempo) as velocidades
da reação direta e inversa são iguais.
3 (UEFS-BA) Considere o gráfico a seguir, o qual
se refere à reação:
A 1 B F C 1 D
Reagentes Produtos
Concentrações
0
C D
A B
t 1
t 2
t 3
Tempo
0 a t 1 — sistema em reação para atingir o equilíbrio.
t 1 a t 2 — sistema em equilíbrio.
t 2 — ação aplicada ao equilíbrio.
t 2 a t 3 — deslocamento do equilíbrio para compensar
a ação aplicada.
Analise as proposições:
I. No intervalo de tempo t 1 a t 2, as concentrações
dos produtos e dos reagentes permaneceram
constantes.
II. Em t 2 , houve adição de produto(s) ao sistema
em equilíbrio.
III. No intervalo de tempo t 2 a t 3 , ocorreu um
aumento na concentração dos reagentes
(A 1 B)
IV. O estado de equilíbrio foi destruído após t 3 .
Estão corretas as proposições:
a) II e III, apenas.
b) II e IV, apenas.
c) I, II e III, apenas.
d) I, III e IV, apenas.
e) I, II, III e IV.
4 (Covest-PE) O cobalto pode formar os íons
complexos [CoC, 4 ] 22 e [Co(H 2 O) 6 ] 21 em solução
aquosa. O íon [CoC, 4 ] 22 apresenta forte coloração
azul, enquanto o [Co(H 2 O) 6 ] 21 confere à
solução um tom cor-de-rosa. O equilíbrio entre
esses dois compostos é reversível e pode ser
representado pela equação:
[Co(H 2 O) 6 ] 21 (aq) 1 4 C, 2 (aq) F
F [CoC, 4 ] 22 (aq) 1 6 H 2 O (,)

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Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Respostas
exercícios adicionais
Sobre esta reação e compostos de cobalto é incorreto afirmar que:
a) na expressão para a constante de equilíbrio desta reação, a concentração
de C, 2 será multiplicada por 4.
b) a adição de ácido clorídrico concentrado a uma solução aquosa
de nitrato de cobalto fará a solução passar de rosa para azul.
c) o cloreto de cobalto sólido anidro, CoC, 2 , deve ser um sal de coloração
azul.
d) soluções de cobalto II muito diluídas tendem a ser cor-de-rosa.
e) o estado de oxidação do cobalto não é alterado quando o equilíbrio
acima é deslocado.
5 (Fuvest-SP) Certas quantidades de água comum (H 2 O) e de água
deuterada (D 2 O) — água que contém átomos de deutério em lugar
de átomos de hidrogênio — foram misturadas. Ocorreu a troca de
átomos de hidrogênio e de deutério, formando-se moléculas de HDO
e estabelecendo-se o equilíbrio (estado I)
H 2 O 1 D 2 O F 2 HDO
As quantidades, em mols, de cada composto no estado I estão indicadas
pelos patamares, à esquerda, no diagrama.
Depois de certo tempo, mantendo-se a temperatura constante,
acrescentou-se mais água deuterada, de modo que a quantidade
de D 2 O, no novo estado de equilíbrio (estado II), fosse o triplo
daquela antes da adição. As quantidades, em mols, de cada composto
envolvido no estado II estão indicadas pelos patamares, à
direita, no diagrama.
A constante de equilíbrio, nos estados I e II, tem, respectivamente,
os valores:
1,0
H 2
O
HDO
n
––––
mol
0,8
0,6
0,4
HDO
H 2
O
D 2
O
0,2
0,0
D 2
O
tempo
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a) 0,080 e 0,25. d) 4,0 e 12.
b) 4,0 e 4,0. e) 6,6 e 6,6.
c) 6,6 e 4,0.

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Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 2.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
6 (Ufersa-RN) A reação exotérmica reversível de formação
de SO 3 , a partir do O 2 e do SO 2 , é efetuada
em um reator de aço com paredes indeformáveis.
O reator trabalha a uma pressão de 10 atm e está
conectado a um cilindro de argônio a uma pressão
de 100 atm, conforme mostrado na figura.
A válvula A que conecta o cilindro de argônio
ao reator encontra-se inicialmente fechada e o
sistema reacional em equilíbrio químico.
7 (ITA-SP) Num cilindro com pistão móvel provido
de torneira, conforme figura abaixo, se estabeleceu
o equilíbrio
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g); K C
Cilindro com
Argônio
P = 100 atm
A
2 SO 2
(g) + O 2
(g) 2 SO 3
(g)
∆H < 0; P = 10 atm
Parede rígida
de aço
No sistema apresentado, quando a válvula A
for aberta:
a) ocorrerá diminuição da concentração de SO 2 .
b) haverá um aumento da constante de equilíbrio
da reação.
c) observar-se-á um aumento da concentração
de SO 3 .
d) não ocorrerá nenhuma alteração nas concentrações
de equilíbrio do sistema.
Comentário dos autores:
Admita que, quando a válvula A é aberta, a mistura
reacional não se expande para dentro do cilindro.
Mantendo a temperatura constante, pode-se
realizar as seguintes modificações:
I. Reduzir o volume, por deslocamento do
pistão.
II. Introduzir mais NO 2 (g) pela torneira, o
pistão permanecendo fixo.
III. Introduzir mais N 2 O 4 (g) pela torneira, o
pistão permanecendo fixo.
IV. Introduzir argônio pela torneira, o pistão
permanecendo fixo.
Qual ou quais das alternativas acima irá ou irão
provocar deslocamento do equilíbrio para a
esquerda, isto é, irá ou irão acarretar a produção
de mais N 2 O 4 (g) dentro do cilindro?
a) Apenas (I).
b) Apenas (III).
c) Apenas (I) e (II).
d) Apenas (II) e (IV).
e) Apenas (I), (II) e (III).
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Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 3.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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8 (Ceetesp-SP) Para o seguinte equilíbrio gasoso
CO (g) 1 3 H 2 (g) F CH 4 (g) 1 H 2 O (g)
foram determinadas as constantes de equilíbrio
(K C ) em diferentes temperaturas. Os dados
obtidos estão na tabela abaixo:
Temperatura (K)
K C
300 5 ? 10 27
1.000 3 ? 10 2
1.200 4
Sobre esse equilíbrio, foram feitas as seguintes
afirmações:
I. A reação, considerada no sentido da formação
do metano (CH 4 ), é endotérmica.
II. O aumento da temperatura do sistema favorece
a formação de gás hidrogênio (H 2 ).
III. O aumento da pressão sobre o sistema não
provoca o deslocamento desse equilíbrio.
Dessas afirmações, somente:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) I e III são corretas.
9 (Uerj) Hidrogênio e iodo, ambos em fase gasosa,
foram misturados em condições reacionais
adequadas. A reação, em estado de equilíbrio,
é representada por:
H 2 (g) 1 I 2 (g) 1 calor F 2 HI (g) K 5 50
Em seguida, quatro modificações independentes
foram impostas a esse sistema:
1 - aumento da temperatura;
2 - aumento da pressão;
3 - diminuição da concentração de I 2 ;
4 - diminuição da concentração de H 2 .
A modificação que causa aumento no valor
da constante de equilíbrio K é a indicada pelo
seguinte número:
a) 1. b) 2. c) 3. d) 4.
10 (UFC-CE) Marque com V ou F, conforme seja
verdadeira ou falsa, cada uma das afirmativas
sobre equilíbrio químico.
( ) Para uma reação química, a elevação de
temperatura deve favorecer a formação dos
reagentes a partir dos produtos para uma
reação exotérmica.
( ) Para uma reação química, a elevação de
temperatura deve favorecer a formação dos
produtos a partir dos reagentes para uma
reação endotérmica.
( ) Para uma reação química na qual a variação
da entalpia é nula, a elevação de
temperatura deve favorecer a formação
dos produtos.
( ) Para uma reação química na qual a variação
de entalpia é nula, a elevação de
temperatura deve favorecer a formação
dos reagentes.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência
correta.
a) V, V, V, V d) V, F, V, F
b) V, V, F, F e) F, V, F, V
c) F, F, V, F
11 (UFMG) Um mol de hidrogênio gasoso e um mol
de iodo gasoso foram misturados em um frasco
fechado com volume de 10 litros.
Esses gases reagem entre si, conforme representado
na equação que se segue, e, após algum
tempo, o sistema atinge o equilíbrio:
H 2 (g) 1 I 2 (g) F 2 HI (g)
Neste gráfico, está representada a variação da concentração
de H 2 e de HI, em função do tempo.
Concentração (mol/L)
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
T = 400 °C
T = 940 °C
t 1
t 2
Tempo
Do instante em que os gases foram misturados
até o tempo t 1 , foi mantida a temperatura de
400 °C. No tempo t 1 , a temperatura foi aumentada
para 940 °C. Entre os tempos t 1 e t 2 , apenas
a concentração de HI está representada.
1. INDIQUE se a reação de formação de HI é
endotérmica ou exotérmica. JUSTIFIQUE sua
resposta.
2. CALCULE o valor da constante de equilíbrio
de 400 °C.
3. INDIQUE se a constante de equilíbrio dessa
reação, à temperatura de 940 °C, é menor, igual
ou maior que a constante de equilíbrio a 400 °C.
JUSTIFIQUE sua resposta, sem fazer cálculos.

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Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
12 (UFMG) A reação do eteno, C 2 H 4 , com hidrogênio,
H 2 , produz etano, C 2 H 6 .
Sabe-se que, no equilíbrio, a velocidade de formação
dos produtos, V, e a velocidade inversa,
de formação dos reagentes, V’, são iguais:
C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g) F V C 2 H 6 (g) DH , 0
V’
Foram realizados dois experimentos envolvendo
essa reação, com apenas uma diferença: um, na presença
de catalisador; o outro, na ausência deste.
Comparando-se esses dois experimentos, é
CORRETO afirmar que, na reação catalisada,
aumenta:
a) a concentração de etano, no equilíbrio.
b) a quantidade de energia térmica produzida.
c) a rapidez com que as velocidades V e V’ se
igualam.
d) a velocidade V, enquanto a velocidade V’
diminui.
13 (Fuvest-SP) A transformação de um composto
A em um composto B, até atingir o equilíbrio
(A F B), foi estudada em três experimentos.
De um experimento para o outro, variou-se a
concentração inicial do reagente A ou a temperatura
ou ambas. Registraram-se as concentrações
de reagente e produto em função do
tempo.
Dessas afirmações:
a) todas são corretas.
b) apenas I e III são corretas.
c) apenas II e III são corretas.
d) apenas I é correta.
e) apenas II é correta.
14 (Unifesp) O monóxido de nitrogênio é um dos
poluentes atmosféricos lançados no ar pelos
veículos com motores mal regulados. No cilindro
de um motor de explosão interna de alta
compressão, a temperatura durante a combustão
do combustível com excesso de ar é da
ordem de 2.400 K e os gases de descarga estão ao
redor de 1.200 K. O gráfico representa a variação
da constante de equilíbrio (escala logarítmica)
em função da temperatura, para a reação de
formação do NO, dada por
K C
​ 1__
2 ​ N 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) F NO (g)
1
1 10 –5
1 10 –10 2.000
9
A1
1 10 –15
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concentração
6
3
0
A2
A3
tempo
Com esses dados, afirma-se:
I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à
mesma temperatura, pois as constantes de
equilíbrio correspondentes são iguais.
II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura
mais elevada que o experimento 1, pois
no experimento 3 o equilíbrio foi atingido em
um tempo menor.
III. A reação é endotérmica no sentido da formação
do produto B.
B1
B2
B3
0 1.000
Temperatura (K)
Considere as seguintes afirmações:
I. Um catalisador adequado deslocará o equilíbrio
da reação no sentido da conversão do
NO em N 2 e O 2 .
II. O aumento da pressão favorece a formação
de NO.
III. A 2.400 K há maior quantidade de NO do
que a 1.200 K.
IV. A reação de formação do NO é endotérmica.
São corretas as afirmações contidas somente em:
a) I, II e III.
b) II, III e IV.
c) I e III.
d) II e IV.
e) III e IV.

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Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Respostas
exercícios adicionais
15 (UEG-GO) Considere o equilíbrio hipotético
abaixo e responda ao que se pede.
x A (g) 1 y B (g) F z C (g) 1 w D (g)
Dados: DH° . 0
z 1 w . x 1 y
a) Encontre a relação entre a constante de
equilíbrio em termos das concentrações (K C )
e a constante de equilíbrio em termos das
pressões parciais (K P ).
b) Explique o comportamento do equilíbrio
químico com o aumento da temperatura do
sistema.
c) Explique o comportamento do equilíbrio com
o aumento da pressão do sistema.
16 (Uerj) Em um experimento realizado em um reator
fechado e na presença de um catalisador, sob
condições controladas de temperatura e pressão,
verificou-se a velocidade da seguinte reação:
N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
Um cronômetro foi disparado no momento
em que os reagentes foram postos em contato.
Decorrido um determinado tempo T, foi atingido
o estado de equilíbrio. A velocidade média
da reação no período de tempo T foi igual a
0,10 mol 3 L 21 3 min 21 .
No estado de equilíbrio, as concentrações dos
reagentes nitrogênio e hidrogênio eram, respectivamente,
1,0 3 10 22 mol 3 L 21 e 1,0 3 10 21
mol 3 L 21 .
Admita que a reação se comporte segundo a
lei da ação das massas e que sua constante de
equilíbrio seja igual a 6,4 3 10 2 mol 22 3 L 2 .
Determine o tempo decorrido, em minutos,
entre o início da reação e o momento
em que o estado de equilíbrio é atingido.
Em seguida, explique a consequência da retirada
do catalisador sobre o valor da constante
de equilíbrio.
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Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa C.
4 Alternativa A.
5 Alternativa C.
6 Alternativa B.
7 Alternativa B.
8 Alternativa B.
9 A 25 C, pois K C é maior.
10 Alternativa E.
11 Alternativa A.
12 Alternativa D.
13 Alternativa D.
14 Alternativa A.
15 a) K C 5 ​ __________ [CH 3OH]
[CO] [H 2 ] ​ 2
b) No equilíbrio:
[CO] 5 1,60 mol ? L 21
[H 2 ] 5 0,50 mol ? L 21
[CH 3 OH] 5 0,80 mol ? L 21
Substituindo na expressão de K C , chegamos a K C 5 2,0.
16 Alternativa A.
17 Alternativa C.
18 Alternativa C.
19 Alternativa A.
20 Soma 5 12 (são corretas 04 e 08).
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2 21 a) 0,67 mol
[acetato de etila] [água]
b) ​ _______________________
[ácido acético] [etanol] ​ 5 4
___
​ ​0,9 V ​ ? ___
_________
​0,9 V ​ ​5 4 V x 5 2,025 mol
​ x__
V ​ ? ___ ​0,1 V ​

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Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
22 Alternativa A.
23 Alternativa E.
24 Verdadeira.
25 a) ​ ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] 5 _____ ​(2,0)2 4,0 5 1 K C
A reação deve ocorrer preferencialmente para a direita, aumentando
a [NO 2 ] e diminuindo a [N 2 O 4 ], até que o equilíbrio se
estabeleça.
b) [N 2 O 4 ] 5 1,35 mol/L
[NO 2 ] 5 7,30 mol/L
26 a) K p 5 ​ ____________
(P CO) ? (P H2 ) 3
(P CH4 ) ? (P H2 O) ​(subentende-se que se trata de K p)
b) 1,2 atm
27 Alternativa C.
29 2,7
30 a) 0,6875 ou 68,75%
b) 4,84
31 a)
1,0
Pressão parcial (atm)
0,8
0,6
0,4
0,2
COCL 2
CO, CL 2
0,0
Tempo
b) K p 5 ​ _________
P CO ? P C2
​; K
P p 5 0,17
COC2
32 Na demonstração utilizaremos a seguinte simbologia:
n 5 quantidade em mols inicial de N 2 O 4
n eq 5 quantidade em mols total no equilíbrio
n NO2 5 quantidade em mols de NO 2 no equilíbrio
n N2 O 4
5 quantidade em mols de N 2 O 4 no equilíbrio
P
x
5 grau de equilíbrio
5 pressão total no equilíbrio
5 fração em mols
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N 2 O 4 F 2 NO 2
Início n 2
Reagiu
Formou
n
2n
Equilíbrio n(1 2 ) 2n
proporção dos
coeficientes
1 : 2
Cálculo da quantidade em mols total no equilíbrio:
n eq 5 n(1 2 ) 1 2 n 5 n 1 n Æ n eq 5 n(1 1 )

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Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Desenvolvendo a expressão de K p :
K p 5 ​ ______
(P NO 2
) 2
​ 5 _________ ​ (x NO 2
? P) 2
P N2 O 4
x N2 O 4
? P 5 _________ ​(x NO 2
) 2 ? P
​ 5 ​
x N2 O 4
​ _____ ​@ n NO 2
2
​
n eq #
​
_______
​ n ​? P 5 ​__________
(n NO2 ) 2
n
_____
N 2 O N2 O 4
4
? n
​ ? P
eq
​
n eq
Substituindo n eq e os valores provenientes da tabela, completamos
a demonstração:
(2n) 2
K p 5 ​__________________
n(1 2 ) ? n(1 1 ) ? P 5 _______________
​ 4 2
(1 2 ) ? (1 1 ) ? P
K p 5 ​______
42
1 2 ​ ? P 2
34 1,0 ? 10 230 (pois Dn 5 zero e, portanto, K C 5 K p )
35 3,6 ? 10 27
36 Alternativa A.
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Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 Alternativa E.
4 Alternativa C.
35
0,10
Concentração
(mol/dm 3 )
5 Alternativa D.
6 Alternativa C.
7 Alternativa E.
9 Alternativa A.
10 a) K c 5 _________ ​ [COC, 2]
[CO][C, 2 ] ​
b) K c 5 _________ ​ [NO]2 [O 2 ]
[NO 2 ] ​ 2
[SO
c) K c 5 ​ _________ 3 ] 2
[SO 2 ] 2 [O 2 ] ​
11 Alternativa A.
12 Alternativa A.
14 Alternativa A.
15 Alternativa D.
16 Alternativa B.
18 9
0,071
0,029
Equilíbrio
é atingido
36 3,0
37 Concentração
(mol/dm 3 )
4,0
3,0
2,0
1,0
0
[isobutano]
[butano]
Tempo
[COC 2 ]
[CO]/[C 2 ]
Tempo
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19 Alternativa E.
20 Alternativa C.
22 a) I, pois tem maior K c .
b) V, pois tem menor K c .
23 A 227 °C, pois K c é maior.
24 a) Os reagentes (CO e H 2 O), pois K , 1.
b) A 825 °C, pois K 1.
29 Alternativa B.
30
1__
​ou 0,33
3
31 Alternativa E.
32 4,9 ? 10 22
33 0,071 mol/dm 3
34 0,71 ou 71%
38 Alternativa A.
39 Alternativa B.
40 Alternativa D.
Equilíbrio
é atingido
42 a) ​ ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] ​ 5 _________ ​(2 ? 1022 ) 2
2 ? 10 ​ 5 2 V
24
V
está em equilíbrio.
b) ______ ​ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] ​ 5 _________ ​(2 ? 1021 ) 2
1 ? 10 ​ 2 V
23 V não está em equilíbrio.
43 No experimento III, o único em que o resultado
do cálculo [C] ? [D] 2 /[A] ? [B] é diferente dos
demais.
44 a) Mistura I:
[C 10 H 12 ]/[C 5 H 6 ] 2 5 1,728/(0,800) 2 5 2,7 5 K c V
V o sistema está em equilíbrio e, portanto,
as concentrações não irão variar ao longo
do tempo;

Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
de equilíbrio
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
b) Mistura II:
[C 10 H 12 ]/[C 5 H 6 ] 2 5 3,456/(1,000) 2 5 3,456 . K c V a reação ocorrerá
preferencialmente no sentido da esquerda, reduzindo [C 10 H 12 ] e
aumentando [C 5 H 6 ] até que o equilíbrio seja estabelecido.
45 Alternativa D.
46 Alternativa B.
48 Alternativa E.
(P COC,2 )
49 a) K p 5 ____________
​
(P CO ) ? (P C,2 ) ​ c) K (P NH3 )
p 5 ___________
2
​
(P N2 ) ? (P H2 ) ​ 3
b) K p 5 ___________
​ (P NO) 2 ? (P O2 )
(P NO2 ) ​ d) K 2 p 5 ​ ____________
(P NO 2
) 4 ? (P O2 )
(P N2 O 5
) ​ 2
51 Alternativa E.
52 Alternativa C.
53 Alternativa D.
54 Alternativa D.
56 Alternativa D.
57 Alternativa A.
58 Alternativa C.
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Moderna plus
Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa D.
3 Alternativa C.
4 Alternativa A.
5 Alternativa B.
6 Alternativa D.
7 Alternativa C.
8 Alternativa B.
9 Alternativa A.
10 Alternativa B.
11 1. A reação de formação de H 2 é exotérmica, pois, com o aumento
de temperatura, ocorre a diminuição da concentração de HI (deslocamento
para a esquerda).
2. K C 5 64
3. A constante de equilíbrio, à temperatura de 940 C, é menor que
a constante de equilíbrio a 400 C, pois a concentração de HI (produto)
diminui e a concentração de H 2 e I 2 (reagentes) aumenta.
12 Alternativa C.
13 Alternativa A.
14 Alternativa E.
15 a) K p 5 K C ? (RT) Dn
ou
K C 5 K p ? (RT) 2Dn
em que
Dn 5 (z 1 w) 2 (x 1 y)
b) O aumento de temperatura desloca o equilíbrio para a direita,
sentido endotérmico, de acordo com o Princípio de Le Chatelier.
c) O aumento de pressão desloca o equilíbrio para a esquerda, sentido
de menor volume gasoso (pois z 1 w x 1 y), de acordo com
o Princípio de Le Chatelier.
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16 O tempo transcorrido é 0,4 min. A retirada do catalisador não altera
o valor da constante de equilíbrio.

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Parte III
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 O efeito é o deslocamento do equilíbrio para a:
a) direita d) esquerda
b) esquerda e) esquerda
c) direita f ) direita
2 Aumentar a [N 2 ], aumentar a [H 2 ] e reduzir a
[NH 3 ].
4 Alternativa E.
5 Alternativa D.
7 a) Deslocamento para a direita.
b) Deslocamento para a esquerda.
8 Não haverá deslocamento de equilíbrio, ou seja,
o aumento de pressão não terá efeito sobre o
equilíbrio.
9 Alternativa C.
10 Alternativa B.
11 a) Deslocamento para a esquerda.
b) Deslocamento para a direita.
12 O aumento de temperatura desloca o equilíbrio
para a direita e a diminuição de temperatura,
para a esquerda.
14 a) Diminui, pois o equilíbrio é deslocado para a
esquerda.
b) Aumenta, pois o equilíbrio é deslocado para
a direita.
15 a) Exotérmica, pois K c diminui com o aquecimento.
b) A 25 °C, pois K c tem o maior valor.
16 Alternativa A.
17 a) Os dados fornecidos evidenciam que um aquecimento
desloca o equilíbrio mencionado
para a direita (produto azul). De acordocom
o Princípio de Le Chatelier, o aquecimento
desloca no sentido endotérmico. Portanto, o
sentido que absorve calor é o sentido direto
(isto é, da esquerda para a direita).
b) É menor no experimento C, pois a reação está
mais deslocada para a esquerda.
18 Errada.
19 Alternativa E.
20 Alternativa A.
21 Alternativa D.
22 Alternativa C.
23 Alternativa B.
24 a) A reação é endotérmica, pois a constante
de equilíbrio aumenta com o aquecimento.
No sistema em equilíbrio, um aumento de
temperatura provocará diminuição da concentração
de CH 4 (e não seu aumento), pois
deslocará o equilíbrio para a direita.
b) A adição de catalisador não desloca o equilíbrio
e, por isso, não afeta a [H 2 ] no equilíbrio.
O aumento de pressão também não desloca
esse equilíbrio e, portanto, não altera [H 2 ].
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química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade H
Animações
Conceito de equilíbrio químico
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 26
A animação apresenta o conceito de
equilíbrio químico, relacionando-o
à concentração das substâncias
envolvidas. Além disso, apresenta
exemplos de sua ocorrência e
explica a diferença entre equilíbrio
homogêneo e equilíbrio heterogêneo.
Vídeos de experimento
Efeito do catalisador
sobre a velocidade da
reação: introdução
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
O vídeo apresenta o conceito de
catalisador, explicando, por meio
de um exemplo, sua função em
uma reação. Além disso, introduz o
experimento que irá mostrar na prática
o efeito do catalisador dióxido de
manganês sobre uma reação.
Efeito do catalisador
sobre a velocidade da
reação: experimento
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
O vídeo apresenta um experimento
que utiliza água oxigenada 10 volumes
e dióxido de manganês para analisar a
reação de decomposição do peróxido
de hidrogênio com e sem catalisador.
Efeito do catalisador
sobre a velocidade da
reação: conclusão
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
Com base na equação que representa
a decomposição do peróxido de
hidrogênio, o vídeo mostra as
diferenças entre a reação com
o catalisador e a reação sem o
catalisador, evidenciando o efeito do
catalisador sobre a rapidez da reação.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade H
Vídeos de experimento
Efeito da temperatura no
equilíbrio químico: introdução
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
Utilizando como exemplo a
reação reversível que representa
a transformação do dióxido
de nitrogênio em tetróxido de
nitrogênio, o vídeo explica qual é o
efeito da temperatura no equilíbrio
químico dessa reação.
Efeito da temperatura no
equilíbrio químico: experimento
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
Efeito da temperatura no
equilíbrio químico: conclusão
Química 2 > Parte 3 > Unidade H >
Cap. 27
O vídeo associa a reação reversível
que representa a transformação do
dióxido de nitrogênio em tetróxido
de nitrogênio às constatações
feitas no experimento, explicando
a relação da temperatura com o
deslocamento do equilíbrio.

UNIDADE g I Equilíbrios iônicos
Capítulo
28
Equilíbrio em
soluções de
eletrólitos
Muitos equilíbrios químicos de
importância ocorrem em solução
e, em muitos deles, há íons
envolvidos.
28.1 Constante de ionização
Quanto mais forte um ácido, maior seu
K a . Quanto mais forte uma base, maior
seu K b .
28.2 Lei da Diluição de Ostwald
A Lei da Diluição de Ostwald relaciona
K a (ou K b ), o grau de ionização e a
concentração da solução de monácido
(ou de monobase).
28.3 Efeito do íon comum
Um equilíbrio iônico pode ser deslocado
pela adição de um íon comum.
28.4 Efeito do íon não comum
A adição de um íon não comum pode
deslocar um equilíbrio, caso o íon reaja
com algum reagente ou produto.
A
lém de várias substâncias que lhe conferem
um sabor característico, o vinagre
contém ácido acético (um eletrólito fraco)
diluído. Solu ções aquosas de ácido con têm
íons H 1 provenientes da ionização do ácido.
Quanto mais forte o ácido, maior a tendência
de ele liberar H 1 .

Seção 28.1
Constante de ionização
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱ Objetivos
Escrever a expressão
matemática da
constante de ionização
de um ácido (K a ).
Comparar a força de
ácidos por meio da
análise de valores de K a .
Comparar
qualitativamente a
tendência de liberação
de H nas etapas de
ionização de um ácido
com dois ou mais
hidrogênios ionizáveis.
❱ Termos e conceitos
• constante de
ionização de um ácido
ou constante de
acidez (K a )
• constante de
basicidade (K b )
1 K a
Quanto maior K a , mais forte o ácido
Ácido mais forte
dentre os
relacionados
Ácido
Considere os seguintes equilíbrios que ocorrem em solução aquosa:
HCO 4 (aq) F H (aq) CO 4 (aq) K C 10 10
HCN (aq) F H (aq) 1 CN (aq) K C 4,9 10 10
Como você pode perceber, os valores de K C expressam as diferentes
tendências que as reações têm para acontecer. O ácido perclórico possui
uma tendência muito maior de liberar íon H do que o ácido cianídrico.
[H ] [CO 4]
K C 10 10
____________
[HCO 4 ]
K C 4,9 10 10 [H ] [CN ]
___________
[HCN]
O numerador é da ordem de 10 10 vezes o
denominador. Alta tendência para liberar H .
O numerador é igual a 4,9 10 10 vezes o
denominador. Baixa tendência para liberar H .
Em outras palavras, o HCO 4 é um ácido mais forte do que o HCN, pois um
ácido é tanto mais forte quanto maior é a sua tendência para liberar íons H .
As constantes de equilíbrio que acabamos de mostrar são conhecidas
como constantes de ionização, também chamadas de constantes de
dissociação ácida e simbolizadas por K a .
Quanto maior for o valor da constante de ionização de um ácido (K a ),
maior será a força desse ácido.
Muitos valores de K a já foram determinados e tabelados. Consultando esses
valores, é possível comparar a força de diversos ácidos em solução aquosa.
K a (25 °C)
HCO 4 F H CO 4 { 10 10
HBr F H Br { 10 9
Aumenta a força do ácido
Ácido mais fraco
dentre os
relacionados
HC F H C { 10 7
H 2 SO 4 F H HSO 4 { 10 3
H 2 SO 3 F H HSO 3 1,5 10 2
H 3 PO 4 F H H 2 PO 4 7,6 10 3
HNO 2 F H 1 NO 2 4,3 10 4
HF F H 1 F 3,5 10 4
CH 3 COOH F H CH 3 COO 1,8 10 5
H 2 CO 3 F H HCO 3 4,3 10 7
H 2 S F H HS 1,3 10 7
HCN F H CN 4,9 10 10
K a aumenta
Valores de K a da ordem
de 10 5 ou menor
correspondem a ácidos
fracos
Capítulo 28 • Equilíbrio em soluções de eletrólitos
359

2 K b
Da mesma maneira como definimos constante
de ionização para ácidos, podemos fazê-lo para
bases. A constante de basicidade é simbolizada
por K b , e para ela valem conclusões análogas às
que tiramos para K a . Para o hidróxido de amônio
(amônia aquosa), por exemplo, a expressão é:
NH 4 OH (aq) F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
[NH 1 4 ] ? [OH 2 ]
K b 5
_____________
[NH 4 OH]
Quanto maior for o valor da constante de
ionização de uma base (K b ), maior será a
força dessa base.
Este equilíbrio é escrito de uma maneira
mais correta:
NH 3 (aq) 1 H 2 O (,) F
F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
[NH 1 4 ] ? [OH 2 ]
K b 5
_____________
[NH 3 ]
(Você deve estar estranhando o fato de
a água não entrar na expressão de K b . Veremos
no capítulo 29 por que isso ocorre.)
No entanto, na resolução de problemas
numéricos podemos usar a equação
NH 4 OH (aq) F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq) sem
prejuízo para os cálculos.
3 K a para diácidos, triácidos...
Quando um ácido apresenta mais de um hidrogênio ionizável, podemos escrever uma expressão
de constante de acidez para cada etapa da ionização (tabela 1). Assim, por exemplo, para o
ácido sulfúrico e para o ácido fosfórico:
[H 1 ] ? [HSO 2
1 a etapa: H 2 SO 4 (aq) F H 1 (aq) 1 HSO 2 4 ]
4 (aq) K 1 5
_____________
[H 2 SO 4 ]
2 a etapa: HSO 2 4 (aq) F H 1 22
[H 1 ] ? [SO 42 2 ]
(aq) 1 SO 4 (aq) K 2 5
____________
[HSO 2 4]
1 a etapa: H 3 PO 4 (aq) F H 1 (aq) 1 H 2 PO 2 4 (aq)
[H 1 ] ? [H 2 PO 2 4 ]
K 1 5
_____________
[H 3 PO 4 ]
2 a etapa: H 2 PO 2 4 (aq) F H 1 (aq) 1 HPO42 2 (aq)
[H 1 ] ? [HPO 42 2 ]
K 2 5
_____________
[H 2 PO 2 4]
3 a etapa: HPO 22 4 (aq) F H 1 (aq) 1 PO 3 42
(aq)
[H 1 ] ? [PO 42 3 ]
K 3 5
____________
[HPO 42 2 ]
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
360
Tabela 1
Valores de constante de ionização para alguns
diácidos e um triácido (25 °C), em meio aquoso
Ácido
H 2 SO 4
K 2 1,2 ? 10 22
K 1 10 13
H 2 SO 3
K 2 1,2 ? 10 27
K 1 1,5 ? 10 22
H 2 S
K a
K 1 1,3 ? 10 27
K 2 7,1 ? 10 215
H 2 CO 3
K 2 5,6 ? 10 211
K 1 4,3 ? 10 27
H 3 PO 4 K 2 6,2 ? 10 28
K 1 7,6 ? 10 23
K 3 2,1 ? 10 213
Fonte da tabela: P. Atkins e L. Jones. Chemical principles, the quest for
insight. 4. ed. Nova York, Freeman, 2008. p. 424; I. Levine. Physical Chemistry.
6. ed. Nova York, McGraw-Hill, 2009. p. 333.
A tabela 1 apresenta alguns valores
para essas constantes de ionização em
etapas e expõe a seguinte generalização:
Para poliácidos: K 1 . K 2 . ...
A
Um pouco de solução do indicador ácido-base tornassol
é adicionado a uma solução ácida, A , e também à outra,
básica, B . A primeira contém H 1 proveniente da ionização do
ácido, cuja força é expressa por seu K a . A segunda contém
OH 2 ,proveniente da base cuja força é expressa por seu K b .
B

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErcício rEsolvido
1 Escreva a expressão da constante de ionização do
ácido nitroso (HNO 2 ).
Resolução
A equação da ionização é:
HNO 2 (aq) F H 1 ​(aq) 1 NO 2 2 (aq)
E a expressão da constante de ionização é:
K a 5 ____________
[H1 ] ? [NO 2 2]
[HNO 2 ]
Resolução
A ordem crescente das constantes de ionização é:
2,0 ? 10 29 , 1,0 ? 10 27 , 7,0 ? 10 25
Portanto, a ordem crescente de acidez (força dos
ácidos) é: III , II , I
Alternativa e.
6 (Unifor-CE) O ácido mais forte da série é:
Ácido
K a (25 °C)
Nitroso K HNO 2 4,5 ? 10 24
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Escreva a expressão da constante de ionização do:
a) ácido fluorídrico (HF);
b) ácido cianídrico (HCN);
c) ácido hipocloroso (HC,O).
3 A ionização do ácido acético, presente no vinagre,
pode ser assim equacionada:
CH 3 COOH F CH 3 COO 2 1 H 1
A expressão correta para a constante de acidez
(constante de ionização) desse composto é:
[H 1 ]
a) ___________
[CH 3 COO 2 ]
b) _________________
[H1 ] ? [CH 3 COO 2 ]
[CH 3 COOH]
c) __________________
[H1 ] 1 [CH 3 COOH]
[CH 3 COO 2 ]
[CH
d) _________________
3 COOH]
[H 1 ] ? [CH 3 COO 2 ]
e) __________________
[H1 ] 1 [CH 3 COO 2 ]
[CH 3 COOH]
4 (UEL-PR) Na comparação entre as forças de ácidos é
correto afirmar que o ácido mais forte tem maior:
a) massa molecular.
b) densidade.
c) temperatura de ebulição.
d) temperatura de fusão.
e) constante de ionização.
ExErcício rEsolvido
5 (UFSM-RS) Considere as constantes de ionização
dos ácidos I, II e III:
K I 5 7,0 ? 10 25 K II 5 1,0 ? 10 27 K III 5 2,0 ? 10 29
Colocando-os em ordem crescente de acidez,
tem-se:
a) I, II e III. c) II, III e I. e) III, II e I.
b) I, III e II. d) III, I e II.
Fórmico K HCOOH 1,8 ? 10 24
Acético K H 3 CCOOH 1,8 ? 10 25
Hipocloroso K HC,O 3,5 ? 10 28
Hipobromoso K HBrO 2,0 ? 10 29
a) HNO 2 .
b) HCOOH.
c) H 3 CCOOH.
d) HC,O.
e) HBrO.
7 (FUC-MT) Considere soluções aquosas de mesma
molaridade dos ácidos relacionados na tabela.
Ácido
K a (25 °C)
Ácido nitroso (HNO 2 ) 5,0 ? 10 24
Ácido acético (H 3 C K COOH) 1,8 ? 10 25
Ácido hipocloroso (HC,O) 3,2 ? 10 28
Ácido cianídrico (HCN) 4,0 ? 10 210
Podemos concluir que:
a) o ácido que apresenta maior acidez é o ácido
cianídrico.
b) o ácido que apresenta menor acidez é o ácido
acético.
c) o ácido que apresenta menor acidez é o ácido
hipocloroso.
d) o ácido que apresenta maior acidez é o ácido
nitroso.
e) todos os ácidos apresentam a mesma acidez.
8 Consulte a tabela 1 apresentada no texto e compare
os valores de K 1 e K 2 para os ácidos apresentados.
O que você observa? O que isso indica sobre a
tendência de liberação de H 1 da segunda etapa de
ionização se comparada à da primeira?
Capítulo 28 • Equilíbrio em soluções de eletrólitos
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Exercícios adicionais
361

Seção 28.2
Lei da Diluição de Ostwald
❱❱ Objetivos
C CEnunciar
matematicamente a Lei
da Diluição de Ostwald.
C CExplicar o significado
das grandezas que
aparecem nessa
expressão.
C CEmpregar uma
simplificação da Lei
de Ostwald, quando
possível, e justificar
essa simplificação.
C CExplicar por que,
quando uma solução de
ácido fraco ou de base
fraca é diluída,
a aumenta.
C CRealizar cálculos que
envolvam [H 1 ], K a ,
[OH 2 ], K b , a e M.
❱❱ Termos e conceitos
• grau de ionização ( a)
• Lei da Diluição de
Ostwald
1 Demonstração da Lei da Diluição
de Ostwald
Vamos agora deduzir uma expressão matemática que relaciona a
constante de ionização (K) com o grau de ionização (a) e a concentração
em mol/L (M) de uma solução de um ácido ou base.
Considere um monoácido HA sendo dissolvido em água para formar uma
solução na qual haja M mols de ácido por litro de solução. Ele se ioniza de
acordo com a equação:
HA (aq) F H 1 (aq) 1​ A 2 (aq)
O grau de ionização de um ácido é igual à divisão da quantidade, em
mols, ionizada pela quantidade, em mols, dissolvida.
quantidade, em mols, ionizada
a​5
_______________________________
quantidade, em mols, dissolvida
Dividindo numerador e denominador dessa fração pelo volume, chegamos
a uma expressão bastante útil:
quantidade, em mols, ionizada / V
a 5
__________________________________
quantidade, em mols, dissolvida / V 5 ____ [H1 ]
M
[H 1 ] 5 a ? M
[OH 2 ] 5 a ? M
Fórmula válida para solução
aquosa de monoácido
Essa expressão permite calcular a concentração de H 1 em uma solução
de monoácido, desde que os valores de a e M sejam conhecidos. Caso se
tratasse de uma monobase, por um raciocínio análogo concluiríamos que:
Fórmula válida para solução
aquosa de monobase
Vamos, agora, preencher a tabela a seguir em função de a e M:
HA (aq) F H 1 (aq) 1 A 2 (aq)
Início M — —
Reagiu a ? M — —
Formou — a ? M a ? M
No equilíbrio M ? (1 2 a) a ? M a ? M
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
362
Friedrich Wilhelm Ostwald
(1853-1932), químico alemão,
recebeu o Prêmio Nobel em 1909
por seu trabalho sobre catálise.
Foi o primeiro a desenvolver um
processo para oxidar a amônia. Esse
processo, que hoje leva seu nome,
é utilizado na obtenção do ácido
nítrico. Outra de suas contribuições
é a dedução da expressão
conhecida como Lei de Ostwald.
Substituindo os valores das concentrações no equilíbrio na constante
de ionização, temos:
K a 5
__________ [H1 ] ? [A 2 ]
5
____________
a ? M ? a ? M V K
[HA] M ? (1 2 a)
a 5
______
a2 ? M
1 2 a ​​
Essa expressão, conhecida como Lei da Diluição de Ostwald, foi deduzida
primeiramente pelo físico-químico alemão Friedrich Wilhelm Ostwald, em 1888. É
válida para monoácidos (liberam 1 H 1 ) e monobases (liberam 1 OH 2 ) em geral:
Lei da Diluição
Lei da Diluição
K de Ostwald para
a 5
_______
a2 ? M
1 2 a ​​ K de Ostwald para
b 5
_______
a2 ? M
mo noácidos
1 2 a ​​ mo no bases

2 Simplificação para eletrólitos fracos
Na prática, essa expressão é de grande utilidade quando trabalhamos com ácidos e bases
fracos. Nesse caso, a é menor que (ou igual a) 5% (isto é, 0,05), sendo numericamente muito
pequeno se comparado a 1. Portanto, o denominador da expressão (1 2 a) pode ser considerado
aproximadamente igual a 1.
Assim, a lei da Diluição de Ostwald pode ser escrita simplificadamente:
K a 5 a 2 ? M
Simplificação para
mo no ácidos fracos
K b 5 a 2 ? M
Simplificação para
monobases fracas
Você deve estar se perguntando a razão do nome “Lei da Diluição”. Ele se deve ao fato de a
fórmula permitir prever o que acontece quando diluímos uma solução de ácido fraco ou de base
fraca. A constante de equilíbrio possui um valor constante a uma temperatura fixa e, dessa
forma, o produto a 2 ? M deve permanecer constante. Quando diluímos uma solução de ácido
ou base fracos, o valor de M diminui e, em consequência, a aumenta para que o produto
a 2 ? M permaneça constante.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
É útil lembrar
Constante (desde que a
temperatura seja fixa)
Um ácido fraco apresenta:
• a < 5%;
• Ka da ordem de 10 25 ou menor.
K 5 $ a 2 ? ^ M
O grau de ionização
aumenta...
3 Demonstração de uma fórmula útil
Para um monoácido fraco:
Substituindo em [H 1 ] 5 a ? M, temos:
... quando a solução
é diluída.
Uma base fraca apresenta:
• a < 5%;
• Kb da ordem de 10 25 ou menor.
K a
K a 5 a 2 ? M V a 5 d XXX ___
M
K a
[H 1 ] 5 a ? M 5 d XXX ___
M ? M 5 d XXXXXXX ___
M ? M2 5 d XXXXXX K a ? M
K a
[H 1 ] 5 d XXXXXX K a ? M
Analogamente, no caso de uma monobase fraca, temos:
Resumindo
[OH 2 ] 5 d XXXXXX K b ? M
Monoácido qualquer:
K a 5
_______
a2 ? M
[H
1 2 a
1 ] 5 a ? M
Monoácido fraco:
K a 5 a 2 ? M [H 1 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K a ? M
Para monoácidos fracos
Para monobases fracas
Monobase qualquer:
K b 5
_______
a2 ? M
[OH
1 2 a
2 ] 5 a ? M
Monobase fraca:
K b 5 a 2 ? M [OH 2 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K b ? M
Capítulo 28 • Equilíbrio em soluções de eletrólitos
363

exercícios essenciais
ExErcícioS rESolvidoS
9 Uma solução aquosa 0,020 mol/L de ácido acético
(ou ácido etanoico), CH 3 COOH, apresenta o ácido
3% dissociado em CH 3 COO 2 e H 1 . Determine a
concentração, em mol/L, de cada um desses íons
na solução.
Resolução
O enunciado forneceu a e M e, assim, podemos
aplicar a fórmula:
[H 1 ] 5 a ? M 5 ____ 3
100 ? 0,020 5 6,0 ? 1024 mol/L
Como os coeficientes do H 1 e do CH 3 COO 2 são
iguais na equação de ionização:
CH 3 COOH (aq) F CH 3 COO 2 (aq) 1 H 1 (aq)
podemos afirmar que:
[H 1 ] 5 [CH 3 COO 2 ] 5 6,0 ? 10 24 mol/L
Perceba que a fórmula [H 1 ] 5 a ? M possui um significado
bastante fácil de entender. No caso deste
problema:
[H 1 ] 5 ____ 3
? 0,020
100
^ ^ ^ ^ ^
A concentração é 3% da concentração do
de H 1 ácido dissolvido
10 Utilizando os dados da questão anterior, calcule o
valor da constante de ionização do ácido acético.
Resolução
Podemos resolver montando a tabela ou, de modo
mais simples, aplicando a Lei de Ostwald. Como
a < 5%, o ácido é fraco e a fórmula que podemos
usar é:
K a 5 a 2 ? M
K a 5 @ ____ 3
100 # 2 ? 0,020
K a 5 1,8 ? 10 25
14 (UFS-SE) Uma solução aquosa 0,045 mol/L de ácido
acético, CH 3 COOH, apresenta o ácido 2% dissociado
em H 1 e CH 3 COO 2 . A concentração de cada um
desses íons na solução é:
a) 9 ? 10 26 mol/L.
b) 9 ? 10 24 mol/L.
c) 9 ? 10 23 mol/L.
d) 9 ? 10 22 mol/L.
e) 9 ? 10 21 mol/L.
15 (FEI-SP) Uma solução 0,01 molar de um monoácido
está 4,0% ionizada. A constante de ionização desse
ácido é:
a) 16,66 ? 10 23 .
b) 1,60 ? 10 25 .
c) 3,32 ? 10 25 .
d) 4,00 ? 10 25 .
e) 3,00 ? 10 26 .
16 (ITA-SP) Numa solução aquosa 0,100 mol/L de um
monoácido, a 25 °C, o ácido está 3,7% dissociado
após o equilíbrio ter sido atingido. Assinale a opção
que contém o valor correto da constante de dissociação
desse ácido nesta temperatura:
a) 1,4. d) 3,7 ? 10 22 .
b) 1,4 ? 10 23 . e) 3,7 ? 10 24 .
c) 1,4 ? 10 24 .
(Unifor-CE) Enunciado comum às questões 17 e 18:
As questões relacionam-se com a solução obtida
pela adição de um eletrólito HA em água. Verifica-
-se que o grau de ionização da substância é de 90%,
originando 0,18 mol de íon H 1 (aq).
17 (Unifor-CE) Qual é o número de mols de HA adicionado
à água?
a) 0,18. d) 1,8.
b) 0,20. e) 9,5.
c) 0,95.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
364
Caso a fosse maior que 5%, utilizaríamos a expressão
da Lei de Ostwald sem a simplificação:
K a 5 ______
a2 ? M
1 2 a
11 Qual é o valor de [H 1 ] numa solução 0,01 mol/L de
um monoácido que apresenta K a 5 4 ? 10 26 ?
12 O ácido butanoico é o responsável pelo odor de
alguns queijos e também da manteiga rançosa.
Verifica-se que numa solução 0,04 mol/L desse
monoácido a concentração hidrogeniônica (isto é,
[H 1 ]) é 8 ? 10 24 mol/L.
Determine o valor de K a para esse ácido.
13 Podemos considerar a constante de basicidade (K b )
da amônia como valendo 2 ? 10 25 . Qual o valor de
[OH 2 ] numa solução 0,05 mol/L de amônia?
18 (Unifor-CE) A outra espécie química existente na
solução pode ser representada por:
a) A 1 (aq). d) A 22 (aq).
b) A 21 (aq). e) A 32 (aq).
c) A 2 (aq).
19 (Unitau-SP) Um monoácido fraco tem constante de
ionização igual a 10 28 , em temperatura ambiente.
Esse ácido, numa solução molar, terá grau de ionização
aproximadamente igual a:
a) 10%. d) 0,01%.
b) 1%. e) 0,0001%.
c) 0,1%.
Comentário dos autores:
Uma “solução molar” é uma solução 1 mol/L.

20 (UFPE) Ácido perclórico (HC,O 4 ) é um ácido forte.
Quais as espécies químicas presentes, em maior concentração,
em uma solução aquosa desse ácido?
a) H 1 e C,O 2 4. d) H 1 , C, 2 e O 2 .
b) HC,O 4 e H 1 . e) OH, C, 2 e O 2 .
c) HC,O 4 e OH 2 .
ExErcício rEsolvido
Quanto à concentração, temos que:
[H 1 ] 5 [OAc 2 ] 5 d XXXXXXX K a ? M
Utilizando a expressão [OAc 2 ] 5 d KXXXXXXX
a ? M , concluímos
que, quando M diminui, a concentração de íons
acetato [OAc 2 ] diminui.
Alternativa d.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
21 (ITA-SP) Um copo, com capacidade de 250 mL,
contém 100 mL de uma solução aquosa 0,10 molar
em ácido acético na temperatura de 25 °C. Nesta
solução ocorre o equilíbrio.
HOAc (aq) F H 1 (aq) 1 OAc 2 (aq); K c 5 1,8 ? 10 25 .
A adição de mais 100 mL de água pura a esta solução,
com a temperatura permanecendo constante,
terá as seguintes consequências:
Concentração de íons Quantidade de íons
acetato (mol/litro)
acetato (mol)
a) vai aumentar vai aumentar
b) vai aumentar vai diminuir
c) fica constante fica constante
d) vai diminuir vai aumentar
e) vai diminuir vai diminuir
CH 3
Resolução
Devido à importância do ácido acético, convém conhecer
as várias representações que são utilizadas
para ele e para a sua ionização:
CH 3 COOH F H 1 ​ 1 CH 3 COO 2
H 3 CCOOH F H 1 1 H 3 CCOO 2
CH 3 K COOH F H 1 1 CH 3 K COO 2
H 3 C K COOH F H 1 1 H 3 C K COO 2
O
O
CH 3 C F H 1 ​ 1 C
OH
O 2
H 3 C
C
O
OH
F H 1 ​ 1 H 3 C C
O
O 2
HOAc F H 1 1 OAc 2
Essa última é a representação usada no enunciado,
em que Ac representa o grupo acetila, CH 3 CO.
Pelo valor de K a podemos afirmar que o ácido em
questão é fraco. (Valores de K a da ordem de 10 25 ou
menores garantem se tratar de ácido fraco.)
Vale, portanto, a Lei da Diluição de Ostwald
aproximada, K 5 a 2 ? M. Quando se adiciona água
(diluição), ocorre diminuição da concentração em
mol/L, M, da solução. Como consequência, o grau
de ionização a aumenta.
K 5 $a 2 ? ^ M
constante aumenta diminui
O aumento de a revela que o equilíbrio de ionização
do ácido se deslocou no sentido da formação dos
íons H 1 e OAc 2 . Assim, concluímos que haverá aumento
da quantidade (em mol) dos íons acetato.
22 O ácido acético (CH 3 COOH) é um ácido fraco.
Uma certa solução aquosa desse ácido passa por
um processo de diluição, ou seja, acrescenta-se
água (sol vente) a essa solução.
Ao realizar essa diluição, mantendo-se a temperatura
constante, o que se espera que aconteça com:
a) a constante de ionização do ácido?
b) o grau de ionização do ácido?
23 (UFRGS-RS) Há uma relação de dependência entre
grau de dissociação e constante de ionização. Assim
sendo, pode-se prever que a diluição de uma
solução aquosa concentrada de NH 4 OH conduzirá
ao seguinte comportamento daquelas quantidades,
desde que se mantenha constante a temperatura:
Grau
Constante
de dissociação
de ionização
a) permanece constante aumenta
b) diminui aumenta
c) diminui diminui
d) aumenta diminui
e) aumenta permanece
constante
24 (UFPA) A partir da constante de ionização do ácido
acético, que é igual a 1,8 ? 10 25 , o grau de ionização
de uma solução 0,045 M do referido ácido é:
a) 2% d) 20%
b) 4% e) 50%
c) 8%
25 (UFPI) Qual o grau de dissociação de uma solução
1 mol/L de ácido acético? Dado: a constante de
ionização do ácido acético é 1,8 ? 10 25 .
a) a , 0,5% d) 5% , a​, 20%
b) 0,5% , a​, 1% e) a​. 20%
c) 1% , a​, 5%
26 (Mackenzie-SP) A reação de ionização do ácido nitroso,
um ácido fraco, apresenta uma constante de
ionização igual a 2,5 ? 10 24 . Calcular a concentração
hidrogeniônica, no equilíbrio, para uma solução
0,1 molar do ácido.
a) 2,5 ? 10 24 mol/L
b) 25 ? 10 26 mol/L
c) 2,5 ? 10 26 mol/L
d) 25 ? 10 23 mol/L
e) 5 ? 10 23 mol/L
Capítulo 28 • Equilíbrio em soluções de eletrólitos
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Exercícios adicionais
365

Seção 28.3
❱❱ Objetivo
C CUtilizar o Princípio de
Le Chatelier para prever
o efeito da adição, a um
equilíbrio iônico, de um
íon comum.
Efeito do íon comum
Considere um ácido hipotético HA, cujo valor da constante de ionização
(K a ) é 5,0 ? 10 22 .
HA F H 1 1 A 2 K a 5
__________ [H1 ] ? [A 2 ]
5 5,0 ? 10 22
[HA]
Vamos fazer uma solução aquosa dissolvendo 1 mol desse ácido em
água suficiente para completar 1 L de solução.
❱❱ Termos e conceitos
• efeito do íon comum
HA F H 1 1 A 2
1 mol/L 0 mol/L 0 mol/L
__________ [H 1 ] ? [A 2 ]
5
_____ 0 ? 0 5 0
[HA] 1
Não está em equilíbrio.
Quase imediatamente o sistema atinge o equilíbrio.
HA F H 1 1 A 2
0,8 mol/L 0,2 mol/L 0,2 mol/L
__________ [H 1 ] ? [A 2 ]
5
________ 0,2 ? 0,2
5 5,0 ? 10
[HA] 0,8
22
Está em equilíbrio.
Na A
A adição do íon
comum A
desloca o
equilíbrio
de ionização
para a esquerda.
Vamos agora adicionar a essa solução um pouco de sal solúvel que possua
o íon A 2 , podendo ser, por exemplo, um sal de sódio Na 1 A 2 . Chamaremos
o íon A 2 de íon comum, pois é comum ao equilíbrio que existe na solução
e ao composto que estamos nela introduzindo. Adicionando, por exemplo,
0,35 mol de NaA, perturbamos o equilíbrio:
HA F H 1 1 A 2
0,8 mol/L 0,2 mol/L 0,55 mol/L
Esquematicamente, temos:
__________ [H 1 ] ? [A 2 ]
5
__________ 0,2 ? 0,55
5 1,4 ? 10
[HA] 0,8
21
Não está em equilíbrio.
Em questão de pouco tempo, o sistema retorna ao equilíbrio, consumindo
H 1 e A 2 e formando HA, de acordo com o Princípio de Le Chatelier.
HA F H 1 1 A 2
0,9 mol/L 0,1 mol/L 0,45 mol/L
__________ [H 1 ] ? [A 2 ]
5
_________ 0,1 ? 0,45
5 5,0 ? 10
[HA] 0,9
22
Está em equilíbrio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
HA H A Percebemos então que a adição de um íon comum desloca o equilíbrio
Adição do íon comum
[H ] 0,2 mol/L
A (0,35 mol/L)
[H ] 0,1 mol/L
Unidade I • Equilíbrios iônicos
366
Equilíbrio antes da
adição do íon comum
[H ] 0,2
—— ——
M 1,0
0,20 20%
[H ] e diminuem
Equilíbrio depois da
adição do íon comum
[H ] 0,1
—— ——
M 1,0
0,10 10%
de ionização de um ácido. Note que:
• a constante de ionização do ácido não se altera, pois ela depende
apenas da temperatura;
• a concentração de íons H 1 diminui;
• o grau de ionização do ácido diminui.

Da mesma maneira como exemplificamos com um ácido HA e o íon comum A 2 , poderíamos
tê-lo feito com uma base BOH e íon comum B 1 , tirando conclusões análogas.
A adição de um íon comum diminui o grau de ionização de um ácido ou base em solução.
O efeito do íon comum não se faz notar apenas sobre
ácidos e bases. Todas as vezes que adicionarmos um íon
comum a um equilíbrio que exista em solução, ele será
deslocado de acordo com o Princípio de Le Chatelier.
Um exemplo interessante é o do equilíbrio entre o íon
cromato (CrO 22 4 ), que é amarelo, e o íon dicromato (Cr 2 O 2 72 ),
que é alaranjado:
2 CrO 2 42 (aq) 1 2 H 1 (aq) F Cr 2 O 2 72 (aq) 1 H 2 O (,)
Amarelo
Alaranjado
A adição de um ácido (o que significa dizer a adição
do íon comum H 1 ) a uma solução em que exista esse
equilíbrio desloca-o para a direita, e então veremos a
solução ficar mais alaranjada.
❱A adição de ácido clorídrico a uma solução
amarela de íons cromato (esquerda) faz com
que ela fique alaranjada (direita).
AtENçÃo
Não tente realizar esse experimento por conta própria. Sua eventual realização requer
autorização e supervisão do(a) professor(a).
O ácido clorídrico, mesmo diluído, é corrosivo e desprende vapores irritantes, corrosivos e
tóxicos. E a solução de cromato e/ou dicromato é muito oxidante. Óculos de segurança, luvas
e aventais protetores são obrigatórios.
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Texto: A indesejável absorção estomacal do ácido acetilsalicílico
Seção 28.4
Efeito do íon não comum
❱❱ Objetivo
C CPrever o efeito da
adição, a um equilíbrio
iônico, de um íon não
comum.
❱❱ Termos e conceitos
• efeito do íon não
comum
É possível deslocar um equilíbrio iônico mesmo sem adicionar um íon
comum. Para isso basta que o íon adicionado reaja com um dos participantes
do equilíbrio, o que diminui sua concentração e, pelo Princípio de Le
Chatelier, acaba por deslocar o equilíbrio na direção da sua formação.
Para exemplificar, voltemos ao exemplo do equilíbrio entre cromato e
dicromato. A adição de ácido (íon comum H 1 ) desloca no sentido de formação
de Cr 2 O 2 72 . Já a adição de uma base (íon não comum OH 2 ) faz com que
o equilíbrio se desloque no sentido de CrO 22 4 . Isso porque a reação de H 1
com OH 2​ (neutralização) diminui a concentração do participante H 1 . Nesse
caso, adicionar uma base equivale a retirar H 1 .
A adição de H 1 desloca para a direita
(solução fica alaranjada)
2 CrO 2 42 (aq) 1 2 H 1 (aq) F Cr 2 O 2 72 (aq) 1 H 2 O (,)
Amarelo
Alaranjado
Capítulo 28 • Equilíbrio em soluções de eletrólitos
A adição de OH 2 desloca para a esquerda, pois reage com H 1 diminuindo
sua concentração: H 1 1 OH 2 # H 2 O (solução fica amarela)
367

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade I • Equilíbrios iônicos
ExErcício rEsolvido
27 Quando um bicarbonato solúvel (de sódio, de
potássio etc.) é dissolvido em água, pode-se estabelecer
o equilíbrio:
HCO 2 3 (aq) 1 H 1 (aq) F CO 2 (g) 1 H 2 O (,)
Explique por que ocorre efervescência quando um
bicarbonato é dissolvido em uma solução de HC, mas
não quando é dissolvido em uma solução de NaOH.
Resolução
Na solução de HC,, a alta concentração de H 1
provoca deslocamento do equilíbrio para a direita,
produzindo gás carbônico. Já na solução de NaOH,
que é básica, a concentração dos íons H 1 é reduzida
e o equilíbrio é deslocado para a esquerda, consumindo
gás carbônico em vez de produzi-lo.
A alta [H 1 ] desloca para a direita
HCO 2 1 H 1 3 (aq)
(aq) F CO 2 (g) 1 H 2 2O (,)
A alta [OH 2 ] desloca para a esquerda, pois OH 2
reage com H 1 diminuindo sua concentração:
H 1 1 OH 2 # H 2 O
28 (Ufersa-RN) Os químicos usam o “efeito do íon
comum” para a mistura de um ácido fraco (ou base
fraca) e um sal correspondente. Assim, se adicionarmos
NaCN a uma solução de HCN, devemos
esperar que o(a)
a) equilíbrio de ionização do ácido seja deslocado
para a direita.
b) uma dada temperatura, a constante do ácido (K a )
aumente.
c) equilíbrio de ionização do ácido seja deslocado
para a esquerda.
d) [H 1 ] aumente.
29 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou falsa.
A adição de HC, (aq) ao sistema reacional
CH 3 COOH (aq) 1 H 2 O (,) F
F CH 3 COO 12 ​(aq) 1 H 3 O 11 ​(aq)
produz o deslocamento do equilíbrio para a esquerda,
diminuindo o grau de ionização do ácido acético.
30 (UFPel-RS) O esmalte dos dentes contém hidroxiapatita
insolúvel que, na saliva bucal, estabelece o
seguinte equilíbrio químico:
Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) 1 n H 2 O (,) F
F 5 Ca 1 2 (aq) 1 3 PO 23 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
Alimentos ácidos, ou que na boca formam ácidos,
reagem com o íon ___________ formando _________.
Com isso, ocorre um deslocamento no equilíbrio,
fazendo com que a quantidade de hidroxiapatita
no dente________.
Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente
os espaços acima.
a) OH 2 ; H 2 O; aumente.
b) Ca 12 ; Ca(OH) 2 ; diminua.
c) OH 2 ; H 2 O; diminua.
d) Ca 12 ; Ca(OH) 2 ; aumente.
e) PO 4 23 ; H 3 PO 4 ; aumente.
ExErcício rEsolvido
31 Considere a solução aquosa de uma substância de
fórmula HA, na qual existe o equilíbrio:
HA (aq) F​ H 1 (aq) 1 A 2 (aq)
vermelho
amarelo
Sabe-se que HA tem cor vermelha e que A 2 tem cor
amarela. Explique por que a adição de:
a) suco de limão (ácido) deixa a solução vermelha;
b) soda cáustica (básica) deixa a solução amarela.
Resolução
a) O suco de limão, por ser ácido, provoca aumento
da concentração de íons H 1 . Esse aumento acarreta
deslocamento do equilíbrio para a esquerda,
de acordo com o Princípio de Le Chatelier,
fazendo com que a cor vermelha predomine.
b) Os íons OH 2 da soda cáustica (NaOH) reagem
com os íons H 1 participantes do equilíbrio,
reduzindo sua concentração (neutralização:
H 1 1 OH 2 ∫ H 2 O). Como consequência, o
equilíbrio é deslocado para a direita, fazendo
a cor amarela predominar.
32 (EEM-SP) Uma substância ácida HA apresenta, em
solução aquosa, o seguinte equilíbrio:
HA F H 1 1 A 2
Amarela Vermelha
Se for borbulhado NH 3 nessa solução, qual será a
cor por ela adquirida? Por quê?
33 (UFSM-RS) Um indicador ácido-base apresenta, em
solução aquosa, o equilíbrio:
HIn 1 H 2 O F H 3 O 1 ​ 1 In 2
Cor A
Cor B
Com relação ao comportamento do indicador
diante da substância 1, pode-se afirmar que sua
coloração será 2, porque o equilíbrio se desloca no
sentido da espécie 3. Com base nessa afirmação,
escolha a alternativa que apresenta, corretamente,
a substituição de 1, 2 e 3.
1 2 3
a) Vinagre Cor A Ionizada
b) Amoníaco Cor B Ionizada
c) Acetato de sódio Cor A Ionizada
d) Soda Cor B Não ionizada
e) Suco de limão Cor B Não ionizada
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368
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Exercícios adicionais

UNIDADE I
Capítulo
29
O equilíbrio O conhecimento iônico de das maior
importância propriedades é a autoionização dos ácidos e da água.
das bases é importante, pois
29.1 são A substâncias concentração presentes do solvente e a
constante em nosso de cotidiano. equilíbrio
A concentração de um solvente permanece
praticamente 21.1 Substâncias constante. orgânicas
A concentração versus substâncias do solvente não é
explicitada inorgânicas na expressão de K C .
Na química as substâncias são
29.2 classificadas Produto iônico da água
O produto como orgânicas iônico da ou água inorgânicas. (K W ), a 25 °C,
vale 10 214 .
21.2 Conceituação de ácidos
29.3 e bases Meio neutro, meio ácido e meio
básico Podemos definir ácidos e bases a
Um partir meio aquoso pode ser classificado em
neutro, de algumas ácido ou observações básico, comparando-se
[H 1 experimentais.
] e [OH 2 ].
pH e pOH
P
or conta da dissolução de gases presentes na
atmosfera, especialmente CO 2 , a água da chuva
é naturalmente ácida. A poluição gerada pela atividade
humana, que aumenta consideravelmente
a concentração de gases como o SO 2 e o NO 2 , faz
com que o pH natural da chuva diminua, fenômeno
conhecido como chuva ácida. A acidez exacerbada
da chuva é prejudicial, por exemplo, para as
plantas e para a conservação de monumentos de
mármore.
29.4 As escalas de pH e pOH
A 25 °C, meio neutro tem pH 5 7, meio
ácido tem pH , 7 e meio básico tem
pH . 7.
29.5 Cálculo de pH de soluções de
ácidos ou bases
Para calcular o pH de uma solução de
ácido fraco (ou base fraca) usamos M e
também a ou K a (ou K b ). Se for ácido forte
(ou base forte) consideramos a 5 100% e
usamos estequiometria.
29.6 Indicadores ácido-base
A faixa de viragem de um indicador é a
região de pH na qual ele muda de cor.

Seção 29.1
A concentração do solvente
e a constante de equilíbrio
❱❱ Objetivos
C CSaber que a
concentração de um
solvente é praticamente
constante.
C CIdentificar, na
equação química de um
equilíbrio, se o solvente
é reagente ou produto, e
escrever a expressão de
K C para esse equilíbrio.
A concentração da água em uma
solução aquosa é, para efeitos
práticos, constante.
1 A concentração do solvente é
praticamente constante
Considere 1 L de água pura. A massa de água nele presente é 1.000 g,
pois a densidade da água é aproximadamente 1 g/mL. Sabendo que a
massa molar da água é 18 g/mol, podemos calcular a sua concentração
em quantidade de matéria:
[Água] 5
n__
5
_____ m
V M ? V 5 ______________ 1.000 g
18 g/mol ? 1,0 L
[Água] 5 55,56 mol/L
Suponha agora que dissolvamos na água uma substância X que reage com
ela estabelecendo um equilíbrio: X (aq) 1 H 2 O (,) F produtos (aq).
Em um processo como esse, que ocorre em um litro de solução aquosa
e do qual a água participa como reagente, sua quantidade consumida no
processo não é, em geral, superior a 0,5 mol. Assim, após ser estabelecido
o equilíbrio, a concentração da água será igual a 55,56 2 0,50 5
5 55,06 mol/L. A variação da concentração em quantidade de matéria da
água da situação inicial (55,56 mol/L) para a final (55,06 mol/L) é de 0,9%,
o que representa uma variação desprezível. Por meio desse exemplo,
percebemos que:
A concentração de um solvente permanece praticamente
constante, mesmo que ele seja reagente ou produto de uma reação
química que ocorra entre espécies nele dissolvidas.
2 Solvente não entra na expressão de K C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Como a concentração do solvente pode ser considerada constante, ela
é incorporada à constante de equilíbrio. Veja o exemplo:
CN 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
Solvente
Unidade I • Equilíbrios iônicos
K’ C 5
_____________
[HCN] ? [OH 2 ]
[CN 2 ] ? [H 2 O]
Constantes
[HCN] ? [OH 2 ]
K C 5
_____________
[CN 2 ]
Generalizando:
[HCN] ? [OH 2 ]
V K’ C ? [H 2 O] 5
_____________
[CN 2 ]
Tudo isso é constante. Essa constante
é considerada como o K C da reação.
A [H 2 O] NÃO entra na expressão de K C porque ela
está embutida no valor de K C .
Concentração de solvente não aparece explicitamente na
expressão de K C .
370

Outros exemplos:
S 22 (aq) 1 H 2 O (,) F HS 2 (aq) 1 OH 2 (aq) K C 5
_____________
[HS2 ] ? [OH 2 ]
[S 22 ]
[CO 22
HCO 2 3 (aq) 1 OH 2 (aq) F CO 22 3 ]
3 (aq) 1 H 2 O (,) K C 5
______________
[HCO 2 3 ] ? [OH 2 ]
H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) K C 5 [H 1 ] ? [OH 2 ]
ExErcícIos EssENcIAIs
Nos exercícios 1 a 4, escreva a expressão de K C .
1 C,O 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HC,O (aq) 1 OH 2 (aq)
3 NH 3 (aq) 1 H 2 O (,) F NH 4 1 (aq) 1 OH 2 (aq)
2 HF (aq) 1 H 2 O (,) F H 3 O 1 (aq) 1 F 2 (aq)
4 H 1 (aq) 1 HCO 3 2 (aq) F CO 2 (aq) 1 H 2 O (,)
Seção 29.2
❱❱ Objetivos
C CRelacionar [H
1 ] e [OH 2 ]
por meio da expressão
matemática do produto
iônico da água.
C CPerceber que o valor de
K W é função crescente
da temperatura e
conhecer seu valor a
25 °C.
❱❱ Termos e conceitos
• autoionização da água
• produto iônico da água
Produto iônico da água
Na água líquida ocorre o seguinte processo, conhecido como equilíbrio
de autoionização da água:
H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) K C 5 [H 1 ] ? [OH 2 ]
Essa constante é chamada de produto iônico da água e simbolizada
por K W :
H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) K W 5 [H 1 ] ? [OH 2 ]
Equilíbrio de autoionização
da água
Expressão do produto
iônico da água
Assim, podemos dizer que, quanto maior for [H 1 ] em uma solução, menor
será [OH 2 ] e vice-versa.
K W 5 $[H 1 ] ? ^[OH 2 ]
Constante (desde que a
temperatura seja fixa)
Constante (desde que a
temperatura seja fixa)
Altas concentrações
de H 1 ...
K W 5 ^[H 1 ] ? $[OH 2 ]
Baixas concentrações
de H 1 ...
... correspondem a baixas
concentrações de OH 2 .
... correspondem a altas
concentrações de OH 2 .
O valor de K W , assim como de toda constante de equilíbrio, varia com
a temperatura, como você pode perceber pelos dados da tabela 1 na
página seguinte.
Capítulo 29 • pH e pOH
371

Tabela 1
Variação do produto iônico da água com a temperatura
Temperatura (°C)
K W
10 0,3 ? 10 214
20 0,7 ? 10 214
25 1,0 ? 10 214
30 1,5 ? 10 214
40 2,9 ? 10 214
Fonte: D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press,
2003.
A partir de agora sempre nos referiremos ao equilíbrio de autoionização da água a 25 °C,
salvo menção em contrário. Nessa temperatura (veja tabela 1), o produto* de [H 1 ] e [OH 2 ]
vale 1,0 ? 10 214 .
[H 1 ] ? [OH 2 ] 5 1,0 ? 10 214 (a 25 °C)
Seção 29.3
❱❱ Objetivo
C CDefinir meio neutro,
meio ácido e meio
básico.
❱❱ Termos e conceitos
• meio (aquoso) neutro
• meio (aquoso) ácido
• meio (aquoso) básico
(ou alcalino)
Meio neutro, meio ácido
e meio básico
Um meio aquoso é classificado como neutro, ácido ou básico (alcalino)
pelo seguinte critério:
Meio neutro: [H 1 ] 5 [OH 2 ]
Meio ácido: [H 1 ] . [OH 2 ]
Meio básico (ou alcalino): [H 1 ] , [OH 2 ]
Para ilustrar, considere os seguintes exemplos, todos a 25 °C. Lembre-
-se de que, nessa temperatura, [H 1 ] ? [OH 2 ] 5 10 214 .
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
[H 1 ] 5 10 27 mol/L
Já que
[H 1 ] 5 10 27 mol/L
então
Meio neutro:
[OH 2 ] 5 10 27 mol/L [H 1 ] 5 [OH 2 ]
pois assim:
10 27 ? 10 27 5 10 214
Água pura
O equilíbrio de autoionização da água é escrito com mais rigor científico da seguinte
* forma:
H 2 O (,) 1 H 2 O (,) F H 3 O 1 (aq) 1 OH 2 (aq)
e o produto iônico da água:
K W 5 [H 3 O 1 ] ? [OH 2 ]
372

[H ] 10 3 mol/L
Vinagre
Já que
[H ] 10 3 mol/L
então
Meio ácido:
[OH ] 10 11 mol/L [H ] [OH ]
pois assim:
10 3 10 11 10 14
[H ] 10 5 mol/L
Cafezinho
Já que
[H ] 10 5 mol/L
então
[OH ] 10 9 mol/L
pois assim:
10 5 10 9 10 14
Meio ácido:
[H ] [OH ]
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
[OH ] 10 3 mol/L
Água sanitária
[OH ] 10 6 mol/L
Clara
de ovo
Já que
[OH ] 10 3 mol/L
então
Meio básico:
[H ] 10 11 mol/L
[H ] [OH ]
pois assim:
10 3 10 11 10 14
Já que
[OH ] 10 6 mol/L
então
Meio básico:
[H ] 10 8 mol/L
[H ] [OH ]
pois assim:
10 6 10 8 10 14
Para acompanhar e entender os assuntos seguintes, é vantajoso que você tenha
familia ridade com o conceito e as propriedades dos logaritmos decimais (base 10). A
seguir recordamos algumas informações sobre eles.
Definição:
log x y X 10 y x
Propriedades:
log (a b) log a log b
log @ a __
b # log a log b
log a b b log a
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Texto: Logaritmos decimais
Capítulo 29 • pH e pOH
log a log
1__
a
373

Seção 29.4
As escalas de pH e pOH
❱❱ Objetivos
C CExplicar como variam
pH e pOH em função
do aumento ou da
diminuição da acidez
ou da basicidade
de um meio.
C Comparar a acidez ou
a basicidade de meios
utilizando valores de
[H 1 ], [OH 2 ], pH ou pOH.
C CAssociar a diminuição
de uma unidade no valor
de pH a um aumento
de dez vezes em [H 1 ] e
a uma redução de dez
vezes em [OH 2 ].
C Calcular o pH e o pOH, a
partir de [H 1 ] ou [OH 2 ].
❱❱ Termos e conceitos
• potencial
hidrogeniônico (pH)
• potencial hidroxiliônico
(pOH)
Durante sua pesquisa que visava melhorar os métodos de controle de
qualidade em indústrias de fermentação, o químico dinamarquês Sorensen
criou o conceito de pH. Na verdade, a ideia que ele tinha em mente era a
seguinte: por que expressar a acidez de um meio aquoso por meio da [H 1 ],
já que seus valores são, geralmente, potências negativas de 10? Não seria
muito mais prático trabalhar apenas com o expoente de 10, e de preferência
com valor positivo? Assim, ele definiu:
Potencial hidrogeniônico
(pH) de uma solução:
pH 5 2 log [H 1 ]
Potencial hidroxiliônico
(pOH) de uma solução:
pOH 5 2 log [OH 2 ]
Na expressão do produto iônico da água, aplicando log a ambos os membros:
[H 1 ] ? [OH 2 ] 5 1,0 ? 10 214 V log [H 1 ] 1 log [OH 2 ] 5 214
Multiplicando tudo por 21:
2log [H 1 ] 1 2log [OH 2 ] 5 14 V pH 1 pOH 5 14
pH
pOH
Podemos concluir que, a 25 °C:
Meio neutro: [H 1 ] 5 10 27 mol/L V pH 5 7
[OH 2 ] 5 10 27 mol/L V pOH 5 7
Meio ácido: [H 1 ] . 10 27 mol/L V pH , 7
[OH 2 ] , 10 27 mol/L V pOH . 7
Meio básico [H 1 ] , 10 27 mol/L V pH . 7
(ou alcalino): [OH 2 ] . 10 27 mol/L V pOH , 7
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Voltando aos exemplos:
Unidade I • Equilíbrios iônicos
O químico dinamarquês Soren
Peter Lauritz Sorensen (1868-1939),
que criou o conceito de pH em 1909,
ficou famoso por suas pesquisas
sobre propriedades das proteínas.
Ele e sua esposa foram os primeiros
a cristalizar a albumina, uma
proteína presente no ovo.
Água pura
Vinagre
[H 1 ] 5 10 27 mol/L
[OH 2 ] 5 10 27 mol/L
Meio neutro
[H 1 ] 5 10 23 mol/L
[OH 2 ] 5 10 211 mol/L
Meio ácido
OpH 5 7
pOH 5 7
OpH 5 3
pOH 5 11
374

Cafezinho
[H 1 ] 5 10 25 mol/L
[OH 2 ] 5 10 29 mol/L
Meio ácido
OpH 5 5
pOH 5 9
Água sanitária
[H 1 ] 5 10 211 mol/L
[OH 2 ] 5 10 23 mol/L
Meio básico
OpH 5 11
pOH 5 3
[H 1 ] 5 10 28 mol/L
OpH 5 8
Clara de ovo
[OH 2 ] 5 10 26 mol/L
pOH 5 6
Meio básico
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
pH 5 x
indica que indica que
[H 1 ] 5 10 2x mol/L
pOH 5 y
indica que indica que
Perceba nesses exemplos que:
• pH 1 pOH 5 14 para qualquer meio aquoso (a 25 °C).
• Se o pH diminui, o pOH aumenta e vice-versa.
• Meio neutro (a 25 °C) tem pH 5 7.
• Meio ácido (a 25 °C) tem pH , 7.
• Meio básico (a 25 °C) tem pH . 7.
Os valores de pH (e pOH) podem também ser decimais. Constituem a
maneira mais utilizada para expressar a acidez de uma solução. A tabela 2
apresenta alguns valores típicos de pH para materiais cotidianos.
O conceito de pH é muito importante para os químicos e mesmo para
os totalmente leigos no assunto. É comum encontrarmos pessoas que,
mesmo nunca tendo estudado Química, conseguem cuidar da água de
aquários, piscinas e tanques de piscicultura. Nos três casos, o sucesso do
tratamento depende da manutenção de valores apropriados do pH do meio
aquoso. As lojas especializadas em produtos para tratamento de piscina,
por exemplo, vendem kits medidores de pH e produ tos apropriados para
aumentar ou diminuir o pH, caso seja necessário.
Ao estudante, é particularmente útil perceber que, como consequência
da definição pH 5 2log [H 1 ], decorre que a concentração hidrogeniônica
(isto é, concentração de íons hidrogênio, [H 1 ]) é igual a 10 2pH mol/L. Para
entender, acompanhe os exemplos:
• Água pura possui pH 5 7. Tem, portanto, [H 1 ] 5 10 27 mol/L.
• Um vinagre com pH 5 3 apresenta [H 1 ] 5 10 23 mol/L.
• Um produto de limpeza com pH 5 12 tem [H 1 ] 5 10 212 mol/L.
• Um suco de limão de pH 5 2,2 possui [H 1 ] 5 10 22,2 mol/L.
Capítulo 29 • pH e pOH
[OH 2 ] 5 10 2y mol/L
Conclusão análoga vale para pOH. Já que pOH 5 2log [OH 2 ], então a
concentração hidroxiliônica (concentração de íons hidroxila, [OH 2 ]) é
10 2pOH mol/L.
375

Tabela 2
Valor aproximado de pH para alguns materiais
HC, 1 mol/L
O
Suco gástrico 1,0 – 3,0
Suco de limão 2,2 – 2,4
Vinagre 2,4 – 3,4
Vinho 2,8 – 3,8
Suco de laranja 3,0 – 4,0
Água com gás 3,9
Tomate 4,0 – 4,4
Cerveja 4,0 – 5,0
Acidez crescente
Queijo 4,8 – 6,4
Leite de vaca 6,3 – 6,6
Saliva humana 6,5 – 7,5
Água do mar 7,0 – 8,3
Sangue humano 7,35 – 7,45
Clara de ovo 7,6 – 8,0
Leite de magnésia 10,5
Limpador com amônia 11,9
NaOH 1 mol/L 14
Fontes: D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press, 2003.
p. 7-16; D. D. Ebbing e S. D. Gammon. General Chemistry. 8. ed. Boston: Houghton Mifflin, 2005. p. 678.
Variação de pH, pOH, [H 1 ] e [OH 2 ]
Cresce acidez
Basicidade
crescente
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
pH
0
Meio ácido
Meio básico (alcalino)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
[H ]
[OH ]
10 0
10 1 10 2
10 14 10 13
10 12 10 3
10 11 10 4
10 10 10 5
10 6 10 7
10 9 10 8
10 7 10 8
10 9 10 10
10 6 10 5
10 11 10 12
10 4 10 3
10 2 10 1 10 0
10 13 10 14
pOH
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Unidade I • Equilíbrios iônicos
Meio ácido
Cresce basicidade (alcalinidade)
Quando cresce a acidez de um meio:
^pH $[H 1 ] ^[OH 2 ] $pOH
Meio básico (alcalino)
Quando cresce a basicidade (alcalinidade) de um meio:
$ pH ^[H 1 ] $[OH 2 ] ^pOH
376

Uma piscina bem tratada deve ter, entre outras coisas, um pH
estável na faixa de 7,2 a 7,8 (o ideal é 7,5).
Kit para a medida de pH de piscinas, usando o líquido vermelho e
a escala à direita. O kit também permite medir a concentração de
cloro na água, em partes por milhão (ppm), utilizando a solução e a
escala à esquerda.
Ao criar peixes em tanques ou aquários, é essencial
que se mantenha o pH da água num valor adequado, que
depende das espécies criadas.
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Texto: Acidez na chuva
exercícios essenciais
ExErCíCio rESoLvido
5 Considere amostras dos seguintes materiais:
I. água totalmente pura
II. solução de ácido de bateria de automóvel
III. leite de magnésia
Coloque esses materiais em ordem crescente de:
a) acidez. c) pH.
b) alcalinidade (basicidade). d) pOH.
Resolução
Meio ácido
Meio básico
7
II I III
Cresce pH e cresce alcalinidade (basicidade)
Cresce pOH e cresce acidez
pH
a) I é neutra, II é ácida e III é básica.
A ordem crescente de acidez é: III , I , II.
b) Ordem crescente de alcalinidade: II , I , III (é o
oposto da ordem crescente de acidez).
c) Ordem crescente de pH: II , I , III (quanto maior
o pH, maior a alcalinidade).
d) Ordem crescente de pOH: III , I , II (quanto
maior o pOH, menor o pH).
6 (Unifor-CE) Qual das amostras seguintes apresenta
maior pH?
a) suco de limão.
b) vinagre.
c) água destilada.
d) solução aquosa de NaC,.
e) solução aquosa de NaOH.
Capítulo 29 • pH e pOH
377

7 (PUC-MG) O aumento da concentração do íon hidrônio
numa solução aquosa leva a:
a) diminuição da concentração do íon hidroxila e
diminuição do pH.
b) diminuição da concentração do íon hidroxila e
aumento do pH.
c) aumento da concentração do íon hidroxila e
aumento do pH.
d) aumento da concentração do íon hidroxila e
diminuição do pH.
Comentário dos autores:
Íons hidrônio ou hidroxônio, H 3 O 1 , equivalem
aos íons H 1 .
8 (Cefet-AM) A tabela a seguir fornece a [H 3 O 11 ] ou
[OH 12 ] a 25 °C, em mol/L, de alguns produtos:
Gráfico I
Gráfico II
pH
Número de espécies
10
8
6
4
2
0
A B C D E
Ambientes
40
30
20
10
0
3 4 5 6 7 8 9 10 11
pH ótimo de sobrevida
a) A. b) B. c) C. d) D. e) E.
Produto [H 3 O 11 ] ou [OH 12 ]
ExErcícios rEsolvidos
Vinagre [OH 12 ] 5 1,0 3 10 211
Cafezinho [H 3 O 11 ] 5 1,0 3 10 25
Clara de ovo [OH 12 ] 5 1,0 3 10 26
Desinfetante com amônia [H 3 O 11 ] 5 1,0 3 10 212
Desses produtos, são ácidos:
a) cafezinho e vinagre.
b) vinagre e clara de ovo.
c) clara de ovo e cafezinho.
d) cafezinho e desinfetante com amônia.
e) clara de ovo e desinfetante com amônia.
9 (PUC-MG) Considere duas soluções aquosas A e B de
mesmo volume e de pH 3,0 e 5,0 respectivamente.
Analise as afirmações a seguir:
I. A solução A é ácida.
II. A solução B é básica.
III. A mistura de A com B é ácida.
São afirmativas CORRETAS:
a) I e II apenas. c) II e III apenas.
b) I e III apenas. d) I, II e III.
12 (PUC-MG) Ao analisar um determinado suco de
tomate, um técnico determinou que sua concentração
hidrogeniônica é igual a 0,001 mol/L. Assim,
o pH desse suco de tomate é:
a) 2 b) 3 c) 4 d) 9 e) 11
Resolução
[H 1 ] 5 0,001 mol/L 5 10 23 mol/L
pH 5 2log [H 1 ]
pH 5 2log (10 23 )
pH 5 3
13 A análise de uma determinada marca de água
mineral gaseificada revelou que apresenta
pH 5 4. Qual o valor da concentração hidrogeniônica,
[H 1 ], e da concentração hidroxiliônica, [OH 2 ],
nesse produto?
Resolução
pH 5 4 V [H 1 ] 5 10 24 mol/L
Como pH 1 pOH 5 14, temos que pOH 5 10.
pOH 5 10 V [OH 2 ] 5 10 210 mol/L
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
378
10 (Ufac) A notação pH indica:
a) [H 1 ] c) _____ 1
[H 1 ]
b) 1 2 [H 1 ] d) log [H 1 ]
e) 2log [H 1 ]
11 (Enem-MEC) Um estudo caracterizou 5 ambientes
aquá ticos, nomeados de A a E, em uma região,
medindo parâmetros físico-químicos de cada um
deles, incluindo o pH nos ambientes. O gráfico I
representa os valores de pH dos 5 ambientes. Utilizando
o gráfico II, que representa a distribuição
estatística de espécies em diferentes faixas de pH,
pode-se esperar um maior número de espécies no
ambiente:
14 (Unirio-RJ) Considerando que a concentração de
íons H 3 O 1 em um ovo fresco é 0,00000001 M, o valor
do pH será igual a:
a) 2. b) 4. c) 6. d) 8. e) 10.
15 (UEMS) As águas superficiais normalmente possuem
um pH entre 4 e 9, podendo ser alterado
conforme a quantidade de sais, como carbonatos e
bicarbonatos, e pela quantidade de matéria morta
a ser decomposta. Uma análise realizada em um
determinado afluente mostrou que a concentração
dos íons H 1 era igual 10 25 mol ? L 21 . O valor do pH
dessa amostra é:
a) 3. b) 5. c) 7. d) 9. e) 11.

16 (Covest-PE) O pH de várias soluções foi medido em
um laboratório de hospital, e o resultado encontra-
-se na tabela a seguir:
Amostra
pH
leite de magnésia 10,5
sangue 7,4
urina 5,0
suco de limão 2,3
vinho é a acidez. O índice rotineiramente usado
para medir a acidez é o pH.
Uma bebida ácida apresenta a concentração de
íons OH 2 :
a) maior ou igual a 1,0 ? 10 7 mol/L.
b) igual a 1,0 ? 10 27 mol/L.
c) maior do que 1,0 ? 10 27 mol/L.
d) menor do que 1,0 ? 10 27 mol/L.
e) maior ou igual a 1,0 ? 10 27 mol/L.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
De acordo com essa tabela, a concentração de íons
H 3 O 1 , em mol/L, na amostra de urina é:
a) 5,0. d) 1,0 ? 10 25 .
b) 1,0 ? 10 5 . e) 1,0 ? 10 211 .
c) 1,1 ? 10 23 .
17 (Ufes) No tratamento da água, a coagulação envolve
a adição do sulfato de alumínio, visando à precipitação
do A,(OH) 3 e ao consequente arraste das
pequenas partículas em suspensão. No entanto,
uma elevada concentração de alumínio na água
pode ser nociva à saúde humana. Assim, eleva-se o
pH da água tratada para assegurar a precipitação do
A,(OH) 3 . Se a [OH 2 ] na água for de 1,0 3 10 26 mol/L,
pode-se afirmar que o pH da água é:
a) 4,0. d) 7,0.
b) 5,0. e) 8,0.
c) 6,0.
18 (Ufal) A maioria das soluções aquosas apresenta
valor de pH no intervalo de 0 a 14. A escala de pH
foi introduzida pelo químico dinamarquês Soren
Sorensen, em 1909, no transcorrer do seu trabalho
de controle de qualidade na preparação da cerveja,
e hoje é usada nas ciências, na medicina e na
engenharia. Considere a tabela de pH a seguir:
Soluções pH a 25 °C
1. suco gástrico 2,0
2. urina 5,0
3. clara de ovo 8,0
4. preparado para tintura de cabelo 10,0
20 (Cefet-PE) Por muitos anos, a prioridade máxima
era a produtividade industrial a qualquer custo,
conceito que tem sido modificado devido aos estudos
ambientais e à elaboração de leis mais rígidas.
Por exemplo, os efluentes industriais só podem ser
lançados nos rios com uma faixa de pH entre 5 e 8.
Levando em consideração apenas o potencial hidrogeniônico
(pH), assinale a alternativa que contenha
um efluente que possa ser lançado diretamente a
um rio, sem causar transtornos ambientais.
a) Efluente com pOH igual a 10.
b) Efluente com concentração de íons OH 2 igual a
10 28 mol/L.
c) Efluente com concentração de íons OH 2 igual a
10 23 mol/L.
d) Efluente com pOH igual a 4.
e) Efluente com concentração de íons H 1 igual a
10 22 mol/L.
21 (UFPel-RS) Quando alguém fala de pH 6,0, se refere
a um pH que corresponde ao de uma solução:
a) ácida em que a [H 1 ] 5 0,01 ? [OH 2 ].
b) ácida em que a [H 1 ] , [OH 2 ].
c) básica em que a [H 1 ] . 100 ? [OH 2 ].
d) básica em que a [OH 2 ] 5 0,01 [H 1 ].
e) ácida em que a [H 1 ] 5 100 ? [OH 2 ].
22 (UEL-PR) Soluções aquosas neutras são aquelas em
que:
a) [H 1 ] 1 [OH 2 ] 5 0 d) [H 1 ] 5 [OH 2 ] 5 7
b) [H 1 ] 5 [OH 2 ] 5 0 e) [H 1 ] 1 [OH 2 ] 5 7
Considerando os dados acima, é correto afirmar
que:
a) 1, 2 e 3 são soluções ácidas.
b) somente 4 é uma solução básica.
c) a concentração de íons OH 2 na solução 3 é igual
a 10 26 mol/L.
d) a clara de ovo é neutra.
e) o preparado para tintura de cabelo é mais ácido
que a clara de ovo.
19 (UFF-RJ) As vinícolas do Vale do São Francisco
têm-se destacado como produtoras de vinho de
alta qualidade. Além do sabor e do teor alcoólico,
um outro parâmetro importante na qualidade do
c)
[H 1 ] ______
[OH 2 ] 5 1
23 (Unicap-PE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
Se o suco de limão apresenta pH 5 2 e o de tomate,
pH 5 4, pode-se afirmar que o tomate é duas
vezes mais ácido que o limão.
24 (UFRRJ) Sabendo que a concentração de H 1 no sangue
humano pode situar-se entre 5 3 10 28 mol/L e
3 3 10 28 mol/L, calcule a faixa de pH do sangue.
Dados: log 3 5 0,5; log 5 = 0,7.
Capítulo 29 • pH e pOH
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Exercícios adicionais
379

Seção 29.5
Cálculo de pH de soluções de
ácidos ou bases
❱❱ Objetivo
C Calcular o pH de uma
solução de um ácido
ou de uma base, sendo
conhecida M e, se
necessário, a, K a ou K b .
HC (aq)
0,1 mol/L
H 2 SO4 (aq)
0,05 mol/L
Para calcular o pH de uma solução de ácido devemos primeiramente
calcular [H 1 ] e, a partir dela, o pH. Já para calcular o pOH de uma solução
de base a primeira providência é determinar [OH 2 ]. A partir dessa concentração
calculamos o pOH e, como pH 1 pOH 5 14, a 25 °C, chegamos ao pH.
Vejamos alguns casos relevantes.
Solução de monoácido forte (HC,, HBr, HI, HNO 3 ):
Primeiramente usamos a expressão [H 1 ] 5 a ? M para calcular [H 1 ],
considerando a 5 100%. Tendo o valor de [H 1 ], chegamos ao pH. Para o
exemplo apresentado ao lado:
[H 1 ] 5 a ? M 5
____ 100 ? 0,1 mol/L
100 Lembre-se:
[H 1 ] 5 0,1 mol/L 5 10 21 mol/L No caso de um monoácido forte,
[H
pH 5 1
1 ] 5 M
Solução de diácido forte (H 2 SO 4 ):
Aqui também temos a 5 100%, mas não usaremos a fórmula [H 1 ] 5 a ? M
(ela é válida só para monoácidos). Fazemos uso da estequiometria da reação
de ionização. Assim, para o exemplo apresentado ao lado:
H 2 SO 4 2 H 1 22
1 SO 4
1 mol/L 2 mol/L
[H 1 ] 5 2 ? 0,05 mol/L
0,05 mol/L [H 1 ]
[H 1 ] 5 0,1 mol/L 5 10 21 mol/L
pH 5 1
Note que H 2 SO 4 (aq) 0,05 mol/L
tem o mesmo pH que HC, (aq)
0,1 mol/L!
Lembre-se:
No caso de um diácido forte,
[H 1 ] 5 2 ? M
Solução de monoácido fraco (CH 3 COOH, HCN, HC,O):
Nesse caso, além de M, devemos conhecer a ou K a . Se conhecermos
M e a, usamos a expressão [H 1 ] 5 a ? M. Se conhecermos M e K a , utilizamos
[H 1 ] 5 d XXXXXX K a ? M .
No caso apresentado ao lado, considerando que K a 5 2 ? 10 25 , temos:
[H 1 ] 5 d XXXXXX K a ? M 5 d XXXXXXXXXXXXXXX
2 ? 10 25 ? 5 ? 10 22 5 d XXXXX 10 26 5 10 23 mol/L
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
CH 3 COOH (aq)
0,05 mol/L
pH 5 3
Note a acentuada diferença entre o pH de H 2 SO 4 (aq) 0,05 mol/L
(pH 5 1) e o de CH 3 COOH (aq) 0,05 mol/L (pH 5 3)!
Lembre-se
Monoácido fraco se caracteriza por K a da ordem de 10 25 ou menor
e apresenta geralmente a < 5%. Para sua solução:
K a 5 a 2 ? M
[H 1 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K a ? M
380

Solução de monobase forte (NaOH, KOH, LiOH):
De modo análogo ao caso de monácido forte, consideramos a 5 100%.
Porém, como se trata de base, a expressão usada é [OH 2 ] 5 a ? M. Assim,
para o exemplo apresentado ao lado:
NaOH (aq)
0,1 mol/L
[OH 2 ] 5 a ? M 5
____ 100 ? 0,1 mol/L
100
[OH 2 ] 5 0,1 mol/L 5 10 21 mol/L
pOH 5 1
Como pH 1 pOH 5 14, a 25 °C, chegamos a:
Lembre-se:
No caso de uma monobase
forte, [OH 2 ] 5 M
pH 5 13
Solução de dibase forte (Ba(OH) 2 , Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 ):
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Ba(OH) 2 (aq)
0,05 mol/L
Consideramos a 5 100% e utilizamos a proporção estequiométrica. No
exemplo apresentado ao lado, temos:
Ba(OH) 2 Ba 21 1 2 OH 2
1 mol/L 2 mol/L
0,05 mol/L [OH 2 ]
[OH 2 ] 5 0,1 mol/L 5 10 21 mol/L
pOH 5 1
Utilizando pH 1 pOH 5 14, a 25 °C, chegamos a:
pH 5 13
Note que Ba(OH) 2 (aq) 0,05 mol/L
tem o mesmo pH que NaOH (aq)
0,1 mol/L!
[OH 2 ] 5 2 ? 0,05 mol/L
Lembre-se:
No caso de uma dibase forte,
[OH 2 ] 5​2​? M
Solução de monobase fraca (NH 3 , ou “NH 4 OH”):
NH3 (aq)
0,05 mol/L
Aqui precisamos saber, além de M, também a​ou K b . Conhecendo M e
a, empregamos a expressão [OH 2 ] 5 a ? M. Conhecendo M e K b , utilizamos
[OH 2 ] 5 d XXXXXX K b ? M .
No exemplo apresentado ao lado,
que se trata de uma base cuja
K b ​5 2 ? 10 25 , temos:
[OH 2 ] 5 d XXXXXX K b ? M 5
5​ d XXXXXXXXXXXXXXXX
2 ? 10 25 ? 5 ? 10 22 5
5 d XXXXX 10 26 5 10 23 mol/L
pOH 5 3
E, como pH 1 pOH 5 14, a 25 °C,
concluímos que:
pH 5 11
Lembre-se:
Monobase fraca se caracteriza
por K b da ordem de
10 25 ou menor e apresenta
geralmente a < 5%. Para sua
solução:
K b 5 a 2 ? M
[OH 2 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K b ? M
Capítulo 29 • pH e pOH
381

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade I • Equilíbrios iônicos
382
25 (PUC-MG) Qual é a concentração de íons hidróxido
numa solução aquosa 0,1 mol ? L 21 de HC,?
a) 0 mol ? L 21 . c) 0,13 mol ? L 21 .
b) 10 21 mol ? L 21 . d) 10 213 mol ? L 21 .
26 (FEI-SP) O pH de uma solução preparada a partir de
36,5 g de HC, e 1.000 L de água é:
Dados: H 5 1; C, 5 35,5.
a) 10. b) 5,0. c) 1,0. d) 3,0. e) 8,0.
27 (Uece) O conceito de pH foi introduzido na química
pelo químico dinamarquês Soren Peter Lauritz
Sorensen, em 1909, para facilitar a caracterização
da acidez de uma solução. Assinale a alternativa
que contém o pH da solução que se obtém ao ser
feita a dissolução de 5,6 g de KOH em um litro de
água.
a) 1,0. b) 3,0. c) 11,0. d) 13,0.
28 (Cefet-PB) No preparo de uma solução de hidróxido
de sódio, dissolve-se apropriadamente 2,0 3 10 27 g
dessa base em 500 mL de água destilada. Considerando
que não ocorreu variação de volume, após a
adição da base, qual será aproximadamente o pH
do meio?
ExErcício rEsolvido
29 Em uma solução aquosa 0,05 mol/L, o ácido acético
apresenta-se 2% ionizado. Determine o pH dessa
solução.
Resolução
[H 1 ] 5 a ? M 5 ____ 2
100 ? 5 ? 1022 mol/L
[H 1 ] 5 10 23 mol/L
pH 5 3
30 (Estácio-RJ) Preparou-se uma solução 0,1 M de um
ácido monoprótico, que apresentou um pH igual a 3.
O grau de ionização do ácido, nessa solução, é de:
a) 10 23 . c) 10 21 . e) 10 2 .
b) 10 22 . d) 10 1 .
31 (FEI-SP) O pH de uma solução 0,25 molar de um
monoácido, que está 0,4% ionizado, é:
a) 5. b) 4. c) 3. d) 2. e) 1.
32 (Esal-MG) Uma solução de hidróxido de amônio
0,25 M a uma temperatura de 25 °C apresenta grau
de ionização igual a 0,4%. O pH dessa solução nas
condições acima é:
a) 1. b) 2,5. c) 3. d) 11. e) 11,5.
33 (Fuvest-SP) Considere uma solução aquosa diluída
de ácido acético (HA), que é um ácido fraco, mantida
a 25 °C. A alternativa que mostra corretamente a
comparação entre as concentrações, em mol/L, das
espécies químicas presentes na solução é:
a) [OH 2 ] , [A 2 ] 5 [H 1 ] , [HA].
b) [OH 2 ] , [HA] , [A 2 ] , [H 1 ].
c) [OH 2 ] 5 [H 1 ] , [HA] , [A 2 ].
d) [A 2 ] , [OH 2 ] , [H 1 ] , [HA].
e) [A 2 ] , [H 1 ] 5 [OH 2 ] , [HA].
Dados, a 25 °C:
Constante de ionização do HA: K a 5 1,8 3 10 25 ;
Produto iônico da água: K W 5 1,0 3 10 214 ;
Constantes de equilíbrio com concentrações em
mol/L.
ExErcício rEsolvido
34 (UFRJ) Os ácidos carboxílicos são considerados
ácidos fracos. A tabela a seguir apresenta as constantes
de ionização, em valores aproximados, do
ácido fórmico e do ácido acético.
Ácido Fórmula molecular Ka
Fórmico HCOOH 10 24
Acético CH 3 COOH 10 25
a) Em uma experiência foram preparadas duas
soluções aquosas de mesma molaridade, uma
contendo ácido fórmico e outra ácido acético.
Identifique qual das soluções apresenta menor
pH. Justifique sua escolha.
b) Uma solução aquosa de vinagre contém
0,1 mol/L de CH 3 COOH.
Determine a concentração molar de íons acetato
nessa solução.
Resolução
a) O pH é menor quanto maior for [H 1 ].
Como [H 1 ] 5 a ? M e em ambas as soluções M
é igual, [H 1 ] será maior na solução do ácido de
maior K a , pois o ácido mais forte tem maior a.
Assim, apresenta menor pH a solução de ácido
fórmico.
b) [CH 3 COO 2 ] 5 [H 1 ] 5
5​​d XXXXXXX K a ? M 5 d XXXXXXXXXXXXXXXXX
1 ? 10 25 ? 1 ? 10 21 5 d XXXXXXXX 1 ? 10 26
[CH 3 COO 2 ] 5 1 ? 10 23 mol/L
35 (Fuvest-SP) A tabela seguinte fornece dados sobre
duas soluções aquosas de certo ácido monoprótico,
HA, a 25 °C.
Solução
Concentração
de HA (mol/L)
pH
1 1,0 3,0
2 1,0 ? 10 22 4,0
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Esses dados indicam que:
I. a concentração de íons H 1 (aq), na solução 2, é
dez vezes maior do que na solução 1.
II. a solução 1 conduzirá melhor a corrente elétrica
do que a solução 2.
III. o pH da solução do ácido HA, a 25 °C, tenderá ao
valor 7,0 quando a concentração de HA tender
a zero, ou seja, quando a diluição tender ao
infinito.
Dessas afirmações, apenas a:
a) I é correta. d) I e II são corretas.
b) II é correta. e) II e III são corretas.
c) III é correta.
36 Qual o pH de uma solução 0,01 mol/L de um monoácido
que apresenta K a 5 1 ? 10 26 ?
37 Qual o pH de uma solução 0,001 mol/L de um monoácido
que apresenta K a 5 1 ? 10 26 ?
a) I - D, II - B, III - A, IV - C e V - E.
b) I - A, II - B, III - C, IV - D e V - E.
c) I - E, II - D, III - C, IV - B e V - A.
d) I - D, II - B, III - E, IV - A e V - C.
e) I - C, II - B, III - E, IV - A e V - C.
42 (UFMG) Um grupo de estudantes preparou uma
solução de HC, (aq) de concentração 0,1 mol/L e
mediu seu pH.
1. Calcule o pH dessa solução.
2. Em seguida, eles diluíram a solução original, obtendo
outra, de concentração mil vezes menor,
e mediram seu pH.
Calcule a concentração dessa solução de HC, (aq).
3. Em novo experimento, essa segunda solução foi
diluída, obtendo-se uma terceira, de concentração
um milhão de vezes menor que a anterior.
O pH medido desta última solução foi igual a 7.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
38 Considerando a constante de basicidade (K b ) da
amônia como sendo 2 ? 10 25 , determine o pH de
uma solução de amônia 0,05 mol/L.
39 (UFRGS-RS) O ácido acético é um ácido fraco que
se ioniza em água de acordo com a equação
CH 3 COOH (aq) F CH 3 COO 2 ​(aq) 1 H 1 ​(aq).
A respeito dessa reação, é correto afirmar que:
a) a constante de equilíbrio independe do pH da
solução.
b) a ionização do ácido acético é maior em meio
ácido.
c) o pH da solução resultante será elevado.
d) o componente majoritário da solução é o íon H 1 .
e) o pH da solução final independe da concentração
inicial de ácido acético.
40 (UEG-GO) Considere uma solução aquosa 1,0 mol ? L 21
de um ácido hipotético HA. Sabendo que essa solução
apresenta o mesmo pH de uma solução aquosa
com concentração 8,0 3 10 23 mol ? L 21 de um outro
ácido hipotético HB, responda ao que se pede.
Dados: a (HB) 5 100%; log 8 5 0,9
a) Calcule o pH da solução que contém o ácido HB.
b) Calcule o grau de ionização do ácido HA.
41 (UFJF-MG) Supondo-se a existência de soluções
de diferentes ácidos, de mesma concentração, por
exemplo, 0,01 mol/L, associar a coluna das constantes
de dissociação ácida (I a V), com a coluna
de pH das soluções (A a E).
Constantes de
dissociação ácida
pH
I — 6,4 3 10 210 A — 2,6
II — 1,8 3 10 25 B — 3,4
III — 4,0 3 10 26 C — 2,5
IV — 6,8 3 10 24 D — 5,6
V — 1,2 3 10 23 E — 3,7
Calcule a concentração dessa solução de HC, (aq).
Justifique o fato de o pH dessa solução ser igual a 7.
43 (PUC-RJ) Na ocorrência das reações químicas, em
solução aquosa, há aquelas que se dão entre um
ácido e uma base e que comumente são denominadas
reações de neutralização.
H 1 (aq) + OH 2 (aq) # H 2 O (,)
Numa análise, na temperatura de 25 °C, 1 mL de
solução KOH 2 mol ? L 21 foi adicionado a 100 mL
de solução aquosa de HC, 0,01 mol ? L 21 . Considerando
que, na reação do ácido forte com a base forte,
os “íons espectadores” (K 1 e C, 2 ) não reagem com a
água, é correto afirmar que a solução resultante tem
o valor de pH aproximadamente igual a:
a) 1. d) 7.
b) 2. e) 12.
c) 5.
44 (UFRRJ) Três soluções foram preparadas como descrito
a seguir.
Solução I:
15,00 mL de ácido clorídrico (HC,) 0,1 mol ? L 21
com 30,00 mL de hidróxido de sódio (NaOH)
0,05 mol ? L 21 .
Solução II:
5,00 mL de ácido clorídrico (HC,) 0,01 mol ? L 21
com 5,00 mL de hidróxido de sódio (NaOH)
0,1 mol ? L 21 .
Solução III:
30,00 mL de ácido clorídrico (HC,) 0,2 mol ? L 21
com 15,00 mL de hidróxido de sódio (NaOH)
0,2 mol ? L 21 .
Qual das três soluções tem o menor valor de pH?
Justifique a sua resposta.
45 (PUC-RS) Para neutralizar 10 litros de água de lavanderia
com pH igual a 12, são necessários
litros de uma solução de ácido sulfúrico 0,1 mol/L.
a) 0,25. c) 1,0. e) 2,0.
b) 0,50. d) 1,5.
Capítulo 29 • pH e pOH
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Exercícios adicionais
383

Seção 29.6
Indicadores ácido-base
❱❱ Objetivo
C CPrever a cor de um
indicador em diferentes
soluções de ácidos
ou de bases, sendo
conhecida a sua faixa de
viragem.
❱❱ Termos e conceitos
Tabela 3
• faixa (ou zona) de
viragem
Indicador
Violeta de metila
Indicadores ácido-base são substâncias cuja coloração pode ser diferente,
dependendo do pH do meio em que se acham dissolvidas.
Faixa de viragem ou zona de viragem é o nome dado à faixa de pH
na qual um indicador ácido-base sofre a mudança de coloração.
O funcionamento dos indicadores baseia-se no fato de serem eles ácidos
fracos (HA) que existem em equilíbrio em meio aquoso, sendo que HA e A 2
possuem diferentes colorações. Quando o pH diminui (aumenta [H 1 ]), o
equilíbrio equacionado a seguir se desloca para a esquerda, prevalecendo
a cor 1. Quando o pH aumenta (aumenta [OH 2 ]), os íons OH 2 reagem com
H 1 diminuindo sua concentração. Isso desloca o equilíbrio para a direita
e prevalece a cor 2.
HA (aq) F H 1 (aq) 1 A 2 (aq)
Cor 1 Cor 2
Faixa de viragem de alguns indicadores ácido-base
Azul de timol (viragem ácida)
Azul de bromofenol
O aumento da [H 1 ] desloca para a esquerda e a solução adquire a cor 1.
O aumento da [OH 2 ] desloca para a direita e a solução adquire a cor 2.
amarelo
pH
0 2 4 6 8 10 12 14
vermelho
violeta
amarelo
amarelo
azul
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Alaranjado de metila
vermelho
amarelo
Verde de bromocresol
amarelo
azul
Vermelho de metila
vermelho
amarelo
Unidade I • Equilíbrios iônicos
Azul de bromotimol
Azul de timol (viragem básica)
Fenolftaleína
Amarelo de alizarina R
amarelo
azul
amarelo azul
incolor róseo
amarelo
vermelho
Fonte: Tabela elaborada a partir de J. Mendham et al. Vogel Análise química quantitativa.
6. ed. Rio de Janeiro, LTC, 2002. p. 190.
384

Indicador fenolftaleína
em pH 5 7 (esquerda) e em
pH 5 11. Ele sofre viragem
por volta de pH 5 9.
Indicador azul de
bromotimol em pH 5 5
(esquerda) e em pH 5 9.
Ele sofre viragem por volta
de pH 5 7.
Um pHmetro (peagâmetro) é um
aparelho que, por meio de medidas
elétricas, determina o pH de uma
solução aquosa. Na foto, medição do
pH de suco de laranja.
Existem papéis indicadores
que adquirem não apenas
duas cores possíveis, mas
sim várias delas, que, por
comparação com uma escala
colorida, permitem estimar o
pH de um meio. São chamados
de indicadores universais
e são obtidos por meio da
mistura apropriada de vários
indicadores ácido-base.
O extrato de repolho roxo pode ser usado como indicador ácido-base. Os valores de pH das
soluções nos béqueres, da esquerda para a direita, são, respectivamente, 1, 4, 7, 12 e 13.
Capítulo 29 • pH e pOH
Solução aquosa de indicador universal adicionada a quinze soluções aquosas. A primeira, à esquerda,
tem pH 5 zero. A segunda, pH 5 1, e assim por diante, até a décima quinta, que tem pH 5 14.
385

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade I • Equilíbrios iônicos
386
46 (UFRRJ) Em tempos de crise, como a que atualmente
afeta a educação, alguns professores conseguem,
com criatividade, fazer aulas experimentais utilizando
materiais de baixo custo. Os extratos de
repolho roxo, das flores de azaleia, da quaresmeira
e da maria-sem-vergonha possuem em sua composição
antocianinas, que têm a propriedade de variar
a cor na presença de ácidos e bases, como mostra a
escala de cores abaixo, por isso são utilizados como
indicadores ácido-base.
Cor VERMELHO ROSA ROXO AZUL VERDE AMARELO
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Indicador: extrato de repolho roxo
A tabela abaixo mostra dados de concentração
hidrogeniônica ou hidroxiliônica a 25 °C, em mol/L,
de algumas soluções incolores:
Solução de íons H 1
ou OH 2
Concentração
em mol/L
Limpa forno [OH 2 ] 5 1,0 3 10 21
Vinagre [OH 2 ] 5 1,0 3 10 211
Água do mar [OH 2 ] 5 1,0 3 10 26
Lágrima [H 1 ] 5 1,0 3 10 27
Limpador com amônia [H 1 ] 5 1,0 3 10 212
As soluções acima, após a adição de algumas
gotas do extrato de repolho roxo, apresentarão
as seguintes colorações:
a) vermelha, azul, roxa, roxa e verde.
b) amarela, vermelha, roxa, roxa e verde.
c) vermelha, azul, rosa, roxa e verde.
d) amarela, vermelha, rosa, roxa e verde.
e) amarela, rosa, vermelha, roxa e verde.
47 (UEL-PR) Indicadores ácido-base são substâncias
capazes de interagir com os íons H 1 ou OH 2 de
uma determinada solução e de sofrer mudanças
estruturais a ponto de mudarem de cor. Assim,
essas substâncias podem ser utilizadas quando
se pretende reconhecer a característica ácida ou
básica de uma solução. Considere a tabela abaixo
e assinale a alternativa correta:
Indicador ácido-base
Fenolftaleína
Alaranjado de metila
Vermelho de metila
Azul de bromotimol
Vermelho do congo
Coloração
Incolor em pH < 8,0;
Rosa em pH > 10,0
Vermelho em pH < 3,1;
Amarelo em pH > 4,4
Vermelho em pH < 4,4;
Amarelo em pH > 6,2
Amarelo em pH <​6,0;
Azul em pH > 7,6
Azul em pH < 3,0;
Vermelho em pH > 5,2
Questão extraída de uma prova que envolve uma narrativa ficcional.
*
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Exercícios adicionais
a) Um refrigerante apresenta [H 1 ] 5 10 23 mol ? L 21 e
coloração vermelha com alaranjado de metila.
b) Uma solução aquosa de um produto de limpeza
apresenta [OH 2 ] 5 10 210 mol ? L 21 e coloração
rósea com fenolftaleína.
c) Um efluente industrial apresenta
[H 1 ] 5 10 22 mol ? L 21 e coloração azul com azul
de bromotimol.
d) Uma água mineral apresenta em seu rótulo
[OH 2 ] 5 10 24 mol ? L 21 e coloração azul com
vermelho do congo.
e) Um sabonete de boa qualidade apresenta
[OH 2 ] 5 10 27 mol ? L 21 e coloração amarela com
azul de bromotimol.
48 (Unicamp-SP)* As pessoas adoravam essas demonstrações
químicas. Dina e Rango sabiam disso, pois
eles próprios tinham sido “fisgados” por esse tipo
de atividade. Chamando a atenção de todos, Dina
colocou sobre o balcão um copo que “aparentemente
continha água”, e nele adicionou algumas
gotas de uma solução que tingiu “aquela água”.
Dina disse que aquela solução colorida mudaria
de cor no “berro”. Um dos convidados, com a boca
bem aberta e próxima do copo, deu um longo berro.
Como num passe de mágica, o líquido mudou de
cor. Todo mundo aplaudiu a cena.
a) O líquido que estava no copo era, na verdade, uma
solução aquosa de amônia, cujo K b é 1,8 3 10 25 .
Nessa solução aquosa estavam em equilíbrio,
antes da adição do indicador, amônia, íon amônio
e íon hidróxido. Escreva a expressão de K b em
termos das concentrações dessas espécies. Nesse
equilíbrio, o que está em maior concentração:
amônia ou o íon amônio? Justifique.
b) O que foi gotejado no copo era uma solução de
vermelho de fenol, um indicador ácido-base, que
apresenta cor vermelha em pH acima de 8,5 e cor
amarela em pH abaixo de 6,8. Qual foi a mudança
de cor observada? Como se explica que o berro
tenha promovido a mudança de cor?
49 (UFPB-modificado) Um indicador ácido-base é uma
substância que muda de cor quando passa de um
meio ácido para um meio básico. Nesse sentido, considere
um indicador de fórmula geral HIn, conforme
representação na equação a seguir, o qual muda da
cor vermelha (relativa ao HIn) para amarela (relativa
ao In 2 ) na faixa de pH entre 4,8 e 6,0.
HIn (aq) F H 1 ​(aq) 1 In 2 ​(aq)
Considerando as informações apresentadas e a
presença desse indicador em uma solução aquosa,
pode-se afirmar:
I. Em uma solução 0,01 mol/L de um ácido forte
esse indicador ficará vermelho.
II. Em uma solução de NaOH de pH = 10 esse indicador
ficará vermelho.
III. Em uma solução 0,1 mol/L de uma base forte
esse indicador ficará amarelo.
Está(ão) correta(s):
a) I, II e III. c) apenas III. e) apenas I e III.
b) apenas II. d) apenas I.
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UNIDADE I
Capítulo
30
Hidrólise salina
A solução aquosa de um sal nem
sempre é neutra.
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30.1 Previsão do caráter ácido-
-básico de uma solução de sal
Podemos prever se a solução aquosa
de um sal (normal) é ácida, básica ou
neutra comparando a força do ácido e da
base dos quais ele provém.
30.2 O conceito de hidrólise salina
Hidrólise salina é a reação do cátion e/ou
do ânion de um sal com a água.
30.3 Constante de hidrólise
Constante de hidrólise (K h ) é o K C da
hidrólise de um íon. Pode-se calculá-la a
partir de K W e de K a ou K b .
30.4 Cálculo do pH de solução de sal
Para o cálculo do pH de uma solução
salina, devemos considerar se há
hidrólise do cátion ou do ânion.
A
água mineral de locais onde existe calcário
é alcalina. Isso se deve ao CaCO 3
(presente no calcário) dissolvido, que, ao
sofrer hidrólise salina, deixa o meio básico.
O CaCO 3 é sal derivado de uma base forte e
de um ácido fraco.

Seção 30.1
❱❱ Objetivo
C CPrever se a solução de
um sal é neutra, ácida
ou básica, por meio
da análise do ácido e
da base dos quais é
derivado.
Previsão do caráter ácido-básico
de uma solução de sal
É muito frequente o pensamento de que a solução aquosa de um sal
é neutra. Isso, no entanto, nem sempre é verdadeiro, como mostram três
dos quatro resultados experimentais A , B , C e D , mostrados abaixo.
A
NaCN (aq)
Solução
básica
B
NH 4 C (aq)
Solução
ácida
C
NaC (aq)
D
NH 4 CN (aq)
Solução
neutra
Solução
básica
Vejamos um modo de prever se uma solução de sal é neutra, ácida ou
básica.
Perceba que os sais escolhidos como exemplos são derivados dos
ácidos HC e HCN e das bases NaOH e NH 4 OH:
HC —— ácido forte
NaOH —— base forte
HCN —— ácido fraco
NH 4 OH —— base fraca
Caso A : NaCN é um sal de ácido fraco e de base forte. Há predomínio
do caráter básico e a solução de NaCN é básica.
Caso B : NH 4 C é um sal de ácido forte e de base fraca. Predomina o
caráter ácido e a solução de NH 4 C é ácida.
Caso C : NaC é um sal de ácido forte e de base forte. Ocorre um
“empate” entre caráter ácido e caráter básico e a solução de
NaC é neutra.
Caso D : NH 4 CN é um sal de ácido fraco e de base fraca. Nesse caso, para
decidir se o meio é ácido ou básico, devemos consultar K a e K b :
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• para o HCN: Ka 5 4,9 ? 10 210
Solução
K
• para o NH4OH: K b 5 1,8 ? 10 25 b . K a básica
Como K b . K a , isso significa que a base é mais forte (menos fraca)
que o ácido e a solução do sal será básica. Caso K a . K b , a solução
seria ácida. E se K a e K b fossem iguais, a solução seria neutra.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
A regra prática é:
• sal de um ácido mais
forte que a base:
solução ácida
• sal de uma base mais
forte que o ácido:
solução básica
Assim, os quatro casos possíveis são:
Sal de ácido fraco e base forte V solução básica
Sal de ácido forte e base fraca V solução ácida
Sal de ácido forte e base forte V solução neutra
se K a . K b V solução ácida
Sal de ácido fraco e base fraca se K a , K b V solução básica
se K a 5 K b V solução neutra
Perceba que tudo isso se resume em verificar: qual é mais forte, o ácido
ou a base que originam o sal?
388

O amarelecimento dos livros antigos
Tipicamente 4 a 7% da massa de um papel se deve à água. O sal sulfato de alumínio, presente na composição
de alguns papéis, reage com essa água e torna o meio ácido. (O sufato de alumínio é derivado de base
fraca e ácido forte.) Essa acidez favorece o amarelecimento de papéis ácidos com o passar do tempo, como
podemos ver nessa foto de uma página de um livro de Química publicado em 1945. Atua lmente, muitos
livros são impressos em papel alcalino, o que evita o amarelecimento com o passar do tempo.
Técnica tratando
livro antigo para
reduzir sua acidez
e preservá-lo por
mais tempo.
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Recordando força de ácidos e bases
Vamos recordar, do estudo de Química Inorgânica, que os ácidos fortes são:
• HC, HBr, HI (o HF não é forte, é moderado);
• HCO 4 , H 2 SO 4 , HNO 3 e outros oxiácidos em que o número de oxigênios menos o número de hidrogênios
ionizáveis for 3 ou 2.
Os ácidos fracos:
• HCN e H2S;
• H2CO 3 (é instável e tende a se decompor em H 2 O e CO 2 );
• HCO e outros oxiácidos em que o número de oxigênios menos o número de hidrogênios ionizáveis for
zero;
• CH3COOH (ácido acético).
As bases fortes:
• hidróxidos de metais alcalinos (ex.: NaOH, KOH, LiOH) e de metais alcalino-terrosos (ex.: Ca(OH) 2,
Ba(OH) 2 , Sr(OH) 2 ), exceto Mg(OH) 2 .
As bases fracas:
• Mg(OH) 2;
• hidróxidos de outros metais que não são alcalinos nem alcalino-terrosos (ex.: AgOH, Zn(OH) 2,
A(OH) 3 );
• NH3 (que, em água, pode ser representada por “NH 4 OH”).
exercícios essenciais
ExErcício rEsolvido
1 Calcário pode ser usado para reduzir a acidez de
solos destinados ao plantio.
a) Qual a fórmula do sal principal constituinte do
calcário?
b) Por que esse sal pode atuar na redução da acidez
do solo?
Resolução
a) CaCO 3
b) O carbonato de cálcio, CaCO 3 , é derivado de:
• uma base forte (Ca(OH) 2 , hidróxido de cálcio);
• um ácido fraco (H2CO 3 , ácido carbônico).
• Portanto, o CaCO3 contribui para deixar o meio
básico, ou para reduzir sua acidez.
Capítulo 30 • Hidrólise salina
389

2 Decida se a solução aquosa dos seguintes sais será
ácida, básica ou neutra.
a) K 2 S f) Fe(NO 3 ) 2
b) (NH 4 ) 2 SO 4 g) A, 2 (SO 4 ) 3
c) K 2 SO 4 h) KCN
d) Ca(NO 3 ) 2 i) CH 3 COONa
e) (NH 4 ) 2 S j) CH 3 COONH 4
Dados:
K a (H 2 S) 5 1,3 ? 10 27 K a (CH 3 COOH) 5 1,8 ? 10 25
3 (UFC-CE) Considere três soluções aquosas, A, B e
C, todas a 25 °C. Medidas de pH destas soluções
mostraram os seguintes resultados:
Solução
pH
6 (Unifesp) No passado, alguns refrigerantes a base de
soda continham citrato de lítio e os seus fabricantes
anunciavam que o lítio proporcionava efeitos
benéficos, como energia, entusiasmo e aparência
saudável. A partir da década de 1950, o lítio foi
retirado da composição daqueles refrigerantes
devido à descoberta de sua ação antipsicótica.
Atualmente, o lítio é administrado oralmente, na
forma de carbonato de lítio, na terapia de pacientes
depressivos. A fórmula química do carbonato de
lítio e as características ácido-base de suas soluções
aquosas são, respectivamente:
a) Li 2 CO 3 e ácidas.
b) Li 2 CO 3 e básicas.
c) Li 2 CO 4 e neutras.
d) LiCO 4 e ácidas.
e) LiCO 3 e básicas.
K b (NH 4 OH) 5 1,8 ? 10 25 8 (UFSM-RS) O bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) é
A . 7,0
B 7,0
C , 7,0
Considerando as espécies NaC,, NH 4 C,, NaF,
CH 3 COONa, NaCN, NaNO 3 e Li 2 SO 4 , é correto afirmar
que as soluções A, B e C são respectivamente:
a) NaC,, NaF e NaCN
b) NaCN, NaNO 3 e NH 4 C,
c) NaNO 3 , CH 3 COONa e NaC,
d) Li 2 SO 4 , NH 4 C, e NaNO 3
e) NaF, NaCN e CH 3 COONa
4 (UFRGS-RS) Uma solução de cor violeta obtida
pela fervura das folhas de repolho roxo pode ser
utilizada como um indicador ácido-base. Em soluções
com pH menor que 6, esse indicador adquire
coloração vermelha; em soluções com pH maior
que 9, ele adquire coloração verde.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente
as cores que as soluções aquosas de NH 4 C,, Na 2 CO 3
e CaSO 4 adquirem na presença desse indicador.
ExErcício rEsolvido
7 O bicarbonato de sódio é um produto de larga
utilização doméstica e laboratorial. A fórmula
desse composto e o caráter de sua solução aquosa
são, respectivamente:
a) Na 2 CO 3 — neutra.
b) NaHCO 3 — ácida.
c) NaHCO 3 — básica.
d) Na(CO 3 ) 2 — neutra.
e) Na(CO 3 ) 2 — ácida.
Resolução
Cátion sódio: Na 1 ​ (Na 1 ) 1 (HCO 3 2 ) 1
Ânion bicarbonato: HCO 3 2 ​ NaHCO 3
O NaHCO 3 é derivado de:
• uma base forte (NaOH, hidróxido de sódio)
• um ácido fraco (H2CO 3 , ácido carbônico)
Então, a solução aquosa de NaHCO 3 é básica.
Alternativa c.
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NH 4 C, Na 2 CO 3 CaSO 4
Unidade I • Equilíbrios iônicos
a) vermelho verde violeta
b) violeta verde vermelho
c) verde vermelho violeta
d) violeta vermelho verde
e) vermelho violeta verde
5 (Ufersa-RN) Uma substância que quando dissolvida
em água produz solução alcalina é o:
a) cianeto de sódio.
b) cloreto de amônio.
c) ácido nítrico.
d) cloreto de sódio.
um sal frequentemente usado para combater
problemas de acidez, tais como azia e aftas. Essa
propriedade deve-se a uma reação estomacal em
que há:
a) diminuição do pH, uma vez que esse sal possui
caráter ácido.
b) aumento do pH, uma vez que esse sal possui
caráter alcalino.
c) aumento do pH, uma vez que esse sal possui
caráter ácido.
d) aumento do pOH, uma vez que esse sal possui
caráter alcalino.
e) diminuição do pOH, uma vez que esse sal possui
caráter ácido.
390
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Exercícios adicionais

Seção 30.2
O conceito de hidrólise salina
❱❱ Objetivos
C CEquacionar a hidrólise
de um cátion ou
de um ânion.
C CJustificar, por meio da
hidrólise, por que uma
solução aquosa de sal é
ácida ou básica.
❱❱ Termos e conceitos
• hidrólise salina
Estudamos anteriormente uma regra prática para prever se a solução
aquosa de um sal é ácida, básica ou neutra. Vamos, agora, explicar a razão
do aparecimento de H 1 , quando a solução salina é ácida, ou de OH 2 , quando
é básica.
Voltemos aos exemplos:
Caso A : NaCN é um sal de ácido fraco e de base forte.
Caso B : NH 4 C, é um sal de ácido forte e de base fraca.
Caso C : NaC, é um sal de ácido forte e de base forte.
Caso D : NH 4 CN é um sal de ácido fraco e de base fraca (K b . K a ).
A
NaCN (aq)
B
NH 4 C (aq)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
NaCN (aq)
Na (aq)
Não sofre
hidrólise
CN (aq)
Sofre
hidrólise
C
Solução
básica
NaC (aq)
Solução
neutra
D
Solução
ácida
NH 4 CN (aq)
Solução
básica
Caso A : NaCN é um sal de ácido fraco e de base forte. Quando se dissolve
em água, sofre dissociação iônica e, graças a isso, a solução aquosa
conterá íons Na 1 (aq) e íons CN 2 (aq). Evidências indicam que os íons cianeto
reagem com a água e, nesse processo, recebem um íon H 1 dela proveniente,
originando HCN (aq), um ácido fraco.
O processo, que pode ser equacionado como segue, é denominado
hidrólise do íon cianeto:
Meio básico
CN 2 (aq) 1 HOH (,) F HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
(OH 2 )
Essa equação representa a hidrólise do íon CN 2 .
O processo produz íons hidroxila, OH 2 , aumentando a concentração desse
íon na solução (comparada à água pura). O meio adquire caráter básico.
Os íons Na 1 permanecem em solução sem reagir com a água
NH 4 C (aq)
NH 4 (aq)
Sofre
hidrólise
C (aq)
Não sofre
hidrólise
Caso B : NH 4 C, é um sal de ácido forte e de base fraca. Graças à dissociação
iônica, sua solução aquosa contém íons NH 1 4 (aq) e íons C, 2 (aq).
Os íons amônio reagem com a água, num processo que é denominado
hidrólise do íon amônio*:
Meio ácido
NH 1 4 (aq) 1 HOH (,) F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
(H 1 )
Essa equação representa a hidrólise do íon NH 1 4 .
Esse processo, que produz íons H 1 , provoca aumento da concentração
desses íons na solução (comparada à água pura) e, por isso, o meio se torna
ácido. Os íons C, 2 permanecem em solução, sem reagir com a água.
Capítulo 30 • Hidrólise salina
Equacionado, com mais rigor científico, da seguinte maneira:
* NH
1
4 (aq) 1 H 2 O (,) F NH 3 (aq) 1 H 3 O 1 (aq).
391

Após esses dois exemplos podemos dizer que:
Hidrólise salina é o nome do processo em que o cátion e/ou ânion
proveniente(s) de um sal reage(m) com a água.
Apenas cátions de base fraca e ânions de ácido fraco sofrem
hidrólise apreciável.
Por que íons de ácidos e bases fortes não sofrem hidrólise?
Se os íons Na 1 (de base forte) e C 2 (de ácido forte) sofressem
hidrólise, as equações seriam:
Na 1 (aq) 1 HOH () F NaOH (aq) 1 H 1 (aq)
Base forte
C 2 (aq) 1 HOH () F HC (aq) 1 OH 2 (aq)
Ácido forte
No entanto perceba que esses processos não possuem propensão
nenhuma para acontecer, pois a base, NaOH, sendo forte (a 5 100%),
possui alta tendência para reagir com o H 1 revertendo a reação.
O mesmo ocorre com o HC, ácido forte (a 5 100%), que reage com o
OH 2 também favorecendo a reação inversa.
Na 1 (aq) 1 HOH () NaOH (aq) 1 H 1 (aq)
C 2 (aq) 1 HOH () HC (aq) 1 OH 2 (aq)
Caso C : NaC é um sal de ácido forte e de base forte. Não há hidrólise
do cátion nem do ânion. E o meio permanece neutro.
Caso D : NH 4 CN é um sal de ácido fraco e de base fraca. Ocorre a hidrólise
do cátion (como em B ) e do ânion (como em A ). O ácido e a base
formados nas reações de hidrólise são fracos e, nesse caso, decidimos o
caráter do meio (ácido, básico ou neutro) comparando K a e K b , como já foi
discutido. Consultando o valor de K a do HCN (4,9 ? 10 210 ) e o de K b do NH 4 OH
(1,8 ? 10 25 ), verificamos que K b . K a , o que significa que a base formada é
menos fraca que o ácido. Assim, a solução aquosa do sal será básica. (Caso
acontecesse o contrário, K a . K b , a solução seria ácida.)
NaC (aq)
Na (aq)
C (aq)
Não sofrem hidrólise
NH 4 CN (aq)
NH 4 (aq)
CN (aq)
Sofrem hidrólise
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
Vai uma dica aí?
Em uma equação química que envolva íons, a carga elétrica total de ambos os membros
é igual (conservação da carga elétrica).
Assim, a hidrólise de ânion (negativo) produz OH :
CN 2 (aq) 1 H 2 O () F HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
Carga
21
Carga
zero
Carga
zero
Carga
21
E a hidrólise de cátion (positivo) produz H :
NH 1 4 (aq) 1 H 2 O () F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
Carga
11
Carga
zero
Carga
zero
Carga
11
392

Uma solução de A,(NO 3 ) 3 é ácida como decorrência da
hidrólise do cátion. (A cor amarela da solução se deve ao
indicador verde de bromocresol acrescentado.)
Uma solução de Na 2 CO 3 (composto conhecido
usualmente como soda ou barrilha) é alcalina
devido à hidrólise do ânion.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Bicarbonato de sódio no lar
Bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) é um produto de larga aplicação
doméstica em virtude de a sua solução ser levemente básica (hidrólise
do ânion):
HCO 2 3 1 HOH F H 2 CO 3 1 OH 2
H 2 O 1 CO 2
Decomposição do ácido carbônico
Algumas de suas aplicações:
• Para combater azia (antiácido).
• Na culinária, para diminuir a acidez de certos molhos.
• Em desodorantes, para neutralizar ácidos que causam o cheiro de suor.
• Em cremes dentais, para remover impurezas ácidas dos dentes.
• Na limpeza interna de geladeiras, para remover restos de alimentos,
em geral ácidos.
• Adicionado à água permite cozinhar vegetais verdes sem que descorem.
(A cor verde se deve à clorofila, que é degradada por íons H 1 do meio
aquoso.)
• Para neutralizar a acidez bucal (em bochechos e gargarejos), ajudando
na cicatrização de aftas.
O bicarbonato de sódio possui
muitas utilidades domésticas.
O NaHCO 3 pode ser usado em
cremes dentais.
Ao cozinhar espinafre com uma pitada de NaHCO 3 na água, ele mantém a
cor verde (esquerda). Ao cozinhar na água sem NaHCO 3 , parte da clorofila
é destruída e o espinafre perde sua cor.
Capítulo 30 • Hidrólise salina
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Texto: Corrigindo a acidez do solo
393

EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
9 Bicarbonato de sódio é um produto de larga aplicação
doméstica. Várias de suas aplicações se relacionam
ao fato de sua solução aquosa ser básica.
Explique, com auxílio de uma equação química,
por que esse sal produz solução alcalina.
Resolução
O NaHCO 3 é sal de base forte (NaOH) e ácido fraco
(H 2 CO 3 ). Portanto, o ânion HCO 3 sofre hidrólise:
HCO 3 (aq) H 2 O () F H 2 CO 3 (aq) OH (aq)
III. A solução C tem caráter neutro, logo o seu pH
é, aproximadamente, igual a 7.
IV. Todas as soluções citadas acima têm caráter
neutro.
Escolha a alternativa CORRETA:
a) Todas as afirmativas são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa I é verdadeira.
c) Somente a afirmativa IV é verdadeira.
d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
Na 2 CO 3
H 2 O
Decomposição
H 2 O () CO 2 (g)
10 O cloreto de amônio é um sal empregado, sob
orientação médica, para promover a acidificação
do tubo digestório.
a) Dê a fórmula do cloreto de amônio.
b) Como se explica que esse sal produza solução
ácida?
Resolução
a) Cátion amônio: NH 4 (NH 1 4) 1 (C 2 ) 1
Ânion cloreto: C NH 4 C
b) O NH 4 C é sal de base fraca (NH 4 OH) e ácido
forte (HC). O cátion sofre hidrólise:
NH 4 (aq) H 2 O () F NH 4 OH (aq) H (aq)
Essa reação também pode ser equacionada
assim:
NH 4 (aq) H 2 O () F NH 3 (aq) H 3 O (aq)
11 (UEG-GO) Denomina-se hidrólise de sal, ou íon, a
reação que ocorre entre a água e pelo menos um
dos íons formados na dissociação do sal.
Sais normais ou neutros são os que não apresentam
H nem OH em sua estrutura. Sais ácidos são
os que possuem um ou mais hidrogênio ionizáveis
em sua estrutura, e sais básicos são os que possuem
uma ou mais hidroxilas em sua estrutura.
Fe(NO 3 ) 3
H 2 O
NH 4 C
H 2 O
Solução A Solução B Solução C
Com relação à figura acima, considere as afirmativas
abaixo:
I. A solução A tem caráter básico porque o seu
pH é maior que 7.
II. A solução B tem caráter ácido; portanto, apresenta
um pH menor que 7.
12 (Mackenzie-SP) Na dissolução de bicarbonato de
sódio em água, ocorre a hidrólise apenas do ânion,
resultando numa solução com:
a) pH 7, pois NaHCO 3 é um sal de ácido e base
fortes.
b) pH 7, pois o NaHCO 3 é um sal de ácido forte e
base fraca.
c) pH 7, pois o NaHCO 3 é um sal de ácido fraco
e base forte.
d) pH 7, pois o NaHCO 3 é um sal de ácido e base
fracos.
e) pH 7, pois o NaHCO 3 é um sal de base fraca e
ácido forte.
13 (UFPB) Os solos brasileiros, em sua maioria, são
ácidos, dificultando a cultura de várias espécies de
plantas, e são caracterizados por baixas concentrações
de íons Ca 2 e Mg 2 e por valores elevados do
cátion A 3 . Esse problema é corrigido mediante o
processo conhecido como calagem, que consiste na
incorporação ao solo de substâncias que se hidrolisam
e corrigem a acidez.
Com base nessas informações, é correto afirmar
que o sal apropriado para a redução da acidez do
solo é:
a) NH 4 C c) CaC 2 e) A(NO 3 ) 3
b) CaCO 3 d) MgSO 4
14 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou falsa.
O acetato de sódio, quando dissolvido em água
destilada, produz uma solução alcalina, pois o íon
sódio, ao reagir com água, origina o hidróxido de
sódio e o gás de hidrogênio.
15 (EEM-SP-modificada) Ao fazer a medida do pH da
água de um aquário marinho, um estudante obteve
o valor de 7,9. Para atingir o valor do pH ideal,
que é 8,1, ele deve adicionar, no aquário, um ou
mais dentre os seguintes reagentes: HC, NaHCO 3 ,
H 2 O 2 e CO 2 .
a) Qual deverá ser a escolha do estudante?
b) Equacione a reação envolvida.
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Exercícios adicionais
394

Seção 30.3
❱❱ Objetivos
C CEscrever a expressão
matemática da
constante de hidrólise.
C Calcular a constante
de hidrólise a partir de
K W e de K a ou K b .
C CExplicar por que a
hidrólise de um íon é
tanto mais pronunciada
quanto mais fraco
for o ácido ou a base
correspondente.
Constante de hidrólise
O grau de equílibrio para a hidrólise é chamado de grau de hidrólise:
a 5
quantidade em mols que sofreu hidrólise
________________________________________
quantidade em mols inicial
A constante de equilíbrio para as reações de hidrólise é chamada de
constante de hidrólise (simbolizada por K h ). Por exemplo:
CN 2 ​(aq) 1 HOH (,) F HCN (aq) 1 OH 2 ​(aq) K h 5
_____________
[HCN] ? [OH2 ]
[CN 2 ]
NH 1 4 (aq) 1 HOH (,) F NH 4 OH (aq) 1 H 1 ​(aq) K h 5
______________
[NH 4OH] ? [H 1 ]
[NH 1 4 ]
Perceba que a água não entra na expressão matemática da constante
de hidrólise porque é o solvente (seção 29.1).
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❱❱ Termos e conceitos
• constante de
hidrólise (K h )
• grau de hidrólise ( a)
Vamos agora deduzir uma fórmula útil para cálculo de K h . Considere o
produto iônico da água e a constante de ionização K a para o HCN:
H 2 O (,) F H 1​ (aq) 1 OH 2 ​(aq) K W 5 [H 1 ] ? [OH 2 ]
HCN (aq) F H 1 ​(aq) 1 CN 2 ​(aq) K a 5 [H1 ] ? [CN 2 ]
___________
[HCN]
Dividindo membro a membro as expressões de K W e K a , temos:
___ K W
5​
____________
[H1 ] ? [OH 2 ]
K a ___________
[H 1 ] ? [CN 2 ]
[HCN]
​5
_____________
[HCN] ? [OH2 ]
[CN 2 ]
Expressão da constante de
hidrólise do íon CN 2
Analogamente, começando com K W e K b para NH 4 OH:
H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) K W 5 [H 1 ] ? [OH 2 ]
NH 4 OH (aq) F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq) K b 5 [NH1 4] ? [OH 2 ]
____________
[NH 4 OH]
V
K h 5 K ___ W
K a
___ K W
5​
K b
_____________
[H 1 ] ? [OH 2 ]
_____________
[NH 1 4] ? [OH 2 ]
[NH 4 OH]
​5
______________
[NH 4OH] ? [H 1 ]
[NH 1 4 ]
V
K h 5 K W ___
K b
Expressão da constante de
hidrólise do íon NH 1 4
Uma importante aplicação dessas fórmulas
Essas fórmulas ajudam a explicar quantitativa mente por que só íon
de ácido fraco ou base fraca sofre hidrólise. Quanto mais fraco for
o ácido, menor será o valor de K a . Pela fórmula, quanto menor for K a ,
maior será K h , e, portanto, mais intensa será a hidrólise do seu ânion.
Raciocínio semelhante se aplica no caso de uma base fraca.
$K h 5
____ K W
^K a
$K h 5
____ K W
^K b
Quanto mais fraco o ácido ou a base, maior é o valor da constante
de hidrólise (K h ), do ânion ou do cátion correspondente.
Capítulo 30 • Hidrólise salina
395

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade I • Equilíbrios iônicos
ExErcício rEsolvido
16 (UFS-SE) Dentre as soluções aquosas 0,1 M de KF,
KBrO, KCN, KCNO e KC,O 4 a que tem maior pH é:
Dados: Constante de ionização, K a , de ácidos a 25 °C
HF 6,7 ? 10 24
HCNO 3,5 ? 10 24
HC,O 3,5 ? 10 28
HBrO 2,0 ? 10 29
HCN 4,0 ? 10 210
17 (Unifor-CE) O ácido mais forte da série é:
a) HNO 2 c) H 3 CCOOH e) HBrO
b) HCOOH d) HC,O
18 (Unifor-CE) Qual dos sais apresenta maior constante
de hidrólise, K h , a 25 °C?
a) Acetato de sódio.
b) Formiato de sódio.
c) Hipobromito de sódio.
d) Hipoclorito de sódio.
e) Nitrito de sódio.
19 (UEL-PR) Considere a tabela de constantes de ionização
(K a ) abaixo e responda:
Ácido K a (25 °C)
a) KF. c) KCN.
b) KBrO. d) KCNO.
e) KC,O 4 .
fluorídrico (HF) 6,5 ? 10 24
Resolução
nitroso (HNO 2 ) 4,5 ? 10 24
O sal KC,O 4 (de base forte, KOH, e ácido forte,
HC,O 4 ) não sofre hidrólise, e sua solução será
neutra. Os demais sais apresentarão hidrólise do
ânion e, como consequência, suas soluções serão
básicas (pH . 7).
benzoico (C 6 H 5 ——COOH)
acético (CH 3 ——COOH)
propiônico (C 2 H 5 ——COOH)
6,5 ? 10 25
1,8 ? 10 25
1,4 ? 10 25
F 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HF (aq) 1 OH 2 (aq)
hipocloroso (HOC,) 3,1 ? 10 28
BrO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HBrO (aq) 1 OH 2 (aq)
cianídrico (HCN) 4,9 ? 10 210
CN 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
CNO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HCNO (aq) 1 OH 2 (aq)
Dados os sais de sódio:
I. nitrito.
Terá maior pH a solução que for mais básica, ou
seja, aquela cujo ânion do sal sofrer hidrólise mais
II. hipoclorito.
pronunciada.
Uma vez que a hidrólise é tanto mais intensa
quanto mais fraco for o ácido que dá origem ao
III. benzoato.
IV. acetato.
V. fluoreto.
ânion, concluímos que apresentará maior pH a
qual apresenta maior constante de hidrólise (K h )?
solução do sal KCN. Ele é derivado do HCN, o ácido
a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.
mais fraco dentre os listados na questão (apresenta
menor K a ).
$K h 5 ____ K 20 (ITA-SP) Com relação aos ácidos e constantes de
W
dissociação incluídos na tabela a seguir:
K a^
Alternativa c.
Ácido
K a
(Unifor-CE) As questões 17 e 18 estão relacionadas
com a tabela de constante de ionização de cinco
monoácidos e seus sais de sódio.
Acético
Cianídrico
1,85 ? 10 25
4,8 ? 10 210
Fluorídrico 6,8 ? 10 24
Ácido
K a (25 °C)
Fórmico 1,8 ? 10 24
Nitroso — HNO 2 4,5 ? 10 24
Assinale qual das afirmações é falsa:
Fórmico — HCOOH 1,8 ? 10 24
a) O ácido fluorídrico é o mais forte dos quatro.
b) O ácido cianídrico é o mais fraco dos quatro.
Acético — H 3 CCOOH 1,8 ? 10 25
c) Para soluções 1 mol/L desses ácidos, o pH cresce
Hipocloroso — HC,O 3,5 ? 10 28
na seguinte ordem:
fluorídrico ∫ fórmico ∫ acético ∫ cianídrico.
d) Dentre os sais de sódio de cada um desses ácidos,
o fluoreto de sódio é o que fornece solução
aquosa de maior pH.
e) Deve-se esperar a formação de ácido acético
quando da reação de ácido fórmico com acetato
de sódio.
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Exercícios adicionais

Seção 30.4
Cálculo do pH de solução de sal
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❱❱ Objetivo
C C
Calcular o pH de uma
solução salina.
NH 4
C (aq)
M
CH 3 COONa (aq)
M
Considerando o exemplo de solução apresentada ao lado temos a
hidrólise do cátion:
NH 1 4 (aq) 1 H 2 O (,) F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
K h 5
______________
[NH 4OH] ? [H 1 ]
[NH 1 4]
Do ponto de vista matemático, esse processo é similar ao de um monoácido
fraco se ionizando em água, e podemos, portanto, tirar conclusões
semelhantes às apresentadas no capítulo 28.
Para calcular o pH, precisamos determinar [H 1 ], o que pode ser feito
por meio de [H 1 ] 5 a ? M ou [H 1 ] 5 d XXXXXX K h ? M , em que, nesse caso, a é o grau
de hidrólise, K h é a constante de hidrólise e M é a concentração em
mol/L de NH 1 4.
Para a hidrólise do cátion NH 1 4
K h 5 K ___ W
K
K h 5 a 2 ? M [H 1 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K h ? M ​
b
Note a semelhança matemática com o caso de
monoácido fraco.
Nessas expressões:
a 5 grau de hidrólise do cátion;
M 5 concentração em mol/L do cátion;
K h 5 constante de hidrólise do cátion;
K W 5 produto iônico da água (10 214 , a 25 °C);
K b 5 constante da base correspondente (NH 4 OH).
Para o CH 3 COONa (aq), temos:
CH 3 COO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F CH 3 COOH (aq) 1 OH 2 (aq)
K h 5
__________________
[CH 3COOH] ? [OH 2 ]
[CH 3 COO 2 ]
Esse processo, no que diz respeito ao formalismo matemático, se assemelha
ao caso de uma monobase fraca e podemos utilizar conclusões
apresentadas no capítulo 28.
Antes de calcular o pH devemos calcular o pOH, o que necessita da [OH 2 ].
E, para determinar [OH 2 ], podemos empregar as expressões [OH 2 ] 5 a ? M
ou [OH 2 ] 5 d XXXXXX K h ? M , em que, nesse caso, a é o grau de hidrólise, K h é a
constante de hidrólise e M é a concentração em mol/L de CH 3 COO 2 .
Para a hidrólise do ânion CH 3 COO 2 (ou C,O 2 , CN 2 , HCO 2 3)
K h 5 K ___ W
K
K h 5 a 2 ? M [OH 2 ] 5 a ? M 5 d XXXXXX K h ? M ​
a
Note a semelhança matemática com o caso
de monobase fraca.
Nessas expressões:
a 5 grau de hidrólise do ânion;
M 5 concentração em mol/L do ânion;
K h 5 constante de hidrólise do ânion;
K W 5 produto iônico da água (10 214 , a 25 °C);
K a 5 constante do ácido correspondente.
Capítulo 30 • Hidrólise salina
397

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErcícios rEsolvidos
21 Considerando que o valor de K b do NH 4 OH seja
2 ? 10 25 , calcule o pH de uma solução 0,2 mol/L
de NH 4 C,.
Resolução
Na solução desse sal há hidrólise do cátion amônio:
NH 4 1 (aq) 1 H 2 O (,) F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
K h 5 K ___ W
5
K b
10 214
_______ 5
1__
25
2 ? 10 2 ? 1029
[H 1 ] 5 d XXXXXXX K h ? M 5 d XXXXXXXXXXXXXXXXX
1__
2 ? 1029 ? 2 ? 10 21
[H 1 ] 5 d XXXXX 10 210 5 10 25 mol/L
pH 5 5
22 Em uma solução 0,2 mol/L de NaCN, o ânion está
1% hidrolisado. Qual o pH da solução?
(log 2 5​0,3.)
Resolução
Essa solução é básica devido à hidrólise do cianeto:
CN 2 (aq) 1 H 2 O (,) F HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
O enunciado fornece M 5 0,2 mol/L (concentração
de CN 2 ) e a 5 1% (grau de hidrólise):
[OH 2 ] 5 a ? M 5 ____ 1
100 ? 2 ? 1021 5 2 ? 10 23 mol/L
Como log 2 5 0,3, então 10 0,3 5 2.
Substituindo em [OH 2 ]:
[OH 2 ] 5 10 0,3 ? 10 23 5 10 22,7 mol/L
Então pOH 5 2,7
e, como pH 1 pOH 5 14, chegamos a pH 5 11,3
23 (FMTM-MG) Uma solução aquosa de NH 4 C, a
0,1 mol/L, cujo sal está 100% dissociado, apresenta
pH igual a:
(Dados: pH 5 2log [H 1 ]; K W 5 10 214 ; K b 5 10 25 ;
K h 5 ___ K W
.)
K b
a) 9. c) 5. e) 2.
b) 7. d) 4.
Comentário dos autores:
Dizer que o “sal está 100% dissociado” significa que a
concentração de íons NH 4 1 é 0,1 mol/L, pois os íons se
separaram completamente (dissociação iônica). Não
confunda essa informação com grau de hidrólise.
24 Em uma solução 0,2 mol/L de CH 3 COONa (acetato
de sódio) determine:
(Considere K a (CH 3 COOH) 5 2 ? 10 25 .)
a) a constante de hidrólise (K h ) do CH 3 COO 2 ;
b) a [OH 2 ];
c) o pH.
25 (UFF-RJ) A uma dada temperatura, os valores aproximados
da constante de ionização do ácido fórmico
(HCOOH — monoácido) e da constante do produto
iônico da água são, respectivamente, 1,0 3 10 24 e
1,0 3 10 214 .
Nessas condições, tem-se 0,68 g de formiato de
sódio dissolvido em quantidade suficiente de água
para completar 1 L de solução. Para essa solução:
a) calcule o valor do pH;
b) classifique-a em ácida, básica ou neutra, justificando
sua resposta.
Comentário dos autores:
Como o ácido fórmico é monoácido, a fórmula do
formiato de sódio é HCOONa. Para calcular a massa
molar, consulte a tabela periódica.
26 (PUC-MG) Dados os compostos: NaCN, KC,, NH 4 C,,
KOH e H 2 SO 4 :
a) Coloque esses compostos em ordem crescente
de acidez.
b) Calcule a constante de hidrólise (K h ) do cianeto
de sódio (NaCN), sabendo-se que, em solução
0,2 mol/L, esse sal está 0,50% hidrolisado.
c) Qual o pH dessa solução de cianeto de sódio?
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Unidade I • Equilíbrios iônicos
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Exercícios adicionais
398

UNIDADE I
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Capítulo
31
O conceito de solução-tampão é
importante para procedimentos de
laboratório e para compreender o
pH de fluidos biológicos.
31.1 O conceito de solução-tampão
Uma solução que resista a variações
de pH, quando nela se adiciona
pequena quantidade de ácido ou base, é
denominada solução-tampão.
31.2 Como funciona uma solução-
-tampão
Uma solução-tampão contém um ácido
fraco e seu ânion ou uma base fraca e
seu cátion.
31.3 O pH de uma solução-tampão
O pH de uma solução-tampão pode
ser calculado a partir da expressão
matemática de K a ou de K b .
Solução-tampão
Várias reações químicas que ocorrem em nosso
organismo requerem condições específicas de
pH. A presença de certos equilíbrios químicos no
sangue e em outros fluidos biológicos evita variações
drásticas de pH.

Seção 31.1
❱❱ Objetivo
C Conceituar
solução-tampão.
❱❱ Termos e conceitos
• solução-tampão
(ou solução
tamponada)
O conceito de solução-tampão
Considere os relatos de fatos experimentais A e B , em que uma pequena
quantidade de ácido ou base é adicionada à água pura:
A
Água pura
pH 7
Adicionando 0,01 mol
de HC
1 L
Solução
final
pH 2
O pH abaixou
5 unidades
B
Água pura
Adicionando 0,01 mol
de NaOH
Solução
final
O pH aumentou
5 unidades
pH 7
1 L
1 L
Adicionando 0,01 mol
de HC
pH 12
Como você pode perceber, ocorre uma brusca variação do pH do meio
(5 unidades).
Considere agora uma solução formada por 0,1 mol de ácido acético
(CH 3 COOH) e 0,1 mol de acetato de sódio (CH 3 COONa) em água suficiente
para 1 L de solução. Observe nos relatos C e D o que acontece quando
adicionamos as mesmas quantidades de ácido ou base a essa solução.
C
0,1 mol
CH 3 COOH
0,1 mol
CH 3 COONa
pH 4,74
Solução
final
pH 4,65
O pH abaixou
apenas
0,09 unidade!!!
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
D
Unidade I • Equilíbrios iônicos
0,1 mol
CH 3 COOH
0,1 mol
CH 3 COONa
pH 4,74
1 L
Adicionando 0,01 mol
de NaOH
Solução
final
pH 4,83
O pH aumentou
apenas
0,09 unidade!!!
Nessas duas situações, como vemos, a variação de pH é muito pequena
(apenas 0,09).
A solução contendo CH 3 COOH/CH 3 COONa, envolvida nas situações C e
D , é chamada de solução-tampão.
Solução-tampão ou solução tamponada é aquela que resiste
bem a variações de pH quando nela introduzimos uma pequena
quantidade de ácido ou de base.
400

Seção 31.2
❱❱ Objetivo
C CExplicar como atua
uma solução-tampão.
❱❱ Termos e conceitos
• pKa
• pKb
• pKW
Como funciona uma
solução-tampão
A solução-tampão que demos como exemplo (CH 3 COOH/CH 3 COONa)
impede variações bruscas de pH em virtude de possuir um ácido fraco
(CH 3 COOH) e seu sal correspondente (CH 3 COONa). Quando adicionamos um
ácido a essa solução, o H 1 reage com os íons CH 3 COO 2 , formando CH 3 COOH.
Quando adicionamos uma base, o OH 2 reage com o CH 3 COOH, removendo
H 1 dele e produzindo CH 3 COO 2 .
Assim, quer se adicione um pouco de ácido ou de base, a solução-
-tampão dá conta de gastar quase todo o H 1 ou OH 2 adicionado, impedindo
bruscas variações de pH.
O OH 2 da base adicionada reage com
o CH 3 COOH formando CH 3 COO 2 .
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CH 3 COOH CH 3 COO 2
O H 1 do ácido adicionado reage com
o CH 3 COO 2 formando CH 3 COOH.
As soluções-tampão existem em muitos líquidos presentes nos seres
vivos. Em laboratório, são úteis sempre que se necessita de um meio com
pH aproximadamente constante. Elas podem ser prepara das dissolvendo-
-se em água:
• Um ácido fraco e um sal dele derivado.
Exemplo: CH 3 COOH/CH 3 COONa.
• Uma base fraca e um sal dela derivado.
Exemplo: NH 4 OH/NH 4 C,, ou seja, NH 3 /NH 4 C,.
De fato, o que atua na solução-tampão é:
• O ácido fraco e seu ânion.
Exemplos: CH 3 COOH/CH 3 COO 2 ; H 2 CO 3 /HCO 2 3; HCN/CN 2 .
• A base fraca e seu cátion.
Exemplo: NH 4 OH/NH 1 4, ou seja, NH 3 /NH 1 4.
Sobre o símbolo p
Da mesma maneira como pH significa 2log [H 1 ] e pOH significa
2log [OH 2 ], encontra mos outras grandezas em Química que utilizam
o símbolo p para indicar 2log:
pK a 5 2log K a (para ácidos)
pK b 5 2log K b (para bases)
pK W 5 2log K W (para a água)
Capítulo 31 • Solução-tampão
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Textos: Curva de titulação
401

Seção 31.3
❱❱ Objetivos
C Calcular o pH de uma
solução-tampão.
C CDeterminar a relação
[ânion]/[ácido] ou
[cátion]/[base] para
obter um tampão com o
pH desejado.
O pH de uma solução-tampão
Existem expressões matemáticas para o cálculo do pH de uma solução-
-tampão. São as equações de Henderson-Hasselbach.
Para um tampão de ácido fraco e seu ânion:
pH 5 pK a 1 log
_______
@ [ânion]
[ácido] #
em que: pK a 5 2log K a
E, para um tampão de base fraca e seu cátion:
Tampão ácido fraco/ânion do ácido
Sugestão
Em vez de memorizar
essas fórmulas, você
pode resolver um problema
de solução-tampão
usando a expressão
matemática de K a
(tampão de ácido fraco
e seu ânion) ou de K b
(tampão de base fraca e
seu cátion), conforme os
exercícios resolvidos a
seguir.
pH 5 pK W 2 pK b 2log
________
@ [cátion]
[base] #
em que: pK W 5 2log K W e pK b 5 2log K b
Tampão base fraca/cátion da base
Soluções-tampão no nosso organismo
O plasma sanguíneo é um exemplo
de solução-tampão. Na foto, vemos
o sangue humano passando por
estreitos vasos sanguíneos.
Dentro das células do nosso organismo
ocorre, a todo instante, um número
incontável de reações químicas. A grande
maioria dessas reações requer um pH
adequado para acontecer.
Para impedir variações bruscas de
pH, o organismo conta com os líquidos
nele existentes, que são, geralmente,
soluções-tampão. O sangue (na verdade,
o plasma sanguíneo, ou seja, a parte
aquosa do sangue) é o principal exemplo,
em que pelo menos dois tampões
operam: H 2 CO 3 /HCO 2 3 e H 2 PO 2 4/HPO 2 42 .
Soluções-tampão e farmacologia
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Unidade I • Equilíbrios iônicos
Um inconveniente que acompanha o uso de alguns medicamentos
consumidos por via oral é que eles, às vezes, acarretam problemas relacionados
com a acidez estomacal.
Uma das maneiras encontradas para minimizar esses efeitos colaterais
é in corporar à fórmula uma mistura de substâncias que, ao se dissolver na
água do estômago, forma uma solução-tampão, diminuindo um pouco a
acidez do suco gástrico.
Esse é o princípio de funcionamento dos chamados medicamentos
tamponados.
AtENçÃo
O consumo de medicamentos sem orientação médica, a
automedicação, é uma atitude perigosíssima à saúde.
JAMAIS SE AUTOMEDIQUE.
402
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Textos: Definição ácido-base de Bronsted-Lowry e Definição ácido-base
de Lewis

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Pela mesma razão, podemos dizer que a contribuição
1 (Unifor-CE) Considere um litro de solução aquosa
0,10 mol/L de ácido acético (CH 3 COOH). Para
c) H 3 PO 4 /NaNO 3
0,50 M com solução CH 3 COONa 0,50 M.
obter-se uma solução-tampão (aquela cujo pH não
da ionização do ácido para a [CH 3 COO 2 ] é
desprezível, ou seja, o CH
se altera pela adição de ácidos ou bases), pode-se
3 COO 2 presente é praticamente
todo derivado do sal adicionado. Assim,
misturar essa solução com um litro de solução
aquosa 0,10 mol/L de:
[CH 3 COO 2 ] 5 0,1 mol/L.
a) ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ).
Temos, portanto:
b) hidróxido de sódio (NaOH).
K a 5 _________________
[H1 ] ? [CH 3 COO 2 ]
c) cloreto de sódio (NaC,).
[CH 3 COOH]
d) amônia (NH 3 ).
e) acetato de sódio (CH 3 COONa).
10 24,74 5 _________ [H1 ] ? 0,1
0,1
2 (UFPA) A adição de uma pequena quantidade de
[H 1 ] 5 10 24,74 mol/L
ácido ou base produzirá uma variação desprezí vel
no pH da solução de:
pH 5 4,74
a) NH 4 C, d) NH 4 C,/NaC,
Observação:
b) NH 4 C,/NaOH e) NH 4 C,/NH 4 OH
Quando um tampão é preparado com concentrações
iguais do ácido e do ânion, o pH é igual ao pK a
c) NH 4 C,/HC,
desse ácido. No caso desse exercício, temos
d 3 (Ufersa-RN) Podemos preparar uma solução-tampão
usando uma mistura de:
pK a 5 2log K a 5 2log (10 24,74 ) 5 4,74
a) NaOH e HC, c) KNO 3 e NaNO
Então: pH 5 pK a 5 4,74
3
b) NaC, e HC, d) NaH 2 PO 4 e Na 2 HPO 4
6 (UFF-RJ) Uma solução-tampão pode ser obtida
4 (Ufes) O pH do sangue humano é mantido dentro
misturando-se soluções de ácido acético e acetato
de um estreito intervalo (7,35 27,45) por dife rentes
de sódio, o que constitui um tampão ácido
sistemas tamponantes. Aponte a única alter nativa
cujo equilíbrio pode ser representado da seguinte
que pode representar um desses sistemas tamponantes.
maneira:
CH 3 COOH 1 H 2 O F H 3 O 1 1 CH 3 COO 2
a) CH 3 COOH/NaC, d) KOH/KC,
b) HC,/NaC, e) H 2 CO 3 /NaHCO 3
Considere que um tampão seja preparado misturando-se
volumes iguais de solução de CH 3 COOH
Sabendo-se que para o ácido em questão
ExERCíCIO RESOLVIDO
K a 5 1,8 3 10 25 e pK a 5 4,74, informe:
a) o pH da solução;
5 Uma solução-tampão contém 0,1 mol/L de
CH 3 COOH e 0,1 mol/L de NaCH 3 COO. Sabendo que
a constante de ionização do ácido acético vale
K a 5 1,8 ? 10 25 , determine o pH dessa solução. (Dado:
log 1,8 5 0,26.)
ResoIução
Uma maneira relativamente simples de resolver
problemas numéricos sobre solução-tampão
consiste em utilizar a expressão da constante de
equilíbrio do ácido fraco (ou da base fraca) em
questão.
Como log 1,8 5 0,26, então 1,8 5 10 0,26 . Assim, a
constante de ionização do ácido acético pode ser
expressa como uma potência de dez
K a 5 1,8 ? 10 25 5 10 0,26 ? 10 25 5 10 24,74
É importante perceber que, sendo o CH 3 COOH um
ácido fraco, seu grau de ionização é muito pequeno
e a [CH 3 COOH] vale 0,1 mol/L. Em outras palavras,
a quantida de ionizada é muito pequena diante de
0,1 mol/L e pratica mente todo o ácido adicionado
à solução está na forma não ionizada.
b) o pH da solução resultante após adição de pequena
quantidade de solução de NaOH 0,010 M;
c) o pH da solução resultante após adição de pequena
quantidade de solução de HC, 0,010 M;
d) a conclusão que pode ser tirada em relação ao
pH de um tampão após adição de pequenas
quantidades de ácido ou base forte.
7 (Unifor-CE) Para calcular o pH de uma solução
aquosa constituída de uma mistura de 0,10 mol/L
de amônia e 0,10 mol/L de cloreto de amônio
utilizam-se os equilíbrios:
H 2 O F OH 2 1 H 1 ..........................K w 5 1,0 3 10 214
NH 3 1 H 2 O F NH 1 4 1 OH 2 ..........K b 5 1,8 3 10 25
Dados:
log 1,8 5 0,26
log 5,5 5 0,74
O valor calculado é igual a:
a) 3,5. c) 7,0. e) 11,0.
b) 5,3. d) 9,3.
Capítulo 31 • Solução-tampão
403

Unidade I • Equilíbrios iônicos
8 (Uespi) Soluções-tampão são soluções que atenuam
variação dos valores de pH (ácido ou básico), mesmo
com adição de pequenas quantidades de ácidos
ou bases. Nosso organismo apresenta uma série de
sistemas tampões. Um dos tampões mais importantes
é o do sangue, que permite a manutenção
das trocas gasosas e das proteínas. Se quisermos
preparar um tampão de pH 5 9,00, quantos mols
de NH 4 CL devem ser adicionados a 2,0 L de solução
de NH 3 0,10 M?
Dado: Constante de dissociação do NH 3 :
K b 5 1,8 3 10 25
a) 0,09 mol. c) 0,36 mol. e) 1,00 mol.
b) 0,18 mol. d) 0,72 mol.
9 (Unifor-CE) Ácido láctico, CH 3 CH(OH)COOH e lactato
de sódio, CH 3 CH(OH)COONa formam, em água, uma
solução-tampão. Tal solução contendo 0,12 mol/L
do ácido e 0,10 mol/L do lactato tem, a 25 °C, pH
bem definido. Para calcular seu valor utilizou-se o
valor da constante de equilíbrio, a 25 °C, de
ácido láctico (aq) F lactato 2 (aq) 1 H 1 (aq)
ou seja, K eq 5 1,4 3 10 24 mol/L.
Considerando-se que a constante de equilíbrio
é muito pequena, ou seja, forma-se quantidade
desprezível de lactato proveniente do ácido, pode-
-se calcular o pH da solução. Seu valor encontra-se
no intervalo:
a) 1 – 3. c) 4 – 5. e) 7 – 9.
b) 3 – 4. d) 5 – 6.
ExERCíCIO RESOLVIDO
10 (Cesgranrio-RJ) Uma solução de um monoácido
fraco, cuja constante de ionização, K a 5 2 ? 10 25 ,
deve ser misturada a uma outra solução de um
sal desse monoácido para preparar uma solução-
-tampão de pH 5 6. A razão entre as concentrações
do ácido e do sal é:
a) 1__
3
b) 1__
5
Resolução
c) 1__
6
d) 1__
2
e)
1 ___
20
Seja um monoácido HA: HA F H 1 1 A 2
K a 5 __________ [H1 ] ? [A 2 ]
[HA]
V
_____ [HA]
[A 2 ] 5 _____ [H1 ]
K a
Substituindo os valores de K a e de​
[H 1 ] 5​10 26 mol/L
_____ [HA]
[A 2 ] 5 _______ 10 26
2 ? 10 V _____ [HA]
25 [A 2 ] 5 ___ 1
20
Alternativa e.
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Exercícios adicionais
11 Um tampão foi preparado com CH 3 COO 2 /CH 3 COOH,
de tal forma que o pH resultante é 3,74. Sabendo
que a constante de ionização do ácido acético vale
K a 5 1,8 ? 10 25 , determine a relação entre as concentrações
[CH 3 COO 2 ] /[CH 3 COOH] nessa solução.
(Dado: log 1,8 5 0,26.)
12 Um tampão H 2 CO 3 /HCO 2 3 foi preparado de tal forma
que a relação [HCO 2 3] /[H 2 CO 3 ] é igual a 2. Sabendo
que a constante de ionização do ácido carbônico
vale K a 5 4 ? 10 27 , determi ne o valor do pH desse
tampão. (Dado: log 2 5 0,3.)
13 (Uespi) O pH da urina varia entre 4,5 e 8,0, e isso
acontece devido à capacidade tamponante dos rins.
Um dos tampões mais importantes nesse processo
é o fosfato.
H 2 PO 2 4 1 H 2 O F HPO 22 4 1 H 3 O 1 pK a 5 6,8
Com base na equação acima, supondo que uma
amostra de urina coletada tenha indicado pH 5​
5 7,8, a relação [HPO 22 4 ]/[H 2 PO 2 4 ] será:
a) 0,01. c) 1,0. e) 100,0.
b) 0,1. d) 10,0.
14 (Vunesp-SP) A 1,0 L de uma solução 0,1 mol ? L 21 de
ácido acético, adicionou-se 0,1 mol de acetato de
sódio sólido, agitando-se até a dissolução total.
Com relação a esse sistema, pode-se afirmar que:
a) o pH da solução resultante aumenta.
b) o pH não se altera.
c) o pH da solução resultante diminui.
d) o íon acetato é uma base de Arrhenius.
e) o ácido acético é um ácido forte.
15 (UEG-GO) No cotidiano de um laboratório, o químico
rotineiramente trabalha manipulando soluções.
O caráter ácido ou básico dessas soluções dependerá
da natureza química dos solutos presentes
em cada uma. Sobre esse assunto e de acordo com
seus conhecimentos adicionais sobre química, é
CORRETO afirmar:
a) O CaO é um composto molecular que, quando
dissolvido em água, leva a uma solução de caráter
básico e condutora de corrente elétrica.
b) Ao considerarmos uma solução 0,1 mol ? L 21 de
KOH, esta apresentará um pH igual a 12.
c) A adição de acetato de sódio a uma solução
diluída de ácido acético provocará o aumento
do grau de ionização do referido ácido.
d) Uma solução contendo uma mistura de ácido
carbônico e bicarbonato de sódio não terá seu
pH alterado pela adição de ácido, dentro de certo
limite.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
404

estabeleça conexões
mapa conceitual da unidade i
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Equilíbrio
químico
Água
contém
sofre
pode
envolver
íons e ser,
então, um
pode sofrer
Deslocamento
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
H
produz
2
nela, a 25 °C
pH pOH 14
no qual
1
cuja constante
de equilíbrio é o
Produto iônico
da água (K W )
Meio ácido
[H ] [OH ]
a 25 °C,
como K W 10 14
Equilíbrio
iônico
ocorre,
em geral,
em
Solução
aquosa
pode ser
Meio neutro
no qual
[H ] [OH ]
pode ser
a 25 °C,
como K W 10 14
3
Efeito de um
íon comum
Solução-tampão
pode
conter
por exemplo, devido ao
pode
conter
Base fraca
e seu cátion
4
no qual
[H ] [OH ]
a 25 °C,
como K W 10 14
[H ] 10 7 mol/L [OH ] [H ] 10 7 mol/L [OH ]
[H ] 10 7 mol/L [OH ]
tem
pH 7
pOH 7
tem
pH 7
pOH 7
tem
pH 7
pOH 7
Ácido
cada um
tem seu
K a
por
exemplo,
solução
de
5
por
exemplo,
solução
de
Sal derivado de
base forte e
ácido forte
que NÃO
sofre
por
exemplo,
solução
de
Sal derivado de
base forte e
ácido fraco
Base
cada uma
tem seu
6
Capítulo 21 • Ácidos e bases
que sofre
7
que sofre
405

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFRJ) Quando um atleta pratica exercícios físicos vigorosos, o oxigênio disponível na corrente
sanguínea é rapidamente consumido, levando seu metabolismo a trabalhar em condições anaeróbicas.
Nessas condições, o processo de geração de energia para a contração de músculos envolve
a quebra de glicose (C 6 H 12 O 6 ), produzindo ácido lático (C 3 H 6 O 3 ) e provocando fadiga muscular.
O gráfico a seguir mostra a variação da concentração de ácido lático no sangue de um atleta
durante uma competição em função do tempo t.
ácido lático (mMol/L)
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0 100 200 300 400
Sugestão de encaminhamento
tempo (s)
a) Calcule a taxa de formação de ácido lático entre o estado de repouso (t 5 0 s) e o instante
t 5 200 s.
b) Como o ácido lático é um ácido fraco, de cada 100 moléculas de ácido lático dissolvidas em
água, apenas quatro sofrem ionização. Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido lático
com concentração igual a 2,5 mMol/L.
1
A indicação mMol (mais comumente grafada como
mmol) é lida como milimol e significa um milésimo de
mol, 10 23 mol.
[OH 2 ] em uma solução alcalina, revisando diferentes
situações em que esse cálculo é feito, tais como
solução de ácido forte, de ácido fraco, de base forte, de
base fraca, de sal com hidrólise do cátion, de sal com
hidrólise do ânion ou solução-tampão.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade I • Equilíbrios iônicos
2
No item a, “taxa de formação” deve ser entendida como
a variação da concentração de ácido lático por unidade
de tempo, ou seja, a rapidez média de formação do
ácido lático. Calcule-a, expressando sua resposta em
mmol/L ? s, isto é, mmol ? L 21 ? s 21 . Nesse item não é
necessária, portanto, conversão de unidades.
3
Revise K a , K b , Lei de Ostwald e pH. Dedique especial
atenção a como calcular [H 1 ] em uma solução ácida e
4
Use a informação da primeira frase do item b para
calcular o grau de ionização do ácido lático. O valor
obtido confirma que esse ácido é fraco?
5
Sabendo que o ácido lático é monoprótico (monoácido),
escolha um método para calcular a [H 1 ]. Esteja atento
à unidade em que foi fornecida a concentração da
solução, pois você precisa obter a [H 1 ] em mol/L. Faça
o cálculo e responda ao item b.
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Atividade de revisão
406

Moderna plus
Unidade I
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Autoionização
2 – OH 2
3 – Ácido fraco e seu ânion
4 – Meio básico (alcalino)
5 – Sal derivado de ácido forte e base fraca
6 – K b
7 – Hidrólise (salina)
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Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
ATENÇÃO
O consumo de medicamentos
sem orientação médica, a
automedicação, é uma atitude
perigosíssima à saúde.
JAMAIS SE AUTOMEDIQUE.
A absorção estomacal do
ácido acetilsalicílico envolve um
deslocamento de equilíbrio.
bartolomeu amengual/age-keystone
A indesejável absorção estomacal
do ácido acetilsalicílico
O ácido acetilsalicílico, vendido com diversos nomes comerciais, é uma
substância de caráter ácido. Sua fórmula molecular é C 9 H 8 O 4 e sua constante
de ionização ácida vale K a 5 3 ? 10 24 .
Em água, sofre o seguinte equilíbrio:
Ácido acetilsalicílico F Ânion 1 H
144424443 123
1
Consegue atravessar
a membrana do
estômago.
Não consegue
atravessar a
membrana do
estômago.
Dentro do estômago a concentração de H 1 é elevada, o que desloca o equilíbrio
para a esquerda, facilitando a absorção do medicamento. Do outro lado
da membrana, a concentração de H 1 é pequena e o equilíbrio é deslocado para
a direita, dificultando a volta para o estômago. Assim, ocorre certa absorção
de medicamento pela parede do estômago. (Na verdade, a ação terapêutica do
ácido acetilsalicílico está ligada principalmente à sua absorção pelo intestino,
por mecanismo que não será comentado aqui. Após a absorção, essa droga é
distribuída pela corrente sanguínea ao organismo, onde irá atuar como analgésico
ou antitérmico.)
A absorção estomacal do ácido acetilsalicílico, que ocorre pelo processo
que acabamos de descrever, pode causar alguns efeitos colaterais indesejáveis,
como irritação gástrica, pequenos sangramentos e até mesmo ulcerações
na parede do estômago no caso de pacientes mais sensíveis e/ou de altas
doses do produto.
Célula do revestimento
do estômago
Membrana
Ácido acetilsalicílico
O OH
C
O
Ânion H
Ácido acetilsalicílico
Estômago
O
C
CH 3
Baixa [H ]
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(estudaremos esse tipo
de fórmula no volume 3
desta obra)
Estômago
Ácido acetilsalicílico H Ânion
Alta [H ]

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Unicamp-SP) A aspirina, medicamento antitérmico,
analgésico e anti-inflamatório é, de certo
modo, um velho conhecido da humanidade, já
que a aplicação de infusão de casca de salgueiro,
que contém salicina — produto com propriedades
semelhantes às da aspirina —, remonta
ao antigo Egito. A aspirina foi sintetizada pela
primeira vez em 1853 e, ao final do século XIX,
começou a ser comecializada.
Quando ingerimos uma substância qualquer,
alimento ou remédio, a sua absorção no organismo
pode se dar através das paredes do
estômago ou do intestino. O pH no intestino
é 8,0 [o que indica que o meio é alcalino] e no
estômago 1,5 [meio ácido], aproximadamente.
Um dos fatores que determinam onde ocorrerá
a absorção é a existência ou não de carga iônica
na molécula da substância. Em geral, uma molécula
é absorvida melhor quando não apresenta
carga, já que nessa condição ela se dissolve na
parte apolar das membranas celulares. Sabe-se
que o ácido acetilsalicílico (aspirina) é um ácido
fraco e que o p-aminofenol, um outro antitérmico,
é uma base fraca.
a) Transcreva a tabela abaixo no caderno e
complete-a com as palavras alta e baixa,
referindo-se às absorções relativas das substâncias
em questão.
Local de absorção aspirina p-aminofenol
estômago
intestino
b) Sabendo-se que a p-hidroxiacetanilida (paracetamol),
que também é um antitérmico, é
absorvida eficientemente tanto no estômago
quanto no intestino, o que pode ser dito sobre
o caráter ácido-base dessa substância?
2 (Unifesp-adaptado) Alguns medicamentos, à
base de AAS (monoácido acetilsalicílico), são
utilizados como analgésicos, anti-inflamatórios
e desplaquetadores sanguíneos. Nas suas propagandas,
consta: O Ministério da Saúde adverte:
este medicamento é contraindicado em caso de
suspeita de dengue. Como as plaquetas são as
responsáveis pela coagulação sanguínea, esses
medicamentos devem ser evitados para que um
caso de dengue simples não se transforme em
dengue hemorrágica. Sabendo-se que a constante
de ionização do AAS é 3 3 10 25 , o valor
que mais se aproxima da [H 1 ] de uma solução
aquosa de AAS 3,3 3 10 24 mol/L é
a) 10 28 mol/L.
b) 10 26 mol/L.
c) 10 25 mol/L.
d) 10 24 mol/L.
e) 10 23 mol/L.
3 (Cefet-PI-adaptado) Sabe-se que, na temperatura
corporal (37 °C), a constante de acidez (Ka)
da aspirina (C 9 H 8 O 4 ) é igual a 1,0 3 10 25 . Se dois
comprimidos de aspirina, cada um com uma
massa de 0,9 g, são dissolvidos no meio aquoso
presente em um estômago, cujo volume é 1,0 L
e cuja [H 1 ] é 10 22 mol/L, qual porcentagem de
aspirina está na forma de moléculas neutras,
ou seja, moléculas não ionizadas?
Dados: massa molar da aspirina 5 180 g/mol; ​
d XXXXXX 1,004 ​5 1,002
a) 0,10%
b) 1,00%
c) 9,99%
d) 10,0%
e) 99,9%
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Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Logaritmos decimais
Logaritmos decimais são muito importantes no estudo da Físico-Química,
principalmente no que diz respeito às escalas de pH e pOH. Este texto resume
as informações necessárias para ajudar a compreender tais conceitos.
A definição de logaritmo decimal é a seguinte:
Seja a um número real positivo. Denomina-se logaritmo decimal de
a (ou logaritmo de a na base dez) um expoente x, tal que 10 x 5 a.
Em simbologia matemática, temos:
log a 5 x X 10 x 5 a
Alguns valores de logaritmos decimais
número
logaritmo
1 0
2 0,30
3 0,48
4 0,60
5 0,70
6 0,78
7 0,85
8 0,90
9 0,95
10 1
A tabela acima fornece apenas alguns exemplos de logaritmos decimais.
As calculadoras científicas permitem a você determinar o logaritmo decimal
de um número real positivo utilizando a tecla log. A seguir aparecem
alguns exemplos de aplicações relevantes dos logaritmos para seus estudos
de Físico-Química:
• Expressar o número 0,002 como uma potência de dez.
(Dado: log 2 5 0,3)
log 2 5 0,3 V 10 0,3 5 2
0,002 5 2 ? 10 23 5 10 0,3 ? 10 23 5 10 22,7
conservamos a base
e somamos os expoentes
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• Usando o resultado do exemplo anteriormente apresentado, determine
o valor de 2log (0,002).
O logaritmo de 0,002 é o expoente x tal que 10 x 5 0,002. Pelo exemplo
anterior, temos que 0,002 5 10 22,7 . Decorre que:
0,002 5 10 22,7 5 10 x V x 5 22,7
Assim, concluímos que 2log (0,002) 5 2,7

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
• Expressar o número 0,000025 como uma potência de dez.
(Dado: log 5 5 0,7)
log 5 5 0,7 V 10 0,7 5 5
0,000025 5 25 ? 10 26 5 5 ? 5 ? 10 26 5 10 0,7 ? 10 0,7 ? 10 26 5 10 24,6
conservamos a base e
somamos os expoentes
• Usando o resultado do exemplo anteriormente apresentado, determine
o valor de 2log (0,000025).
O logaritmo de 0,000025 é o expoente x tal que 10 x 5 0,000025. Pelo exemplo
anterior, temos que 0,000025 5 10 24,6 . Decorre que:
0,000025 5 10 24,6 5 10 x V x 5 24,6
Assim, concluímos que 2log (0,000025) 5 4,6
• Expressar o número 0,16 como uma potência de dez.
(Dado: log 2 5 0,3)
Como log 2 5 0,3, podemos afirmar que 10 0,3 5 2
0,16 5 16 ? 10 22 5 (2) 4 ? 10 22 5 (10 0,3 ) 4 ? 10 22 5 10 1,2 ? 10 22 5 10 20,8
multiplicamos
os expoentes
conservamos a
base e somamos
os expoentes
• Usando o resultado do exemplo anteriormente apresentado, determine
o valor de 2log (0,16).
O logaritmo de 0,16 é o expoente x tal que 10 x 5 0,16. Pelo exemplo anterior,
temos que 0,16 5 10 20,8 . Decorre que:
0,16 5 10 20,8 5 10 x V x 5 20,8
Assim, concluímos que 2log (0,16) 5 0,8
• Determine o valor de 2log (1).
O número 1 pode ser escrito como 10 0 .
Assim, log (1) 5 0 e 2log (1) 5 0
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Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Acidez na chuva
A água da chuva nunca teve a pureza que o senso comum lhe atribui,
mas o fato é que, por obra e graça de nossa civilização, ela se torna
a cada dia mais impura.
A impureza natural consiste sobretudo na presença de sais marinhos.
Mas os gases e fuligens que resultam de atividades humanas interferem
no processo de formação das nuvens, o que redunda nas chuvas ácidas.
Também a queima de florestas contribui para o fenômeno.
[...]
w. k. fletcher/pr-latinstock
Convencionalmente, é considerada ácida a chuva que apresenta valores
de pH menores que 5,6. Este valor expressa o equilíbrio químico estabelecido
entre o dióxido de carbono (CO 2 ) atmosférico e sua forma ácida solúvel,
o íon bicarbonato (HCO 2 3 ), em água pura. O pH define o grau de acidez
de uma solução, ou seja, o teor de íons hidrogênio (H 1 ) livres. O decréscimo de
uma unidade de pH significa um aumento de dez vezes na concentração do
íon hidrogênio.
Monumento de mármore corroído.
Mas, além do dióxido de carbono, outras espécies químicas atmosféricas
determinam a acidez da chuva. Vejamos quais são elas e de onde se originam.
Na chuva, valores de pH inferiores a 5,6 resultam da presença dos ácidos
sulfúrico (H 2 SO 4 ) e nítrico (HNO 3 ) — os quais, em fase aquosa, encontram-se
dissociados, isto é, sob a forma de íons hidrogênio, nitrato (NO 2 3 ) e sulfato
(SO 22 4 ). Os ácidos sulfúrico e nítrico originam-se das reações e interações que
ocorrem na atmosfera entre os óxidos de nitrogênio (NO e NO 2 ), o dióxido
de enxofre (SO 2 ) e outras espécies químicas resultantes de vários processos
fotoquímicos (isto é, controlados por radições solares) que ocorrem na atmosfera.
Os óxidos de nitrogênio e o dióxido de enxofre tanto podem ter origem
natural como derivar de fontes poluidoras.
www.modernaplus.com.br
frederica georgia/pr-latinstock
Floresta danificada pela chuva ácida.
[...]
Fonte do texto: W. Z. de Mello e J. S. T. Motta. Ciência Hoje. v. 6, n. 34, p. 41-42.
Medida de pH de amostra de chuva coletada em local não poluído.
andrew lambert photography/spl-latinstock

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Enem-MEC) Com relação aos efeitos sobre o
ecossistema, pode-se afirmar que:
I. as chuvas ácidas poderiam causar a diminuição
do pH da água de um lago, o que
acarretaria a morte de algumas espécies,
rompendo a cadeia alimentar.
II. as chuvas ácidas poderiam provocar a
acidificação do solo, o que prejudicaria o
crescimento de certos vegetais.
III. as chuvas ácidas causam danos se apresentarem
valor de pH maior que o da água
destilada.
Dessas afirmativas está(ão) correta(s):
a) I, apenas. d) II e III, apenas.
b) III, apenas. e) I e III, apenas.
c) I e II, apenas.
A análise da fórmula e da tabela permite afirmar
que:
I. da 6 a para a 14 a amostra ocorreu um aumento
de 50% na acidez.
II. a 18 a amostra é a menos ácida dentre as
expostas.
III. a 8 a amostra é dez vezes mais ácida que a 14 a .
IV. as únicas amostras de chuvas denominadas
ácidas são a 6 a e a 8 a .
São corretas apenas as afirmativas
a) I e II.
b) II e IV.
c) I, II e IV.
d) I, III e IV.
e) II, III e IV.
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2 A chuva apresenta normalmente pH 5 5,6.
Isso indica que ela é ligeiramente ácida, o que
é explicado pela presença de ácido carbônico,
resultante de reação entre o dióxido de carbono
do ar e a água.
Em grandes centros urbanos, contudo, a presença
de poluentes promove o aquecimento de ácidos
fortes na chuva, como o sulfúrico e o nítrico,
originando o fenômeno da chuva ácida.
Um técnico analisou duas amostras de chuva
ácida. A amostra A apresentou pH 5 3,6 e a
amostra B, pH 5 2,6.
a) Qual das amostras é mais ácida?
b) Quantas vezes a [H 1 ] da amostra A é maior
que na chuva “normal”?
3 (Enem-MEC) A chuva em locais não poluídos é
levemente ácida. Em locais onde os níveis de
poluição são altos, os valores do pH da chuva
podem ficar abaixo de 5,5, recebendo, então, a
denominação de “chuva ácida”. Este tipo de chuva
causa prejuízos nas mais diversas áreas: construção
civil, agricultura, monumentos históricos,
entre outras.
A acidez da chuva está relacionada ao pH da
seguinte forma: concentração de íons hidrogênio
5 10 2pH , sendo que o pH pode assumir
valores entre 0 e 14.
Ao realizar o monitoramento do pH da chuva
em Campinas (SP) nos meses de março, abril e
maio de 1998, um centro de pesquisas coletou
21 amostras, das quais quatro têm seus valores
mostrados na tabela:
Mês Amostra pH
Março 6 a 4
Abril 8 a 5
Abril 14 a 6
Maio 18 a 7
4 Um especialista afirmou que uma chuva de
pH 4,0 (chuva ácida) é “dezenas de vezes” mais
ácida que uma “chuva limpa” de pH 5,5 ou 6,0.
Nesta questão, vamos comparar a concentração
hidrogeniônica dessa chuva ácida com cada
“chuva limpa” mencionada.
Determine quantas vezes a [H 1 ] em um meio de
pH 5 4,0 é maior do que em meio cujo pH é:
(dado: ​d XXX 10 ​5 3,16)
a) 6,0
b) 5,5
5 (Mackenzie-SP) Várias substâncias, quando
presentes na atmosfera, reagem com água,
mudando o pH da água da chuva. A alternativa
com duas substâncias que contribuem para a
diminuição do pH da água da chuva é:
a) NO 2 e O 3 . d) Na 2 O e SO 3 .
b) CO e MgO. e) NH 3 e CO 2 .
c) SO 3 e NO 2 .
6 (Uece) A chuva ácida, assim batizada em 1952
pelo químico Robert Smith Argus, tem sido
uma das grandes preocupações da comunidade
científica por conta de suas graves
consequências. Sobre o tema, assinale a única
alternativa verdadeira:
a) Por convenção, chuva ácida é aquela cujo pH
está acima de oito.
b) A chuva ácida só ocorre em regiões nas quais
as atividades do homem acarretam produção
exagerada de poluentes atmosféricos.
c) Nas cidades a chuva ácida é ocasionada,
principalmente, pela queima de combustíveis
fósseis e ustulação de minérios nas
metalúrgicas.
d) Na Floresta Amazônica não há formação de
poluentes que produzem chuva ácida.

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
7 (Unifenas-MG) A tecnologia do etanol desenvolvida pelo Brasil já
despertou o interesse internacional. Um empresário do ramo decidiu
implantar uma usina de açúcar e álcool próximo a um lago.
Para baratear o custo da empresa, o empreendedor queimou óleo
combustível ATE (Alto Teor de Enxofre) como fonte energética.
Um químico determinou o pH do lago, encontrando o valor 6,5, e
notou que em chuvas torrenciais, principalmente com relâmpagos,
houve alteração do pH. Durante as chuvas, o químico chegou à
seguinte conclusão:
(considere os valores do pH determinados a 25 °C)
a) pH , 6,5.
b) pH 5 7,0.
c) 6,5 pH , 7,0.
d) pH . 7,0.
e) Impossível precisar.
8 (PUC-RS) A água da chuva em uma região poluída tem pH igual a
3,0. O volume, em litros, de uma solução de hidróxido de sódio de
concentração 0,01 mol/L necessário para neutralizar completamente
100 mL de água da chuva é
a) 0,1 b) 0,01 c) 0,001 d) 0,002 e) 0,003
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Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Corrigindo a acidez do solo
Solos muito ácidos são, de modo geral, impróprios para o cultivo de vegetais.
Os agricultores muitas vezes corrigem o pH pela calagem, isto é, adição
de cal (óxido de cálcio, CaO). A reação entre ela e a água do solo dá origem à
cal hidratada (hidróxido de cálcio, Ca(OH) 2 ), que, sendo uma base, diminui a
acidez do solo.
No entanto, é possível também corrigir a acidez usando calcário, que contém
predominantemente CaCO 3 . Este, sendo um sal de base forte, Ca(OH) 2 , e
ácido fraco, H 2 CO 3 , sofre hidrólise, produzindo meio básico.
CaCO 3 (s) F Ca 21 (aq) 1 CO 22 3 (aq)
Dissociação iônica
CO 22 3 (aq) 1 2 H 2 O (,) F H 2 CO 3 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
Hidrólise
fabio colombini
Acertar o pH do solo é indispensável para o plantio de muitos tipos de lavoura.
sheila terry/spl-latinstock
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Solo ácido.
Solo praticamente neutro. Solo alcalino.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Fuvest-SP) Cal viva é óxido de cálcio (CaO).
a) Escreva a equação da reação da cal viva com a água.
b) Por que, na agricultura, a cal viva é adicionada ao solo?
2 (Fuvest-SP) A redução da acidez de solos impróprios para algumas
culturas pode ser feita tratando-os com:
a) gesso (CaSO 4 ? ​ 1__
2 ​H 2O). d) sal marinho (NaC,).
b) salitre (NaNO 3 ). e) sílica (SiO 2 ).
c) calcário (CaCO 3 ).
3 (PUC-RS) Jardineiros sabem que o controle do pH do solo é importante
para o bom desenvolvimento das plantas. Um exemplo é a cor de
alguns tipos de flores, como dálias e hortênsias, que muda de acordo
com o pH do solo. As hortênsias, por exemplo, são azuladas em solo
ácido e rosadas em solos neutros ou básicos.
Em um jardim cujo solo apresenta pH 5 5,0, um jardineiro, para obter
hortênsias de cor rosa, deveria ajustar esse pH com
a) CaCO 3 b) H 3 PO 4 c) A, 2 (SO 4 ) 3 d) H 2 SO 4 e) NH 4 C,
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Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Definição ácido-base de Bronsted-Lowry
Na década de 1920, o dinamarquês Johannes Nicolaus Bronsted e o inglês
Próton
Thomas Martin Lowry propuseram, trabalhando independentemente, uma
H 1 Quando o isótopo
definição de ácido e base diferente daquela de Arrhenius.
leve do hidrogênio
( 1 1H) perde elétron,
resta um próton. Ácido é uma espécie química (molécula ou íon) que doa próton (H 1 )
em uma reação.
Base é uma espécie química (molécula ou íon) que recebe próton
(H 1 ) em uma reação.
spl-latinstock
As ideias de Bronsted e Lowry são chamadas de Teoria Protônica Ácido-
-Base. Para exemplificar sua aplicação, considere o que acontece quando o
HC, se dissolve em água:
H 1
HC, 1 H 2 O # C, 2 1 H 3 O 1
Ácido Base
Perceba que o HC, está doando um íon H 1 para H 2 O. No processo inverso,
notamos que o H 3 O 1 está doando H 1 para o C, 2 .
reprodução
Johannes Nicolaus Bronsted
(1879-1947).
H 1
HC, 1 H 2 O ! C, 2 1 H 3 O 1
Base
Ácido
Assim, ao considerarmos tanto a reação direta quanto a inversa, temos:
H 1 H 1
HC, 1 H 2 O F C, 2 1 H 3 O 1
Ácido Base Base Ácido
Dizemos que HC,/C, 2 e H 3 O 1 /H 2 O são dois pares conjugados ácido-base.
HC, 1 H 2 O F C, 2 1 H 3 O 1
Ácido Base Base Ácido
Par conjugado
Par conjugado
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Thomas Martin Lowry (1874-1936).
Par conjugado ácido-base é aquele par formado por duas espé cies
químicas que diferem entre si por um H 1 .
Assim, no exemplo em questão:
HC, F H 1 1 C, 2 H 2 O 1 H 1 F H 3 O 1
Ácido Base Base Ácido
Par conjugado
Par conjugado

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Como outro exemplo, considere o que ocorre quando amônia reage com
água:
H 1 H 1
H 2 O 1 NH 3 F
1
NH 4 1 OH 2
Ácido Base Ácido Base
Pares conjugados
Muitos valores de K a já foram medidos experimentalmente e tabelados.
Consultando uma tabela com esses valores, é possível comparar a força de
diversos ácidos e também das bases conjugadas. Quanto maior for K a , maior
a tendência de o ácido liberar H 1 e menor a tendência de a base conjugada
recebê-lo de volta.
Alto valor de K a V ácido forte V base conjugada fraca
Baixo valor de K a V ácido fraco V base conjugada forte
Ácido mais forte
dentre os
relacionados
Aumenta a força do ácido
K a
Ácido
Base
H 2 S F H 1 1 HS 2
Base conjugada
1,3 ? 10 27
HCN F H 1 1 CN 2 as relacionadas 4,9 ? 10 210
HC,O 4 F H 1 1 C,O 2 4
10 110
HBr F H 1 1 Br 2
10 19
HC, F H 1 1 C, 2
10 17
H 2 SO 4 F H 1 1 HSO 2 4
10 13
H 2 SO 3 F H 1 1 HSO 2 3
1,5 ? 10 22
H 3 PO 4 F H 1 1 H 2 PO 2 4
7,6 ? 10 23
HNO 2 F H 1 1
2
NO 2 4,3 ? 10 24
HF F H 1 1 F 2
3,5 ? 10 24
CH 3 COOH F H 1 1 CH 3 COO 2
1,8 ? 10 25
H 2 CO 3 F H 1 1 HCO 2 3
4,3 ? 10 27
Aumenta a força da base
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H 1
Considere as seguintes representações:
HC, (aq) F H 1 (aq) 1 C, 2 (aq)
HCN (aq) F H 1 (aq) 1 CN 2 (aq)
Ao escrevermos dessa maneira as reações de ionização do HC, e do HCN,
utilizamos uma representação simplificada. A maneira mais correta para
escrever esses processos é como aparece a seguir, tendo a água como reagente.
Perceba que a água participa do processo, recebendo H 1 para formar
o íon H 3 O 1 , chamado de hidrônio ou hidroxônio. Vimos que, na definição de
Bronsted-Lowry, ácido é uma espécie doadora de íon H 1 e base é uma espécie
receptora de íon H 1 . Assim, nas reações de HC, com água e de HCN com água,
podemos classificar as espécies participantes como segue:
H 1 H 1
HC, (aq) 1 H 2 O (,) F H 3 O 1 (aq) 1 C, 2 (aq) HCN (aq) 1 H 2 O (,) F H 3 O 1 (aq) 1 CN 2 (aq)
Ácido
Base
Ácido Base Ácido Base Ácido
Base
Pares conjugados
Pares conjugados
H 1

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Os químicos utilizam rotineiramente uma representação simplificada, na
qual existe um ácido e sua base conjugada:
HC, (aq) F H 1 (aq) 1 C, 2 (aq) HCN (aq) F H 1 (aq) 1 CN 2 (aq)
Ácido Base Ácido Base
Par conjugado
Par conjugado
Você entendeu a leitura?
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1 (PUC-RJ) Em 1923, Bronsted (Dinamarca) e Lowry
(Inglaterra) apresentaram um novo conceito
para ácidos e bases. Nesse conceito, as reações
entre um ácido e uma base envolvem transferência
de H 1 (o ácido doa e a base recebe) e, no
equilíbrio, identifica-se a presença de dois pares
ácido-base conjugados de maneira que, para
cada par, o ácido tem um próton (H 1 ) a mais do
que a sua base conjugada.
Considere o equilíbrio ácido-base abaixo.
HNO 3 (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) F H 2 NO 1 3 (aq) 1 HSO 2 4 (aq)
De acordo com esse conceito, assinale a opção
correta.
a) HNO 3 e H 2 SO 4 são os ácidos conjugados de um
sistema.
b) H 2 NO 1 3 e HSO 2 4 são as bases conjugadas de um
sistema.
c) H 2 SO 4 e HSO 2 4 são o ácido e a base conjugados
de um sistema.
d) HNO 3 e H 2 NO 1 3 são o ácido e a base conjugados
de um sistema.
e) H 2 SO 4 e H 2 NO 1 3 são o ácido e a base conjugados
de um sistema.
2 (Ufersa-RN) A base conjugada do ácido cianídrico
é o íon
a) SCN 2 c) CN 2
b) CNO 2 d) OC, 2
3 (Unifor-CE)
I. Na água pura, a 25 °C, o “produto iônico” é
igual a 10 214 , logo o pH 5 14.
II. Numa solução aquosa de um ácido fraco, a
base conjugada é forte:
CH 3 COOH 1 H 2 O F CH 3 COO 2 1 H 3 O 1
(base)
III. Numa solução aquosa de uma base fraca o
ácido conjugado é fraco:
NH 3 1 H 2 O F NH 1 4 1 OH 2
(ácido)
Dessas afirmações, SOMENTE
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
4 (FUC-MT) No equilíbrio HC, 1 NH 3 F NH 1 4 1 C, 2 ,
podemos afirmar que de acordo com o conceito
ácido-base de Bronsted-Lowry:
a) NH 1 4 atua como base.
b) NH 3 atua como base.
c) HC, atua como base.
d) C, 2 atua como ácido.
e) NH 3 atua como ácido.
5 (UFRO) Na reação entre um hidreto metálico e
amônia líquida, representada pela equação
NH 3 1 H 2 F NH 2 2 1 H 2 , são bases de Bronsted:
a) H 2 , H 2 c) H 2 , NH 3 e) NH 3 , H 2
b) NH 2 2 , NH 3 d) H 2 , NH 2 2
6 (UFPA) Na reação NH 3 1 H 2 O F NH 1 4 1 OH 2 ,
a base conjugada de NH 1 4 é:
a) NH 4 OH d) OH 2
1
b) NH 3 e) NH 4
c) H 2 O
7 (Ufal) Conforme a teoria de Bronsted, os ácidos
HCN e HSO 2 4 têm como bases conjugadas, respectivamente:
a) CN 22 e H 2 SO 4 d) CN 2 22
e SO 3
b) CN 2 e H 2 SO 4 e) CN 2 22
e SO 4
c) CN 22 22
e SO 4
8 (ITA-SP) Considere as informações seguintes,
todas relativas à temperatura de 25 °C:
1. NH 1 4 (aq) F NH 3 (aq) 1 H 1 (aq); K c 10 210
2. HNO 2 (aq) F H 1 (aq) 1 NO 2 2 (aq); K c 10 24
3. OH 2 (aq) F H 1 (aq) 1 O 22 (aq); K c , 10 236
Examinando essas informações, os alunos fizeram
as seguintes afirmações:
I. OH 2 é um ácido muitíssimo fraco.
II. O ânion NO 2 2 é a base conjugada do HNO 2 .
III. HNO 2 é o ácido conjugado da base NO 2 2.
IV. NH 1 4 é um ácido mais fraco do que HNO 2 .
V. Para NH 1 4 (aq) 1 NO 2 2 (aq) F
F NH 3 (aq) 1 HNO 2 (aq) devemos ter K c , 1.
Das afirmações acima está(ão) correta(s):
a) todas. d) apenas I, II, III e IV.
b) apenas I. e) apenas II e III.
c) apenas I, II e III.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
9 (Fuvest-SP) É dada a seguinte tabela de constantes
de equilíbrio:
Equilíbrio
Constante
de equilíbrio
CH 3 OH 1 H 2 O F H 3 O 1 1 CH 3 O 2 3 ? 10 216
HCN 1 H 2 O F H 3 O 1 1 CN 2 6 ? 10 210
CH 3 COOH 1 H 2 O F H 3 O 1 1 CH 3 COO 2 2 ? 10 25
HCOOH 1 H 2 O F H 3 O 1 1 HCOO 2 2 ? 10 24
Considere agora os equilíbrios abaixo em três
soluções aquosas (I, II e III):
Reagentes
(I) HCOOH 1 CN 2 Produtos
F HCN 1 HCOO 2
(II) CH 3 COO 2 1 CH 3 OH F CH 3 COOH 1 CH 3 O 2
(III) CH 3 OH 1 CN 2 F HCN 1 CH 3 O 2
Quando se misturam os reagentes em igual
concentração é favorecida a formação dos produtos
apenas em:
a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III.
10 (UPE) Decida se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
O íon nitrato tem menos avidez por próton que o
íon acetato, que, em meio aquoso, quimicamente,
reage como uma base de Bronsted-Lowry.
11 (Unifor-CE) Considere a afirmação:
“Um ácido forte desloca o mais fraco de seus
sais.”
Constantes de ionização de ácidos:
acético (CH 3 COOH) .......... 1,8 3 10 25
bórico (HBO 2 ? H 2 O) .......... 6,0 3 10 210
cianídrico (HCN) .............. 5,0 3 10 210
benzoico (C 6 H 5 COOH) ..... 6,0 3 10 25
Pelo exame dos dados acima, pode-se afirmar
corretamente que o ácido
a) acético desloca o ácido benzoico do benzoato
de potássio.
b) benzoico desloca o ácido cianídrico do cianeto
de sódio.
c) bórico desloca o ácido acético do acetato de
potássio.
d) cianídrico desloca o ácido bórico do borato
de potássio.
e) bórico desloca o ácido benzoico do benzoato
de sódio.
12 (UFBA)
Equação química
HNO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F
F H 3 O 1 (aq) 1 NO 2 2 (aq)
HCN (aq) 1 H 2 O (,) F
F H 3 O 1 (aq) 1 CN 2 (aq)
Constante
de ionização
K a (25 °C)
4,5 ? 10 24
7,2 ? 10 210
Produto iônico da água, K w 5 1,0 ? 10 214 , a 25 °C
Os ácidos podem ser organizados de acordo com
a habilidade em doar prótons e observa-se que,
quanto mais facilmente um ácido doa um próton,
menor será a aptidão da sua base conjugada
para aceitá-lo. Dessa forma, conhecendo-se a
força de um ácido, é possível conhecer a força
da base conjugada.
O valor numérico da constante de ionização
de um ácido ou de uma base permite avaliar
a força relativa dessas substâncias em doar e
receber prótons em uma reação química.
Com base nessas considerações, nas informações
da tabela e no equilíbrio químico representado
pela equação química HNO 2 (aq) 1 CN 2 (aq) F
F HCN (aq) 1 NO 2 2 (aq):
a) calcule o valor da constante de ionização, K b ,
para cada uma das bases NO 2 2 (aq) e CN 2 (aq),
identificando a base conjugada que possui
maior habilidade para receber próton;
b) identifique as duas espécies químicas de
maior concentração no equilíbrio químico
que representa a reação entre o ácido nitroso
e o íon cianeto.
Comentário dos autores:
Equacionando as reações em que as bases nitrito e cianeto
recebem próton, você poderá perceber que são as
reações de hidrólise desses íons. Assim, a constante (K b )
solicitada no item a é a constante de hidrólise (K h ).
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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Definição ácido-base de Lewis
Na década de 1920, o norte-americano Gilbert Newton Lewis, criador da
regra do octeto, propôs uma definição ácido-base relacionada com a doação/
recepção de par de elétrons em uma reação.
spl/latinstock
Ácido é uma espécie química (molécula, íon, átomo) que recebe par
de elétrons em uma reação.
Base é uma espécie química que doa par de elétrons em uma reação.
Consideremos, como exemplo, a reação:
Alumínio com
octeto incompleto
C
C A
C
C
C # C A C
C
Gilbert Newton Lewis (1875-1946).
Recebe par
de elétrons
Doa par
de elétrons
que pode também ser escrita como:
A,C, 3 1 C, 2 # A,C, 2 4
Ácido Base
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Sobre a fórmula eletrônica do A,C, 3
Você deve ter achado estranho termos utilizado uma fórmula
eletrônica para representar ligações covalentes no composto formado
por alumínio (metal) e cloro (não metal). De fato, a ligação
entre metais e não metais é, em geral, iônica e, portanto, não pode
ser representada por um compartilhamento de elétrons. No entanto,
a ligação iônica pode ser considerada como o caso extremo da
ligação covalente polar. Pequenas diferenças de eletronegatividade
entre os átomos, tipicamente iguais a 1 ou menores, correspondem
à ligação covalente polar. Diferenças iguais a 2 ou maiores, implicam
ligação iônica. Valores entre 1 e 2 correspondem a casos não claramente
“rotuláveis” como iônico ou covalente polar. Alguns químicos
consideram o valor 1,7 como o divisor entre os dois tipos de ligação.
No caso do A,C, 3 , a eletronegatividade do alumínio é 1,5 e a do cloro, 3,0.
Como a diferença é 1,5 (portanto menor que 1,7), a ligação é considerada
covalente polar de acordo com esse critério. Outros exemplos
de compostos formados por metal e não metal, cuja ligação costuma
ser considerada covalente polar, são: A,Br 3 , FeC, 3 , FeBr 3 e SnC, 4 .

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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Outro exemplo de reação ácido-base no conceito de Lewis:
Boro com
octeto incompleto
F
F
B
F
H
N H
H
#
F
F
B
F
H
N
H
H
Recebe par
de elétrons
Doa par
de elétrons
ou, usando fórmulas moleculares:
BF 3 1 NH 3 # BF 3 NH 3
Ácido
Base
Comparando os conceitos de Arrhenius,
Bronsted-Lowry e Lewis
Certamente você está pensando que os três conceitos ácido-base que
estudamos são tão diferentes que, além de causarem confusão, conduzem a
diferentes conclusões. Na verdade, apesar de diferentes, esses três conceitos
guardam entre si uma relação muito íntima, sendo até equivalentes em
certas situações. É o que procuraremos mostrar agora, utilizando para isso
três exemplos.
Primeiro exemplo: Reação entre HC, e NaOH em água.
Trata-se de uma neutralização. Vamos analisar essa reação de acordo com
os três conceitos:
• Conceito de Arrhenius:
HC, 1 NaOH # NaC, 1 H 2 O
Ácido Base
(em água (em água
libera H 1 ) libera OH 2 )
• Conceito de Bronsted-Lowry:
H 1
• Conceito de Lewis:
HC, 1 NaOH # NaC, 1 H 2 O
Ácido Base
(doa próton) (recebe
próton)
HC, 1 NaOH # NaC, 1 H 2 O
H
O H
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Conclusão
Ácido
(recebe par
de elétrons)
Base
(doa par
de elétrons)
Ácidos de Arrhenius são também ácidos de Bronsted-Lowry e
de Lewis.
Bases de Arrhenius são também bases de Bronsted-Lowry e
de Lewis.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
ATENÇÃO
Segundo exemplo: Reação entre HC, e NH 3 gasosos.
Observação macroscópia
Não faça o experimento ilustrado
aqui por conta própria.
Ele está sendo APENAS RELATADO
por sua importância para a
compreensão dos temas da
Química tratados nesta obra.
Sua eventual realização, de modo
demonstrativo pelo(a) professor(a),
requer laboratório equipado com
“capela” com sistema de exaustão
em funcionamento.
Óculos de segurança, luvas
e aventais protetores são
obrigatórios.
NH 3
conc.
Névoa branca
HC
conc.
Análise microscópica
Ocorre uma reação entre as moléculas de HC, e NH 3 no estado gasoso,
formando um composto iônico sólido (NH 4 C,), o constituinte da névoa branca
observada.
HC, 1 NH 3 # NH 1 4 1 C, 2
Gases
Sólido
• Conceito de Arrhenius: Esse conceito está relacionado com reações em
meio aquoso e, dessa forma, não se aplica a uma reação como essa, que
ocorre em fase gasosa.
• Conceito de Bronsted-Lowry:
H 1
• Conceito de Lewis:
HC, 1 NH 3 # NH 1 4 1 C, 2
Ácido Base
(doa próton) (recebe
próton)
HC, 1 NH 3 # NH 1 4 1 C, 2
H
Ácido
(recebe par
de elétrons)
H
N H
H
Base
(doa par
de elétrons)
Conclusão
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Ácidos de Bronsted-Lowry são também ácidos de Lewis.
Bases de Bronsted-Lowry são também bases de Lewis.

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
Terceiro exemplo: Reação entre BF 3 e NH 3 gasosos.
BF 3 1 NH 3 # BF 3 NH 3
• Conceito de Arrhenius: não se aplica a este caso, pois a reação não é feita
em meio aquoso.
• Conceito de Bronsted-Lowry: não se aplica a este caso, pois não há transferência
de H 1 .
• Conceito de Lewis:
F
BF 3 1 NH 3 # BF 3 NH 3
F
B
F
Ácido
(recebe par
de elétrons)
H
N
H
H
Base
(doa par
de elétrons)
Conjunto dos ácidos
e bases de Lewis
Conjunto dos ácidos
e bases de
Bronsted-Lowry
Conjunto dos ácidos
e bases de Arrhenius
O conceito de Lewis é o mais abrangente dos três.
Você entendeu a leitura?
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1 (Mackenzie-SP) Nas reações equacionadas, são
ácidos no conceito de Lewis:
Ag 1 1 2NH 3 # [Ag(NH 3 ) 2 ] 1
CH 4 1 Br 2 # CH 3 Br 1 HBr
HF 1 H 2 SO 4 # H 2 F 1 1 HSO 2 4
H 2 1 H 2 O # H 2 1 OH 2
a) Br 2 e HF d) Ag 1 e H 2 SO 4
b) NH 3 e H 2 O e) Ag 1 e H 2
c) H 2 e CH 4
2 (Cesgranrio-RJ) Assinale a opção que satisfaz as
condições estabelecidas em cada coluna.
Reage
com O 2 ,
formando
óxido
básico.
A solução
aquosa
apresenta
reação
ácida.
É substância
iônica.
É uma
base de
Lewis.
a) Mg CO 2 BeH 2 C, 2
b) A, NaC, HC, BF 3
c) Li SO 2 Na 2 O NH 3
d) C, 2 HC, HBr Cu 21
e) Ca KOH KF H 2
3 (Uece) Considere as equações químicas abaixo,
relacionadas aos conceitos de ácidos e bases.
I. HC, (g) 1 H 2 O (,) # H 3 O 1 (aq) 1 C, 2 (aq)
II. A, 2 (SO 4 ) 3 (s) 1 12 H 2 O (,) #
# 2A,(OH) 3 (s) 1 6 H 3 O 1 (aq) 1 3 SO 22 4 (aq)
III. NH 3 (g) 1 H 2 O (,) # NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
e marque a alternativa FALSA.
a) Na equação I o cloreto de hidrogênio pode
ser considerado ácido de Arrhenius e de
Bronsted-Lowry.
b) Dependendo da reação, uma determinada
espécie química pode funcionar como ácido
ou como base de Bronsted-Lowry.
c) Na equação II o sulfato de alumínio é um
ácido de Arrhenius.
d) A amônia da equação III é uma base de
Bronsted-Lowry.
4 (UEPG-PR) A enzima anidrase carbônica, que
catalisa a reação representada abaixo, está envolvida
no controle do equilíbrio ácido-básico
do sangue e da velocidade da respiração. Sobre
este assunto, assinale o que for correto.
(01) A reação não ocorre na ausência da enzima.
(02) HCO 2 3 é um ácido de Lewis.
(04) H 2 CO 3 e HCO 2 3 constituem um par ácido-
-base conjugado.
(08) O aumento da concentração de CO 2 resulta
no aumento da concentração de H 2 CO 3 e na
diminuição do valor do pH sanguíneo.
(16) A remoção do íon bicarbonato (HCO 2 3 ) do
sistema desloca a reação para a direita,
isto é, no sentido da formação deste sal.
H 2 O 1 CO 2
anidrase carbônica
H2 CO 3 F
F HCO 2 3 1 H 1

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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
5
5 (UMC-SP) O enxofre reage com o sulfito de sódio em solução aquosa,
a quente:
O
S S O
O
2
#
O
S S O
O
Em que conceito esta equação é uma reação ácido-base? Por quê?
Que espécie atua como ácido? Por quê?
2
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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Curva de titulação
A ilustração a seguir mostra uma aparelhagem usada para uma titulação
ácido-base, com um pHmetro que permite medir o pH da solução que está
no erlenmeyer. Uma curva de titulação é um gráfico do pH dessa solução em
função do volume adicionado de solução titulante.
Solução titulante
pHmetro
Solução titulada
Aspecto da curva de titulação de
HC, com NaOH
5
pH
Aspecto da curva de titulação de
NaOH com HC,
1
pH
3 2
3 2
1
5
4
V base
4
V ácido
Nos gráficos acima, os números destacam aspectos importantes:
1 Valor do pH da solução titulada.
2 Ponto de equivalência, no qual todo o ácido inicialmente presente e
toda a base adicionada (ou vice-versa) reagiram estequiometricamente.
Nesse ponto há, no erlenmeyer, uma solução cujo único soluto (além
do indicador eventualmente presente) é um sal.
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3 Valor do pH no ponto de equivalência, que nada mais é do que o pH da
solução de sal. Lembre-se, do estudo da hidrólise salina, que o pH de
uma solução de sal nem sempre é 7.
4 Volume de equivalência, ou seja, o volume de solução titulante necessário
para atingir o ponto de equivalência.
5 Valor do pH da solução titulante, ao qual o pH da solução do erlenmeyer
tende.

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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Note que, próximo ao ponto de equivalência, ocorre uma brusca
variação de pH com a adição de pequeno volume de solução titulante. É
essa variação que provoca a viragem ao indicador (desde que ele tenha
sido apropriadamente escolhido) e permite, em uma titulação convencional
(sem o pHmetro), perceber o ponto final por meio da viragem do
indicador.
As curvas A a F exemplificam curvas de titulação. As faixas de viragem
de três indicadores são mostradas. Um indicador só é útil para uso em uma
titulação se sua zona de viragem estiver contida na faixa de variação abrupta
do pH ao redor do volume de equivalência. Note que o alaranjado de metila
e o vermelho de metila não são úteis quando se titula ácido fraco com base
forte (curva D ) e que a fenolftaleína não é útil quando se titula base fraca
com ácido forte (curva F ).
pH
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0
0
B
20
A
40 60 80
V NaOH
(mL)
fenolftaleína
vermelho
de metila
alaranjado
de metila
100
A
B
Ponto de
equivalência
Curvas de titulação de um ácido
forte com uma base forte em
diferentes concentrações:
A 50 mL de HC, 0,1 mol/L com
NaOH 0,1 mol/L
B 50 mL de HC, 0,01 mol/L
com NaOH 0,01 mol/L
14,0
14,0
12,0
12,0
E
pH
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
C
D
fenolftaleína
vermelho
de metila
alaranjado
de metila
pH
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
F
fenolftaleína
vermelho
de metila
alaranjado
de metila
0
0
20
40 60 80
V NaOH
(mL)
100
0
0
20
40 60 80
V HC
(mL)
100
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Comparação entre a titulação
de ácido forte e de ácido fraco
com base forte:
C 50 mL de HC, 0,1 mol/L com
NaOH 0,1 mol/L
D 50 mL de CH 3 COOH 0,1 mol/L
com NaOH 0,1 mol/L
Comparação entre a titulação
de base forte e de base fraca
com ácido forte:
E 50 mL de NaOH 0,1 mol/L
com HC, 0,1 mol/L
F 50 mL de NH 3 0,1 mol/L com
HC, 0,1 mol/L

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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Você entendeu a leitura?
1 (UFSC) Uma aplicação prática importante decorrente
da mistura de soluções, que reagem
quimicamente entre si, é a utilização da técnica
de titulação. Essa técnica é empregada em laboratórios
de pesquisa e de indústrias para determinar
a concentração de soluções, por meio
da reação química entre volumes conhecidos
de uma solução problema com uma solução de
concentração conhecida.
A figura abaixo mostra a variação do pH durante
a titulação de uma solução de HC, 0,10 mol ? L 21
com uma solução de NaOH 0,10 mol ? L 21 , sendo
utilizado um indicador ácido-base para sinalizar
o ponto de equivalência da titulação.
vermelho laranja amarelo verde azul
1 3 5 8 11 14
A 25,0 mL de uma solução de ácido fórmico
(HCOOH), de concentração 0,100 mol/L, contendo
indicador universal, foi acrescentada,
aos poucos, solução de hidróxido de sódio
(NaOH), de concentração 0,100 mol/L. O gráfico
mostra o pH da solução resultante no decorrer
dessa adição.
12
10
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pH
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
10 20 30 40 50
Volume de NaOH
60 70
De acordo com as informações acima, assinale
a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O pH da solução no ponto de equivalência
é 7,0.
02. O pH da solução de HC,, antes do início da
titulação, é igual a 2,0.
04. À medida que a base é adicionada à solução
de ácido, a concentração de íons H 1
aumenta.
08. O pH aumenta muito rapidamente próximo
do ponto de equivalência.
16. A figura indica que foram titulados 50 mL
de HC, 0,10 mol ? L 21 .
32. Após o ponto de equivalência, a solução
resultante adquire caráter básico.
64. No ponto de equivalência há quantidades
diferentes de mol de HC, e de NaOH.
[Dê como resposta a soma dos números das
proposições corretas.]
2 (Fuvest-SP) Um indicador universal apresenta
as seguintes cores em função do pH da solução
aquosa em que está dissolvido:
pH
8
6
4
2
0
5 10 15 20 25
V (NaOH)/mL
Em certo momento, durante a adição, as concentrações
de HCOOH e de HCOO 2 se igualaram.
Nesse instante, a cor da solução era
a) vermelha d) verde
b) laranja e) azul
c) amarela
3 (ITA-SP) Considere a curva de titulação abaixo,
de um ácido fraco com uma base forte.
pH
14
12
10
8
6
4
2
0
10 20 30
40 50
V base
(mL)
a) Qual o valor do pH no ponto de equivalência?
b) Em qual(is) intervalo(s) de volume de base
adicionado o sistema se comporta como
tampão?
c) Em qual valor de volume de base adicionado
pH 5 pK a ?
4 (UFPB) Quando 25 mL de uma solução desconhecida
foram titulados, obteve-se o gráfico a
seguir, onde o pH do ponto de equivalência da
curva de titulação é 5,28.
60
30
70
35
80
40

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Parte III
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Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
4
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pH
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5,28
Ponto de
equivalência
25,0 mL
10 20 30 40
Volume do titulante (mL)
Com base nesse gráfico, considere as seguintes
proposições:
I. A titulação feita envolveu uma base forte e
um ácido forte.
II. Um indicador apropriado para essa titulação
seria o vermelho de metila, que muda de
cor (vermelho para amarelo), na faixa de pH
entre 4,8 e 6,0.
III. A substância titulada é uma base fraca, e a
titulante é um ácido forte.
IV. As primeiras gotas do titulante, ao serem
adicionadas, provocam a formação de uma
solução tampão.
Está(ão) correta(s):
a) apenas I, II e III
b) apenas I, II e IV
c) apenas II, III e IV
d) apenas I, III e IV
e) I, II, III e IV
5 (ITA-SP) São fornecidas as seguintes informações
a respeito de titulação ácido-base:
• A figura mostra as curvas de titulação de
30,0 mL de diferentes ácidos (I, II, III, IV e V),
todos a 0,10 mol ? L 21 , com uma solução
aquosa 0,10 mol ? L 21 em NaOH.
• O indicador fenolftaleína apresenta o intervalo
de mudança de cor entre pH 8,0 a 10,0,
e o indicador vermelho de metila, entre pH
4,0 a 6,0.
pH
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
0,0
V
IV
III
II
I
20,0
V NaOH
(mL)
40,0
50
Considerando estas informações, é CORRETO
afirmar que
a) o indicador vermelho de metila é mais adequado
que a fenolftaleína para ser utilizado
na titulação do ácido IV.
b) o indicador vermelho de metila é mais adequado
que a fenolftaleína para ser utilizado
na titulação do ácido V.
c) o ácido III é mais forte que o ácido II.
d) os dois indicadores (fenolftaleína e vermelho
de metila) são adequados para a titulação do
ácido I.
e) os dois indicadores (fenolftaleína e vermelho
de metila) são adequados para a titulação do
ácido III.
6 (UFPB) Um estudante de Química, por meio de
titulação ácido-base, determinou as concentrações
de 20 mL de solução aquosa de um monoácido
e de 20 mL de solução aquosa de uma
monobase, e montou os seguintes gráficos:
pH
pH
Gráfico I
14
13
12
11
10
9
8
7
X
6
5
4
3
2
1
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Volume de titulante (mL)
Gráfico II
14
13
12
11
10
9
8
7
6
Y
5
4
3
2
1
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Volume de titulante (mL)
Com base nesses gráficos, é correto afirmar:
a) O gráfico II corresponde à titulação de uma solução
de um ácido fraco por uma base forte.
b) O gráfico II corresponde à titulação de uma
solução 0,1 mol/L do ácido por uma solução
0,2 mol/L da base.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
5
c) O ponto destacado pela letra X, no gráfico I, indica que houve
neutralização completa dos íons hidrônio pelos íons hidroxila.
d) O gráfico I corresponde à titulação de uma solução 0,1 mol/L da
base por uma solução 0,2 mol/L do ácido.
e) O ponto destacado pela letra Y no gráfico II, cujo pH é igual a 6,04,
corresponde a uma solução-tampão.
7 (Cefet-PI) Na titulação de um ácido monoprótico fraco com uma base
monoprótica forte, o pOH no ponto médio é 8,0. Sabendo disso, calcule
o pH de uma solução aquosa de 1,0 mol/L desse ácido a 25 °C:
a) ( ) 6,0 b) ( ) 8,0 c) ( ) 3,0 d) ( ) 2,0 e) ( ) 4,0
Comentário dos autores:
No ponto médio, metade do volume da solução básica necessário para chegar ao
ponto de equivalência foi adicionado.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Vunesp) Duas fitas idênticas de magnésio metálico são colocadas, separadamente, em
dois recipientes. No primeiro recipiente adicionou-se solução aquosa de HC, e, no segundo,
solução aquosa de CH 3 COOH, ambas de concentração 0,1 mol/L.
Foram feitas as seguintes afirmações:
I. As reações se completarão ao mesmo tempo nos dois recipientes, uma vez que os
ácidos estão presentes na mesma concentração.
II. O magnésio metálico é o agente oxidante nos dois casos.
III. Um dos produtos formados em ambos os casos é o hidrogênio molecular.
IV. As velocidades das reações serão afetadas se as fitas de magnésio forem substituídas
por igual quantidade deste metal finamente dividido.
São verdadeiras as afirmações:
a) I e II, apenas.
b) II e III, apenas.
c) I e III, apenas.
d) III e IV, apenas.
e) II, III e IV, apenas.
Sugestão de encaminhamento
1.
Recorde que o magnésio é um metal mais reativo que o hidrogênio ou, em outras palavras,
o íon Mg 21 (aq) tem menor tendência para se reduzir a Mg (s) do que o H 1 (aq) a H 2 (g).
Utilize as semirreações equacionadas abaixo para chegar à equação global da reação que
ocorre em ambos os recipientes:
Mg 21 (aq) 1 2 e 2 # Mg (s)
2 H 1 (aq) 1 2 e 2 # H 2 (g)
Com base na equação global, julgue a afirmação III.
2.
Compare a força de HC, e CH 3 COOH e responda: A [H 1 ] será igual em ambas as soluções?
Recorde o efeito da concentração sobre a rapidez de uma reação e julgue a afirmação I.
3.
Recorde os conceitos de oxidante e redutor. Use a equação global, escrita no passo 1,
para julgar a afirmação II.
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4.
Recorde o efeito da superfície de contato sobre a rapidez de uma reação e julgue a
afirmação IV.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
2 1 a) alta baixa
baixa
alta
b) Como ela é absorvida eficientemente tanto em meio ácido
quanto em meio alcalino, isso indica que se deve apresentar
predominantemente na forma molecular em ambos os meios.
Assim, não deve ser ácido nem base (ou, então, deve ser um
ácido fraquíssimo e/ou base fraquíssima).
2 Alternativa D.
3 Alternativa E.
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Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Acidez na chuva
2 1 Alternativa C.
2 a) B.
b) 100 vezes.
3 Alternativa E.
4 a) 100 vezes.
b) 31,6 vezes.
5 Alternativa C.
6 Alternativa C.
7 Alternativa A.
8 Alternativa B.
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Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
2 1 a) CaO (s) 1 H 2 O (,) # Ca(OH) 2 (aq)
b) Para diminuir a acidez do solo.
2 Alternativa C.
3 Alternativa A.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução—tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Curva de titulação
2 1 Soma 5 41 (são corretas 01, 08, 32).
2 Alternativa B.
3 a) pH ≈ 9
b) Ao redor de 25 mL, digamos, entre 10 mL e 40 mL. A capacidade
tamponante é máxima em 25 mL, pois [ácido] 5 [ânion].
c) 25 mL, pois, como [ácido] 5 [ânion], então [H 1 ] 5 K a e, portanto,
pH 5 pK a .
4 Alternativa C.
5 Alternativa D.
6 Alternativa C.
7 Alternativa C.
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Unidade I
Capítulo 31 Solução—tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Definição ácido-base de Bronsted—Lowry
2 1 Alternativa C.
2 Alternativa C.
3 Alternativa B.
4 Alternativa B.
5 Alternativa D.
6 Alternativa B.
7 Alternativa E.
8 Alternativa A.
9 Alternativa A.
10 Verdadeira.
11 Alternativa B.
12 a) Para NO 2 2: K b 5 2,2 ? 10 211
Para CN 2 : K b 5 1,4 ? 10 25
A base CN 2 possui maior tendência a receber próton, pois tem
maior K b .
b) HCN e NO 2 2 (A reação direta é mais favorecida que a inversa porque
o HNO 2 é um ácido mais forte que o HCN).
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Unidade I
Capítulo 31 Solução—tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Definição ácido-base de Lewis
2 1 Alternativa D.
2 Alternativa C.
3 Alternativa C.
4 São corretas 04, 08, 16.
5 É uma reação ácido-base no conceito de Lewis, pois uma espécie doa
par eletrônico e outra espécie o recebe. A espécie que atua como
ácido é o S, pois recebe par eletrônico.
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Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
Seção 1.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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É correto afirmar que:
H 3 O 1 (aq)
1 (Esam-RN) A força de um ácido HA pode ser comparada
HI (,) F 1 I 2 (aq) 3,0 ? 10 9
com a de outro ácido HB através de suas:
a) massas moleculares.
b) fórmulas empíricas.
c) massas molares.
d) composições centesimais.
e) constantes de ionização.
2 (Fatec-SP) Uma solução aquosa 1 mol/L, de um
ácido genérico HA, poderá ser classificada como
solução de um ácido forte, se:
a) a solução for altamente condutora de corrente
elétrica.
b) mudar de cor, de vermelho para azul, o papel
de tornassol.
c) apresentar coloração avermelhada na presença
do indicador fenolftaleína.
d) mantiver uma concentração de HA muito
maior que a concentração dos íons H 1 .
e) não se alterar na presença de uma base.
3 (UFSC) Soluções ácidas e soluções alcalinas
exibem propriedades importantes, algumas
delas ligadas à força do ácido ou da base. Uma
solução aquosa de um ácido genérico HA poderá
ser classificada como solução de um ácido fraco
a) 0,1 mol/L de HNO
quando (dê como resposta a soma dos números
2
das afirmações corretas):
b) 0,1 mol/L de HBr
(01) não se alterar na presença de uma base.
(02) apresentar coloração avermelhada na presença
do indicador fenolftaleína.
c) 0,1 mol/L de CH 3 COOH
d) 0,1 mol/L de HBrO
e) 0,1 mol/L de HIO
(04) apresentar uma concentração de íons H 1
maior que a concentração de íons A 2 .
(08) mantiver uma concentração de HA muito
maior que a concentração dos íons H 1 .
(16) a solução for altamente condutora de
corrente elétrica.
4 (Uepa) Os halogênios pertencem a uma classe
de elementos com acentuada reatividade
química, presentes na composição química de
muitos ácidos, dentre os quais o HC,, HF, HI e
Intensidade da
luz da lâmpada
HBr. Tomando como base os dados fornecidos
para esses compostos no quadro abaixo:
Reação de ionização em
meio aquoso ionização
Constante de
ionização (a 25 °C)
HF (,) F H 3 O 1 (aq) 1 F 2 (aq) 6,0 ? 10 24
HC, (g) F H 3 O 1 (aq) 1 C, 2 (aq) 1,0 ? 10 7
HBr (,) F H 3 O 1 (aq) 1 Br 2 (aq) 1,0 ? 10 9
a) O ácido iodídrico é o que apresenta menor
ionização.
b) A ordem de acidez apresentada para essas
substâncias é HC, . HF . HI . HBr.
c) O HI em meio aquoso é o ácido de maior
condu tibilidade elétrica.
d) A substância com maior capacidade de liberar
H 3 O 1 é o HBr.
e) O HC,, ao sofrer ionização, apresenta mais
espécies não ionizadas.
5 (PUC-MG) A tabela se refere a dados de forças
relativas de ácidos em soluções aquosas, à
temperatura ambiente. Das soluções aquosas
abaixo, a melhor condutora de eletricidade é:
Ácidos Constante de ionização (K a )
HBr 6,0 ? 10 22
HNO 2 4,5 ? 10 24
CH 3 COOH 1,8 ? 10 25
HBrO 2,1 ? 10 29
HIO 2,3 ? 10 211
6 (Fatec-SP) Utilizando um dispositivo constituído
por dois eletrodos conectados a uma lâmpada,
testou-se o grau de condutibilidade elétrica de
volumes iguais de duas soluções aquosas, uma
do ácido HA e outra do ácido HB. Os resultados
foram os seguintes:
• solução de HA:
muito intensa
• solução de HB:
fraca
De acordo com esses resultados, as soluções de
HA e HB podem ser, respectivamente:
a) CH 3 COOH 0,01 mol/L e CH 3 COOH 0,1 mol/L
b) CH 3 COOH 0,1 mol/L e H 2 SO 4 0,1 mol/L
c) HC, 0,1 mol/L e CH 3 COOH 0,1 mol/L
d) HC, 0,01 mol/L e H 2 SO 4 0,1 mol/L
e) HC, 0,001 mol/L e H 2 SO 4 0,1 mol/L

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
7 (Udesc-SC) Observe a tabela de ácidos.
Coloque-os em ordem crescente de acidez,
indicando qual deles possui o maior grau de
ionização.
Ácido Constante de ionização (K a )
HCN 4,0 ? 10 210
HC, 1,0 ? 10 7
HNO 2 5,1 ? 10 24
HC,O 4 1,0 ? 10 10
a) (HCN , HNO 2 , HC, , HC,O 4 ) o que possui
maior grau de ionização é o (HCN).
b) (HCN , HNO 2 , HC, , HC,O 4 ) o que possui
maior grau de ionização é o (HC,O 4 ).
c) (HC,O 4 , HC, , HNO 2 , HCN) o que possui
maior grau de ionização é o (HC,O 4 ).
d) (HCN , HC,O 4 , HNO 2 , HC,) o que possui
maior grau de ionização é o (HC,).
e) (HCN , HC, , HC,O 4 , HNO 2 ) o que possui
maior grau de ionização é o (HNO 2 ).
8 (Cefet-CE) O ácido fórmico (HCHO 2 ) é monoprótico
fraco. Quando em solução, numa concentração
de 0,2 M, ele se encontra 3,2% ionizado.
A constante de ionização do ácido e a concentração
molar do íon H 1 são, respectivamente:
a) K a 5 2,05 3 10 24 e [H 1 ] 5 6,4 3 10 23 M
b) K a 5 6,4 3 10 23 e [H 1 ] 5 5,0 3 10 25 M
c) K a 5 1,8 3 10 25 e [H 1 ] 5 3,2 3 10 23 M
d) K a 5 1,8 3 10 25 e [H 1 ] 5 6,4 3 10 23 M
e) K a 5 2,05 3 10 23 e [H 1 ] 5 6,4 3 10 24 M
9 (UFF-RJ) Informe a que volume deve ser diluído
com água um litro de solução de um ácido fraco
HA 0,10 M, de constante de ionização extremamente
pequena (K a ,, 1) a fim de produzir
uma concentração protônica que é a metade da
concentração original da solução.
10 (UEL-PR) A constante de ionização do ácido nítrico
é muito grande, tendendo ao Ü (infinito).
Assim, as concentrações de moléculas HNO 3
(aq), de íons H 1 (aq) e de íons NO 2 3 (aq) em uma
solução aquosa 1 mol/L desse ácido são próximas,
respectivamente, de:
a) Ü, 1 e 1. d) 0, 1 e 1.
b) 1, Ü e Ü. e) Ü, Ü e Ü.
c) 1, 1 e Ü.
11 (UFSM-RS) X, Y e Z representam três ácidos que,
quando dissolvidos em um mesmo volume de
água, à temperatura constante, comportam-se
de acordo com a tabela abaixo.
Número de mols
dissolvidos
Número de mols
ionizados
X 20 2
Y 10 7
Z 5 1
Analise as afirmações, considerando os três
ácidos.
I. X representa o mais forte.
II. Z representa o mais fraco.
III. Y apresenta o maior grau de ionização.
Está(ão) correta(s):
a) apenas I. d) apenas I e II.
b) apenas II. e) I, II e III.
c) apenas III.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
12 (UFV-MG) Em soluções aquosas o ânion dicromato
está em equilíbrio dinâmico com o ânion
cromato, segundo a reação representada por:
Cr 2 O 22 7 (aq) 1 H 2 O (,) F 2 CrO 22 4 (aq) 1 2 H 1 (aq)
Cor alaranjada
Cor amarela
Adicionando-se uma subtância X a um frasco
contendo solução aquosa de K 2 Cr 2 O 7 , observa-
-se alteração da cor alaranjada para amarela.
Por outro lado, adicionando-se uma substância
Y a outro frasco contendo a mesma solução,
observa-se intensificação da cor alaranjada.
Assinale a alternativa que indica CORRETAMEN-
TE uma das possibilidades para as substâncias
X e Y, respectivamente:
a) H 2 SO 4 , NaOH. d) HC,, H 2 SO 4 .
b) KOH, HC,. e) NaOH, KOH.
c) NaC,, HC,.
13 (UFPel-RS) Na fração líquida obtida da destilação
seca do carvão mineral, chamada de águas
amoniacais, têm-se em solução as seguintes
substâncias: NH 4 OH, NH 4 NO 3 e (NH 4 ) 2 SO 4 .
Considerando que o hidróxido de amônio
ioniza-se segundo a equação
Mantendo-se constante a temperatura e adicionando-se
uma solução aquosa de acetato
de sódio, de fórmula CH 3 kCOONa, é incorreto
afirmar que:
a) o equilíbrio se desloca para a esquerda.
b) aumenta a concentração de CH 3 COOH.
c) aumenta a concentração do íon CH 3 COO 2 .
d) diminui a concentração do íon H 1 .
e) altera o valor numérico da constante de
equilíbrio.
15 (UFRGS-RS) O HF, em solução aquosa, comporta-
-se como um ácido segundo a equação abaixo.
HF 1 H 2 O F F 2 1 H 3 O 1
O ácido fluorídrico foi tratado, separadamente,
com as soluções abaixo.
I. HC,
II. NaOH
III. NH 3
IV. KF
Quais dessas soluções provocam a diminuição
do grau de ionização do ácido fluorídrico?
a) Apenas I. d) Apenas II e III.
b) Apenas IV. e) I, II, III e IV.
c) Apenas I e IV.
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NH 4 OH (aq) F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
a presença das outras duas substâncias:
a) aumenta a quantidade de NH 4 OH não ionizado
no sistema, por deslocar o equilíbrio para
a esquerda.
b) aumenta a quantidade de NH 4 OH não ionizado
no sistema, por deslocar o equilíbrio para
a direita.
c) diminui a quantidade de NH 4 OH, por aumentar
a quantidade de NH 1 4 no sistema.
d) diminui a quantidade de NH 4 OH, por retirar
do sistema íons OH 2 .
e) não altera o equilíbrio em questão.
14 (PUC-RS) Considere o equilíbrio químico que se
estabelece em uma solução aquosa de ácido acético
que pode ser representado pela equação
CH 3 kCOOH (aq) F
F CH 3 kCOO 2 (aq) 1 H 1 (aq)
16 (Unirio-RJ) Qual dos sais abaixo poderia diminuir
o grau de ionização da base NH 4 OH?
a) NaC, d) K 2 SO 4
b) NaNO 3 e) CaC, 2
c) NH 4 C,
17 (Fuvest-SP) Algumas argilas do solo têm a capacidade
de trocar cátions da sua estrutura por
cátions de soluções aquosas do solo. A troca
iônica pode ser representada pelo equilíbrio:
R 2 Na 1 (s) 1 NH 1 4 (aq) F R 2 NH 1 4 (s) 1 Na 1 (aq)
em que R representa parte de uma argila.
Se o solo for regado com uma solução aquosa
de um adubo contendo NH 4 NO 3 , o que ocorre
com o equilíbrio acima?
a) Desloca-se para o lado do Na 1 (aq).
b) Desloca-se para o lado do NH 1 4 (aq).
c) O valor de sua constante aumenta.
d) O valor de sua constante diminui.
e) Permanece inalterado.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
Exercício resolvido
1 Determinada variedade de suco de limão tem
pH 5 2,3 e determinada variedade de suco de
laranja tem pH 5 4,3.
Determine a relação _____________
​ [H1 ] suco de limão
​.
[H 1 ] suco de laranja
Resolução
O suco de limão tem pH 5 2,3 V
V [H 1 ] 5 10 22,3 mol/L
O suco de laranja tem pH 5 4,3 V
V [H 1 ] 5 10 24,3 mol/L
Assim:
_____________
​ [H1 ] suco de limão
​ 5 ______ ​ 1022,3
[H 1 ] suco de laranja 10 ​ 5 24,3 1022,3 2 (24,3) 5 10 2
Comentário dos autores:
O SUPLEMENTO – Informações para consulta
resume propriedades das potências de dez.
Estude-o se julgar necessário.
2 (UFMG) A água da chuva em uma região poluída
tem pH igual a 3,0. Considere estas duas misturas
e seu respectivo pH:
• Suco de limão pH 5 2,2
• Suco de tomate pH 5 4,3
Com base nessas informações, é CORRETO
afirmar que:
a) a concentração de H 1 na chuva é igual a
0,001 mol/L.
b) a chuva é mais ácida que o suco de limão.
c) a chuva é menos ácida que o suco de tomate.
d) a concentração de OH 2 nas duas misturas é
igual a zero.
(UFTM-MG) As informações contidas na tabela
seguinte devem ser utilizadas para a resolução
das questões de números 3 e 4.
3 (UFTM-MG) O único líquido do corpo humano,
dentre os citados, que é sempre ácido é:
a) o suco gástrico.
b) o plasma sanguíneo.
c) a urina.
d) a saliva.
e) o leite materno.
4 (UFTM-MG) Considerando as faixas de pH apresentadas
na tabela, pode-se afirmar que uma
delas significa uma variação de [H 1 (aq)] maior
do que 1.000 vezes do início ao fim da faixa.
É a que corresponde:
a) ao suco gástrico.
b) ao plasma sanguíneo.
c) ao leite materno.
d) à saliva.
e) à urina.
5 (Fuvest-SP) Para indicar a acidez de uma solução,
usa-se o pH, que informa a concentração
de íons H 1 que se encontram na solução.
A água pura tem pH igual a 7, o que significa que
existe 1 mol de H 1 para cada 10 7 litros. Do mesmo
modo, numa solução de pH igual a 3 existe
1 mol de H 1 para cada 10 3 litros. Se determinada
solução tem pH igual a 6, pode-se concluir que
a concentração de íons H 1 nessa solução é:
a) duas vezes maior que a existente em uma
solução de pH 5 3.
b) dez vezes maior que a existente em água pura.
c) mil vezes maior que a existente em uma solução
de pH 5 3.
d) três vezes menor que a existente em uma
solução de pH 5 3.
e) aproximadamente 16% menor que a existente
em água pura.
Exercício resolvido
6 Um suco de limão apresenta [H 1 ] 5 5 ? 10 23 mol/L.
Qual o seu pH? (Dado: log 5 5 0,7)
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Líquido do corpo
humano
Faixa de pH
Suco gástrico 1,0 a 3,0
Plasma sanguíneo 7,3 a 7,5
Urina 4,8 a 8,4
Saliva 6,5 a 7,5
Leite materno 6,8 a 7,0
(CRC – Handbook of Chemistry and Physic)
Resolução
Utilizando a definição de logaritmo podemos
afirmar que, se log 5 5 0,7, então 10 0,7 5 5.
Com isso, podemos transformar o valor 5 ? 10 23
em uma potência de dez.
[H 1 ] 5 5 ? 10 23 5 10 0,7 ? 10 23 5 10 22,3 mol/L
Somam-se os expoentes
Como [H 1 ] 5 10 22,3 mol/L V pH 5 2,3

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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
7 A análise de um suco revelou que sua concentração
hidrogeniônica (isto é, [H 1 ]) é igual a
6,3 ? 10 25 mol/L.
Determine o pH desse líquido. (Dado: log 6,3 5 0,8)
8 Um medicamento antiácido estomacal apresenta
concentração hidroxiliônica, [OH 2 ], igual a
3,2 ? 10 24 mol/L. Determine o pH desse material.
(Dado: log 3,2 5 0,5.)
Comentário dos autores:
Calcule primeiro o pOH.
9 Ao analisar um produto para remover crostas
de gordura de fornos domésticos, um técnico
descobriu que ele contém 0,20 mol/L de íons
hidroxila.
Determine o pH desse produto, sabendo que
log 2 5 0,3.
10 (PUC-Campinas-SP) Para não prejudicar a saúde
dos atletas, a água das piscinas para a prática
da natação deve ter as seguintes condições:
• pH entre 7,2 e 7,6
• cloro livre entre 1 e 3 mg/L
Estes parâmetros mostram que a água das
piscinas:
I. são ligeiramente alcalinas.
II. contém de 1 a 3 mg de íons C, 2 dissolvidos
por litro.
III. apresenta [H 1 (aq)] menor do que a da água
pura.
Está correto o que se afirma SOMENTE em:
a) I. d) I e III.
b) II. e) II e III.
c) III.
11 (Unopar-PR) Em média, o pH de uma amostra
de chuva de regiões não industrializadas
é 6,4. Pode-se afirmar que essa amostra
apresenta concentração de íons OH 2 ,
em mol/L igual a: (Dados: pH 5 2log [H 1 ];
K W 5 [H 1 ] ? [OH 2 ], sendo que K W 5 10 214 .)
a) 10 25,7 b) 10 26,4 c) 10 27,6 d) 10 28,2 e) 10 220,4
12 (UFC-CE) Pequenas variações na concentração
hidrogeniônica do organismo humano podem
causar efeitos drásticos no funcionamento
celular. Por exemplo, se o pH do sangue, que
é normalmente 7,45, for alterado para valores
menores do que 6,80 ou maiores do que 8,00,
pode resultar na morte do indivíduo.
Assinale a alternativa que contém o intervalo
dos valores de concentração hidrogeniônica, no
sangue, suportável ao organismo humano:
a) 0,10 M [H 1 ] 0,30 M
b) 10 28,00 M [H 1 ] 10 26,80 M
c) 10 27,20 M [H 1 ] 10 26,00 M
d) 6,80 M [H 1 ] 8,00 M
e) 10 214,00 M [H 1 ] 10 27,00 M
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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
13 (UEMS) Conhecido e usado há tempos pela humanidade,
o vinagre é usado como condimento
e conservante de alimentos. O ingrediente responsável
pela acidez do vinagre é o ácido acético
(nome sistemático: ácido etanoico), um ácido
carboxílico fraco em água com constante de
ionização ácida, K a , de 2 3 10 25 a 25,0 °C. Considerando
que o vinagre vendido nos supermercados
é uma solução de ácido acético a 4,0% (ou seja,
4,0 g/100 mL), pode-se estimar que a concentração
molar de ácido acético no vinagre e a faixa
de pH do vinagre sejam, respectivamente:
(Dados: log 2 5 0,30 e log 3 5 0,48)
a) 6,7 mol L 21 e 1 , pH , 2
b) 0,67 mol L 21 e 2 , pH , 3
c) 0,067 mol L 21 e 2 , pH , 3
d) 0,67 mol L 21 e 3 , pH , 4
e) 0,067 mol L 21 e 3 , pH , 4
14 (Vunesp) Quando o pH da água da chuva fica
abaixo de 5,0 ocorre o fenômeno denominado
chuva ácida. Assinale a alternativa na qual a
concentração de HNO 3 (massa molar 5 63 g ?
? mol 21 ), isoladamente, seria suficiente para que
se considerasse a chuva como ácida.
a) 7 ? 10 22 mg ? L 21 .
b) 10 23 mM.
c) 7 ? 10 23 g ? L 21 .
d) 7 ? 10 26 % (m/m).
e) 2 ? 10 27 M.
15 (FEI-SP) O pH de uma solução de HNO 3
0,002 mol/L, supondo ionização total do ácido,
será: (Dado: log 2 5 0,30.)
a) 3,2 b) 2,2 c) 1,8 d) 1,5 e) 2,7
16 (UEPG-PR) O pH aproximado de uma solução
0,025 molar de NaOH é de: (Dado: log 5 5 0,70.)
a) 1,60 b) 3,20 c) 12,40 d) 10,00 e) 8,50
18 (UFF-RJ) Nas células do nosso corpo, o dióxido
de carbono é produto final do metabolismo.
Uma certa quantidade desse composto é dissolvida
no sangue e a reação que se processa é:
CO 2 1 H 2 O F H 2 CO 3 F H 1 1 HCO 2 3
Esses equilíbrios mantêm o valor do pH do sangue
em torno de 7,5. Numa situação de incêndio,
há um aumento na inalação de gás carbônico,
acarretando elevação dos níveis de CO 2 no
sangue. Neste caso, o indivíduo sofre “acidose”.
O contrário é a “alcalose”.
Com base nas informações assinale a opção
correta.
a) O valor normal do pH do sangue é ácido.
b) A acidose é provocada quando o equilíbrio
se desloca para a direita.
c) Tanto na alcalose quanto na acidose, a posição
de equilíbrio não sofre alteração.
d) A alcalose tem como responsável o aumento
da [CO 2 ].
e) O pH normal do sangue independe dos valores
da [CO 2 ].
19 (UFPB) Grande parte da produção mundial
do enxofre vem do gás sulfídrico (H 2 S) proveniente
da extração de gás natural de poços
de petróleo. Embora funcione como um ácido
diprótico, a concentração de íons hidrônio provenientes
de uma solução aquosa desse gás
pode ser estimada conhecendo apenas o valor
de pK a1 , que, nesse caso, considera-se igual a 7.
Com base nessas informações, calcule o pH de
uma solução aquosa 0,1 mol L 21 de H 2 S.
Comentário dos autores:
Define-se pK a como pK a 5 2log K a . Assim, dizer que
pK a 5 7 é o mesmo que dizer que K a 5 10 27 .
Exercício resolvido
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17 (UCS-RS) O ácido fenilacético (HC 8 H 7 O 2 ) é uma
das substâncias que se acumula no sangue
das pessoas com fenilcetonúria, um distúrbio
de origem genética que pode causar o retardo
mental ou até a morte.
Supondo-se que, em determinada situação,
a concentração de ácido fenilacético seja de
0,08 mol L 21 , o pH da solução será de:
a) 3,60.
b) 2,70. Dados:
c) 1,70. K a 5 5 ? 10 25 mol L 21
d) 5,30. log 2 5 0,30
e) 4,00.
20 Adiciona-se água destilada a 5 mL de uma solução
de HC, de pH 5 1,7 até o volume de 500 mL.
Qual o novo pH?
Resolução
Aplicando a fórmula da diluição de soluções e
sabendo que no início [H 1 ] i 5 M i 5 10 21,7 mol/L:
M i ? V i 5 M f ? V f
10 21,7 ? 5 5 [H 1 ] f ? 500
[H 1 ] f 5 10 23,7 mol/L
pH 5 3,7

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
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21 (Ufersa-RN-modificado) A um recipiente contendo
99,0 L de água destilada, foi adicionado 1,0 L
de uma solução de ácido clorídrico de pH igual
a 2,0. O pH da solução resultante será igual a:
a) 3,0. b) 4,0. c) 5,0. d) 6,0.
22 (Mackenzie-SP) A concentração hidrogeniônica
de um ácido concentrado X é 10 23 mol/L.
O pOH de uma solução preparada com 40 mL
desse ácido e água suficiente para completar
200 cm 3 é igual a:
a) 4,0. d) 10,3. Dado:
b) 11,0. e) 4,3. log 2 5 0,3
c) 3,7.
23 (UFRGS-RS) Se forem acrescentados 90 mL de
água a 10 mL de uma solução aquosa de KOH
com pH igual a 9, o pH da solução resultante
será aproximadamente igual a:
a) 0,9. d) 9,0.
b) 7,0. e) 10,0.
c) 8,0.
24 (UFPA) Eletrocromismo – efeito que consiste na
mudança reversível de coloração de substâncias
em função da aplicação de um determinado
potencial elétrico.
As condições para a adequada eletrodeposição
de substâncias eletrocrômicas são influenciadas
pelo meio, principalmente pelo pH.
Por exemplo, para se depositar um filme de
polianilina a partir de sua solução aquosa, o
pH da solução deve estar entre 2 e 4. Para um
experimento de eletrodeposição dispõe-se de
100 mL de solução aquosa de polianilina com
pH igual a dois. Essa solução, porém, precisou
ter seu volume alterado para 1 L, com adição de
água, em função de o objeto, que sofrerá a eletrodeposição,
ter que ficar totalmente imerso.
Justifique, com base no cálculo do pH da solução
final, se nas novas condições do meio reacional
a deposição irá ocorrer adequadamente.
25 (UFMT) O suco obtido de algumas laranjas tem o
pH 5 4. Sendo Y a concentração hidrogeniônica,
em mol/L, de um refresco preparado
diluindo-se 50 mL desse suco em um volume de
água suficiente para perfazer 500 mL, calcule
Y 3 10 6 .
26 Um químico adicionou uma gota de HC,
1,0 mol/L a 5,0 L de água pura. Determine o
pH da solução obtida, sabendo que vinte gotas
iguais a essa totalizam o volume de 1 mL.
27 Ao diluir uma solução de ácido fraco, a [H 1 ] sofre
aumento, diminuição ou permanece inalterada?
E o pH?
28 Ao diluir uma solução de base fraca, a [OH 2 ]
sofre aumento, diminuição ou permanece inalterada?
E o pH?
( 29 (Cefet-PI) 1,0 L de uma solução aquosa de um
ácido monoprótico fraco com pH igual a 2,0 foi
adicionado a 99,0 L de água destilada. Calcule o
valor do pH após a diluição, considerando que
a mesma ocorre sem alterar a temperatura:
a) 4,0. d) 7,0.
b) 2,0. e) 5,0.
c) 3,0.
Comentário dos autores:
Lembre-se de que a diluição não altera o valor de K a .
30 (Uespi) Numa determinada temperatura, dissolveu-se
0,2 mol de um monoácido HA em 1 litro
de água pura. Após estabelecido o equilíbrio, o
valor do potencial hidrogeniônico encontrado
foi: pH 5 5.
O grau de ionização desse ácido, após diluir
essa solução a um volume 4 vezes maior e após
estabelecido o equilíbrio novamente, será:
a) a 5 1,0 ? 10 23 d) a 5 1,0 ? 10 24
b) a 5 5,0 ? 10 210 e) a 5 1,0 ? 10 28
c) a 5 5,0 ? 10 22
Exercício resolvido
31 (Fuvest-SP) Um estudante misturou todo o conteúdo
de dois frascos, A e B, que continham:
• frasco A: 25 mL de solução aquosa de HC,
0,80 mol/L
• frasco B: 25 mL de solução aquosa de KOH
0,60 mol/L
a) Calcule o pH da solução resultante.
b) A solução resultante é ácida, básica ou neutra?
Justifique utilizando o produto iônico
da água.
Resolução
a) Como estamos misturando uma solução de
ácido com outra, de base, devemos nos certificar
se há ou não excesso.
Cálculo da quantidade em mols de HC,:
1.000 mL 0,80 mol
V n HC, 5 0,020 mol
25 mL n HC,
Cálculo da quantidade em mols de KOH:
1.000 mL 0,60 mol
25 mL n KOH
V n KOH 5 0,015 mol
A proporção estequiométrica é de 1 : 1 conforme
mostra a equação da reação de neutralização:
HC, 1 KOH # KC, 1 H 2 O
1 mol 1 mol
0,015 mol 0,015 mol
Há, portanto, excesso de 0,005 mol de HC, (ou
seja, 0,020 mol 2 0,015 mol). Esse excesso estará
dissolvido no volume final de 50 mL (isto é,

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Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
0,050 L). Assim, a concentração em mol/L desse
excesso será de 0,005 mol/0,050 L 5 0,1 mol/L.
Como se trata de um ácido forte (a 5 100%),
concluímos que [H 1 ] 5 0,1 mol/L 5 10 21 mol/L e,
portanto, a solução resultante terá pH 5 1.
b) K W 5 10 214 5 [H 1 ] [OH 2 ] V
[H 1 ] 5 10 21 mol/L
V [OH 2 ] 5 10 213 mol/L
Como [H 1 ] . [OH 2 ], concluímos que a solução
resultante tem caráter ácido.
32 (UFRN) O quadro abaixo contém informações
a respeito do pH aproximado de algumas soluções
cujas concentrações são iguais a 0,1 mol/L,
a 25 °C.
Solução
pH
HC, 1,0
NaOH 13,0
CH 3 COOH 3,0
HCN 5,0
A respeito dessas soluções, nas condições descritas,
são feitas as seguintes afirmativas:
I. A solução de HC, é a que apresenta uma
maior concentração de H 1 .
II. 10 mL da solução de NaOH são suficientes
para neutralizar 10 mL de solução de HC,.
III. A solução de CH 3 COOH apresenta menor
concentração de H 1 em relação à de HCN.
IV. A concentração de íons OH 2 na solução de
NaOH é igual a 1 3 10 213 mol/L.
Assinale a alternativa com as afirmativas corretas.
a) I e II.
b) I e IV.
c) III e IV.
d) I, II e III.
e) II, III e IV.
33 (Vunesp) Em um laboratório, há um frasco no
qual são despejados os resíduos para que sejam
tratados antes do descarte. Inicialmente vazio
e limpo, nesse frasco foram despejados 90 mL
de uma solução aquosa de uma base forte, com
pH 5 9, e 10 mL de uma solução aquosa de ácido
forte, pH 5 3. Calcule o pH aproximado da
solução resultante no frasco de resíduos.
34 (Ufersa-RN) A massa de hidróxido de sódio
(massa molar 5 40 g/mol) que devemos adicionar
a 1,0 L de solução aquosa de um monoácido
forte, para que seu pH aumente de 2,0 para 3,0
é (observação: aceite que não ocorre variação
significativa no volume da solução quando a
base é adicionada):
a) 0,10 g. c) 0,36 g.
b) 0,88 g. d) 1,0 g.
35 (Cefet-PE) Um tanque contém 1 m 3 de efluente
ácido com pH 5 2. Sabendo-se que a massa
molar do NaOH é igual a 40 g/mol, assinale a
alternativa abaixo que corresponde à quantidade
de hidróxido de sódio, a 50% em massa,
necessária para neutralizar todo o efluente
do tanque.
a) 600 g. d) 800 g.
b) 200 g. e) 100 g.
c) 400 g.
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Capítulo 29 pH e pOH
Seção 6
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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36 (PUC-SP) Dado: coloração do indicador azul de
bromotimol
pH , 6 V solução amarela
6 , pH , 8 V solução verde
pH . 8 V solução azul
Em um béquer foram colocados 20,0 mL de
solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH)
de concentração 0,10 mol/L e algumas gotas do
indicador azul de bromotimol. Com auxílio de
uma bureta foram adicionados 20,0 mL de uma
solução aquosa de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) de
concentração 0,10 mol/L.
A cada alíquota de 1,0 mL adicionada, a mistura
resultante era homogeneizada e a condutibilidade
da solução era verificada através de
um sistema bastante simples e comum em
laboratórios de ensino médio. Uma lâmpada
presente no sistema acende quando em contato
com um material condutor, como água
do mar ou metais, e não acende em contato
com materiais isolantes, como água destilada,
madeira ou vidro.
A respeito do experimento é correto afirmar que:
a) após a adição de 10,0 mL da solução de H 2 SO 4 ,
a solução apresenta coloração azul e a lâmpada
acende.
b) após a adição de 10,0 mL da solução de H 2 SO 4 ,
a solução apresenta coloração verde e a lâmpada
não acende.
c) após a adição de 12,0 mL da solução de H 2 SO 4 ,
a solução apresenta coloração azul e a lâmpada
acende.
d) após a adição de 12,0 mL da solução de H 2 SO 4 ,
a solução apresenta coloração amarela e a
lâmpada acende.
e) após a adição de 20,0 mL da solução de H 2 SO 4 ,
a solução apresenta coloração verde e a lâmpada
não acende.
37 (ITA-SP) Um indicador ácido-base monoprótico
tem cor vermelha em meio ácido e cor laranja
em meio básico. Considere que a constante
de dissociação desse indicador seja igual a
8,0 3 10 25 . Assinale a opção que indica a quantidade,
em mols, do indicador que, quando adicionada
a 1 L de água pura, seja suficiente para
que 80% de suas moléculas apresentem a cor
vermelha após alcançar o equilíbrio químico.
a) 1,3 3 10 25
b) 3,2 3 10 25
c) 9,4 3 10 25
d) 5,2 3 10 24
e) 1,6 3 10 23
38 (Fuvest-SP)
K W /10 14
log x 1/2
Gráfico 1
6
5
4
3
2
1
0
10 20 30 40 50
T/°C
0,3
0,2
0,1
Gráfico 2
0 1 2 3 4
x
O produto iônico da água, K W , varia com a temperatura
conforme indicado no gráfico 1.
a) Na temperatura do corpo humano, 36 °C,
1 – qual é o valor de K W ?
2 – qual é o valor do pH da água pura e neutra?
Para seu cálculo, utilize o gráfico 2.
b) A reação de autoionização da água é exotérmica
ou endotérmica? Justifique sua resposta,
analisando dados do gráfico 1.
39 (UFV-MG) O equilíbrio de ionização da água pura
é dado pela equação abaixo, cuja constante do
produto iônico é 2,5 3 10 214 , a 37 °C.
H 2 O F H 1 1 OH 2
Assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE
o valor de pH da água pura, nessa temperatura:
(Dado: log 10 2,5 5 0,4)
a) 7,0. c) 7,8. e) 5,0.
b) 6,8. d) 9,0.

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Capítulo 29 pH e pOH
Seção 6
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
2
40 (UnB-DF) A tabela seguinte apresenta a composição
e as características de uma solução
aquosa de triptofano utilizada para a cultura
de bactérias.
triptofano
NaC,
KH 2 PO 4
Composição para 100,0 mL
de solução
pH 5 7,4 a 25 °C
0,5 g
0,5 g
0,25 g
Considerando os dados da tabela abaixo, calcule
o pH da solução de triptofano a 60 °C que mantém
a mesma razão entre a concentração de H 1
e a concentração OH 2 encontrada na solução
aquosa preparada a 25 °C, em pH 5 7,4, apresentada
na tabela ao lado. Multiplique o valor encontrado
por 100 e desconsidere, para a resposta,
a parte fracionária do resultado final obtido,
após efetuar todos os cálculos solicitados.
Temperatura (°C)
K W
25 1 3 10 214
60 1 3 10 213
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Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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1 (UFMG) A cor das hortênsias depende da acidez
do solo. A cor azul predomina em pH menor que
5,5 e a cor rosa, em pH maior que 6,5.
Três vasos, contendo o mesmo tipo de solo —
com pH igual a 7,5 —, foram tratados para o
cultivo de hortên sias, da seguinte forma:
Vaso I — Adição de CaCO 3 (sal de comportamento
básico em meio aquoso).
Vaso II — Adição de A, 2 (SO 4 ) 3 (sal de comportamento
ácido em meio aquoso).
Vaso III — Adição de KNO 3 (sal de comportamento
neutro em meio aquoso).
Assim sendo, é CORRETO afirmar que a predominância
da cor azul pode ocorrer:
a) apenas nos vasos I e III.
b) apenas nos vasos II e III.
c) apenas no vaso II.
d) apenas no vaso I.
2 (UFMS) Certos sais podem produzir soluções
básicas, quando dissolvidos em água. Escolha,
dentre os sais abaixo, aquele que se enquadra
na proposição acima.
a) NH 4 C,. d) NaNO 3 .
b) NaC,. e) Na 2 SO 4 .
c) Na 2 CO 3 .
3 (Unifesp) Os rótulos de três frascos que deveriam
conter os sólidos brancos, Na 2 CO 3 , KC,
e glicose, não necessariamente nessa ordem,
se misturaram. Deseja-se, por meio de testes
qualitativos simples, identificar o conteúdo de
cada frasco. O conjunto de testes que permite
esta identificação é:
a) condutibilidade elétrica e pH.
b) solubilidade em água e pH.
c) adição de gotas de um ácido forte e pH.
d) aquecimento e solubilidade em água.
e) adição de gotas de uma base forte e condutibilidade
elétrica.
4 (Vunesp) Em um laboratório, 3 frascos contendo
diferentes sais tiveram seus rótulos danificados.
Sabe-se que cada frasco contém um único sal e
que soluções aquosas produzidas com os sais
I, II e III apresentaram, respectivamente, pH
ácido, pH básico e pH neutro. Estes sais podem
ser, respectivamente:
a) acetato de sódio, acetato de potássio e cloreto
de potássio.
b) cloreto de amônio, acetato de sódio e
cloreto de potássio.
c) cloreto de potássio, cloreto de amônio e acetato
de sódio.
d) cloreto de potássio, cloreto de sódio e cloreto
de amônio.
e) cloreto de amônio, cloreto de potássio e acetato
de sódio.
5 (Covest-PE) O pH de fluidos em partes distintas
do corpo humano tem valores diferentes, apropriados
para cada tipo de função que o fluido
exerce no organismo. O pH da saliva é de 6,5; o
do sangue é de 7,5 e, no estômago, o pH está na
faixa de 1,6 a 1,8.
O esmalte dos dentes é formado, principalmente
por um mineral de composição
Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . Após as refeições, ocorre diminuição
do pH bucal.
O pH do sangue é mantido aproximadamente
constante pelo seguinte equilíbrio químico,
envolvendo o íon bicarbonato:
H 2 CO 3 (aq) F H 1 (aq) 1 HCO 2 3 (aq)
Com base nestas informações avalie as seguintes
proposições [julgando-as em verdadeiras
ou falsas]:
0) A concentração de íons H 1 é maior na saliva
que no sangue.
1) A concentração de H 1 no estômago é maior
que 10 22 mol/L.
2) Um aumento na acidez da saliva pode resultar
em ataque ao esmalte dos dentes.
3) O bicarbonato pode ser usado para elevar o
pH do estômago.
4) A adição de uma base em um meio contendo
ácido carbônico, íons hidrogênio e bicarbonato
causará deslocamento do equilíbrio mostrado
no enunciado da questão no sentido
da formação de reagentes.
6 (Unifenas-MG)
Nomenclatura
Fórmula
molecular
Tipo(s) de
ligação(ões)
x H 3 PO 3 comum e
Covalentes
dativa
Hidróxido de
cálcio
Hipoclorito de
sódio
y
Iônica e
covalente
comum
Em solução
aquosa a
25 °C
pH , 7
pH . 7
NaC,O z pH . 7
Sulfato férrico Fe 2 (SO 4 ) 3
covalentes
comum e
Iônica e
dativa
w

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Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
x, y, z e w são, respectivamente:
a) ácido fosfórico, Ca(OH) 2 , covalentes comum
e dativa, e pH , 7.
b) ácido fosforoso, CaOH, iônica e covalente
comum, e pH 5 7.
c) ácido hipofosforoso, CaOH, covalente comum
e pH . 7 .
d) ácido hipofosforoso, KOH, iônica e pH . 7.
e) ácido fosforoso, Ca(OH) 2 , iônica e covalente
comum, e pH , 7.
7 (Mackenzie-SP) Um sal formado por base forte
e ácido fraco hidrolisa ao se dissolver em água,
produzindo uma solução básica. Esta é uma
característica do:
a) Na 2 S c) (NH 4 ) 2 SO 4 e) NH 4 Br
b) NaC, d) KNO 3
8 (UEL-PR) Solução aquosa ácida é obtida quando
se dissolve em água o sal:
a) NaHCO 3 c) K 2 CO 3 e) NH 4 C,
b) Na 2 SO 4 d) LiC,
9 (Vunesp) Na tabela a seguir, são fornecidos os
valores de pH de soluções aquosas 0,1 mol/L de
dois ácidos monopróticos
Ácido
Comentário dos autores:
pH inicial da solução
Clorídrico 1,0
Cianídrico 5,1
a) Explique os diferentes valores de pH medidos
para as duas soluções.
b) A neutralização estequiométrica das soluções
de HC, e de HCN com uma solução
de NaOH resultará em soluções que terão o
mesmo pH? Justifique.
Após a neutralização estequiométrica (item b),
trata-se de uma solução de NaC, e outra de
NaCN.
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Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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exercícios adicionais
10 (UFRN) Em algumas regiões do país, é comum o cultivo de hortênsias.
A coloração dessas flores depende da acidez do solo. As hortênsias apresentam
coloração azulada em solos ácidos e coloração rosa em solos
básicos. Sabendo disso, um jardineiro prepara dois vasos com o mesmo
tipo de solo e com pH igual a 7,0. Em cada vaso, coloca uma solução
1,0 M de substâncias diferentes, conforme a ilustração abaixo:
Solução
aquosa de
Na 2
CO 3
vaso I
vaso II
Solução
aquosa de
NH 4
C
Com base nessas informações, atenda às solicitações que seguem.
a) Calcule o volume de solução necessário para fornecer ao vaso I
1,06 grama de Na 2 CO 3 .
b) Determine qual será a coloração da flor obtida em cada vaso. Justifique
sua resposta utilizando as equações de hidrólise dos sais
em solução aquosa.
11 (UPE) Dissolve-se 0,1 mol de um sal, MA, derivado de um ácido monoprótico
em um béquer, contendo água destilada e, em seguida,
transfere-se a solução para um balão volumétrico de 1,0 L, aferindo-o
de forma conveniente. Em relação à solução contida no balão volumétrico,
é CORRETO afirmar que:
a) por se tratar de um sal de um ácido monoprótico, o pH da solução
deverá ser menor do que 7.
b) ela terá um pH 5 7, se o sal MA for originado de uma reação entre
um ácido fraco com uma base fraca.
c) ela será ácida, se o íon hidrolisado for o cátion do sal MA, e não o
ânion, como ocorre nas hidrólises alcalinas.
d) a solução poderá ser ácida ou básica, dependendo, apenas, da
concentração em mol/L do sal.
e) não há hidrólise do sal, apenas ocorrerá a dissolução, pois comumente
os sais que se hidrolisam são derivados de ácidos polipróticos.
12 (UFV-MG) Considere os equilíbrios em meio aquoso, representados
pelas equações I, II, III e IV.
I. H 2 O 1 H 2 O F H 3 O 1 1 OH 2
II. HCN 1 H 2 O F H 3 O 1 1 CN 2
III. CO 22 3 1 H 2 O F HCO 2 3 1 OH 2
IV. NH 1 4 1 H 2 O F H 3 O 1 1 NH 3
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Assinale a alternativa que contém as características ácido-base das
soluções aquosas resultantes de cada um dos equilíbrios representados
nas equações I, II, III e IV, respectivamente:
a) Básico, ácido, neutro, ácido.
b) Ácido, neutro, básico, neutro.
c) Neutro, ácido, básico, ácido.
d) Neutro, básico, ácido, básico.
e) Ácido, neutro, ácido, neutro.

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Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
13 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
Na reação de hidrólise do sulfato de sódio,
formam-se um ácido e uma base fortes, que
são industrialmente utilizados como insumos
de muitos processos químicos, largamente empregados
pelas indústrias.
14 (UFRN) Antônio presta serviços de manutenção
em piscinas, aproveitando os conhecimentos
adquiridos no Ensino Médio. No processo de
cloração da água, ele utiliza hipoclorito de sódio
(NaC,O), um sal originário de base forte e ácido
fraco. Ao dissolver certa quantidade dessa substância
na água de uma piscina, o valor do pH:
a) diminui, pela acidificação da solução.
b) aumenta, pela ionização do sal.
c) aumenta, pela hidrólise do sal.
d) diminui, pela neutralização da solução.
cor
pH (a 25 °C)
amarelo menor que 7
verde igual a 7
azul maior que 7
Indique a cor da solução após a adição do indicador
e escreva a equação química que representa
a hidrólise de cloreto de amônio.
17 (UEPB) O hipoclorito de sódio, quando adicionado
em água, produz a(s) espécie(s) química(s):
a) íons sódio, hipoclorito e ácido cloroso.
b) cloro líquido.
c) cátion sódio, ânion hipoclorito e ácido hipocloroso.
d) íon hipoclorito e ácido hipocloroso.
e) íons sódio e hipoclorito, exclusivamente.
15 (Fuvest-SP) Recentemente, foi lançado no mercado
um tira-manchas, cujo componente ativo é
2 Na 2 CO 3 ? 3 H 2 O 2 . Este, ao se dissolver em água,
libera peróxido de hidrogênio, que atua sobre
as manchas.
Na dissolução desse tira-manchas, em água,
forma-se uma solução neutra, ácida ou básica?
Justifique sua resposta por meio de equações
químicas balanceadas.
18 (Unicamp-SP)* Após tomar rapidamente o café
da manhã, os dois escovam os dentes. O creme
dental que usam contém Na 2 CO 3 . Esta escolha
deve-se ao fato de eles terem visto, numa revista
especializada, um artigo que tratava de cáries
dentárias. Ali constava um gráfico, abaixo reproduzido,
mostrando o pH bucal, logo após uma
refeição, para dois grupos de pessoas que não
escovaram os dentes. Os Mitta identificaram-se
com um dos grupos.
a) Considerando o creme dental escolhido,
com qual dos grupos o casal se identificou?
Justifique.
b) Que outra substância poderia ser usada no
creme dental, em lugar de carbonato de sódio?
Dê a fórmula e o nome.
Eduardo santaliestra/cid
7,0
B
6,5
6,0
A
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16 (Uerj) A amônia gasosa reage com o cloreto de
hidrogênio gasoso segundo a equação química
a seguir:
NH 3 (g) 1 HC, (g) ( NH 4 C, (s)
Considere que o cloreto de amônio formado foi
dissolvido em água. A essa solução foi adicionado
um indicador, cuja cor varia em função do
pH, conforme a tabela abaixo.
*
pH
5,5
5,0
4,5
0
10 20 30 40 50 60
Tempo/min
Limite a partir do
qual o esmalte
dos dentes sofre
maior ataque
Questão extraída de uma prova que narra uma história fictícia envolvendo
o casal Mitta, ambos químicos.

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Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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exercícios adicionais
19 (UFC-CE) Dadas três soluções aquosas a 25 °C:
NaC, (solução I), NaF (solução II) e NH 4 C, (solução
III).
a) Apresente a ordem crescente de acidez para
estas três soluções.
b) Justifique sua resposta para o item a através
do uso de equações químicas.
20 (Cefet-PB) Um estudante de química adicionou
volumes iguais em um béquer, de uma solução
de cloreto de amônio, NH 4 C, e formiato de sódio
(HCOONa), de mesma concentração em mol/L,
e a agitou até a dissolução completa. Admite-se
que os sais dissociam-se completamente (a 5 1).
À mistura acima foram adicionadas 3 gotas de
um indicador ácido-base, que, em água, ioniza,
conforme mostra a equação química a seguir:
HInd (aq) 1 H 2 O (,) F H 3 O 1 (aq) 1 Ind 2 (aq)
(amarelo)
(azul)
A hidrólise do ânion e do cátion dos sais acima
considerados pode ser representada, respectivamente,
pelas equações genéricas:
X n2 (aq) 1 H 2 O (,) F HX (n 2 1)2 (aq) 1 OH 2 (aq)
YH 1 (aq) 1 H 2 O (,) F Y (aq) 1 H 3 O 1 (aq)
Os valores das constantes de ionização da
amônia, do ácido fórmico e da autoprotólise
da água são, respectivamente, K b 5 1,8 3 10 25 ,
K a 5 1,8 3 10 24 e K W 5 1,0 3 10 214 .
Com base na solução final, marque a alternativa
CORRETA:
a) Solução básica e amarela.
b) Solução ácida e azul.
c) Solução neutra e incolor.
d) Solução ácida e amarela.
e) Solução básica e azul.
21 (Cefet-CE) A concentração do íon HCO 2 3 , numa
solução que é 0,1 M em relação a Na 2 CO 3 e
0,5 M em NaOH, é:
(considere K a 5 5,0 3 10 211 ; K W 5 10 214 )
a) 8 3 10 26 M c) 2 3 10 24 M e) 2 3 10 23 M
b) 4 3 10 25 M d) 1 3 10 22 M
22 (Vunesp) A aspirina e o ácido acético são ácidos
monopróticos fracos, cujas constantes de
dissociação são iguais a 3,4 ? 10 24 e 1,8 ? 10 25 ,
respectivamente.
a) Considere soluções 0,1 mol/L de cada um
desses ácidos. Qual solução apresentará o
menor pH? Justifique sua resposta.
b) Se os sais de sódio desses dois ácidos forem
dissolvidos em água, formando duas soluções
de concentração 0,1 mol/L, qual dentre as
soluções resultantes apresentará maior pH?
Justifique sua resposta.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
Seção 4
química
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2
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1
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exercícios adicionais
23 (PUC-MG) Possui o maior pH a seguinte solução
aquosa:
a) 1 mol L 21 , de HC,.
b) 1 mol L 21 , de NH 4 C,.
c) 1 mol L 21 , de NaC,.
d) 1 mol L 21 , de NaOH.
24 (UFC-CE) Considere o equilíbrio químico que se
estabelece a partir de uma solução de acetato
de sódio 0,1 mol ? L 21 em meio aquoso, sabendo
que o seu grau de hidrólise é 0,1%.
a) Preencha corretamente a tabela abaixo com
as concentrações em mol ? L 21 de CH 3 COOO 2 ,
CH 3 COOH e OH 2 . Considere constante a concentração
de H 2 O.
5 3 10 22 mol/L nesta mesma temperatura tem
valor aproximadamente igual a:
a) 10. b) 8. c) 6. d) 4. e) 2.
26 (Unifesp) Extratos de muitas plantas são indicadores
naturais ácido-base, isto é, apresentam
colorações diferentes de acordo com o meio em
que se encontram. Utilizando-se o extrato de
repolho roxo como indicador, foram testadas soluções
aquosas de HC,, NaOH, NaOC,, NaHCO 3 e
NH 4 C,, de mesma concentração. Os resultados
são apresentados na tabela.
SOLUÇÃO
HC,
NaOH
COLORAÇÃO
vermelha
verde
CH 3 COO 2 CH 3 COOH OH 2
X
vermelha
no início
Y
verde
quantidade
consumida ou
formada
no equilíbrio
b) Qual é o valor da constante de hidrólise para
a solução de acetato de sódio 0,1 mol ? L 21 na
condição de equilíbrio?
25 (Unifesp-SP) O nitrito de sódio, NaNO 2 , é um
dos aditivos mais utilizados na conservação
de alimentos. É um excelente agente antimicrobiano
e está presente em quase todos os
alimentos industrializados à base de carne, tais
como presuntos, mortadelas, salames, entre
outros. Alguns estudos indicam que a ingestão
deste aditivo pode proporcionar a formação no
estômago de ácido nitroso e este desencadear
a formação de metabólitos carcinogênicos.
Dada a constante de hidrólise: K h 5 ​___
K W
​
K a
e considerando as constantes de equilíbrio
K a (HNO 2 ) 5 5 3 10 24 e K W 5 1 3 10 214 , a 25 °C, o
pH de uma solução aquosa de nitrito de sódio
NaOC,
verde
a) Identifique as soluções X e Y. Justifique.
b) Calcule, a 25 °C, o pH da solução de NaOC,
0,04 mol/L. Considere que, a 25 °C, a constante
de hidrólise do íon C,O 2 é 2,5 ? 10 27 .
27 (UFF-RJ) Tem-se uma solução de KCN 0,10 M.
Sabendo-se que o HCN apresenta K a 5 7,0 ? 10 210 ,
informe por meio de cálculos.
(Dado: considere que o valor da constante de autoprotólise
da água é K W 5 1,0 ? 10 214 ; log 2 q 0,30;
log 3 q 0,48.)
a) O valor da constante de hidrólise do cianeto
de potássio.
b) O grau de hidrólise da solução, em valores
per centuais.
c) O pH da solução.
28 (UPE) Julgue se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
O pH da solução resultante da hidrólise ácida de
um sal cuja concentração em mol/L é igual ao K b
da base fraca que o originou é igual a 7.
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Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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1 (UFMG) A amônia é um insumo para a indústria
química.
1. ESCREVA a equação química balanceada que
representa o sistema em equilíbrio resultante
da reação do íon amônio, NH 4 1 (aq), com água,
que forma amônia aquosa, NH 3 (aq).
2. ESCREVA a expressão da constante de equilíbrio,
K, da reação indicada no item 1 desta
questão, em função das concentrações das
espécies nela envolvidas.
3. O valor da constante de equilíbrio, K, expressa
no item 2 desta questão, é igual a 1 3 10 29 .
CALCULE o valor do pH em que a concentração
de NH 4 1 e a de NH 3 , em uma solução
aquosa de cloreto de amônio, NH 4 C,, são
iguais.
2 (Unifor-CE) A dupla de espécies químicas
H 2 CO 3 (aq) e HCO 2 3 (aq), bem como a dupla de
espécies H 2 PO 2 22
4 (aq) e HPO 4 (aq) atuam no sangue
a fim de manter o pH no intervalo 7,35–7,45.
Quando o sangue, por qualquer motivo, se torna
ácido, as reações que devem ocorrer a fim de
que o pH retorne ao seu valor primitivo são:
I. H 1 (aq) 1 HCO 2 3 (aq) # H 2 CO 3 (aq)
II. OH 2 (aq) 1 H 2 PO 2 4 (aq) #
# HPO 22 4 (aq) 1 H 2 O (,)
III. H 1 (aq) 1 HPO 22 4 (aq) # H 2 PO 2 4 (aq)
Está correto afirmar SOMENTE:
a) I c) III e) I e III
b) II d) I e II
3 (UEG-GO) O sangue humano é ligeiramente
básico, com um pH normal de 7,35 a 7,45. Qualquer
desvio dessa faixa normal de pH (acidose
ou alcalose) pode provocar severos danos ao
organismo, como rompimento de membranas
celulares e perda de atividades enzimáticas, o
que pode levar ao coma ou até mesmo à morte.
O principal sistema tampão usado para controlar
o pH no sangue é o sistema H 2 CO 3 /HCO 2 3 .
Dados: log 2 5 0,3
K W 5 1,0 3 10 214 (constante de autoionização
da água a 25 °C)
K a 5 1,0 3 10 26 (constante ácida da primeira
ionização do H 2 CO 3 )
Com base nos dados acima e em seus conhecimentos
sobre equilíbrio ácido-base em meio
aquoso, é CORRETO afirmar:
a) O tampão H 2 CO 3 /HCO 2 3 em pH 5 7,3 possui
maior capacidade em neutralizar ácido adicional,
quando comparada à capacidade em
neutralizar base adicional.
b) A constante básica do HCO 2 3 possui um valor
menor que 10 29 .
c) O tampão H 2 CO 3 / HCO 3 2 não é capaz de manter
o pH, caso ocorram diluições no sangue.
d) Atinge-se um pH neutro no preparo de uma
solução onde [H 2 CO 3 ] 5 10 [HCO 3 2 ].
4 (UFF-RJ) A fenolftaleína, incolor, é um indicador
ácido-base utilizado nas titulações com o objetivo
de caracterizar a acidez da solução. Sua
coloração muda de incolor para rósea em pH 8,00
e é completamente rósea quando o pH alcança
o valor 9,80.
Determine se a fenolftaleína assumirá coloração
rósea permanente:
a) em uma solução que contém 1,0 mL de
hidróxido de amônio 0,10 M, dissolvido em
25,0 mL de água pura.
b) na mesma solução anterior, sabendo-se
que a ela foi adicionado 0,10 g de cloreto de
amônio.
Considere que K b 5 1,00 3 10 25 e despreze a
adição de volumes.
5 (UPE) Julgue se as afirmações são verdadeiras
ou falsas.
1. A fórmula matemática pH 5 pK a 1 1 pode
ser aplicada para o cálculo do pH de uma
solução-tampão, na qual a concentração
em mol/L do sal é 10 vezes maior que a
concentração em mol/L do ácido.
2. Em um tampão ácido, a diferença entre o
pH da solução e o pK a do ácido é igual a 1;
em consequência, a concentração do sal é
10 vezes menor que a do ácido constituinte
do tampão.
3. O cloreto de sódio e o ácido clorídrico não
formam um tampão ácido, porque o cloreto
de sódio, ao se hidrolisar, origina um ácido
forte que altera significativamente o pH do
meio.
6 (ITA-SP) Em um recipiente que contém 50,00 mL
de uma solução aquosa 0,100 mol/L em HCN
foram adicionados 8,00 mL de uma solução
aquosa 0,100 mol/L em NaOH.
Dado: K a (HCN) 5 6,2 3 10 210 .
a) Calcule a concentração de íons H 1 da solução
resultante.
b) Escreva a equação química que representa a
reação de hidrólise dos íons CN 2 .
7 (UPE) Dispõe-se de 1,0 L de uma solução tampão
constituída por 0,80 mol de ácido acético e
0,80 mol de acetato de potássio. Adicionou-se
“x” mol de HC, (g) ao tampão e verificou-se que,

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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
após a reação, o pH da solução tornou-se igual
a 4,52. Admitindo-se que a mesma quantidade
em mols de ácido clorídrico gasoso, que
foi adicionada ao tampão, seja adicionada a
800,0 mL de uma solução aquosa de acetato de
sódio 0,50 mol/L.
m a (C) 5 12 u; m a (Na) 5 23 u; m a (O) 5 16 u;
m a (C,) 5 35,5 u; m a (H) 5 1 u; K a 5 1,8 3 10 25 ;
log 1,8 5 0,26; 10 20,22 5 0,6
Após o término da reação, é CORRETO afirmar
que o(a):
a) número de mol do acetato de sódio presente
na solução é igual a 0,30.
b) massa de acetato de sódio consumida na reação
com o ácido clorídrico foi igual a 16,40 g.
c) pH da solução resultante da reação do acetato
de sódio com ácido clorídrico é igual a 3,74.
d) massa de ácido clorídrico que foi utilizada
na reação com o acetato de sódio foi igual a
0,73 g.
e) solução de acetato de sódio não reage espontaneamente
com a solução de ácido
clorídrico, pois não há formação de gás.
8 (Ufes) Considere 6 (seis) frascos rotulados de A
a F contendo as seguintes soluções aquosas, a
25 °C:
Substância
Dados
HCN 1,0 3 10 210
H 2 O 1,0 3 10 214
A: HC, 0,1 mol/L;
B: NaOH 0,01 mol/L;
C: KCN 1,0 mol/L;
D: NaC, 0,05 mol/L;
E: FeC, 3 0,01 mol/L;
F: AgNO 3 0,02 mol/L;
Constante de ionização
a) Determine o pH das soluções A, B, C e D.
b) Determine o pH da solução formada após a
mistura de 50,0 mL da solução A com 10,0 mL
da solução C.
c) Escreva as equações balanceadas das reações
ocorridas quando se misturam os conteúdos
dos frascos B e E e dos frascos D e F.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa A.
3 Soma 5 08 (apenas 08 é correta).
4 Alternativa C.
5 Alternativa B.
6 Alternativa C.
7 Alternativa B.
8 Alternativa A.
9 Deve ser diluído ao volume final de 4,0 L.
10 Alternativa D.
11 Alternativa C.
12 Alternativa B.
13 Alternativa A.
14 Alternativa E.
15 Alternativa C.
16 Alternativa C.
17 Alternativa A.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) K a 5 ________ ​ [H1 ][F 2 ]
​
[HF]
b) K a 5 __________ ​ [H1 ][CN 2 ]
​
[HCN]
c) K a 5 ___________
​ [H1 ][C,O 2 ]
​
[HC,O]
3 Alternativa B.
4 Alternativa E.
6 Alternativa A.
7 Alternativa D.
8 K 2 é bem menor que K 1 , o que indica que a ionização
do segundo hidrogênio é bem menos
favorecida que a do primeiro.
11 2 ? 10 24 mol/L
12 1,6 ? 10 25
13 1 ? 10 23 mol/L
14 Alternativa B.
15 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 Alternativa B.
18 Alternativa C.
19 Alternativa D.
20 Alternativa A.
22 a) Não se altere.
b) Aumente.
23 Alternativa E.
24 Alternativa A.
25 Alternativa A.
26 Alternativa E.
28 Alternativa C.
29 Verdadeira.
30 Alternativa C.
32 Vermelha. A amônia, NH 3 , deixa o meio básico:
NH 3 (g) 1 H 2 O (,) F NH 4 1 (aq) 1 OH 2 (aq).
Os íons OH 2 reagem com o H 1 , reduzindo a [H 1 ]
e deslocando o equilíbrio para a direita.
33 Alternativa B.
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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
2 Alternativa A.
3 Alternativa A.
4 Alternativa E.
5 Alternativa B.
7 4,2
8 10,5
9 13,3
10 Alternativa D.
11 Alternativa C.
12 Alternativa B.
13 Alternativa B.
14 Alternativa C.
15 Alternativa E.
16 Alternativa C.
17 Alternativa B.
18 Alternativa B.
19 pH 5 4
21 Alternativa B.
22 Alternativa D.
23 Alternativa C.
24 [H 1 ] i ? V i 5 [H 1 ] f ? V f
10 22 ? 100 5 [H 1 ] f ? 1.000
[H 1 ] f 5 10 23 mol/L
pH f 5 3
O pH está na faixa entre 2 e 4 e, portanto, a deposição ocorrerá adequadamente.
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25 Y ? 10 6 5 10
26 pH 5 5
27 A [H 1 ] diminui e o pH aumenta.
28 A [OH 2 ] diminui e o pH diminui.
29 Alternativa C.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
30 Alternativa D.
32 Alternativa A.
33 pH 4
34 Alternativa C.
35 Alternativa D.
36 Alternativa D.
37 Alternativa E.
38 a) 1 – 2,2 ? 10 214
2 – 6,83
b) Um aumento de temperatura favorece a reação endotérmica.
Como, de acordo com o gráfico 1, o valor de K w aumenta com a
elevação da temperatura, isto é, a autoionização é favorecida,
concluímos que se trata de uma reação endotérmica.
39 Alternativa B.
40 690
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Parte III
Unidade I
Capítulo 29 pH e pOH
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
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1 K C 5 _____________
​ [HC,O][OH2 ]
​
[C,O 2 ]
2 K C 5 __________ ​ [H 3O 1 ][F 2 ]
​
[HF]
3 K C 5 ___________
​ [NH1 4][OH 2 ]
​
[NH 3 ]
4 K C 5 ___________ [CO
​ 2 ]
[H 1 ][HCO 2 3] ​
6 Alternativa E.
7 Alternativa A.
8 Alternativa A.
9 Alternativa B.
10 Alternativa E.
11 Alternativa D.
14 Alternativa D.
15 Alternativa B.
16 Alternativa D.
17 Alternativa E.
18 Alternativa C.
v 19 Alternativa D.
20 Alternativa B.
21 Alternativa E.
22 Alternativa C.
23 Falsa.
24 A faixa de pH do sangue é de 7,3 a 7,5.
25 Alternativa D.
26 Alternativa D.
27 Alternativa D.
28 Ligeiramente superior a 7. (Não se esqueça da
existência de H 1 e de OH 2 provenientes da autoionização
da água.)
30 Alternativa B.
31 Alternativa C.
32 Alternativa D.
33 Alternativa A.
35 Alternativa E.
36 4
37 4,5 (Dica: extrair a raiz quadrada equivale a
elevar a meio.)
38 11
39 Alternativa A.
40 a) 2,1
b) 0,008 ou 0,8%
41 Alternativa D.
42 1. pH 5 1
2. 1 ? 10 24 mol/L (ph 5 4)
3. 1 ? 10 210 mol/L
Observe que, após as diluições, a concentração
de HC, passa a ser mil vezes menor do que
a [H 1 ] proveniente da autoionização da água,
quando pura. Portanto, o HC, contribui muito
pouco para a [H 1 ] da solução, que pode ser considerada
como sendo 10 27 mol/L.
Assim, o pH final é 7.
43 Alternativa E.
44 A solução III tem o menor pH, pois I é neutra, II
é básica e III é ácida.
45 Alternativa B.
46 Alternativa B.
47 Alternativa A.
48 a) K b 5 ___________
​ [NH1 4][OH 2 ]
​
[NH 3 ]
Se o equilíbrio é estabelecido a partir da adição
de NH 3 à água pura, após estabelecido o
equilíbrio haverá predomínio de NH 3 , pois se
trata de uma base fraca (baixo valor de a)
b) A mudança de cor observada foi de vermelho
(pois o meio inicialmente tem pH . 8,5
devido à ionização da amônia) para amarelo
(pois o meio final é ácido, com pH , 6,8).
Durante o berro, o CO 2 (g) expirado se dissolve
na água, neutraliza o meio e, ainda,
é suficiente para deixá-lo um pouco ácido.
O CO 2 é um óxido ácido:
CO 2 (g) 1 H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 HCO 2 3 (aq)
49 Alternativa E.

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Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa C.
2 Alternativa C.
3 Alternativa A.
4 Alternativa B.
5 0 – V
1 – V
2 – V
3 – V
4 – F
6 Alternativa E.
7 Alternativa A.
8 Alternativa E.
9 a) O ácido clorídrico é forte e apresenta um grau de ionização bastante
superior ao do ácido cianídrico, que é fraco. Assim, há maior
[H 1 ] na solução de HC, conduzindo a um menor pH (solução
mais ácida).
b) Não. A neutralização estequiométrica produz uma solução aquosa
de NaC e outra de NaCN. A solução de NaC (sal de base forte
e ácido forte) terá pH 5 7 e a solução de NaCN (sal de base
forte e ácido fraco) terá pH 7 (alcalina).
10 a) 10 mL
b) Vaso I: coloração rosa.
CO 2 32
(aq) 1 H 2 O () F HCO 3 2 (aq) 1 OH 2 (aq)
meio básico
(pH 7)
Vaso II: coloração azul.
NH 1 4 (aq) 1 H 2 O () F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
ou
NH 1 4 (aq) 1 H 2 O () F NH 3 (aq) 1 H 3 O 1 (aq)
11 Alternativa C.
meio ácido
(pH , 7)
12 Alternativa C.
13 Falsa.
14 Alternativa C.
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15 Forma-se solução básica.
Equação da dissolução/dissociação iônica:
2 Na 2 CO 3 ? 3 H 2 O 2 (s) ( 4 Na 1 (aq) 1 2 CO 3 22 (aq) 1 3 H 2 O 2 (aq)
Equação da hidrólise do ânion:
CO 3 22 (aq) 1 H 2 O () F HCO 3 2 (aq) 1 OH 2 (aq)
meio básico
16 Cor amarela.
A equação é:
NH 4 1 (aq) 1 H 2 O () F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
ou
NH 4 1 (aq) 1 H 2 O () F NH 3 (aq) 1 H 3 O 1 (aq)

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Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
17 Alternativa C.
18 a) O sal Na 2 CO 3 produz solução alcalina, devido à hidrólise do ânion
carbonato. Se o casal escolheu um creme dental alcalino, é porque
desejou evitar o ataque corrosivo ao esmalte dos dentes causado
pela acidez excessiva, ou seja, é porque o casal se identificou com
o grupo A, cujo pH bucal é menor (meio mais ácido).
b) Bicarbonato de sódio, NaHCO 3 (sal que também fornece solução
aquosa alcalina, decorrente da hidrólise do ânion).
19 a) NaF NaC NH 4 C
b) Na 1 e C 2 não sofrem hidrólise.
F 2 é ânion de ácido moderado e sofre hidrólise (moderada):
F 2 (aq) 1 H 2 O () F HF (aq) 1 OH 2 (aq)
NH 1 4 é cátion de base fraca e sofre hidrólise:
NH 1 4 (aq) 1 H 2 O () F NH 4 OH (aq) 1 H 1 (aq)
Assim, a solução de NaF é alcalina, a de NaC é neutra e a de NH 4 C
é ácida.
20 Alternativa D.
21 Alternativa B.
22 a) Como a aspirina é um ácido mais forte (maior K a ), sua solução
0,1 mol/L terá maior [H 1 ] e, portanto, terá menor pH.
b) Os sais de sódio de ambos os ácidos (que, pelos valores de K a ,
não são ácidos fortes) apresentarão hidrólise do ânion e serão
básicos (pH 7). Terá maior pH a solução que for mais básica, ou
seja, aquela cujo ânion do sal sofrer hidrólise mais pronunciada.
Uma vez que a hidrólise é tanto mais intensa quanto mais fraco
for o ácido, concluímos que será a solução do sal de sódio do
ácido acético (é o mais fraco, pois tem menor K a ) que apresentará
maior pH.
23 Alternativa D.
24 a)
CH 3 COO 2 CH 3 COOH OH 2
no início 0,1 0 0
quantidade consumida
ou formada
1 ? 10 24 1 ? 10 24 1 ? 10 24
no equilíbrio 0,0999 0,1 1 ? 10 24 1 ? 10 24
b) 1 ? 10 27
25 Alternativa B.
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26 a) X deixa o indicador vermelho e deve ser ácida. X é a solução de
NH 4 C, que é ácida devido à hidrólise do cátion.
Y deixa o indicador verde e deve ser básica. Y é a solução de
NaHCO 3 , que é básica devido à hidrólise do ânion.
b) 10
27 a) 1,4 ? 10 25
b) 1,2%
c) 11
28 Verdadeira.

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 30 Hidrólise salina
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 a) básica
b) ácida
c) neutra
d) neutra
e) básica (pois K b . K a )
f) ácida
g) ácida
h) básica
i) básica
j) neutra (pois K a 5 K b )
3 Alternativa B.
4 Alternativa A.
5 Alternativa A.
6 Alternativa B.
8 Alternativa B.
11 Alternativa D.
12 Alternativa C.
13 Alternativa B.
14 Falsa.
15 a) NaHCO 3 , pois é um sal que sofre hidrólise, produzindo íons OH 2 ,
que elevam o pH do meio.
b) HCO 2 3 (aq) 1 H 2 O (,) F H 2 CO 3 (aq) 1 OH 2 (aq)
17 Alternativa A.
18 Alternativa C.
19 Alternativa B.
20 Alternativa D.
23 Alternativa C.
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24 a) 5 ? 10 210
b) 1 ? 10 25 mol/L
c) 9
25 a) 8
b) Básica, devido à hidrólise do ânion, que produz OH 2 e a carreta
pH . 7.
26 a) KOH , NaCN , KC, , NH 4 C, , H 2 SO 4
b) 5,0 ? 10 26
c) 11

Moderna plus
Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 1. NH 4 1 (aq) 1 H 2 O (,) F NH 3 (aq) 1 H 3 O 1 (aq)
2. K 5 ____________
​ [NH 3][H 3 O 1 ]
​
[NH 1 4]
3. pH 5 9
2 Alternativa E.
3 Alternativa A.
4 a) Sim, pois pH . 9,8.
b) Sim, pois pH , 8,0.
5 1 – V
2 – F
3 – F
6 a) [H 1 ] 5 3,2 ? 10 29 mol/L
b) CN 2 (aq) 1 H 2 O (,) E HCN (aq) 1 OH 2 (aq)
7 Alternativa B.
8 a) A: pH 5 1
B: pH 5 12
C: pH 5 12
D: pH 5 7
b) pH 5 10
c) FeC, 3 (aq) 1 3 NaOH (aq) # 3 NaC, (aq) 1 Fe(OH) 3 (s)
ou
Fe 31 (aq) 1 3 OH 2 (aq) # Fe(OH) 3 (s)
e
AgNO 3 (aq) 1 NaC, (aq) # NaNO 3 (aq) 1 AgC, (s)
ou
Ag 1 (aq) 1 C, 2 (aq) # AgC, (s)
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Parte III
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Alternativa E.
3 Alternativa D.
4 Alternativa E.
6 a) 4,74
b) Praticamente igual a 4,74 ou ligeiramente maior que esse valor.
c) Praticamente igual a 4,74 ou ligeiramente menor que esse valor.
d) O pH de um tampão varia muito pouco após adição de pequena
quantidade de ácido ou de base.
7 Alternativa D.
8 Alternativa C.
9 Alternativa B.
11 0,1
12 6,7
13 Alternativa D.
14 Alternativa A.
15 Alternativa D.
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UNIDADE J Equilíbrios heterogêneos
Capítulo
32
Aspectos conceituais
dos equilíbrios
heterogêneos
O equacionamento de K C e de K P
para equilíbrios heterogêneos
requer aprimoramentos discutidos
neste capítulo.
32.1 K C e K P para equilíbrios
heterogêneos
Sólidos não figuram explicitamente na
expressão de K C . Na expressão de K P só
entram substâncias em fase gasosa.
32.2 Deslocamento de equilíbrios
heterogêneos
A adição ou a remoção, total ou
parcial, de um sólido participante de
um equilíbrio heterogêneo não acarreta
deslocamento.
32.3 Dissolução de gases
em líquidos
A solubilidade de um gás em um
líquido depende da pressão do gás
e da temperatura do sistema.
Os corais marinhos têm esqueletos externos
de carbonato de cálcio (CaCO 3 ).
A eventual diminuição do pH da água do
mar, algumas vezes causada pela atividade
humana, provoca a dissolução do carbonato
pelo deslocamento de um equilíbrio
heterogêneo no sentido da formação
de íons bicarbonato (HCO 2 3).

Seção 32.1
K C e K P para equilíbrios heterogêneos
❱❱ Objetivos
C CEquacionar e usar
K C e K P no caso
de equilíbrios
heterogêneos.
C CDeduzir a relação entre
K C e K P para equilíbrios
heterogêneos.
1 Equilíbrios homogêneos 3 heterogêneos
Os equilíbrios químicos são classificados em dois grandes grupos: os
equilíbrios homogêneos e os heterogêneos.
Equilíbrios homogêneos são aqueles em que todos os participantes
estão em uma mesma fase, constituindo, portanto, um sistema homogêneo.
Exemplos:
Reagentes e produtos na
N 2 O 4 (g) F 2 NO 2 (g)
fase gasosa
CH 3 COOH (aq) F H 1 (aq) 1 CH 3 COO 2 (aq)
Reagentes e produtos na
fase aquosa
Equilíbrios heterogêneos são aqueles em que os participantes estão
em mais de uma fase, constituindo, portanto, um sistema heterogêneo.
NH 4 C (s) F NH 3 (g) 1 HC (g)
Mg(OH) 2 (s) F Mg 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
Há mais de uma fase no
sistema em equilíbrio (uma
sólida e uma gasosa)
Há mais de uma fase no
sistema em equilíbrio (uma
sólida e uma aquosa)
No vinagre existe um equilíbrio
homogêneo envolvendo o ácido acético:
CH 3 COOH (aq) F H 1 (aq) 1 CH 3 COO 2 (aq).
No leite de magnésia existe um equilíbrio
heterogêneo envolvendo o hidróxido de
magnésio (que se apresenta como um
sólido finamente dividido):
Mg(OH) 2 (s) F Mg 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 A concentração de um sólido é constante
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
408
Considere um pedaço de ferro sólido. Essa
amostra possui uma massa, uma quantidade em
mols e um volume bem definidos.
Imagine que juntemos a esse pedaço um outro
igual a ele. Agora teremos uma amostra de ferro
sólido com o dobro da massa, da quantidade em
mols e do volume. No entanto, a concentração
em mol/L é exatamente a mesma.
Podemos generalizar, dizendo que:
A uma temperatura fixa, a concentração em
mol/L de um sólido possui um valor constante.
Fe
sólido
Fe
sólido
Fe
sólido
n
V
[Fe sólido] 5 n__
V
2 n
2 V
[Fe sólido] 5 ____ 2 n
2 V 5 n__
V

3 K C para equilíbrios heterogêneos
Nas indústrias siderúrgicas, o ferro metálico é obtido nos altos-
-fornos a partir de minérios, como, por exemplo, a hematita (Fe 2 O 3 ).
A equação da reação é:
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) F 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
CO
CO 2
Esse é um exemplo de equilíbrio heterogêneo, ou seja, aquele em que
os participantes se encontram em duas ou mais fases diferentes. Usando
o que estudamos até agora, escreveríamos a expressão da constante
de equilíbrio em função das concentrações da seguinte forma:
K’ C 5 ______________
[Fe]2 ? [CO 2 ] 3
[Fe 2 O 3 ] ? [CO] 3
Fe 2 O 3
Fe
Exemplo (esquemático) de
equilíbrio heterogêneo. (Cores
fantasiosas, sem escala.)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
No entanto, perceba que tanto a concentração do Fe quanto a do Fe 2 O 3 são constantes, pois
ambos são sólidos. Uma vez que a constante de equilíbrio serve para auxiliar o químico a descobrir
as concentrações que estarão presentes no equilíbrio, não faz o menor sentido colocar na
sua expressão valores constantes. Isso representaria apenas mais cálculos a fazer na hora de
resolver um problema prático, e sem nenhuma vantagem em troca.
Por isso, incorporamos os valores das concentrações de sólidos no valor de K’ C , resultando
um valor também constante.
Três constantes
que resultam
K’ C 5
______________
[Fe]2 ? [CO 2 ] 3
V K’
[Fe numa nova
2 O 3 ] ? [CO] 3 C ?
_______ [Fe 2O 3 ]
5
[Fe] 2
constante (K C )
Assim, nesse caso, a constante de equilíbrio é escrita como:
[CO 2 ] 3
______
[CO] 3
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) F 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g) K C 5 [CO 2] 3
______
[CO] 3
Generalizando essa discussão, os químicos convencionaram que:
As concentrações dos sólidos presentes no equilíbrio não figuram explicitamente na
expressão matemática de K C .
Outros exemplos para que isso fique bem claro:
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g) K C 5 [CO 2 ]
2 Pb(NO 3 ) 2 (s) F 2 PbO (s) 1 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g) K C 5 [NO 2 ] 4 ? [O 2 ]
1
NH 3 (g) 1 HC (g) F NH 4 C (s) K C 5
____________
[NH 3 ] ? [HC]
PbC 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 C 2 (aq) K C 5 [Pb 21 ] ? [C 2 ] 2
Note bem que não esta mos afirmando que os sólidos não tomam parte do equilíbrio.
Eles participam da reação da mesma forma que as outras substâncias. O que esta mos
dizendo é que as concentrações dos sólidos, por serem constantes, não são essenciais
na expressão de K C e, por isso, não são colocadas explicitamente nela.
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
409

4 K P para equilíbrios heterogêneos
K P só se aplica a equilíbrios dos quais participem substâncias na fase gasosa.
Se forem equilíbrios heterogêneos, só as substâncias gasosas são colocadas na expressão.
Por exemplo:
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g) K P 5 P CO2
2 Pb(NO 3 ) 2 (s) F 2 PbO (s) 1 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g) K P 5 (P NO2 ) 4 ? P O2
1
NH 3 (g) 1 HC (g) F NH 4 C (s) K P 5
__________
P NH3 ? P HC
PbC 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 C 2 (aq)
Não existe K P , pois nenhum
gás participa desse equilíbrio
Relação entre K P e K C
Na seção 26.3, item 2, página 340, deduzimos a seguinte relação entre K P e K C :
K P 5 K C ? (RT) Dn
Para que possamos aplicá-la a equilíbrios heterogêneos devemos considerar apenas os
gases no cálculo de Dn, uma vez que apenas eles participam de K P . Por exemplo:
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g) K P 5 K C ? (RT) 1
0 mol de gás 1 mol de gás
Dn 5 1 2 0 5 1
2 Pb(NO 3 ) 2 (s) F 2 PbO (s) 1 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g) K P 5 K C ? (RT) 5
0 mol de gás 5 mol de gás
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Animação: Equilíbrios homogêneos e heterogêneos
Dn 5 5 2 0 5 5
NH 3 (g) 1 HC (g) F NH 4 C (s) K P 5 K C ? (RT) 22
2 mol de gás 0 mol de gás
PbC 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 C 2 (aq)
Nenhum gás participa do equilíbrio
Dn 5 0 2 2 5 22
Não existe relação entre
K P e K C , pois não existe K P
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
410
1 (Udesc-SC) Classifique em homogêneos ou heterogêneos
os sistemas nos quais ocorrem os equilíbrios
químicos abaixo apresentados e escreva a
respectiva constante de equilíbrio:
I. H 2 (g) 1 I 2 (s) F 2 HI (g)
II. CaO (s) 1 CO 2 (g) F CaCO 3 (s)
III. N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)
IV. C (s) 1 O 2 (g) F CO 2 (g)
Assinale a alternativa correta.
[NH
a) III e IV são heterogêneos; K C 5 _________ 3 ] 2
[N 2 ] ? [H 2 ] e
K C 5 ______ [CO 2]
[O 2 ]
b) I e II são homogêneos; K C 5 _____ [HI]2
[H 2 ] e K C 5 ______ 1
[CO 2 ]
[HI] 2
c) I e II são heterogêneos; K C 5 _________
[H 2 ] ? [I 2 ] e
[CaCO
K C 5 _____________ 3 ]
[CaO] ? [CO 3 ]
[NH
d) III e IV são homogêneos; K C 5 _________ 3 ] 2
[N 2 ] ? [H 2 ] e
[CO
K C 5 _________ 2 ]
[C] ? [O 2 ]
e) I e II são heterogêneos; K C 5 _____ [HI]2
[H 2 ] e K C 5 ______ 1
[CO 2 ]
2 (UCG-GO) Decida se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
A decomposição térmica do bicarbonato de sódio,
contido nos fermentos químicos utilizados na preparação
de bolos, é dada pela equação:
2 NaHCO 3 (s) F Na 2 CO 3 (s) 1 H 2 O (g) 1 CO 2 (g)
Essa reação heterogênea é capaz de alcançar o
equilíbrio, desde que o NaHCO 3 seja colocado em
um recipiente vedado de forma que nenhum CO 2 ou
H 2 O possam escapar. Nessas condições, a equação
que representa este equilíbrio é dada por:
K C 5 ______________________
[H 2O] ? [CO 2 ] ? [Na 2 CO 3 ]
[NaHCO 3 ] 2

3 (FEI-SP) Para o sistema SnO (s) 1 H 2 (g) F
F Sn (s) 1 H 2 O (g),
a 500 °C, [H 2 ] 5 [H 2 O] 5 0,10 M.
O valor de K C nesta temperatura é:
a) 0,10. c) 0,50. e) 2,0.
b)
Concentração
(mol/L) [NO 2 ]
b) 0,20. d) 1,0.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
4 (UCSal-BA) A produção de carbeto de silício, importante
material refratário, envolve o equilíbrio
representado por:
SiO 2 (s) 1 3 C (s) F SiC (s) 1 2 CO (g)
A expressão da constante desse equilíbrio é dada
por:
a) ______ [SiC]
[SiO 2 ]
c) ______ [CO]2
[SiO 2 ]
e) [CO] 2
b) ______ [CO]2 d) [CO]
[C]
5 (UFPA) A expressão da lei do equilíbrio K 5 _____ 1
[O 2 ] 3
pertence à seguinte reação:
a) 3 N 2 (g) 1 3 O 2 (g) F 6 NO (g)
b) 2 A 2 O 3 (g) F 4 A (s) 1 3 O 2 (g)
c) C 3 H 6 O 3 () 1 3 O 2 (g) F 3 CO 2 (g) 1 3 H 2 O ()
d) 2 NO (g) 1 O 2 (g) F 2 NO 2 (g)
e) 4 A (s) 1 3 O 2 (g) F 2 A 2 O 3 (s)
6 (PUC-Campinas-SP) Para o sistema em equilíbrio:
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g)
o valor da constante de equilíbrio (K P ) é calculado
pela expressão:
a) K P 5 ______ P CaO
P CaCO3
b) K P 5 P CO2
c) K P 5 P CaO ? P CO2
d) K P 5 P CaCO3
e) K P 5 P CaO
7 (Faap-SP) Represente as expressões da constante de
equilíbrio, em termos de pressão, para as seguintes
equações de reações:
a) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g);
b) 2 NaHCO 3 (s) F Na 2 CO 3 (s) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (g).
ExErCíCioS rESoLvidoS
8 (Fuvest-SP) Nitrato de chumbo se decompõe a
800 °C, estabelecendo-se o equilíbrio.
2 Pb(NO 3 ) 2 (s) F 2 PbO (s) 1 4 NO 2 (g) 1 O 2 (g)
a) Represente a expressão da constante desse
equilíbrio em termos de concentração, K C .
b) Represente em um gráfico a variação das concentrações
dos gases NO 2 e O 2 em função do
tempo, até atingir o equilíbrio.
Resolução
a) K C 5 [NO 2 ] 4 ? [O 2 ]
Equilíbrio é atingido
10 (Cesgranrio-RJ) A determinada temperatura T, as
pressões parciais de equilíbrio de CO 2 (g) e CO (g) são,
respectivamente, 4,0 atm e 8,0 atm, para a reação
C (s) 1 CO 2 (g) F 2 CO (g)
Logo, a constante de equilíbrio (K P ) na temperatura
T será:
a) dependente da concentração de C (s).
b) 16. c) 4. d) 2. e) 1.
11 (UFPE) Em um recipiente fechado contendo
carbonato de cálcio sólido, óxido de cálcio sólido
e gás car bô ni co em equilíbrio, a pressão de
CO 2 é 4,0 ? 10 22 atm e a temperatura é 1.000 K.
Qual é o valor da constante de equilíbrio da reação
CaO (s) 1 CO 2 (g) F CaCO 3 (s)?
Comentário dos autores:
[O 2 ]
Tempo
Note que a concentração de NO 2 no equilíbrio
é quatro vezes maior que a de O 2 , pois a quantidade
em mols de NO 2 formada é quatro vezes
maior que a de O 2 .
9 (Covest-PE) Iguais volumes de amônia e cloreto
de hidrogênio são introduzidos em um recipiente
fechado, reagindo de acordo com a equação:
NH 3 (g) 1 HC (g) F NH 4 C (s)
Quando o equilíbrio é atingido, verifica-se que a
pressão total no interior do recipiente é 1 atm. Determine
a constante de equilíbrio dessa reação.
Resolução
As pressões parciais dos gases, no equilíbrio, são
dadas por:
P NH3 5 x NH3 ? P total P HC 5 x HC ? P total
As frações em mols de NH 3 e HC são iguais e,
portanto, suas pressões parciais também.
P NH3 5 P HC 5 y
De acordo com a Lei de Dalton das Pressões Parciais,
podemos afirmar que a soma das pressões
parciais de ambos os gases vale 1 atm.
P NH3 1 P HC 5 y 1 y 5 2y 5 1 atm
Com isso, cada um desses gases tem pressão
0,5 atm.
y 5 P NH3 5 P HC 5 0,5 atm
Assim:
K P 5 __________ 1
5 ________ 1
P NH3 ? P HC 0,5 ? 0,5
K P 5 4
Uma vez que o enunciado fornece um valor de
pressão, considere que a constante pedida é K P .
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
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Exercícios adicionais
411

Seção 32.2
❱❱ Objetivo
C CAplicar o Princípio
de Le Chatelier
a equilíbrios
heterogêneos.
Deslocamento de equilíbrios
heterogêneos
No capítulo 27, discutimos o princípio que rege os deslocamentos de
equilíbrio, chamado Princípio de Le Chatelier. Vamos agora discutir sua
aplicação aos sistemas heterogêneos, continuando a usar como exemplo
a reação de obtenção de ferro metálico nas siderúrgicas.
1 Efeito da adição ou retirada
de um participante
Se aumentarmos ou diminuirmos a concentração de CO ou de CO 2 , deslocaremos
o seguinte equilíbrio pelas razões que já vimos na seção 27.1.
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) F 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
O aumento da concentração de CO desloca para a direita
A diminuição da concentração de CO desloca para a esquerda
A diminuição da concentração de CO 2 desloca para a direita
O aumento da concentração de CO 2 desloca para a esquerda
A adição ou retirada de CO ou CO 2 altera suas concentrações, o que
provoca o deslocamento do equilíbrio.
No entanto, quando adicionamos um sólido, isso não altera sua concentração
em mol/L (lembre-se de que a concentração em mol/L de sólidos é
constante a uma temperatura fixa) e, assim, o equilíbrio não é deslocado.
Veja o esquema abaixo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
CO 2
CO
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Acrescentando
Fe 2 O 3
Fe 2 O 3 Fe O Fe 2 O 3 acrescentado não
perturba o equilíbrio.
(Esquema sem escala, em cores fantasiosas.)
Assim, para equilíbrios heterogêneos, podemos afirmar que:
A adição ou retirada de participante sólido não desloca um equilíbrio.
412

O “galinho do tempo”: um deslocamento de equilíbrio heterogêneo
O chamado “galinho do tempo” é uma miniatura de plástico que adquire coloração azul quando o
tempo está bom, rosa em dias chuvosos e cinza se o tempo estiver instável. Na verdade, a previsão se baseia
em um equilíbrio químico que envolve a substância que reveste o galinho, um sal azul de cobalto (II):
composto azul (sólido) 1 água (vapor) F composto rosa (sólido)
Em dias chuvosos a umidade do ar aumenta muito e o equilíbrio é deslocado para a direita, o que
deixa o galinho róseo. Em dias de tempo seco, ocorre o contrário, prevalecendo a cor azul. O cinza
aparece quando a umidade é tal que existem quantidades aproximadamente iguais dos compostos
azul e rosa.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Efeito das variações de pressão
Como sabemos, mudanças de pressão afetam o volume de gases (figura A ). Mas tais va riações
praticamente não alteram o volume dos líquidos e sólidos (figura B ), salvo quando são variações
muito grandes, como, por exemplo, as que ocorrem em alguns processos geológicos.
A
Gás
Gás
B
Sólido
Sólido
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
A O volume de gás é afetado pelo aumento de pressão.
B O volume de líquido ou sólido não é afetado consideravelmente pelo aumento de pressão.
(Esquema em cores fantasiosas; sem escala).
413

Comumente, nas análises da influência da pressão, devemos considerar apenas os gases
participantes, mas não os líquidos e sólidos. Veja o exemplo:
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) F 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
3 volumes de gás 3 volumes de gás
Esse equilíbrio não é afetado por variações de pressão.
CO CO 2
Aumentando a pressão
O equilíbrio não foi afetado
Fe 2 O 3 Fe
(Esquema em cores fantasiosas; sem escala.)
Outro exemplo:
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 1 CO 2 (s)
zero volume de gás 1 volume de gás
O aumento de pressão desloca para a esquerda
A diminuição de pressão desloca para a direita
CO 2 (gastou)
CO 2
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Aumentando a pressão
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
CaCO 3
CaO
(Esquema em cores fantasiosas; sem escala.)
3 Efeito das variações de temperatura
CaCO 3 (formou) CaO (gastou)
O aumento de pressão deslocou o
equilíbrio para a esquerda.
No que diz respeito ao deslocamento por aquecimento ou resfriamento, os equilíbrios heterogêneos
se comportam exatamente como os homogê neos. O aquecimento desloca no sentido
endotérmico e o resfriamento, no exotérmico.
414

Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g)
Sentido
exotérmico
@@@@@#
!@@@@@
Sentido
endotérmico
2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g) DH° 5 224,8 kJ
O aquecimento desloca para a esquerda
O resfriamento desloca para a direita
De acordo com essa análise, seria sensato resfriar para aumentar o rendimento de ferro, pois isso
deslocaria o equilíbrio para a direita, sentido exotérmico. (Veja, no entanto, o quadro abaixo.)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Na prática, a obtenção do ferro é feita em fornos. Por quê?
A resposta está no fato de que, apesar de o rendimento aumentar com o resfriamento, a
reação é extremamente demorada a baixas temperaturas, o que inviabiliza economicamente
o processo. Por isso, há a necessidade do aquecimento: ele diminui um pouco o rendimento,
mas aumenta a rapidez.
Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), situada em
Volta Redonda, RJ.
Em siderúrgicas, como essa, o rendimento da reação
de obtenção do ferro nunca é 100%, devido ao equilíbrio
químico envolvido.
Le Chatelier e a produção de ferro
Henri Le Chatelier foi um dos primeiros químicos
a perceber que uma reação química pode atingir o
equilíbrio químico e, por causa disso, não apresentar
rendimento 100%.
Um dos casos práticos estudados por ele foi o
processo de produção do ferro. Sobre esse processo,
ele escreveu:
“É sabido que num alto-forno siderúrgico a redução
do óxido de ferro é devida ao monóxido de
carbono, de acordo com a equação:
Fe 2 O 3 (s) 1 3 CO (g) F 2 Fe (s) 1 3 CO 2 (g)
porém, o gás que sai da chaminé contém uma considerável
proporção de monóxido de carbono [...]
Como se pensava que essa reação não se completava
porque o contato entre o monóxido de carbono e
o minério de ferro era insuficientemente prolongado,
as dimensões dos fornos foram aumentadas. Na
Inglaterra foi feito um alto-forno com trinta metros
de altura. Mas a proporção de monó xido de carbono
que escapava não diminuiu, demonstrando,
portanto, por meio de uma experiência que custou
centenas de milhares de francos*, que a redução do
óxido de ferro é uma reação limitada [isto é, que
entra em equilíbrio químico]. O conhecimento das
leis do equilíbrio químico teria permitido chegar à
mesma conclusão, só que de um meio mais rápido
e muito mais econômico”.
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
*
O franco era a moeda, naquela época, do país natal de Le Chatelier, a França.
415

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
12 (Vunesp) Considerar o equilíbrio.
Fe 3 O 4 (s) 1 4 H 2 (g) F 3 Fe (s) 1 4 H 2 O (g)
a 150 °C em recipiente fechado. Representar a
expressão da constante de equilíbrio da reação.
Prever, justificando, qual será o efeito da adição
ao sistema em equilíbrio de:
a) mais H 2 (g).
b) mais Fe (s).
c) um catalisador.
16 (UFSCar-SP) As equações apresentadas a seguir representam
equilíbrios químicos estabelecidos separadamente
no interior de cilindros dotados de êmbolos
móveis. Considerando que cada cilindro terá seu
volume reduzido à metade do valor inicial, mantida
a temperatura constante, assinale a alternativa que
representa o equilíbrio afetado por essa alteração.
a) C (s) 1 O 2 (g) F CO 2 (g)
b) H 2 (g) 1 Br 2 (g) F 2 HBr (g)
c) CH 4 (g) 1 2 O 2 (g) F CO 2 (g) 1 2 H 2 O (g)
d) CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g)
e) FeO (s) 1 CO (g) F Fe (s) 1 CO 2 (g)
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Resolução
K C 5 ______ [H 2O] 4
[H 2 ] ou K 4 P 5 ______
(P H 2 O) 4
(P H2
) 4
a) A adição de H 2 provoca aumento da [H 2 ] e, pelo
Princípio de Le Chatelier, desloca o equilíbrio
para a direita.
b) Não desloca, pois o ferro é sólido e, por isso,
não aparece explicitamente na expressão da
constante de equilíbrio.
c) Não desloca, pois o catalisador aumenta
igualmente a velocidade das reações direta e
inversa.
13 (PUC-MG) Considere o equilíbrio a seguir:
C (s) 1 2 H 2 (g) F CH 4 (g) DH 5 275 kJ ? mol 21
É CORRETO afirmar que o equilíbrio será deslocado
para a direita quando:
a) a temperatura é diminuída.
b) a pressão é diminuída.
c) um catalisador é adicionado.
d) uma quantidade de carbono é retirada.
14 (Vunesp) Dada a reação exotérmica:
2 H 2 O 2 (aq) F 2 H 2 O () 1 O 2 (g),
a alteração que favorece a formação dos produtos
é a elevação da:
a) temperatura.
b) pressão parcial de O 2 .
c) concentração de H 2 O.
d) pressão.
e) concentração de H 2 O 2 .
15 (UCG-GO) Decida se a afirmação é verdadeira ou
falsa.
O monóxido de carbono pode ser formado quando
o dióxido de carbono reage com o carbono sólido
(grafite), de acordo com a equação química seguinte.
Ao diminuir a temperatura, a formação do gás
monóxido de carbono é favorecida.
CO 2 (g) 1 C (grafite) F 2 CO (g) DH° 5 1172,5 kJ
17 (Udesc) Com relação à transformação do dióxido
de carbono em monóxido de carbono
CO 2 (g) 1 C (s) F 2 CO (g), DH 5 174 kJ/mol
é possível afirmar:
I. A expressão da constante de equilíbrio para a
[CO] 2
reação é K C 5 __________
[CO 2 ] ? [C]
II. Se ocorrer um aumento na temperatura em
que a reação acontece, haverá um aumento na
produção de monóxido de carbono.
III. O equilíbrio não é afetado, se o sistema sofrer
uma compressão.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa I é verdadeira.
c) Somente a afirmativa II é verdadeira.
d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
18 (UEMG) O esmalte dos dentes é constituído de um
material pouco solúvel em água e cujo componente
principal é a hidroxiapatita (Ca 5 (PO 4 ) 3 OH). Em um
processo chamado desmineralização, que ocorre
naturalmente, esse esmalte pode se dissolver, de
acordo com a equação abaixo:
Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) 1 H 2 O () F
F 5 Ca 21 (aq) 1 3 PO 4 32 (aq) 1 OH 2 (aq)
Considerando que essa equação representa um
equilíbrio químico presente em nossa boca, e que
a desmineralização é representada pelo processo
direto, analise as alternativas abaixo e assinale a
que apresenta uma informação INCORRETA.
a) Um aumento da acidez na boca pode acelerar o
processo de desmineralização.
b) Uma dieta pobre em íons fosfato pode evitar a
desmineralização.
c) A desmineralização pode ser evitada por uma
dieta rica em cálcio.
d) No estado de equilíbrio, a velocidade de mineralização
é igual à velocidade de desmineralização.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
416
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Exercícios adicionais

Seção 32.3
Dissolução de gases em líquidos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CExplicar como a
solubilidade de gás
em líquido depende
da pressão do gás
e da temperatura
do sistema.
C CPrever a variação do
pH de uma solução em
função da variação da
pressão de um gás que
participe de equilíbrio
iônico nessa solução.
❱❱ Termos e conceitos
• Lei de Henry
Algumas
importantes
regiões de pesca
marinha estão
situadas em
locais frios, onde
é relativamente
alta a
concentração
de oxigênio
dissolvido na
água.
Despejos de
água quente em
um ambiente
aquático
provocam
poluição térmica.
1 Efeito da temperatura
É difícil generalizar o comportamento da dissolução de gases em água
como função da temperatura. Podemos dizer, contudo, que em geral ocorre
uma diminuição da solubilidade do gás em água (isto é, da concentração máxima
do gás que se dissolve em água) quando a temperatura aumenta.
É particularmente importante o conhecimento de como varia a solubilidade
do gás oxigênio em água, pois esse gás, dissolvido em água, é
utilizado pelos peixes em seu processo respiratório.
Por exemplo, a 30 °C, a concentração máxima de O 2 que se dissolve em
água é cerca da metade da que se dissolve a 0 °C. Isso permite entender
por que importantes regiões de pesca marinha do mundo se situam em
locais frios. Há mais oxigênio dissolvido na água e, portanto, condições
favoráveis ao desenvolvimento dos peixes.
Em mares e rios, os despejos de água quente feitos por indústrias provocam
a chamada poluição térmica, ou seja, um aumento da temperatura
da água. Mesmo um aumento relativamente pequeno de temperatura pode
provocar grande mortalidade de peixes por causar redução da solubilidade
do oxigênio em água.
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
417

2 Efeito da pressão
Verifica-se experimentalmente que a pressão parcial de um gás in fluencia diretamente a sua
solubilidade em água.
A solubilidade de um gás em um líquido (concentração máxima do gás que se dissolve no
líquido), a temperatura constante, é proporcional à pressão do gás sobre o líquido. Essa é a
chamada Lei de Henry.
O aumento da pressão do gás provocará um aumento na sua quantidade dissolvida, por exemplo,
em certa quantidade de água. Caso o gás reaja com a água, isso provocará um deslocamento
do equilíbrio da reação entre ambos. Vamos considerar os dois casos mais significativos: a
reação do dióxido de carbono (CO 2 ) e a da amônia (NH 3 ) com a água.
Refrigerantes contêm gás carbônico em solução aquosa. Nas fábricas, o CO 2 é injetado
a alta pressão, forçando sua dissolução. Imediatamente a garrafa é tampada. Na foto, linha
de engarramento de refrigerantes.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Equilíbrio entre CO 2 e H 2 O
No sistema esquematizado abaixo, parte do dióxido de carbono (CO 2 ) presente está na
fase gasosa e parte na fase aquosa, isto é, dissolvido na água. O CO 2 dissolvido toma parte do
equilíbrio:
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
O aumento de pressão
aumenta a concentração
de CO 2 dissolvido.
O pH da solução diminui
(meio fica mais ácido).
CO 2 (aq) 1 H 2 O () F H 1 (aq) 1 HCO 2 3 (aq)
O aumento de pressão obriga uma quantidade maior de CO 2 a entrar na água. Isso desloca o
equilíbrio no sentido de formação de H 1 , aumentando a acidez do meio, ou seja, abaixando o pH.
CO 2 (g)
Aumentando a pressão
CO 2 (g)
(Esquema em cores
fantasiosas; sem escala.)
Água
Meio ácido
CO 2 (aq)
Água
Meio mais ácido
CO 2 (aq)
418

Equilíbrio entre NH 3 e H 2 O
A análise de uma situação análoga envolvendo a amônia gasosa revela que o aumento de pressão
aumenta a basicidade do meio, ou seja, aumenta o pH. O equilíbrio químico estabelecido entre a
amônia e a água é:
NH 3 (aq) 1 H 2 O () F NH 4 1 (aq) 1 OH 2 (aq)
O aumento de pressão
aumenta a concentração
de NH 3 dissolvida.
O pH da solução aumenta
(meio fica mais básico).
NH 3 (g)
Aumentando a pressão
NH 3 (g)
(Esquema em cores
fantasiosas; sem escala.)
Água
Meio básico
NH 3 (aq)
Água
Meio mais básico
NH 3 (aq)
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Textos: Refrigerantes e mergulhadores e Estalactites, estalagmites e corais
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
19 (Fuvest-SP) Quando se borbulha o ar atmosférico,
que contém cerca de 20% do oxigênio, em um
aquá rio mantido a 20 °C, resulta uma solução que
contém certa quantidade de O 2 dissolvido. Explique
que expectativa pode-se ter acerca da concentração
de oxigênio na água do aquário em cada uma
das seguintes hipóteses:
a) aumento da temperatura da água para 40 °C;
b) aumento da concentração atmosférica de oxigênio
para 40%.
e 20
Resolução
a) O aumento da temperatura reduz a solubilidade
do O 2 em água (isto é, a concentração máxima
de O 2 que se dissolve em água) e, portanto, a
expectativa é de que a concentração de O 2 na
água do aquário diminua.
b) O aumento da pressão parcial de O 2 no ar aumenta
a sua solubilidade em água e, portanto,
a expectativa é de que a concentração de O 2 na
água do aquário aumente.
(FEI-SP) É correto afirmar com relação à solubilidade
de um gás em um líquido que:
a) a variação da temperatura não é um fator significativo.
b) a variação da pressão não é um fator significativo.
c) o líquido de molécula polar dissolve um gás de
molécula apolar.
d) a solubilidade do gás diminui com a diminuição
da temperatura.
e) um aumento de pressão causa um aumento na
solubilidade do gás.
21 (Unemat-MT) Em uma garrafa de refrigerante tem-
-se o seguinte equilíbrio:
CO 2 (g) 1 H 2 O () F H 2 CO 3 (aq)
Considerando o princípio de Le Chatelier, pode-se
AFIRMAR que ao abrir a garrafa de refrigerante:
a) a reação se desloca no sentido de CO 2 e H 2 O por
redução da pressão.
b) a reação se desloca no sentido de CO 2 e H 2 O por
aumento da pressão.
c) a reação se desloca no sentido de H 2 CO 3 por
redução da pressão.
d) a reação se desloca no sentido de H 2 CO 3 por
aumento da pressão.
e) a reação permanece em equilíbrio.
s 22 (UFMA) O pH do sangue de um ser humano, no estado
de repouso, foi medido, e o resultado foi 7,5. Nessa
situação, ocorre o seguinte equilíbrio no sangue:
CO 2 (g) 1 H 2 O () F HCO 2 3 (aq) 1 H 1 (aq)
Após ser submetido a grande esforço físico, sua
respiração tornou-se acelerada, retirando, assim,
grande quantidade de CO 2 do sangue. De acordo
com essas informações, é correto afirmar que:
a) a [H 1 ] aumenta e o pH do sangue diminui.
b) a [H 1 ] diminui e o pH do sangue aumenta.
c) a [H 1 ] diminui e o pH do sangue também diminui.
d) a [H 1 ] aumenta e o pH do sangue também
aumenta.
e) a [H 1 ] diminui e o pH do sangue não se altera.
23 (Cefet-GO) Em temperatura ambiente, o pH de um
certo refrigerante saturado com gás carbônico
quando em garrafa fechada é igual a 4. Assinale a
alternativa correta.
a) O refrigerante tem caráter básico.
b) Ao abrir a garrafa do refrigerante, ocorre escape
de gás carbônico e, portanto, o pH deve aumentar
para valores entre 4 e 7.
c) A concentração de íon OH 2 no refrigerante à
temperatura indicada é 10 24 mol ? L 21 .
d) O tal refrigerante é cerca de 10 vezes mais ácido
que uma Coca-Cola, cuja concentração de H 1 é
10 23 mol ? L 21 .
e) O gás carbônico é um óxido básico e um dos
causadores do efeito estufa.
Capítulo 32 • Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos
419

24 (Vunesp-SP) Um estudante conectou, por meio de
uma mangueira, duas garrafas de água mineral,
sendo uma com gás e outra sem. Por meio de um
peagâmetro inserido na água com gás, ele acompanhou
a variação de pH e pôde construir um gráfico
registrando a variação de pH em função do tempo.
d)
pH
pH
4,2
4,0
3,8
3,6
3,4
e)
tempo (minutos)
3,2
0
50 100 150 200 250 300
tempo (minutos)
pH
tempo (minutos)
a)
b)
pH
pH
pH
Água
com
gás
tempo (minutos)
Água
sem
gás
Com relação à garrafa não monitorada pelo peagâmetro,
pode-se concluir que o gráfico que melhor
representaria a variação de pH é:
25 (EEM-SP) Soluções aquosas de hidróxido de amônio
(NH 4 OH) podem ser adequadamente representadas
pelo equilíbrio
NH 3 (g) 1 H 2 O () F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
a) A solução representada pelo equilíbrio possui
caráter ácido, básico ou neutro?
b) Explique por que uma solução de NH 4 OH (aq)
deve ser conservada em frasco fechado.
2 26 (Ufal) “Amônia” de uso doméstico para limpeza é
uma solução aquosa de NH 3 (g), de concentração
cerca de 2,0 mol/L.
Analise as proposições abaixo [julgando-as em
verdadeiras ou falsas]:
0 - Na água pura existe o equilíbrio:
H 2 O () F H 1 (aq) 1 OH 2 (aq) cuja constante
K w 5 1,0 10 214 e pH 5 7 (temperatura de
25 °C).
1 - Na dissolução de NH 3 (g) em água ocorre produção
de íons hidroxila de acordo com:
NH 3 (g) 1 H 2 O () F NH 1 4 (aq) 1 OH 2 (aq)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
c)
pH
tempo (minutos)
tempo (minutos)
2 - Nessa solução aquosa existem íons NH 1 4 (aq), íons
H 1 (aq) e íons OH 2 (aq) sendo que
[H 1 (aq)] . [OH 2 (aq)].
3 - Nessa solução pode-se conhecer a concentração
de todas as espécies iônicas presentes,
desde que se conheça, K w , produto iônico da
água.
4 - Admitindo-se conhecida a [OH 2 ] dessa solucão,
o valor do pH será obtido pelo uso das
equações:
[OH 2 (aq)] ? [H 1 (aq)] 5 K w e pH 5 2log [H 1 ]
420
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Exercícios adicionais

UNIDADE J
Capítulo
33
Solubilidade e curva
de solubilidade
M
uitos minerais apresentam baixíssi ma solubilidade
em água. Este capítulo trata de
aspectos quantitativos da solubilidade.
Neste capítulo, aplicamos conceitos
de equilíbrio químico às soluções de
compostos iônicos em água.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
33.1 Solubilidade
Solubilidade é a máxima quantidade
de soluto que pode ser dissolvida em
dada quantidade de solvente, a certa
temperatura e pressão.
Uma solução está saturada de um soluto
quando contém a maior concentração
(estável) possível desse soluto.
Uma solução supersaturada não é estável
e apresenta concentração de soluto
superior à da solução saturada.
33.2 Solubilidade e equilíbrio
químico
Solução em equilíbrio com corpo de
fundo está saturada dessa substância.
33.3 Curvas de solubilidade
Curva de solubilidade é o gráfico da
solubilidade em função da temperatura.
33.4 Solubilidade e temperatura
A variação da solubilidade com a
temperatura pode ser interpretada
segundo o Princípio de Le Chatelier.

Seção 33.1
Solubilidade
❱❱ Objetivos
C Conceituar
solubilidade.
C CInterpretar e utilizar
dados de solubilidade.
C Conceituar solução
saturada e solução
não saturada.
C Compreender que o
corpo de fundo não faz
parte da solução; é uma
outra fase.
C Conceituar solução
supersaturada.
C CExplicar como uma
solução supersaturada
pode ser obtida.
❱❱ Termos e conceitos
• solubilidade
(ou coeficiente de
solubilidade)
• solução saturada
• solução não saturada
(ou insaturada)
• corpo de fundo
(ou corpo de chão)
• solução supersaturada
• germe de cristalização
1 O conceito de solubilidade
Considere um copo contendo 100 g de água a 20 °C. Nessa amostra
vamos adicionar KC —— um sólido de aspecto semelhante ao do sal de
cozinha —— aos poucos, sempre agitando muito bem após cada adição.
Água
pura
KC
30,0 g
100 g de H 2
O
KC
dissolvido:
30,0 g
Mexendo muito
bem com um
bastão de vidro
Temperatura constante em 20 °C
KC
já dissolvido:
30,0 g
KC
dissolvido:
34,0 g
mais KC 10,0 g
KC não dissolvido:
6,0 g
Mexendo muito
bem com um
bastão de vidro
KC
já dissolvido:
34,0 g
KC
dissolvido:
34,0 g
mais KC 10,0 g
KC não dissolvido: 6,0 g
KC não dissolvido:
16,0 g
Mexendo muito
bem com um
bastão de vidro
Note que 34,0 g é o máximo de KC que podemos dissolver em 100 g de
água a 20 °C. Todo KC adicionado além desse valor não se dissolve, indo
diretamente para o fundo do copo.
Dizemos que a solubilidade do KC é de 34,0 g/100 g H 2 O a 20 °C.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Solubilidade ou coeficiente de solubilidade é o nome dado à
máxima quantidade de uma substância que conseguimos dissolver
em uma quantidade especificada de solvente, a uma dada pressão e
temperatura, formando uma solução estável.
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Repetindo a experiência a 30 °C, percebemos que algo semelhante ocorre,
porém descobrimos que a solubilidade do KC nessa nova temperatura
é de 37,0 g do sal por 100 g de água.
Água
pura
KC 40,0 g
Temperatura constante em 30 °C
Mexendo muito bem
com bastão de vidro
KC
dissolvido:
37,0 g
100 g de H 2 O
KC não dissolvido:
3,0 g
422

Podemos repetir essa experiência a várias temperaturas, obtendo assim uma tabela de solubilidade
como a tabela 1 abaixo.
Tabela 1
Solubilidade do KC em água, a várias temperaturas
Temperatura (°C) Solubilidade (g/100 g H 2 0)
0 27,8
10 31,9
20 34,0
30 37,0
40 40,0
50 42,9
60 45,8
70 48,5
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
80 51,2
90 53,8
100 56,4
2 Solução não saturada e solução saturada
KC
dissolvido:
30,0 g
KC
dissolvido:
34,0 g
KC sólido constitui
o corpo de fundo
(ou corpo de chão)
KC
dissolvido:
34,0 g
100 g de H 2 O (20 °C) 100 g de H 2 O (20 °C) 100 g de H 2 O (20 °C)
Fonte: Elaborada a
partir de D. R. Lide
(ed.) CRC Handbook of
Chemistry and Physics.
84. ed. Boca Raton, CRC
Press, 2003.
Utilizam-se os seguintes termos para designar as soluções, dependendo da concentração
de soluto:
Solução
não saturada
(ou insaturada)
Solução
saturada
(sem corpo de fundo)
Solução
saturada
(com corpo de fundo)
A
Tem concentração
inferior à
solubilidade, nesta
temperatura.
Têm concentração igual à solubilidade, nesta temperatura.
As duas soluções da direita são idênticas.
A fase sólida não faz parte da solução,
pois solução é uma mistura homogênea.
A Uma certa
quantidade de KC é
dissolvida em água
quente para obter
solução saturada
(na presença de
corpo de chão).
B
B Ao resfriar a
solução, ocorre
formação de mais
KC sólido. Isso se
deve ao fato de a
solubilidade do KC
em água diminuir
com o resfriamento.
Capítulo 33 • Solubilidade e curva de solubilidade
423

3 Solução supersaturada
Vamos agora descrever outra experiência, que começa com 100 g de água a 40 °C. A essa
temperatura, de acordo com a tabela 1, podemos dissolver 40,0 g de KC nessa quantidade de
água, formando uma solução saturada.
Se agora resfriarmos essa solução até 20 °C, verificaremos que, durante o resfriamento, haverá
a precipitação de KC, isto é, formação de KC sólido. Isso porque, a 20 °C, 100 g de água
dissolvem apenas 34,0 g de KC.
KC
dissolvido:
40,0 g
Resfriamento
40 °C 20 °C
KC
dissolvido:
34,0 g
Solução saturada
(sem corpo de fundo)
KC não dissolvido: 6,0 g
Solução saturada
(com corpo de fundo)
No entanto, se repetirmos várias vezes esse procedimento, resfriando muito lentamente,
poderemos, com sorte, presenciar um fato interessante: conseguir chegar a 20 °C sem que haja
a precipitação. Nesse caso, a solução obtida é chamada de supersaturada.
KC
dissolvido:
40,0 g
Solução saturada
(sem corpo de fundo)
KC
dissolvido:
40,0 g
Resfriamento lento
40 °C 20 °C
Após introdução do cristal
20 °C 20 °C
KC
dissolvido:
40,0 g
Solução supersaturada
Se introduzirmos um pequeno cristal de KC sólido na solução, perceberemos que imediatamente
haverá a precipitação do KC em excesso.
Cristal de KC
KC
dissolvido:
34,0 g
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Solução supersaturada
KC não dissolvido: 6,0 g
Solução saturada
(com corpo de fundo)
O cristal introduzido é chamado de germe de cristalização. A pre cipitação também ocorreria
se tivéssemos agitado a solução com um bastão de vidro ou batido com ele na superfície externa
do copo. Verificamos, portanto, que uma solução supersaturada não é estável, bastando uma
pequena perturbação para que ocorra a precipitação do excesso de soluto.
Assim, a tabela 1 mostra a máxima quantidade de KC que podemos dissolver em água
formando uma solução estável a uma dada temperatura. Se ultrapassarmos esse limite, estaremos
trabalhando com uma solução que não é estável, chamada de solução supersaturada.
Não se consegue fazer uma solução supersaturada por dissolução direta do soluto no
solvente. Para consegui-la, é necessário usar a estratégia que acabamos de descrever, partindo
de uma solução que esteja em outra temperatura.
424

Soluções supersaturadas na cozinha
Soluções supersaturadas não são apenas curiosidades de laboratório;
elas existem naturalmente. O mel é um exemplo, no qual o principal
soluto é a glicose. Se o mel é deixado em repouso, a glicose cristaliza.
Dizemos, não muito cientificamente, que o mel “açucarou”.
Soluções supersaturadas de sacarose (açúcar de cana)
são muito comuns na cozinha. As geleias são um exemplo.
A sacarose frequentemente cristaliza quando a geleia é
armazenada por um longo tempo.
Fonte: J. W. Hill e R. H. Petrucci. General chemistry. 1. ed.
Nova Jersey, Prentice Hall, 1996. p. 491. (Tradução dos
autores.)
O mel é, frequentemente, uma solução
supersaturada de açúcares.
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Texto: Abriu? Então supersaturou!
Seção 33.2
❱❱ Objetivo
C CEquacionar equilíbrios
entre sólido iônico e
íons na solução.
Solubilidade e equilíbrio químico
Se adicionarmos 40 g de KC a 100 g de água a 20 °C, verificaremos que,
mesmo após prolongada agitação, 6,0 g do sólido ficarão no fundo, pois a
solubilidade do KC é de 34,0 g/100 g H 2 O a essa temperatura.
KC (s) F K 1 (aq) 1 C 2 (aq)
Corpo
de fundo
Solução
saturada
K (aq)
KC (s)
C (aq)
KC dissolvido:
34,0 g
KC sólido:
6,0 g
Solução
saturada
Corpo
de fundo
Na verdade, nessa situação a dissolução não para de acontecer. No
entanto, a reação inversa está ocorrendo com a mesma velocidade com
que a direta. Isso caracteriza uma situação de equilíbrio químico. Trata-se
de um equilíbrio heterogêneo entre o corpo de fundo e a solução.
Capítulo 33 • Solubilidade e curva de solubilidade
Uma solução aquosa saturada de
KC em equilíbrio com KC sólido.
Solução em equilíbrio com corpo de fundo
é necessariamente saturada.
425

ExErcícIos EssENcIAIs
1 (Ufam) Adicionando-se soluto a um solvente,
chega-se a um ponto em que o solvente não mais
consegue dissolver o soluto. Nesse ponto a solução
torna-se:
a) supersaturada. d) saturada.
b) concentrada. e) diluída.
c) fraca.
6 (Fuvest-SP) Quatro tubos contêm 20 mL de água
cada um. Coloca-se nesses tubos dicromato de
potássio (K 2 Cr 2 O 7 ) nas seguintes quantidades:
Massa de Tubo A Tubo B Tubo C Tubo D
K 2 Cr 2 O 7 (g) 1,0 3,0 5,0 7,0
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
426
ExErCíCio rESoLvido
2 (Unifor-CE) A 30 °C a solubilidade do nitrato de
prata em água é de 3.000 g por quilograma da água.
Adi ciona-se, a 30 °C, 2.000 g desse sal a 500 g de
água, agita-se vigorosamente e depois filtra-se.
Qual a massa da solução saturada obtida?
a) 1.000 g. c) 2.000 g. e) 3.000 g.
b) 1.500 g. d) 2.500 g.
Resolução
Se em 1.000 g de água podem se dissolver 3.000 g
do sal, deduz-se que em 500 g de água podem se
dissolver 1.500 g de sal.
Grandezas: Massa
de soluto
Massa
de solvente
3.000 g 1.000 g
V x 5 1.500 g
x 500 g
Assim, a solução saturada obtida será constituída
por 500 g de solvente (água) e 1.500 g de soluto
(nitrato de prata), apresentando massa total de
2.000 g.
Alternativa c.
3 (Evangélica-GO) O coeficiente de solubilidade de
um sal é de 40 g por 100 g de água a 80 °C.
A massa em gramas desse sal, nessa temperatura,
necessária para saturar 70 g de água é:
a) 18. b) 28. c) 36. d) 40. e) 70.
4 (UFPB) Se 64 g de solução saturada de KC, após
evaporação completa da água, produziram um resíduo
sólido que pesou 24 g, a massa, em gramas,
do sal KC necessária para saturar 100 g de água,
à mesma temperatura, é:
a) 166,6 g. c) 60 g. e) 160 g.
b) 16 g. d) 6 g.
5 (Uneb-BA) A solubilidade do dicromato de potássio a
20 °C é 12,5 g por 100 mL de água. Colocando-se em
um tubo de ensaio 20 mL de água e 5 g de dicromato
de potássio a 20 °C, podemos afirmar que, após
agitação e posterior repouso, nessa temperatura:
a) coexistem solução saturada e fase sólida.
b) não coexistem solução saturada e fase sólida.
c) só existe solução saturada.
d) a solução não é saturada.
e) o dicromato de potássio não se dissolve.
A solubilidade do sal, a 20 °C, é igual a 12,5 g por
100 mL de água. Após agitação, em qual(is) tubo(s)
coexistem, nessa temperatura, solução saturada
e fase sólida?
a) em nenhum. d) apenas em B, C e D.
b) apenas em D. e) em todos.
c) apenas em C e D.
7 (UFMG) Sabe-se que o cloreto de sódio pode ser
obtido a partir da evaporação da água do mar.
Analise este quadro, em que está apresentada a
concentração de quatro sais em uma amostra de
água do mar e a respectiva solubilidade em água
a 25 °C:
Sal
Concentração/(g/L)
I II III
Solução
saturada
de NaC
Corpo de
chão de NaC
Sistemas
Solubilidade
em água/(g/L)
NaC 29,7 357
MgC 2 3,32 542
CaSO 4 1,80 2,1
NaBr 0,55 1.160
Considerando-se as informações desse quadro,
é CORRETO afirmar que, na evaporação dessa
amostra de água do mar a 25 °C, o primeiro sal a
ser precipitado é o:
a) NaBr b) CaSO 4 c) NaC d) MgC 2
8 (UFG-GO) Os sistemas, a seguir, contêm soluções
aquosas de NaC em três diferentes situações,
mantidas a temperatura constante:
Solução
diluída
de NaC
a) Indique qual(is) sistema(s) está(ão) em equilíbrio.
Justifique sua resposta.
b) O que ocorrerá, em cada sistema, se for adicionada
uma quantidade muito pequena de NaC
sólido?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

9 (UEPB) O hidróxido de alumínio é utilizado como
medicamento para hiperacidez gástrica, gastrites
e úlceras gastroduodenais. Portanto, age como um
antiácido, reagindo com o ácido clorídrico, principal
componente do suco gástrico. Pode ser encontrado
comercialmente na forma de suspensão oral, e
sua posologia (dose recomendada) é, para adultos,
1 colher de sobremesa após as refeições.
A bula do medicamento recomenda que se deve
agitar o produto antes de consumi-lo:
a) para evitar que ocorra evaporação do hidróxido
de alumínio.
b) porque é uma suspensão, onde ocorre separação
das fases do hidróxido de alumínio com o solvente
utilizado, podendo alterar a quantidade de
matéria do hidróxido ingerida pelo paciente.
c) para permitir a formação da solução de hidróxido
de alumínio.
d) para que a suspensão se torne uma solução.
e) para que a suspensão se torne heterogênea.
10 (UFRGS-RS) Um experimento é realizado em duas
etapas.
Etapa 1: A 200 mL de água destilada contidos em
um copo são adicionadas quantidades crescentes
de NaC. Essa mistura é agitada intensa e vigorosamente,
até que se observe a precipitação de cristais
de NaC que não mais solubilizam.
Etapa 2: À mistura obtida na Etapa 1 são acrescentados
alguns cristais de KMnO 4 . Após algum
tempo, observa-se que a fase líquida adquire uma
coloração violácea característica do permanganato
de potássio.
A análise desse experimento permite concluir
que
a) a fase líquida obtida ao final da Etapa 2 é uma
solução supersaturada.
b) o NaC e o KMnO 4 devem apresentar os mesmos
valores de coeficiente de solubilidade.
c) a solubilização do KMnO 4 na Etapa 2 só foi possível
porque a solução líquida obtida na Etapa 1
estava insaturada.
d) a solução líquida obtida na Etapa 1, embora
esteja saturada de NaC, ainda mantém a possibilidade
de solubilizar KMnO 4 .
e) a fase líquida obtida ao final da Etapa 2 não
pode ser considerada uma solução, porque foram
utilizados dois solutos com propriedades
diferentes.
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Exercícios adicionais
Seção 33.3
Curvas de solubilidade
❱❱ Objetivo
C CInterpretar curvas
de solubilidade e
extrair delas dados
necessários para
cálculos químicos.
❱❱ Termos e conceitos
• curva de solubilidade
Um gráfico que relacione solubilidade e temperatura é chamado de curva
de solubilidade. Curvas de solubilidade são muito úteis para comparar a
solubilidade de vários compostos e tam bém para analisar o comportamento
da solubilidade com a variação de temperatura.
Solubilidade
(g de soluto em 100 g de H 2 O)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
NaNO 3
CaC 2
NaC
KNO 3
KC
Pb(NO 3 ) 2
KCO 3
K 2 Cr 2 O 7
Ce 2 (SO 4 ) 3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura (°C)
Curva de solubilidade para alguns sais em água.
Fonte: T. L. Brown et al. Chemistry; the central science. 9. ed. Nova Jersey,
Prentice Hall, 2003. p. 497.
Capítulo 33 • Solubilidade e curva de solubilidade
427

Seção 33.4
❱❱ Objetivo
C CUtilizar o Princípio
de Le Chatelier para
explicar por que a
solubilidade de um
composto iônico varia
com a temperatura.
Solubilidade e temperatura
Tabela 2
Temperatura (°C)
Comparação das solubilidades do KC e do Li 2 CO 3
a várias temperaturas
Solubilidade (g/100 g H 2 0)
KC Li 2 CO 3
0 27,8 1,56
Solubilidade aumenta
10 31,9 1,45
20 34,0 1,35
30 37,0 1,26
40 40,0 1,16
50 42,9 1,08
Solubilidade aumenta
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Note que curvas de
solubilidade crescentes
estão associadas a
DH de dissolução positivo
e curvas decrescentes,
a DH de dissolução
negativo.
Solubilidade
Solubilidade
KC
Temperatura
Li 2 CO 3
Fonte: Elaborada a partir de D. R. Lide (ed.) CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed.
Boca Raton, CRC Press, 2003.
A tabela 2 permite concluir que o KC e o Li 2 CO 3 apresentam solubilidades
que se comportam diferentemente diante de variações de temperatura.
O fato de a solubilidade do KC aumentar com o aquecimento significa
que, ao aquecermos uma solução saturada com corpo de chão, este irá se
dissolver cada vez mais. Já no caso do Li 2 CO 3 , isso provocaria um aumento
do corpo de chão.
KC (aq)
KC (s)
Li 2 CO 3 (aq)
Li 2 CO 3 (s)
Aquecimento
Aquecimento
KC (aq)
KC (s)
Li 2 CO 3 (aq)
Li 2 CO 3 (s)
Note que, com o aquecimento,
a quantidade de KC no corpo de
chão diminuiu.
Note que, com o aquecimento,
a quantidade de Li 2 CO 3 no corpo
de chão aumentou.
Qual seria a razão do comportamento diferente entre as solubilidades
dos dois sais? A resposta reside no fato de a dissolução do KC ser
endotérmica (DH . 0) e a do Li 2 CO 3 ser exotérmica (DH , 0). Como você
deve lembrar, o aquecimento desloca o equilíbrio no sentido endotérmico.
Assim, o aquecimento favorece a solubilização do KC e desfavorece a do
Li 2 CO 3 .
endotérmico
KC (s) @@@@@#
!@@@@@ K 1 (aq) 1 C 2 (aq) DH . 0
O aquecimento desloca para a direita
O aquecimento aumenta a solubilidade do KC.
@@@@@#
Li 2 CO 3 (s) !@@@@@ 2 Li 1 (aq) 1 CO 22 3 (aq) DH , 0
endotérmico
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
O aquecimento desloca para a esquerda
Temperatura
O aquecimento diminui a solubilidade do Li 2 CO 3 .
428

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCio rESoLvido
11 Esta é a curva de solubilidade do KBr:
Solubilidade do KBr
(g de sal/100 g H 2 O)
Solubilidade
(g /100 g de H 2 O)
120
100
80
60
40
20
150
0 20 40 60 80 100
0 0 10 20 30 40
Li 2 SO 4
Temperatura (°C)
50 60
Temperatura (°C)
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
NaC
20
10
Ce 2
(SO 4
) 3
A 80 °C, 100 g de KBr é
a massa que pode se
0 10203040 50 60 70 80 90 100
dissolver em 100 g de H 2 O.
Temperatura (°C)
Considerando-se o gráfico, adicionam-se, separadamente,
40,0 g de cada um dos sais em 100 g de
água. À temperatura de 40 °C, os sais que estão
120
totalmente dissolvidos na água são:
a) KC e KNO
100
3 c) KNO 3 e NaNO 3
80
b) NaC e NaNO 3 d) Ce 2 (SO 4 ) 3 e NaC
60
40
14 (UFRN) Os pontos (1), (2) e (3) do gráfico abaixo
20
representam, respectivamente, soluções:
0 20 40 60 80 100
Temperatura (°C)
60
50
40
3
30 NaC
1
KI
20
2
10
NaC
a) A dissolução do KBr em água é endotérmica ou
exotérmica?
b) Se acrescentarmos 100 g de KBr a 100 g de água
a 20 °C, obteremos uma solução saturada com
corpo de chão. Aquecendo esse sistema lentamente,
a que temperatura o corpo de chão se
solubilizará completamente?
Resolução
a) Endotérmica, pois a curva de solubilidade é
crescente, ou seja, a solubilização do KBr em
água é favorecida pelo aquecimento.
b) A 80 °C, pois o gráfico informa que a essa temperatura
a solubilidade do sal é de 100 g de sal
para cada 100 g de água.
A 20 °C, 100 g de KBr
é maior que a massa
que pode se dissolver
em 100 g de H 2 O.
Solubilidade do KBr
(g de sal/100 g H 2 O)
Aquecimento
12 (PUC-RJ) Observe a figura abaixo, que representa a
solubilidade, em g por 100 g de H 2 O, de 3 sais inorgânicos
em determinada faixa de temperatura.
Temperatura (°C)
Assinale a afirmativa correta:
a) A solubilidade dos 3 sais aumenta com a temperatura.
b) O aumento de temperatura favorece a solubilização
do Li 2 SO 4 .
c) A solubilidade do KI é maior que as solubilidades
dos demais sais, na faixa de temperatura dada.
d) A solubilidade do NaC varia com a temperatura.
e) A solubilidade de 2 sais diminui com a temperatura.
13 (PUC-MG) Seja dado o gráfico de solubilidade de
determinadas substâncias.
Solubilidade (gramas de soluto/100 g de H 2
O)
Solubilidade (g do sal em 100 g de H 2
O)
NaNO 3
KNO 3
KC
a) saturada, não saturada e supersaturada.
b) saturada, supersaturada e não saturada.
c) não saturada, supersaturada e saturada.
d) não saturada, saturada e supersaturada.
Capítulo 33 • Solubilidade e curva de solubilidade
429

Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
15 (PUC-MG) Analise o gráfico de solubilidade em
água das substâncias denominadas A e B.
Coeficiente de solubilidade
(g de soluto/100 g de água)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
B
A
10 20 30 40 50 60 70 80 t (°C)
Considerando-se esses dados, é INCORRETO afirmar
que:
a) a substância B é mais solúvel que a substância
A a 50 °C.
b) 30 g de A dissolvem-se completamente em 100 g
de água a 20 °C.
c) a solubilidade de A diminui com o aumento da
temperatura.
d) 15 g de B em 100 g de água formam uma solução
saturada a 10 °C.
16 (UFV-MG) A solubilidade do nitrato de potássio
(KNO 3 ), em função da temperatura, é representada
no gráfico abaixo:
Solubilidade (g/100 g de H 2
O)
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80 100
Temperatura (°C)
De acordo com o gráfico, assinale a alternativa
que indica CORRETAMENTE a massa de KNO 3 , em
gramas, presente em 750 g de solução, na temperatura
de 30 °C.
a) 250. d) 100.
b) 375. e) 500.
c) 150.
Comentário dos autores:
Atente a que se refere o dado 750 g.
17 (UFMG) Numa aula no Laboratório de Química, os
alunos prepararam, sob a supervisão do professor,
duas soluções aquosas, uma de cloreto de potássio,
KC, e uma de cloreto de cálcio, CaC 2 .
Após observarem a variação da temperatura em
função do tempo, durante o preparo de cada
uma dessas soluções, os alunos elaboraram este
gráfico:
Temperatura/°C
Solubilidade
Frasco I
T ?
H 2 O KC
55
50
45
40
35
30
30
20
10
0
Frasco II
T 20 °C
H 2 O KC
CaC 2
KC
30 60 90 120
Tempo/s
Considerando-se as informações fornecidas por
esse gráfico e outros conhecimentos sobre o assunto,
é CORRETO afirmar que:
a) a dissolução do CaC 2 diminui a energia cinética
média das moléculas de água.
b) a dissolução do KC é um processo exotérmico.
c) a entalpia de dissolução do CaC 2 é maior que
zero.
d) a solubilidade do KC aumenta com o aumento
da temperatura.
18 (UFRJ) Os frascos a seguir contêm soluções saturadas
de cloreto de potássio (KC) em duas temperaturas
diferentes. Na elaboração das soluções
foram adicionados, em cada frasco, 400 mL de água
e 200 g de KC.
25
0 20 40 60 80
Temperatura (°C)
Sal depositado
O diagrama a seguir representa a solubilidade do
KC em água, em gramas de soluto/100 mL de H 2 O,
em diferentes temperaturas.
100
a) Determine a temperatura da solução do frasco I.
b) Sabendo que a temperatura do frasco II é de
20 °C, calcule a quantidade de sal (KC) depositado
no fundo do frasco.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
430
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Exercícios adicionais

UNIDADE J
Capítulo
34 Produto
de solubilidade
Previsões sobre solubilização e
precipitação de compostos iônicos de
baixa solubilidade são feitas usando o
produto de solubilidade.
34.1 O conceito de produto
de solubilidade
Produto de solubilidade (K S ) é K C para
o equilíbrio entre sólido iônico e íons na
solução saturada.
34.2 Não confunda “solubilidade” com
“produto de solubilidade”
É possível deduzir uma relação entre o K S e
a solubilidade em mol/L.
34.3 Usando o K S para decidir se uma
solução é saturada ou não
Sendo conhecidos o K S e as concentrações
em mol/L de íons em uma solução, pode-se
determinar se essa solução é saturada, não
saturada ou supersaturada.
34.4 O efeito do íon comum
na solubilidade
A solubilidade de um composto iônico é
diminuída pela presença de um íon comum.
34.5 Uma representação gráfica
para o K S
A representação gráfica do K S ajuda a
compreender a ocorrência de precipitação
ao misturar determinadas soluções.
A
água que se infiltra pelas paredes das cavernas
contém grandes quantidades de
bicarbonato de cálcio dissolvido. Ao gotejar no
interior das cavernas, a liberação de CO 2 , devido
à queda de pressão, leva à precipitação de
carbonato de cálcio e consequente formação
de estalactites e estalagmites.

Seção 34.1
❱❱ Objetivo
C CRelacionar as
concentrações de
íons na solução
saturada por meio da
expressão de K S .
❱❱ Termos e conceitos
• produto de
solubilidade (K S , K PS
ou PS)
O conceito de produto
de solubilidade
Como já vimos, há um equilíbrio químico entre o corpo de chão e uma
solução saturada. Dessa forma, podemos escrever a constante de equilíbrio,
lembrando que a concentração de um sólido não entra explicitamente na
expressão de K C :
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq) K C 5 [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ]
Sólido iônico
Solução saturada
Essa constante de equilíbrio é conhecida como produto de solubilidade
(ou constante do produto de solubilidade).
Produto de solubilidade é o nome dado à constante de equilíbrio
para um processo do tipo: sólido iônico F solução saturada
Ba 2 (aq)
SO 2 4 (aq)
BaSO 4 (s)
Solução
saturada em
equilíbrio com o
corpo de chão
Costuma-se simbolizar o produto de solubilidade por K S , K PS ou PS.
A IUPAC recomenda a representação K S .
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq) K S 5 [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ]
Outros exemplos de expressões para o produto de solubilidade:
AgC (s) F Ag 1 (aq) 1 C 2 (aq) K S 5 [Ag 1 ] ? [C 2 ]
PbC 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 C 2 (aq) K S 5 [Pb 21 ] ? [C 2 ] 2
A(OH) 3 (s) F A 31 (aq) 1 3 OH 2 (aq) K S 5 [A 31 ] ? [OH 2 ] 3
Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) F 3 Ca 21 (aq) 1 2 PO 42 3 (aq) K S 5 [Ca 21 ] 3 ? [PO 32 4 ] 2
A partir desses exemplos, perceba que, como a concentração do sólido
não entra, a expressão do K S sempre terá o aspecto de um produto de
concentrações. Daí o nome produto de solubilidade.
Na prática o produto de solubilidade só é utilizado para compostos
que possuam baixa solubilidade em água, pois, para compostos muito
solúveis, o K S não se mantém rigorosamente constante. Exemplos de
valores numéricos para K S aparecem na tabela 1, abaixo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Tabela 1 Alguns valores de produto de solubilidade (K s ), a 25 °C
Composto K S Composto K S
AgC 2 ? 10 210 Fe(OH) 2 5 ? 10 217
BaCO 3 3 ? 10 29 Fe(OH) 3 3 ? 10 239
BaSO 4 1 ? 10 210 Mg(OH) 2 6 ? 10 212
CaCO 3 3 ? 10 29 PbC 2 2 ? 10 25
CaSO 4 5 ? 10 25 PbSO 4 3 ? 10 28
Fonte: D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton, CRC
Press, 2003.
432

Seção 34.2
Não confunda “solubilidade” com
“produto de solubilidade”
❱❱ Objetivo
C CDeduzir a relação entre
K S e S (solubilidade
em mol/L).
Vimos que “solubilidade” é o nome dado à máxima quantidade de soluto
que conseguimos dissolver numa certa quantidade de solvente, a uma dada
temperatura. Já o “produto de solubilidade” é a denominação de uma constante
de equilíbrio. São conceitos diferentes e você não deve confundi-los.
Mas será que existe alguma relação entre ambas as grandezas? Sim, e é
isso que veremos agora.
Imagine uma solução de BaSO 4 em equilíbrio com o corpo de chão. Vamos
representar por S a concentração de BaSO 4 dissolvido, expressa em
mol/L, ou seja, S é a solubilidade em mol/L. A concentração dos íons Ba 21
e SO 42 2 pode ser calculada em função de S e substituída na expressão de
K S . Assim, encontramos uma relação entre S e K S .
S mols de BaSO 4 se
encontram dissolvidos
por litro de solução
Ba 2 (aq)
SO 2 4 (aq)
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq)
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
BaSO 4 (s)
K S produto de solubilidade
S solubilidade (em mol/L)
Note que a grandeza
aqui representada por
S não se trata de uma
nova definição. Nesse
texto, S representa a
quantidade em mol de
soluto dissolvido por
litro de solução, ou seja,
é a concentração em
quantidade de matéria
(M) da solução saturada.
Poderia ter sido
simbolizada por x, y ou
qualquer outra letra; não
precisava ter sido S. Determinando
S, e sabendo
a densidade da solução,
podemos calcular o valor
da solubilidade expressa
em massa de soluto por
massa de solvente.
Início Quantidade inicial — —
Reagiu 1 S — —
Formou — 1 S 1 S
No equilíbrio “Sobra” S S
Não nos interessa saber quanto sobra, pois
sólido não entra na constante de equilíbrio.
K S 5 [Ba 21 ] ? [SO 22 4 ] 5 S ? S V K S 5 S 2
Portanto, se conhecermos a solubilidade (em mol/L), podemos calcular
o produto de solubilidade e vice-versa. Mas é necessário deixar claro que
a expressão que acabamos de deduzir não vale para todos os compostos.
Para entender, observe os seguintes exemplos e perceba que a relação
entre S e K S muda de composto para composto:
PbC, 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 C, 2 (aq)
Início Quantidade inicial — —
Reagiu 1 S — —
Formou — 1 S 2 S
No equilíbrio “Sobra” S 2 S
K S 5 [Pb 21 ] ? [C, 2 ] 2 5 S ? (2 S) 2 V K S 5 4 ? S 3
A,(OH) 3 (s) F A, 31 (aq) 1 3 OH 2 (aq)
Início Quantidade inicial — —
Reagiu 1 S — —
Formou — 1 S 3 S
No equilíbrio “Sobra” S 3 S
K S 5 [A, 31 ] ? [OH 2 ] 3 5 S ? (3 S) 3 V K S 5 27 ? S 4
Capítulo 34 • Produto de solubilidade
433

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCioS rESoLvidoS
1 A solubilidade do HgS, em água numa dada temperatura,
é 3,0 ? 10 226 mol/L. Determine o K S desse
sal nessa temperatura.
Resolução
Vamos construir a tabela para relacionar K S (produto
de solubilidade) e S (solubilidade em mol/L)
HgS (s) F Hg 21 (aq) 1 S 22 (aq)
Início
Quantidade
inicial
— —
Reagiu S — —
6 (Fuvest-SP) A determinada temperatura, a solubilidade
do sulfato de prata em água é 2,0 ? 10 22 mol/L.
O produto de solubilidade (K PS ) desse sal à mesma
temperatura é:
a) 4,0 ? 10 24 . c) 6,4 ? 10 25 . e) 8,0 ? 10 26 .
b) 8,0 ? 10 24 . d) 3,2 ? 10 25 .
7 (FEI-SP) Numa solução aquosa saturada de BaCrO 4 ,
à temperatura ambiente, a concentração dos íons
CrO 42 2 é:
Dado: K PS do BaCrO 4 5 1,0 ? 10 210
a) 1,0 ? 10 25 mol/L. d) 1,0 ? 10 5 mol/L.
b) 1,0 ? 10 210 mol/L. e) 1,0 ? 10 10 mol/L.
c) 1,0 ? 10 215 mol/L.
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
Formou — S S
No equilíbrio “Sobra” S S
K S 5 [Hg 21 ] ? [S 22 ] 5 S 2
K S 5 S 2 5 (3,0 ? 10 226 ) 2 V K S 5 9,0 ? 10 252
2 Sabendo que para o PbBr 2 o K S vale 4,0 ? 10 26 , determine
o valor da solubilidade desse sal, em mol/L.
Resolução
Início
PbBr 2 (s) F Pb 21 (aq) 1 2 Br 2 (aq)
Quantidade
inicial
— —
Reagiu 1 S — —
Formou — 1 S 2 S
No equilíbrio “Sobra” S 2 S
K S 5 [Pb 21 ] ? [Br 2 ] 2 5 S ? (2 S) 2
K S 5 4 ? S 3
S 5 d XXXXXXXXXX 4,0 ? 10 26
3 _________ 5 3 d
4
XXXXXXXXX 1,0 ? 10 26
S 5 1,0 ? 10 22 mol/L
3 Dê a expressão matemática do produto de solubilidade
para as seguintes substâncias:
a) CaF 2 d) Fe(OH) 3
b) ZnS e) A 2 (CO 3 ) 3
c) Ag 2 CrO 4
4 Estabeleça uma relação matemática entre a solubilidade
em mol/L (represente-a por S) e o produto
de solubilidade (K S ) para cada um dos seguintes
compostos:
a) CaF 2 d) Fe(OH) 3
b) ZnS e) A 2 (CO 3 ) 3
c) Ag 2 CrO 4
5 (UFG-GO) Experimentalmente, comprova-se que uma
solução saturada de fluoreto de bário, em água pura,
a 25 °C, tem concentração do íon fluoreto igual a
1,52 ? 10 22 mol/L. Qual é o produto de solubilidade
do fluoreto de bário?
8 (UFRRJ) A busca para se obter um maior tempo de
vida exige diversos cuidados. Entre eles está o de realizar
visitas periódicas a médicos, com o objetivo de
diagnosticar doenças precocemente. Entretanto, em
2003, diversas pessoas morreram intoxicadas, quando
uma indústria fabricante de produtos farmacêuticos
vendeu sulfato de bário (BaSO 4 ) contaminado com
car bonato de bário (BaCO 3 ), para uso como con tra s te
radiográfico.
a) Uma das formas de sintetizar o sulfato de bário
é através da reação entre carbonato de bário e
sulfato de cálcio (CaSO 4 ) em meio aquoso. Escreva
esta equação balanceada.
b) Sabendo que a solubilidade molar do carbonato
de bário em determinada temperatura vale
5,0 ? 10 25 mol/L, determine a constante do produto
de solubilidade (K PS ) desse composto nessa
temperatura.
9 (Mackenzie-SP) A solubilidade do hidróxido de
ferro II, a 25 °C, é aproximadamente 0,45 mg/L.
Admitindo-se que o hidróxido esteja 100% dissociado,
o valor do seu produto de solubilidade nessa
temperatura é:
Dado: Massa molar em g/mol
H 5 1, O 5 16, Fe 5 56
a) 5,0 ? 10 217 . c) 2,5 ? 10 217 . e) 5,0 ? 10 24 .
b) 5,0 ? 10 216 . d) 2,5 ? 10 216 .
10 (Vunesp-SP) O iodeto de potássio pode ser utilizado
para separar íons prata de uma solução aquosa,
pois o iodeto de prata formado é muito pouco solúvel.
Este sal pode ser utilizado para bombardear
nuvens em épocas de seca e, assim, induzir chuvas.
Suponha que o responsável por um laboratório
receba uma encomenda de iodeto de prata e utilize
soluções concentradas de nitrato de prata e de
iodeto de potássio, a 25 °C, como reagentes para
preparar o produto. Após o surgimento do precipitado
de interesse, qual deve ser a concentração de
íons prata na solução resultante? Considere K S do
AgI 5 8,1 ? 10 217 .
Comentário dos autores:
Admita que os reagentes foram misturados na
proporção molar de 1 : 1.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
434

11 (UFRN) Durante uma atividade de laboratório, Ana
recebeu três frascos (I, II e III), cada qual contendo
uma substância sólida não identificada. O professor
informou que os frascos continham Mg(OH) 2 ,
Zn(OH) 2 e Ca(OH) 2 , cujas constantes de solubilidade,
a 25 °C, eram:
Mg(OH) 2 K PS 5 5,61 ? 10 212
Ca(OH) 2 K PS 5 5,02 ? 10 26
Zn(OH) 2 K PS 5 3,00 ? 10 217
Para identificar tais substâncias, Ana realizou o
seguinte procedimento: inicialmente, usando água
destilada, preparou soluções saturadas das substâncias
I, II e III. Em seguida, mediu a condutividade
elétrica (a 25 °C) de cada solução, verificando que
os resultados obtidos satisfaziam à seguinte relação:
s(I) . s(II) . s(III). Concluindo o experimento,
Ana identificou corretamente as substâncias dos
frascos I, II e III, respectivamente, como:
a) Ca(OH) 2 , Zn(OH) 2 e Mg(OH) 2
b) Ca(OH) 2 , Mg(OH) 2 e Zn(OH) 2
c) Zn(OH) 2 , Ca(OH) 2 e Mg(OH) 2
d) Mg(OH) 2 , Ca(OH) 2 e Zn(OH) 2
12 (Fuvest-SP) Preparam-se duas soluções saturadas,
uma de oxalato de prata (Ag 2 C 2 O 4 ) e outra
de tiocianato de prata (AgSCN). Esses dois sais
têm, aproximadamente, o mesmo produto de
solubilidade (da ordem de 10 212 ). Na primeira, a
concentração de íons prata é [Ag 1 ] 1 e, na segunda,
[Ag 1 ] 2 ; as concentrações de oxalato e tiocianato
são, respectivamente, [C 2 O 2 42 ] e [SCN 2 ]. Nesse caso,
é correto afirmar que:
a) [Ag 1 ] 1 5 [Ag 1 ] 2 e [C 2 O 2 42 ] , [SCN 2 ]
b) [Ag 1 ] 1 . [Ag 1 ] 2 e [C 2 O 2 42 ] . [SCN 2 ]
c) [Ag 1 ] 1 . [Ag 1 ] 2 e [C 2 O 2 42 ] 5 [SCN 2 ]
d) [Ag 1 ] 1 , [Ag 1 ] 2 e [C 2 O 2 42 ] , [SCN 2 ]
e) [Ag 1 ] 1 5 [Ag 1 ] 2 e [C 2 O 2 42 ] . [SCN 2 ]
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Exercícios adicionais
Seção 34.3
❱❱ Objetivo
C CUtilizar KS para
determinar se uma
solução é saturada,
não saturada ou
supersaturada.
Usando o K S para decidir se uma
solução é saturada ou não
Vamos mostrar agora, de um modo semelhante ao que fizemos na
página 336, que o fato de conhecermos o valor do K S nos permite decidir
se uma solução é não saturada, saturada ou supersaturada.
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq) K S 5 1 ? 10 210 5 [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ]
Considere as três soluções de BaSO 4 , para as quais conhecemos os
valores das concentrações dos íons bário e sulfato.
[Ba [Ba 2 2 ][Ba ] 2 10 10 ] 6 6 10 mol/L
6 mol/L
[SO 2 4 2 4 [SO ] ] 2 4 10 10 ] 6 6 10 mol/L
6 mol/L
[Ba [Ba 2 2 ][Ba ] 2 10 10 ] 5 5 10 mol/L
5 mol/L
[SO 2 4 2 4 [SO ] ] 2 4 10 10 ] 5 5 10 mol/L
5 mol/L
[Ba [Ba 2 2 ][Ba ] 2 10 10 ] 4 4 10 mol/L
4 mol/L
[SO 2 4 2 4 [SO ] ] 2 4 10 10 ] 4 4 10 mol/L
4 mol/L
[Ba 21 ] ? [SO 22 4 ] 5 10 26 ? 10 26
[Ba 21 ] ? [SO 22 4 ] 5 10 25 ? 10 25
[Ba 21 ] ? [SO 22 4 ] 5 10 24 ? 10 24
[Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] 5 10 212 , K S
Solução não saturada
[Ba 21 ] ? [SO 42 2 ] 5 10 210 5 K S
Solução saturada
Resumindo, para uma solução aquosa de BaSO 4 :
[Ba 21 ] ? [SO 42 2 ] 5 10 28 . K S
Solução supersaturada
Se [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] , K S V solução não saturada
Se [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] 5 K S V solução saturada
Se [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] . K S V solução supersaturada
(neste último caso, é possível
haver precipitação do excesso
de soluto dissolvido)
Capítulo 34 • Produto de solubilidade
Ao misturar BaC 2 (aq) 0,1 mol/L e Na 2 SO 4 (aq) 0,1 mol/L, o produto [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ]
ultrapassa o K S do BaSO 4 e ocorre precipitação desse sal.
435

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
ExErCíCio rESoLvido
13 Em uma solução de 0,01 mol/L
de cloreto de sódio (NaC) é
dissolvido nitrato de prata
(AgNO 3 ), lenta e continuamente,
até que se inicie a
precipitação de cloreto de
prata (AgC). Sabendo que o
produto de solubilidade do
AgC vale 2 ? 10 210 , determine
a concentração de íons prata
(Ag 1 ) necessária para que se
inicie a precipitação.
Resolução
A precipitação começará quando o produto
[Ag 1 ] ? [C 2 ] igualar o valor de K S .
No início da precipitação, temos:
[Ag 1 ] ? [C 2 ] 5 2 ? 10 210
Proveniente do
AgNO 3
[Ag 1 ] 5 ________ 2 ? 10210
[C 2 ]
5 ________ 2 ? 10210
10 22
[Ag 1 ] 5 2 ? 10 28 mol/L
Proveniente do
NaC
Precipitação de AgC.
14 Em uma solução de 0,01 mol/L de BaC 2 é dissolvido
Na 2 SO 4 , lenta e continuamente, até que se inicie
a precipitação de BaSO 4 (K S 5 1,0 ? 10 210 ). Qual é a
concentração de íons sulfato (SO 2 42 ) no momento
em que se inicia a precipitação?
15 Em uma solução de 0,002 mol/L de Pb(NO 3 ) 2
é dissolvido
NaC, lenta e continuamente, até que se
inicie a precipitação de PbC 2 (K S 5 2 ? 10 25 ). Qual é
a concentração de íons cloreto (C 2 ) no momento
em que se inicia a precipitação?
16 (USC-BA)
Substância
Constante de solubilidade
(K S ) a 25 °C
AgC 1,56 ? 10 210
K S
PbC 2 2,56 ? 10 24
MgCO 3 4,00 ? 10 25
ZnS 1,20 ? 10 223
Com base nas informações da tabela, nos conhecimentos
sobre solubilidade e equilíbrio de solubilidade,
pode-se afirmar:
a) O sulfeto de zinco é a substância mais solúvel
em água.
b) Para o PbC 2 , K S 5 [Pb 21 ][2 C 2 ].
c) A solubilidade do MgCO 3 é 2,00 ? 10 25 mol/L.
d) A solubilidade independe da temperatura.
e) Ao se fazer passar uma corrente de gás clorídrico
em uma solução saturada de AgC, haverá
precipitação de AgC.
Comentário dos autores:
O “gás clorídrico” é o gás cloreto de hidrogênio,
HC, que, dissolvido em água, é denominado
ácido clorídrico.
17 (UFF-RJ) Identifique a opção que apresenta o pH
no qual o Mg(OH) 2 começará a precipitar, a partir
de uma solução de Mg(NO 3 ) 2 0,100 M, após adição de
NaOH:
(Dado: K PS Mg(OH) 2 5 1,0 ? 10 211 .)
a) 4,0. c) 7,0. e) 12,0.
b) 5,0. d) 9,0.
18 (UFBA) Decida se a afirmação é verdadeira ou falsa.
Um litro de água considerada rica em carbonato
de cálcio, CaCO 3 , K S 5 5,0 ? 10 29 (mol/L) 2 , a 25 °C,
apresenta concentração de íons carbonato superior
a 5,0 ? 10 24 mol/L, na mesma temperatura.
19 (UFRRJ) Considere uma solução contendo os
cátions A 1 , B 1 e C 1 , todos com concentração
0,1 mol ? L 21 . A esta solução gotejou-se hidróxido
de sódio (NaOH).
Dado:
K PS AOH 5 10 28 ; K PS BOH 5 10 212 e
K PS COH 5 10 216
a) Determine a ordem de precipitação dos hi -
dróxi dos.
b) Calcule a concentração de hidroxila (OH 2 ) necessária
para cada hidróxido precipitar.
20 (UEG-GO) Considere uma solução contendo
1,0 mol ? L 21 dos íons C 2 e Br 2 e não contendo
íons Ag 1 . Nessa solução dissolveram-se cristais de
AgNO 3 . Considere que o volume da solução permaneceu
constante durante a adição do sal de prata
e, nesse caso, de posse dos valores dos produtos de
solubilidade dos sais de prata que se formam nesse
processo, responda:
Sal de prata
K PS
AgC 1,6 ? 10 210
AgBr 7,7 ? 10 213
a) Qual sal se precipitará primeiro? Explique.
b) Qual a concentração mínima de Ag 1 necessária
para iniciar a precipitação do sal do composto
identificado no item a.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
436
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Exercícios adicionais

Seção 34.4
O efeito do íon comum na solubilidade
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivo
C CEstimar a solubilidade
na presença de íon
comum.
Já vimos como calcular a solubilidade de um composto na água pura se conhecermos
seu K S . Assim, por exemplo, para o BaSO 4 , K S 5 1,0 ? 10 210 temos:
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq)
Início Quantidade inicial — —
Reagiu S — —
Formou — S S
No equilíbrio “Sobra” S S
K S 5 S 2 V S 5 d XXX K S
V
V
S 5 d XXXXXXXXXX 1,0 ? 10 210 V S 5 1,0 ? 10 25 mol/L
Vamos agora calcular a solubilidade do BaSO 4 numa solução 10 22 mol/L
de Na 2 SO 4 , um composto muito solúvel em água ( 1,4 mol/L a 20 °C).
A diferença é que no início já temos íons SO 2 42 presentes na solução, provenientes
do Na 2 SO 4 .
Inicialmente presente
na solução
BaSO 4 (s) F Ba 21 (aq) 1 SO 2 42 (aq)
Início Quantidade inicial — 10 22
Reagiu S — —
Formou — S S
No equilíbrio “Sobra” S S 1 10 22
K S 5 [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] V K S 5 S ? (S 1 10 22 )
K S 5 S ? 10 22 1,0 ? 10210
V S 5
__________
S 5 1,0 ? 10 28 mol/L
10 22
10 22
A presença adicional de
SO 2 42 desloca o equilíbrio
para a esquerda. Assim,
devemos esperar que a
solubilidade seja ainda
menor que em água pura
e, portanto, S é desprezível
se comparado a 10 22 .
Assim, (S 1 10 22 ) 10 22 .
Comparando os dois resultados, podemos concluir que a solubilidade
do BaSO 4 em água pura (S 5 1,0 ? 10 25 mol/L) é mil vezes maior do que em
uma solução contendo 10 22 mol/L de íons SO 2 42 (S 5 1,0 ? 10 28 mol/L).
Podemos dissolver até Podemos dissolver até
1,0 10 5 mol/L de BaSO 4 1,0 10 8 mol/L de BaSO 4
Aqui a solubilidade
é mil vezes maior
Água pura
Solução
0,01 mol/L
de Na 2 SO 4
O fato de já existir na solução um íon comum ao BaSO 4 (no caso o SO 2 42 )
fez com que sua so lubilidade fosse muito diminuída. A isso damos o nome
de efeito do íon comum sobre a solubilidade.
A presença de um íon comum diminui a solubilidade de um composto
iônico em água.
Capítulo 34 • Produto de solubilidade
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Texto: Como se forma a casca do ovo
437

Seção 34.5
❱❱ Objetivo
C CEsboçar e interpretar
um gráfico de [cátion]
em função de [ânion]
para soluções
saturadas.
Uma representação gráfica para o K S
[Ba 2 ]
Para o BaSO 4 a expressão do K S é:
[Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] 5 K S V [Ba 21 ] 5
K S _______
[SO 2 42 ]
Lembrando que K S é uma constante, podemos representar num gráfico
a [Ba 21 ] em função da [SO 2 42 ], como mostrado abaixo.
Soluções supersaturadas
[SO 2 4 ]
Soluções não saturadas
[Ba 2 ] [SO 2 4 ] K S
[SO 2 4 ]
[Ba 2 ]
I
Ba 2
[Ba 2 ]
C
2
SO 4
H
C H
BaC 2 (aq)
Mistura
H 2 SO 4 (aq)
F
Vai precipitar BaSO 4 ???
Ba 2 (aq) SO 2 4 (aq) # BaSO 4 (aq)
[SO 2 4 ]
[Ba 2 ] [SO 2 4 ] K S
Precipitação
Os pontos pertencentes à curva são aqueles
para os quais [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] 5 K S , representando
soluções saturadas. Os pontos acima da curva
representam as soluções supersaturadas
([Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] . K S ), e os pontos abaixo dela, as
soluções não saturadas ([Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] , K S ).
Essa representação gráfica é também bastante útil para entendermos
por que ao se misturarem duas soluções pode ocorrer precipitação (formação
de um sólido). Como exemplo considere a mistura de uma solução
de BaC, 2 e outra de H 2 SO 4 . Será que haverá precipitação de BaSO 4 ?
Para responder, é necessário calcular os valores de [Ba 21 ] e [SO 2 42 ] logo
após a mistura das soluções. Se o produto [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] for maior que o
K S , haverá a precipitação.
Neste gráfico, o ponto I
(inicial) representa uma solução
(momentaneamente supersaturada)
obtida ao misturar uma solução
contendo Ba 21 e outra contendo SO 2 42 .
A seta corresponde à modificação das
concentrações desses íons na solução,
durante a precipitação. Uma vez que,
ao precipitar BaSO 4 , cada íon Ba 21 se
combina com um íon SO 2 42 , as variações
D[Ba 21 ] e D[SO 2 42 ] são iguais. O ponto
F representa a situação final (solução
saturada com corpo de fundo).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
A B C
Unidade J • Equilíbrios heterogêneos
438
A O sulfato de bário é um sal pouco solúvel em
água (K S 5 1 ? 10 210 ). Ele é facilmente precipitável
misturando soluções contendo íons Ba 21 e SO 2 42 ,
em concentrações tais que, após a mistura, o
produto [Ba 21 ] ? [SO 2 42 ] ultrapasse 1 ? 10 210 .
B O BaSO 4 é usado como contraste em radiografias
do intestino, pois absorve os raios X melhor do
que os tecidos ao redor. (Colorido artificial.)
C A barita é um mineral constituído por sulfato de bário.

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCio rESoLvido
21 Sabendo que o produto de solubilidade (K S ) do AgC
vale 2,0 ? 10 210 , a 25 °C, calcule a solubilidade do
AgC em:
a) água pura, a 25 °C.
b) uma solução contendo 0,1 mol/L de íons Ag 1 , a
25 °C.
Resolução
a) AgC F Ag 1 1 C 2
Início Quantidade inicial — —
Reagiu S — —
Formou — S S
No equilíbrio “Sobra” S S
K S 5 [Ag 1 ] ? [C 2 ] 5 S ? S 5 S 2
S 5 d XXX K S 5 d XXXXXXXXXX 2,0 ? 10 210 V S 5 1,4 ? 10 25 mol/L
b) AgC F Ag 1 1 C 2
Início Quantidade inicial 10 21 —
Reagiu S — —
Formou — S S
No equilíbrio “Sobra” S 1 10 21 S
K S 5 [Ag 1 ] ? [C 2 ] 5 (S 1 10 21 ) ? S
Como a solubilidade em água pura é bem menor
que 10 21 mol/L, e será menor ainda na presença
do íon comum Ag 1 , podemos afirmar que
(S 1 10 21 ) é, dentro de uma aproximação muitíssimo
aceitável, igual a 10 21 . Assim:
K S 5 10 21 ? S
S 5 _____ K S
5 __________ 2,0 ? 10210
21
10 10 V S 5 2,0 ? 21 1029 mol/L
22 (PUC-RJ) O produto de solubilidade do AgC é
1,8 ? 10 210 a 298 K. Identifique a opção que indica a
concentração de íons Ag 1 , que se obtém no equilíbrio,
quando se adiciona um excesso de AgC, em
uma solução 0,1 mol/L de NaC.
a) 3,6 ? 10 210 mol/L. d) 10 25 mol/L.
b) 1,8 ? 10 29 mol/L. e) 10 21 mol/L.
c) 1,8 ? 10 25 mol/L.
23 (PUC-SP) O produto de solubilidade (K PS ) do CaF 2 (s)
é igual a 4,0 ? 10 211 . A solubilidade do CaF 2 (s) em
água pura é igual a 2,15 ? 10 24 mol/L. A solubilidade
do CaF 2 (s) em uma solução de NaF 1 mol/L será:
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Exercícios adicionais
a) maior que 2,15 ? 10 24 mol/L, devido ao efeito do
íon comum.
b) menor que 2,15 ? 10 24 mol/L, devido à precipitação
do NaF.
c) menor que 2,15 ? 10 24 mol/L, devido ao efeito do
íon comum.
d) exatamente igual a 2,15 ? 10 24 mol/L, pois K PS é
constante.
e) maior que 2,15 ? 10 24 mol/L, devido ao princípio
de Le Chatelier.
24 (Cefet-CE) O produto de solubilidade (K PS ) do oxalato
de cálcio (CaC 2 O 4 ) à temperatura ambiente é da
ordem de 1,3 ? 10 29 . A solubilidade molar deste sal,
em uma solução de 0,1 mol/L de oxalato de potássio
(K 2 C 2 O 4 ), é:
a) 1,3 ? 10 29 mol/L. d) 3,6 ? 10 28 mol/L.
b) 3,6 ? 10 25 mol/L. e) 1,3 ? 10 27 mol/L.
c) 1,3 ? 10 28 mol/L.
25 (Cefet-PB) O que se pode observar ao se adicionar
KC (cloreto de potássio) sólido em uma solução
saturada de cloreto de prata (AgC)?
a) Aumento do produto de solubilidade do AgC.
b) Aumento de solubilidade do AgC.
c) Diminuição da solubilidade do AgC.
d) Diminuição do produto de solubilidade do AgC.
e) A solubilidade do AgC permanece inalterada.
26 (UFF-RJ) Tanto o filme quanto o papel fotográfico
possuem um revestimento denominado emulsão
sobre base suporte que é sensível à luz. A emulsão
consiste em uma gelatina contendo um ou mais
haletos de prata (AgC, AgBr e AgI). A preparação
de emulsões fotográficas envolve a precipitação dos
haletos de prata e o processo químico é bastante
simples: Uma solução de AgNO 3 é adicionada lentamente
a uma solução que contém KBr (talvez com
pequena porcentagem de KI) e pequena quantidade
de gelatina. A reação que se processa é:
Ag 1 (aq) 1 Br 2 (aq) F AgBr (s)
Com base na reação e considerando o K PS do AgBr
igual a 5,0 ? 10 213 a 25 °C, pode-se afirmar que:
a) a solubilidade em g ? L 21 é exatamente a raiz
cúbica do K PS .
b) na presença de KBr a solubilidade do AgBr
diminui.
c) quando o equilíbrio é alcançado, a [Ag 1 ] é duas
vezes maior do que a de [Br 2 ].
d) a [Br 2 ] no equilíbrio é 2,0 ? 10 26 mol ? L 21 .
e) a adição de AgNO 3 faz deslocar o equilíbrio para a
esquerda.
Capítulo 34 • Produto de solubilidade
439

EstAbElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE J
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Equilíbrio
químico
com participantes em
mais de uma fase é um
pode sofrer
1 2
pode ter
pode ter
de
acordo
com o
Expressão
matemática da
constante de
equilíbrio em função
das concentrações
(K C )
na qual
Não figuram
explicitamente
sólido e solvente
Expressão
matemática da
constante de
equilíbrio em função
das pressões
(K P )
na qual
Só figuram
substâncias
em fase gasosa
Solução saturada
(na presença de
corpo de fundo)
cuja fase
aquosa é
por exemplo
Equilíbrio de
sólido iônico
com seus íons em
solução aquosa
cuja constante
de equilíbrio
(K C ) é chamada
após filtração,
o filtrado é
Solução saturada
(na ausência de
corpo de fundo)
Princípio de
Le Chatelier
3
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
sua concentração
é denominada
4
seu gráfico em função
da temperatura é chamado
Solubilidade
(ou coeficiente
de solubilidade)
Unidade G J •• Equilíbrios Substâncias heterogêneos
inorgânicas
pode ser
Função
crescente da
temperatura
caso o
composto tenha
Dissolução
endotérmica
Função
decrescente da
temperatura
Dissolução
exotérmica
caso o
composto tenha
se a concentração
for maior
que ela, temos
Solução
supersaturada
na qual
pode haver
Precipitação do
excesso de soluto
dissolvido
se a concentração
for menor
que ela, temos
5
permite fazer
previsões sobre
Efeito do
íon comum sobre
a solubilidade
440

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFF-RJ) Uma solução é 0,0040 M em Mn 21 e 0,0040 M em Pb 21 . Sabendo-se que essa solução
apresenta uma concentração protônica igual a 0,10 M e que a mesma foi saturada com H 2 S
0,10 M, pede-se informar por meio de cálculos:
a) o sulfeto metálico que precipita em primeiro lugar;
b) o valor da [H 3 O 1 ] para que o segundo composto comece a precipitar.
Dados:
K PS (MnS) 5 8,0 10 214 ;
K PS (PbS) 5 8,0 10 228 ;
H 2 S (K a1 5 8,0 10 28 ; K a2 5 1,0 10 214 ).
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1
Sugestão de encaminhamento
Revise o equilíbrio heterogêneo que existe entre um sólido iônico e sua solução saturada
e os conceitos de solubilidade e de produto de solubilidade. Reveja exemplos da aplicação
desse último conceito na resolução de problemas envolvendo solubilidade de sais em água
ou sua precipitação ao misturar determinadas soluções.
2
Como o H 2 S é um diácido, ele se ioniza em duas etapas. Equacione essas etapas e escreva a
expressão da constante de equilíbrio de cada uma (K a1 e K a2 ). Multiplique ambas as expressões
matemáticas, membro a membro, e você obterá uma relação entre K a1 , K a2 , [H 1 ], [S 22 ] e [H 2 S].
Essa expressão será usada na resolução de ambos os itens.
3
Substitua, na expressão obtida, os valores de K a1 , K a2 , [H 1 ] e [H 2 S] para determinar a [S 22 ]
existente na solução.
4
Calcule o valor de [Mn 21 ] ? [S 22 ] e de [Pb 21 ] ? [S 22 ] nessa solução. Compare cada resultado com
o valor do produto de solubilidade do respectivo sal. Qual dos sais precipita e qual permanece
em solução. Responda ao item a.
5
Escreva a expressão do produto de solubilidade do sal que não precipitou ainda. Substitua
nela o valor do K PS e da concentração do cátion, para determinar qual a [S 22 ] a partir da qual
começaria a precipitação desse sal.
6
Agora só falta calcular a [H 3 O 1 ] (ou seja, a [H 1 ]) necessária para obter essa [S 22 ]. Substitua
esse valor de [S 22 ], bem como K a1 , K a2 e [H 2 S], na expressão obtida no item 2 e calcule a [H 1 ]
a partir da qual começaria a precipitar o segundo sal. Isso responde ao item b.
Capítulo 21 • Ácidos e bases
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Atividade de revisão
441

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Unidade J
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Equilíbrio heterogêneo
2 – Deslocamento
3 – Produto de solubilidade (K S , K PS , PS)
4 – Curva de solubilidade
5 – Solução não saturada (insaturada)
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Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Refrigerantes e mergulhadores
charles d. winters/pr-latinstock
corel/latinstock
Quanto menor a pressão parcial do
CO 2 sobre o líquido, menor a tendência
de esse composto permanecer
dissolvido.
O dióxido de carbono (CO 2 ) transportado pelo sangue humano toma parte
do seguinte equilíbrio:
CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 HCO 3 2 (aq)
Nos tecidos do organismo, onde há produção de CO 2 graças à respiração
das células, a [CO 2 ] é alta e o equilíbrio é deslocado para a direita. Quando
o sangue passa pelos pulmões, o CO 2 é eliminado pela expiração e, como
consequência, o equilíbrio é deslocado para a esquerda.
Ao encher rapidamente alguns balões de borracha, você certamente percebeu
como é fácil ficar um pouco “atordoado”. Ao enchê-los, está se eliminando
muito rapidamente CO 2 da corrente sanguínea. O deslocamento do equilíbrio
para a esquerda reduz a [H 1 ], afetando o pH do sangue. Pequeninas variações
de pH do sangue são suficientes para provocar tonturas e até mesmo desmaios.
(O pH do sangue humano permanece tipicamente na faixa de 7,3 a 7,5.)
O CO 2 é apenas um dos gases dissolvidos no nosso sangue. Há também O 2 ,
N 2 e outros em menor quantidade. A pressão do ar influencia a solubilidade
desses gases no sangue humano. Lembre-se da Lei de Henry: quanto maior
a pressão de um gás sobre um líquido, maior é a quantidade do gás que se
dissolve no líquido.
Quando um mergulhador desce a grandes profundidades carregando
cilindros de ar comprimido, a alta pressão desse gás faz com que seu sangue
passe a conter mais ar dissolvido do que conteria se estivesse na superfície.
Se o mergulhador voltar à superfície muito rapidamente, a brusca redução
de pressão diminui a solubilidade dos gases e isso faz com que sejam expulsos
do sangue. Há a formação de bolhas nas veias e artérias, impedindo o fluxo
de sangue e provocando dores nas juntas e nos músculos, surdez, paralisia e
até mesmo a morte.
Essa situação pode ser comparada à de
uma garrafa fechada de refrigerante. Nela,
o gás se encontra dissolvido sob ação da alta
pressão. Ao abrirmos a garrafa, provocamos
uma súbita redução da pressão e, em consequência,
diminui a solubilidade do gás. Repentinamente
há formação de bolhas, dispersas
por todo o líquido.
Para mergulhos muito profundos, o ar
comprimido é substituído por uma mistura
de oxigênio e hélio, pois o hélio é menos solúvel
no sangue do que o nitrogênio, atenuando
um pouco o problema.
A Lei de Henry tem muito a ver com mergulhos em
profundidade e com embalagens de refrigerantes
sendo abertas.

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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos equilíbrios
heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Estalactites, estalagmites e corais
2 1 Alternativa D.
2 O CO 2 se dissolve na água:
CO 2 (g) F CO 2 (aq)
A seguir, ele reage com a água, deixando o meio ácido:
CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 HCO 2 3 (aq)
Os íons H 1 atacam o CaCO 3 dos recifes de coral:
CaCO 3 (s) 1 H 1 (aq) F Ca 21 (aq) 1 HCO 2 3 (aq)
Essas últimas duas equações poderiam ser somadas e, assim, apresentadas
conjuntamente do seguinte modo:
CaCO 3 (s) 1 CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F Ca 21 (aq) 1 2 HCO 2 3 (aq)
3 Alternativa D.
4 Alternativa A.
5 a) certo
b) errado
c) certo
6 a) A solubilização do carbonato de cálcio no sistema 1 envolve apenas
o primeiro equilíbrio mencionado ou enunciado. No sistema 2,
contudo, ocorre também um segundo mecanismo de solubilização.
Nesse sistema existe CO 2 gasoso, que se dissolve em água,
de acordo com o segundo equilíbrio. E o CO 2 aquoso, juntamente
com a água, promove a solubilização do carbonato de cálcio por
meio do terceiro equilíbrio, no qual o sólido passa para a solução
na forma de íons cálcio e íons bicarbonato.
b) De acordo com o Princípio de Le Chatelier, o resfriamento desloca
o segundo equilíbrio para a direita (sentido exotérmico), o
que aumenta a concentração de CO 2 aquoso. Esse aumento de
concentração promove o deslocamento do terceiro equilíbrio para
a direita, aumentando a quantidade de CaCO 3 que passa para a
solução.
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Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
2 1 a) Se as galinhas começarem a respirar ofegantemente, haverá maior
liberação de CO 2 e, portanto, o equilíbrio representado pela equação
I se deslocará para a esquerda.
b) O aumento da quantidade de CO 2 provocará o deslocamento do
primeiro equilíbrio para a direita, ou seja, produção de CO 22 3 . O aumento
da [CO 22 3 ] provoca, no equilíbrio representado pela equação
II, formação de maior quantidade de CaCO 3 (deslocamento para a
direita), que é o principal componente da casca do ovo. Portanto,
se fornecermos água com gás para as galinhas, durante o verão,
os ovos produzidos terão casca mais grossa.
2 Alternativa C.
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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (F. C. Chagas-BA) À temperatura de 600 K,
cloreto de amônio (NH 4 C,) decompõe-se em
amônia e cloreto de hidrogênio, de acordo com
a equação
NH 4 C, (sólido) F NH 3 (gás) 1 HC, (gás)
Qual o valor numérico da constante (K P ) desse
equilíbrio, sabendo que nessa temperatura a
pressão da mistura gasosa é de 1,0 atm?
a) 2,0. b) 1,0. c) 0,50. d) 0,25. e) 0,125.
A resposta CORRETA é:
a) 1,17 3 10 26 c) 8,0 e) 1,17 3 10 24
b) 512 d) 4,0
Comentário dos autores:
Atenção às unidades das grandezas fornecidas.
Exercício resolvido
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Comentário dos autores:
Lembre-se de que, numa mistura gasosa, a soma
das pressões parciais é igual à pressão total.
2 (Vunesp) Bicarbonato de sódio sólido é usado
como fer mento químico porque se decompõe
termicamente, formando gás carbônico, de
acordo com a reação representada pela equação
química:
2 NaHCO 3 (s) F Na 2 CO 3 (s) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (g)
a) Represente a expressão matemática para a
constante de equilíbrio expressa em termos
de concentração (K C ).
b) A constante de equilíbrio, expressa em termos
de pressões parciais (K P ), é igual a 0,25
à temperatura de 125 °C, quando as pressões
são medidas em atmosferas. Calcule as pressões
parciais de CO 2 e H 2 O, quando o equilíbrio
for estabelecido nessa temperatura.
3 (ITA-SP) Carbamato de amônio sólido
(NH 2 COONH 4 ) decompõe-se em amônia e dióxido
de carbono, ambos gasosos. Considere que
uma amostra de carbamato de amônio sólido
esteja em equilíbrio químico com CO 2 (g) e
NH 3 (g) na temperatura de 50 ºC, em recipiente
fechado e volume constante. Assinale a opção
CORRETA que apresenta a constante de equilíbrio
em função da pressão total P, no interior
do sistema.
a) 3 P c) P 3 e) ___ ​ 4
27 ​P3
b) 2 P 2 d) ​ 2__
9 ​P2
4 (Cefet-PI) O cabonil de níquel, Ni(CO) 4 , é um
líquido extremamente tóxico com baixo ponto
de ebulição. Esse composto resulta da reação
de níquel metálico com monóxido de carbono
e, para reações acima do ponto de ebulição do
Ni(CO) 4 , a reação que atinge o equilíbrio é:
Ni(s) 1 4 CO (g) F Ni(CO) 4 (g)
Considerando que, no equilíbrio, a pressão do
CO (g) é 190 mmHg e a pressão do Ni(CO) 4 (g) é
1.520 mmHg, calcule a constante de equilíbrio
em função das pressões parciais, K P , da reação
acima.
5 (UFFRJ) A constante de equilíbrio (K C ) para a
reação:
A (g) 1 B (s) F C (g) 1 D (g)
a 127 °C, é igual a 49 mol/L. O valor de K P , nessas
condições, é:
a) 1,6 ? 10 23 atm d) 16 atm
b) 1,6 ? 10 3 atm e) 49 atm
c) 4,9 atm
Resolução
Para a equação química
A (g) 1 B (s) F C (g) 1 D (g)
temos:
dn 5 2 2 1 5 1 (só espécies gasosas são consideradas).
Assim,
K P 5 K C (RT) dn 5 K C (RT) 1
Substituindo os valores numéricos de
K C 5 49 mol/L, R 5 0,082 ​ ________ atm ? L ​ e T 5 400 K,
mol ? K
chegamos ao valor numérico de K P :
K p 5 49 ? 0,082 ? 400
K p 5 1,6 ? 10 3
Esse exercício considera K P e K C como tendo unidade.
Repetindo o cálculo, desta vez incluindo
as unidades de K C , R e T, chegamos à unidade
de K P , que aparece na resposta:
K P 5 49 ​ _____ mol ​ ? 0,082 ​atm
? L
L ________
mol ? K ​ ? 400 K
K P 5 1,6 ? 10 3 atm
Alternativa b.
6 (UFRN) Sabendo-se que K P 5 K C (RT) dn , podemos
afirmar que K P 5 K C , para:
a) CO 2 (g) 1 H 2 (g) F CO (g) 1 H 2 O (g)
b) H 2 (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) F H 2 O (,)
c) N 2 (g) 1 3 H 2 (g) F 2 NH 3 (g)

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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 1.4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
d) NO (g) 1 ​ 1__
2 ​O 2 (g) F NO 2 (g)
e) 4 FeS (s) 1 7 O 2 (g) F
F
2 Fe 2 O 3 (s) 1 4 SO 2 (g)
7 (Cesgranrio-RJ) Assinale, entre as opções a seguir,
a razão ___ ​ K P
​relativa à reação
K C
2 NaHCO 3 (s) F Na 2 CO 3 (s) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (g)
a) 1 b) 2 c) RT d) (RT) 2 e) (RT) 3
8 (Cesgranrio-RJ) Assinale a reação reversível que,
numa dada temperatura, apresenta o maior
valor para a relação ___ ​ K P
​, onde K
K P é a constante
C
de equilíbrio em termos de pressão, e K C é a
constante de equilíbrio em termos de concentração.
(Dado: K P 5 K C (RT) dn .)
a) 2 ZnS (s) 1 3 O 2 (g) F
F 2 ZnO (s) 1 2 SO 2 (g)
b) S (s) 1 O 2 (g) F SO 2 (g)
c) 4 FeS (s) 1 7 O 2 (g) F
F 2 Fe 2 O 3 (s) 1 4 SO 2 (g)
d) 2 A, 2 S 3 (s) 1 9 O 2 (g) F
F 2 A, 2 O 3 (s) 1 6 O 2 (g)
e) 4 FeS 2 (s) 1 11 O 2 (g) F
F 2 Fe 2 O 3 (s) 1 8 SO 2 (g)
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Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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9 (UCSal-BA) Os adoçantes podem diminuir a
incidência de cáries, uma vez que seu aparecimento
está associado à ação de bactérias
que transforma, principalmente, açúcares em
ácidos que desmineralizam a parte inorgânica
do dente (hidroxiapatita). Essa ação pode ser
representada pela equação:
Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 1 8 H 1 F
F 10 Ca 21 1 6 HPO 22 4 1 2 H 2 O
Para interferir nesse equilíbrio, podem-se usar
pastas de dentes com flúor, pois os fluoretos
podem inibir a ação das bactérias, substituindo
os íons hidróxido da hidroxiapatita, produzindo
hidroxiapatita fluoretada, que é menos solúvel
que a primeira.
Outra maneira de se combater as cáries, levando-se
em conta o Princípio de Le Chatelier para
equilíbrios químicos, é:
a) aumentar a [H 1 ] na saliva pela ingestão de
determinados alimentos.
b) usar dentifrícios com pH alcalino, deslocando
o equilíbrio para a esquerda.
c) usar dentifrícios alcalinos para deslocar o
equilíbrio para a direita.
d) usar dentifrícios com pH neutro.
e) usar apenas adoçante na alimentação.
10 (PUC-Campinas-SP) O macaco-prego ocorre em
ambientes tão variados quanto a amazônia,
o cerrado, a caatinga e a mata atlântica. Esse
animal usa pedras como martelo e troncos de
árvores como bigorna, numa referência à base
sobre a qual se malham metais.
As pedras utilizadas como ferramentas pelos
macacos podem ser constituídas por minérios,
como a siderita (FeCO 3 ). A reação desse minério
com ácidos pode resultar num estado de equilíbrio
representado por:
FeCO 3 (s) 1 2 H 1 (aq) F
F Fe 21 (aq) 1 H 2 CO 3 (aq) F
F Fe 21 (aq) 1 H 2 O (,) 1 CO 2 (g)
Nesse sistema, o equilíbrio se desloca no sentido
de produzir gás carbônico quando:
a) se adiciona solução de ácido clorídrico.
b) a pressão é aumentada.
c) se adiciona água.
d) se adiciona FeCO 3 .
e) os íons H 1 são neutralizados.
11 (Uece) A produção industrial do hidrogênio é
concluída pelo tratamento de gás natural do
vapor d’água em presença de catalisador, de
acordo com a reação:
CH 4 1 H 2 O F CH 3 OH 1 H 2
São conhecidos os pontos de ebulição do metano
(2161 °C), da água (100 °C), do metanol (65 °C) e
do hidrogênio (2253 °C). Quando o sistema em
equilíbrio sofre um aumento de pressão, podemos
afirmar, corretamente.
a) A uma temperatura de 50 °C, o equilíbrio se
desloca para a direita.
b) A uma temperatura de 75 °C, o equilíbrio se
desloca para a esquerda.
c) A uma temperatura de 120 °C, ocorre variação
do número de mols do sistema.
d) Em qualquer temperatura, a introdução de
um catalisador anula os efeitos do aumento
de pressão.
12 (Fuvest-SP) A 800 °C, a constante de equilíbrio, K P
(expressa em termos de pressão parcial em atm),
para o equilíbrio representado abaixo vale 0,22.
CaCO 3 (s) F CaO (s) 1 CO 2 (g)
Explique o que aconteceria se carbonato de
cálcio fosse aquecido, a 800 °C, em recipiente
aberto:
a) na Terra, onde a pressão parcial do CO 2 atmosférico
é 3 ? 10 24 atm.
b) em Vênus, onde a pressão parcial do CO 2
atmosférico é 87 atm.
13 (Uerj) A obtenção de água é uma das preocupações
fundamentais na Estação Orbital Internacional
Alpha.
Estão relacionados, abaixo, os três processos de
produção de água que foram analisados para
uso na estação, com suas respectivas equações,
representando estados de equilíbrio químico.
Processo da célula de hidrogênio
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) F 2 H 2 O (,)
dH 5 2571,7 kJ ? mol 21 a 25 °C
Processo de Sabatier
CO 2 (g) 1 4 H 2 (g) F CH 4 (g) 1 2 H 2 O (,)
dH 5 2165 kJ ? mol 21 a 25 °C
Processo Bosch
CO 2 (g) 1 2 H 2 (g) F C (s) 1 2 H 2 O (,)
dH 5 290,2 kJ ? mol 21 a 25 °C
Cite duas ações, comuns aos processos descritos,
capazes de produzir um deslocamento do equilíbrio
no sentido da formação de reagentes.
14 (Unicamp-SP) Nas lâmpadas comuns, quando
estão acesas, o tungstênio do filamento se
sublima, depositando-se na superfície interna
do bulbo. Nas chamadas “lâmpadas halógenas”

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Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 2.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
existe, em seu interior, iodo para diminuir a
deposição de tungstênio. Estas, quando acesas,
apresentam uma reação de equilíbrio que pode
ser representada por:
W (s) 1 3 I 2 (g) F WI 6 (g)
Na superfície do filamento (região de temperatura
elevada), o equilíbrio está deslocado
para a esquerda. Próximo à superfície do bulbo
(região mais fria), o equilíbrio está deslocado
para a direita.
a) Escreva a expressão para a constante de
equilíbrio.
b) A formação do WI 6 (g), a partir dos elementos,
conforme a equação anterior, é exotérmica
ou endotér mica? Justifique a resposta.
15 (UFMG) Num recipiente fechado, de volume
constante, hidrogênio gasoso reagiu com excesso
de carbono sólido, finamente dividido, formando
gás metano, como descrito na equação:
C (s) 1 2 H 2 (g) F CH 4 (g)
Essa reação foi realizada em duas temperaturas,
800 e 900 K, e, em ambos os casos, a concentração
de metano foi monitorada, desde o
início do processo, até um certo tempo após
o equilíbrio ter sido atingido.
O gráfico apresenta os resultados desse experimento.
Concentração de metano
800 K
900 K
Tempo
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Considerando-se essas informações, é correto
afirmar que:
a) a adição de mais carbono, após o sistema
atingir o equilíbrio, favorece a formação de
mais gás metano.
b) a reação de formação do metano é exotérmica.
c) o número de moléculas de metano formadas
é igual ao número de moléculas de hidrogênio
consumidas na reação.
d) o resfriamento do sistema em equilíbrio de
900 K para 800 K provoca uma diminuição da
concentração de metano.

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Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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16 (UFRJ) O gráfico a seguir representa a solubilidade
de CO 2 na água em diferentes temperaturas.
g do soluto em 100 mL de água
0,4
0,3
0,2
0,1
0 5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
temperatura °C
Após a dissolução, o CO 2 reage com a água segundo
a equação:
CO 2 1 H 2 O F H 2 CO 3 F HCO 2 3 1 H 1
a) Determine a molaridade de uma solução
saturada de CO 2 em água a 10 °C.
b) Explique o efeito do aumento de temperatura
na concentração de CO 2 dissolvido e no pH
do sistema.
17 (UEMS) A presença do oxigênio dissolvido na
água se deve, em parte, à sua dissolução do
ar atmosférico para a água O 2 (g) F O 2 (aq),
cuja constante de equilíbrio apropriada é a
constante da Lei de Henry, K H . Para o processo
de dissolução do O 2 , K H , é definida como
K H 5 [O 2 (aq)]/p O2 , em que p O2 é a pressão parcial
de oxigênio no ar. A figura a seguir mostra
a solubilidade do gás oxigênio em água em
função da temperatura, na pressão atmosférica
de 1 atm (760 mmHg).
Solubilidade (mg/L)
14
12
10
8
6
0 10
20 30 40
Temperatura (°C)
São feitas as seguintes afirmações a respeito da
solubilidade do gás oxigênio em água:
I. A concentração molar de oxigênio na água,
[O 2 (aq)], é proporcional à pressão parcial de
oxigênio no ar atmosférico.
II. A solubilidade do oxigênio em água decresce
linearmente com o aumento da
temperatura.
III. A solubilidade do oxigênio dissolvido em
água a 0 ºC e ao nível do mar é pouco superior
a 14 mg/L.
Pode-se afirmar que:
a) todas são corretas.
b) todas são incorretas.
c) apenas II é incorreta.
d) II e III são incorretas.
e) Apenas III é incorreta.
18 (UFMG) Utilizada comumente para desinfecção,
a água clorada é obtida por meio de borbulhamento
do gás cloro em água, num processo que
corresponde à reação descrita nesta equação:
C, 2 (g) 1 H 2 O (,) F
F HC,O (aq) 1 H 1 (aq) 1 C, 2 (aq)
Outro produto igualmente empregado para
desinfecção é a água sanitária, que, entre
outras formas, pode ser obtida, também, por
borbulhamento de gás cloro numa solução de
hidróxido de sódio, NaOH (aq), em vez de apenas
em água.
1. Considerando a equação da solubilização do
cloro gasoso em água, ESCREVA a equação
química balanceada que representa a solubilização
do mesmo gás numa solução de
NaOH (aq).
2. Sabe-se que o gás cloro é pouco solúvel em
água; porém, em solução aquosa básica, sua
solubilidade aumenta.
Considerando o equilíbrio químico que ocorre
no processo de obtenção da água clorada
e a equação química escrita no item 1 desta
questão, JUSTIFIQUE o aumento da solubilidade
do gás cloro quando se usa uma solução
básica em vez de apenas água.
3. O teor de cloro em água sanitária pode ser determinado
por meio de duas reações químicas,
como representado nestas equações:
2 KI (aq) 1 C, 2 (aq) ( 2 KC, (aq) 1 I 2 (aq)
I 2 (aq) 1 2 Na 2 S 2 O 3 (aq) (
( 2 NaI (aq) 1 Na 2 S 4 O 6 (aq)
Para se determinar o teor de cloro, uma
amostra de 100 mL de água sanitária foi
analisada. Nesse processo, foram gastos
0,1 mol de Na 2 S 2 O 3 para reagir, completamente,
com o iodo produzido após a adição
de iodeto de potássio.
CALCULE a concentração de cloro, em gramas
por litro, presente nessa amostra.
19 (Fuvest-SP) Mesmo em regiões não poluídas,
a água da chuva não apresenta pH igual a 7,

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Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
devido ao CO 2 atmosférico, que nela se dissolve, estabelecendo-se
os equilíbrios.
CO 2 (g) F CO 2 (aq) equilíbrio 1
CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F H 1 (aq) 1 HCO 3 2 (aq) equilíbrio 2
No equilíbrio 1, o valor da concentração de CO 2 dissolvido na água,
[CO 2 (aq)], é obtido pela lei de Henry, que fornece a solubilidade do
CO 2 na água, em função da pressão parcial desse gás, P CO2 , no ar:
[CO 2 (aq)] 5 k ? P CO2 ,
onde k 5 3,5 3 10 22 mol L 21 atm 21 , a 25 ºC.
O valor da constante do equilíbrio 2, a 25 ºC, é 4,4 3 10 27 mol L 21 .
a) Atualmente, a concentração de CO 2 na atmosfera se aproxima de
400 ppm. Calcule a pressão parcial de CO 2 para um local em que a
pressão do ar é 1,0 atm. (Observação: ppm 5 partes por milhão.)
b) Escreva a expressão da constante do equilíbrio 2.
c) Calcule o pH da água da chuva (o gráfico abaixo poderá ajudar, evitando
operações como extração de raiz quadrada e de logaritmo).
0,5
0,4
log (x 1/2 )
0,3
0,2
0,1
0,0
1 3
5
x
20 (PUC-Campinas-SP) Pode-se calcular a concentração de oxigênio na
água pura quando submetida a uma pressão de ar, contendo 20% em
mols de oxigênio, igual a uma atmosfera. Para isso utiliza-se a lei
de Henry:
[O 2 (aq)] 5 k P O2
[O 2 (aq)] 5 concentração de O 2 em mol/L
k 5 constante 5 0,0012 (mol/L) atm 21
P 5 pressão parcial de O 2 , em atm
O valor dessa concentração expressa em ug/L é igual a:
a) 7,7 ug/L. d) 0,24 3 10 3 ug/L.
b) 7,7 3 10 2 ug/L. e) 0,24 3 10 2 ug/L.
c) 7,7 3 10 3 ug/L.
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7 9

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Parte III
Unidade J
Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
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1 (Udesc) O coeficiente de solubilidade para o
cloreto de sódio é 357 g /L a 0° C e 398 g /L a
100 °C. Qual o tipo de solução e a quantidade de
sal restante, quando são adicionados 115 g
de sal em 250 mL, a temperatura de 100 °C?
a) saturada, como precipitação de 99,5 g de
cloreto de sódio.
b) supersaturada, com precipitação de 15,5 g de
cloreto de sódio.
c) insaturada e não irá precipitar cloreto de sódio.
d) supersaturada, como precipitação de 99,5 g
de cloreto de sódio.
e) saturada, com precipitação de 15,5 g de cloreto
de sódio.
2 (Unemat-MT-modificado) Sabendo-se que a solubilidade
de uma substância X em água a 20 °C
é de 9,6 gramas de X por 100 mL de H 2 O, assinale
a alternativa CORRETA.
a) Se 50 gramas de X forem adicionadas a 500 mL
de H 2 O a 20 °C, teremos uma solução homogênea,
saturada e com corpo de fundo.
b) A 20 °C não se consegue dissolver 100 gramas
de X num volume de 1.200 mL de água.
c) 500 mL de H 2 O a 20 °C contendo 36 gramas
de X constituem uma solução supersaturada
e heterogênea.
d) 1.500 mL de H 2 O a 20 °C contendo 150 gramas
de X constituem uma solução saturada, heterogênea
e com 6 gramas do soluto como
corpo de fundo.
e) 500 mL de H 2 O a 20 °C contendo 50 gramas de
X constituem uma solução homogênea e sem
corpo de fundo.
3 (Uece) Sucos são misturas de substâncias específicas
a cada fruta, como é o caso da laranja
que é a mistura de vitamina C, ácido fólico e
flavonoides. Quando uma mistura é homogênea,
tem-se uma solução. Desta forma, assinale a
alternativa verdadeira.
a) Quanto menor a quantidade de soluto presente
num determinado volume de solução,
mais concentrada será essa solução.
b) Partes por milhão em massa (ppm) é uma forma
de expressar a concentração de soluções saturadas
de sólidos em líquidos.
c) Soluções saturadas são estáveis e apresentam
quantidade máxima de solvente possível
para dissolver uma determinada quantidade
de soluto, a uma dada temperatura.
d) O coeficiente de solubilidade é a quantidade
de soluto necessária para saturar uma quantidade
padrão de solvente a uma determinada
temperatura.
4 (PUC-MG) Uma reação química está em equilíbrio
químico quando a proporção entre as
quantidades de reagentes e produtos se mantém
constante ao longo do tempo. O sulfato
de zinco em solução aquosa saturada está
em equilíbrio com os íons sulfato e zinco na
reação abaixo.
Concentração (mol/L)
Zn 21 (aq) 1 SO 4 22 (aq) F ZnSO 4 (s)
Admitindo que a solução permaneça saturada,
assinale a ação que provocará alteração do valor
da constante de equilíbrio.
a) Aumento da temperatura.
b) Adição de água.
c) Adição de CuSO 4 .
d) Retirada de ZnSO 4 .
5 (UFMG) Analise estes dois equilíbrios que envolvem
as espécies provenientes do PbS, um
mineral depositado no fundo de certo lago:
PbS (s) F Pb 21 (aq) 1 S 22 (aq)
S 22 (aq) 1 2 H 1 (aq) F H 2 S (aq)
Neste gráfico, estão representadas as concentrações
de Pb 21 e S 22 , originadas exclusivamente
do PbS, em função do pH da água.
Pb 2+
1 10 –5
S 2–
0
3 10 –5
2 10 –5 1 2 3 4
Considere que a incidência de chuva ácida
sobre o mesmo lago altera a concentração das
espécies envolvidas nos dois equilíbrios.
Com base nessas informações, é CORRETO
afirmar que, na situação descrita:
a) a concentração de íons Pb 21 e a de S 22 , em pH
igual a 2, são iguais.
b) a contaminação por íons Pb 21 aumenta com
a acidificação do meio.
c) a quantidade de H 2 S é menor com a acidificação
do meio.
d) a solubilidade do PbS é menor com a acidificação
do meio.
pH

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Parte III
Unidade J
Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
6 (UFPR) A observação dos fenômenos naturais
leva-nos à percepção de que as coisas não
permanecem as mesmas, estando em constante
transformação. Tal concepção já era
defendida por Heráclito, um filósofo grego
do século V a.C., para quem tudo estaria em
perpétua mudança. Essa concepção continua
válida nos nossos dias, embora nem sempre
seja fácil perceber as modificações que ocorrem
em alguns sistemas; aprendemos, contudo,
a representar os sistemas e as suas transformações.
As figuras abaixo representam o
mesmo sistema em momentos diferentes, não
necessariamente na sequência cronológica.
Os círculos brancos e pretos representam
moléculas de duas substâncias diferentes.
A fração B da figura II representa um líquido, e
a C, um sólido.
A
Figura I
B
C
Figura II Figura III Figura IV
Com base no texto e nas figuras, é correto afirmar
[indique as alternativas corretas]:
a) A figura II representa uma mistura heterogênea,
na qual as frações B e C representam
substâncias puras.
D
b) A fração A da figura I e a fração D da figura
IV representam misturas de mesma concentração.
c) A fase gasosa só não está representada na
figura II.
d) A figura III representa um sistema constituído
das fases sólida, líquida e gasosa.
e) A sequência cronológica das figuras é
II # I # IV # III, representando processos de
dissolução e de evaporação.
7 (PUC-RJ) A tabela abaixo mostra a solubilidade
de vários sais, a temperatura ambiente, em
g /100 mL:
AgNO 3 (nitrato de prata): 260
A, 2 (SO 4 ) 3 (sulfato de alumínio): 160
NaC, (cloreto de sódio): 36
KNO 3 (nitrato de potássio): 52
KBr (brometo de potássio): 64
Se 25 mL de uma solução saturada em um desses
sais foram completamente evaporados, e o
resíduo sólido pesou 13 g, o sal é:
a) AgNO 3
b) A, 2 (SO 4 ) 3
c) NaC,
d) KNO 3
e) KBr
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Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
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canto
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8 (Mackenzie-SP) As curvas de solubilidade têm
grande importância no estudo das soluções,
já que a temperatura influi decisivamente na
solubilidade das substâncias. Considerando
as curvas de solubilidade dadas pelo gráfico, é
correto afirmar que:
Solubilidade (g/100 g de H 2
O)
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
KI
NaNO 3
KNO 3
NH 4
C
KC
KCO 3
Ce 2
(SO 4
) 3
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura (°C)
a) há um aumento da solubilidade do sulfato
de cério com aumento da temperatura.
b) a 0 °C o nitrato de sódio é menos solúvel que
o cloreto de potássio.
c) o nitrato de sódio é a substância que apresenta
a maior solubilidade a 20 °C.
d) resfriando-se uma solução saturada de
KC,O 3 , preparada com 100 g de água, de 90 °C
para 20 °C, observa-se a precipitação de 30 g
desse sal.
e) dissolvendo-se 15 g de cloreto de potássio em
50 g de água a 40 °C, obtém-se uma solução
insaturada.
9 (UFBA) Uma amostra de material sólido, de
massa igual a 51,02 g e contendo 98% de KC,, é
dissolvida em 100 g de água a 80 °C e, em seguida,
a solução resultante é colocada em repouso
para que resfrie lentamente.
Nessas condições, admite-se que as impurezas
são completamente solúveis e as perdas por
evaporação da água são desprezíveis.
Solubilidade
(massa (g) de KC/100 g de H 2
O)
55
50
45
40
35
30
25
0 20 40 60 80
Temperatura (°C)
100
Considerando o gráfico, que representa a
solubulidade de KC, em água em função da
temperatura, determine a que temperatura
se deve resfriar a solução para 40% do KC,
cristalizem e classifique as soluções quanto
à proporção entre soluto e solvente, antes e
depois do resfriamento.
10 (Unifor-CE) O gráfico seguinte dá a solubilidade
em água do açúcar de cana em função da
temperatura.
Adicionou-se açúcar a 100 g de água a 50 °C até
não mais o açúcar se dissolver. Filtrou-se a
solução. O filtrado foi deixado esfriar até 20 °C.
Qual a massa aproximada de açúcar que precipitou
(restou insolúvel)?
a) 100 g b) 80 g c) 50 g d) 30 g e) 20 g
11 (Uesb-BA) Considere o gráfico de solubilidade de
vários sais em água, em função da temperatura.
Solubilidade (g/100 g H 2 O)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Solubilidade
(g de soluto/100 g de H 2 O)
280
260
240
220
200
180
10 20 30 40 50 60
Temperatura (°C)
KNO 3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura (°C)
NH 4 C
Ce 2 (SO 4 ) 3
NaC
Com base no gráfico e nos conhecimentos sobre
soluções, é correto afirmar:
1) A solubilidade do cloreto de amônio varia
menos acentuadamente com a temperatura
do que a do cloreto de sódio.
2) A substância menos solúvel, a 40 °C, é o
sulfato de cério.
3) Uma solução contendo 40 g de nitrato de potássio
em 100 g de água, numa temperatura
entre 0 °C e 30 °C, é insaturada.

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Parte III
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Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
Seção 4
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
4) Dissolvendo-se 40 g de cloreto de amônio em
100 g de água, a 30 °C, obtém-se uma solução
insaturada.
5) A solubilidade do sulfato de cério aumenta
com o aumento da temperatura.
12 (Ufes) Ao se adicionar cloreto de amônio a uma
certa quantidade de água a 25 °C, observa-se
um res friamento na solução. Com base nessa
informação, pode-se afirmar:
a) O processo é exotérmico, e a solubilidade
do NH 4 C, aumenta com o aumento da
temperatura.
b) O processo é endotérmico, e a solubilidade
do NH 4 C, aumenta com o aumento da
temperatura.
c) O processo é exotérmico, e a solubilidade
do NH 4 C, diminui com o aumento da
temperatura.
d) O processo é endotérmico, e a solubilidade
do NH 4 C, diminui com o aumento da
temperatura.
e) O processo é endotérmico, e a solubilidade
do NH 4 C, independe da temperatura.
13 (UFBA) A partir da análise do gráfico e admitindo
que os sais, em determinadas condições, exibem
o comportamento mostrado no gráfico e que a
massa específica da água é igual a 1,0 g ? cm 23 ,
a 45 °C, determine a massa aproximada, em kg,
de íons K 1 (aq) que se encontram dissolvidos em
uma solução saturada, obtida pela dissolução
de cloreto de potássio em 20 L, de água, a 45 °C,
e apresente uma explicação que justifique o
aumento da solubilidade de CaC, 2 , de KNO 3 e
de KC,, com o aumento da temperatura:
Solubilidade
(massa em g de sal em 100 g de H 2
O)
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura (°C)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
CS (g sal/100 g água)
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
T
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100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
CaC 2
KNO 3
KC
(UFTM-MG) Considere o texto e o gráfico para
responder às questões de números 14 e 15.
Quando vacas prenhes são devidamente manejadas
e alimentadas, a produção de leite tende
a aumentar. O manejo alimentar nesse período
é importante para o controle da hipocalcemia
e da febre do leite. Estudos indicam que uma
dieta aniônica contribui para o controle dos
níveis metabólicos de cálcio.
Nessas dietas, são utilizados alguns sais, dentre
eles o cloreto de amônio, cuja solubilidade em
água é apresentada na figura.
14 (UFTM-MG) Na preparação de uma solução saturada
de cloreto de amônio utilizando 400 mL
de água a 55 °C (d 5 1 g /cm 3 ), a quantidade
mínima em gramas utilizada de cloreto de
amônio e a dissolução desse sal em água são,
respectivamente:
a) 200 e endotérmica.
b) 200 e exotérmica.
c) 220 e endotérmica.
d) 260 e endotérmica.
e) 260 e exotérmica.
15 (UFTM-MG) O pH de uma solução aquosa 0,1 mol/L
de NH 4 C,, a 25 °C, é aproximadamente igual a:
Dados: A 25 °C, K W 5 10 214 e K b 5 10 25
a) 3. c) 5. e) 9.
b) 4. d) 8.

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Capítulo 34 Produto de solubilidade
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
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canto
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Exercício resolvido
1 (Unicamp-SP) A presença do íon de mercúrio
(II), Hg 21 , em águas de rios, lagos e oceanos,
é bastante prejudicial aos seres vivos.
Uma das maneiras de se diminuir a quantidade
de Hg 21 dissolvido é provocar a sua reação
com o íon sulfeto já que a constante do produto
de solubilidade do HgS é 9 ? 10 252 a 25 °C.
Trata-se portanto de um sal pouquíssimo
solúvel. Baseando-se somente neste dado
responda:
a) Que volume de água, em dm 3 , seria necessário
para que se pudesse encontrar um único
íon Hg 21 em uma solução saturada de HgS?
b) O volume de água existente na Terra é de,
aproximadamente, 1,4 ? 10 21 dm 3 . Esse volume
é suficiente para solubilizar um mol de HgS?
Justifique.
Resolução
a) Inicialmente, vamos calcular a solubilidade
do HgS:
K S 5 S 2
S 5 ​d XXX K S ​ 5 ​d XXXXXXXX 9 ? 10 252 ​
S 5 3 ? 10 226 mol/dm 3
A seguir, vamos realizar uma regra de três,
atentando para o fato de que, se a solubilidade
do HgS vale 3 ? 10 226 mol/dm 3 , isso significa
que há 3 ? 10 226 mol de íons Hg 21 em cada
dm 3 de solução saturada (o que equivale a
3 ? 10 226 ? 6 ? 10 23 íons Hg 21 por dm 3 de solução
saturada).
Grandezas: Número Volume
de íons
3 ? 10 226 ? 6 ? 10 23 íons — 1 dm 3
V
1 íon — x
V x 5 55,6 dm 3
b) Vamos calcular o volume de água necessário
para solubilizar 1 mol de HgS:
Grandezas: Quantidade Volume
de matéria
3 ? 10 226 mol — 1 dm 3
1 mol — y
V
V y 5 3,33 ? 10 25 dm 3
Assim, concluímos que o volume de água
existente na Terra não é suficiente para solubilizar
um mol de HgS.
2 O produto de solubilidade do sulfato de bário
(BaSO 4 ) é K S 5 1,0 ? 10 210 . Quantos mols deste
sal podem ser dissolvidos em 15 litros de água
para se obter uma solução saturada?
3 (UFPE) Um sal BA, de massa molar 125 g/mol,
pouco solúvel em água, tem K PS 5 1,6 ? 10 29 .
A massa em gramas desse sal, dissolvida em
800,0 mL, é igual a:
a) 3,0 ? 10 23 g c) 4,0 ? 10 23 g e) 3,0 ? 10 24 g
b) 4,0 ? 10 25 g d) 5,0 ? 10 23 g
4 (Vunesp-SP) Uma das formas de contaminação
do solo que preocupa as autoridades ambientalistas
se dá por meio do descarte de substâncias
contendo metais pesados, como os comumente
encontrados em pilhas e baterias. Uma vez
presente no solo, a substância pode atingir o
lençol freático, levada principalmente por água
da chuva. Supondo que quantidades molares
iguais de dois metais pesados X(OH) 2 e Y(OH) 2
tenham sido deixadas em um aterro sanitário,
e sabendo que os respectivos K S são iguais a
1,3 3 10 28 e 1,0 3 10 225 , é possível afirmar que:
a) o metal X contaminará primeiro o lençol
freático.
b) o metal Y contaminará primeiro o lençol
freático.
c) no início da contaminação, o metal X apresentará
maiores concentrações no lençol
freático.
d) os metais X e Y não contaminarão o lençol
freático, pois reagirão com sais presentes no
solo.
e) os metais X e Y não contaminarão o lençol
freático, pois são muito pouco solúveis.
5 (Ufersa-RN) O pH de uma solução saturada de
hidróxido de chumbo II, Pb(OH) 2 , a 25 °C é:
a) 4,7. c) 9,3.
b) 8,6. d) 10,3.
Dados: K PS 5 4,0 3 10 215 , a 25 °C, para o Pb(OH) 2 ;
log 2 5 0,3.
6 (UCPel-RS) Uma solução saturada de base, representada
por X(OH) 2 , cuja reação de equilíbrio é
H 2 O
X(OH) 2 (s) X 12 (aq) 1 2 OH 2 (aq)
tem um pH 5 10, a 25 °C. O produto de solubilidade
do X(OH) 2 é:
a) 2 3 10 213 d) 1 3 10 212
b) 5 3 10 213 e) 3 3 10 210
c) 6 3 10 212

Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
7 (UFG-GO) A água do mar possui alta concentração
de sais. Quando evaporada gradualmente,
os sais presentes precipitam na seguinte ordem:
carbonato de cálcio (0,12 g L 21 ); sulfato
de cálcio hidratado (1,75 g L 21 ); cloreto de sódio
(29,7 g L 21 ); sulfato de magnésio (2,48 g L 21 );
cloreto de magnésio (3,32 g L 21 ) e brometo de
sódio (0,55 g L 21 ). Nessas condições, o valor do
produto de solubilidade:
a) do MgSO 4 é 2,48 g L 21 .
b) do NaBr é maior do que o do CaSO 4 ? H 2 O.
c) dos sais diminui, de acordo com a ordem
apresentada.
d) dos sais diminui, com a evaporação gradual.
e) dos sais é igual, no momento da precipitação.
– + – + – +
Solução
de H 2
SO 4
Solução
de Ba(OH) 2
8 (UFPB) Um químico deseja preparar 507 mL
d e u m s o l u ç ã o a q u o s a s a t u ra d a d e
SrCO 3 [K PS (SrCO 3 a 25 °C) 5 16 3 10 210 ]. Qual a
massa do sal, em miligramas, que deve ser
usada na preparação dessa solução?
9 (UEG) Um estudante de Química adicionou
Ba(OH) 2 em 100 mL de água pura até haver
formação de corpo de fundo. Em seguida, realizou
uma filtração para eliminação do excesso
de sólido. Retirou 50 mL da referida solução e
transferiu-a para o recipiente mostrado na figura
a seguir. A solução foi titulada com H 2 SO 4 e o
ponto de equivalência determinado com base
no comportamento da lâmpada.
Dados: K PS , Ba(OH) 2 5 3,0 3 10 24
K PS , BaSO 4 5 1,0 3 10 210
3 ​d XXX 75 ​5 4,2
a) Calcule a concentração em mol L 21 da solução
de Ba(OH) 2 após a filtração.
b) Escreva a reação balanceada e explique
por que é possível determinar o ponto de
equivalência usando a lâmpada conectada
ao circuito.
10 (UFG-GO) Um estudante, caminhando com
um béquer que continha 1 L de uma solução
saturada de carbonato de magnésio, com 10 g
de corpo de chão, levou um esbarrão, deixando
cair 120 mL do sobrenadante.
Explique o que ele poderia fazer para obter
o mesmo volume de solução saturada, sem
acrescentar mais carbonato de magnésio
à solução.
(Dado: K PS do MgCO 3 5 4 3 10 26 .)
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Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
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canto
1
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11 (UFSCar-SP) Uma das origens da água fornecida
à população são as fontes superficiais,
compreendendo rios e lagos, cujas águas
normalmente contêm material em suspensão.
Um dos processos utilizados para a remoção do
material em suspensão envolve a reação entre
FeC, 3 e Ca(OH) 2 , com produção de Fe(OH) 3 gelatinoso,
o qual, durante sua decantação, remove
esse material, que se deposita no fundo do
tanque de decantação. Na sequência, a água
já clarificada segue para as outras etapas do
tratamento, envolvendo filtração, cloração,
ajuste do pH e, eventualmente, fluoretação.
Considere um lote de água tratado por esse
processo e distribuído à população com pH
igual a 7,0.
a) Nas condições descritas, calcule a concentração
máxima de ferro dissolvido na água,
expressa em mol/L. Explicite seus cálculos.
Constante do produto de solubilidade de
Fe(OH) 3 a 25 °C: 4 3 10 238 .
b) Segundo as normas vigentes, o valor máximo
para o teor de ferro dissolvido em água
potável é de 0,3 mg/L. O lote de água em
consideração atende à legislação? Justifique
sua resposta, comparando o valor máximo
previsto pela legislação com a concentração
de ferro encontrada no lote de água distribuído
para a população.
12 (UCS-RS) Os cálculos renais são formados, normalmente,
a partir dos sais minerais da urina.
Os oxalatos, C 2 O 2 42 , são os constituintes mais
comumente encontrados nos cálculos renais.
Supondo-se que, em uma determinada situação,
a concentração de Mg 21 dos fluidos liberados
pelos rins seja de 0,020 mol L 21 , é correto afirmar
que ocorrerá a formação de cálculo renal
quando a concentração de C 2 O 2 42 for:
Dado: K PS MgC 2 O 4 5 8,5 ? 10 25 (mol L 21 ) 2
a) . 425 ? 10 25 mol L 21 .
b) , 0,020 mol L 21 .
c) 5 425 mmol L 21 .
d) . 8,5 ? 10 25 mol L 21 .
e) 5 0,020 mol L 21 .
13 (UFU-MG) O hidróxido de cálcio, Ca(OH) 2 , é uma
substância sólida incolor usada, por exemplo, em
lubrificantes e em formulações de pesticida.
Dado: produto de solubilidade do
Ca(OH) 2 5 K PS 5 5,5 3 10 26
O pH de uma solução aquosa de Ca(OH) 2 , de
concentração 0,50 3 10 23 mol L 21 , é:
a) 9,0
b) 10,7
c) 3,3
d) 11
Comentário dos autores:
Use o K PS fornecido apenas para verificar se a solução
é estável (se não é supersaturada).
14 (UFPE) Uma determinada água mineral tem
em sua composição os íons bário e cálcio nas
seguintes quantidades: Ba 21 : 0,28 mg ? L 21 ;
Ca 21 : 16,00 mg ? L 21 . Ambos formam sais pouco
solúveis, ao se combinarem com íons sulfato,
cujos produtos de solubilidade são K PS (BaSO 4 ) 5
5 1 3 10 210 e K PS (CaSO 4 ) 5 5 3 10 25 . Sobre esta
água mineral, analise as afirmativas abaixo
[julgando-as em verdadeiras ou falsas].
(Massas atômicas aproximadas: Ba 5 140; Ca 5 40)
0) A concentração de íons bário é
2,0 3 10 23 mol ? L 21 .
1) A concentração molar de íons cálcio é maior
que a concentração molar de íons bário.
2) BaSO 4 (s) é menos solúvel que CaSO 4 (s).
3) A formação de um precipitado de BaSO 4 ,
nesta água mineral, deverá ocorrer somente
quando a concentração de íons sulfato for
superior a 5 3 10 25 mol ? L 21 .
4) É possível separar os dois sais por precipitação
seletiva.

Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
15 (UEG-GO) Quando dissolvemos uma substância
em água, a partir de certo momento pensamos
que ela não está mais se dissolvendo. Porém, o
que ocorre é que o sistema atingiu o equilíbrio
químico, o soluto se dissolve e se precipita em
uma mesma velocidade. Sobre esse assunto,
considere uma solução na qual a concentração
de íons prata (Ag 1 ) seja igual a 10 24 mol ? L 21
e responda aos itens a seguir.
a) Determine a concentração mínima de íons
cloreto necessária para precipitar a prata.
Dado: K PS do AgC, 5 1,7 ? 10 210
b) Explique o que irá acontecer com uma
solução saturada de AgC, após adição de
ácido clorídrico concentrado.
16 (ITA-SP) Considere cinco frascos contendo, cada
um, uma solução aquosa saturada de sulfato
de cálcio em equílibrio químico com seu
corpo de fundo. A cada um dos cinco frascos
é adicionada uma solução aquosa saturada,
sem corpo de fundo, de um dos seguintes sais,
respectivamente:
I. CaSO 4
II. CaC, 2
III. MgSO 4
IV. NaC,
V. KNO 3
Assinale a opção que indica os sais cujas soluções
aquosas saturadas aumentam a massa
de sulfato de cálcio sólido nos frascos em que
são adicionadas.
a) Apenas I e II
b) Apenas I e IV
c) Apenas II e III
d) Apenas III e IV
e) Apenas IV e V
17 (Cefet-CE) Sabendo-se que a quantidade máxima
de PbSO 4 , que pode ser dissolvida em
0,1 L de uma solução Na 2 SO 4 1 3 10 23 M, é de
1,3 3 10 26 mol, calcule o K PS do PbSO 4 .
2) o sulfato de cálcio puro é uma substância
simples.
3) a adição de sulfato de sódio, um sal bastante
solúvel, à solução não interfere na solubilidade
do sulfato de cálcio.
19 (ITA-SP) Assinale a opção CORRETA que corresponde
à variação da concentração de íons Ag 1
provocada pela adição, a 25 °C, de um litro de
uma solução 0,02 mol L 21 em NaBr a um litro
de uma solução aquosa saturada em AgBr.
Dado: K PS AgBr(298K) 5 5,3 3 10 213 .
a) 3 3 10 214
b) 5 3 10 211
c) 7 3 10 27
d) 1 3 10 24
e) 1 3 10 22
20 (UFF-RJ) Para o Mg(OH) 2 , K PS 5 1,0 3 10 211 .
a) Se 120,5 mg de MgSO 4 forem adicionados a
100,0 mL de uma solução de NH 3 0,1 M, ocorrerá
formação de precipitado? Justifique sua
resposta por meio de cálculos;
b) Se 1,07 g de NH 4 C, forem adicionados à
solução anterior, ocorrerá precipitação de
Mg(OH) 2 ? Justifique sua resposta por meio
de cálculos.
Dado: K b (NH 3 ) 5 1,8 3 10 25
21 (ITA-SP) Temos um frasco com solução aquosa
de CaC, 2 , outro frasco com solução aquosa de
Na 2 SO 4 e dois copos. Os volumes dessas soluções
postos em cada copo são os seguintes:
Solução Copo n o 1 Copo n o 2
CaC, 2 50 mL 50 mL
Na 2 SO 4 50 mL 100 mL
Em ambos os copos, mantidos na mesma
temperatura, precipitou CaSO 4 . Vamos chamar
as concentrações no equilíbrio, nos líquidos
sobrenadantes, assim:
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18 (Covest-PE) Embora o sulfato de cálcio se dissolva
em água, isto se dá somente em pequenas
quantidades. Assim, acerca de uma solução
saturada deste sulfato, é correto afirmar que
[julgue as afirmações em verdadeiras ou
falsas]:
0) as espécies Ca 21 e SO 22 4 estarão presentes
em solução.
1) por filtração, é possível se recuperar o sal
não dissolvido.
Copo n o 1: [Ca 21 ] 1 , [SO 22 4 ] 1
Copo n o 2: [Ca 21 ] 2 , [SO 22 4 ] 2
Qual das alternativas se aplica à situação
em foco?
a) [Ca 21 ] 1 . [Ca 21 ] 2 ; [SO 22 4 ] 1 , [SO 22 4 ] 2
b) [Ca 21 ] 1 , [Ca 21 ] 2 ; [SO 22 4 ] 1 . [SO 22 4 ] 2
c) [Ca 21 ] 1 5 [Ca 21 ] 2 ; [SO 22 4 ] 1 , [SO 22 4 ] 2
d) [Ca 21 ] 1 5 [Ca 21 ] 2 ; [SO 22 4 ] 1 5 [SO 22 4 ] 2
e) [Ca 21 ] 1 . [Ca 21 ] 2 ; [SO 22 4 ] 1 5 [SO 22 4 ] 2

Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
Seção 5
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
22 (ITA-SP) Sabe-se que o processo de dissolução
do PbI 2 (s) em água é endotérmico. Sobre o
filtrado de uma solução aquosa de PbI 2 que
estava originalmente em contato com seu
corpo de fundo (PbI 2 (s)), na temperatura de
25 °C, são feitas as afirmações:
I. O filtrado é uma solução aquosa de PbI 2
onde a concentração do íon Pb 21 (aq) é igual
à do íon I 2 (aq).
II. Espera-se que ocorra precipitação de PbI 2
se a temperatura do filtrado diminuir para
um valor menor do que 25 °C.
III. Se ao filtrado for adicionado um excesso
de PbI 2 (s), aumentará tanto a concentração
dos íons I 2 (aq) como a dos íons
Pb 21 (aq).
IV. Se ao filtrado for adicionada uma solução
saturada a 25 °C de iodeto de potássio, a
concentração de íons I 2 (aq) aumentará,
enquanto a concentração de íons Pb 21 (aq)
diminuirá.
Estão corretas:
a) todas.
b) apenas I e III.
c) apenas I e IV.
d) apenas II e III.
e) apenas II e IV.
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Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa D.
2 a) K C 5 [CO 2 ] ? [H 2 O]
b) K P 5 P CO2 ? P H2 O, mas, como
P CO2 5 P H2 O 5 x, então K P 5 x 2
3 Alternativa E.
4 Alternativa B.
6 Alternativa A.
7 Alternativa D.
8 Alternativa B.
9 Alternativa B.
10 Alternativa A.
11 Alternativa B.
12 a) Todo o CaCO 3 irá se decompor.
b) O CaCO 3 não irá se decompor.
V x 5 0,5 atm
13 Entre as respostas possíveis estão: diminuição
da concentração do reagente H 2 ; aumento da
temperatura; diminuição da pressão.
14 a) K C 5 _____ ​ [WI 6]
[I 2 ] ​ ou K 3 P 5 ​ P WI
_____ 6
​
(P I2 ) 3
b) Exotérmica, pois o resfriamento desloca o
equilíbrio no sentido dos produtos (sentido
exotérmico) e o aquecimento desloca o
equilíbrio no sentido dos reagentes (sentido
endotérmico).
15 Alternativa B.
16 a) 0,05 mol/L
b) O aumento de temperatura reduz (em geral)
a solubilidade de gases em líquidos. Assim,
como mostra o gráfico, a solubilidade do
CO 2 diminui com o aquecimento. A diminuição
da [CO 2 ] desloca os equilíbrios apresentados
para a esquerda, consumindo H 1 ,
diminuindo a acidez do meio e provocando
aumento do pH.
17 Alternativa C.
18 1. C, 2 (g) 1 2 NaOH (g) F
F NaC, (aq) 1 NaC,O (aq) 1 H 2 O (,)
ou
C , 2 (g) 1 2 OH 2 (aq) F
F C, 2 (aq) 1 C,O 2 (aq) 1 H 2 O (,)
2. A presença de íons OH 2 desloca o equilíbrio
apresentado no enunciado para a direita,
consumindo C, 2 (g), ou seja, aumentando sua
solubilidade no líquido.
3. 35,5 g/L
19 a) 4,0 ? 10 24 atm
b) K C 5 ____________
​ [H1 ] [HCO 2 3]
​
[CO 2 ]
c) 5,6
20 Alternativa C.
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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Falsa.
3 Alternativa D.
4 Alternativa E.
5 Alternativa E.
6 Alternativa B.
(P NH3 ) 2
7 a) K p 5 ​___________
(P N2 ) ? (P H2 ) ​ 3
b) K p 5 (P CO2 ) ? (P H2 O)
10 Alternativa B.
11 25.
13 Alternativa A.
14 Alternativa E.
15 Falsa.
16 Alternativa D.
17 Alternativa C.
18 Alternativa B.
20 Alternativa E.
21 Alternativa A.
22 Alternativa B.
23 Alternativa B.
24 Alternativa D.
25 a) Básico.
b) A solução deve ser conservada em frasco
fechado porque, em frasco aberto, ocorrerá
liberação de NH 3 (g) e o simultâneo deslocamento
do equilíbrio para a esquerda. Assim,
em frasco aberto, a solução perderá soluto.
26 0 - V
1 - V
2 - F
3 - F
4 - V
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Parte III
Unidade J
Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa D.
3 Alternativa D.
4 Alternativa A.
5 Alternativa B.
6 São corretas A, C, D, E.
7 Alternativa D.
8 Alternativa E.
9 A solução deve ser resfriada a 20 °C. Tanto a solução inicial quanto
a solução final são saturadas.
10 Alternativa C.
11 2
12 Alternativa B.
13 A massa aproximada de K 1 é 4,2 kg. A dissolução dos três sais é
endotérmica. O aquecimento desloca o equilíbrio de dissolução no
sentido dos íons em solução.
14 Alternativa A.
15 Alternativa C.
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Parte III
Unidade J
Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
1 Alternativa D.
3 Alternativa B.
4 Alternativa C.
5 Alternativa A.
6 Alternativa D.
7 Alternativa B.
8 a) Só há equilíbrio no sistema I, pois nele existe solução saturada e
também corpo de chão.
NaC, (s) F Na 1 (aq) 1 C, 2 (aq)
corpo de chão íons na solução saturada
b) Em I e II, todo o NaC, (s) adicionado não se dissolverá e irá tomar
parte do corpo de fundo. Em III, o NaC, (s) se dissolverá, o que
aumentará a concentração da solução.
9 Alternativa B.
10 Alternativa D.
12 Alternativa C.
13 Alternativa C.
14 Alternativa A.
15 Alternativa B.
16 Alternativa A.
17 Alternativa D.
18 a) 80 °C.
b) 80 g.
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Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
2 1,5 ? 10 24 mol
3 Alternativa C.
4 Alternativa C.
5 Alternativa C.
6 Alternativa B.
7 Alternativa B.
8 3,0 mg
9 a) 4,2 ? 10 22 mol/L
b) H 2 SO 4 (aq) 1 Ba(OH) 2 (aq) #
# BaSO 4 (s) 1 2 H 2 O (,)
À medida que o H 2 SO 4 é adicionado, há diminuição
da concentração de íons na solução,
devido à precipitação de BaSO 4 . No ponto de
equivalência, todo o Ba(OH) 2 reagiu estequiometricamente
com o H 2 SO 4 adicionado e a
lâmpada terá o brilho mínimo. A partir do
ponto de equivalência, o brilho voltará a aumentar
com a adição subsequente de H 2 SO 4 .
10 Ele poderia adicionar 120 mL de água e agitar
o sistema. A quantidade de corpo de fundo é
suficientemente grande para se dissolver até
que a solução volte a ficar saturada. (E ainda
sobrará MgCO 3 no corpo de chão).
11 a) 4 ? 10 217 mol/L
b) Sim, pois a concentração de ferro na água é
2 ? 10 212 mg/L; portanto, menor que 0,3 mg/L.
12 Alternativa A.
13 Alternativa D.
14 0 – F
1 – V
2 – V
3 – V
4 – V
15 a) A [C, 2 ] precisa ser superior a 1,7 ? 10 26 mol/L.
b) Haverá precipitação de AgC, porque o aumento
da [C, 2 ] faz o produto [Ag 1 ] ? [C, 2 ]
exceder o K S do AgC,.
16 Alternativa C.
17 1,3 ? 10 28
18 0 – V
1 – V
2 – F
3 – F
19 Alternativa C.
20 a) Haverá precipitação de Mg(OH) 2 , pois, após a
adição, o produto [Mg 21 ] ? [OH 2 ] 2 valerá 1,8 ? 10 28
e será, portanto, maior que o K S do Mg(OH) 2 .
b) Não haverá precipitação de Mg(OH) 2 , pois, após a
adição, o produto [Mg 21 ] ? [OH 2 ] 2 valerá 8,1 ? 10 213
e será, portanto, menor que o K S do Mg(OH) 2 .
21 Alternativa A.
22 Alternativa E.
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Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
3 a) K S 5 [Ca 21 ] ? [F 2 ] 2
b) K S 5 [Zn 21 ] ? [S 22 ]
c) K S 5 [Ag 1 ] 2 ? [CrO 4 22 ]
d) K S 5 [Fe 31 ] ? [OH 2 ] 3
e) K S 5 [A, 31 ] 2 ? [CO 3 22 ] 3
4 a) K S 5 4 S 3
b) K S 5 S 2
c) K S 5 4 S 3
d) K S 5 27 S 4
e) K S 5 108 S 5
5 1,76 ? 10 26 .
6 Alternativa D.
7 Alternativa A.
8 a) BaCO 3 1 CaSO 4 # CaCO 3 1 BaSO 4
b) 2,5 ? 10 29 .
9 Alternativa B.
10 9,0 ? 10 29 mol/L.
11 Alternativa B.
12 Alternativa B.
14 1,0 ? 10 28 mol/L.
15 1 ? 10 21 mol/L.
16 Alternativa E.
17 Alternativa D.
18 Falsa.
19 a) Precipitará primeiro COH, depois BOH e, por
último, AOH.
b) Para precipitar COH: [OH 2 ] 5 1 ? 10 215 mol/L
Para precipitar BOH: [OH 2 ] 5 1 ? 10 211 mol/L
Para precipitar AOH: [OH 2 ] 5 1 ? 10 27 mol/L
20 a) O AgBr precipitará primeiro. Como [C, 2 ] 5
5 [Br 2 ] no início, concluímos que o aumento
gradual da [Ag 1 ] fará o produto [Ag 1 ][Br 2 ]
igualar 7,7 ? 10 213 antes de o produto [Ag 1 ]
[C, 2 ] igualar 1,6 ? 10 210 , e , portanto, o AgBr
precipita antes do AgC,.
b) 7,7 ? 10 213 mol/L.
22 Alternativa B.
23 Alternativa C.
24 Alternativa C.
25 Alternativa C.
26 Alternativa B.
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UNIDADE K Radioatividade
Capítulo
35 Decaimentos
radioativos
As emissões alfa, beta e gama
são fenômenos nucleares.
Além da superfície
Nick Veasey é um fotógrafo que usa raios X para obter imagens
que mostram mais que apenas a superfície do objeto. Em seus
trabalhos, Veasey usa várias chapas para obter a imagem em
tamanho real e depois, com a ajuda do computador, como se
fosse um quebra-cabeça, monta o retrato completo.
Preto no branco
O tom de cinza obtido nas chapas varia
conforme a densidade do material
fotografado. Quanto mais denso for o
material, mais clara será a imagem na chapa.
Quanto menos denso, mais escura.
Segurança nos aeroportos
Nos sensores de raios X dos aeroportos, diferentes materiais (orgânicos,
inorgânicos e metálicos), por possuírem diferentes densidades, podem
ser discriminados. Um programa de computador dá cor às imagens para
facilitar a identificação dos objetos dentro da mala.
Alta densidade
Média densidade
35.1 A descoberta da
radioatividade
A radioatividade foi descoberta no
final do século XIX.
35.2 Radioatividade é um
fenômeno nuclear
A radioatividade é um fenômeno
que envolve o núcleo atômico.
Um esqueleto nômade
Altas doses de raios X são PERIGOSAS PARA A SAÚDE. Por isso, para
a foto do ônibus, o artista usou um esqueleto humano que foi sendo
trocado de lugar até que todos os bancos fossem fotografados.
chumbo
ar
Baixa densidade
35.3 Estudo das emissões alfa,
beta e gama
O núcleo atômico é alterado
diferentemente quando ocorre
emissão alfa, beta ou gama.
35.4 Poder de penetração das
radiações
Ondas gama têm poder de
penetração maior do que partículas
beta ou partículas alfa.
35.5 Efeitos biológicos da
radiação ionizante
As radiações alfa, beta e gama
ionizam a matéria, o que pode
acarretar efeitos prejudiciais aos
seres vivos, entre eles o câncer.
35.6 Detecção da radiação
As radiações alfa, beta e gama
podem ser detectadas por um
contador Geiger.
Equipamentos de segurança
Trabalhar em locais sujeitos a raios X ou a radioatividade de origem nuclear
é perigoso, por isso são necessários alguns equipamentos de segurança
especiais para conter a radiação.
Estes equipamentos são
fabricados de modo a conter
chumbo, fornecendo uma
boa confiabilidade em
termos de segurança.
A espessura do revestimento usado nas
paredes do ambiente (feito à base de gesso
e chumbo) varia conforme a intensidade
da radiação, tipo de equipamento utilizado
e grau de ocupação das áreas vizinhas.
Ciência e Arte
O artista obtém imagens
impressionantes
de qualquer objeto
fotografado. As imagens
obtidas são sempre em
preto e branco e, muitas
vezes, ele usa o computador
para colori-las.
Para pensar
1. Por que o chumbo é utilizado em
muitos equipamentos de proteção
contra radiações?
2. Mesmo que os super-heróis pudessem
emitir raios X com sua visão,
por que eles não conseguiriam ver
através dos objetos?

Seção 35.1
❱❱ Objetivo
C CTer breve noção
histórica da descoberta
da radioatividade.
❱❱ Termos e conceitos
• decaimento radioativo
A descoberta da radioatividade
No ano de 1896, o francês Henri Becquerel constatou que um composto
de urânio —— sulfato de potássio e uranilo, K 2 UO 2 (SO 4 ) 2 —— apresentava a interessante
característica de causar uma mancha numa chapa fotográfica
mesmo no escuro e embrulhada em papel escuro.
A interpretação de Becquerel era de que o composto emitia algum tipo de
raio capaz de atravessar o papel e atuar sobre a chapa. Essa propriedade
era semelhante à dos raios X descobertos um ano antes pelo alemão
Wilhelm Conrad Röntgen.
Radiações
invisíveis
Composto
de urânio
Henri Becquerel
(1852-1908), Prêmio Nobel
em 1903, juntamente com
Marie e Pierre Curie.
Vidro
Envelope escuro
contendo a chapa
fotográfica
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
Filme usado por Becquerel em sua descoberta. As manchas escuras correspondem
aos locais mais atingidos pela radiação.
444

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Tela fluorescente
onde aparecem
manchas luminosas
Amostra
radioativa
Placas
eletricamente
carregadas
Bloco
de chumbo
(isolante
da radiação)
Ainda no mesmo ano, Becquerel percebeu que os raios de urânio ionizavam
gases, isto é, provocavam neles o aparecimento de íons, tornando-os
condutores de corrente elétrica. Anos mais tarde, o alemão Hans Geiger
utilizaria essa propriedade para criar o famoso contador Geiger.
No final de 1897, a polonesa Marie Sklodowska Curie passou a se interessar
pelo fenômeno descoberto por Becquerel. Em abril de 1898, ela já
havia percebido que, além do urânio, outro elemento conhecido, o tório,
também emitia os misteriosos raios. Começou, então, a suspeitar da existência
de elementos radioativos desconhecidos. Em julho do mesmo ano,
com a ajuda do marido, físico francês de renome chamado Pierre Curie,
descobriu um novo elemento que chamou de polônio. Alguns meses depois,
ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo, ao qual deram o
nome de rádio.
Ainda no ano de 1898, Ernest Rutherford utilizou uma tela fluorescente
para detectar as radiações provenientes de um material radioativo.
Com auxílio de placas metálicas eletricamente carregadas descobriu
que havia dois tipos de radiação, que chamou de alfa (a) e beta (b). A
radiação a, segundo ele, deveria ser formada por partículas de carga
positiva, uma vez que seu feixe é atraído pela placa negativa (veja o
esquema ao lado). Já a radiação b deveria ser formada por partículas
negativas, pois seu feixe é atraído pela placa positiva. Além disso, como
as partículas a sofrem um desvio menor, isso significa que elas devem
possuir massa maior do que as partículas b, pois, quanto maior for a
massa de uma partícula, maior será a sua inércia e, portanto, mais difícil
será alterar sua trajetória.
Em 1900, Paul Villard, na França, descobriu uma outra forma de radioatividade
que não apresenta carga elétrica, chamada de radiação gama (g).
Nesse mesmo ano, Becquerel descobriu que as partículas b são, na verdade,
elétrons com alta velocidade. Em 1909, Rutherford mostrou que as
partículas a são íons de hélio bipositivos.
Quando um átomo emite radiação a, b ou g dizemos que ele sofreu
decaimento radioativo.
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
Marie Sklodowska Curie (1867-1934),
Prêmio Nobel em 1903 e em 1911.
Pierre Curie (1859-1906),
Prêmio Nobel em 1903.
445

Seção 35.2
Radioatividade é um
fenômeno nuclear
❱❱ Objetivo
C Conhecer terminologias
introdutórias ao estudo
da radioatividade.
❱❱ Termos e conceitos
• radioatividade
• reação nuclear
• nuclídeo
• radionuclídeo
(ou radioisótopo)
Número atômico (Z) é um número que indica quantos prótons há no
núcleo de um átomo, e número de massa (A) corresponde à soma dos
números de prótons e nêutrons. Átomos que possuem mesmo número
atômico pertencem ao mesmo elemento químico.
Radioatividade é um fenômeno nuclear. Uma reação nuclear é um
processo em que o núcleo de um átomo sofre alteração.
Nuclídeo é o nome dado a um núcleo caracterizado por um número
atômico (Z) e um número de massa (A).
Radionuclídeo ou radioisótopo é um nuclídeo emissor de radiação.
Núcleo
Perceba a diferença entre uma reação química e uma reação nuclear.
As reações químicas estão relacionadas à eletrosfera. Antes e depois delas,
os átomos estão unidos de maneira diferente, e essa união envolve os
elétrons. Já uma reação nuclear provoca alterações no núcleo do átomo,
como veremos nesta unidade.
Isótopos são átomos com um mesmo número atômico e diferentes números
de massa. A palavra isótopo, além desse significado, pode também
ser usada como sinônimo da palavra nuclídeo.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Eletrosfera
Unidade K • Radioatividade
As reações químicas afetam a
eletrosfera do átomo. Já as reações
nucleares afetam o núcleo do átomo.
(Representação esquemática, fora de
escala e em cores fantasiosas.)
O tucano e a vegetação ao seu redor são radioativos. Todo
ser vivo emite pequena quantidade de radioatividade devido à
presença, em seus organismos, de átomos radioativos, como, por
exemplo, o carbono-14.
446

Seção 35.3
❱❱ Objetivos
C CExplicar o que acontece
com o núcleo atômico
quando emite partícula
alfa, partícula beta ou
radiação gama.
C CRepresentar uma
emissão alfa,
beta ou gama.
Estudo das emissões alfa,
beta e gama
1 A radiação a
Atualmente, sabe-se que há núcleos instáveis. A emissão de partículas
a ou b é o modo pelo qual um núcleo pode diminuir ou eliminar
sua instabilidade.
As partículas alfa são constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons, isto é,
o núcleo de um átomo de hélio ( 4 2He). São simbolizadas por 4 2a. Quando um
núcleo emite uma partícula alfa, perde 2 prótons e 2 nêutrons.
al
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Termos e conceitos
• partícula alfa
• partícula beta
• radiação gama Esquema genérico de uma emissão alfa. (Esquema com cores e formas fantasiosas).
A emissão a pode ser equacionada conforme mostram os exemplos
a seguir:
238
4
234
92U # 2a 1 90Th
226
4
88Ra # 2a 1 22 2
86Rn
Partícula alfa
(2 prótons e 2 nêutrons)
Na emissão beta,
um nêutron se
decompõe em
Nuclídeo inicial
(representação
esquemática)
Sobre as emissões a, foi enunciada por Soddy, em 1911, a chamada
primeira Lei da Radioatividade.
2 A radiação b
As partículas b são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável,
sendo representadas por 21 0 b. Você deve estar se perguntando: como pode
o núcleo de um átomo emitir um elétron? A resposta reside no fato de que,
em núcleos instáveis betaemissores, um nêutron pode se decompor em um
próton, um elétron e um antineutrino. O próton permanece no núcleo, o elétron
(partícula b) e o antineutrino são emitidos. O antineutrino é uma partícula
com número de massa zero e carga nula. Não vamos nos preocupar com o
antineutrino, pois, assim como ele, atualmente se conhecem muitas outras
partículas subatômicas além dos prótons, nêutrons e elétrons, e o estudo
dessas outras partículas é complexo e está além dos objetivos deste livro.
Diminuição de
1 nêutron
Nuclídeo inicial
(representação
esquemática)
Nuclídeo final
Quando um radionuclídeo emite uma partícula a, seu número de
massa diminui 4 unidades e seu número atômico diminui 2 unidades.
A
ZX #
Aumento de
1 próton
Nuclídeo
final
4
2a 1 A 24
Z22Y
Partícula
beta
(elétron)
Partícula alfa
(2 prótons e 2 nêutrons)
Próton Elétron Antineutrino
Antineutrino
Esquema genérico de uma emissão beta. (Esquema com cores e formas fantasiosas).
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
447

Aumento de
1 próton
Nuclídeo
final
Assim, ao emitir uma partícula b, o núcleo tem a diminuição de um nêutron e o aumento de
um próton. Desse modo, o número de massa permanece constante.
As emissões b podem ser equacionadas como mostram os seguintes exemplos:
214
83Bi # 0 214
21b 1 84Po
210
81T # 0 210
21b 1 82Pb
A segunda Lei da Radioatividade, enunciada por Soddy, Fajjans e Russel, em 1913, diz que:
Partícula beta
(1 Partícula elétron)
beta
(elétron)
Quando um radionuclídeo emite uma partícula b, seu número de
massa permanece constante e seu número atômico aumenta
de 1 unidade:
Antineutrino
A
ZX # 0 21b 1 A Z 1 1 Y
Ondas eletromagnéticas
A luz e o som são exemplos de ondas. No entanto existe uma diferença muito grande entre ambos.
O som não se propaga no vácuo, mas a luz sim. O som é um exemplo das chamadas ondas mecânicas, e a
luz, um exemplo das chamadas ondas eletromagnéticas.
Ondas mecânicas são aquelas que necessitam de um meio material para se propagar. Não se propagam
no vácuo.
Ondas eletromagnéticas são as que não necessitam de um meio material para se propagar. Conseguem
se propagar no vácuo. São também chamadas de radiações eletromagnéticas.
Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são as ondas de rádio e televisão, as micro-ondas, o infravermelho
(IV), o ultravioleta (UV), os raios X e os raios g.
Todas as ondas eletromagnéticas possuem a mesma velocidade de propagação no vácuo. Seu valor é
c 5 3,0 ? 10 8 m/s (c é o símbolo da velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo). No ar, essa velocidade
é praticamente a mesma. O que diferencia uma onda eletromagnética de outra é sua frequência, que é
expressa em hertz (Hz), ou seja, oscilações por segundo.
O esquema abaixo ilustra as faixas de frequência dos diferentes tipos de ondas eletromagnéticas.
Cuidado
Responsável pelo
bronzeamento
Aparelhos para
radiografias
Luz visível
Forno e fogão
Comunicação
via satélite
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
Explosões nucleares
e materiais radioativos
Violeta
Radar
Forno de
Televisão, AM, FM,
micro-ondas
comunicação náutica,
aeronáutica etc.
ESPECTRO
Radiação gama Raios XUV IV Micro-ondas Ondas de rádio
ELETROMAGNÉTICO
10 24 10 22 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6 10 4 Frequência (Hz)
Aumenta a frequência
Vermelho
7,5 10 14 Hz Parte visível do espectro eletromagnético (espectro visível) 4,3 10 14 Hz
448

3 A radiação g
Ao contrário das radiações a e b, que são constituídas por partículas, a radiação g é formada
por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de
uma partícula a ou b.
Tomemos como exemplo o césio-137. Ao emitir uma partícula b, seus núcleos se transformam
em bário-137. No entanto, pode acontecer de, mesmo com a emissão, o núcleo resultante não
eliminar toda a energia que precisaria eliminar para se estabilizar. A emissão de uma onda eletromagnética
(radiação g) ajuda um núcleo instável a se estabilizar.
137
137
137
55Cs # 21
5
56Ba # 0 0g 1 13 57
b-emissor metaestável metaestável estável
0 b 1
6Ba
É importante dizer que, das várias ondas eletromagnéticas (radiação g, raios X, micro-ondas,
luz visível etc.), apenas os raios g são emitidos pelos núcleos atômicos.
13
55
7 Cs (-emissor)
6Ba
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13
56
(1,18 MeV)
(0,52 MeV)
7 Ba (metaestável)
(0,66 MeV)
13
56
7 Ba (estável)
MeV e uma unidade de energia
(lê-se: megaelétron-volt):
1 MeV 5 9,6 ? 10 7 kJ/mol
A radiação apresenta muitas aplicações benéficas ao ser humano. Estudaremos mais
à frente, por exemplo, que os raios g são usados na terapia do câncer. Na foto, vemos
uma paciente em sessão de radioterapia.
Importante
Para o estudante será muito útil memorizar as representações:
Partícula alfa: 4 2a ou 4 2He
Partícula beta: 0 21 b ou 0 21 e
Radiação gama: 0g
0
Nêutron: 0n
1
Próton: 1 1p ou 1 1H (núcleo do hidrogênio leve)
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
449

ExErcícIos EssENcIAIs
Unidade K • Radioatividade
450
ExErCíCio rESoLvido
1 Átomos de 6 7
31Ga são utilizados em Medicina, no
diag nóstico de tumores. Explique o significado
dos números que aparecem ao lado do símbolo
do elemento gálio na representação 6 7
31Ga.
Resolução
O número 31 é o número atômico, ou seja, o número
de prótons que existe no núcleo do átomo. O número
67 é o número de massa, que corresponde à soma
dos números de prótons e de nêutrons.
Número de massa
(prótons 1 nêutrons)
Número atômico
(prótons)
67
31
Ga
2 (PUC-RJ) A representação 23 5
92U significa:
a) isótopo do urânio de número de massa 92.
b) isótopo do urânio de número de massa 235.
c) isótopo do urânio de número atômico 235.
d) 92 átomos de urânio.
e) 235 átomos de urânio.
3 (Fuvest-SP) Quais as semelhanças e diferenças
entre os isótopos de césio 13 3
55Cs (estável) e 13 7
55Cs
(radioativo), com relação ao número de prótons,
nêutrons e elétrons?
4 (PUC-Campinas-SP) Átomos de elementos químicos
radioativos como urânio, tório e actínio, após sucessivas
transformações, estabilizam-se na forma
de isótopos estáveis de chumbo com números de
massa 206, 207 e 208. Esses átomos de chumbo
diferem quanto:
a) ao número de nêutrons.
b) à carga nuclear.
c) à quantidade de prótons.
d) ao número atômico.
e) à configuração eletrônica.
5 (UFPE) A água contendo isótopos 2 H é denominada
“água pesada”, porque a molécula 2 H 16 2 O quando
comparada com a molécula 1 H 16 2 O possui:
a) maior número de nêutrons.
b) maior número de prótons.
c) maior número de elétrons.
d) menor número de elétrons.
e) menor número de prótons.
Comentário dos autores:
A indicação 1 H 2 16 O representa uma molécula de
H 2 O em que os dois átomos de hidrogênio são do
isótopo 1 H e o átomo de oxigênio é do isótopo 16 O.
Analogamente, na molécula 2 H 2 16 O ambos os átomos
de hidrogênio são do isótopo 2 H.
6 (UFPE) Isótopos radioativos de iodo são utilizados
no diagnóstico e tratamento de problemas da
tireoide e são, em geral, ministrados na forma de
sais de iodeto. O número de prótons, nêutrons e
elétrons no isótopo 131 do iodeto modelo 13 1
53I 2 são,
respectivamente:
a) 53, 78 e 52. d) 131, 53 e 131.
b) 53, 78 e 54. e) 52, 78 e 53.
c) 53, 131 e 53.
ExErCíCioS rESoLvidoS
7 Equacione a emissão a pelo 23 0
90Th.
Resolução
Escrevemos a equação usando um símbolo hipotético
(por exemplo, X) para o nuclídeo produzido e
calculamos A e Z do nuclídeo X utilizando o balanço
de números de massa e de cargas nucleares.
230
9
0Th #
4
2a 1 A ZX
• Balanço de números de massa:
230 5 4 1 A V A 5 226
• Balanço das cargas nucleares:
90 5 2 1 Z V Z 5 88
Consultando Z 5 88 na tabela periódica, encontramos
o rádio, símbolo Ra. Portanto, a equação
pedida é:
230
9
0Th #
4
2a 1 22 6
88Ra
8 Equacione a emissão b pelo 21 4
83Bi.
Resolução
214
8
3Bi # 0 21b 1 A ZX
• Balanço de números de massa:
214 5 0 1 A V A 5 214
• Balanço das cargas nucleares:
83 5 21 1 Z V Z 5 84
Consultando Z 5 84 na tabela periódica, encontramos
o polônio, símbolo Po. Portanto, a equação
pedida é:
214
8
3Bi # 0 21b 1 21 84
4Po
9 Para cada um dos radionuclídeos a seguir, formule
a equação que representa a emissão radioativa.
Consulte a tabela periódica sempre que necessário.
a) 23 5
92U, um a-emissor presente em alguns minerais.
b) 23 0
9 0Th, outro a-emissor presente em alguns
minerais.
c) 14 6C, um b-emissor presente no ar e nos seres
vivos.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

10 Relógios cujos ponteiros brilham no escuro eram
fabricados com uma substância fosforescente
misturada com um composto de trítio ( 3 1H). A
emissão radioativa desse nuclídeo produz o isótopo
hélio-3 (isto é, hélio com número de massa 3)
e libera energia que faz a substância fosforescer,
emitindo luz. Baseado nessas informações:
a) Que partícula é emitida pelo trítio?
b) Represente a equação dessa emissão radioativa.
1 3
2
Detector
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
11 “Na primeira parte do século XX, antes da descoberta
dos efeitos nocivos dos materiais radioativos,
mostradores de relógios de pulso eram pintados
com rádio [ 22 6
88Ra] para que pudessem brilhar no
escuro. Como muitos pintores costumavam lamber
a ponta de seus pincéis com a intenção de
afiná-las, muitos deles desenvolveram câncer na
boca devido às partículas alfa emitidas pelo rádio.”
(F. Bettelheim e J. March. Introduction to General,
Organic & Biochemistry. 4. ed. Saunders. p. 265.)
Medição de radioatividade emitida
por antigo relógio contendo rádio-226.
a) Qual o nuclídeo formado no decaimento mencionado?
b) Equacione o processo.
12 Identifique o símbolo que substituiria corretamente
a interrogação nas seguintes equações radioquímicas:
a) (?) # 0 1 6 0
28Ni
b) (?) # 4 2 20 6
82Pb
13 (Vunesp) A natureza das radiações emitidas pela
desintegração espontânea do 23 4
92U pode ser estudada
através do arranjo experimental mostrado
na figura. A abertura do bloco de chumbo dirige o
feixe de radiação para passar entre duas placas eletricamente
carregadas, verificando-se a separação
em três novos feixes, que atingem o detector nos
pontos 1, 2 e 3.
23
4 92U
Bloco
de chumbo
a) Qual é o tipo de radiação que atinge o detector
no ponto 3? Justifique.
b) Representando por X o novo núcleo formado,
escreva a equação balanceada da reação nuclear
responsável pela radiação detectada no
ponto 3.
14 (Uepa) O ferro-59 é um isótopo radioativo, utilizado
em diagnósticos de anemia. A equação nuclear para
o decaimento do 59 Fe, como um emissor beta, é:
a) 59
26Fe # 5 5
24Cr 0 1 e
b) 5 9
2
c) 5 9
2
d) 5 9
2
e) 5 9
2
6Fe # 5 9
25Mn 0 1 e
6Fe # 6 0
25Mn 0 1 e
6Fe # 6 0
27Co 0 1 e
6Fe # 5 9
27Co 0 1 e
15 (Unifor-CE) Assinale a alternativa que contém a
partícula que constitui a radiação emitida pelo
radioisótopo I-131, de acordo com a equação:
a) .
b) .
c) pósitron.
d) nêutron.
e) próton.
131
5
3I #
131
5
4Xe partícula
16 (Vunesp) Uma amostra radioativa de potássio
(Z 19 e A 40) foi colocada em um bloco de
chumbo com uma abertura. O feixe de radiações
produzido pela amostra atravessou perpendicularmente
um campo elétrico gerado entre
duas placas metálicas. Observou-se que houve
separação do feixe sendo que parte foi atraída
para a placa carregada positivamente e parte não
sofreu desvio. Baseando-se nesses resultados, os
produtos dessa desintegração radioativa são:
a) Ar (Z 18; A 36)
b) Ar (Z 18; A 40)
c) C (Z 17; A 36)
d) Ca (Z 20; A 40)
e) Ca (Z 20; A 44)
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
451

ExErCíCio rESoLvido
17 (UCB-DF) Ao se desintegrar, o átomo de 22 2
86Rn se
transforma em 21 0
84Po. O número de partículas 4 2a e
0
21b emitidas no processo é, respectivamente,
a) 2 e 4. d) 3 e 4.
b) 2 e 6. e) 4 e 6.
c) 3 e 2.
A radiação a é o núcleo do átomo do hélio, possuindo
2 prótons e 2 nêutrons, que se desprende do núcleo
do átomo radioativo. A radiação b é um elétron,
proveniente da quebra de um nêutron, formando
também um próton, que permanece no núcleo.
A equação que representa o decaimento radioativo
do isótopo 238 U até o isótopo estável 206 Pb é:
a) 23 8
206
92U # 82Pb
b) 23 8
206
92U # 82Pb 1 8 4 2a 1 4 0 21 b
c) 23 8
206
92U # 82Pb 1 8 4 2a 1 6 0 21 b
d) 23 8
206
92U # 82Pb 1 5 4 2a 1 5 0 21 b
e) 23 8
206
92U # 82Pb 1 6 4 2a 1 6 0 21 b
20 (UFRRJ) Para que o átomo de 22 2
86Rn se desintegre
espontaneamente e origine um átomo de carga
nuclear 82(1), contendo 124 nêutrons, os números
de partículas a e b que deverão ser emitidas, respectivamente,
são:
a) 2 e 2. c) 2 e 1. e) 4 e 2.
b) 1 e 1. d) 4 e 4.
Unidade K • Radioatividade
Equipamento detector de gás radônio na atmosfera
doméstica, usado em alguns países.
Resolução
222
86Rn # x 4 2a 1 y 0 21 b 1 21 0
84Po
• balanço de números de massa:
222 5 4x 1 210 V x 5 3
• balanço das cargas nucleares:
86 5 2x 2 y 1 84
substituindo x 5 3
86 5 6 2 y 1 84 V y 5 4
A equação completa que representa o processo é:
222
86Rn # 3 4 2a 1 4 0 21 b 1
Alternativa d.
210
8
4Po
18 (Vunesp) No processo de desintegração natural
de 23 8
92U, pela emissão sucessiva de partículas alfa e
beta, forma-se o 22 6
88Ra. Os números de partículas alfa e
beta emitidas neste processo são, respectivamente:
a) 1 e 1. d) 3 e 2.
b) 2 e 2. e) 3 e 3.
c) 2 e 3.
19 (PUC-SP) O fenômeno da radioatividade foi descrito
pela primeira vez no final do século XIX, sendo largamente
estudado no início do século XX. Aplicações
desse fenômeno vão desde o diagnóstico e combate
de doenças, até a obtenção de energia ou a fabricação
de artefatos bélicos.
Duas emissões radioativas típicas podem ser representadas
pelas equações:
238
9
234
9
2U #
0Th #
234
9
234
9
0Th 1 4 2a
1Pa 1 21 0 b
21 (UFV-MG) O tório é encontrado no Brasil associado
aos elementos denominados terras raras, na areia
monazítica. O núcleo do átomo deste elemento
radioativo sofre uma série de desintegrações espontâneas,
até atingir uma configuração estável.
Parte dessa série é representada abaixo.
226
A
88Ra # ZX 1 0 21b
A comparação entre os núcleos dos átomos de Ra
e os do elemento X permite classificá-los CORRE-
TAMENTE como:
a) isóbaros. c) isótonos.
b) isótopos. d) isoeletrônicos.
22 (Fatec-SP) Na equação representada a seguir:
222
86Rn # x 4 2a 1 y 0 210
21 b 1 84Po
os números de partículas alfa e beta, representados
por x e y, emitidas nesse processo são, respectivamente,
a) 1 e 2. c) 4 e 5. e) 4 e 3.
b) 3 e 4. d) 2 e 1.
23 (ITA-SP) Considere as seguintes afirmações:
I. A radioatividade foi descoberta por Marie
Curie.
II. A perda de uma partícula beta de um átomo
de 7 5
33As forma um átomo de número atômico
maior.
III. A emissão de radiação gama a partir do núcleo
de um átomo não altera o número atômico e o
número de massa do átomo.
IV. A desintegração de 226
88Ra a 21 4
83Bi envolve a perda
de 3 partículas alfa e de 2 partículas beta.
Das afirmações feitas, estão CORRETAS:
a) apenas I e II. d) apenas II e III.
b) apenas I e III. e) apenas II e IV.
c) apenas I e IV.
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Exercícios adicionais
452

Seção 35.4
❱❱ Objetivo
C Comparar o poder de
penetração na matéria
das radiações alfa, beta
e gama.
Poder de penetração das radiações
As radiações a, b e g possuem diferentes poderes de penetração, isto
é, diferentes capacidades para atravessar os materiais.
Radiação
Radiação
Radiação
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Papel, folha de
papel-alumínio,
roupa fina.
Laminado de metal,
madeira densa,
roupa grossa.
Parede fina
de chumbo
ou concreto.
As radiações a, b e g possuem diferente poder de penetração. Uma partícula a pode
penetrar até 0,05 cm na pele e uma b, até 1,5 cm. A radiação g, por sua vez, facilmente
atravessa todo o nosso organismo.
Poder de penetração: g . b . a
As partículas a possuem pequeno poder de penetração, o que é fácil
de entender, levando-se em conta que são bem mais pesadas que as b e,
por isso, são emitidas com velocidade menor. Além disso, possuem carga
elétrica maior, o que favorece a interação com a matéria. Já os raios g, não
possuindo carga elétrica, conseguem percorrer uma distância bem maior
dentro dos materiais.
Comparação entre as radiações a, b e g
Símbolo Composição
Carga
relativa Massa (u) Velocidade Poder de
penetração
4
2a ou 4 2He
0
2
0 21e
1b ou
0
0g
2 prótons
2 nêutrons
Elétron 21
Onda eletromagnética
12 4
1 ______
1.836
0 0
5% a 10% da velocidade
da luz
Até 90% da velocidade
da luz
Igual à velocidade
da luz
(3,0 ? 10 8 m/s)
Muito baixo
Baixo
Alto
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
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Animação: Radiações e poder de penetração
453

Seção 35.5
❱❱ Objetivo
C Conhecer os principais
efeitos biológicos da
radiação ionizante.
Advertência em instalação
nuclear na Inglaterra.
A
Este símbolo indica:
“Cuidado, fonte de
radioatividade”.
Danos cerebrais podem causar
delírio, convulsões e morte
Danos aos olhos podem
provocar catarata
Lesões à boca podem incluir
úlceras bucais
Estômago e intestino, quando
lesados, provocam náuseas
e vômitos. Infecções intestinais
podem levar à morte
Efeitos biológicos
da radiação ionizante
As partículas a e b e os raios g possuem a propriedade de ionizar as
moléculas que encontram em seu caminho, isto é, arrancar elétrons delas,
originando íons.
Ao atravessar tecidos biológicos, as partículas a e b e os raios g provocam
a ionização de moléculas existentes nas células. Essa ionização
pode conduzir a reações químicas anormais e à destruição da célula ou
alteração das suas funções. Isso é particularmente preocupante no caso
de lesões no material genético, o que pode causar uma reprodução celular
descontrolada, provocando câncer.
Alterações do material genético das células reprodutivas (espermatozoide
e óvulo) podem causar doenças hereditárias nos filhos que o indivíduo
possa vir a gerar. Os raios g são geralmente os mais perigosos, em virtude
de seu elevado poder de penetração.
Radiação
Ionização
Material genético
Reação
química
B
Radiação natural de fundo
a que Radiação estamos natural submetidos de fundo
Radônio
55%
8%
15%
8%
11%
3%
Material
genético
alterado
Radionuclídeos presentes
no solo e nas rochas
Raios cósmicos
Radionuclídeos presentes no corpo
(ex.: carbono-14, potássio-40)
Exposição relativa à profissão
e a produtos industrializados
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
454
Danos à criança em gestação
podem incluir retardo mental,
particularmente se a exposição
à radiação ocorrer no início da
gravidez
Danos aos ovários (ou testículos)
provocam esterilidade ou afetam
os filhos que o indivíduo possa
vir a gerar
Lesões na medula óssea podem
provocar hemorragias ou
comprometer o sistema
imunitário
Ruptura de vasos sanguíneos
leva à formação de hematomas
Raios X (medicina, odontologia)
e raios (medicina nuclear)
A A exposição de um ser humano a uma alta dose de
radiação pode dar origem a inúmeros efeitos imediatos.
Alguns deles aparecem neste esquema.
Fonte: P. H. Raven e L. R. Berg. Environment. 3. ed.
Orlando, Saunders, 2001. p. 257.
B Esquema mostrando as fontes de radiação a que
os seres humanos estão sujeitos. Note que boa parte
(82%) se refere a fontes naturais, que não conduzem
necessariamente a problemas de saúde.
Fonte: M. E. Johll. Investigating Chemistry: A Forensic
Science Perspective. Nova York, Freeman, 2007. p. 359.

Seção 35.6
❱❱ Objetivo
C CSaber que a radiação
emitida por uma fonte
pode ser medida.
❱❱ Termos e conceitos
• contador Geiger
Detecção da radiação
O mais conhecido dos instrumentos detectores de radiação é o contador
Geiger (ou Geiger-Müller).
Seu funcionamento é baseado na capacidade que as radiações têm de
ionizar gases. Quando a radiação (alfa, beta ou gama) ioniza o gás que existe
dentro de uma ampola especial, esse gás se torna, momentaneamente,
condutor de corrente elétrica. Isso é detectado pelo aparelho e convertido
em um sinal sonoro e em uma medida que aparece num mostrador. Quanto
mais radiação atingir o gás da ampola, maior será a condutividade elétrica do
gás, o nível de ruído ouvido e o nível de radiação indicado pelo mostrador.
Tubo contendo
gás argônio
Alto-falante
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Funcionamento do
contador Geiger. A
radiação arranca elétrons
do gás. Esses elétrons são
atraídos pelo fio central
(polo positivo) gerando
no circuito uma corrente
momentânea que é
registrada pelo detector.
Assim, podemos dizer
que o contador Geiger
se baseia na ionização
produzida pela radiação,
seja ela a, b ou g.
Fonte
radioativa
Janela de cristal
transparente
Radiação
Tubo externo de
metal (polo )
Fio de metal
(polo )
Elétron
Íon
Bateria
Detector
Técnico usa contador Geiger para
medir o nível de radioatividade nas
roupas de seu colega.
Contador Geiger em uso. A ampola do aparelho, à esquerda, detecta a radioatividade
emitida pela fonte que está no tubo preto, à direita.
Para pessoas que trabalham em locais sujeitos à radiação, há outros
métodos de medida da radiação recebida. Dentre eles podemos citar os
dosímetros (que se parecem com crachás ou bastonetes). Eles são pendurados
na roupa e contêm substâncias especiais que mudam de cor à
medida que recebem radiação. Assim, eles informam se a pessoa recebeu
radiação e também dão uma noção aproximada da dose recebida.
Capítulo 35 • Decaimentos radioativos
455

ExErcícIos EssENcIAIs
24 Qual o nome do tipo de onda que se propaga no
vácuo? Cite alguns exemplos.
25 O que se pode afirmar sobre a frequência dos raios
gama se comparada à das outras ondas eletromagnéticas?
26 A emissão exclusiva de ondas gama por um nuclídeo
afeta o número atômico e o número de massa?
Por quê?
30 Numa experiência, um filme fotográfico dentro de
um envelope escuro foi manchado pela radiação
emitida por uma fonte separada dele por uma
chapa de alumínio (veja a figura). O filme foi impressionado
por ra diação a, b ou g? Justifique.
Fonte
radioativa
Chapa de alumínio com
espessura de 1 cm
27 (Uesb-BA) A radioatividade emitida por determinadas
amostras de substâncias provém:
a) da energia térmica liberada em sua combustão.
b) de alterações em núcleos de átomos que as
formam.
c) de rupturas de ligações químicas entre os átomos
que as formam.
d) do escape de elétrons das eletrosferas de átomos
que as formam.
e) da reorganização de átomos que ocorre em sua
decomposição.
28 (Furg-RS) Um grave acidente envolvendo produtos
químicos aconteceu próximo a Tóquio no final de
setembro de 1999. A capa de uma revista denunciando
os perigos de acidentes deste tipo usou o
pictograma abaixo.
Esse pictograma está associado a substâncias:
a) explosivas.
b) irritantes.
c) oxidantes fortes.
d) radioativas.
e) inflamáveis.
29 (Unifesp) O isótopo 131 do iodo (número atômico 53)
é usado no diagnóstico de disfunções da tireoide,
assim como no tratamento de tumores dessa glândula.
Por emissão de radiação b e g, esse isótopo se
transforma em um outro elemento químico, E. Qual
deve ser a notação desse elemento?
a) 13 0
5
2E b) 13 1
52E c) 13 0
53E d) 13 0
54E e) 13 1
54E
Envelope contendo o filme
31 (UEL-PR) Os elementos radioativos são muito usados
em medicina, tanto para diagnósticos como
para procedimentos terapêuticos. São também
usados para determinar os mecanismos das reações
químicas e determinar a idade de objetos
antigos. As reações nucleares são aproveitadas
em geradores de eletricidade e em armas de destruição
maciça.
Com relação à emissão de partículas e/ou radiações
por átomos radioativos, é correto afirmar:
a) Radioatividade é a emissão espontânea de partículas
e/ou radiações de núcleos estáveis de
átomos, originando outros núcleos que serão
sempre instáveis.
b) A partícula a é um núcleo do átomo de hélio,
portanto é formado por 2 prótons, dois elétrons
e dois nêutrons.
c) A partícula b forma-se a partir da desintegração
do nêutron, que dá como resultado um próton,
um elétron (partícula b) e um neutrino, partícula
sem carga elétrica e de massa desprezível.
d) As emissões gama (g) são partículas que apresentam
menor poder de penetração e maior
poder ionizante sobre os gases.
e) As emissões alfa (a) são as principais responsáveis
pelos efeitos biológicos das radiações.
Podem produzir mutações nas células do nosso
organismo, com gravíssimas consequências
genéticas.
Unidade K • Radioatividade
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Exercícios adicionais
456

UNIDADE K
36
Capítulo
Cinética dos
decaimentos
radioativos
Os decaimentos alfa, beta e gama
se processam com diferentes
velocidades em diferentes
radionuclídeos.
36.1 Tempo de meia-vida
O tempo necessário para que metade da
quantidade de certo radionuclídeo sofra
decaimento é o tempo de meia-vida.
36.2 Séries radioativas
Um conjunto de isótopos relacionados
por sucessivos decaimentos radioativos
constitui uma série radioativa.
36.3 Algumas aplicações da
radioatividade
A radioatividade apresenta muitas
aplicações pacíficas, entre elas a
radioterapia do câncer e a datação por
carbono-14.
A
lguns métodos de diagnóstico por imagem,
como o PET, tomografia por emissão
de pósitrons, fazem uso de contrastes
radioativos. Esses contrastes são moléculas
ou sais de isótopos radioativos que, em seu
decaimento, emitem partículas ou radiação
que são detectadas pelo equipamento que
analisa a informação e produz imagens do
interior do corpo do paciente.

Seção 36.1
❱❱ Objetivos
C CInterpretar gráficos da
cinética de decaimento
radioativo.
C CFazer previsões com
base na meia-vida.
❱❱ Termos e conceitos
• tempo de meia-
-vida (ou período de
semidesintegração)
Tempo de meia-vida
Quando um radionuclídeo emite partículas alfa ou beta, ele se transforma,
como vimos, em um nuclídeo diferente. Assim, à medida que o tempo
passa, a quantidade de radionuclídeo vai diminuindo.
Tempo de meia-vida ou período de semidesintegração
(representado por t 1/2 ou P) é o tempo necessário para que metade
da quantidade de um radionuclídeo presente em uma amostra sofra
decaimento radioativo.
m 0
(Massa inicial)
t 1/2
t 1/2
t 1/2 etc.
m 0 ___
2
m 0 ___
4
m 0 ___
8
…
Quando a massa de
um radioisótopo se reduz
à metade, também
se reduzem à metade
o número de átomos, a
quantidade em mols e a
atividade radioativa (desintegrações
por segundo)
desse radioisótopo.
Tabela 1
Nuclídeo e
emissão(ões)
131
5
60
2
Alguns valores
de meia-vida
Meia-vida
3I, b, g 8 dias
7Co, b, g
3
1H (trítio), b
90
3
8Sr, b
5,27 anos
12,5 anos
28 anos
N 0
(Número inicial
de átomos)
n 0
(Quantidade inicial
em mols)
A 0
(Atividade inicial,
isto é, desintegrações
por segundo)
N 0 ___
2
n 0 ___
2
A 0 ___
2
O tempo de meia-vida é uma característica de cada radionuclídeo e
não depende da quantidade inicial do radionuclídeo nem de fatores como
pressão, temperatura e composição química do material (lembre-se de que
radioatividade é um fenômeno nuclear, e não químico). A tabela 1 mostra
alguns exemplos de valores de tempo de meia-vida.
Graficamente, podemos representar o processo de decaimento radioativo
com o auxílio da chamada curva exponencial de decaimento:
Porcentagem do
radionuclídeo
na amostra
100%
N 0 ___
4
n 0 ___
4
A 0 ___
4
N 0 ___
8
n 0 ___
8
A 0 ___
8
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
235
9
238
9
2U, a, g
2U, a, g
710 milhões
de anos
4,5 bilhões
de anos
Fonte: G. T. Miller Jr. Living in the
Environment. 12. ed. Brooks/Cole,
Pacific Grove, 2002. p. 62.
50%
25%
12,5%
Polônio - 218 0
Iodo - 131
Urânio - 238
0 1 2 3
0
0
3
8
4,5
6
Curva exponencial
de decaimento
16
9,0
9
24
13,5
Número de
meias-vidas
transcorridas
Minutos
Dias
Bilhões de anos
458
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Animação: Tempo de meia-vida

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCioS rESoLvidoS
1 A meia-vida do polônio-218 é 3 min. Qual é o tempo
necessário para que uma amostra desse nuclídeo
se reduza à quarta parte do inicial?
Resolução
Partindo inicialmente de 1, após uma meia-vida,
teremos 1__ e, após outra meia-vida, restará
1__
2 4 da
amostra.
3 min 3 min
1 @@#
1__
2 @@# 1__
4
Assim, o tempo total transcorrido será de 6 min.
a) Escreva a equação de decaimento de Y.
b) Qual é o elemento Y?
c) Calcule o tempo de meia-vida de Y.
8 (UFG-GO) Em 2007, completou-se 20 anos do acidente
radiológico com o césio-137 em Goiânia. No ano
do acidente, 20 g de cloreto de césio-137, por total
desconhecimento do conteúdo e de suas consequências,
foram liberados a céu aberto, provocando
um dos maiores acidentes radiológicos de que se
tem notícia. Após a tragédia, o dejeto radioativo
foi armazenado num local próximo à cidade de
Abadia de Goiás. O gráfico a seguir mostra a curva
de decaimento radioativo do césio.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 (UFPI) Na indústria nuclear os trabalhadores utilizam
a regra prática de que a radioatividade de qualquer
amostra torna-se inofensiva após dez meias-vidas.
Identifique a fração que permanecerá após esse
período:
a) 0,098%. c) 0,391%. e) 3,13%.
b) 0,195%. d) 1,12%.
Resolução
t 1/2 t 1/2 t 1/2 t 1/2 t 1/2
100% # 50% # 25% # 12,5% # 6,25% # 3,125%
t 1/2 t 1/2 t 1/2 t 1/2
t 1/2
1,56% # 0,78% # 0,39% # 0,196% # 0,098%
Alternativa a.
3 O isótopo 3 2
15P, cuja meia-vida vale 14 dias, é usado
por certos laboratórios no estudo de alguns processos
que ocorrem dentro de células vivas. Se
um laboratório recebeu uma amostra de 20 g desse
isótopo, quanto restará após 70 dias?
4 A meia-vida do estrôncio-90 vale 28 anos.
Quanto tempo é necessário para que restem 12,5%
de uma amostra desse isótopo?
5 Após 40 dias, uma amostra com 1,6 g de iodo-131
se reduz a 50 mg. Qual a meia-vida desse radionuclídeo?
Porcentagem de CsC em atividade
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tempo (anos)
A partir do ano de 2007 e com base nos dados fornecidos,
a quantidade em gramas do sal 137 CsC nos
resíduos, após o tempo equivalente a uma meia-
-vida do césio-137, será, aproximadamente,
a) 5,0. c) 8,0. e) 12,8.
b) 6,4. d) 10,0.
9 (UFRJ) Os radioisótopos 22 5
89Ac e 21 0
83Bi apresentam as
seguintes curvas de decaimento radioativo:
m 0
Massa (g)
ExErCíCio rESoLvido
210
83Bi
6 Quantas meias-vidas devem transcorrer para que
93,75% de um certo radionuclídeo sofra decaimento
nuclear?
200
225
89Ac
Resolução
50
Se 93,75% sofrerão decaimento nuclear, restarão
Tempo
6,25%. Esquematicamente:
a) O 2 1 83Bi tem a metade da meia-vida do 2 2 89Ac.
t 1/2 t 1/2 t 1/2 t 1/2
100% # 50% # 25% # 12,5% # 6,25%
Determine m 0 , a massa inicial do 2 1 83Bi.
Portanto, o tempo total é de 4 meias-vidas.
b) O 2 2 89Ac chega, por emissões sucessivas de uma
mesma partícula, a um outro isótopo do bismuto:
o 2 1 83Bi.
7 (UFPA) Um isótopo radioativo Y emite radiação b e
Identifique essa partícula e determine o número
perde 87,5% de sua atividade em 24 dias, transformando-se
de vezes que ela é emitida durante esse
em xenônio (Xe).
decaimento.
Capítulo 36 • Cinética dos decaimentos radioativos
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Exercícios adicionais
459

Seção 36.2
Séries radioativas
❱❱ Objetivos
C Conhecer e utilizar
o conceito de série
radioativa.
C CPrever o número
de partículas alfa e
de partículas beta
envolvidas em uma
série radioativa.
❱❱ Termos e conceitos
• série radioativa
Na cidade de Poços de Caldas (MG), há jazidas naturais de minérios contendo
urânio-238. Nessas rochas, além desse isótopo do urânio, existem
também muitos outros nuclídeos-“filhos” provenientes dos decaimentos
nucleares sofridos por ele:
23
8 92U
Nuclídeo- “pai”
a
23
90
4 Th
b 23
4 b 21
91
Pa ...
0 a
84Po
20
82
6 Pb
Nuclídeo-“filho”
estável
Assim, todas as rochas contendo urânio-238 terão também todos os
membros dessa sequência.
Unidade K • Radioatividade
Plantações de tabaco são
extensivamente adubadas com
fertilizantes fabricados a partir
de rochas fosfatadas, que contêm
nuclídeos radioativos originados,
por sucessivos decaimentos, a
partir do urânio-238. Há indícios
de que o alto risco de fumantes
desenvolverem câncer de pulmão
se deve também a isso.
Série radioativa é o nome dado ao conjunto de nuclídeos relacionados
por sucessivos decaimentos radioativos.
Na natureza há três séries radioativas, que principiam com os radionuclídeos
urânio-238, urânio-235 e tório-232. É conhecida uma série radioativa
que começa com o netúnio-237 e que não existe na natureza, tendo sido
descoberta em laboratório.
Observe a tabela 2 a seguir. Os tempos de meia-vida de urânio-238,
urânio-235 e tório-232 são comparáveis à idade da Terra, que é estimada
em 4,6 ? 10 9 anos. Já a meia-vida do netúnio-237 é pequena quando comparada
a ela. Isso indica que, se um dia esse isótopo existiu, praticamente
todos os seus núcleos sofreram decaimento. O netúnio-237 foi sintetizado
em laboratório para que sua série radioativa pudesse ser estudada.
Tabela 2 Dados sobre quatro séries radioativas
Nome da
série
Tório
Netúnio
Urânio
Actínio*
Jazida de urânio-238 em Poços de Caldas, Minas Gerais.
Inicia
com
23
90
23
93
Meia-vida
(anos)
Termina
em
2 Th 1,39 ? 10 10 2 0 8 82Pb 4n
Número de massa
(n é um número
inteiro positivo)
7 Np 2,25 ? 10 6 2 0 9 83Bi 4n 1 1
23
92
8 U 4,51 ? 10 9 2 0 6 82Pb 4n 1 2
23
92
5 U 7,07 ? 10 8 2 0 7 82Pb 4n 1 3
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Fonte: A. Beiser, Concepts of Modern Physics. 6. ed. Nova York, McGraw-Hill, 2003, p. 430.
460
*
Quando o nome foi dado, acreditava-se que essa série começava no
22
89
7 Ac.

Prótons
92
90
88
86
84
82
80
78
Série 4n
208
8
2Pb
212
84Po 21
82
208
8
1T
3Bi
212
8
2Pb
216
8
4Po
220
8
228
9
6Rn
0Th 228
232
89Ac 90Th
224
8
8Ra
228
8
8Ra
Emissão
Emissão
125 130 135 140 145
Nêutrons
Prótons
94
92
90
88
86
84
82
80
Série 4n 1
233
225
91Pa
89Ac
229
90Th
221
87Fr
225
88Ra
217
213
85At
84Po
9
83Bi
213
83Bi
209
82Pb
209
8 1T
125 130 135 140 145
Nêutrons
20
233
9
2U
237
9
3Np
Prótons
92
90
88
86
84
82
80
78
Série 4n 2
206
8
2Pb
20 6
8
210
84Po 21
80
1T
210
8
206
8
0Hg
214
84Po
3Bi
2Pb
214
8
210
8
3Bi
1T
218
8
5At
214
8
2Pb
218
8
4Po
226
8
8Ra
222
8
6Rn
234
9
230
9
125 130 135 140 145
Nêutrons
2U
0Th
234
9
1Pa
234
9
0Th
238
9
2U
Prótons
92
90
88
86
84
82
80
78
Série 4n 3
207
8
2Pb
211
8
4Po
207
8
1T
215
8
5At
211
8
3Bi
211
8
2Pb
219
8
6Rn
215
8
215
8
223
8
4Po
3Bi
8Ra
219
8
227
9
5At
0Th
223
8
227
8
9Ac
231
9
235
1Pa
92U
231
9
0Th
125 130 135 140 145
Nêutrons
7Fr
Fonte: G. M. Bodner e H. L. Pardue. Chemistry, an Experimental Science. 2. ed. John Wiley, Nova York, 1995. p. 863-5.
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Texto: Estabilidade nuclear e modos de decaimento
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
10 Sabe-se que o bário-140 sofre a seguinte sequência
de decaimentos nucleares
Quantidade do nuclídeo
14
56
0 Ba #
14
5 7
0 La #
14
5 8
0 Ce
A
B
C
Tempo
Foi levantado o gráfico para uma amostra de bário-
-140, inicialmente isenta dos outros dois nuclídeos.
Associe as curvas aos nuclídeos em questão.
Resolução
Trata-se de uma sequência de dois decaimentos
radioativos beta.
O primeiro dos nuclídeos é o bário-140. Sua quantidade
deve decrescer, tendendo a zero, o que está
representado pela curva B.
O cério-140, sendo o membro final da sequência,
é o último a ser produzido e sua quantidade deve
aumentar com o passar do tempo. Corresponde
à curva A.
Finalmente, a curva C corresponde ao lantânio-140,
que é produzido na primeira emissão beta, mas
é consumido logo a seguir, ao se transformar em
cério.
11 (PUC-RJ) As três primeiras etapas na série de decaimento
radioativo do urânio 238 envolvem emissão
4
sucessiva de uma partícula alfa ( 1 2a), uma partícula
0
0
beta ( 2 1b) e outra partícula beta ( 2 1b).
Capítulo 36 • Cinética dos decaimentos radioativos
461

Sobre o elemento resultante do decaimento, é
correto afirmar que:
a) na 1 a etapa, possui número de massa 234 e número
atômico 92.
b) após as duas primeiras etapas, possui número
de massa 234 e número atômico 91.
c) após as três etapas, possui 144 nêutrons em seu
núcleo.
d) na 1 a etapa, possui 90 nêutrons em seu núcleo.
e) após as três etapas, possui 96 prótons em seu
núcleo.
12 (Cesgranrio-RJ) Após algumas desintegrações sucessivas,
o 2 3 2 90Th, muito encontrado na orla marítima
de Guarapari (ES), se transforma no 208
82Pb. O número
de partículas a e b emitidas nessa transformação
foi, respectivamente, de:
a) 6 e 4. b) 6 e 5. c) 5 e 6. d) 4 e 6. e) 3 e 3.
13 (UEPG-PR) Uma série radioativa consiste em um
conjunto de radioisótopos que são formados a
partir de um radioisótopo inicial, pela sucessiva
emissão de partículas alfa e beta. Na série radioativa
que se inicia com o 2 3 7 9 3Np e termina com o
2 0 9 8 3Bi, o número de partículas a e b emitidas é de,
respectivamente:
a) 3 e 5. b) 7 e 4. c) 6 e 3. d) 5 e 2. e) 8 e 6.
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Exercícios adicionais
Seção 36.3
❱❱ Objetivo
C CExplicar como funciona
a datação por
carbono-14.
❱❱ Termos e conceitos
• método de datação
pelo carbono-14
• radioterapia do câncer
Algumas aplicações
da radioatividade
1 Método de datação pelo carbono-14
Na natureza existem três isótopos do carbono: o 12 6C, com abundância
de 98,9%, o 13 6C, com abundância de 1,1%, e o 14 6C, com abundância de
0,000001%.
Tabela 3
Isótopos naturais de carbono
Isótopo Abundância natural Radioativo?
12
6C 98,9% Não
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
13
6C 1,1% Não
14
6C 0,000001% (5 10 ppb, isto é, 10 partes por bilhão) Sim
Unidade K • Radioatividade
462
Amostra de fêmur humano, achado
arqueológico, sendo removida para
datação com carbono-14.
O menos abundante deles, o carbono-14, é radioativo; ele emite partículas
beta. Dizer que o teor de carbono-14 é 0,000001% equivale a dizer
que em cada bilhão (10 9 ) de átomos de carbono, dez são de carbono-14.
Isso é o mesmo que dizer que há 10 ppb (ou seja, 10 partes por bilhão) de
carbono-14.
Esse isótopo forma-se na alta atmosfera, onde continuamente está
ocorrendo uma transmutação nuclear causada pela colisão de nêutrons
cósmicos (vindos do espaço) com átomos de nitrogênio do ar:
14
7N 1 1 0n #
14
6C 1 1 1p
O carbono-14 formado incorpora-se à atmosfera na forma de CO 2 . Por
meio da fotossíntese, processo que utiliza CO 2 da atmosfera, esses átomos
de carbono-14 passam a fazer parte dos seres vivos fotossintetizantes e,
através das cadeias alimentares, também dos demais seres vivos.

Os cientistas descobriram que, com a mesma velocidade com que o carbo no-14 se forma na alta
atmosfera, ele se desintegra por meio de decaimento beta:
14
6C # 0 21 b 1 14 7N t 1/2 5 5.730 anos
Desse modo, como ele se forma e se desintegra com a mesma velocidade, sua porcentagem
no planeta permanece constante, sendo exatamente a mesma na atmosfera e em todos os seres
vivos (10 ppb).
Ao examinar múmias, fósseis, ossos, pergaminhos e outros achados arqueológicos
compostos por restos de antigos seres vivos, os cientistas encontraram neles teores de
carbono-14 inferiores a 10 ppb, o que se deve ao decaimento b ocorrido durante os anos
que se passaram desde a morte do ser vivo.
Isso torna possível, uma vez determinada a porcentagem de carbono-14 na amostra, calcular a
sua idade, consultando a curva de decaimento radioativo. Esse processo é o método de datação
pelo carbono-14.
Teor de carbono-14
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A
No dia da
morte, um
ser vivo
apresenta
10 ppb de
carbono-14
0
Dia da morte
Com o passar dos anos, os
restos do antigo ser vivo
ficam mais pobres em
carbono-14 devido
ao seu decaimento radioativo
5.730 anos Tempo
Uma meia-vida após a morte
B
A Laboratório de datação pelo método do carbono-14.
B Há processos mais complexos de datação que permitem estimar a idade de rochas. (Eles envolvem outros
radioisótopos, como potássio-argônio, urânio-chumbo, rubídio-estrôncio e samário-neodímio.) Usando tais métodos, os
cientistas puderam estimar a idade da Terra em 4,6 bilhões de anos. As rochas lunares trazidas pelas missões Apollo 11
e 17 apresentam idades entre 3,2 e 4,2 bilhões de anos.
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Animação: Datação com carbono-14
463

2 Aplicações da radioatividade na Medicina e em outras áreas
A incidência de radiação sobre um tecido humano pode induzir o aparecimento de câncer. Então
surge a dúvida: por que os médicos utilizam radiação no combate de casos evoluídos de câncer?
Apesar de parecer uma incoerência, não é. As células cancerosas são mais fracas que as
normais e, por esse motivo, uma dose controlada de radiação incidindo apenas sobre o local
do tumor pode matar preferencialmente as células cancerosas. Esse é o princípio da chamada
radioterapia do câncer, uma das muitas aplicações pacíficas da radioatividade. Nela são
usados os raios gama provenientes da desintegração de cobalto-60 (artificialmente produzido)
ou césio-137 (isolado do lixo nuclear de reatores).
Ainda na área da Medicina, muitos outros radioisótopos possuem importantes aplicações no
diagnóstico de doenças (tabela 4). Uma vez introduzidos no organismo, as emissões desses
radionuclídeos podem ser detectadas por sensores apropriados, fornecendo valiosas informações
sobre o funcionamento dos órgãos.
Tabela 4 Uso de radioisótopos em Medicina
Isótopo
Aplicação em diagnósticos relacionados a
51 Cr Glóbulos vermelhos
57 Co Metabolismo da vitamina B 12
59 Fe Metabolismo do ferro
67 Ga Tumores linfáticos
75 Se Pâncreas
99 Tc Pulmões, ossos, medula óssea, placenta, rins, fígado
131 I Glândula tireoide
Fontes: Tabela elaborada a partir de
dados de: I. Blei e G. Odian. General,
Organic and Biochemistry Connecting
Chemistry to your life. 2. ed. Freeman,
Nova York, 2006. p. 268; G. I. Sackheim
e D. D. Lehman, Chemistry for the Health
Sciences. 8. ed., Prentice Hall, Nova
Jersey, 1998. p. 223-6.
Não é apenas na Medicina que a radioatividade encontra aplicações práticas. Ela pode ser utilizada
também para esterilizar alimentos em geral, detectar vazamentos em tubulações, analisar
a espessura de chapas e estudar o mecanismo de reações químicas e bioquímicas.
A
B
C
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
D
A Profissional manipulando amostra de radioisótopo para uso em
diagnóstico médico. A radioatividade possui inúmeras aplicações
pacíficas que contribuem para o bem-estar da humanidade.
B Uma importante aplicação da radioatividade está na conservação
de alimentos. Irradiar alimentos com raios gama permite matar
microrganismos que aceleram o apodrecimento. No Brasil, onde parte
considerável da produção estraga antes de chegar à mesa do consumidor,
o uso dessa técnica permitiria evitar desperdícios. Em verde, sobre a foto,
aparece o símbolo internacional para alimentos tratados com radiação.
C Imagem do esqueleto humano obtida com uso de isótopo emissor
gama.
D Uso da radioatividade para verificar a presença de rachaduras ou
imperfeições em tubos para encanamentos industriais.
464
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Texto: O acidente do césio-137

ExErcícIos EssENcIAIs
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
ExErCíCioS rESoLvidoS
14 (Fuvest-SP) Considere os seguintes materiais:
I. Artefato de bronze (confeccionado pela civilização
inca).
II. Mangueira centenária (que ainda produz frutos
nas ruas de Belém do Pará).
III. Corpo humano mumificado (encontrado em
tumbas do Egito Antigo).
O processo da datação, por carbono-14, é adequado
para estimar a idade apenas:
a) do material I. d) dos materiais I e II.
b) do material II. e) dos materiais II e III.
c) do material III.
Resolução
O processo de datação por carbono-14 se aplica a
objetos não vivos, mas que um dia foram parte de
um ser vivo, pois o método se baseia na comparação
entre o teor de carbono-14 nos seres vivos
e na amostra que já não está mais viva há um
certo tempo.
I. O artefato de bronze não é nem foi parte de
ser vivo.
II. A mangueira está viva.
III. O corpo humano mumificado não está vivo,
mas um dia esteve.
Assim, o método se aplica para estimar a idade
apenas do material III.
Alternativa c.
15 (Unopar-PR) Uma amostra de carvão mineral,
originada pelo soterramento de árvores, numa
devastação de floresta, revelou conter 25% de teor
de carbono-14, existente na atmosfera. O tempo,
em anos, em que essa árvore foi soterrada é:
Dado: meia-vida do carbono-14 5 5.730 anos
a) 2.865. c) 8.595. e) 17.190.
b) 5.730. d) 11.460.
Resolução
100% # t 1/2
50% # t 1/2
25%
Tempo total transcorrido 5 2 ? 5.730 anos 5
5 11.460 anos
Alternativa d.
16 Um fóssil apresenta teor de carbono-14 igual a
2,5 ppb.
Faça uma estimativa de há quantos anos, aproximadamente,
esse fóssil foi formado? (Dados: teor
de carbono-14 na atomosfera 5 10 ppb; meia-vida
do carbono-14 5 5.730 anos.)
17 Uma amostra de carvão mineral, originado pelo
soterramento de gigantescas árvores, revelou
conter 12,5% do teor de carbono-14 existente na
atmosfera.
Há cerca de quanto tempo foi soterrada essa árvore?
(Dado: meia-vida do carbono-14 5 5.730 anos.)
18 (UFU-MG) Mediu-se a radioatividade de uma amostra
arqueológica de madeira, verificando-se que o
nível de sua radioatividade devida ao carbono-14
era ___ 1 do apresentado por uma amostra de madeira
16
recente.
Sabendo-se que a meia-vida do isótopo 14 6C é
5,73 ? 10 3 anos, a idade, em anos, dessa amostra é:
a) 3,58 ? 10 2 . d) 2,29 ? 10 4 .
b) 1,43 ? 10 3 . e) 9,17 ? 10 4 .
c) 5,73 ? 10 3 .
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Exercícios adicionais
Capítulo 36 • Cinética dos decaimentos radioativos
465

UNIDADE K
Capítulo
37
Transmutação, fissão
e fusão nucleares
energia emitida pelo Sol e por outras estrelas é
A proveniente de reações de fusão nuclear.
A transmutação, a fissão e a fusão
são fenômenos nucleares.
37.1 Transmutação nuclear
A transformação de um nuclídeo em
outro pelo bombardeamento com uma
partícula é uma transmutação nuclear.
37.2 Fissão nuclear
A fissão nuclear é a quebra de núcleos
grandes com a liberação de muita
energia.
37.3 Fusão nuclear
Na fusão nuclear, núcleos pequenos se
juntam, liberando mais energia do que
na fissão.

Seção 37.1
❱❱ Objetivo
C CInterpretar a equação
que representa uma
transmutação.
Transmutação nuclear
No ano de 1914 Rutherford percebeu que, deixando o nitrogênio na presença
de um alfaemissor, ele se transformava em oxigênio. Isso se deve
à reação nuclear equacionada a seguir, que ocorre quando uma partícula
a atinge um núcleo de átomo de nitrogênio:
❱❱ Termos e conceitos
• transmutação nuclear
4
2
14
7N
(
17
8O
(
(Esquema em cores e formas fantasiosas.)
1
1p
Nitrogênio se
transforma
em oxigênio
Alfaemissor
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Essa reação foi o primeiro caso relatado de uma transmutação nuclear.
Transmutação nuclear é a transformação de um nuclídeo em outro,
provocada pelo bombardeamento com uma partícula.
No exemplo mostrado, o 14 7N se transmutou em 17 8O através do bombardeio
de partículas 4 2a.
• Balanço de números de massa: 4 1 14 5 17 1 1
• Balanço das cargas nucleares: 2 1 7 5 8 1 1
Em 1932, aconteceu outro evento marcante na história da ciência ligado
às transmutações nucleares. O inglês James Chadwick descobriu o nêutron
ao bombardear o berílio-9 com partículas alfa provenientes do polônio.
# a # # n
Po # a # Be # n
# a # # n
210
8
4
4Po # 2a 1 2 0 6 82Pb
Emissão a
A transmutação nuclear é, atualmente, uma importante ferramenta
na produção de nuclídeos artificiais, isto é, nuclídeos que não existem na
natureza. O primeiro desses nuclídeos artificiais foi descoberto pelo casal
Fréderic Joliot e Irène Curie (filha de Pierre e Marie), em 1934, por meio da
seguinte reação:
1 0 5B 1 2a 4 #
4
2a 1 9 12
4Be # 6C 1 0n
1
Transmutação nuclear
1 3 7N 1 0n
1
Radionuclídeo artificial
Dos elementos atualmente presentes na tabela periódica, alguns deles
são artificiais, tendo sido produzidos por meio da transmutação.
Capítulo 37 • Transmutação, fissão e fusão nucleares
James Chadwick (1891-1974),
Prêmio Nobel de 1935.
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Animação: Transmutação nuclear
467

Os alquimistas
buscavam um meio de
transformar metais
comuns (como chumbo,
por exemplo) em ouro. A
transmutação nuclear
é, de certa forma, a
conquista dessa meta.
Como os elementos artificiais foram sintetizados
Os elementos químicos que possuem números atômicos maiores que o
do urânio (Z . 92) são chamados de elementos transurânicos.
Esses elementos não existem na natureza, sendo obtidos pelos cientistas
por meio de reações nucleares (principalmente de transmutação) realizadas
nos aceleradores de partículas, dispositivos nos quais partículas eletricamente
carregadas (a, b, prótons, íons) adquirem velocidades altíssimas e
se chocam contra “átomos-alvo”.
Veja, a título de exemplo, as equações que representam a síntese dos
elementos 97 e 109:
24
1 95Am 1 4 24
2a #
3 97Bk 1 2 0n
1
20
9 83Bi 1 28 5 266
6Fe # 109Mt 1 0n
1
Justamente por serem artificialmente sintetizados pelo ser humano é
que tais elementos são denominados sintéticos ou artificiais.
Dos elementos que possuem número atômico menor que o do urânio (Z, 92),
denominados elementos cisurânicos, apenas quatro são artificiais. São eles
o tecnécio ( 43 Tc), o promécio ( 61 Pm), o astato ( 85 At) e o frâncio ( 87 Fr). A síntese
desses elementos é o assunto dos exercícios 7 e 10.
Glen Theodore Seaborg
(1912-1999), Prêmio
Nobel em 1951, colaborou
na síntese de dez dos
elementos transurânicos.
Na foto, ele aponta para
o elemento 106, em cujo
nome (seabórgio) foi
homenageado.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
Um acelerador de partículas, em que partículas eletricamente carregadas podem ser aceleradas até atingirem
altíssimas velocidades e se chocarem com “átomos-alvo”. Tais colisões desencadeiam processos nucleares (quebras,
junções, transmutações) que, estudados pelos cientistas, têm ajudado a elucidar as propriedades dos núcleos atômicos.
468

ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
1 (UFRJ) Radioisótopos são utilizados como elementos
traçadores em pesquisa científica. Uma
utilização de grande importância é a do traçador
32 P, um emissor beta, que em agricultura já proporcionou
melhoramentos na produção do milho
e seu consequente barateamento, através da
diminuição de seu tempo de maturação e maior
produção por área.
a) Represente a equação de decaimento do 32 P,
quando ele emite uma partícula beta.
b) Qual a partícula emitida na produção de 32 P a
partir do bombardeamento do nuclídeo 35 C por
um nêutron? Justifique a sua resposta.
5 (Unifesp) Dentre outras aplicações, a radiação nuclear
pode ser utilizada para preservação de alimentos,
eliminação de insetos, bactérias e outros microrganismos
eventualmente presentes em grãos e para
evitar que certas raízes brotem durante o armazenamento.
Um dos métodos mais empregados utiliza
a radiação gama emitida pelo isótopo 60 Co. Este
isótopo é produzido artificialmente pela reação de
um isótopo do elemento químico X com um nêutron,
gerando somente 60 Co como produto de reação. O
60 Co, por sua vez, decai para um elemento Y, com a
emissão de uma partícula beta de carga negativa e
de radiação gama. Os elementos X e Y têm números
atômicos, respectivamente, iguais a:
a) 26 e 28. c) 27 e 27. e) 29 e 27.
b) 26 e 29. d) 27 e 28.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Resolução
a)
32
1
0
5P # 21 b 1 3 2
16S
b) Esquematizando o processo e representando a
partícula emitida por X, temos:
35
17C 1 1 32
0n # 15P 1 A ZX
• balanço de números de massa:
35 1 1 5 32 1 A V A 5 4
• balanço das cargas nucleares:
17 1 0 5 15 1 Z V Z 5 2
Assim, é emitida uma partícula a.
A equação que representa o processo é:
35
1
7C 1 1 0n #
32
1
5P 1 4 2a
2 Represente a seguinte equação nuclear, substituindo
(?) pelo símbolo correto:
19
22
9F 1 (?) # 11Na 1 1 0n
3 O trítio pode ser obtido industrialmente pelo processo
assim equacionado: (?) 1 1 3
0n # 1H 1 4 2a
Identifique o símbolo do nuclídeo de partida.
4 (UFRGS-RS) Em recente experimento com um
acelerador de partículas, cientistas norte-americanos
conseguiram sintetizar um novo elemento
químico. Ele foi produzido a partir de átomos de
cálcio (Ca), de número de massa 48, e de átomos
de plutônio (Pu), de número de massa 244. Com
um choque efetivo entre os núcleos de cada um
dos átomos desses elementos, surgiu o novo elemento
químico.
Sabendo que nesse choque foram perdidos apenas
três nêutrons, os números de prótons, nêutrons e
elétrons, respectivamente, de um átomo neutro
desse novo elemento são:
a) 114; 178; 114. d) 111; 175; 111.
b) 114; 175; 114. e) 111; 292; 111.
c) 114; 289; 114.
6 (Vunesp-SP) Cientistas russos conseguem isolar o
elemento 114 superpesado.
(Folha Online, 31.05.2006.)
Segundo o texto, foi possível obter o elemento 114
quando um átomo de plutônio-242 colidiu com
um átomo de cálcio-48, a 1/10 da velocidade da
luz. Em cerca de 0,5 segundo, o elemento formado
transforma-se no elemento de número atômico
112 que, por ter propriedades semelhantes às do
ouro, forma amálgama com mercúrio. O provável
processo que ocorre é representado pelas equações
nucleares:
24
94
2 Pu 1 28 4 0Ca # a 114X #
286
11
2Y 1 b
Com base nestas equações, pode-se dizer que a e
b são, respectivamente:
a) 290 e partícula beta. d) 242 e nêutron.
b) 290 e partícula alfa. e) 242 e pósitron.
c) 242 e partícula beta.
7 A e B são dois dentre quatro elementos cisurânicos
não encontrados na natureza. Eles puderam ser
sintetizados por meio da seguinte sequência de
reações nucleares:
I. 2 32
90Th 1 2 1H # X 1 7 1 0n
II. X # a 1 Y
III. Y # a 1 A
IV. A # a 1 B
a) Qual(is) dessas etapas é(são) de transmutação
nuclear?
b) Calcule os números atômico e de massa dos
nuclí deos A e B. Procure na tabela periódica os
nomes e símbolos verdadeiros de ambos.
c) A etapa IV tem uma meia-vida de 0,025 s. Quanto
tempo leva para que 87,5% de uma amostra de
A se transforme em B? (Por aí se percebe como
são complicados os estudos de elementos artificiais.)
d) B se transforma em 2 0 7 82Pb mediante a emissão
de partículas a e b. Represente a equação dessa
reação.
Capítulo 37 • Transmutação, fissão e fusão nucleares
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Exercícios adicionais
469

Seção 37.2
Fissão nuclear
❱❱ Objetivos
C CExplicar o que é fissão
nuclear e quais suas
aplicações.
C CInterpretar a equação
que representa uma
fissão.
❱❱ Termos e conceitos
• fissão nuclear
• reação em cadeia
• massa crítica
• bomba atômica
• quiloton
• reator nuclear
• lixo nuclear
1 O que é fissão nuclear?
Alguns anos antes da Segunda Guerra Mundial, vários grupos de
pesquisadores tentavam obter novos elementos químicos, com Z . 92,
bombardeando o urânio com nêutrons. Em janeiro de 1939, os alemães
Otto Hahn e Fritz Strassman anunciaram a presença de bário, lantânio e
criptônio numa amostra de urânio bombardeada com nêutrons. Nos meses
que se seguiram, esse processo passou a ser mais bem compreendido e
chamado de fissão nuclear.
Fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos grandes em
núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.
Ao bombardear núcleos de urânio-235 com nêutrons, eles podem ser
quebrados de várias maneiras, semelhante a uma bolinha de gude que se
quebra em partes de tamanhos diferentes:
1
0n 1 23 5
92U
14
56
90
3
2 Ba 1
5Br 1
13
50
13
53
1 Sn 1
7 I 1
A energia liberada na reação de fissão do urânio-235 é muito grande,
muito maior do que aquela envolvida em reações químicas como, por
exemplo, uma combustão.
Pelos dados da tabela 1 é possível calcular que 1 g de urânio-235
equivale, sob o ponto de vista energético, a cerca de trinta toneladas do
explosivo TNT!
91
3
6Kr 1 3 1 0n
14
57
10
42
97
3
3 La 1 3 1 0n
2 Mo 1 3 1 0n
9Y 1 2 1 0n
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Tabela 1
Energia liberada em alguns processos
Unidade K • Radioatividade
Processo
Energia (kJ/g)
Fissão nuclear do 2 3 5 92U 8 ? 10 7
Fusão nuclear* de 2 1H e 3 1H 3 ? 10 8
Explosão do TNT 2,8
Fontes: P. A. Tipler e R. A. Llewellyn. Modern Physics. 4. ed. Nova York, Freeman, 2003. p. 575;
W. L. Masterton e C. N. Hurley. Chemistry; principles & reactions. 4. ed. Belmont, Brooks/Cole,
2001. p. 562.
470
*
A fusão nuclear é apresentada mais à frente.

2 A reação em cadeia
Observe que, nas equações da fissão do urânio-235, um nêutron
foi utilizado, e dois ou três foram produzidos. Esses nêutrons,
caso encontrem outros núcleos de urânio-235, podem causar
outras fissões, produzindo muito mais nêutrons que, por sua
vez, irão atingir outros núcleos e provocar novas fissões. É uma
reação em cadeia, esquematizada na figura abaixo:
91
3
6Kr
142
5
6Ba
Nêutron
235
9
2U
91
3
6Kr
235
9
2U
91
3
6Kr
1
0n
235
9
2U
142
5
6Ba
142
5
6Ba
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Representação da reação em cadeia na fissão do U-235.
Fonte: K. C. Timberlake, Chemistry; An Introduction to General, Organic, and
Biochemistry. 10. ed. Upper Saddle River, Pearson Prentince Hall, 2009. p. 341.
Há apenas três isótopos fissionáveis: urânio-235, urânio-233 e plutônio-239. Eles são utilizados
como fonte de energia em usinas nucleares.
Na fissão nuclear do urânio-238, o mais abundante dos isótopos do urânio, um nêutron é utilizado,
mas somente um é produzido, o que não possibilita a sustentação de uma reação em cadeia.
3 A massa crítica
Se a massa da amostra submetida à fissão nuclear é pequena, os nêutrons emitidos podem não
atingir outro núcleo de urânio-235, urânio-233 ou plutônio-239, pois escapam para a vizinhança
sem colidir com outros núcleos fissionáveis. Sendo assim, a reação em cadeia não se estabelece.
Entretanto, se um grande número de núcleos fissionáveis estiverem presentes na amostra, muitos
nêutrons podem atingir outros núcleos fissionáveis, estabelecendo uma reação em cadeia.
A quantidade mínima de material fissionável necessária para assegurar que pouquíssimos
nêutrons escapem e garantir que uma reação em cadeia ocorra é conhecida como massa crítica.
Quantidades menores que essa são conhecidas como massa subcrítica.
Nêutron
A reação
não se
autossustenta
Massa
subcrítica
Nêutron
235
9
2U
Massa
igual ou
superior
à crítica
A reação
se autossustenta
91
3
6Kr
142
5
6Ba
Capítulo 37 • Transmutação, fissão e fusão nucleares
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Animação: Fissão nuclear e bomba atômica
471

4 A bomba atômica
Com o início da Segunda Guerra Mundial, os interesses sobre fissão nuclear aumentaram,
devido à possível aplicação bélica em decorrência da grande quantidade de energia que é
liberada. Assim, um grupo de cientistas liderados por J. Robert Oppenheimer, trabalhando no
laboratório de Los Álamos (Novo México, Estados Unidos), conseguiu construir a bomba de
fissão ou bomba atômica (bomba A), testada na manhã de 16 de julho de 1945, no deserto
do Novo México.
Alguns dias depois (6 de agosto de 1945), uma bomba atômica baseada na fissão do urânio-
-235, batizada de little boy, foi detonada sobre a cidade japonesa de Hiroxima.
Três dias depois, uma outra bomba atômica, dessa vez baseada na fissão do plutônio-239, batizada
de fat man, explodiria sobre Nagasáqui. Em 14 de agosto de 1945 os japoneses se renderam.
Foi devido a essa lamentável demonstração que o mundo tomou conhecimento da enorme
quantidade de energia que se encontra armazenada no núcleo dos átomos.
Um quiloton equivale ao poder destrutivo de mil toneladas de TNT.
A primeira bomba atômica, testada em 16 de julho de 1945, possuía 12 quilotons. Cada uma
das bombas detonadas no Japão correspondia a cerca de 20 quilotons. Aproximadamente 71 mil
pessoas foram mortas instantaneamente em Hiroxima. As mortes nos cinco anos subsequentes,
devidas à exposição à radiação, são estimadas em 200 mil. Quase 98% das construções de Hiroxima
foram destruídas ou seriamente danificadas. Em Nagasáqui, algo em torno de 74 mil pessoas
morreram na explosão, que arrasou 47% da cidade.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Réplicas da little boy (esquerda) e fat man, no laboratório Los Álamos, Estados Unidos.
Unidade K • Radioatividade
472
Ruínas de Hiroxima, devastada pela explosão da bomba atômica little boy. Relógio encontrado nas ruínas de
Hiroxima: registro do instante da tragédia.

5 O funcionamento da bomba atômica
Uma bomba atômica contém porções de urânio-235 ou plutônio-239 inferiores à massa crítica,
mas que, no conjunto, perfazem uma massa total superior a ela. No momento da explosão,
um Bomba detonador urânio feito de explosivo comum coloca essas massas em contato, superando a massa
crítica Explosivo
Tubo de e U-235 provocando a reação em cadeia.
convencional
(massa inferior
Bomba à crítica) de urânio
Explosivo
Tubo de U-235
convencional
(massa inferior
à crítica)
Tubo oco
Tubo oco
Cilindro de U-235
(massa inferior
à crítica)
Cilindro de U-235
(massa inferior
à crítica)
O explosivo convencional
detona, enviando o cilindro
de encontro ao tubo
O explosivo convencional
detona, enviando o cilindro
de encontro ao tubo
O cilindro encaixa no tubo
e a massa total passa a ser
superior à massa crítica…
O cilindro encaixa no tubo
e a massa total passa a ser
superior à massa crítica…
… produzindo uma
explosão nuclear
… produzindo uma
explosão nuclear
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Bomba de plutônio
Explosivo
convencional
Bomba de plutônio
Explosivo
convencional
Esfera de Pu-239 (massa
inferior à crítica por causa
do buraco no meio)
O explosivo convencional
detona, comprimindo a
esfera de Pu-239
A esfera “colapsa”
e a massa passa a ser
superior à massa crítica…
… produzindo uma
explosão nuclear
Esfera de Pu-239 (massa
O explosivo convencional A esfera “colapsa”
Fonte
inferior
das
à crítica
figuras:
por causa
C. H. Snyder, The
detona,
Extraordinary
comprimindo
Chemistry
a
of Ordinary
e a massa
Things.
passa a
4.
ser
ed. Nova York,
…
John
produzindo
Wiley, 2003.
uma
p. 74.
do buraco no meio)
esfera de Pu-239
superior à massa crítica… explosão nuclear
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Animação: Fusão nuclear
6 O reator nuclear
Antes mesmo de se construir a primeira bomba atômica, o italiano Enrico
Fermi e sua equipe já haviam construído, em 1942, na Universidade de Chicago,
o primeiro reator nuclear. Esse reator tinha a finalidade de executar em
laboratório a fissão nuclear para que se pudesse compreendê-la melhor, a
fim de aproveitá-la como fonte de energia.
A versão moderna do reator de Fermi são as usinas nucleares, ou termonucleares,
nas quais a fissão nuclear ocorre de modo controlado e a energia
liberada é aproveitada para a produção de energia elétrica.
Os principais componentes de um reator nuclear são:
• material físsil, que pode ser urânio-235 (natural), urânio-233 ou plutônio-239
(artificiais) – esse conjunto das barras de material físsil tem uma massa que
é igual ou superior à crítica;
• fluido trocador de calor;
• moderador (grafite ou água), que serve para diminuir a velocidade dos Enrico Fermi
nêutrons, o que torna a reação possível (nêutrons rápidos não são eficientes
para provocar a fissão);
Nobel de 1938.
(1901-1954), Prêmio
• barras de controle (cádmio ou boro), que absorvem nêutrons e servem para evitar que a
reação saia de controle, superaquecendo o reator.
Os operadores do reator podem cessar completamente a reação em cadeia impulsionando as barras
de controle para o interior do núcleo do reator, onde absorvem os nêutrons. Na operação normal,
a posição das barras é ajustada para que seja produzida a quantidade de calor desejada na fissão.
473

No chamado reator de água pressurizada, ou PWR (pressurized water reactor), como o da
usina Angra I (em Angra dos Reis, RJ), o calor liberado na fissão aquece a água (mantida a
alta pressão) que está em contato com o material físsil. Esta aquece outra porção de água
que entra em ebulição. O vapor produzido gira uma turbina, cujo eixo se liga a um gerador
elétrico, o qual, por sua vez, transforma a energia do movimento em energia elétrica. Nesse
tipo de reator, ilustrado a seguir, a água funciona como fluido trocador de calor e também
como moderador dos nêutrons. Já no chamado reator de água fervente, ou BWR (boiling water
reactor), vapor de água formado pelo aquecimento direto da água em contato com o material
físsil é usado para girar a turbina.
Barras
de controle
Mecanismo
de controle
Núcleo do
reator
Gerador
de vapor
Vapor-d'água
Água líquida
Turbina
girada pelo
vapor
Linhas de força
Gerador
elétrico
Barras de “combustível” nuclear
Água circulante a alta pressão
(esfria o núcleo do reator e transfere
esse calor para o gerador de vapor)
Vapor-d'água
Água condensada
Condensador
Água de rio, lago ou oceano,
utilizada para resfriar o vapor
Representação esquemática de um reator de água pressurizada. (Cores fantasiosas.)
Fonte: K. C. Timberlake, Chemistry; An Introduction to General, Organic, and Biochemistry.
10. ed. Upper Saddle River, Pearson Prentince Hall, 2009. p. 341.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
Um reator nuclear como o de Angra I (em Angra dos Reis-RJ) visa converter a energia nuclear em energia elétrica.
474
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Texto: O acidente de Chernobyl

7 O lixo nuclear
Nos produtos da fissão do urânio-235 já foram identificados mais de duzentos isótopos pertencentes
a 35 elementos diferentes. Muitos deles emitem a, b e g, representando um risco
à população e necessitando, portanto, ser armazenados em recipientes de chumbo e/ou
de concreto e guardados em locais seguros por tempo suficiente para que a radiação caia a
níveis não prejudiciais.
Dentre os muitos nuclídeos presentes no lixo nuclear, podemos destacar três bastante
perigosos para o ser humano, estrôncio-90, iodo-131 e césio-137, cujas características estão
reunidas na tabela 2.
90
3
5Br 1
14
57
3 La 1 3 1 0n
23
92
5 U 1 1 0n
13
50
1 Sn 1
10
42
2 Mo 1 3 1 0n
13
53
7 I 1
97
3
9Y 1 2 1 0n
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
5Br # b 90
36Kr # b 90
37Rb # b 90
38Sr # b 90
39Y # b 90
40Zr
90
3
1 Sn # b 13
1 Sb # b 13
1 Te # b 13
1 I # b 13
1 Xe
13
50
Tabela 2
51
13
53
52
53
54
7 I # b 13
7 Xe # b 13
7 Cs # b 13
7 Ba
54
55
56
Radionuclídeos presentes no lixo nuclear
e que causam perigoso impacto ambiental
Alguns radionuclídeos presentes no lixo nuclear
Uma técnica para o
armazenamento de produtos
altamente radioativos da
fissão nuclear consiste
em misturá-los ao vidro
derretido. Após endurecer,
o material é levado ao
depósito final. Na foto,
mistura derretida é
despejada em forma de aço.
Nuclídeo t 1/2 Local de concentração Tempo de permanência no organismo
90
3
8Sr 28,1 anos Ossos Anos
13
53
13
55
1 I 8 dias Tireoide Meses
7 Cs* 30,7 anos Todos os tecidos Meses
Apesar de perigoso quando exposto ao meio ambiente, o césio-137 é extraído do lixo nuclear para ser usado
* em radioterapia médica.
Meia-vida: A herança letal do lixo nuclear americano
[...]
Até meados da década de 60, no auge da Guerra Fria, os Estados Unidos haviam armazenado
cerca de 32 mil bombas nucleares, responsáveis pelo surgimento de montanhas de
lixo radioativo, um subproduto da fabricação de plutônio para esses letais armamentos. Para
obter 1 quilograma de plutônio era preciso processar cerca de mil toneladas de minério de
urânio. Produzido a partir do urânio bombardeado com nêutrons em um reator nuclear, o
plutônio era em seguida separado do urânio em infernais banhos de ácido e solvente cujo
destino final não fora decidido.
Capítulo 37 • Transmutação, fissão e fusão nucleares
475

Unidade K • Radioatividade
Agora uma limpeza longamente adiada está sendo realizada nas 114 instalações nucleares
americanas, que ocupam uma área de 8,5 mil quilômetros quadrados. Muitas das instalações
menores já foram limpas, mas os problemas maiores ainda não foram resolvidos. O que será
feito das 47 mil toneladas de combustível, ainda radioativo, usado em reatores nucleares comerciais
e militares? Dos 344 milhões de litros de resíduos líquidos resultantes do processamento
de plutônio? De mais de meio milhão de toneladas de urânio empobrecido? De milhões de
metros cúbicos de equipamentos, pedaços de metal, roupas, solventes e outros dejetos contaminados?
E de cerca de 245 milhões de toneladas da escória do processamento de minério de
urânio — metade das quais estabilizada — empesteando o meio ambiente? Para transportar
essa escória em vagões ferroviários de carga, e os resíduos líquidos em vagões-tanques, seria
preciso um inimaginável trem com 5,3 mil quilômetros de comprimento.
Daqui a uma década é bem provável que trens e caminhões comecem de fato a levar
resíduos para a montanha Yucca, no estado de Nevada, o polêmico local que as autoridades
escolheram para guardar para sempre todo esse material. Não basta apenas armazená-los,
contudo. Também é preciso tratar e descontaminar terrenos e lençóis freáticos radioativos;
desativar reatores nucleares; demolir instalações; exumar, selecionar e voltar a enterrar resíduos
que não foram armazenados adequadamente. O custo de tudo isso será assombroso
— algo em torno de 400 bilhões de dólares ao longo de 75 anos.
[...]
ExErcícIos EssENcIAIs
ExErCíCio rESoLvido
8 (Uerj) O reator atômico instalado no município de
Angra dos Reis é do tipo PwR — Reator de Água
Pressurizada. O seu princípio básico consiste em
obter energia através do fenômeno “fissão nuclear”,
em que ocorre a ruptura de núcleos pesados em
outros mais leves, liberando grande quantidade
de energia. Esse fenômeno pode ser representado
pela seguinte equação nuclear:
1
0n 1 2 3 5 14
92U #
4 55Cs 1 T 1 2 1 0n 1 energia
Os números atômico e de massa do elemento
T estão respectivamente indicados na seguinte
alternativa:
a) 27 e 91. b) 37 e 90. c) 39 e 92. d) 43 e 93.
Resolução
1
0n 1 2 3 5 14
92U #
4 55Cs 1 A ZT 1 2 1 0n
• balanço de números de massa:
1 1 235 5 144 1 A 1 2 V A 5 90
• balanço das cargas nucleares:
0 1 92 5 55 1 Z 1 0 V Z 5 37
Alternativa b.
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Exercícios adicionais
Fonte: M. E. Long, National Geographic Brasil, jul. 2002. p. 30-59.
9 Considere a equação:
23
92
5 U 1 n #
14
55
4 Cs 1 (?) 1 2 n
a) Que tipo de reação nuclear ela representa?
b) Identifique o símbolo que está faltando.
10 Como consequência da construção dos primeiros
reatores nucleares, puderam ser isolados dois elementos
cisurânicos não encontrados antes na natureza,
representados aqui por A e B. Eles se formam
no decaimento dos radionuclídeos molibdênio-99 e
neodímio-147 presentes no lixo nuclear. Determine
os números atômicos e de massa e também, consultando
a tabela periódica, os nomes de A e B.
99
0
42Mo # 21b 1 A
14
7 60Nd # 20
1b 1 B
11 Dois dos elementos transurânicos também tiveram
sua descoberta graças à fissão nuclear. Foram detectados
no lixo restante de um teste nuclear feito
no Oceano Pacífico em 1952. Uma das explicações
para a formação desses elementos encontra-se nas
duas transmutações que teriam ocorrido durante
a explosão:
23
8 92U 1 14 7N # X 1 5 n
23
8 92U 1 16 8O # Y 1 5 n
Represente o símbolo completo de X e Y.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
476

Seção 37.3
Fusão nuclear
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
❱❱ Objetivos
C CExplicar o que é fusão
nuclear e onde ocorre
naturalmente.
C CInterpretar a equação
que representa uma
fusão.
❱❱ Termos e conceitos
• fusão nuclear
• bomba de hidrogênio
• megaton
Deutério
Trítio
Representação esquemática do
processo de fusão nuclear assim
equacionado:
2
1H 1 3 1H #
4
2He 1 0n 1 1 energia
(Cores e formas fantasiosas.)
Hélio4
Um megaton equivale
em poder destrutivo a
um milhão de toneladas
de TNT.
Nêutron
Muitas pessoas dizem que o Sol é uma bola de fogo. O que estará queimando
lá, então? Na verdade nada está queimando. No Sol, bem como em outras
estrelas, está ocorrendo um processo denominado “fusão nuclear”.
Fusão nuclear é a junção de núcleos pequenos, formando núcleos
maiores e liberando uma quantidade muito grande de energia.
Para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito elevada,
pelo menos da ordem de 10 milhões de graus Celsius. O Sol é uma imensa
bola de hidrogênio onde a temperatura é suficiente para que ocorra a fusão
dos átomos de hidrogênio, formando átomos mais pesados e liberando a
energia que chega até nós na forma de luz e calor. Uma das reações que
acontecem no Sol é:
2
1H 1 3 4
1H # 2He 1 0n 1 1 energia
A energia liberada na reação de fusão é bem maior do que na fissão nuclear
(veja a tabela 1, na página 470). Aproveitar a energia da fusão nu clear em usinas
seria extremamente vantajoso, pois o hidrogênio pode ser obtido a partir
da água do mar a baixo custo, o rendimento energético da fusão é alto e o
lixo resultante é bem menos perigoso que o lixo da fissão, contendo apenas
um nuclídeo radioativo, o trítio, 3 1H. No entanto, ainda não foi desenvolvida
tecnologia para o aproveitamento controlado da energia liberada na fusão.
Fusão nuclear é a reação que ocorre quando uma bomba de hidrogênio
(bomba H) explode. No entanto, para que a fusão ocorra, é necessária
uma altíssima temperatura, que é conseguida através da explosão de uma
bomba atômica, que funciona como detonador da bomba H.
Estima-se que mais de duzentas explosões nucleares já aconteceram
por todo o planeta, como parte dos chamados testes nucleares. O lixo atômico
produzido num desses eventos é espalhado pelo vento, pela água e
pelos seres vivos (através das cadeias alimentares). A arma mais potente
já detonada tinha 58 megatons e foi testada pela ex-União Soviética em
30 de outubro de 1981.
A poeira e as cinzas lançadas na atmosfera sob a forma de “cogumelo
atômico” podem subir além da camada das nuvens e, dessa maneira,
permanecer meses em suspensão antes de descer sob a ação da atração
gravitacional. Essas partículas obstruem a passagem dos raios solares.
Capítulo 37 • Transmutação, fissão e fusão nucleares
Fusão nuclear ocorre no Sol e nas demais estrelas.
O “cogumelo atômico” visto na explosão da primeira bomba de
hidrogênio, testada em 31 de outubro de 1952, no Atol Eniwetok,
Oceano Pacífico.
477

Regiões de temperatura no Sol
Proeminências solares
Núcleo
(15.600.000 °C)
Zona radioativa
(8.000.000 °C)
Manchas solares
(3.500 °C)
Zona de convecção
(1.500.000 °C)
Fotosfera
(6.000 °C)
Coroa
(1.000.000 °C)
Cromosfera
(20.000 °C) Fonte: N. E. Spaulding e S.
N. Namowitz, Earth Science.
Evanston (Illinois), McDougal
Littell, 2003. p. 573.
Unidade K • Radioatividade
exercícios essenciais
12 Qual a diferença entre fissão nuclear e fusão
nuclear?
13 Qual dos dois processos — fissão ou fusão — ocorre
naturalmente? Em que lugar do universo?
14 Qual dos dois processos — fissão ou fusão nuclear
— é aproveitado pelo homem para a geração de
energia elétrica em usinas apropriadas?
15 As duas bombas usadas contra cidades japonesas
na Segunda Guerra Mundial eram de fissão ou de
fusão nuclear?
16 (Uece) Associe as reações nucleares cujas equações
encontram-se listadas na 1 a coluna — Reações
nucleares (de I a IV) — com os nomes dos fenômenos
listados na 2 a coluna — Nome do fenômeno
(de a a d).
1 a coluna — Reações nucleares
I. 4 1 4
1H # 2He 1 2 0 11 b 1 0 0g
II. 2 3 5 92U 1 1 14
0n #
0 56Ba 1 9 34
6Kr 1 2 1 0n
III. 2 7
13A, 1 4 30
2a # 15P 1 1 0n
IV. 2 3 2 22
90Th #
8 88Ra 1 4 2a
2 a coluna — Nome do fenômeno
a) transmutação artificial.
b) desintegração radiativa espontânea.
c) fusão nuclear.
d) fissão nuclear.
Assinale a opção em que todas as correspondências
estejam corretas.
a) Ic - IId - IIIa - IVb. c) Ib - IIa - IIId - IVc.
b) Ia - IIc - IIIb - IVd. d) Id - IIb - IIIc - IVa.
17 (UFMA) A bomba de hidrogênio funciona de acordo
com a seguinte reação nuclear:
2
1H 1 3 4
1H # 2He 1 1 0n 1 energia
Portanto podemos afirmar:
a) é reação de “fusão”.
b) é reação de “fissão”.
c) é reação onde ocorre apenas emissão de partículas
alfa (a).
d) é reação onde ocorre apenas emissão de partículas
beta (b).
e) é reação onde ocorre apenas emissão de raios
gama (g).
18 Considere a seguinte tabela:
Processo
Energia
liberada (kJ)
Fusão nuclear de 1 g de 2 1H/ 3 1H 3 ? 10 8
Fissão nuclear de 1 g de 2 3 5 92U 8 ? 10 7
Combustão de 1 g de gás hidrogênio 143
Combustão de 1 g de etanol líquido 30
a) Que massa de gás hidrogênio precisa ser queimada
para liberar a mesma energia que a fissão
de 1 g de 2 3 5 92U?
b) Que massa de gás hidrogênio precisa ser queimada
para liberar a mesma energia que a fusão
de 1 g de 2 1H/ 3 1H?
c) Repita os cálculos dos itens anteriores para o
etanol (álcool comum) líquido em vez de gás
hidrogênio.
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478
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Exercícios adicionais

EstAbElEçA coNExõEs
mApA coNcEItUAl DA UNIDADE K
Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como
podem ser completados os locais em que aparecem os números.
Nuclídeo
caracterizado por
pode ser
1
Número
de massa (A)
Instável
chamado
Radionuclídeo
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Aplicações
pacíficas
Aplicações
bélicas
2
o
símbolo
é
têm
3
Decaimento
radioativo
o
símbolo
é
pode
ser
participa
de
Reações
nucleares
por
exemplo
4
o
símbolo
é
tem
Meia-vida
(período de semidesintegração)
Captura
eletrônica
Emissão
de pósitron
o
símbolo
é
4 4
ou He
2
2
0 0
ou e
1
1
0
0
0
1 ou
0
e 1
é
tem
Onda
eletromagnética
Alto poder de
penetração
Transmutação
nuclear
permite
obter
Elementos
artificiais
ocorre
na
Bomba
atômica
Fissão
nuclear
ocorre
nas
5
ocorre
na
Bomba de
hidrogênio
Fusão
nuclear
ocorre
nas
6
Capítulo 21 • Ácidos e bases
479

rEvIsE, rElAcIoNE E rEsolvA
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Unifesp) Quando se fala em isótopos radioativos, geralmente a opinião pública os
associa a elementos perigosos, liberados por reatores nucleares. No entanto, existem
isótopos de elementos naturais que estão presentes no nosso dia a dia. O gráfico
mostra a cinética de desintegração do rádio-226, que pode estar presente em materiais
de construção, em geral em concentrações muito baixas para que se possa
comprovar qualquer relação com danos à saúde. As coordenadas de um ponto do
gráfico são indicadas na figura.
1
massa (g)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
1000
2000 3000 4000
tempo (anos)
Sugestão de encaminhamento
Recorde o que é um decaimento radioativo,
especialmente os casos de emissão alfa, beta e gama.
Revise também o que são transmutação, fissão e fusão
nucleares e perceba em que esses processos diferem
dos decaimentos radioativos.
(4800; 100)
5000
___
Dados: m 5 m 0 ? 2 2t
c , onde
m: massa no tempo t;
m 0 : massa no tempo 0;
c: tempo de meia-vida.
A meia-vida desse isótopo, em anos, é igual a:
a) 1400. c) 1600. e) 1800.
b) 1500. d) 1700.
4
6000
Agora analise o gráfico. Qual a massa inicial (m 0 )?
Qual a massa (m) no ponto cujas coordenadas foram
destacadas? Qual o tempo transcorrido (t) até esse
ponto? Substitua esses três valores na fórmula dada e
determine c. Em que unidade sai esse resultado?
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unidade K • Radioatividade
2
Recapitule o conceito de meia-vida aplicado ao
decaimento radioativo de um nuclídeo.
3
Analise a fórmula matemática apresentada. Substitua
t 5 c, t 5 2c e t 5 3c e analise os resultados. Eles estão de
acordo com o que você aprendeu sobre meia-vida?
5
Repita o cálculo de outro modo, sem usar a fórmula
dada. Comece com m 0 e divida por 2 quantas vezes
forem necessárias até chegar a m. Quantas vezes
você dividiu, isto é, quantas meias-vidas se passaram?
Sabendo que esse número de meias-vidas corresponde
ao tempo total transcorrido até chegar ao ponto
destacado, qual o valor da meia-vida? O resultado
é o mesmo que o obtido anteriormente? Escolha a
alternativa correta.
480
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Atividade de revisão

Moderna plus
Unidade K
Estabeleça Conexões
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
RESPOSTAs DO ESTABELEÇA CONEXÕES
1 – Número atômico (Z)
2 – Emissão (decaimento) alfa
3 – Emissão (decaimento) beta
4 – Emissão (decaimento) gama
5 – Usinas termonucleares
6 – Estrelas
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Moderna plus
Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Estabilidade nuclear e modos
de decaimento
Modos de decaimento para nuclídeos instáveis
Núcleo inicial Decaimento Ocorre geralmente porque Núcleo final
Emissão alfa (a) Exemplo: 2 2 6 88Ra (
22
86
2 Rn 1 4 2a
A
Z
A partícula alfa corresponde
a 2 prótons e 2 nêutrons
O núcleo inicial é muito
grande; o decaimento alfa
é comum quando Z . 83 A 4
Z 2
Emissão beta
( ou 2 )
Exemplo: 14 6C (
1 4 7N 1 0 21
A
Z
Nêutron Elétron
Próton
Um nêutron se transforma em
um elétron (partícula beta) e um
próton (e um antineutrino, não
esquematizado aqui)
O núcleo inicial apresenta muitos
nêutrons em relação a prótons
A
Z 1 1
Emissão gama
()
Exemplo: 9 9 m 99
43
Tc ( 43Tc 1 0 0
(m indica metaestável)
A
Z
O excesso de energia do núcleo
sai dele por emissão de onda
eletromagnética (radiação gama)
O núcleo inicial apresenta alto conteúdo
de energia, mas uma relação adequada
nêutrons/prótons
A
Z
Captura eletrônica Exemplo: 4 0
1 9K 1 0 21 e (
40
1
8Ar
A
Z
Elétron Próton
Nêutron
Um elétron, capturado da eletrosfera, e
um próton se
transformam em um nêutron
O núcleo inicial apresenta
muitos prótons em
relação a nêutrons
A
Z 1
Emissão de
pósitron ( )
Exemplo: 9 5
9
43Tc ( 5 42Mo 1 0 11 e
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A
Z
Próton Pósitron Nêutron
Um próton se transforma em um nêutron
e um pósitron, partícula de mesma massa
que um elétron, mas de carga positiva
( 0 11 ou 0 11 e). O pósitron emitido, ao encontrar
um elétron, reage com ele. Ambos se
aniquilam, originando radiação gama:
0 e 1 0 21 e ( 2
11
O núcleo inicial apresenta
muitos prótons em
relação a nêutrons
Fonte: Tabela elaborada a partir de A. Beiser. Concepts of Modern Physics. 6. ed. Nova York: McGraw-Hill, 2003. p. 421; D. D. Ebbing e S. D.
Gammon, General Chemistry. 8. ed. Nova York: Houghton Mifflin, 2005. p. 859-861.
A
Z 1

Moderna plus
Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Você entendeu a leitura?
1 (Unifesp) O flúor-18 é um radioisótopo produzido
num acelerador cíclotron. Associado
à deoxiglucose, esse radioisótopo revela, pela
emissão de pósitrons, as áreas do organismo
com metabolismo intenso de glicose, como o
cérebro, o coração e os tumores ainda em estágio
muito inicial. Quando um átomo de flúor-18
emite um pósitron, o átomo resultante será um
isótopo do elemento químico.
a) cloro. d) oxigênio.
b) flúor. e) nitrogênio.
c) neônio.
Sabendo que no núcleo não há pósitrons, e que
a emissão de pósitron pode ser considerada
como o resultado da conversão de um próton a
nêutron ( 1 1H # 1 0n 1 0 1e), o número de massa y do
argônio deve ser
a) 41 b) 40 c) 39 d) 22 e) 21
4 (UFS-SE) Considere o gráfico da variação da
massa de 4 0
19K em função do tempo.
Massa (µg)
m
2 (Unifor-CE) Atualmente, a Tomografia por Emissão
de Pósitrons (PET) é muito utilizada em
diagnóstico médico. A PET opera pela emissão
de pósitrons por certos núcleos instáveis (tais
como 11 C, 15 O, 18 F) que, por colisões com elétrons,
produzem raios gama.
próton (p 1 ) (
# nêutron (n 0 ) 1 pósitron ( 0 e 1 )
pósitron ( 0 e 1 ) 1 elétron ( 0 e 2 ) (
# 2 (raio gama)
Sendo assim, quando o núcleo do átomo de
flúor, 18 9F, sofre essa transformação emitindo um
pósitron, forma-se um átomo do elemento com
número atômico
a) 19 c) 10 e) 8
b) 17 d) 9
m/2
m/4
m/8
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000
Tempo (milhões de anos)
A idade de uma rocha, em anos, que apresenta
hoje 100 μg de 4 0
19K e 500 μg de y 18 Ar é aproximadamente
de:
Dado: 1 μg 5 1 ? 10 26 g
a) 3,0 ? 10 8 c) 2,6 ? 10 9 e) 5,8 ? 10 9
b) 7,8 ? 10 8 d) 3,3 ? 10 9
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(UFS-SE) Instruções: Para responder às questões
de números 3 e 4 considere as informações
que seguem.
O isótopo radioativo potássio-40 é útil para a
determinação da idade de rochas, pois é bem
distribuído nas rochas e tem meia-vida de
1.300 milhões de anos. O potássio-40 decai a
argônio. A idade de uma rocha pode ser conhecida
determinando-se as quantidades de
argônio e de potássio presentes em uma amostra
de rocha. A quantidade de argônio informa
quanto de potássio decaiu; a quantidade total
de argônio e potássio informa, então, quanto
de potássio estava presente quando a rocha
se formou.
3 (UFS-SE) Uma equação que representa o decaimento
do potássio é
40
19K # y 18Ar 1 0 1e
onde 0 1e é um pósitron (mesma massa do elétron,
mas carga positiva).
5 (UFG-GO) Em um dos métodos empregados
na data ção de amostras de rochas trazidas
da Lua pelo voo da Apolo 11, usou-se a
razão potássio-40/argônio-40, baseada no
decaimento com emissão de pósitron, do
40 K (t 1/2 5 1,3 ? 10 9 anos). Uma das amostras examinadas
deu uma razão molar ____ ​ 40 K
​de ​1__ ​. Qual é
40 Ar 7
a idade da amostra lunar?
a) 1,3 ? 10 9 anos d) 3,9 ? 10 9 anos
b) 0,65 ? 10 9 anos e) 5,2 ? 10 9 anos
c) 2,6 ? 10 9 anos
6 (ITA-SP) Considere as seguintes equações relativas
a processos nucleares:
I. 8 3Li # 4 2He 1 4 2He 1 x
II. 7 4Be 1 y # 7 3Li
III. 8 5B # 8 4Be 1 z
IV. 3 1H # 3 2He 1 w
Ao completar as equações dadas, as partículas
x, y, z e w são, respectivamente:
a) pósitron, alfa, elétron e elétron.
b) elétron, alfa, elétron e pósitron.
c) alfa, elétron, elétron e pósitron.
d) elétron, elétron, pósitron e elétron.
e) elétron, elétron, pósitron e nêutron.

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Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
7 (UFSCar-SP) Pacientes que sofrem de câncer de próstata podem ser
tratados com cápsulas radioativas de iodo-125 implantadas por meio
de agulhas especiais. O I-125 irradia localmente o tecido. Este nuclídeo
decai por captura eletrônica, ou seja, o núcleo atômico combina-se
com um elétron capturado da eletrosfera. O núcleo resultante é do
nuclídeo
a) Te-124. c) Xe-124. e) I-124.
b) Te-125. d) Xe-125.
8 (Vunesp) A Tomografia PET permite obter imagens do corpo humano
com maiores detalhes, e menor exposição à radiação, do que as
técnicas tomográficas atualmente em uso.
A técnica PET utiliza compostos marcados com 11 6C.
Este isótopo emite um pósitron, 0 11 b, formando um novo núcleo, em
um processo com tempo de meia-vida de 20,4 minutos. O pósitron
emitido captura rapidamente um elétron, 0 21 b, e se aniquila, emitindo
energia na forma de radiação gama.
a) Escreva a equação nuclear balanceada que representa a reação
que leva à emissão do pósitron. O núcleo formado no processo é
do elemento B (Z 5 5), C (Z 5 6), N (Z 5 7) ou O (Z 5 8)?
b) Determine por quanto tempo uma amostra de 11 6C pode ser usada
até que sua atividade radioativa se reduza a 25% de seu valor
inicial.
9 (UFG-GO) O quadro abaixo contém informações sobre radioisótopo
e suas aplicações.
Radioisótopo
Equação de
decaimento
Meia-vida
Aplicação
flúor-18
18
9F # 18 8O 1 2g
110 min
tomografia por emissão
de pósitrons
cobalto-60
60
2
7Co # 6 0
27Co 1 g
5,26 anos
esterilização de
alimentos
Interpretando as informações do quadro, pode-se afirmar:
I. O consumo de alimentos contaminados com radiação g oferece
riscos à saúde, pois o cobalto-60 apresenta meia-vida longa.
II. O flúor-18 é utilizado na tomografia de emissão de pósitrons
porque sua permanência no organismo é breve.
III. O cobalto-60, por ser emissor de radiação g, é utilizado em tomografia
por emissão de pósitrons.
São corretas as afirmações:
a) I, apenas. c) III, apenas. e) II e III.
b) II, apenas. d) I e II.
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Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O acidente do césio-137*
Era 13 de setembro de 1987. Um aparelho de radioterapia contendo césio-
-137 encontrava-se abandonado no prédio do Instituto Goiano de Radioterapia,
desativado havia cerca de 2 anos. Dois homens, à procura de sucata,
invadiram o local e encontraram o apare lho, que foi levado e vendido ao
dono de um ferro-velho.
Durante a desmontagem do aparelho, foram expostos ao ambiente 19,26 g
de cloreto de césio-137 ( 137 CsC,), pó branco semelhante ao sal de cozinha, que,
no entanto, brilha no escuro com uma coloração azulada.
Reprodução
chico ferreira/angular
Autorradiografia de uma folha de mangueira próxima
ao local de abertura da cápsula. A imagem foi obtida no
escuro. O césio-137 presente na folha emitiu a radia ção
que impressionou o filme.
A cápsula de césio-137 envolvida no acidente de Goiânia,
selada em um barril cheio de concreto, é mantida em
isolamento (outubro de 1987). Posteriormente, foi levada
para o depósito de lixo ra dioativo em Abadia de Goiás.
Encantado com o brilho do pó, o dono do ferro-velho passou a mostrá-lo
e até distribuí-lo a amigos e parentes.
Os primeiros sintomas da contaminação (tonturas, náuseas, vômitos e
diarreia) apareceram algumas horas depois do contato com o pó, levando
as pessoas a procurar farmácias e hospitais, sendo medicadas como portadoras
de alguma doença contagiosa. Os sintomas só foram caracterizados
como contaminação radioativa em 29 de setembro, depois que a esposa
do dono do ferro-velho levou parte do aparelho desmontado até a sede da
Vigilância Sanitária.
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Na época, quatro pessoas morreram. Segundo a Comissão Nacional de
Energia Nuclear (CNEN), além delas, de 112.800 pessoas que foram monitoradas,
129 apresentaram contaminação corporal interna e externa. Destas, 49
foram internadas e 21 exigiram tratamento médico intensivo.
A propagação do césio-137 para as vizinhanças da casa onde o aparelho
foi desmontado se deu por diversas formas. Merece destaque o fato de o
CsC, ser higroscópico, isto é, absorver água da atmosfera. Isso faz com que
ele fique úmido e, assim, passe a aderir com facilidade na pele, nas roupas
e nos calçados. Levar mãos ou alimentos contaminados à boca resulta em
contaminação interna do organismo.
* O 137 Cs é b-emissor e se transforma em 137 Ba, g-emissor.

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Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Contêiner contendo lixo ra dioativo do
acidente che ga à Abadia de Goiás, onde
viria a ser o depó sito desses resíduos.
salomon cytrynowicz/olhar imagem
Os trabalhos de descontaminação dos locais afetados produziram 13,4 t de
lixo contaminado com césio-137: roupas, utensílios, plantas, restos de solo e
materiais de construção. O lixo do maior acidente radiológico do mundo está
armazenado em cerca de 1.200 caixas, 2.900 tambores e catorze contêineres
em um depósito construído na cidade de Abadia de Goiás, vizinha a Goiânia,
onde deverá ficar, pelo menos, 180 anos.
A tragédia de Goiânia deu ori gem a um processo judicial de 14 volumes,
envolvendo os donos do Instituto Goiano de Radio terapia, que chegou ao
final em março de 1996. Considerados culpados por homicídio culpo so, três
médicos e um físico hospitalar foram condenados a 3 anos e 2 meses de pena
em regime aberto (isto é, trabalhando normalmente de dia e pernoitando em
albergue). Outro médico, antigo proprietário do instituto, foi condena do a
1 ano e 2 meses em liberdade condicional.
salomon cytrynowicz/pulsar
joão ramid/abril imagens
Animais sacrificados sendo colocados
em barris, após o acidente com o césio-137.
Técnico medindo o nível de radiação em
moradora.
Você entendeu a leitura?
1 (UFG-GO) Uma fonte radioativa, como o césio-137, que resultou
num acidente em Goiânia, em 1987, é prejudicial à saúde humana
porque
a) a intensidade da energia emitida não depende da distância do
organismo à fonte.
b) a energia eletromagnética liberada pela fonte radioativa interage
com as células, rompendo ligações químicas.
c) o sal solúvel desse elemento apresenta alta pressão de vapor,
causando danos ao organismo.
d) a energia liberada violentamente sobre o organismo decorre do
tempo de meia-vida, que é de alguns segundos.
e) a radiação eletromagnética liberada permanece no organismo por
um período de meia-vida completo.
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(UEG-GO) O texto a seguir refere-se às questões 2 e 3.
20 anos do acidente radioativo de Goiânia
Em 13 de setembro de 1987, uma cápsula de césio-137, deixada numa
sala do antigo Instituto Goiano de Radioterapia (IGR) – desativado há
dois anos – foi removida, violada e vendida como ferro-velho
por dois trabalhadores. Atraídos pela intensa luminescência azul do
sal de césio-137 contido na cápsula, adultos e crianças o manipularam
e distribuíram-no entre parentes e amigos. O saldo dessa experiência
foi a morte de 4 pessoas, e a contaminação, em maior ou menor grau,
de mais de 200 pessoas. Um complexo encadeamento desses fatos
resultou na contaminação de três depósitos de ferro-velho, diversas
residências e locais públicos.

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Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
As pessoas contaminadas, que procuraram farmácias e hospitais,
foram inicialmente medicadas como vítimas de alguma doença
infectocontagiosa.
O popular, Goiânia, 31 ago. 2007, p. 3 [adaptado].
2 (UEG-GO)
137
5
5Cs # 21b 0 137
1 56Ba
137
137
56Ba # 56Ba 1 g
Tendo em vista que a desintegração do 137 Cs pode ser representada
pela equação acima, é CORRETO afirmar:
a) O césio-137 sofre decaimento radioativo emitindo as partículas
beta e gama, mantendo seu número de prótons constante.
b) A radiação gama não é afetada por um campo elétrico e tem a
mesma natureza da luz, mas com uma frequencia muito mais
alta (maior que 10 20 Hz), o que remete a um comprimento de onda
muito curto e consequentemente de alto poder de penetração.
c) O césio-137, por ser radioativo, apresenta propriedades químicas
totalmente diferentes quando comparado aos elementos químicos
da família dos metais alcalinos.
d) Considerando que o período de meia-vida do césio-137 seja de
30 anos, o tempo necessário para que 40 gramas de césio decaiam
para 1,25 gramas é de 150 anos. Nesse processo, o número total
de partículas alfa emitidas é inferior a 2,0 3 10 23 .
3 (UEG-GO) A desintegração do 137 Cs ocorre quando a partícula 21 0 b (elétron)
é emitida no núcleo do átomo, enquanto na desintegração do
137 Ba excitado ocorre com emissão de radiação gama (R-g), podendo
ser representadas pelas equações abaixo:
137
5
5Cs # 21b 0 137
1 56Ba
137
137
56Ba # 56Ba 1 g
Com base no texto 20 anos do acidente radioativo de Goiânia
e nas informações acima, é CORRETO afirmar:
a) Por causa da maior massa atômica do bário, a força que ele exerce
sobre a partícula 0 21 b é maior que a força que a partícula 0 21 b
exerce sobre ele.
b) Segundo o modelo atômico de Rutherford-Bohr, o decaimento
0
21b ocorre quando um elétron muda para um orbital de menor
energia.
c) A luminescência azul emitida pelo sal de césio-137, por ser a
própria radiação gama, foi uma das responsáveis pelos danos
biológicos causados.
d) No decaimento 0 21 b há uma redução do número de nêutrons no
núcleo.
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Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão nucleares
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
O acidente de Chernobyl
Na manhã de 26 de abril de 1986, como resultado de uma série de falhas de
engenharia e controle, ocorreu um superaquecimento do reator número 4 da
usina nuclear de Chernobyl, próximo à cidade de Kiev, na Ucrânia (ex-URSS).
O superaquecimento provocou uma explosão que deslocou a tampa do reator,
de duas mil toneladas, lançando na atmosfera uma nuvem contendo isótopos
radioativos. Tal nuvem subiu até cerca de 5 km de altitude e se alastrou por
vários países da Europa, sendo detectada a muitos quilômetros de distância.
Esse foi o mais grave acidente nuclear da história.
Muitos dos operários e bombeiros que tentaram apagar o incêndio nas
instalações morreram pouco depois, por terem sido expostos à radiação.
O fogo só foi controlado quando helicópteros jogaram cinco mil toneladas de
areia no topo do reator. Controlado o perigo mais imediato, veículos-robôs
foram usados na tentativa de limpar a usina e eliminar os resíduos radioativos.
Esses robôs apresentaram falhas de funcionamento, provavelmente devido
aos altos níveis de radiação no local. Finalmente, homens foram enviados para
fazer tal limpeza (muitos deles também morreram). Mais de 115 mil pessoas
foram retiradas das regiões vizinhas.
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ria novosti/spl-latinstock
sergei_supinsky epa/corbis/latinstock
Vista aérea da usina de Chernobyl após o acidente, 1986.
Imenso túmulo, feito com 300 mil toneladas de concreto,
visando isolar os resíduos que ainda permanecerão sofrendo
decaimento radioativo por décadas.

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Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão nucleares
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
lawrence liveRmore
laboratory/spl-latinstock
Radiação
Finlândia
Pesada
Noruega
Suécia
Média
Estônia
Rússia
Letônia
Dinamarca Mar
Báltico Lituânia
Irlanda
Kaliningrado
Grã-Bretanha
Belarus
OCEANO
Holanda
ATLÂNTICO
Polônia
Alemanha
Bélgica
Chernobyl
N
Rep. Tcheca
Luxemburgo
Ucrânia
Eslováquia
O L
Moldova
França
Áustria
Suíça
Hungria
S
Eslovênia Romênia
Croácia
Itália
Bósnia- Iugoslávia
Portugal
-Herzegóvina
Espanha
Albânia
0
440 km
MAR MEDITERRÂNEO
Grécia
Áreas afetadas pela radiação espalhada no acidente de
Chernobyl. Por vários meses foi possível medir índices
de radioatividade acima do normal no leite e em produtos
laticínios provenientes dessas regiões.
Fonte do mapa: P. H. Raven e L. R. Berg. Environment. 4. ed.
Hoboken: Wiley, 2004. p. 244.
Turquia
ria novosti/spl-latinstock
Ucrânia e Belarus (antiga Bielorrúsia) enfrentam
problemas a longo prazo. Muitos dos seus habitantes
não podem beber água do local ou ingerir vegetais, carne
e leite ali produzidos. Cerca de 20% do solo agricultável
e 15% das florestas de Belarus não poderão ser ocupados
por mais de um século devido aos altos índices de
radioatividade.
Especialistas estimam que oito mil ucranianos já
morreram em consequência da tragédia. Há previsões
de que até 17 mil pessoas poderão morrer de câncer
nos próximos setenta anos devido à radiação espalhada
no acidente.
Simulação por computador das áreas do hemisfério Norte
afetadas pela radiação do acidente de Chernobyl (indicadas em
rosa e vermelho), dez dias após sua ocorrência. (Globo terrestre
ilustrado visto pelo Polo Norte.)
Monitoramento de contaminação de terra agrícola em
decorrência do acidente de Chernobyl.
Você entendeu a leitura?
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1 (Vunesp) O acidente do reator nuclear de Chernobyl,
em 1986, lançou para a atmosfera grande
quantidade de 9 0
38Sr radioativo, cuja meia-vida é
de 28 anos. Supondo ser esse isótopo a única
contaminação radioativa, e sabendo que o local
poderá ser considerado seguro quando a quantidade
de 9 0
38Sr se reduzir, por desintegração, a ___ ​ 1
16 ​
da quantidade inicialmente presente, o local poderá
ser habitado novamente a partir do ano de:
a) 2014 c) 2266 e) 3000
b) 2098 d) 2986
2 (UFPI) No acidente nuclear de Chernobyl, a falha
no sistema de refrigeração resultou no aquecimento
que deu origem a uma explosão seguida
de incêndio de grandes blocos de grafite, lançando
no ar de 6 a 7 toneladas de material radioativo.
A alternativa usada para controlar o processo foi
o aterramento do reator com toneladas de areia
e concreto. Indique a alternativa correta.
a) O 2 3 5 92U decai com a emissão de 7 partículas a
e 4 partículas b para produzir 2 0 6 82Pb.
b) Os efeitos sobre o meio ambiente pela liberação
do isótopo 137 Cs (meia-vida 30 anos)
deverão ser detectados até 30 anos após o
acidente.
c) A energia gerada em usinas nucleares se
origina de um processo de fusão nuclear.
d) A fissão do 2 3 5 92U se dá por um processo de
reação em cadeia.
e) Blocos de grafite funcionam como aceleradores,
aumentando a velocidade dos nêutrons.

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Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(Fuvest-SP) Para determinar o volume de sangue de uma pessoa, injeta-se
em sua corrente sanguínea uma solução aquosa radioativa de citrato de
gálio e, depois de certo tempo, colhe-se uma amostra de sangue e mede-se
sua atividade.
Em uma determinação, a concentração do radioisótopo gálio-67 na solução
era de 1,20 ? 10 12 átomos por mililitro, no momento de sua preparação. Decorridas
24 horas de sua preparação, 1,00 mL dessa solução foi injetado na pessoa.
A coleta de sangue foi feita 1 hora após a injeção, sendo que a amostra coletada
apresentou 2,00 ? 10 8 átomos de gálio-67 por mililitro. A diminuição da
concentração do radioisótopo deveu-se apenas ao seu decaimento radioativo
e à sua diluição no sangue.
a) Use o gráfico abaixo para determinar de quanto caiu a atividade do gálio-67,
após 25 horas.
b) Calcule o volume de sangue da pessoa examinada.
c) O gálio-67 emite radiação g quando seu núcleo captura um elétron de sua
eletrosfera. Escreva a equação dessa reação nuclear e identifique o nuclídeo
formado.
Dados:
29 30 31 32 33
Cu Zn Ga Ge As
parte da tabela periódica, com
números atômicos.
Atividade relativa
Atividade relativa do gálio-67 em função do tempo
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0
25
50
t/h
75
100
Sugestão de encaminhamento
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1.
O item a é resolvido por leitura direta do gráfico.
Atente ao fato de o gráfico fornecer a quanto caiu a
atividade e o enunciado pedir de quanto ela caiu.
2.
Note que 25 h é o tempo transcorrido desde a
preparação da solução até a coleta da amostra de
sangue. Do gráfico, sabemos que a atividade cai a
80% após 25 h. Calcule 80% de 1,20 ? 10 12 átomos/mL.
Essa seria a concentração do radioisó topo no sangue
se não houvesse a diluição.
3.
Revise o conceito de diluição e como as concentrações
inicial e final se relacionam matematicamente.
Considere que a concentração inicial
é o valor calculado no passo 2 (isto é, o valor já
corrigido para levar em conta o decaimento) e
que a concentração final é 2,00 ? 10 8 átomos/mL.
O volume inicial é 1 mL e o volume final é o volume
de sangue. Isso resolve o item b.
4.
Recorde o decaimento por captura eletrônica e
responda o item c, atentando ao fato de que há
também uma emissão gama.

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Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
O acidente do césio-137
2 1 Alternativa B.
2 Alternativa B.
3 Alternativa D.
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canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
Estabilidade nuclear e modos de decaimento
2 1 Alternativa D.
2 Alternativa E.
3 Alternativa B.
4 Alternativa D.
5 Alternativa D.
6 Alternativa D.
7 Alternativa B.
8 a) 11 6C # 0 11b 1 11 5B
O núcleo formado é do elemento boro, B.
b) 40,8 min
9 Alternativa B.
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Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão nucleares
química
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canto
1
Respostas do Informe-se sobre a Química
2 1 Alternativa B.
2 Alternativa D.
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Unidade K
Capítulo 35 Decaimentos radioativos
Seção 3.3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (Fuvest-SP) Em 1995, o elemento de número
atômico 111 foi sintetizado pela transformação
nuclear:
64
28Ni 1 20 9
272
83Bi # 111Rg 1 nêutron
Esse novo elemento, representado por Rg, é
instável. Sofre o decaimento:
272
111Rg # 2 68
109Mt # 2 64
107Bh # 2 60
105Db #
# 2 56
103Lr # 2 52
101Md
Nesse decaimento, liberam-se apenas:
a) nêutrons.
b) prótons.
c) partículas a e partículas b.
d) partículas b.
e) partículas a.
2 (ITA-SP) Suponha que um metal alcalino terroso
se desintegre radioativamente emitindo uma
partícula alfa. Após três desintegrações sucessivas,
em qual grupo (família) da tabela periódica
deve-se encontrar o elemento resultante deste
processo?
a) 13 (IIIA). c) 15 (VA). e) 17 (VIIA).
b) 14 (IVA). d) 16 (VIA).
3 (Covest-PE) A radiação gama consiste de:
a) partículas constituídas por elétrons, como
consequência de desintegração de nêutrons.
b) ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo,
como consequência da emissão de partículas
alfa e beta.
c) partículas constituídas por núcleos do elemento
hélio.
d) partículas formadas por dois prótons e dois
nêutrons.
e) partículas com massa igual à do elétron e
sem carga.
4 (UFSM) O cobalto 60, 2
67
0 Co utilizado em radioterapia,
no tratamento do câncer, reage emitindo
uma partícula b e, com isso, transforma-se em:
a) 2
67
1 Co
9 Co
b) 2
57
c) 2
68
d) 2
68
e) 2
55
0 Ni
4 Ni
6 Mn
5 (Faap-SP) Sabendo que o átomo 23 5
92U emite três
partículas a e duas partículas b, determine o
número atômico e o número de massa do átomo
do elemento resultante.
6 (PUC-PR) Supondo que um elemento Y, de massa
atômica 238 e número atômico 92, emita, em
sequência, 3 partículas a e uma partícula b,
qual a massa atômica e o número atômico do
elemento químico resultante do processo?
a) 238 e 92.
b) 237 e 94.
c) 222 e 88.
d) 222 e 86.
e) 226 e 87.
7 (Cesgranrio-RJ) Um elemento radioativo X emite,
sucessivamente, uma partícula alfa (a) e duas
partículas beta (b 2 ), transformando-se no elemento
Y. Os elementos X e Y são:
a) isótopos.
b) isóbaros.
c) isômeros.
d) isótonos.
e) isotônicos.
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Parte III
Unidade K
Capítulo 35 Decaimentos radioativos
Seção 6
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
8 (UFSM) Relacione as radiações naturais (1 a coluna)
com suas respectivas características (2 a coluna).
1 a coluna
1. alfa (a) 2. beta (b) 3. gama (g)
2 a coluna
(?) possuem alto poder de penetração, podendo
causar danos irreparáveis ao ser humano.
(?) são partículas leves com carga elétrica negativa
e massa desprezível.
(?) são radiações eletromagnéticas semelhantes
aos raios X, não possuem carga elétrica
nem massa.
(?) são partículas pesadas de carga elétrica
positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano,
causam apenas queimaduras leves.
A sequência correta é:
a) 1 — 2 — 3 — 2. d) 3 — 2 — 3 — 1.
b) 2 — 1 — 2 — 3. e) 3 — 1 — 2 — 1.
c) 1 — 3 — 1 — 2.
9 (FGV-SP) Os radiofármacos são utilizados em
quantidades traços com a finalidade de diagnosticar
patologias e disfunções do organismo.
Alguns desses também podem ser aplicados
na terapia de doenças como no tratamento de
tumores radiossensíveis. A maioria dos procedimentos
realizados atualmente em medicina
nuclear tem finalidade diagnóstica, sendo o
99m Tc (m 5 metaestável) o radionuclídeo mais
utilizado na preparação desses radiofármacos.
O 99 Mo é o precursor desse importante radionuclídeo
cujo esquema de decaimento é apresentado
a seguir:
99 Mo @#
b2 99m Tc @#
X 99 Tc @#
b2 99 Z
No esquema de decaimento, a radiação X e o
nuclídeo Z e seu número de nêutrons são, respectivamente:
a) gama, Ru e 55.
b) gama, Mo e 57.
c) beta, Rh e 54.
d) alfa, Ru e 53.
e) alfa, Rh e 54.
10 (Mackenzie-SP) Pierre Curie, ao receber com a
esposa o Prêmio Nobel, declarou: “Não é difícil
prever que em mãos criminosas o rádio pode ser
muito perigoso. Terá a humanidade adquirido
maturidade suficiente para usar os conhecimentos
sem danos? Os explosivos permitiram
ao homem realizar obras notáveis e ao mesmo
tempo serviram de terrível meio de destruição
em mãos dos que lançaram nações nos horrores
da guerra. Sou dos que pensam como Nobel ao
achar que as novas descobertas trazem mais
benefícios que prejuízos à humanidade”.
No texto, Pierre Curie disse que:
a) os homens sempre tiveram maturidade para
usar os conhecimentos adquiridos.
b) o uso do rádio nunca poderia trazer benefícios.
c) os benefícios trazidos à humanidade por novas
descobertas são maiores que os prejuízos.
d) a descoberta de Nobel só trouxe prejuízos.
e) os explosivos devem ser usados somente
para a guerra.
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Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 (ITA-SP) Qual o gráfico que apresenta a curva que
melhor representa o decaimento de uma amostra
contendo 10,0 g de um material radioativo
ao longo dos anos?
a)
b)
c)
10,0
Massa (g)
10,0
Massa (g)
10,0
Tempo (anos)
Tempo (anos)
2 (Mackenzie-SP) O acidente com o césio-137 em
Goiânia, no dia 13 de setembro de 1987, foi o
maior acidente radioativo do Brasil e o maior
do mundo ocorrido em área urbana. A cápsula
de cloreto de césio (CsC,), que ocasionou o
acidente, fazia parte de um equipamento hospitalar
usado para radioterapia que utilizava
o césio-137 para irradiação de tumores ou de
materiais sanguíneos. Nessa cápsula, havia
aproximadamente 19 g do cloreto de césio-137
(t 1/2 5 30 anos), um pó branco parecido com o
sal de cozinha, mas que, no escuro, brilha com
uma coloração azul. Admita que a massa total
de cloreto de césio, contida na cápsula tenha
sido recuperada durante os trabalhos de descontaminação
e armazenada no depósito de
rejeitos radioativos do acidente, na cidade de
Abadia de Goiás. Dessa forma, o tempo necessário
para que restem 6,25% da quantidade de
cloreto de césio contida na cápsula, e a massa
de cloreto de césio-137 presente no lixo radioativo,
após sessenta anos do acidente, são,
respectivamente:
a) 150 anos e 2,37 g.
b) 120 anos e 6,25 g.
c) 150 anos e 9,50 g.
d) 120 anos e 9,50 g.
e) 120 anos e 4,75 g.
Massa (g)
Tempo (anos)
3 (FGV-SP) O gráfico mostra a radioatividade
numa amostra de radiofármaco contendo
T,-201, usado em diagnóstico por imagem do
miocárdio. A abscissa mostra o número de dias
decorridos a partir da produção desse fármaco
e a ordenada mostra a radioatividade correspondente
naquele dia.
d)
10,0
Massa (g)
Atividade (MBq)
120
100
80
60
40
20
Tempo (anos)
0
0
2 4 6 8 10 12 14
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e)
10,0
Massa (g)
Tempo (anos)
Tempo (dias)
Dados: ___ ​ A i
​ 5 2 x , x 5 número de meias-vidas e
A f
log 2 5 0,3
A radioatividade nessa amostra (A f ) será de
cerca de 1 milésimo da inicial (A i ), após:
a) 15 dias. d) 4 meses.
b) 30 dias. e) 6 meses.
c) 2 meses.

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Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
4 (UFRJ) A tabela a seguir apresenta os tempos de meia-vida de diversos
radioisótopos:
Radioisótopo
206 T,
207 T,
209 Pb
211 Bi
213 Bi
223 Ra
225 Ac
Tempo de
meia-vida
4 min 5 min 3 horas 2 min 47 min 11 dias 10 dias
a) O metal alcalino-terroso relacionado na tabela emite uma partícula
alfa. Determine o número de nêutrons do produto dessa
desintegração.
b) Por decaimentos sucessivos a partir do 219 Rn, ocorrem as emissões
de duas partículas alfa e uma partícula beta, originando um novo
radioisótopo X.
219 Rn ( X 1 emissões
Consultando a tabela apresentada, determine o tempo necessário
para que uma massa inicial de 400 g de X seja reduzida a 100 g.
5 (Uerj) Recentemente, a imprensa noticiou o caso do envenenamento
por polônio-210 de um ex-agente secreto soviético. Sabe-se, em
relação a esse isótopo, que:
• ao se desintegrar, emite uma partícula alfa;
• em 420 dias, uma amostra de 200 mg decai para 25 mg;
• o isótopo formado nesse decaimento forma um íon divalente.
Admita que o sulfato desse íon divalente tenha sido submetido, em
solução aquosa, ao processo de eletrólise com eletrodos inertes.
Calcule o tempo de meia-vida do polônio-210 e escreva a equação
global que representa o processo eletrolítico descrito.
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Parte III
Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
Seção 2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
6 (UFPA) Um dos intermediários da série radioativa
do actínio é o 2 2 3 87Fr, que, ao emitir uma partícula
2 , transforma-se num isótopo de um
certo elemento químico X. Encontre o número
atômico e o número de massa desse isótopo X
e, consultando a tabela periódica, identifique
de qual elemento químico é o isótopo X e cite
o período e o grupo (ou subgrupo) do referido
elemento químico.
7 (UFPI) A análise de uma amostra de um meteorito
indicou que este contém 3 átomos de
chumbo 2 0 6 8 2Pb para cada átomo de urânio 2 3 8 9 2U.
Considerando que nenhum 2 0 6 8 2Pb estaria presente
na formação do meteorito e que este é
formado pelo decaimento radioativo do 2 3 8 9 2U,
cuja meia-vida é 4,5 ? 10 9 anos, marque a alternativa
correta para a idade do meteorito.
a) 4,5 ? 10 9 anos. d) 18,0 ? 10 9 anos.
b) 9,0 ? 10 9 anos. e) 22,3 ? 10 9 anos.
c) 13,5 ? 10 9 anos.
8 (Fatec-SP) Considere que 2 1 0 8 2Pb sofra a seguinte
sequência de decaimento radioativo:
2 1 0 2 1
Pb (
0 21
Bi (
0 Po
8 2
8 3
8 4
a)
b)
c)
d)
e)
Considere também o gráfico que relaciona
massa do nuclídeo 3 tempo.
Massa do
nuclídeo
A
B
C
Tempo
As curvas A, B e C correspondem, respectivamente,
a:
Curva A Curva B Curva C
2 1
82
2 1
84
2 1
83
2 1
84
2 1
82
0 Pb
0 Po
0 Bi
0 Po
0 Pb
2 1
83
2 1
82
2 1
82
2 1
83
2 1
84
0 Bi
0 Pb
0 Pb
0 Bi
0 Po
2 1
84
2 1
83
2 1
84
2 1
82
2 1
83
0 Po
0 Bi
0 Po
0 Pb
0 Bi
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Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
Seção 3.2
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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9 (Cefet-PR) “Goleada Jurássica — Os argentinos,
nossos eternos rivais no futebol, agora estão nos
goleando em outro campo: a paleontologia.
Recentemente, acharam na Patagônia um aglomerado
de fósseis que incluem quatro espécies
desconhecidas de dinossauros, além de mamíferos
e répteis do Período Jurássico.
O achado mais importante é a coluna vertebral
de um titanossauro, animal de 70 milhões de
anos que pesava 70 toneladas e era herbívoro.”
(Revista Galileu, abril 2001, ano 10, n o 117.)
Sabendo-se que a meia-vida do carbono-14, que
é utilizado em testes de idade geológica, é de
5.730 anos, calcule a taxa de carbono-14 nessa
espécie jurássica nos primeiros 28.650 anos da
morte do animal e marque a resposta certa.
a) 5%. c) 6,25%. e) 1,56%.
b) 3,125%. d) 12,50%.
10 (UFG-GO) Nas camadas superiores da atmosfera,
devido à interação entre nêutrons e isótopos 14
do nitrogênio, ocorre a produção de isótopos
14 do carbono. Esse carbono, que é radioativo,
pode combinar-se com o gás oxigênio, produzindo
gás carbônico que se distribui pelo planeta
(nos oceanos, na atmosfera e na biosfera).
Baseando-se nessas informações, julgue as proposições
a seguir, indicando as corretas.
1. O isótopo 14 do carbono não faz parte do ciclo
do carbono na natureza.
2. A interação entre nêutrons e nitrogênios,
produzindo isótopos de carbono, assim como
a combinação entre carbono e oxigênio,
produzindo gás carbônico, são exemplos de
reações químicas.
3. O carbono, isótopo 14, pode ser utilizado na
determinação da idade de materiais orgânicos
fossilizados.
4. Átomos do isótopo 14 do carbono podem ser
encontrados em proteínas humanas.
11 (PUC-Campinas-SP) A era atômica trouxe grandes
modificações em vários setores de atividade
humano. Entre eles, a medicina que passou a
contar com o uso de radioisótipos artificiais,
produzidos em reatores atômicos, como é o
caso do 24
11Na, emissor de partículas 2 , utilizado
para investigação de problemas de circulação
sanguínea. Sobre esse radioisótopo foram feitas
as seguintes afirmações.
I. Comporta-se quimicamente da mesma
forma do que o isótopo não radioativo do
sódio.
II. Ao emitir radiação transforma-se em outro
elemento químico.
III. Cada um de seus nuclídeos possui 13 nêutrons.
É correto o que se afirma em:
a) I, somente.
b) II, somente.
c) III, somente.
d) I e III, somente.
e) I, II e III.
12 (Cefet-RJ) Quanto mais cedo o paciente usar
altas doses de radiação beta, maior será a possibilidade
de atrasar ou até mesmo de frear o
avanço de esclerose múltipla, segundo pesquisa
publicada no New England Journal of Medicine, em
setembro de 2000. Sendo assim, podemos imaginar
o Bi-210 como possível alternativa para
o tratamento da esclerose múltipla. Se, após
1 hora, a radiação do Bi-210 diminui para 12,5%
do valor inicial, a sua meia-vida é de:
a) 20 min. d) 50 min.
b) 30 min. e) 60 min.
c) 40 min.
13 (Vunesp) Detectores de incêndio são dispositivos
que disparam um alarme no início de um
incêndio. Um tipo de detector contém uma
quantidade mínima do elemento radioativo
amerício-241. A radiação emitida ioniza o ar
dentro e ao redor do detector, tornando-o condutor
de eletricidade. Quando a fumaça entra
no detector, o fluxo de corrente elétrica é bloqueado,
disparando o alarme. Este elemento se
desintegra de acordo com a equação a seguir:
241
95Am (
237
93Np 1 Z
Nessa equação, é correto afirmar que Z corresponde
a:
a) uma partícula alfa. d) raios X.
b) uma partícula beta. e) dois prótons.
c) radiação gama.
14 (Vunesp) Para determinar o tempo em que
certa quantidade de água permaneceu em
aquíferos subterrâneos, pode-se utilizar a
composição isotópica com relação aos teores
de trítio e de hidrogênio. A água da chuva
apresenta a relação 3 1H/ 1 1 H 5 1,0 ? 10 217 e medições
feitas na água de um aquífero mostraram
uma relação igual a 6,25 ? 10 219 . Um átomo de
trítio sofre decaimento radioativo, resultando
em um átomo de um isótopo de hélio, com
emissão de uma partícula 2 . Forneça a equação
química para o decaimento radioativo
do trítio e, sabendo que sua meia-vida é de
12 anos, determine por quanto tempo a água
permaneceu confinada no aquífero.

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Parte III
Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
Seção 1
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
1 Há três isótopos do hidrogênio na natureza: o
hidrogênio leve ou prótio ( 1 1H), o hidrogênio pesado
ou deutério ( 2 1H) e o trítio ou tritério ( 3 1H).
a) Quantos nêutrons possui cada um deles?
b) Qual deles toma parte na seguinte transmutação?
23
24
11Na 1 (?) # 12Mg 1 1 0n
2 (Uece) A transmutação de elementos, principalmente
a transmutação do chumbo em ouro, foi
um dos sonhos dos alquimistas e uma das raízes
da Química moderna. Das equações abaixo que
representam trans mutações, assinale a única
alternativa FALSA:
a) 1 5
b) 3 5
1
c) 9 6
4
d) 4 5
2
1 1
B 1 a #
3 7N 1 2 1 0n
7C, 1 2 36
1D # 18Ar 1 1 0n
2Mo 1 2 97
1D # 43Tc 1 1 0n
42
1Sc 1 b # 19K 1 a
3 (PUC-RJ) Elementos transurânicos podem ser
sintetizados pelo bombardeamento de núcleos
mais leves com partículas pesadas. Em 1958,
Miller e outros produziram o isótopo 254 No
(nobélio) a partir do 238 U. A reação que ocorreu
produziu, além do novo elemento (No), ainda
seis (6) nêutrons. Assinale com qual partícula
o alvo ( 238 U) foi bombardeado.
a) 10 B c) 12 C e) 16 O
b) 22 Na d) 22 Ne
4 (Mackenzie-SP) A irradiação é uma técnica
eficiente na conservação e esterilização dos
alimentos, pois reduz as perdas naturais causadas
por processos fisiológicos (brotamento
e maturação), além de eliminar ou reduzir microrganismos,
parasitas e pragas, sem causar
qualquer prejuízo ao alimento. Assim, cebolas,
batatas e morangos são submetidos à irradiação,
utilizando-se, como fonte, isótopos radioativos,
emissores de radiação gama do elemento
químico cobalto 60, que destroem bactérias e
fungos responsáveis pela deterioração desses
alimentos. O cobalto ( 6 0
27Co) pode também sofrer
transmutação para manganês 56 ( 5 6
25Mn), que por
sua vez transforma-se em átomos de ferro ( 5 6
26Fe).
Assinale a alternativa que contenha, respectivamente,
a sequência de partículas emitidas
durante essa transmutação.
a) g e b. c) b e a. e) a e g.
b) a e b. d) g e a.
5 (UEPG-PR) Sobre processos nucleares, assinale
o que for correto:
(01) Nas equações abaixo (I e II), y e z são, respectivamente,
partículas beta e alfa.
I. 8 4
3Li # 2He 1 4 2He 1 y
II. 6 3Li 1 1 3
0n # 1H 1 z
(02) Uma das aplicações da radiatividade é o
método da datação pelo carbono-14.
(04) O chumbo encontrado nas jazidas naturais
de minérios contendo urânio constitui um
elemento não radiativo.
(08) O tempo de meia-vida de uma amostra
radiativa depende de sua massa inicial.
(16) Quando 23 1
90Th se transmuta em 21 9
86Rn, há
emissão de três partículas alfa e uma partícula
beta.
Dê como resposta a soma dos números dos
itens corretos.
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Moderna plus
Parte III
Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
Seção 2.7
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
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6 (Uece) Na reação nuclear:
250
96Cm # 14 8
58Ce 1 X 1 4 1 0n, o elemento X é um:
a) gás nobre.
b) metal alcalino.
c) metal alcalino-terroso.
d) halogênio.
7 (Enem-MEC) Para se obter 1,5 kg do dióxido de
urânio puro, matéria-prima para a produção
de combustível nuclear, é necessário extrair-
-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim,
o rendimento (dado em % em massa) do tratamento
do minério até chegar ao dióxido de
urânio puro é de:
a) 0,10%. d) 1,5%.
b) 0,15%. e) 2,0%.
c) 0,20%.
8 (Enem-MEC) O funcionamento de uma usina
nucleoelétrica típica baseia-se na liberação
de energia resultante da divisão do núcleo de
urânio em núcleos de menor massa, processo
conhecido como fissão nuclear. Nesse processo,
utiliza-se uma mistura de diferentes átomos
de urânio, de forma a proporcionar uma concentração
de apenas 4% de material físsil. Em
bombas atômicas, são utilizadas concentrações
acima de 20% de urânio físsil, cuja obtenção é
trabalhosa, pois, na natureza, predomina o urânio
não físsil. Em grande parte do armamento
nuclear hoje existente, utiliza-se, então, como
alternativa, o plutônio, material físsil produzido
por reações nucleares no interior do reator das
usinas nucleoelétricas. Considerando-se essas
informações, é correto afirmar que:
a) a disponibilidade do urânio na natureza está
ameaçada devido à sua utilização em armas
nucleares.
b) a proibição de se instalarem novas usinas nucleoelétricas
não causará impacto na oferta
mundial de energia.
c) a existência de usinas nucleoelétricas possibilita
que um de seus subprodutos seja
utilizado como material bélico.
d) a obtenção de grandes concentrações
de urânio físsil é viabilizada em usinas
nucleoelétricas.
e) a baixa concentração de urânio físsil em
usinas nucleoelétricas impossibilita o desenvolvimento
energético.
9 (Enem-MEC) Um problema ainda não resolvido
da geração nuclear de eletricidade é a destinação
dos rejeitos radiativos, o chamado “lixo
atômico”. Os rejeitos mais ativos ficam por
um período em piscinas de aço inoxidável nas
próprias usinas antes de ser, como os demais
rejeitos, acondicionados em tambores que são
dispostos em áreas cercadas ou encerrados em
depósitos subterrâneos secos, como antigas
minas de sal. A complexidade do problema do
lixo atômico, comparativamente a outros lixos
com substâncias tóxicas, se deve ao fato de:
a) emitir radiações nocivas, por milhares de
anos, em um processo que não tem como
ser interrompido artificialmente.
b) acumular-se em quantidades bem maiores do
que o lixo industrial convencional, faltando
assim locais para reunir tanto material.
c) ser constituído de materiais orgânicos que
podem contaminar muitas espécies vivas,
incluindo os próprios seres humanos.
d) exalar continuamente gases venenosos, que
tornariam o ar irrespirável por milhares de
anos.
e) emitir radiações e gases que podem destruir a
camada de ozônio e agravar o efeito estufa.
10 (UnB-DF) Ao capturar um nêutron, um átomo de
urânio pode sofrer um processo de fissão, que
resulta na desintegração de seu núcleo. Formam-
-se assim dois elementos mais leves (por exemplo,
bário e criptônio), com emissão simultânea
de 2,5 nêutrons, em média, por núcleo.
(O funcionamento do reator. Ciência Hoje, n. 32, v. 6.)
Com o auxílio do texto, julgue os itens seguintes,
indicando os certos.
Os átomos de bário e criptônio são isótopos
do átomo de urânio que os originou.
No processo de fissão nuclear citado, é
também possível a formação de átomos de
massa maior do que a do átomo de urânio.
A emissão de 2,5 nêutrons, em média, por
núcleo significa que podem estar ocorrendo
reações que produzirão 3 nêutrons e reações
que produzirão 2 nêutrons.
11 (UFSCar-SP) A geração de energia elétrica por
reatores nucleares vem enfrentando grande
oposição por parte dos ambientalistas e da população
em geral ao longo de várias décadas,
em função dos acidentes ocorridos nas usinas
nucleares e da necessidade de controle dos
resíduos radioativos por um longo período de
tempo. Recentemente, o agravamento da crise
energética, aliado à poluição e ao efeito estufa
resultantes do uso de combustíveis fósseis, e
à redução dos resíduos produzidos nas usinas
nucleares, têm levado até mesmo os críticos a
rever suas posições.

Moderna plus
Parte III
Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
Seção 2.7
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
O funcionamento da maioria dos reatores nucleares
civis baseia-se no isótopo 235 do urânio,
235
92U. O urânio natural apresenta uma distribuição
isotópica de aproximadamente 0,72%
de 235 U e 99,27% de 238 U. Para sua utilização em
reatores, o urânio deve ser enriquecido até atingir
um teor de 3 a 4% em 235 U. Um dos métodos
utilizados nesse processo envolve a tranformação
do minério de urânio em U 3 O 8 sólido
(“yellow cake”), posteriormente convertido em
UO 2 sólido e, finalmente, em UF 6 gasoso, segundo
as reações representadas pelas equações:
UO 2 (s) 1 4 HF (g) # UF 4 (s) 1 2 H 2 O (g)
(reação 1)
UF 4 (s) 1 F 2 (g) # UF 6 (g)
(reação 2)
UO 2 (s) 1 4 HF (g) 1 F 2 (g) # UF 6 (g) 1 2 H 2 O (g)
(reação global)
O 235 U é o responsável pela energia produzida
por reatores comerciais, através do processo
de fissão nuclear. O 238 U, que constitui a maior
parte do combustível nuclear, não sofre processo
de fissão nessas condições. No entanto,
ao ser atingido por nêutrons produzidos no
funcionamento normal do reator, dá origem ao
isótopo 239 U, que emite, sucessivamente, duas
partículas b, gerando um produto radioativo,
com meia-vida extremamente longa e que
pode ser utilizado para fins militares. Sobre o
produto gerado pelo decaimento radiativo do
239 U, pela emissão sucessiva de duas partículas
b, é correto afirmar que se trata de:
a) 23 9
93Np. d) 236 U.
b) 23 9
94Pu. e) mistura de 237 U e 238 U.
c) 23 4
90Th.
12 (Enem-MEC) O debate em torno do uso da energia
nuclear para produção de eletricidade permanece
atual. Em um encontro internacional
para a discussão desse tema, foram colocados
os seguintes argumentos:
I. Uma grande vantagem das usinas nucleares
é o fato de não contribuírem para o aumento
do efeito estufa, uma vez que o urânio, utilizado
como “combustível”, não é queimado
mas sofre fissão.
II. Ainda que sejam raros os acidentes com
usinas nucleares, seus efeitos podem ser tão
graves que essa alternativa de geração de eletricidade
não nos permite ficar tranquilos.
A respeito desses argumentos, pode-se afirmar
que:
a) o primeiro é válido e o segundo não é, já
que nunca ocorreram acidentes com usinas
nucleares.
b) o segundo é válido e o primeiro não é, pois
de fato há queima de combustível na geração
nuclear de eletricidade.
c) o segundo é válido e o primeiro é irrelevante,
pois nenhuma forma de gerar eletricidade
produz gases do efeito estufa.
d) ambos são válidos para se compararem vantagens
e riscos na opção por essa forma de
geração de energia.
e) ambos são irrelevantes, pois a opção pela
energia nuclear está se tornando uma necessidade
inquestionável.
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Parte III
Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
Seção 3
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas
exercícios adicionais
13 (UGF-RJ) Uma arqueóloga britânica exibiu, recentemente,
um crânio de 3.750 anos com um
buraco cirúrgico. O crânio foi descoberto junto
ao rio Tâmisa, em Londres, e é uma prova de
que os homens da idade do Bronze no Reino
Unido praticavam trepanação, processo cirúrgico
primitivo no qual uma parte do crânio era
removida de um paciente vivo e consciente, já
que não havia anestésicos.
(O Globo, 16 set. 2002.)
A determinação da arqueóloga só foi possível
graças à técnica de:
a) fissão nuclear.
b) fusão nuclear.
c) período da semidesintegração.
d) bomba de cobalto.
e) raios X.
14 (Faap-SP) A complementação da reação nuclear
2
1H 1 2 1H #
corresponde à formação de:
a) partícula a.
b) trítio.
c) partícula b.
d) radiação g e partícula a.
e) partículas a e b.
1
1H 1
15 (Uerj) Em 1982, foi produzido sinteticamente,
em reator atômico, o elemento radioativo
Meitnério, de símbolo Mt, cujo número atômico é
109 e número de massa do isótopo mais estável
é 266. O elemento foi produzido de acordo com a
reação nuclear representada pela equação
209
83Bi 1 5 8
266
26Fe # 109Mt 1 X
A partícula X produzida de acordo com a equação
acima é:
a) próton.
b) elétron.
c) nêutron.
d) pósitron.
16 (UFTM-MG) A fusão dos núcleos de deutério 2 1H e
trítio 3 1H gera 4 2He, nêutron e libera 2 3 10 9 kJ/mol
de hélio.
a) Escreva a equação nuclear completa que
representa essa fusão, incluindo a energia
liberada.
b) Que quantidade de energia é liberada nessa
fusão quando se forma 0,5 g de hélio?
17 (Cefet-PR) “A invenção da bomba atômica se
deu por etapas. Em 1934, o físico italiano Enrico
Fermi descobriu a radioatividade do urânio, que
é o elemento natural mais pesado e capaz de
sofrer fissão. Posteriormente foi desenvolvida
a primeira fissão que ocorre quando o urânio é
bombardeado por nêutrons. Em 1939, foi descoberto
que a fissão do urânio liberava novos nêutrons,
que, por sua vez, poderiam bombardear
outros núcleos de urânio. As primeiras bombas
atômicas continham urânio-235 e plutônio-239
como material de fissão.”
(Revista Galileu, ano 8, n o 88, página 17)
A explosão da bomba atômica só ocorre se ela
apresentar “massa crítica”. Uma das várias
reações nucleares que podem ocorrer, é descrita
abaixo.
235
92U 1 1 142
0n # 56Ba 1 9 1
36Kr 1 x (partículas)
Considerando as informações apresentadas, é
INCORRETO afirmar:
a) Se houver quantidade de urânio enriquecido
suficiente (massa crítica), a reação irá ocorrer
em cadeia após o seu início.
b) Fissão nuclear é a divisão do núcleo de um
átomo em núcleos de átomos menores, liberando
uma quantidade enorme de energia.
c) Da reação de fissão do urânio são obtidos
elementos denominados de transurânicos.
d) Na reação de fissão descrita acima, além do
142 Ba e 91 Kr, são formados 3 nêutrons.
e) O processo inverso da fissão é a fusão nuclear,
no qual núcleos atômicos menores juntam-se,
originando um núcleo atômico maior e liberação
de uma quantidade enorme de energia.
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Unidade K
Capítulo 35 Decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa E.
2 Alternativa B.
3 Alternativa B.
4 Alternativa C.
5 Z 5 88 e A 5 223
6 Alternativa E.
7 Alternativa A.
8 Alternativa D.
9 Alternativa A.
10 Alternativa C.
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Capítulo 35 Decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2 Alternativa B.
3 Ambos possuem o mesmo número de prótons e
elétrons. Diferem, contudo, no número de nêutrons,
sendo que o césio-137 possui 4 nêutrons
a mais que o césio-133.
4 Alternativa A.
5 Alternativa A.
6 Alternativa B.
9 a) 23 5
92U # 2a 4 1 23 1
90Th
b) 23 0
90Th # 2a 4 1 22 6
88Ra
c) 14 0
6C # 2 1b 1 14 7N
10 a) Beta.
b) 1 3 H # 2
0
1b 1 2 3 He
11 a) 22 2
86Rn
b) 22 6
88Ra # 2a 4 1 22 6
88Rn
12 a) 6 0
27Co
b) 21 0
84Po
13 a) A radiação que atinge a placa no ponto 3 foi
atraída pela placa negativa, sendo, portanto,
positiva. Trata-se de radiação a.
b) 23 4
9
2U # 2a 4 1 23 0
90X
14 Alternativa E.
15 Alternativa B.
16 Alternativa D.
18 Alternativa D.
19 Alternativa C.
20 Alternativa D.
21 Alternativa A.
22 Alternativa B.
23 Alternativa D.
24 Onda eletromagnética. Exemplos: raios g, raios
X, ultravioleta, luz visível, infravermelho, micro-
-ondas, ondas de rádio.
25 É maior que a das demais ondas eletromagnéticas.
26 Não, porque a onda transporta apenas energia
para fora do núcleo, não afetando o número de
prótons e de nêutrons.
27 Alternativa B.
28 Alternativa D.
29 Alternativa E.
30 A chapa de alumínio é suficiente para segurar as
radiações a e b. Assim, o filme recebeu radiação
g, que possui maior poder de penetração.
31 Alternativa C.
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Unidade K
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 Alternativa B.
2 Alternativa E.
3 Alternativa B.
4 a) 133
b) 4 min
5 t 1/2 5 140 dias
PbSO 4 1 H 2 O # Pb 1 ​ 1__
2 ​O 2 1 2 H 1 1 SO 4
22
6 Z 5 88; A 5 223; rádio; sétimo período; grupo 2 (metais alcalino-
-terrosos).
7 Alternativa B.
8 Alternativa B.
9 Alternativa B.
10 1 – F
2 – F
3 – V
4 – V
11 Alternativa E.
12 Alternativa A.
13 Alternativa A.
14
3
1H # 0 21 b 1 2He
3
48 anos
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Capítulo 36 Cinética dos decaimentos radioativos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
3 625 mg.
4 84 anos.
5 8 dias.
7 a) Consultando a tabela periódica, obtemos para
o xenônio Z 5 54. Assim, a equação é:
A
0
A
53Y # 2 1b 1 5 4Xe
A
b) O isótopo radioativo 5 3 Y possui Z 5 53.
Consultando Z 5 53 na tabela periódica,
concluímos que Y corresponde ao elemento
químico iodo.
c) Ao perder 87,5% da atividade radioativa,
restará 12,5% (isto é, 100% 2 87,5%). Em 24
dias transcorreram, portanto, 3 meias-vidas.
Assim, a meia-vida é igual a 8 dias.
8 Alternativa B.
9 a) 800 g.
b) Partícula alfa. Três vezes.
11 Alternativa B.
12 Alternativa A.
13 Alternativa B.
16 11460 anos
17 17190 anos
18 Alternativa D.
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Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão nucleares
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios ADICIONAIS
1 a) 1 H: zero; 2 H: um; 3 H: dois.
b) O deutério.
2 Alternativa D.
3 Alternativa D.
4 Alternativa B.
5 Soma 5 07 (são corretas 01, 02, 04).
6 Alternativa C.
7 Alternativa B.
8 Alternativa C.
9 Alternativa A.
10 1 – errado
2 – errado
3 – certo
11 Alternativa B.
12 Alternativa D.
13 Alternativa C.
14 Alternativa B.
15 Alternativa C.
16 a) 2 1H 1 3 1H # 4 2He 1 0 1 n 1 2 ? 10 9 kJ
b) 2,5 ? 10 8 kJ
17 Alternativa C.
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Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão
e fusão nucleares
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas dos exercícios essenciais
2
3
1 9 9F 1 2a 4 # 2 12
1Na 1 1 0n
6
3Li
4 Alternativa B.
5 Alternativa D.
6 Alternativa B.
7 a) Apenas a I.
b) A é 21 9
87Fr (frâncio) e B é 21 5
85At (astato).
c) 0,075 s.
b) 21 5
85At # 2 2a 4 0
1 2 1b 1 20 7
82Pb
9 a) Fissão nuclear.
b) 9 0
37Rb
10 A é 9 9
43Tc (tecnécio) e B é 14 7
61Pm (promécio).
11 X é 24 7
99Es e Y é 2 1
49
0
0Fm
12 Fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos
grandes em núcleos menores, liberando grande
quantidade de energia. Fusão nuclear é a junção
de núcleos pequenos formando núcleos maiores
e liberando uma quantidade de energia ainda
maior do que na fissão nuclear.
13 A fusão nuclear. No Sol e em outras estrelas.
14 A fissão nuclear, realizada em usinas termonucleares.
15 Eram de fissão nuclear.
16 Alternativa A.
17 Alternativa A.
18 a) 0,56 t.
b) 2,1 t.
c) 2,7 t e 10 t.
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química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
Respostas do Revise, relacione e resolva (Portal)
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Unidade A
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo soluções aquosas
a) 1,0 ? 10 23 mol/L.
b) CO 2 (g) 1 Ba(OH) 2 (aq) ∫ BaCO 3 (s) 1 H 2 O ()
Unidade B
Capítulo 10 Propriedades coligativas para soluções eletrolíticas
Alternativa C.
Unidade C
Capítulo 13 Balanceamento de equações de oxirredução
a) 2 Ag 1 (aq) 1 Cu (s) ∫ 2 Ag (s) 1 Cu 21 (aq)
b) 0,02 mol.
c) 0,22 mol.
d) 8,6 g.
Unidade D
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
1. Oxidação do ferro e redução do cobre, que se depositará na forma
metálica:
Fe (s) 1 Cu 21 (aq) ∫ Fe 21 (aq) 1 Cu (s)
2. Não haverá reação.
3. Cr 2 O 7 22 (aq) 1 3 H 2 SO 4 (aq) 1 2 H 1 (aq) ∫
4. Melhor oxidante: Cr 2 O 7 22 (em meio ácido).
Melhor redutor: Ca 0 .
5. DE° 5 1 0,32 V
Semirreação do polo negativo:
Zn (s) ∫ Zn 21 (aq) 1 2 e 2
Semirreação do polo positivo:
Fe 21 (aq) 1 2 e 2 ∫ Fe (s)
Reação global:
Zn (s) 1 Fe 21 (aq) ∫ Zn 21 (aq) 1 Fe (s)
∫ 2 Cr 31 (aq) 1 3 SO 4 22 (aq) 1 4 H 2 O ()
Unidade E
Capítulo 19 Estequiometria das reações eletroquímicas
a) 45,9 t.
b) 801 g.
Unidade F
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos estequiométricos
da Termoquímica
1. K (s) 1 H 2 O () ∫ K 1 (aq) 1 OH 2 (aq) 1 ​ 1__
2 ​H 2 (g)
2. 2197 kJ/mol
3. A etapa I é a vaporização do metal, na qual são rompidas ligações metálicas.
Esse rompimento requer a absorção de energia, ou seja, é uma
etapa endotérmica.
4. O DH da etapa II é a energia de ionização do metal, grandeza que diminui
de cima para baixo em um grupo (família) porque os átomos ficam
maiores (mais camadas), e o(s) elétron(s) da última camada é (são) efetivamente
menos atraído(s) pelo núcleo. Tanto Li quanto Na e K estão
no mesmo grupo (grupo 1).
O K está mais para baixo (4 o período) que Li (2 o período) e Na (3 o período)
e, por isso, tem menor energia de ionização.

Moderna plus
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
Unidade G
Capítulo 25 Lei cinética e teoria das colisões
a) NH 3 ∫ NO 2
2
NO 2
2
b) 10 h
∫ NO 3
2
D 5 6
D 5 2
Unidade H
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
a); b) t (10 3 ano) x L-isoleucina x D-isoleucina
0 1,00 0,00
50 0,68 0,32
120 0,50 0,50
200 0,44 0,56
300 0,42 0,58
450 0,42 0,58
A coluna da direita foi preenchida a partir da coluna do centro, já que:
x L-isoleucina 1 x D-isoleucina 5 1
c) 1,38
d) 1,2 ? 10 5 ano (isto é, 120 mil anos)
Unidade I
Capítulo 31 Solução-tampão
Alternativa D.
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
1) 0,45 g
2) 0,19 g
3) 0,18 g
Unidade K
Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão nucleares
a) A atividade caiu de 0,2 (caiu de 20%).
b) 4,8 L
c) 3
61
7 Ga 1 0 6
21 e ∫ 7 30Zn 1 0 0
O nuclídeo formado é o
60
7 3 Zn.
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química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade K
Animações
Datação com Carbono-14
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 36
A partir dessa animação, é possível
entender como é feita a datação por
carbono-14, compreendendo como
ele é formado e também por que
esse processo pode ser utilizado para
estimar a idade de ossos ou materiais
de origem orgânica.
Fissão nuclear
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 37
A animação apresenta o conceito de
fissão nuclear utilizando o exemplo
do urânio-235. Além disso, compara
a quantidade de energia liberada
a partir desse processo com a
quantidade de energia liberada na
combustão do carvão e na explosão
do TNT.
Bomba atômica
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 37
Utilizando a bomba atômica como
exemplo e apresentando sua
estrutura interna, a animação indica
as condições necessárias para que
uma fissão nuclear resulte em uma
reação em cadeia.
Fusão nuclear
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 37
Utilizando o Sol como exemplo,
a animação apresenta o conceito
de fusão nuclear e indica as
condições necessárias para que ela
ocorra. Além disso, compara esse
fenômeno à fissão nuclear, com
base no funcionamento da bomba
de hidrogênio.
Radiações alfa
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 35
Além de apresentar a constituição
e a representação da partícula alfa,
a animação explica o que ocorre
quando ela é emitida, utilizando
como exemplos o urânio-238 e o
rádio-226 e introduzindo a primeira
lei da radioatividade.
Radiações beta
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 35
A animação caracteriza a
radiação beta, apresentando sua
constituição e representação. Além
disso, mostra como a emissão
de partículas beta pode ser
representada e introduz a segunda
lei da radioatividade.

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química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade K
Animações
Radiações gama
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 35
A animação indica a principal diferença
da radiação gama em relação às
radiações alfa e beta, mostrando como
as emissões desses três tipos de reação
podem estar relacionadas.
Radiações: poder de penetração
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 35
A animação compara o poder de
penetração das radiações alfa, beta e
gama, mostrando o comportamento
delas em relação ao corpo humano
e a diversos tipos de material, como
papel, madeira e chumbo.
Tempo de meia-vida
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 36
Por meio de representações
esquemáticas, a animação explica
o conceito de tempo de meiavida,
utilizando como exemplo o
polônio-218. Além disso, apresenta
uma tabela com o tempo de meiavida
para alguns radioisótopos.
Transmutação nuclear
Química 2 > Parte 3 > Unidade K >
Cap. 37
A partir de representações
esquemáticas e equações, a
animação explica o conceito de
transmutação nuclear. Além disso,
apresenta algumas das descobertas
feitas a partir da primeira vez que a
transmutação nuclear foi observada,
em 1914, por Rutherford.

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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
Estalactites, estalagmites e corais
2
Como se formam as estalactites e as estalagmites?
fabio colombini
Por que os corais só são encontrados em locais onde o mar é quente?
As respostas a ambas as perguntas têm a ver com um mesmo equilíbrio
químico:
CaCO 3 (s) 1 CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F Ca 21 (aq) 1 2 HCO 2 3 (aq)
A formação das estalactites e estalagmites pode ser entendida utilizando
o que aprendemos sobre o efeito da pressão na solubilidade de gases.
Quando a água subterrânea que contém CO 2 dissolvido passa por terrenos
contendo calcário (CaCO 3 ), a alta pressão (proveniente do peso do
que está sobre o lençol subterrâneo de água) faz com que haja muito CO 2
dissolvido e, consequentemente, o equilíbrio seja deslocado para a direita.
Isso dissolve o calcário.
Quando essa água goteja dentro de uma caverna, onde a pressão é menor,
há saída de CO 2 e o equilíbrio se desloca para a esquerda. Ocorre formação
de CaCO 3 sólido, que constitui as estalactites (no teto) e as estalagmites
(no chão).
Estalactites e estalagmites são
formadas graças ao deslocamento de
um equilíbrio químico.
A presença de corais apenas em regiões de mar quente pode ser entendida
com o que vimos sobre o efeito da temperatura sobre a solubilidade de
gases. Os corais contêm grande quantidade de CaCO 3 , que toma parte de sua
estrutura. Nos mares frios, a baixa temperatura faz com que muito CO 2 (do
ar) esteja dissolvido. Essa alta [CO 2 ] desloca o equilíbrio mencionado para a
direita, dissolvendo o CaCO 3 dos corais. Em locais quentes, ao contrário, o CO 2
é expulso da água e o equilíbrio é deslocado para a esquerda, favorecendo a
formação do CaCO 3 .
CaCO 3 (s) 1 CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F Ca 21 (aq) 1 2 HCO 3 2 (aq)
Alta pressão e/ou baixa temperatura deslocam para a direita
Baixa pressão e/ou alta temperatura deslocam para a esquerda
andré seale/pulsar
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Recifes de coral envolvem o mesmo
equilíbrio químico que o da formação
das estalactites e das estalagmites.

Moderna plus
Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
3
Você entendeu a leitura?
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1 (Fuvest-SP) Acreditava-se que a dissolução
do dióxido de carbono atmosférico na água do
mar deveria ser um fenômeno desejável por
contribuir para a redução do aquecimento
global. Porém, tal dissolução abaixa o pH da
água do mar, provocando outros problemas
ambientais. Por exemplo, são danificados
seriamente os recifes de coral, constituídos,
principalmente, de carbonato de cálcio.
A equação química que representa
simultaneamente
s 5 sólido
a dissolução do dióxido de g 5 gasoso
carbono na água do mar e , 5 líquido
a dissolução dos recifes de aq 5 aquoso
coral é
a) CaC 2 (s) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) #
# Ca 21 (aq) 1 C 2 H 2 (g) 1 CO 22 3 (aq)
b) CaCO 3 (s) 1 2 H 1 (aq) #
# Ca 21 (aq) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (,)
c) CaC 2 (s) 1 2 H 2 O (,) #
# Ca 21 (aq) 1 2 OH 2 (aq) 1 C 2 H 2 (g)
d) CaCO 3 (s) 1 CO 2 (g) 1 H 2 O (,) #
# Ca 21 (aq) 1 2 HCO 2 3 (aq)
e) CaCO 3 (s) @#
H 2O
Ca 21 (aq) 1 CO 22 3 (aq)
2 (Vunesp) Um dos métodos que tem sido sugerido
para a redução do teor de dióxido de carbono
na atmosfera terrestre, um dos gases responsáveis
pelo efeito estufa, consiste em injetá-lo
em estado líquido no fundo do oceano. Um dos
inconvenientes deste método seria a acidificação
da água do mar, o que poderia provocar desequilíbrios
ecológicos consideráveis. Explique,
através de equações químicas balanceadas, por
que isto ocorreria e qual o seu efeito sobre os
esqueletos de corais, constituídos por carbonato
de cálcio.
3 (UFPel-RS) O CaCO 3 (de solos calcários) reage
com a água da chuva (que contém CO 2 dissolvido),
a qual penetra no solo, formando Ca(HCO 3 ) 2 ,
bem mais solúvel que o carbonato, de acordo
com a equação:
1
CaCO 3 1 H 2 O 1 CO 2
F Ca(HCO 3 ) 2
2
Portanto, ao penetrar no solo, a água corrói a
rocha e com isso formam-se grutas e cavernas.
Nessas, ao longo do tempo, formam-se
precipitados de CaCO 3 no teto (estalactites) e
no solo (estalagmites), isso porque o equilíbrio
representado acima sofre deslocamento devido
à evaporação da água.
Considerando o exposto, está correto dizer que
a formação de estalactites e estalagmites é favorecida
quando o equilíbrio se desloca
a) no sentido do produto, pois a evaporação da
água acrescenta ao meio mais gás carbônico.
b) para a direita, pois a evaporação da água
amplia a superfície de contato dos reagentes,
aumentando a velocidade da reação no
sentido 1.
c) para a direita, pois a evaporação da água
absorve calor, aumentando a energia cinética
das moléculas reagentes da reação no
sentido 2.
d) no sentido dos reagentes, pois a evaporação
da água retira do meio tanto a própria água
como o gás carbônico.
e) para a esquerda, pois a evaporação da água
aumenta a concentração dos reagentes, tornando
a velocidade no sentido 1 maior.
4 (UFF-RJ) A água que corre na superfície da Terra
pode se tornar ligeiramente ácida devido à
dissolução do CO 2 da atmosfera e à dissolução
de ácidos resultantes da decomposição dos vegetais.
Quando essa água encontra um terreno
calcário, tem início um processo de dissolução
descrito em (1), abaixo:
(1) CaCO 3 (s) 1 H 2 CO 3 (aq) F Ca(HCO 3 ) 2 (aq)
Isso, em razão de CaCO 3 ser insolúvel em água e
o carbonato ácido ser bem mais solúvel. Inicia-
-se um processo de erosão química do calcário,
que demora milhares de anos. À medida que a
água vai-se aprofun dando no terreno, a pressão
da coluna d’água provoca um aumento da
dissolução do CO 2 na água, de acordo com a
reação (2), abaixo:
(2) CO 2 (g) 1 H 2 O (,) F H 2 CO 3 (aq)
Variando-se a pressão, a posição de equilíbrio
se altera. Quando a água goteja do teto de uma
caverna, ela passa de uma pressão maior para
uma pressão menor. Essa diminuição de pressão
faz com que:
a) o equilíbrio (2) e por consequência o equilíbrio
(1) se desloquem para a esquerda.
b) o equilíbrio (2) se desloque para a direita
e por consequência o equilíbrio (1) para a
esquerda.
c) apenas o equilíbrio (1) se desloque para
a direita.
d) o equilíbrio (2) e por consequência o equilíbrio
(1) se desloquem para a direita.
e) o equilíbrio (2) se desloque para a esquerda
e por consequência o equilíbrio (1) para
a direita.

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Parte III
Unidade J
Capítulo 32 Aspectos conceituais
dos equilíbrios heterogêneos
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
5 (UFPE) O aumento da concentração de dióxido
de carbono na atmosfera tem outras consequências
7 (Vunesp) Considere os dois sistemas, 1 e 2, observados
por iguais períodos de tempo, em que
além do efeito estufa. Analisando-se
as partes aquosas estão em equilíbrio com o ar
as principais reações envolvidas na formação e com o CO 2 , respectivamente, à temperatura
do esqueleto calcário dos corais (carbonato
ambiente.
de cálcio),
Ca 21 (aq) 1 CO 22 3 (aq) F CaCO 3 (s)
Sistema 1
de carbono na atmosfera:
CaCO
a) causará um aumento na formação do esqueleto
3 CaCO 3
Sistema 2
CO 22 3 (aq) 1 H 2 O (,) F HCO 2 3 (aq) 1 OH 2 (aq)
HCO 2 3 (aq) 1 H 2 O (,) F H 2 CO 3 (aq) 1 OH 2 (aq)
H 2 CO 3 (aq) F CO 2 (g) 1 H 2 O (,)
ar
pode-se inferir, a partir do Princípio de Le Chatelier,
que o aumento da concentração de dióxido
H 2 O
H 2
dos corais.
b) causará uma diminuição na formação do Sistema 1
6 (UnB-DF) Os corais são encontrados somente CaCO 3 CaCO 3
esqueleto dos corais.
c) não afetará a formação do esqueleto dos
ar
corais e aumentará o pH da água do mar.
CO 2
d) causará um aumento da concentração de
íons hidroxila.
H 2 O
H 2 O
em águas quentes. Um dos componentes dos
corais, o carbonato de cálcio (CaCO 3 ), coexiste
em equilíbrio, segundo a equação:
São dados os equilíbrios:
CaCO 3 (s) 1 CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F Ca(HCO 3 ) 2 (aq)
Auxiliado por essas informações, julgue os itens
a seguir [em certos ou errados].
CaCO 3 (s) F Ca 21 (aq) 1 CO 22 3 (aq)
CO 2 (g) F CO 2 (aq) 1 calor
CaCO 3 (s) 1 CO 2 (aq) 1 H 2 O (,) F
a) Em mares frios, há muito CO 2 dissolvido na
F Ca 21 (aq) 1 2 HCO 2 3 (aq)
água e o equilíbrio acima desloca-se para a
a) Explique o motivo pelo qual a solubilização
direita, consumindo o CaCO 3 , um dos componentes
dos corais.
do carbonato de cálcio no sistema 1 é consideravelmente
menor do que no sistema 2.
b) Em mares quentes, há pouco CO 2 dissolvido,
provocando a dissolução do CaCO 3 .
b) Explique por que, se o sistema 2 fosse resfriado,
a quantidade de CaCO 3 dissolvida seria
c) Uma diminuição da concentração de CO 2
sobre o equilíbrio acima vai favorecer a formação
maior do que se o sistema fosse mantido à
dos corais.
temperatura
ambiente.
4
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Parte III
Unidade J
Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Abriu? Então, supersaturou!
Um exemplo muito interessante de solução supersaturada em nosso cotidiano
envolve os refrigerantes (na verdade, todas as bebidas gaseificadas).
Os refrigerantes contêm CO 2 dissolvido em solução aquosa à pressão superior
a 1 atm. Quando destampamos uma garrafa de refrigerante, a pressão
diminui e, em consequência, diminui também a solubilidade do CO 2 na água
(lembre-se de que a solubilidade de gases em água aumenta com o aumento
da pressão, conforme a Lei de Henry). À pressão atmosférica o refrigerante
passa a ser uma solução aquosa supersaturada de gás carbônico cujo excesso
será eliminado gradualmente.
EDUARDO SANTALIESTRA/CID
A
A pressão do CO 2
gasoso é maior
que 1 atm
Com a abertura,
escapa CO 2 e, assim,
a pressão diminui.
Nessa nova pressão,
a solubilidade do
CO 2 é menor.
sérgio dotta jr./cid
B
As bolhas eliminam
gradativamente o
excesso de CO 2 .
Solução aquosa
saturada de CO 2
Solução aquosa
supersaturada de CO 2
A Aberta a embalagem, as bebidas
gaseificadas passam a ser soluções
supersaturadas de CO 2 em água até
que, em decorrência da eliminação de
boa parte do CO 2 , tornem-se soluções
saturadas dessa substância.
B Ao tomar contato com o guardanapo
de papel, acelera-se a saída do CO 2 .
Uma experiência ilustrativa é jogar sal ou açúcar em um refrigerante.
Isso acelera a liberação do excesso de CO 2 .
Outra experiência ilustrativa consiste em despejar o refrigerante no copo escorrendo
por um guardanapo de papel. Grande quantidade de gás é liberada.
Tanto a adição de sal/açúcar quanto a passagem pelo guardanapo ilustram
o fato de o refrigerante ser uma solução supersaturada de CO 2 em água. Esses
procedimentos apenas aceleram a liberação do excesso de gás, conduzindo a
uma solução final saturada.

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Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
informe-se sobre a química
Como se forma a casca do ovo
Fabio colombini
A
B
grant heilman photography/alamy/other images
O constituinte principal da casca do
ovo de galinha é CaCO 3 (foto A). O cálcio
necessário vem, em última análise, da
dieta alimentar da ave (foto B).
A formação da casca do ovo de galinha é um fascinante exemplo de um
processo natural de precipitação.
Uma casca de ovo típica pesa 5 g e tem 40% de cálcio. A maior parte do
cálcio dessa casca é depositada em um período de 16 horas. Isso significa que
ele é depositado a uma razão de 125 mg por hora. Nenhuma galinha consegue
consumir cálcio suficientemente rápido para atender a essa demanda. Em
vez disso, ele é suprido por massas ósseas especiais dos ossos mais longos da
galinha, que acumulam grandes reservas de cálcio para a formação da casca
do ovo. (O componente ósseo inorgânico que tem cálcio é o fosfato de cálcio,
Ca 3 (PO 4 ) 2 , um composto insolúvel.) Se uma galinha é alimentada com dieta
pobre em cálcio, as cascas de seus ovos tornam-se progressivamente mais
finas; ela pode ter de mobilizar 10% da quantidade total de cálcio em seus
ossos apenas para botar um ovo! Quando a alimentação é persistentemente
pobre em cálcio, a produção de ovos pode cessar.
A casca do ovo é principalmente composta de calcita, uma forma cristalina
do carbonato de cálcio (CaCO 3 ). Normalmente, os constituintes, Ca 21 e CO 22 3 ,
são transportados pelo sangue até a glândula da casca [órgão formador da
casca]. O processo de calcificação é uma reação de precipitação:
Ca 21 (aq) 1 CO 22 3 (aq) F CaCO 3 (s)
No sangue, íons Ca 21 livres estão em equilíbrio com cálcio ligado a proteínas.
À medida que íons livres são absorvidos pela glândula da casca, mais
íons são fornecidos pela dissociação das proteínas ligadas a cálcio.
Os íons carbonato necessários para a formação da casca são um produto
secundário do metabolismo. Dióxido de carbono produzido pelo metabolismo
é convertido a ácido carbônico (H 2 CO 3 ) pela enzina anidrase carbônica (AC):
CO 2 (g) 1 H 2 O (,) F AC H 2 CO 3 (aq)

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Parte III
Unidade J
Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
2
O ácido carbônico se ioniza em etapas, produzindo íons carbonato:
H 2 CO 3 (aq) F H 1 (aq) 1 HCO 3 2 (aq)
HCO 3 2 (aq) F H 1 (aq) 1 CO 3 22 (aq)
As galinhas não transpiram e, em função disso, precisam ofegar para se
resfriar. A ofegação expele mais CO 2 do corpo da galinha do que a respiração
normal expeliria. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, a ofegação deslocará
o equilíbrio CO 2 k H 2 CO 3 , equacionado acima, da direita para a esquerda,
diminuindo a concentração de íons CO 22 3 em solução e causando a formação
de cascas mais finas. Uma solução para esse problema é dar às galinhas água
carbonatada para beber quando o tempo está quente. O CO 2 dissolvido na água
adiciona CO 2 aos fluidos corporais da ave e desloca o equilíbrio CO 2 k H 2 CO 3
para a direita.
Fonte do texto: R. Chang. Chemistry. 8. ed.
Nova York: McGraw-Hill, 2005.
p. 719. (Tradução dos autores.)
Você entendeu a leitura?
1 (UFJF-MG) As galinhas, assim como os cachorros,
não transpiram e, por isso, respiram ofegantemente
para diminuir a temperatura corporal
no verão. Por causa dessa respiração ofegante,
as galinhas botam ovos com casca mais fina do
que o usual (o principal componente da casca
do ovo é o CaCO 3 ). Este resultado surpreendente
pode ser explicado com base no princípio de Le
Chatelier, uma vez que, através da respiração
ofegante, as galinhas liberam mais CO 2 do que
na respiração comum.
CO 2 (g) 1 H 2 O (,) F 2 H 1 (aq) 1 CO 22 3 (aq) (I)
CO 22 3 (aq) 1 Ca 21 (aq) F CaCO 3 (s) (II)
Consultando o texto acima e assumindo que
os sistemas representados pelas equações I e
II encontram-se em equilíbrio, responda aos
seguintes itens:
a) Supondo que as galinhas comecem a respirar
ofegantemente, o que acontecerá com o equilíbrio
representado pela equação I? Justifique
sua resposta.
b) Se fornecermos água com gás (contendo CO 2 )
para as galinhas, durante o verão, os ovos
produzidos terão casca mais fina ou mais
grossa? Justifique sua resposta.
2 (Fuvest-SP) Galinhas não transpiram e, no verão,
a frequência de sua respiração aumenta para
esfriar seu corpo. A maior eliminação de gás
carbônico, através da respiração, faz com que
as cascas de seus ovos, constituídas principalmente
de carbonato de cálcio, se tornem mais
finas. Para entender tal fenômeno, considere os
seguintes equilíbrios químicos:
Ca 21 (aq) 1 CO 3 22 (aq) F CaCO 3 (s)
CO 3 22 (aq) 1 H 2 O (,) F HCO 3 2 (aq) 1 OH 2 (aq)
HCO 3 2 (aq) 1 H 2 O (,) F H 2 CO 3 (aq) 1 OH 2 (aq)
H 2 CO 3 (aq) F CO 2 (g) 1 H 2 O (,)
Para que as cascas dos ovos das galinhas não
dimi nuam de espessura no verão, as galinhas
devem ser alimentadas:
a) com água que contenha sal de cozinha.
b) com ração de baixo teor de cálcio.
c) com água enriquecida de gás carbônico.
d) com água que contenha vinagre.
e) em atmosfera que contenha apenas gás
carbônico.
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Capítulo 34 Produto de solubilidade
química
química na abordagem
do cotidiano
2
tito
canto
1
revise, relacione E resolva
Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão.
(UFMG) A presença do oxigênio dissolvido é de fundamental importância para a manutenção
da vida em sistemas aquáticos. Uma das fontes de oxigênio em águas naturais é
a dissolução do oxigênio proveniente do ar atmosférico. Esse processo de dissolução leva
a uma concentração máxima de oxigênio na água igual a 8,7 mg/L, a 25 °C e 1 atm.
Um dos fatores que reduz a concentração de oxigênio na água é a degradação de matéria
orgânica. Essa redução pode ter sérias consequências — como a mortandade de peixes,
que só sobrevivem quando a concentração de oxigênio dissolvido for de, no mínimo,
5 mg/L.
1. CALCULE a massa de oxigênio dissolvido em um aquário que contém 52 litros de água
saturada com oxigênio atmosférico, a 25 °C e 1 atm.
2. CALCULE a massa de oxigênio que pode ser consumida no aquário descrito, no
item 1 desta questão, para que se tenha uma concentração de 5 mg/L de oxigênio
dissolvido.
3. A glicose (C 6 H 12 O 6 ), ao se decompor em meio aquoso, consome o oxigênio segundo a
equação
C 6 H 12 O 6 (aq) 1 6 O 2 (aq) # 6 CO 2 (aq) 1 6 H 2 O (,)
CALCULE a maior massa de glicose que pode ser adicionada ao mesmo aquário, para
que, após completa decomposição da glicose, nele permaneça o mínimo de 5 mg/L de
oxigênio dissolvido.
Sugestão de encaminhamento
1.
Interprete o significado do trecho “concentração máxima de oxigênio na água igual a
8,7 mg/L”. Que relação tem essa informação com a “água saturada com oxigênio
atmosférico” mencionada no item 1? Estabeleça uma regra de três entre massa de
oxigênio dissolvido e volume de água e resolva o item 1.
2.
Estabeleça outra regra de três — similar à primeira, mas desta vez considerando que
a concentração de O 2 (aq) seja 5 mg/L — que permita calcular a massa de oxigênio
dissolvido na água do aquário, caso a concentração seja 5 mg/L. Subtraia esse valor do
obtido no item 1 para encontrar a massa de O 2 gasta na “degradação de matéria orgânica”.
Isso responde o item 2.
3.
Use os coeficientes estequiométricos da equação dada para estabelecer uma proporção,
em mols, entre glicose e oxigênio. A seguir, estabeleça a proporção entre massa de glicose
e massa de oxigênio e utilize-a para calcular a massa de glicose que reage com a massa
de oxigênio calculada no item 2. Isso responde o item 3.
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química
química na abordagem
do cotidiano
Tito
Canto
Conteúdo DIGITAL - unidade J
Animações
Conceito de equilíbrio químico
Química 2 > Parte 3 > Unidade J >
Cap. 32
A animação apresenta o conceito de
equilíbrio químico, relacionando-o
à concentração das substâncias
envolvidas. Além disso, apresenta
exemplos de sua ocorrência e
explica a diferença entre equilíbrio
homogêneo e equilíbrio heterogêneo.

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
1
RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS
Unidade A
Capítulo 1 As misturas
Exercícios essenciais
1 Alternativa A.
2 Alternativa E.
3 Alternativa E.
4 Não. Apenas as misturas homogêneas (que apresentam
uma só fase) são chamadas de soluções.
As misturas heterogêneas (mais de uma fase)
não recebem essa designação.
5 Não. Há soluções gasosas (qualquer mistura
de dois ou mais gases) e soluções sólidas (por
exemplo: ouro 18 quilates, usado em joalheria).
6 o ácido sulfúrico/a água
7 Alternativa C.
isso significa que a solução está mais densa
do que deveria. Para reduzir sua densidade,
deve-se acrescentar um pouco do componente
que apresenta densidade menor, que é a água,
até que a solução atinja a densidade desejada,
quando a marca do densímetro coincidirá com
o nível do líquido.
9 Ambas as bolinhas são menos densas que o líquido
do desenho e mais densas que o do desenho
. A bolinha verde é mais densa e a vermelha é
menos densa que o líquido do desenho . Assim,
podemos elaborar o seguinte esquema:
Bolinha vermelha
Bolinha verde
Líquido Líquido Líquido
Densidade
crescente
Decorre que o líquido do desenho é água, o
do desenho é álcool e o do desenho é uma
mistura de ambos.
11 a) 238,10 g /L.
b) 1190,5 g /L ou 1,19 g /cm 3 .
12 217,4 g /dm 3 .
Capítulo 2 Expressando a concentração
das soluções aquosas
Exercícios essenciais
1 800 cm 3 .
2 a) O solvente é a água e o soluto é o hidróxido
de sódio, NaOH.
b) 30 g.
c) 250 mL.
3 Alternativa B.
4 Alternativa C.
5 Alternativa B.
6 Alternativa B.
7 60 mg /L.
8 Uma solução aquosa de H 2 SO 4 , qualquer que
seja sua concentração, apresenta densidade
menor que a do ácido puro e maior que a da
água pura. Como a marca de aferição feita no
densímetro está acima do nível do líquido,
Capítulo 3 Concentração em quantidade
de matéria
Exercícios essenciais
1 soluto/decímetro cúbico (ou litro)/solução
3 a) O soluto é HNO 3 (ácido nítrico) e o solvente é
a água.
b) 0,1 mol.
c) 6,3 g.
d) 0,05 mol.
e) 3,15 g.
f ) 6,3 g/L.
4 Inicialmente, devem-se pesar 34,2 g de sacarose,
quantidade equivalente a 0,10 mol.
A seguir, essa massa deve ser transferida para
um balão volumétrico de 1 L. Nele adiciona-se
um pouco de água destilada e agita-se para
dissolver completamente o sólido. Finalmente,
acrescenta-se água destilada até a marca de
aferição de 1 L.

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
2
5 a) “um molar”.
b) Significa que cada litro de solução contém um
mol de soluto.
c) 1 mol/dm 3 ou 1 mol/L.
6 a) 150 g/L.
b) 5 mL.
c) 1,25 mol.
8 a) 5 · 10 4 mol.
b) 4,9 · 10 2 g.
9 a) 20 mol.
b) 1,96 kg.
10 Alternativa D.
11 Alternativa C.
15 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 Alternativa E.
18 a) M Ca 2 0,05 mol/L
M C 0,10 mol/L
b) M K 0,08 mol/L
M 2 SO4 0,04 mol/L
c) M Na 3,6 mol/L
M 3 PO4 1,2 mol/L
d) M K 0,12 mol/L
M I 0,12 mol/L
e) M K 2 mol/L
M 0 N3 2 mol/L
f) M 3 Ce 0,08 mol/L
M 2 SO4 0,12 mol/L
19 a) 0,3 mol de Ca 2
0,6 mol de C
b) 0,4 mol de K
0,4 mol de NO 3
c) 0,24 mol de Na
3
0,08 mol de PO 4
d) 0,008 mol de Ce 3
2
0,012 mol de SO 4
20 2,85 mg.
22 [K ] 0,01 mol/L e [I ] 0,01 mol/L.
23 0,003 mol/L.
24 [Fe 3 ] 0,2 mol/dm 3 e [SO 4 2 ] 0,3 mol/dm 3 .
Capítulo 4 Outras expressões
de concentração
Exercícios essenciais
1 massa de soluto/massa de solução
2 Na solução que se deseja preparar, deve haver 100 g
de sacarose e 900 g de água, totalizando 1.000 g
(1 kg), dos quais 10% é a massa de soluto e 90% é
a massa de solvente. Assim, devem-se, separadamente,
pesar 100 g de sacarose e 900 g de água.
No caso da água, como medir volume é mais fácil
do que medir massa, pode-se medir o volume de
900 mL, pois a densidade da água pura (1,0 g /mL)
informa que cada mililitro tem massa de 1,0 g.
Adiciona-se a água à sacarose e agita-se para que
o soluto se dissolva.
4 105 g/L.
5 a) H 2 SO 4 () # 2 H (aq) SO 4 2 (aq)
b) Zn 2 HC # ZnC 2 H 2
c) Vamos calcular inicialmente a massa de ácido
nítrico — oxiácido monoprótico citado no texto
— presente em 1 L de solução, a partir dos
valores de densidade (1,4 g/mL) e porcentagem
em massa (63%):
Grandezas: Porcentagem Massa
100% 1.400 g
63% x
V x 882 g
Como a massa molar do HNO 3 é 63 g /mol,
precisamos de 6,3 g desse ácido para preparar
1 L de solução com concentração de
0,1 mol/L.
Portanto, o volume da solução original de
HNO 3 necessário para a preparação é:
Grandezas: Massa Volume
882 g 1 L
6,3 g y
V y 0,0071 L 7,1 mL
7 Alternativa E.
8 Alternativa B.
9 2 ∙ 10 4 ppm.
11 Alternativa C.
12 Alternativa B.
13 Alternativa B.
14 2 mol/L.
H 2
O

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
3
15 Alternativa E.
10 Alternativa D.
16 Alternativa B.
12 Alternativa C.
17 x NaC 0,04
x H2 O 0,96
18 Alternativa C.
13 Alternativa B.
14 a) 0,1 mol/L.
b) O procedimento empregado na embalagem II
foi mais eficiente.
15 Alternativa E.
Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções
sem reação
Exercícios essenciais
1 a) diluição
b) Depois da diluição, a concentração do soluto
é menor do que antes, graças à adição de solvente.
2 a) As moléculas de soluto, pois seu número
permaneceu constante com a adição de solvente.
b) A solução inicial é mais “concentrada” que a
final. A final é mais “diluída” que a inicial.
c) Na preparação de um refresco, para tornar um
café mais forte em mais fraco etc.
3 a) A massa de soluto é igual, pois não se adicionou
soluto.
b) A quantidade em mols de soluto é igual, pois
não se adicionou soluto.
c) O volume de solução é maior no final. Mais
precisamente, o volume final é o dobro do
inicial, pois o volume inicial é 100 mL e a ele
foram adicionados 100 mL de água.
d) A concentração final, em g/L, é a metade da
inicial, pois a massa de soluto permaneceu
constante e o volume dobrou.
e) A concentração final, em mol/L, é a metade da
inicial, pois a quantidade em mols de soluto
permaneceu constante e o volume dobrou.
5 a) É reduzida a um terço do valor inicial.
b) É reduzida a um terço do valor inicial.
6 É reduzido a um terço do valor inicial.
7 Devem ser acrescentados dois copos de água.
8 4 g /L.
9 Para que a concentração em mol/L fique reduzida
a um quarto do valor inicial, o volume deve
ser quadruplicado por adição do solvente água.
O técnico pode colocar os 500 mL em um balão
volumétrico de 2 L e adicionar água destilada até
a marca que existe no gargalo do balão.
16 01 (V); 02 (V); 04 (V); 08 (V); 16 (V); 32 (F)
V Soma dos itens corretos 31
19 Exclusivamente, ao misturar soluções 0,5 mol/L
e 1,0 mol/L, a concentração da solução obtida
terá valor entre 0,5 mol/L e 1,0 mol/L.
Se forem misturados volumes iguais de ambas,
por exemplo, a solução resultante terá concentração
0,75 mol/L. Se forem usados volumes
diferentes, quanto maior o volume de solução
0,5 mol/L, mais a concentração da solução obtida
tenderá ao valor 0,5 mol/L. E quanto maior
o volume de solução 1,0 mol/L, mais a concentração
da solução obtida tenderá ao valor
1,0 mol/L. Porém, a concentração resultante não
poderá ser inferior a 0,5 mol/L nem superior a
1,0 mol/L. Assim sendo:
a) é possível obter uma solução 0,6 mol/L.
b) é possível obter uma solução 0,9 mol/L.
c) não é possível obter uma solução 1,2 mol/L.
20 Alternativa C.
21 1,0 mol/L.
22 V A 0,6 L e V B 0,4 L.
23 1,5 mol/L.
24 Alternativa D.
26 Alternativa C.
Capítulo 6 Estequiometria envolvendo
soluções aquosas
Exercícios essenciais
2 a) HC (aq) NaOH (aq) V
V NaC (aq) H 2 O ()
b) • Cálculo da concentração em quantidade de
matéria do NaOH (aq):
M n 1 /V (m 1 /M 1 )/V V
V M (120 g /40 g mol 1 )/1,0 L V
V M 3,0 mol L 1

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4
A equação da reação fornece as proporções estequiométricas entre ácido clorídrico
e hidróxido de sódio.
1 HC (aq) 1 NaOH (aq)
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
Quantidade
de matéria
de matéria
1 mol 1 mol
M ácido V ácido M base V base V
V M ácido V ácido M base V base
Substituindo valores fornecidos:
M ácido V ácido M base V base
12 mol/L V 3,0 mol L 1 2 L
V ácido 0,5 L
3 Alternativa D.
5 Alternativa E.
7 Vamos determinar a quantidade em mols de ácido presente na solução derramada.
n M V 1,0 mol/L 0,500 L V n 0,50 mol
Vamos agora estabelecer uma relação entre a quantidade em mols de ácido
clorídrico e a massa de bicarbonato de sódio.
NaHCO 3
HC
Proporção: 1 mol 1 mol
Quantidade
Grandezas: Massa
de matéria
84 g 1 mol
V x 42 g
x
0,50 mol
São necessários 42 g de bicarbonato de sódio para neutralizar todo o ácido
derramado. Assim, a massa existente no frasco é suficiente.
8 Primeiramente vamos determinar a quantidade em mols de ácido derramado.
n M V 16 mol/L 5 10 3 L V n 8 10 4 mol
Agora vamos estabelecer uma relação para determinar a massa de hidróxido de
cálcio necessária para neutralizar essa quantidade de ácido.
2 H 3 PO 4 3 Ca(OH) 2
Proporção: 2 mol 3 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 3 74 g
8 10 4 g x
V x 8,9 10 6 g
ou
x 8,9 t
Portanto, a massa de 10 t de cal hidratada é suficiente para realizar a neutralização
do ácido derramado.
9 M(A) 27 g /mol; M(H 2 SO 4 ) 98 g /mol; M[A 2 (SO 4 ) 3 ] 342 g /mol
m (H 2 SO 4 ) 96%
d(H 2 SO 4 ) 1,84 g cm 3
• Cálculo da concentração em quantidade de matéria da solução de H 2 SO 4
C 1.000 d M M 1 V 1.000 1,84 g cm 3 0,96 M 98 g mol 1 V
V 18,02 mol L 1
• Cálculo da quantidade de matéria presente em 57 g de A 2 (SO 4 ) 3
n m/M V n 57 g/342 g mol 1 V n 0,17 mol

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5
a) 2 A 3 H 2 SO 4 V 1 A 2 (SO 4 ) 3 3 H 2
2 A 1 A 2 (SO 4 ) 3
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas: Massa Massa
54 g 342 g
x
57 g
V x 9 g de A
b) 2 A 3 H 2 SO 4 # 1 A 2 (SO 4 ) 3 3 H 2
3 H 2 SO 4 1 A 2 (SO 4 ) 3
Proporção: 3 mol 1 mol
Grandezas: Massa Massa
294 g 342 g
y
57 g
y 49 g de H 2 SO 4
c) 2 A 3 H 2 SO 4 # 1 A 2 (SO 4 ) 3 3 H 2
1 A 2 (SO 4 ) 3 3 H 2
Proporção: 1 mol 3 mol
Grandezas: Massa Volume
342 g 67,2 L
57 g z
z 11,2 L de H 2
d) 1 A 2 (SO 4 ) 3 2 A 3 2
3 SO 4
Proporção: 1 mol 2 mol 3 mol
Grandezas:
Quantidade
Quantidade
Quantidade
de matéria
de matéria
de matéria
1 mol 2 mol 3 mol
0,17 mol x y
x 0,34 mol/L de A 3 ; y 0,51 mol/L de SO 2 4 .
10 Alternativa C.
12 A equação da reação é:
HC (aq) KOH (aq) # KC (aq) H 2 O ()
que fornece a proporção estequiométrica entre HC e KOH.
HC
KOH
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
Quantidade
de matéria
de matéria
1 mol 1 mol
M ácido V ácido
M ácido V ácido
M ácido V ácido M ácido V ácido
Substituindo os valores:
M ácido V ácido M base V base
M ácido 20 mL 0,20 mol/L 30 mL
M ácido 0,30 mol/L
A informação do fabricante não é correta.
13 0,04 mol/L.

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6
14 a) O modelo , pois ainda não há íons C no erlenmeyer.
b) O modelo , pois há íons C no erlenmeyer, mas não há igualdade entre
as quantidades em mol de íons Na e C , o que revela que a quantidade de
ácido adicionada ainda não foi suficiente para reagir completamente com
a quantidade de base inicialmente presente. A indicação OH dentro do erlenmeyer
representa a presença de íons hidroxila provenientes da base que
ainda não foram neutralizados.
c) O modelo , pois há igualdade entre as quantidades em mol de íons Na
e C , o que revela que a quantidade de ácido adicionada foi exatamente a
necessária para reagir com a base inicialmente presente, sem haver excesso
de ácido ou de base.
d) O modelo , que não é resposta dos itens anteriores, corresponde a uma
situação em que se adicionou ácido além do ponto de equivalência, pois há
mais íons C no erlenmeyer do que íons Na . A indicação H dentro do erlenmeyer
representa a presença de íons hidrogênio provenientes do ácido que
não podem ser neutralizados pela base, pois toda ela já foi consumida.
15 São necessários três dados: o volume da solução de base colocada no erlenmeyer,
a concentração da solução de ácido usada como titulante e o volume
dessa solução ácida que é adicionado até chegar ao ponto de equivalência.
17 Alternativa C.
18 Alternativa D.
19 1 AgNO 3 1 NaC # NaNO 3 AgC^
M 0,10 mol/L
V 20 mL
^
n AgNO3 0,002 mol
a) como a proporção na reação é de 1 : 1, significa que nos 10 mL da solução
aquosa de NaC havia 0,002 mol do referido sal.
A concentração em quantidade de matéria do NaC é:
M n__
V ______ 0,002 V M
0,01
NaC 0,2 mol L 1
Cálculo da massa do NaC presente em 1,0 L da solução analisada:
n m___
M
V m n M 0,2 58,5 V m NaC 11,7 g
Assim, podemos escrever:
11,7 g do NaC — 1.000 mL da solução
x — 100 mL da solução (cuja massa é 100 g)
x 1,17 g
Essa solução não pode ser utilizada como soro fisiológico, pois apresenta 1,17%
de NaC em massa.
b) 1 NaC 1 AgNO 3 # 1 NaNO 3 1 AgC
1 mol 1 mol 1 mol
0,002 mol 0,002 mol 0,002 mol
^
n m___ V m n M 0,002 143,5
M
n AgC 0,287 g
21 68,4%.
22 85%.

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7
Estabeleça conexões
1 – Homogênea
2 – Água
3 – Porcentagem em volume
4 – Diluída
5 – Concentração em quantidade de matéria
6 – Diluição
7 – Titulação
Unidade B
Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido
Exercícios essenciais
Nele, a seta corresponde à ebulição da água à
pressão constante de 3,2 kPa, que ocorre à temperatura
de 25 °C.
Já a seta corresponde à ebulição da água à
temperatura constante de 25 °C, que ocorre
à pressão de 3,2 kPa.
10 a) A análise do gráfico nos mostra que os pontos
de ebulição do éter dietílico e do etanol
na cidade de São Paulo (pressão atmosférica
700 mHg) serão, respectivamente,
iguais a 30 °C e 75 °C:
Pressão de
vapor (mmHg)
700
A
B
1 Alternativa B.
2 Alternativa A.
3 Em todos eles é igual, pois o líquido é o mesmo
(acetona) e a temperatura é a mesma (a temperatura
do laboratório).
4 Alternativa A.
30
Temperatura (ºC)
75
5 Alternativa B.
6 Na tabela, o valor mais próximo de 4.000 kPa é
3.973,6 kPa, que corresponde a 250 °C. Esse é,
portanto, um valor aproximado para o ponto de
ebulição da água nesse planeta.
7 a) Aparelho usado para esterilizar materiais por
meio do vapor de água a alta pressão e temperatura.
(A autoclave pode ser comparada a
uma panela de pressão.)
b) A tabela mostra que a 150 °C a pressão de
vapor da água é 475,7 kPa. Essa deve ser, portanto,
a pressão no interior de uma autoclave
em que haja água fervente.
8 A pressão será 3,2 kPa.
Consideremos o gráfico abaixo:
Pressão
b) No gráfico, o ponto correspondente à pressão
de vapor igual a 500 mmHg e temperatura
igual a 50 °C está na região em que o éter
dietílico está na fase gasosa e o etanol está
na fase líquida.
11 0 - Incorreto
1 - Incorreto
2 - Incorreto
3 - Correto
12 Seta , pois representa um aumento de pressão,
graças ao qual a água passa da fase sólida para
a fase líquida.
13 Seta , pois representa um aumento de temperatura,
a pressão constante, que faz com que a
água passe da fase sólida para a fase líquida.
14 Seta , pois representa um aumento de temperatura,
a pressão constante, que faz com que a
água passe da fase líquida para a fase vapor.
3,2 kPa
25 °C Temperatura
15 a) Uma amostra de água na fase vapor, correspondente
ao ponto , é resfriada a pressão
constante. A uma certa temperatura (o ponto
de ebulição nessa dada pressão) sofre condensação
(e durante essa mudança de fase
a temperatura permanece constante). Após
todo o vapor condensar, o líquido continua a

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8
ser resfriado até chegar a uma temperatura (o
ponto de fusão nessa dada pressão) em que
sofre solidificação (e durante essa mudança
de fase a temperatura permanece constante).
Após todo o líquido solidificar, o sólido continua
a ser resfriado até chegar ao ponto .
b) Uma amostra de vapor de água, correspondente
ao ponto , é submetida a um aumento
de pressão a temperatura constante.
Ao chegar a um certo valor de pressão, o vapor
sofre condensação (e durante essa mudança
de fase a pressão permanece constante). Após
todo o vapor condensar, o líquido resultante
continua a ter sua pressão aumentada até
chegar ao ponto .
17 Alternativa C.
Capítulo 8 Propriedades coligativas para
solutos não voláteis
Exercícios essenciais
2
Pressão
Pressão de vapor
da água pura
Pressão de vapor
de solução
3 Alternativa D.
5 Alternativa D.
p
25° C
Água pura
Solução
aquosa de
sacarose
Temperatura
7 A adição de açúcar faz com que a temperatura
necessária para iniciar a fervura do líquido sofra
súbito aumento e, por causa disso, o líquido que
estava em ebulição pare de ferver. Contudo, a
chama do fogão continua a transferir calor para
o líquido. Isso faz com que a temperatura dele
suba gradualmente, até alcançar a temperatura
necessária para o início da ebulição da solução.
Nesse momento se reinicia a fervura.
8 A água do banho-maria atingirá a temperatura
de ebulição da água e permanecerá nessa temperatura
enquanto ocorrer a ebulição (isto é,
enquanto houver água líquida, ou seja, enquanto
houver o banho-maria). Como a água presente
no café tem temperatura de início de ebulição
superior à da água pura (efeito ebulioscópico), o
café não irá ferver.
A afirmação do estudante III é a única correta.
9 a) III, II, I. b) I, II, III. c) III, II, I.
10 O efeito crioscópico do sal dissolvido na água do
mar faz com que o congelamento desse solvente
se inicie a uma temperatura inferior a 0 °C.
11 Alternativa A.
Capítulo 9 Pressão osmótica
Exercícios essenciais
1 a) Da água pura para a solução. O fenômeno é
denominado osmose.
b) É denominada pressão osmótica. Ela deve ser
aplicada sobre o compartimento em que está
a solução.
2 a) No final ele fica com aspecto mais murcho se
comparado ao aspecto inicial.
b) A explicação está no fato de, por osmose, o
pepino perder água para a salmoura.
3 Alternativa B.
4 a) A solução é a mais diluída, pois apresenta
menor efeito tonoscópico, e a solução é a
mais concentrada, pois apresenta maior efeito
tonoscópico.
b) , ,
c) A solução , pois apresenta efeitos coligativos
(no caso, efeito ebulioscópico) mais
acentuados.
d) A solução , pois apresenta efeitos coligativos
(no caso, efeito crioscópico) mais acentuados.
e) A solução , pois apresenta efeitos coligativos
(no caso, pressão osmótica) mais acentuados.
6 Vamos calcular a quantidade em mol de cada
soluto em um litro de solução:
Glicose: n m___
M __________ 18 g
V n 0,10 mol
180 g /mol
Sacarose: n m___
M __________ 18 g
V
342 g /mol
V n 0,053 mol
Assim, a solução de glicose tem maior concentração
em mol/L e, portanto, apresenta maior
pressão osmótica.
7 Alternativa B.
8 Alternativa A.

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9
Capítulo 10 Propriedades coligativas para
soluções eletrolíticas
Exercícios essenciais
1 Alternativa A.
5 Soma 01 08 09.
6 Alternativa B.
7 Alternativa B.
9 a) Numa mesma quantidade de água, a quantidade
de partículas de soluto dissolvida é:
Solução I: 0,4 mol de partículas (íons Mg 2 e
SO 2 4 ).
Solução II: 0,3 mol de partículas (íons K e
SO 2 4 ).
Solução III: 0,5 mol de partículas (íons A 3 e
SO 2 4 ).
Solução IV: 0,2 mol de partículas (íons Zn 2 e
SO 2 4 ).
Portanto, a ordem do efeito crioscópico é: IV
(menos acentuado), II, I, III (mais acentuado).
Então, a ordem crescente de abaixamento da
temperatura de solidificação é IV, II, I, III.
b) A massa molar do K 2 SO 4 é:
M K2 SO 4
39 2 32 1 16 4 174 g /mol
Assim, a massa correspondente a 0,1 mol de
K 2 SO 4 é:
1 mol K 2 SO 4 — 174 g
0,1 mol K 2 SO 4 — x V x 0,1 174 17,4 g
O volume final da solução II é 3 litros. Assim,
a concentração de K 2 SO 4 é:
C _______ m soluto
_____ 17,4 V C 5,8 g /L
V solução 3
12 T C K C W V T C
1,86 °C molal 1 (72 g /180 g mol 1 )/0,8 kg V
V T C 0,93 °C
13 Alternativa D.
14 a) 3,9139 g b) 1,894 atm
15 A temperatura de congelamento da água a 1 atm
é 0 °C. Como a temperatura mínima obtida no
congelador é 5 °C (inferior à temperatura de
congelamento), ocorrerá solidificação no frasco
que contém somente água. Para saber se há solidificação
no outro frasco é preciso determinar
o abaixamento do ponto de solidificação provocado
pela dissolução do sal de cozinha. Esse
valor é inferior à temperatura mínima obtida no
congelador. Assim, não ocorrerá solidificação.
16 Alternativa B.
17 333,33 g.
Estabeleça conexões
1 – Soluto(s)
2 – Osmose
3 – Efeito ebulioscópico
4 – Pressão osmótica
5 – Abaixamento da temperatura de início de congelamento
6 – Diagrama de fases
7 – Osmose reversa
Unidade C
Capítulo 11 Número de oxidação
Exercícios essenciais
2 a) zero m) N 3, F 1
b) zero n) H 1, N 3, O 2
c) zero o) H 1, N 5, O 2
d) H 1, F 1 p) H 1, S 2
e) C 4, H 1 q) zero
f ) C 2, H 1, F 1 r) S 4, O 2
g) C zero, H 1, F 1 s) S 6, O 2
h) C 2, H 1, F 1 t) H 1, C 1
i) C 4, F 1 u) H 1, C 1, O 2
j) C 4, O 2 v) H 1, C 3, O 2
k) H 1, C zero, O 2 w) H 1, C 5, O 2
l) N 3, H 1 x) H 1, C 7, O 2
3 Alternativa A.
4 O maior número de oxidação possível para o
carbono é 4, o que ocorre quando ele estabelece
quatro ligações com átomos de elementos mais
eletronegativos que ele. Exemplos: CC 4 e CO 2 .
E o menor número de oxidação possível é 4,
quando ele se combina apenas com elementos
menos eletronegativos que ele. Exemplo: CH 4 .
5 O maior número de oxidação possível para um
elemento ocorre quando ele estabelece todas
as ligações possíveis com átomos de elementos
mais eletronegativos. E o menor ocorre quando
ele o faz apenas com elementos menos eletronegativos.
a) Nitrogênio tem número de oxidação máximo
5 (ex.: HNO 3 ) e mínimo 3 (ex.: NH 3 ).
b) Enxofre tem número de oxidação máximo 6
(ex.: H 2 SO 4 ) e mínimo 2 (ex.: H 2 S).
c) Cloro tem número de oxidação máximo 7
(ex.: HCO 4 ) e mínimo 1 (ex.: HC).

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10
6 Alternativa C.
m) N 3, F 1
8 a) zero; é substância simples
b) zero; é substância simples
c) zero; é substância simples
d) H 1, F 1
H F
1 1
1 1 zero
e) C 4, H 1
C H 4
4 1
4 4 zero
n) H 1, N 3, O 2
o) H 1, N 5, O 2
N F 3
3 1
3 3 zero
H N O 2
1 3 2
1 3 4 zero
H N O 3
1 5 2
1 5 6 zero
f ) C 2, H 1, F 1
p) H 1, S 2
C H 3 F
H 2
S
2 1 1
1
2
2 3 1 zero
2 2 zero
g) C zero, H 1, F 1
C H 2 F 2
0 1 1
0 2 2 zero
h) C 2, H 1, F 1
C H F 3
2 1 1
2 1 3 zero
i) C 4, F 1
C F 4
4 1
4 4 zero
j) C 4, O 2
C O 2
4 2
4 4 zero
k) H 1, C zero, O 2
H 2 C O
1 0 2
2 0 2 zero
l) N 3, H 1
N H 3
3 1
3 3 zero
q) zero; é substância simples
r) S 4, O 2
S O 2
4 2
4 4 zero
s) S 6, O 2
S O 3
6 2
6 6 zero
t) H 1, C 1
H C
1 1
1 1 zero
u) H 1, C 1, O 2
H C O
1 1 2
1 1 2 zero
v) H 1, C 3, O 2
H C O 2
1 3 2
1 3 4 zero
w) H 1, C 5, O 2
H C O 3
1 5 2
1 5 4 zero

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11
x) H 1, C 7, O 2
H C O 4
1 7 2
1 7 8 zero
H S O 4
1 6 2
1 6 8 1
9 HCO 4 — — — per...ico
7
HCO 3 H 2 SO 4 HNO 3 H 3 PO 4 ...ico
5 6 5 5
HCO 2 H 2 SO 3 HNO 2 H 3 PO 3 ...oso
3 4 3 3
HCO — — H 3 PO 2 hipo...oso
1
Em princípio, duas relações lógicas podem ser
elaboradas.
Em uma delas, atribui-se o nome per...ico quando
o número de oxidação do elemento central for
7, ...ico quando for 6 ou 5, ...oso quando
for 4 ou 3 e hipo...oso quando for 1.
Em outra relação, atribui-se o nome ...ico
quando o elemento central estiver com o número
de oxidação máximo que lhe for possível,
...oso quando for duas unidades menor que o
máximo e hipo...oso quando for quatro unidades
menor. O caso do grupo 17 (halogênios)
teria um tratamento diferente, atribuindo-se
per...ico quando o número de oxidação for o
máximo possível (7), ...ico quando for duas
unidades abaixo dele, ...oso quando for quatro
e hipo...oso quando for seis.
11 É o mesmo: 4
H 2 C O 3
1 4 2
2 4 6 zero
H C O 3
1 4 2
1 4 6 1
C O 3
2
4
2
4 6 2
12 É o mesmo: 6
H 2 S O 4
1 6 2
2 6 8 zero
1
S O 4
2
6
2
6 8 2
13 É o mesmo: 5
H 3 P O 4
1 5 2
3 5 8 zero
H P O 3
1 5 2
1 5 6 zero
H 4 P 2 O 7
1 5 2
4 10 14 zero
14 Por meio da fórmula estrutural, determinamos
que os carbonos do propano apresentam número
de oxidação 3, 2 e 3. Por meio das regras
chega-se a 8__
3 : C 3 H 8
8__
3
1
8 8 zero
O valor 8__ é a média aritmética de 3, 2 e 3.
3
Somando-se esses três valores e dividindo-os
por 3, obtemos 8__
3 .
Por meio da fórmula estrutural, determinamos
que os carbonos do butano apresentam número
de oxidação 3, 2, 2 e 3. Por meio das regras,
chega-se a ___ 10 , ou
5__
, ou, ainda, –2,5:
4 2
C 4 H 10
2,5 1
10 10 zero
O valor 2,5 é a média aritmética de 3, 2,
2 e 3. Somando-se esses quatro valores e
dividindo-os por 4, obtemos 2,5.

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12
Capítulo 12 Reações de oxirredução
Exercícios essenciais
2 HC NaOH # NaC H 2 O
Esse processo não é de oxirredução, pois o número de oxidação dos elementos
não se altera: H 1, C 1, Na 1 e O 2 em ambos os membros da equação.
3 a) Chumbo Pb.
Enxofre S.
b) PbS 4 H 2 O 2 # PbSO 4 4 H 2 O
c) Sim. A transformação do sulfeto de chumbo em sulfato de chumbo
pela ação do peróxido de hidrogênio é uma reação de oxirredução, pois
ocorre com variação dos números de oxidação.
4 Carbono e oxigênio. O carbono tem seu número de oxidação alterado de 4
para zero (redução) e o oxigênio, de 2 para zero (oxidação).
5 Alternativa C.
6 Alternativa A.
7 a) KCO 3 3 Mg KC 3 MgO
5 5
redução
0
oxidação
1
2
Houve transferência de elétrons do Mg (sofre oxidação, o N OX aumenta) para o
C (sofre redução, o N OX diminui).
b) Abaixo o modelo de uma molécula P 4
P
P
P
P
8 Alternativa B.
10 a)
2Ag (aq) Cu 0 (s) 2Ag 0 (s) Cu 2 (aq)
redução
oxidação
b)
2 K 0 (s) C 2 (g) 2 K (aq) 2 C (aq)
oxidação
redução
c)
Mg 0 (s) Fe 2 (aq) Mg 2 (aq) Fe 0 (s)
oxidação
redução

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2
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13
d) Zn 2 (aq) Cu 0 (s) Zn 0 (s) Cu 2 (aq)
redução
oxidação
11 a) Ag : espécie oxidante.
Cu: espécie redutora.
b) C 2 : espécie oxidante.
K: espécie redutora.
c) Fe 2 : espécie oxidante.
Mg: espécie redutora.
d) Zn 2 : espécie oxidante.
Cu: espécie redutora.
12 a)
Zn 2 Ag 2 Ag
Zn 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: Ag .
Espécie redutora: Zn.
b) K Fe # não ocorre reação.
O K não é capaz de oxidar o Fe a Fe 2 , sofrer redução e se transformar em K.
c) HC Ni NiC 2 H 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: HC.
Espécie redutora: Ni.
d) Ag 2 H # não ocorre reação.
O H não é capaz de oxidar o Ag a Ag , sofrer redução e se transformar em
H 2 .
e) 2 AgNO 3 Cu 2 Ag Cu(NO 3 ) 2
oxidação
redução
Espécie oxidante: AgNO 3 .
Espécie redutora: Cu.
f ) Cu NaC # não ocorre reação.
O Na do cloreto de sódio não é capaz de oxidar o Cu a Cu 2 , sofrer redução
e se transformar em Na.
13 Alternativa E.
14 Alternativa D.
15 a) Do elemento químico oxigênio.
b) Porque uma mesma substância reagente contém o elemento que se oxida
e que se reduz.

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Capítulo 13 Balanceamento de equações de oxirredução
Exercícios essenciais
2 a) Oxidante: O 2 ; redutor H 2 S.
b) 2 H 2 S 3 O 2 # 2 SO 2 2 H 2 O
3 a) Oxidante: MnO 2 ; redutor H 2 C 2 O 4 .
b) 1 MnO 2 1 H 2 C 2 O 4 1 H 2 SO 4 # 1 MnSO 4 2 CO 2 2 H 2 O
5 4 FeS 6 H 2 O 3 O 2 # 4 Fe(OH) 3 4 S
6 1 CO 2 I 2 H # 1 C 1 I 2 1 H 2 O
7 Alternativa A.
8 Alternativa C.
9 a)
redução 5 2 10
2 IO 3
5 HSO 3 1 I 5 SO 2 4
2
5 4 0
6
3 H 1 H 2 O
oxidação 2 1 2
Agente oxidante: IO 3; agente redutor: HSO 3
b) 15,6 t
Estabeleça conexões
1 – Eletronegatividade
2 – Produto(s)
3 – Zero (nula)
4 – Aumento do número de oxidação
5 – Iguais
6 – Oxidação
7 – Redução
8 – Recebimento (ganho) de elétrons
Unidade D
Capítulo 14 Celas galvânicas (pilhas)
Exercícios essenciais
2 a) O eletrodo de cobre é o ânodo e o de prata é o cátodo.
b) O eletrodo de cobre é o polo negativo e o de prata é o positivo.
c) A espécie que se oxida é o cobre metálico, Cu 0 , e a que se reduz é o cátion
prata, Ag .
d) Cu (s) # Cu 2 (aq) 2 e
e) Ag (aq) e # Ag (s)
f ) Cu (s) # Cu 2 (aq) 2 e
2 Ag (aq) 2 e # 2 Ag (s)
Cu (s) 2 Ag (aq) # Cu 2 (aq) 2 Ag (s)

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g) Da placa de cobre para a placa de prata.
h) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de cobre
para a de prata e o de ânions é da semicela
de prata para a de cobre.
3 a) O ânodo é o eletrodo de zinco e o cátodo é o
eletrodo de níquel.
b) O polo negativo é o eletrodo de zinco e o polo
positivo é o eletrodo de níquel.
c) A espécie que se oxida é o zinco metálico,
Zn 0 , e a espécie que se reduz é o cátion níquel
(II), Ni 2 .
d) A placa de zinco sofre corrosão, em função
da oxidação de Zn 0 a Zn 2 , que passa para a
solução.
e) Níquel sólido se deposita sobre a placa de níquel,
em função da redução de Ni 2 da solução
a Ni 0 .
f) Zn (s) # Zn 2 (aq) 2 e
g) Ni 2 (aq) 2 e # Ni (s)
h) Zn (s) # Zn 2 (aq) 2 e
Ni 2 (aq) 2 e # Ni (s)
Zn (s) Ni 2 (aq) # Zn 2 (aq) Ni (s)
i) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de
zinco para a de níquel e o de ânions é da semicela
de níquel para a de zinco.
4 Alternativa D.
5 Alternativa D.
6 Alternativa D.
Capítulo 15 Potencial-padrão de semicela e
suas aplicações
Exercícios essenciais
2 0,77 V.
4 a) A comparação entre os potenciais de semicela
indica que a prata tem maior tendência
a se reduzir e que o zinco tem maior
tendência a se oxidar. Assim, o ânodo (em
que ocorre oxidação) é o eletrodo de zinco
e o cátodo (em que ocorre redução) é
o eletrodo de prata.
b) O eletrodo de zinco é o polo negativo e o de
prata é o positivo.
c) A espécie que se oxida é o zinco metálico, Zn 0 ,
e a que se reduz é o cátion prata, Ag .
d) Zn (s) # Zn 2 (aq) 2 e
e) Ag (aq) e # Ag (s)
f ) Zn (s) # Zn 2 (aq) 2 e
2 Ag (aq) 2 e # 2 Ag (s)
Zn (s) 2 Ag (aq) # Zn 2 (aq) 2 Ag (s)
g) Da placa de zinco para a placa de prata.
h) O fluxo efetivo de cátions é da semicela de zinco
para a de prata e o de ânions é da semicela
de prata para a de zinco.
i) E° E° eletrodo que recebe elétrons E° eletrodo que perde elétrons
E° 0,80 V (0,76 V)
E° 1,56 V
5 Os potenciais revelam que o alumínio (menor E°)
tem maior tendência a se oxidar e que o cobre
(maior E°) tem maior tendência a se reduzir.
Assim, o ânodo será o eletrodo de alumínio,
no qual A 0 passará a A 3 , e o cátodo será o
eletrodo de cobre, no qual Cu 2 passará a Cu 0 .
Isso foi corretamente representado apenas
pelo aluno 1.
6 2 A (s) 3 Cu 2 (aq) # 2 A 31 (aq) 3 Cu (s)
7 a) Átomos de cobre metálico do fio, Cu 0 , sofreram
oxidação passando a Cu 2 , enquanto íons prata
da solução, Ag , sofreram redução passando
a Ag 0 e depositando-se sobre o fio.
Cu (s) # Cu 2 (aq) 2 e
2 Ag (aq) 2 e # 2 Ag (s)
Cu (s) 2 Ag (aq) # Cu 2 (aq) 2 Ag (s)
b) Sim, pois há alteração do número de oxidação
de elementos envolvidos.
c) O agente oxidante é o íon prata, Ag , e o agente
redutor é o cobre metálico, Cu 0 .
d) 0,46 V.
8 a) oxidante Ag ; redutor Zn
b) oxidante Cu 2 ; redutor Ni
c) oxidante C 2 ; redutor Mg
9 a) Função oxidante # N OX passa de 3 para 0.
b) Função redutora # N OX passa de 0 para 2.
c) Função redutora # N OX passa de 1 para 0.
d) Função oxidante # N OX passa de 1 para 0.
e) Função redutora # N OX passa de 0 para 1.
10 Alternativa D.
12 a) O poder oxidante de uma substância (isto é,
a tendência de essa substância atuar como
agente oxidante) é tanto maior quanto maior
for a tendência de ela sofrer redução. E a tendência
a sofrer redução aumenta na mesma
ordem em que aumenta E°.

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Portanto, a ordem crescente de poder oxidante
é:
I 2 , Br 2 , C 2 , F 2
b) O poder redutor de uma espécie química (isto
é, a tendência de essa substância atuar como
agente redutor) é tanto maior quanto maior
for a tendência de ela sofrer oxidação. E a tendência
a sofrer oxidação aumenta na mesma
ordem em que diminui E°.
Portanto, a ordem crescente de poder redutor
é:
F , C , Br , I
13 a) Se o metal é corroído pelos íons H , isso significa
que o elemento hidrogênio se reduz de
H a H 2 e que o metal se oxida de substância
simples a cátion.
Os potenciais apresentados revelam que, dos
metais apresentados, aqueles com tendência
maior que o hidrogênio para sofrer oxidação
são magnésio, zinco, ferro e chumbo.
b) Os metais mais nobres que o hidrogênio, dentre
os apresentados, são cobre, prata e ouro,
pois apresentam menor tendência a se oxidar
que o hidrogênio.
14 A tendência a sofrer oxidação aumenta na ordem
em que diminui E°. Assim, a ordem crescente de
tendência a se oxidar é:
Au, Ag, Cu, Pb, Fe, Zn, Mg
15 Quanto maior a reatividade do metal, maior sua
tendência a sofrer oxidação.
17 Alternativa A.
18 Alternativa B.
20 Alternativa A.
21 Alternativa C.
24 Alternativa C.
25 Alternativa C.
4 Soma 02 04 16 22.
6 Alternativa C.
7 1, 2 e 4.
9 a) Zn (s) t# Zn 2 (aq) 2 e
b) 2 NH 4 (aq) 2 MnO 2 (s) Zn (s) #
# Mn 2 O 3 (s) H 2 O () 2 NH 3 (aq) Zn 2 (aq)
E° 1,50 V
c) 3,16 g.
Estabeleça conexões
1 – Pilha
2 – Semicelas
3 – Ânodo
4 – Cátodo
5 – volt (V)
6 – Eletrodo-padrão de hidrogênio
7 – Corrente elétrica
Unidade E
Capítulo 17 Celas eletrolíticas
Exercícios essenciais
1 Alternativa E.
3 No ânodo é produzido cloro (oxidação de C a C 2 )
e no cátodo é produzido magnésio (redução de Mg 2
a Mg 0 ).
4 a) A 3 e O 2
b) Os íons alumínio (A 3 ) se transformam em
alumínio metálico (A 0 ) e os íons óxido(O 2 )
se transformam em gás oxigênio (O 2 ).
5 Alternativa D.
6 Alternativa C.
7 Alternativa B.
8 Alternativa C.
Capítulo 16 Pilhas e baterias comerciais
Exercícios essenciais
1 a) Três respostas possíveis: Zn, MnO 2 e H 2 O.
b) II.
c) I.
2 Alternativa A.
10 Porque ao realizar a eletrólise de uma solução
aquosa de um eletrólito cujo cátion seja Na , K ,
Mg 2 ou A 3 a substância produzida no cátodo
será o gás hidrogênio (proveniente da redução
do H da água) e não o metal desejado.
11 Está correta. Numa cela eletrolítica, o polo positivo
é aquele que atrairá os ânions que, em sua
superfície, perderão elétrons e sofrerão oxidação.
E o eletrodo em que ocorre oxidação é o ânodo.

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12 Alternativa E.
14 a)
H H C C # 2 H C
H 2 0
b) HC (g) **( HC (aq)
c) 2 NaC # 2 Na 2 C
2 H 2 O # 2 H 1 2 OH
2 C # C 2 2 e
2 H 2 e # H 2
2 NaC H 2 O # 2 Na 2 OH H 2 C 2
d) Há formação de hidróxido de sódio
2 Na 2 OH # 2 NaOH
15 a) A: hidrogênio (H 2 ); B: oxigênio (O 2 ).
b) Permanecerá neutro (admitindo que esteja
neutro no início), pois não há consumo global
de H nem de OH na eletrólise, como se pode
perceber pela equação global.
10 a) Ferro, de 3 para zero.
b) O monóxido de carbono, que contém o elemento
que se oxida (carbono).
11 a) SnO 2 2 CO # Sn 2 CO 2
b) bronze.
12 a) Nenhuma delas, seu número de oxidação é 2
em ambos os membros da equação.
b) Redução, de 2 para zero.
c) Ferro galvanizado.
d) Latão.
13 I. PbS 3__
2 O 2 # PbO SO 2
II. PbO CO # Pb CO 2
14 a) Redução, de 3 para zero.
b) O agente redutor é o alumínio metálico, pois
sofre oxidação.
Capítulo 18 Aplicações da eletrólise e
noções de metalurgia
Exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Alternativa A.
3 a) No eletrodo A (cátodo), pois, nele, os elétrons
provenientes do gerador provocam a redução
de Cu 2 a Cu 0 .
b) A cor da solução terá permanecido igual. Isso
porque, para cada íon Cu 2 produzido em B
(onde Cu 0 se oxida a Cu 2 ), um íon Cu 2 é consumido
em A (onde Cu 2 se reduz a Cu 0 ), o que
faz com que a concentração de íons cobre (II)
permaneça constante na solução.
4 Alternativa D.
5 22,4 L de H 2 (g).
Cl (aq) H 2 O (l) # ClO (aq) H 2 (g)
6 Alternativa D.
7 1. Ag, Au, Cu, Hg e Pt.
2. A, K, Mg e Na.
3. Cr, Fe, Mn, Pb, Sn e Zn.
8 a) Oxidação: enxofre; redução: prata e oxigênio.
b) Oxidação: enxofre; redução: mercúrio e oxigênio.
9 Cu 2 S O 2 # 2 Cu SO 2
. 15 3 MnO 2 4 A # 3 Mn 2 A 2 O 3
16 Fe 2 O 3 2 A # 2 Fe A 2 O 3
17 O alumínio é um elemento químico metálico de
símbolo A que forma uma substância simples
de fórmula A (ou A 0 ). Essa substância é obtida
por eletrólise ígnea do óxido de alumínio, A 2 O 3 ,
chamado de alumina. A alumina é encontrada
na natureza, misturada com outras substâncias,
no minério chamado bauxita.
18 O processo de obtenção do alumínio envolve a
eletrólise ígnea do óxido de alumínio, que consome
grande quantidade de energia elétrica.
O preço da energia elétrica é, portanto, essencial
para que a produção do alumínio seja viável.
Capítulo 19 Estequiometria das reações
eletroquímicas
Exercícios essenciais
1 Alternativa E.
3 a) Cr 3 (aq) 3 e # Cr (s)
b) Sobre a peça a ser cromada deve ocorrer a
redução dos íons crômio (III). Portanto, a peça
deve ser ligada ao polo negativo, pois é esse o
polo do gerador que emite elétrons.
c) 104 g.
4 a) 2 Au 3 (aq) 6 C (aq) # 3 C 2 (g) 2 Au° (s)
b) 59 min.

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5 Teremos as seguintes reações
fusão
2 A 2 O 3 (s) *( 4 A 3 () 6 O 2 ()
Cátodo; polo (): 4 A 3 () 12 e *( 4 A ()
Ânodo; polo (): 6 O 2 () *( 3 O 2 (g) 12 e
2 A 2 O 3 (s) # 4 A () 3 O 2 (g)
(global)
Como Q dt, então:
Q 1 10 5 2,88 10 5 2,88 10 10 C
1 A 3 3 e ***( 1 A 0
3 mol elétrons 27 g A
3 9,6 10 4 C 27 g A
2,88 10 10 C m (A)
m(A) 2,7 10 6 g 2,7 t (A)
b)
1 t (A reciclado)
____________________
0,05 t (A eletrólise) 20
7 Alternativa E.
8 a) 9,65 10 4 C, pois essa é a constante de Faraday, que corresponde à carga
elétrica (em módulo) de um mol de elétrons.
b) A unidade de corrente elétrica no sistema internacional, o ampère (A), equivale
a coulomb por segundo. Assim, vamos determinar quantos coulombs
de carga atravessam o circuito por segundo.
Grandezas: Carga Tempo
9,65 10 4 C 3.600 s
V x 26,8 C
x
1 s
Então, se 26,8 C de carga atravessam o circuito por segundo, a corrente elétrica
nesse circuito é de 26,8 A.
9 A carga envolvida na questão anterior é de um mol de elétrons. Assim, podemos
estabelecer uma relação entre quantidade de elétrons e massa de metal, que
nos permite concluir que a massa depositada é maior no caso da prata.
Deposição de prata: Ag e # Ag 0
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
e Ag 0
Proporção: 1 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
1 mol 108 g
1 mol x
Deposição de cobre: Cu 2 2 e # Cu 0
V
x 108 g
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
2 e Cu 0
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 63,5 g
V y _____ 63,5
1 mol y
2 g

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Deposição de zinco: Zn 2 2 e # Zn 0
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
2 e Zn 0
Proporção: 2 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
2 mol 65,4 g
V z _____ 65,4
1 mol z
2 g
Deposição de alumínio: A 3 3 e A 0
Pelos coeficientes, estabelecemos a proporção:
3 e A 0
Proporção: 3 mol 1 mol
Grandezas:
Quantidade
de matéria
Massa
3 mol 27 g
1 mol w
V w 27
3 g
10 CuSO 4 (s) # Cu 2 (aq) SO 2 4 (aq)
De acordo com essa equação, os coeficientes de CuSO 4 (s) e SO 2 4 (aq)
são iguais. Portanto, em uma solução 0,10 mol L 1 , temos:
b) 3860 s.
[SO 4 2– ] 0,10 mol L 1
11 50 minutos.
13 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 0,10 mol.
19 Alternativa B.
20 Alternativa D.
21 Alternativa C.
23 Alternativa B.
25 a) A 3 3 e # A 0 b) 162 kg.
26. a) A 2 O 3 2 NaOH 3 H 2 O # 2 NaA (OH) 4
b) Fe 2 O 3 e A 2 O 3
Fe 2 O 3 6 HC # 2 FeC 3 3 H 2 O
A 2 O 3 6 HC # 2 AC 3 3 H 2 O
c) Em uma cuba, teremos uma corrente igual a n para produzir a mesma
quantidade de A.
27 Alternativa B.
28 Alternativa D.

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Estabeleça conexões
13
H
1 – Eletrólise
2 – Ânodo
3 – Cátodo
4 – Substância iônica fundida (derretida)
5 – Eletrólise ígnea
H i
H f
2 H (g)
H 53,0 kJ
H 2 (g) I 2 (g)
6 – Carga que atravessa o circuito
7 – ampère (A)
Unidade F
Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia
Exercícios essenciais
2 Alternativa E.
3 Alternativa B.
5 a) ZnS (s)
3__
2 O 2 (g) # ZnO (s) SO 2 (g)
b) ZnO (s) C (s) # Zn (v) CO (g)
2
Elemento carbono sofre oxidação, pois tem
seu Nox aumentado de 0 para 2.
Elemento zinco sofre redução, pois tem seu
Nox diminuído de 2 para 0.
c) No início da destilação fracionada, a mistura
encontrava-se no estado líquido. Com o
aquecimento, ocorre o processo de vaporização
da mistura (processo endotérmico); em
seguida ocorre o processo da condensação ou
liquefação (processo exotérmico); finalmente
ocorre o processo da solidificação (processo
exotérmico).
6 Alternativa E.
7 F, V, F.
0 0
oxidação
redução
2
H
14 Quando um mol de etanol líquido reage, a
pressão constante, com três mols de oxigênio
gasoso produzindo dois mols de gás carbônico
e três mols de água líquida ocorre liberação de
1.367 kJ de energia.
15 Alternativa B.
16 a) Falso.
b) Verdadeiro.
c) Verdadeiro.
d) Falso.
17 a) KNO 3 (s) # K (aq) NO 3 (aq)
b) Não, pois se há resfriamento é porque o processo
absorve calor do líquido e do frasco
sendo, portanto, endotérmico.
18 Pacote amarelo, pois haverá liberação de calor
(reação exotérmica).
19 Alternativa E.
20 Alternativa E.
21 a) carbono diamante
b) carbono diamante
22 Alternativa D.
23 a) O diferente estado físico do produto.
b)
291,8 kJ 285,8 kJ 241,8 kJ
H 2 (g)
1
2
O 2 (g)
8 Alternativa C.
9 C 2 H 6 O () # C 2 H 6 O (g) H 143,5 kJ
10 São endotérmicos: I, II e V.
H 2 O (g)
H 2 O ()
H 2 O (s)
São exotérmicos: III, IV e VI.
11 Alternativa B.
24 Alternativa B.

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21
Capítulo 21 Lei de Hess e entalpias-padrão de combustão
e de formação
Exercícios essenciais
1
H
C
H 2 35 kJ
H total 60 kJ
B
H 1 25 kJ
A
2
H
X
H 3 20 kJ
Y
H 4 40 kJ
H total 60 kJ
Z
3
H
T
H 6 30 kJ
U
H 5 60 kJ
H total 30 kJ
S
5 a) 0,3 kJ.
b) H
0,3 kJ
S (monoclínico)
S (rômbico)
O 2 (g)
O 2 (g)
297,1 kJ
296,8 kJ
SO 2 (g)
7 179 kJ.
8 1.175 kJ.

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22
9 Alternativa C.
10 143 kJ.
11 334 kJ.
12 204 kJ.
13 a) SiO 2 (s) 2 Mg (s) # Si (s) 2 MgO (s)
b) 292,7 kJ.
14 94 kcal/mol.
15 Alternativa A.
16 Alternativa C.
17
H
CH 4 (g)
2 O 2 (g)
H o c
< 0
(exotérmica)
CO 2 (g)
2 H 2 O ()
19 a) C 2 H 5 OH () 3 O 2 (g) # 2 CO 2 (g) 3 H 2 O ()
H 0 1.368 kJ/mol.
b) A reação de combustão do etanol é exotérmica porque apresenta variação
de entalpia negativa.
20 É possível determinar o valor do ∆H° de vaporização aplicando a Lei de Hess.
Para isso, deve-se somar a equação de combustão do octano líquido com o
inverso da equação de combustão do octano gasoso.
C 8 H 18 () 25
2 O 2 (g) # 8 CO 2 (g) 9 H 2 O () H° 1 5.470,5 kJ
8 CO 2 (g) 9 H 2 O () # C 8 H 18 (g) 25
2 O 2 (g) H° 2 5.512,0 kJ
C 8 H 18 () # C 8 H 18 (g) H° H 1 ° H 2 °
H° 41,5 kJ
21 Alternativa D.
23 852 kJ.
24 a) Verdadeira. b) Falsa. c) Falsa. d) Falsa.
25 198 kJ.
27 85 kJ/mol.
28 240 kJ/mol.
29 520 kJ/mol.
30 É endotérmica (H 0 1.368 kJ/mol).
31 Alternativa B.

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23
Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos estequiométricos
da Termoquímica
Exercícios essenciais
1 Quanto maior a energia de uma ligação, maior a energia necessária para romper
essa ligação, o que indica que mais forte ela é.
2 a) A força cresce na ordem em que cresce a energia de ligação:
HI (299 kJ/mol) HBr (366 kJ/mol) HC (431 kJ/mol) HF (565 kJ/mol).
b) I 2 (151 kJ/mol) F 2 (158 kJ/mol) Br 2 (193 kJ/mol) C 2 (242 kJ/mol).
3 Elaborando as fórmulas estruturais, podemos perceber que no etano há ligação
simples entre os carbonos, no eteno há ligação dupla e no etino há ligação
tripla.
H H
H H
H
C
C
H
C
C
H
C
C
H
Assim, de acordo com os dados tabelados, os carbonos estão mais fortemente
unidos no etino.
6 Assim, a síntese da água libera maior quantidade de calor.
7 184 kJ.
8 115 kJ.
9 a) N 2 (g) 3 H 2 (g) # 2 NH 3 (g)
b) 76 kJ.
c) 91,8 kJ.
d) Os valores calculados não são iguais. A diferença deve-se ao fato de o método
usado no item B ser aproximado, pois alguns valores de energia de ligação
são a média obtida em várias moléculas. (Além disso, são ignoradas as interações
entre as moléculas, pois o conceito de energia de ligação envolve
apenas a quebra e a formação das ligações interatômicas, admitindo-se que
a molécula esteja livre da interação com outras moléculas. Na prática, mesmo
no estado gasoso, há alteração nas interações intermoleculares quando
comparamos reagentes e produtos, cujo efeito global sobre o H pode não
ser desprezível.)
10 Alternativa A.
11 Alternativa B.
15 a) 15,6 kJ.
b) 3,7 kcal.
H
H
H
etano eteno etino
H
16 Alternativa C.
17 a) H 2 (g)
1__
2 O 2 (g) # H 2 O (v)
b) 4,5 10 5 kg.

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QUÍMICA NA ABORDAGEM
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2
TITO
CANTO
24
18 a) 7,3 10 5 L
b) No desastre do Hindemburg.
• Condição estabelecida na questão 3:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
8,1 10 6 mol 4,05 10 6 mol 8,1 10 6 mol
• Condição estabelecida na questão 5:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
4 g 32 g 36 g
1,04 10 8 g 8,32 10 8 g
• Cálculo das quantidades de matéria de cada reagente:
Grandezas: Massa (H 2 ) Quantidade
de matéria (H 2 )
2 g 1 mol
1,04 10 8 g x
x 5,2 10 7 mol de H 2
Grandezas: Massa (O 2 ) Quantidade
de matéria (O 2 )
32 g 1 mol
8,32 10 8 g y
y 2,6 10 7 mol de O 2
• Comparando as proporções:
2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (g)
Proporção: 2 mol 1 mol 2 mol
5,2 10 7 mol 2,6 10 7 mol 5,2 10 7 mol
Assim é possível concluir que quanto maior a quantidade de reagentes, maior
será o calor liberado na reação. Nesse caso o voo da nave espacial libera maior
quantidade de energia.
19 Segundo a reação dada, 3 mol de H 2 liberam em reação com o benzeno
205 kJ/mol de energia. Para 1 mol de H 2 a energia liberada seria 88,3 kJ.
Estabeleça conexões
1 – Calorímetro
2 – Exotérmica
3 – Endotérmica
4 – H 0
5 – Absorve calor
6 – Libera calor
Unidade G
Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações
Exercícios essenciais
2 a) 0,20 mol/s b) 0,050 mol/s
3 Alternativa E.

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QUÍMICA NA ABORDAGEM
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2
TITO
CANTO
25
4 Alternativa B.
8 Alternativa D.
5 Alternativa B.
9 Alternativa C.
6 A velocidade não é constante, porque a relação
|[HI]|/t é diferente em diferentes intervalos de
tempo.
7 Alternativa C.
8 Alternativa B.
9 Alternativa B.
11 Alternativa C.
12 a) No caso da amostra IV, pois |m|/t é maior.
b) No caso da amostra I, pois a massa de magnésio
que reage é maior.
13 Alternativa C.
14 Alternativa A.
15 Alternativa D.
16 Alternativa E.
17 Alternativa C.
19 Alternativa A.
20 Alternativa B.
21 A reação II, pois, para as duas horas iniciais, tem
maior valor de |V|/t.
22 Alternativa A.
10 Alternativa D.
11 Alternativa B.
12 Alternativa A.
13 Alternativa C.
15 Alternativa E.
16 O enunciado dá a entender que ocorre uma
reação química entre o material da mancha e
o vinagre. Para aumentar a velocidade dessa
reação, pode-se usar água quente (aumento de
temperatura) ou colocar mais vinagre na mesma
quantidade de água (aumento da concentração
de reagente). Ambos os procedimentos aumentam
a frequência de colisões efetivas.
17 Na panela de pressão, a água fervente atinge uma
temperatura mais alta do que na panela aberta,
e essa maior temperatura aumenta a velocidade
das reações envolvidas no cozimento.
18 Alternativa E.
19 Alternativa A.
21 a) Duas vezes.
b) Quatro vezes.
c) Oito vezes.
22 a)
Teor de
vitamina C
Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez
das reações
Exercícios essenciais
1 No local da combustão, há diminuição da [O 2 ].
O vento repõe o O 2 , provocando aumento da
[O 2 ] e aumentando a velocidade da combustão,
alastrando o incêndio mais rapidamente.
2 Ao abanar, ar externo é conduzido ao interior da
churrasqueira. Isso provoca aumento da [O 2 ], acarretando
aumento da velocidade da combustão.
3 Alternativa A.
6 Alternativa A.
7 Alternativa A.
Refrigerador
Armário
Tempo
A maior temperatura do armário faz com que
a reação que consome a vitamina C seja mais
rápida, e o teor dessa vitamina decresce mais
rapidamente.
b) Não ser tóxica, não ter gosto ou cheiro ruim,
não reagir com o alimento, não dar aspecto
ruim ao produto.
23 Açúcar comum, pois, tendo maior superfície de
contato com a água, dissolve-se mais rapidamente.
24 A camada de sabão reduz ou impede o contato
com o oxigênio do ar.

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
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2
TITO
CANTO
26
26 Alternativa D.
18 a) v k [Br 2 ][NO] 2
17 a) v k [C 2 H 4 ][H 2 ] b) v k [CO] 2 9 Alternativa A.
27 Alternativa D.
b) Duplica.
c) Quadruplica.
28 Alternativa C.
d) Será multiplicada por oito.
29 Alternativa C.
20 Alternativa C.
30 Alternativa B.
21 Alternativa B.
31 Alternativa D.
22 Alternativa C.
32 Alternativa C.
23 v k [HBr][O 2 ]
34 Alternativa C.
24 Catálise heterogênea.
35 Alternativa B.
25 Catálise homogênea.
26 Catálise homogênea.
36 Alternativa D.
27 Catálise heterogênea.
37 Alternativa B.
38 Alternativa B.
28 A: energia de ativação da 1 a etapa da reação catalisada.
B: energia de ativação da reação não catalisada.
C: H da reação global.
Capítulo 25 Lei cinética e teoria
das colisões
29 Alternativa A.
Exercícios essenciais
Estabeleça conexões
3 a) duplica b) triplica
1 – Reagente
2 – Produto
4
3 – Reação elementar
a) É multiplicada por 4.
4 – Etapa mais lenta (etapa determinante)
b) É multiplicada por 9.
5 Alternativa E.
5 – Superfície (área) de contato
6 – Catalisador
6 Alternativa D.
7 – Energia de ativação (E a )
7 Alternativa E.
Unidade H
9 Alternativa C.
10 Alternativa C.
Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante
11 Alternativa E.
de equilíbrio
12 Alternativa D.
Exercícios essenciais
13 Alternativa E.
2 Alternativa E.
14 Alternativa A.
4 Alternativa C.
15 Alternativa A.
5 Alternativa D.
16 a) Reação que ocorre, microscopicamente, em
uma etapa.
6 Alternativa C.
b) v k [N 2 O][NO]
7 Alternativa E.

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QUÍMICA NA ABORDAGEM
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2
TITO
CANTO
27
10 a) K c _________ [COC 2]
[CO][C 2 ]
b) K c _________ [NO]2 [O 2 ]
[NO 2 ] 2
[SO
c) K c _________ 3 ] 2
[SO 2 ] 2 [O 2 ]
36 3,0
37
4,0
3,0
Concentração
(mol/dm 3 )
[COC 2 ]
11 Alternativa A.
2,0
12 Alternativa A.
14 Alternativa A.
1,0
[CO]/[C 2 ]
15 Alternativa D.
0
Tempo
16 Alternativa B.
18 9
19 Alternativa E.
20 Alternativa C.
22 a) I, pois tem maior K c .
b) V, pois tem menor K c .
23 A 227 °C, pois K c é maior.
24 a) Os reagentes (CO e H 2 O), pois K 1.
b) A 825 °C, pois K 1.
29 Alternativa B.
30
1__
ou 0,33
3
31 Alternativa E.
32 4,9 10 2
33 0,071 mol/dm 3
38 Alternativa A.
39 Alternativa B.
40 Alternativa D.
Equilíbrio
é atingido
42 a) ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] _________ (2 102 ) 2
2 10 2 V
4
V
b) ______ [NO 2] 2
[N 2 O 4 ] _________ (2 101 ) 2
1 10 2 V
3
V
está em equilíbrio.
não está em equilíbrio.
43 No experimento III, o único em que o resultado
do cálculo [C] [D] 2 /[A] [B] é diferente dos
demais.
44 a) Mistura I:
[C 10 H 12 ]/[C 5 H 6 ] 2 1,728/(0,800) 2 2,7 K c V
V o sistema está em equilíbrio e, portanto,
as concentrações não irão variar ao longo do
tempo;
b) Mistura II:
34 0,71 ou 71%
35
Concentração
(mol/dm 3 )
0,10
0,071
[isobutano]
[C 10 H 12 ]/[C 5 H 6 ] 2 3,456/(1,000) 2 3,456 K c
V a reação ocorrerá preferencialmente no
sentido da esquerda, reduzindo [C 10 H 12 ] e
aumentando [C 5 H 6 ] até que o equilíbrio seja
estabelecido.
45 Alternativa D.
46 Alternativa B.
0,029
[butano]
48 Alternativa E.
49 a) K p
(P COC 2 ) ___________
(P CO ) (P C2 )
c) K p
(P NH3 ) 2
___________
(P N2 ) (P H2 ) 3
Equilíbrio
é atingido
Tempo
b) K p ___________
(P NO) 2 (P O2 )
(P NO2 ) d) K 2 p (P NO
____________
2
) 4 (P O2 )
(P N2 O 5
) 2

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
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2
TITO
CANTO
28
51 Alternativa E.
52 Alternativa C.
53 Alternativa D.
54 Alternativa D.
56 Alternativa D.
57 Alternativa A.
58 Alternativa C.
Capítulo 27 Princípio de Le Chatelier
Exercícios essenciais
1 O efeito é o deslocamento do equilíbrio para a:
a) direita d) esquerda
b) esquerda e) esquerda
c) direita f ) direita
2 Aumentar a [N 2 ], aumentar a [H 2 ] e reduzir a
[NH 3 ].
4 Alternativa E.
5 Alternativa D.
7 a) Deslocamento para a direita.
b) Deslocamento para a esquerda.
8 Não haverá deslocamento de equilíbrio, ou seja,
o aumento de pressão não terá efeito sobre o
equilíbrio.
9 Alternativa C.
10 Alternativa B.
11 a) Deslocamento para a esquerda.
b) Deslocamento para a direita.
12 O aumento de temperatura desloca o equilíbrio
para a direita e a diminuição de temperatura,
para a esquerda.
14 a) Diminui, pois o equilíbrio é deslocado para a
esquerda.
b) Aumenta, pois o equilíbrio é deslocado para a
direita.
15 a) Exotérmica, pois K c diminui com o aquecimento.
b) A 25 °C, pois K c tem o maior valor.
16 Alternativa A.
17 a) Os dados fornecidos evidenciam que um aquecimento
desloca o equilíbrio mencionado
para a direita (produto azul). De acordo com
o Princípio de Le Chatelier, o aquecimento
desloca no sentido endotérmico. Portanto, o
sentido que absorve calor é o sentido direto
(isto é, da esquerda para a direita).
b) É menor no experimento C, pois a reação está
mais deslocada para a esquerda.
18 Errada.
19 Alternativa E.
20 Alternativa A.
21 Alternativa D.
22 Alternativa C.
23 Alternativa B.
24 a) A reação é endotérmica, pois a constante de
equilíbrio aumenta com o aquecimento. No
sistema em equilíbrio, um aumento de temperatura
provocará diminuição da concentração
de CH 4 (e não seu aumento), pois deslocará o
equilíbrio para a direita.
b) A adição de catalisador não desloca o equilíbrio
e, por isso, não afeta a [H 2 ] no equilíbrio.
O aumento de pressão também não desloca
esse equilíbrio e, portanto, não altera [H 2 ].
Estabeleça conexões
1 – Velocidades iguais
2 – Temperatura
3 – Deslocamento
4 – Catalisador
5 – Atingir o equilíbrio mais rapidamente
6 – Endotérmica
7 – Exotérmica
Unidade I
Capítulo 28 Equilíbrio em soluções
de eletrólitos
Exercícios essenciais
2 a) K a ________ [H ][F ]
[HF]
b) K a __________ [H ][CN ]
[HCN]
c) K a ___________ [H ][CO ]
[HCO]

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DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
29
3 Alternativa B.
4 Alternativa E.
6 Alternativa A.
7 Alternativa D.
8 K 2 é bem menor que K 1 , o que indica que a ionização
do segundo hidrogênio é bem menos
favorecida que a do primeiro.
11 2 10 4 mol/L
12 1,6 10 5
13 1 10 3 mol/L
14 Alternativa B.
15 Alternativa B.
16 Alternativa C.
17 Alternativa B.
18 Alternativa C.
19 Alternativa D.
20 Alternativa A.
22 a) Não se altere.
b) Aumente.
23 Alternativa E.
24 Alternativa A.
25 Alternativa A.
26 Alternativa E.
28 Alternativa C.
29 Verdadeira.
30 Alternativa C.
32 Vermelha. A amônia, NH 3 , deixa o meio básico:
NH 3 (g) H 2 O () F NH 4 (aq) OH (aq).
Os íons OH reagem com o H , reduzindo a [H ]
e deslocando o equilíbrio para a direita.
33 Alternativa B.
Capítulo 29 pH e pOH
Exercícios essenciais
1 K C _____________
[HCO][OH ]
[CO ]
2 K C __________ [H 3O ][F ]
[HF]
3 K C ___________
[NH 4][OH ]
[NH 3 ]
[CO
4 K C ___________ 2 ]
[H ][HCO 3]
6 Alternativa E.
7 Alternativa A.
8 Alternativa A.
9 Alternativa B.
10 Alternativa E.
11 Alternativa D.
14 Alternativa D.
15 Alternativa B.
16 Alternativa D.
17 Alternativa E.
18 Alternativa C.
v 19 Alternativa D.
20 Alternativa B.
21 Alternativa E.
22 Alternativa C.
23 Falsa.
24 A faixa de pH do sangue é de 7,3 a 7,5.
25 Alternativa D.
26 Alternativa D.
27 Alternativa D.
28 Ligeiramente superior a 7. (Não se esqueça da
existência de H e de OH provenientes da autoionização
da água.)
30 Alternativa B.

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2
TITO
CANTO
30
31 Alternativa C.
32 Alternativa D.
33 Alternativa A.
35 Alternativa E.
36 4
37 4,5 (Dica: extrair a raiz quadrada equivale a elevar
a meio.)
38 11
39 Alternativa A.
40 a) 2,1 b) 0,008 ou 0,8%
41 Alternativa D.
42 1. pH 1
2. 1 10 4 mol/L (ph 4)
3. 1 10 10 mol/L
Observe que, após as diluições, a concentração
de HC passa a ser mil vezes menor do que a [H ]
proveniente da autoionização da água, quando
pura. Portanto, o HC contribui muito pouco para
a [H ] da solução, que pode ser considerada como
sendo 10 7 mol/L.
Assim, o pH final é 7.
43 Alternativa E.
44 A solução III tem o menor pH, pois I é neutra, II
é básica e III é ácida.
45 Alternativa B.
46 Alternativa B.
47 Alternativa A.
48 a) K b ___________
[NH 4][OH ]
[NH 3 ]
Se o equilíbrio é estabelecido a partir da adição
de NH 3 à água pura, após estabelecido o
equilíbrio haverá predomínio de NH 3 , pois se
trata de uma base fraca (baixo valor de )
b) A mudança de cor observada foi de vermelho
(pois o meio inicialmente tem pH 8,5 devido
à ionização da amônia) para amarelo (pois o
meio final é ácido, com pH 6,8).
Durante o berro, o CO 2 (g) expirado se dissolve
na água, neutraliza o meio e, ainda,
é suficiente para deixá-lo um pouco ácido.
O CO 2 é um óxido ácido:
CO 2 (g) H 2 O () F H (aq) HCO 3 (aq)
49 Alternativa E.
Capítulo 30 Hidrólise salina
Exercícios essenciais
2 a) básica
b) ácida
c) neutra
d) neutra
e) básica (pois K b K a )
f) ácida
g) ácida
h) básica
i) básica
j) neutra (pois K a K b )
3 Alternativa B.
4 Alternativa A.
5 Alternativa A.
6 Alternativa B.
8 Alternativa B.
11 Alternativa D.
12 Alternativa C.
13 Alternativa B.
14 Falsa.
15 a) NaHCO 3 , pois é um sal que sofre hidrólise,
produzindo íons OH , que elevam o pH do
meio.
b) HCO 3 (aq) H 2 O () F H 2 CO 3 (aq) OH (aq)
17 Alternativa A.
18 Alternativa C.
19 Alternativa B.
20 Alternativa D.
23 Alternativa C.
24 a) 5 10 10 b) 1 10 5 mol/L c) 9
25 a) 8
b) Básica, devido à hidrólise do ânion, que produz
OH e acarreta pH 7.
26 a) KOH NaCN KC NH 4 C H 2 SO 4
b) 5,0 10 6
c) 11

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
31
Capítulo 31 Solução-tampão
Exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Alternativa E.
3 Alternativa D.
4 Alternativa E.
6 a) 4,74
b) Praticamente igual a 4,74 ou ligeiramente
maior que esse valor.
c) Praticamente igual a 4,74 ou ligeiramente
menor que esse valor.
d) O pH de um tampão varia muito pouco após
adição de pequena quantidade de ácido ou de
base.
7 Alternativa D.
8 Alternativa C.
9 Alternativa B.
11 0,1
12 6,7
13 Alternativa D.
14 Alternativa A.
15 Alternativa D.
Estabeleça conexões
1 – Autoionização
2 – OH
3 – Ácido fraco e seu ânion
4 – Meio básico (alcalino)
5 – Sal derivado de ácido forte e base fraca
6 – K b
7 – Hidrólise (salina)
Unidade J
4 Alternativa E.
5 Alternativa E.
6 Alternativa B.
(P NH3 ) 2
7 a) K p ___________
(P N2 ) (P H2 ) 3
b) K p (P CO2 ) (P H2 O)
10 Alternativa B.
11 25.
13 Alternativa A.
14 Alternativa E.
15 Falsa.
16 Alternativa D.
17 Alternativa C.
18 Alternativa B.
20 Alternativa E.
21 Alternativa A.
22 Alternativa B.
23 Alternativa B.
24 Alternativa D.
25 a) Básico.
b) A solução deve ser conservada em frasco
fechado porque, em frasco aberto, ocorrerá
liberação de NH 3 (g) e o simultâneo deslocamento
do equilíbrio para a esquerda. Assim,
em frasco aberto, a solução perderá soluto.
26 0 - V
1 - V
2 - F
3 - F
4 - V
Capítulo 32 Aspectos conceituais dos
equilíbrios heterogêneos
Exercícios essenciais
1 Alternativa E.
2 Falsa.
3 Alternativa D.
Capítulo 33 Solubilidade e curva
de solubilidade
Exercícios essenciais
1 Alternativa D.
3 Alternativa B.

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
32
4 Alternativa C.
7 Alternativa A.
5 Alternativa A.
6 Alternativa D.
7 Alternativa B.
8 a) Só há equilíbrio no sistema I, pois nele existe
solução saturada e também corpo de chão.
NaC (s) F Na (aq) C (aq)
8 a) BaCO 3 CaSO 4 # CaCO 3 BaSO 4
b) 2,5 10 9 .
9 Alternativa B.
10 9,0 10 9 mol/L.
11 Alternativa B.
corpo de chão
íons na solução saturada
12 Alternativa B.
b) Em I e II, todo o NaC (s) adicionado não se
dissolverá e irá tomar parte do corpo de fundo.
Em III, o NaC (s) se dissolverá, o que aumentará
a concentração da solução.
9 Alternativa B.
10 Alternativa D.
12 Alternativa C.
13 Alternativa C.
14 Alternativa A.
15 Alternativa B.
16 Alternativa A.
17 Alternativa D.
18 a) 80 °C. b) 80 g.
Capítulo 34 Produto de solubilidade
Exercícios essenciais
3 a) K S [Ca 2 ] [F ] 2
b) K S [Zn 2 ] [S 2 ]
c) K S [Ag ] 2 [CrO 2 4 ]
d) K S [Fe 3 ] [OH ] 3
e) K S [A 3 ] 2 [CO 2 3 ] 3
4 a) K S 4 S 3
b) K S S 2
c) K S 4 S 3
d) K S 27 S 4
e) K S 108 S 5
5 1,76 10 6 .
6 Alternativa D.
14 1,0 10 8 mol/L.
15 1 10 1 mol/L.
16 Alternativa E.
17 Alternativa D.
18 Falsa.
19 a) Precipitará primeiro COH, depois BOH e, por
último, AOH.
b) Para precipitar COH: [OH ] 1 10 15 mol/L
Para precipitar BOH: [OH ] 1 10 11 mol/L
Para precipitar AOH: [OH ] 1 10 7 mol/L
20 a) O AgBr precipitará primeiro. Como [C ]
[Br ] no início, concluímos que o aumento
gradual da [Ag ] fará o produto [Ag ][Br ]
igualar 7,7 10 13 antes de o produto [Ag ][C ]
igualar 1,6 10 10 , e , portanto, o AgBr precipita
antes do AgC.
b) 7,7 10 13 mol/L.
22 Alternativa B.
23 Alternativa C.
24 Alternativa C.
25 Alternativa C.
26 Alternativa B.
Estabeleça conexões
1 – Equilíbrio heterogêneo
2 – Deslocamento
3 – Produto de solubilidade (K S , K PS , PS)
4 – Curva de solubilidade
5 – Solução não saturada (insaturada)

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QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
33
Unidade K
Capítulo 35 Decaimentos radioativos
Exercícios essenciais
2 Alternativa B.
3 Ambos possuem o mesmo número de prótons e
elétrons. Diferem, contudo, no número de nêutrons,
sendo que o césio-137 possui 4 nêutrons
a mais que o césio-133.
4 Alternativa A.
5 Alternativa A.
25 É maior que a das demais ondas eletromagnéticas.
26 Não, porque a onda transporta apenas energia
para fora do núcleo, não afetando o número de
prótons e de nêutrons.
27 Alternativa B.
28 Alternativa D.
29 Alternativa E.
30 A chapa de alumínio é suficiente para segurar as
radiações e . Assim, o filme recebeu radiação
, que possui maior poder de penetração.
31 Alternativa C.
6 Alternativa B.
9 a) 23 5
92U # 2 4 23 1
90Th
b) 23 0
90Th # 2 4 22 6
88Ra
c) 14 0
6C # 1 14 7N
10 a) Beta.
b) 1 3 H #
0
1
2 3 He
11 a) 22 2
86Rn
b) 22 6
88Ra # 2 4 22 6
88Rn
12 a) 6 0
27Co
b) 21 0
84Po
13 a) A radiação que atinge a placa no ponto 3 foi
atraída pela placa negativa, sendo, portanto,
positiva. Trata-se de radiação .
b) 23 4
9
2U # 2 4 23 0
90X
14 Alternativa E.
15 Alternativa B.
16 Alternativa D.
18 Alternativa D.
19 Alternativa C.
20 Alternativa D.
21 Alternativa A.
22 Alternativa B.
23 Alternativa D.
24 Onda eletromagnética. Exemplos: raios , raios
X, ultravioleta, luz visível, infravermelho, micro-
-ondas, ondas de rádio.
Capítulo 36 Cinética dos decaimentos
radioativos
Exercícios essenciais
3 625 mg.
4 84 anos.
5 8 dias.
7 a) Consultando a tabela periódica, obtemos para
o xenônio Z 54. Assim, a equação é:
A
0
A
53Y # 1 5 4Xe
A
b) O isótopo radioativo 5 3Y possui Z 53. Consultando
Z 53 na tabela periódica, concluímos
que Y corresponde ao elemento químico
iodo.
c) Ao perder 87,5% da atividade radioativa,
restará 12,5% (isto é, 100% 87,5%). Em 24
dias transcorreram, portanto, 3 meias-vidas.
Assim, a meia-vida é igual a 8 dias.
8 Alternativa B.
9 a) 800 g.
b) Partícula alfa. Três vezes.
11 Alternativa B.
12 Alternativa A.
13 Alternativa B.
16 11460 anos
17 17190 anos
18 Alternativa D.

Moderna PLUS
QUÍMICA
QUÍMICA NA ABORDAGEM
DO COTIDIANO
2
TITO
CANTO
34
Capítulo 37 Transmutação, fissão e fusão
nucleares
Exercícios essenciais
2
3
1 9 9F 2 4 # 2 12
1Na 1 0n
6
3Li
4 Alternativa B.
5 Alternativa D.
6 Alternativa B.
7 a) Apenas a I.
b) A é 21 9
87Fr (frâncio) e B é 21 5
85At (astato).
c) 0,075 s.
b) 21 5
85At # 2 2 4 0
1 20 7
82Pb
9 a) Fissão nuclear.
b) 9 0
37Rb
10 A é 9 9
43Tc (tecnécio) e B é 14 7
61Pm (promécio).
11 X é 24 7
99Es e Y é 2 1
49
0
0Fm
12 Fissão nuclear é o processo de quebra de núcleos
grandes em núcleos menores, liberando grande
quantidade de energia. Fusão nuclear é a junção
de núcleos pequenos formando núcleos maiores
e liberando uma quantidade de energia ainda
maior do que na fissão nuclear.
13 A fusão nuclear. No Sol e em outras estrelas.
14 A fissão nuclear, realizada em usinas termonucleares.
15 Eram de fissão nuclear.
16 Alternativa A.
17 Alternativa A.
18 a) 0,56 t.
b) 2,1 t.
c) 2,7 t e 10 t.
Estabeleça conexões
1 – Número atômico (Z)
2 – Emissão (decaimento) alfa
3 – Emissão (decaimento) beta
4 – Emissão (decaimento) gama
5 – Usinas termonucleares
6 – Estrelas

SUMÁRIO geRal
SIglaS de veStIbUlaReS
Acafe-SC
Associação Catarinense das
Fundações Educacionais
Faap-SP
Fundação Armando Álvares
Penteado
Ceeteps-SP
Centro Estadual de Educação
Tecnológica “Paula Souza”
Facceba
Faculdade Católica de Ciências
Econômicas da Bahia
Cefet-AL
Centro Federal de Educação
Tecnológica de Alagoas
Fafeod-MG
Faculdade Federal de Odontologia
de Diamantina
Cefet-AM
Centro Federal de Educação
Tecnológica do Amazonas
Fatec-SP
Faculdade de Tecnologia de São
Paulo
Cefet-CE
Centro Federal de Educação
Tecnológica do Ceará
Fazu-MG
Faculdade de Agronomia e
Zootecnia de Uberaba
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Cefet-MG
Cefet-PB
Cefet-PE
Cefet-PI
Cefet-PR
Cefet-SP
Cesgranrio-RJ
Ceub-DF
Covest-PE
EEM-SP
Enem-MEC
Esal-MG
Centro Federal de Educação
Tecnológica de Minas Gerais
Centro Federal de Educação
Tecnológica da Paraíba
Centro Federal de Educação
Tecnológica de Pernambuco
Centro Federal de Educação
Tecnológica de Piauí
Centro Federal de Educação
Tecnológica do Paraná
Centro Federal de Educação
Tecnológica de São Paulo
Fundação Cesgranrio
Centro Universitário de Brasília
Comissão do Vestibular das
Universidades Federal e Federal
Rural de Pernambuco
Escola de Engenharia Mauá
Exame Nacional do Ensino Médio
Escola Superior de Agronomia de
Lavras
FCC-BA
Fefisa-SP
FEI-SP
Fesp-PE
Fesp-SP
FGV-SP
FIB-BA
Fiesc/Fecolinas-TO
FMTM-MG
Fundação Carlos Chagas da Bahia
Faculdades Integradas de Santo
André
Faculdade de Engenharia
Industrial
Fundação do Ensino Superior
de Pernambuco
Faculdade de Engenharia São
Paulo
Fundação Getúlio Vargas
Faculdade Integrada da Bahia
Faculdade Integrada de Ensino
Superior de Colinas
Faculdade de Medicina do
Triângulo Mineiro
FMU/Fiam-Faam/Fisp-SP Faculdades Metropolitanas
Unidas
Funrei-MG
FUA-AM
Fundação de Ensino Superior de
São João Del Rei
Fundação Universidade do
Amazonas
Esam-RN
ESPM-SP
Estácio-RJ
Escola Superior de Agricultura
de Mossoró
Escola Superior de Propaganda
e Marketing
Universidade Estácio de Sá
Fundeg-MG
FURRN
Furg-RS
Fundação Educacional Guaxupé
Fundação Universidade Regional
do Rio Grande do Norte
Fundação Universidade Federal
do Rio Grande
F. Ciências Agrárias-PA Faculdade de Ciências Agrárias
do Pará
Fuvest-SP
Fundação Universitária para o
Vestibular
F. Dom Bosco-DF Faculdade Dom Bosco de
Educação Física
F. M. Pouso Alegre-MG Faculdade de Medicina de Pouso
Alegre
F. Santo André-SP Faculdade de Ciências Econômicas
e Administração de Santo André
F. Visconde de Cairú-BA Fundação de Visconde de Cairú
IME-RJ
ITA-SP
Mackenzie-SP
Osec-SP
Instituto Militar de Engenharia
Instituto Tecnológico de
Aeronáutica
Universidade Presbiteriana
Mackenzie
Organização Santamarense de
Ensino e Cultura
Siglas de Vestibulares
F. Zona Leste-SP Faculdade da Zona Leste
de São Paulo
PUC-Campinas-SP
Pontifícia Universidade Católica
de Campinas
481

Siglas de Vestibulares
PUC-MG
PUC-PR
PUC-RJ
PUC-RS
PUC-SP
Pontifícia Universidade Católica
de Minas Gerais
Pontifícia Universidade Católica
do Paraná
Pontifícia Universidade Católica
do Rio de Janeiro
Pontifícia Universidade Católica
do Rio Grande do Sul
Pontifícia Universidade Católica
de São Paulo
U. São Judas-SP Universidade São Judas Tadeu
UCB-DF
UCDB-MS
UCS-RS
UCSal-BA
Udesc
Uece
UEFS
UEG
UEL-PR
UEM-PR
Uema
UEMG
UEMS
Uepa
UEPB
UEPG-PR
Uerj
UERN
Uesb-BA
Uesc-BA
Uespi
UFABC
Universidade Católica de Brasília
Universidade Católica Dom Bosco
de Campo Grande
Universidade de Caxias do Sul
Universidade Católica de Salvador
Universidade do Estado de Santa
Catarina
Universidade Estadual do Ceará
Universidade Estadual de Feira
de Santana
Universidade Estadual de Goiás
Universidade Estadual de
Londrina
Fundação Universidade Estadual
de Maringá
Universidade Estadual do
Maranhão
Universidade do Estado de Minas
Gerais
Universidade Estadual do Mato
Grosso do Sul
Universidade do Estado do Pará
Universidade Estadual da Paraíba
Universidade Estadual de Ponta
Grossa
Universidade do Estado do Rio
de Janeiro
Universidade do Estado do Rio
Grande do Norte
Universidade Estadual
do Sudoeste da Bahia
Universidade Estadual de Santa
Cruz
Universidade Estadual do Piauí
Universidade Federal do ABC
Ufal
Ufam
UFBA
UFC-CE
Ufersa-RN
Ufes
UFF-RJ
UFG-GO
UFJF-MG
Ufla-MG
UFMA
UFMG
UFMS
UFMT
UFPA
UFPB
UFPE
UFPel-RS
UFPI
UFPR
UFRGS-RS
UFRJ
UFRN
UFRO
UFRRJ
UFS-SE
UFSC
UFSCar-SP
UFSM-RS
Universidade Federal de Alagoas
Universidade Federal do
Amazonas
Universidade Federal da Bahia
Universidade Federal do Ceará
Universidade Federal Rural
do Semi-Árido
Universidade Federal do Espírito
Santo
Universidade Federal Fluminense
Universidade Federal de Goiás
Universidade Federal de Juiz de
Fora
Universidade Federal de Lavras
Fundação Universidade Federal
do Maranhão
Universidade Federal de Minas
Gerais
Fundação Universidade Federal
de Mato Grosso do Sul
Fundação Universidade Federal
de Mato Grosso
Universidade Federal do Pará
Universidade Federal da Paraíba
Universidade Federal de
Pernambuco
Fundação Universidade Federal
de Pelotas
Fundação Universidade Federal
do Piauí
Universidade Federal do Paraná
Universidade Federal do Rio Grande
do Sul
Universidade Federal do Rio de
Janeiro
Universidade Federal do Rio
Grande do Norte
Universidade Federal de Rondônia
Universidade Federal Rural do Rio
de Janeiro
Fundação Universidade Federal
de Sergipe
Universidade Federal de Santa
Catarina
Fundação Universidade Federal
de São Carlos
Universidade Federal de Santa
Maria
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Ufac
Fundação Universidade Federal
do Acre
UFT-TO
Universidade Federal de
Tocantins
482

UFTM-MG
UFU-MG
Universidade do Triângulo Mineiro
Fundação Universidade Federal
de Uberlândia
Unifesp
Unifor-CE
Universidade Federal de São
Paulo
Universidade de Fortaleza
UFV-MG
UGF-RJ
Unaerp-SP
Unama-PA
UnB-DF
Uneb-BA
Unemat-MS
Unesp
UniBH-MG
Fundação Universidade Federal
de Viçosa
Universidade Gama Filho
Universidade de Ribeirão Preto
Universidade da Amazônia
Fundação Universidade de
Brasília
Universidade do Estado da Bahia
Universidade do Estado do Mato
Grosso
Universidade Estadual Paulista
Centro Universitário de Belo
Horizonte
Unijuí-RS
Unimontes-MG
Unip-SP
Unirio-RJ
Unisinos-RS
Unitau-SP
Unitins-TO
Uniube-MG
Universidade Regional do
Noroeste do Estado do Rio
Grande do Sul
Universidade Estadual de Montes
Claros
Universidade Paulista
Fundação Universidade do Rio de
Janeiro
Universidade do Vale do Rio
dos Sinos
Universidade de Taubaté
Universidade do Tocantins
Universidade de Uberaba
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Unicamp-SP
Unicap-PE
Unicenp-PR
Uniderp-MS
Uni-evangélica-GO
Unifenas-MG
Universidade Estadual de
Campinas
Universidade Católica de
Pernambuco
Centro Universitário Positivo
Universidade para o
Desenvolvimento do Estado
e da Região do Pantanal
Centro Universitário Evangélica
Universidade José do Rosário
Velhano
Univali-SC
Unopar-PR
UPE
UPF-RS
UVA-CE
Vest-Rio
Vunesp
Universidade do Vale do Itajaí
Universidade do Norte do Paraná
Universidade de Pernambuco
Universidade de Passo Fundo
Universidade Estadual do Vale do
Acaraú
Universidade do Estado do Rio de
Janeiro
Siglas de Vestibulares
Fundação para o Vestibular da
Unesp
483

SUMÁRIO bIblIOgRafIa geRal
Bibliografia
484
Principais obras consultadas
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486

SUMÁRIO CRÉdItOS daS geRal fOtOS
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
PARTE I
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CAPÍTULO 1
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CAPÍTULO 2
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CAPÍTULO 3
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CAPÍTULO 11
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CAPÍTULO 12
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Pág. 136 - © Sheila Terry / SPL – Latinstock
Pág. 137 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 139 - © Andrew Lambert Photography / SPL –
Latinstock
Pág. 140 - © Andrew Lambert Photography / SPL – Latinstock;
Fotos: © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 142 - © Eduardo Santaliestra / CID; © Sérgio
Dotta Jr./CID
CAPÍTULO 13
Pág. 143 - © Robert DOISNEAU / RAPHO/Other Images
Pág. 150 - © Garcia-Pelayo / CID
PARTE II
Pág. 153 - © Zoomstock / Masterfile/Other Images
CAPÍTULO 14
Pág. 154 - © Photoresearchers/Latinstock
Pág. 155 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 156 - © Fabio Colombini; © Divulgação / AE
Pág. 157 – Fotos: © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 162 - © Biblioteca Nacional, Madri / CID; © Alfredo
Dagli Orti-The Art Archive / Corbis-Latinstock
CAPÍTULO 15
Pág. 165 – © Martin Bond/Science Photo Library/
Latinstock
Pág. 170 - © The Andrew Lambert Photography /
SPL- Latinstock
Pág. 171 - © The Andrew Lambert Photography /
SPL- Latinstock
Pág. 178 - © Museu Arqueológico Nacional, Atenas /
AKG- Latinstock
Pág. 179 - © Brüning Museum / AKG - Latinstock;
© Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 180 - © Chinch Gryniewicz / Corbis-Latinstock
Pág. 181 - © La-Pioffet. Borg / Keystone
Pág. 182 – Fotos: © Francisco Peruzzo
CAPÍTULO 16
Pág. 185 – © STILLFX/Shuttestock
Pág. 187 - © Iara Venanzi / Kino
Pág. 188 - © Javier Jaime / CID
Pág. 189 – © Sérgio Dotta Jr./CID; © Iara Venanzi /
Kino
Pág. 191 - © Eduardo Santaliestra / CID
Pág. 192 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 193 - © Pasquale Sorrentino / SPL-Latinstock
CAPÍTULO 17
Pág. 198 – Fotos: Fabio Colombini
Pág. 199 – Fotos: © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 200 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 205 – Fotos: © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 206 - © Sérgio Dotta Jr./CID
CAPÍTULO 18
Pág. 209 – © Andrii Muzyka/Shutterstock
Pág. 210 - © Peter Harholdt / Corbis-Latinstock
Pág. 211 – Fotos: © Fernando Favoretto / Fatto
Comunicação-Tramontina-BBV
Pág. 213 - © Maximilian Stock Ltda. / SPL-Latinstock;
© Sheila Terry / SPL- Latinstock
Pág. 218 - © Herbert Spichtinger-Zefa /
Corbis-Latinstock; © Franklin Nolla / Kino; © Rob
Walls / Alamy/ Other Images
Pág. 219 - © Paul Taylor / Stone-Getty Images; © Sérgio
Dotta Jr./CID; © Alipio Z. da Silva/Kino
Pág. 220 - © Luciana Whitaker / Olhar Imagem;
© Pedro López
CAPÍTULO 19
Pág. 221 - © Frederic J. Brown/Staff/Getty Images
Pág. 223 - © AKG-Latinstock
Pág. 225 - © Sheila Terry / SPL-Latinstock; © Digital
Vision/Getty Images
Pág. 228 – © Arquivo do Estado de São Paulo; © Banco
Central do Brasil
CAPÍTULO 20
Pág. 237 - © NASA; Fotos: © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 239 - © Eduardo Santaliestra / CID
Pág. 245 - © Kaibide Y de Carlos/CID
Pág. 246 - © David Leahy / The Image Bank-Getty
Images
Pág. 247 - Fotos: © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 250 – Fotos: © Fabio Colombini
Pág. 251 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
CAPÍTULO 21
Pág. 253 - © R. A. Rayworth / Alamy/ Other images
Pág. 256 - © Reuters/Latinstock
Pág. 257 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 261 – © Jacek Iwanicki / Kino
Pág. 262 - © Ivânia Sant’Anna / Kino
Pág. 263 - © Haroldo Palo Jr. / Kino
Pág. 267 - © Fabio Colombini
CAPÍTULO 22
Pág. 268 - © Dr. Jeremy Burgess/Science Photo Library/
Latinstock
Pág. 269 - © Eduardo Canto
Pág. 272 - © Eduardo Canto
Pág. 273 – © Juca Martins / Olhar Imagem
Pág. 274 - © Maximilian Stock Ltd. / SPL / Latinstock
Pág. 275 - © Bettmann / Corbis-Latinstock
CAPÍTULO 23
Pág. 278 - Fotos: © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 280 - © John Lund / Stone-Getty Images; © Rosebud
Pictures / Getty Images; © NASA
Pág. 282 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 286 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 287 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
CAPÍTULO 24
Pág. 289 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 291 - © Alex Silva / AE; © Chris Everar /
Stone-Getty Images
Pág. 295 - © Sérgio Dotta Jr. / CID; © Iara Venanzi /
Kino
Pág. 296 - © Iara Venanzi / Kino; © Jacek Iwanicki /
Kino
Pág. 297 - © Lula Marques / Folha Imagem
Pág. 298 - © Gabor Nemes / Kino; © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 299 - © Galen Rowell / Corbis-Latinstock; © Juca
Martins / Olhar Imagem
Pág. 300 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
Pág. 303 - © Joan Comalat / AGE-Keystone
Pág. 304 - © Sérgio Dotta Jr. / CID
PARTE III
Pág. 312 - © Nick Veasey
CAPÍTULO 25
Pág. 307 - © Marcelo Carminato
Pág. 314 - © Marco Cristofori / Corbis-Latinstock; Fotos:
© Sérgio Dotta Jr. / CID
CAPÍTULO 26
Pág. 322/323 – Fotos: © NASA
Pág. 324 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 326 – © Eduardo Santaliestra/CID
Pág. 339 – © Peter Parks/AFP-Getty Images
Créditos das fotos
487

SUMÁRIO geRal
CAPÍTULO 27
Pág. 341 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 343 - © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 350 - © Charles D. Winters/PR/Latinstock
Pág. 351 - © Fernando Favoretto
Pág. 354 - © Boyer/Roger Viollet/Getty Images
CAPÍTULO 28
Pág. 358 - © Michael Rosenfeld/Getty Images
Pág. 360 – Fotos: © Andrew Lambert Photography/
SPL/Latinstock
Pág. 362 - © AKG-Latinstock
Pág. 367 – Fotos: © Eduardo Santaliestra / CID
CAPÍTULO 29
Pág. 369 - © Robert Doisneau / RAPHO / Other Images
Pág. 370 – © Tek Image / SPL-Latinstock
Pág. 372 – © Eduardo Santaliestra/CID
Pág. 373 – © I. Rovira Casadevall / CID; © Photodisc/
Getty Images; © I. Rovira Casadevall / CID; Fotos:
© Eduardo Santaliestra/CID
Pág. 374 – © SPL-Latinstock; © I. Rovira Casadevall /
CID; © Eduardo Santaliestra/CID
Pág. 375 - © Photodisc/Getty Images; Fotos: © Eduardo
Santaliestra/CID
Pág. 377 - © Gideon Mendel / Corbis-Latinstock;
© Garcia-Pelayo / CID; © Garcia-Pelayo / CID; © Eduardo
Santaliestra/CID; © Haroldo Palo Jr. / Kino
Pág. 385 – Fotos: © Andrew Lambert Photography /
SPL-Latinstock; Fotos: © Eduardo Santaliestra / CID;
© Andrew Lambert Photography / SPL-Latinstock
CAPÍTULO 30
Pág. 387 - © Richard Hamilton Smith / Corbis-Latinstock
Pág. 389 - © Thaïs Falcão; © Philippe Gontier-Eurelios /
SPL-Latinstock
Pág. 393 – Fotos: © Andrew Lambert Photography /
SPL-Latinstock; © Eduardo Santaliestra/CID;
© Raymond Forbes / AGE-Keystone; Fotos: © Eduardo
Santaliestra/CID
CAPÍTULO 31
Pág. 399 - © SPL-Latinstock
CAPÍTULO 32
Pág. 407 - © Elisei Shafer/Shutterstock
Pág. 408 - © Eduardo Santaliestra/CID
CAPÍTULO 33
Pág. 421 - © Orpheus/Shuttestock
Pág. 423 – Fotos: © Sérgio Dotta Jr./CID
Pág. 425 - © Cordela Molloy / SPL-Latinstock; © Sérgio
Dotta Jr./CID
CAPÍTULO 34
Pág. 431 - © Edson Sato/Pulsar
Pág. 435 - © Eduardo Santaliestra / CID
Pág. 436 - © David D. Winters / PR-Latinstock
Pág. 438 - © Andrew Lambert Photography /
SPL-Latinstock; © CNRI-SPL-Latinstock; © José Juan
Balbuena / CID
CAPÍTULO 35
Pág. 444 - © AKG-Latinstock; © SPL-Latinstock
Pág. 445 – Fotos: © AKG-Latinstock
Pág. 446 - © Daniel Augusto Jr./Pulsar
Pág. 449 - © Thaïs Falcão / Olhar Imagem
Pág. 451 - © David Parker / SPL-Latinstock
Pág. 452 - © National Cancer Institute, Inglaterra /
SPL-Latinstock
Pág. 455 - © Andrew Lambert Photography /
SPL-Latinstock; © Nicolas Le Corre / Gamma
CAPÍTULO 36
Pág. 457 - © Photoresearchers/Latinstock
Pág. 460 - © Fabio Colombini; © Carlos Humberto
TDC / Imaginatta
Pág. 462 - © James King-Holmes / SPL-Latinstock
Pág. 463 - © James King-Holmes / SPL-Latinstock;
© NASA
Pág. 464 - © Gusto / SPL-Latinstock; © Cordelia Molloy /
SPL-Latinstock; © RVI Medical Physics, Newcastle /
Simon Fraser / SPL-Latinstock; © Paul Rapson /
SPL-Latinstock
CAPÍTULO 37
Pág. 466 - © NASA/SPL/Latinstock
Pág. 467 - © A. Barrington Brown / SPL-Latinstock
Pág. 468 - © Bettmann / Corbis-Latinstock; © Lawrence
Berkeley Laboratory / SPL-Latinstock
Pág. 472 - © Segre Collection-American Institute
of Physics / SPL-Latinstock; © AKG-Latinstock;
© AKG-Latinstock
Pág. 473 - © American Institute of Physics /
SPL-Latinstock
Pág. 474 - © Cortesia da Eletrobrás Termonuclear
S.A. – Eletronuclear
Pág. 475 - © U.S. Dept. of Energy / SPL-Latinstock
Pág. 477 - © David Nunuk / SPL-Latinstock; © Los Alamos
National Laboratory / SPL-Latinstock
CrédiTOs de infOgrAfiA
Cap. 1 - Fotos: Ricardo Toscani
Cap. 11 - Ilustração: Estúdio Mopa
Cap. 21 - Ilustração: Klayton Luz
Cap. 26 - Ilustração: Renato Faccini / Fotos: Nasa
Cap. 35 - Fotos: Nick Veasey / Ilustração: Nilson
Cardoso
Créditos das fotos
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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TECNOLOGIA EDUCACIONAL
Direção editorial: Sônia Cunha de S. Danelli
Direção de operações editoriais: Ricardo Seballos
Coordenação de produção gráfica: André da Silva Monteiro
Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho Homma
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Publicação: Ana Carolina Donegá, Carolina Figueiredo, Daniel Favalli, Rodrigo Luis de Andrade
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