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1. Calcule a ddp da pilha: Al � Al 3+ �� Fe 2+ � Fe<br />
Dados: Al 3+ + 3e <strong>–</strong> → Al <strong>–</strong> 1,66V<br />
Fe 2+ + 2e <strong>–</strong> → Fe <strong>–</strong> 0,44V<br />
RESOLUÇÃO:<br />
ΔE 0 = E 0 maior <strong>–</strong>E0 menor<br />
ΔE 0 = <strong>–</strong> 0,44V <strong>–</strong> (<strong>–</strong>1,66V)<br />
ΔE 0 = <strong>–</strong> 0,44V + 1,66V<br />
ΔE 0 = + 1,22V<br />
<strong>MÓDULO</strong> <strong>24</strong><br />
ELETRO<strong>QUÍMICA</strong> (II):<br />
POTENCIAL DE REDUÇÃO, TENSÃO<br />
2. (PUC-RS) <strong>–</strong> Com base nos seguintes potenciais de redução:<br />
Mg 2+ (aq) + 2e <strong>–</strong> → Mg(s) E 0 = <strong>–</strong> 2,37V<br />
Ni 2+ (aq) + 2e <strong>–</strong> → Ni(s) E 0 = <strong>–</strong> 0,25V<br />
Fe 3+ (aq) + 1e <strong>–</strong> → Fe 2+ (aq) E 0 = + 0,77V<br />
Cu 2+ (aq) + 2e <strong>–</strong> → Cu(s) E 0 = + 0,34V<br />
A equação que corresponde à única reação espon tânea é<br />
a) Ni(s) + Mg 2+ (aq) → Ni 2+ (aq) + Mg(s)<br />
b) Mg(s) + Cu 2+ (aq) → Mg 2+ (aq) + Cu(s)<br />
c) Ni 2+ (aq) + 2Fe 2+ (aq) → Ni(s) + 2Fe 3+ (aq)<br />
d) Cu 2+ (aq) + 2Fe 2+ (aq) → Cu(s) + 2Fe 3+ (aq)<br />
RESOLUÇÃO:<br />
A reação representada pela equação química da alternativa b é espontânea.<br />
Mg + Cu 2+ → Mg 2+ + Cu<br />
redução<br />
maior Ered Outra resolução: ΔE > 0 ⇒ reação espontânea<br />
ΔE = Eoxidante <strong>–</strong> Eredutor ΔE = + 0,34V <strong>–</strong> (<strong>–</strong> 2,37V)<br />
ΔE = + 2,71V<br />
Resposta: B<br />
3. (MODELO ENEM) <strong>–</strong> Uma das maneiras de prevenir a corrosão de<br />
embar cações, cujo casco é feito de ferro, é utilizar um metal de<br />
sacrifício que se oxida mais facilmente que o ferro e, as sim, ele sofre<br />
corrosão antes do ferro quando a em barcação se encontra na água. Na<br />
tabela abaixo, são apresentadas as semirreações e os potenciais de<br />
redução (E 0 ) de alguns metais:<br />
O melhor metal de sacrifício para proteger a embarcação da corrosão é:<br />
a) Mg b) Au c) Ni d) Zn e) Cu<br />
RESOLUÇÃO:<br />
O melhor metal para proteger o ferro da corrosão é o magnésio, pois o seu<br />
cátion apresenta menor potencial de redução, isto é, o metal magnésio na<br />
tabela fornecida tem maior poder de oxidação.<br />
Mg + Fe 2+ → Mg 2+ + Fe maior ΔE 0<br />
facilidade em<br />
oxidar-se<br />
Resposta: A<br />
<strong>FRENTE</strong> 1 <strong>–</strong> <strong>FÍSICO</strong>-<strong>QUÍMICA</strong><br />
Semirreações de redução E 0 (volts)<br />
Fe 2+ + 2e <strong>–</strong> → Fe <strong>–</strong> 0,44V<br />
Ni 2+ + 2e <strong>–</strong> → Ni <strong>–</strong> 0,25V<br />
Cu 2+ + 2e <strong>–</strong> → Cu + 0,34V<br />
Au 3+ + 3e <strong>–</strong> → Au + 1,50V<br />
Zn 2+ + 2e <strong>–</strong> → Zn <strong>–</strong> 0,76V<br />
Mg 2+ + 2e <strong>–</strong> → Mg <strong>–</strong> 2,37V<br />
<strong>–</strong> 65<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
1. (FUVEST-SP) <strong>–</strong> A eletrólise do cloreto de sódio fun dido produz<br />
sódio metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon<br />
a) sódio recebe dois elétrons.<br />
b) cloreto recebe um elétron.<br />
c) sódio recebe um elétron.<br />
d) cloreto perde dois elétrons.<br />
e) sódio perde um elétron.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Δ<br />
NaCl(s) ⎯→ Na + (l) + Cl <strong>–</strong> (l)<br />
Catodo: Na + (l) + e <strong>–</strong> → Na(l)<br />
Anodo: Cl <strong>–</strong> (l) → e <strong>–</strong> + 1/2Cl 2 (g)<br />
Resposta: C<br />
2. (MACKENZIE-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> A eletrólise é uma<br />
reação química não espontânea de oxirredução provocada pela<br />
passagem de corrente elétrica através de um composto iônico fundido<br />
(ele trólise ígnea) ou em uma solução aquosa de um eletrólito<br />
(eletrólise aquosa). O processo eletroquímico ígneo é amplamente<br />
utilizado na obtenção de alumínio a partir da alumina (Al 2 O 3 ), que é<br />
fundida em presença de criolita (3 NaF·AlF 3 ), para diminuir o seu<br />
ponto de fusão.<br />
A respeito do processo de eletrólise ígnea, é INCORRETO afirmar<br />
que<br />
a) a equação global do processo de obtenção do alumínio é<br />
2 Al 2 O 3 → 4 Al 0 + 3 O 2 .<br />
b) a semirreação Al 3+ + 3e <strong>–</strong> → Al 0 ocorre no catodo da célula<br />
eletrolítica.<br />
c) no anodo ocorre o processo de redução.<br />
d) há um elevado consumo de energia na realização desse processo.<br />
e) os eletrodos mais utilizados são os de grafita e platina.<br />
66 <strong>–</strong><br />
<strong>MÓDULO</strong> 25<br />
ELETRÓLISE ÍGNEA<br />
RESOLUÇÃO:<br />
A fusão da alumina provoca a dissociação iônica dela:<br />
fusão<br />
Al 2 O 3 (s) ⎯⎯⎯→ 2Al 3+ (l) + 3O 2<strong>–</strong> (l) (I)<br />
Δ<br />
catodo : Al 3+ (l) + 3e <strong>–</strong> → Al 0 (l) (II)<br />
(redução)<br />
anodo : 2O2<strong>–</strong> (l) → O2 (g) + 4e <strong>–</strong> (III)<br />
(oxidação)<br />
Multiplicando (II) por 4, (III) por 3 e (I) por 2:<br />
Equação global:<br />
2Al2O3 → 4Al 0 + 3O2 Resposta: C<br />
3. (FUVEST) <strong>–</strong> O fluxograma abaixo representa um processo para a<br />
produção de magnésio metálico a partir dos íons Mg 2+ dissolvidos na<br />
água do mar.<br />
a) Preencha a tabela abaixo com as fórmulas químicas das substâncias<br />
que foram representadas, no fluxograma, pelas letras A, B, C e D.<br />
Substância A B C D<br />
Fórmula<br />
Química<br />
b) Escreva as duas semirreações que representam a eletrólise ígnea do<br />
MgCl 2 , identificando qual é a de oxidação e qual é a de redução.<br />
c) Escreva a equação química que representa um método, economi -<br />
camente viável, de produzir a substância A.
RESOLUÇÃO:<br />
a) CaO + H 2 O → Ca(OH) 2<br />
A<br />
Mg 2+ + Ca(OH) 2 → Ca 2+ + Mg(OH) 2<br />
B<br />
Mg(OH) 2 + 2HCl → MgCl 2 + 2H 2 O<br />
B D<br />
MgCl2 eletrólise<br />
CaCl2 ⎯⎯⎯⎯→ Mg + Cl2 + subprodutos<br />
700°C<br />
NaCl<br />
C<br />
Cl 2 + H 2 → 2HCl<br />
D<br />
A B C D<br />
CaO Mg(OH) 2 Cl 2 HCl<br />
b) Semirreação de oxidação: 2Cl <strong>–</strong> (l) → 2e <strong>–</strong> + Cl2 (g)<br />
Semirreação de redução: Mg2+ (l) + 2e <strong>–</strong> → Mg(l)<br />
c) Para obtenção de óxido de cálcio por um processo economicamente<br />
viável, pode-se usar a calcinação do calcário.<br />
Δ<br />
CaCO 3 (s) ⎯⎯→ CaO(s) + CO 2 (g)<br />
<strong>MÓDULO</strong> 26<br />
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA<br />
1. (PUC-SP) <strong>–</strong> Considerando a eletrólise da salmoura,<br />
• equacione as semirreações que ocorrem no catodo e no anodo, bem<br />
como a equação global do processo, representando a formação do<br />
NaOH.<br />
• identifique os polos de cada eletrodo e indique em qual deles ocorre<br />
o processo de oxidação e em qual ocorre o processo de redução.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Consideremos os eletrodos inertes.<br />
I) Dissociação iônica do sal:<br />
2 NaCl (aq) → 2Na + (aq) + 2Cl <strong>–</strong> (aq)<br />
II) Oxidação: ocorre no anodo, que é o polo positivo.<br />
0<br />
2Cl 1<strong>–</strong> (aq) → 2e <strong>–</strong> + Cl 2 (g)<br />
III) Redução: ocorre no catodo, que é o polo negativo.<br />
1+ 0<br />
2H 2 O(l) + 2e <strong>–</strong> → H 2 (g) + 2OH <strong>–</strong> (aq)<br />
IV) Equação global: somando-se as três equações, temos:<br />
2NaCl(aq) + 2H 2 O(l) → H 2 (g) + Cl 2 (g) + 2Na + (aq) + 2OH <strong>–</strong> (aq)<br />
2NaOH<br />
2. (PUC-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> Dados:<br />
<strong>–</strong> o indicador fenolftaleína é incolor em pH < 8 e rosa em pH acima<br />
de 8.<br />
<strong>–</strong> o amido é utilizado como indicador da presença de iodo em solu -<br />
ção, adquirindo uma intensa coloração azul devido ao complexo<br />
iodo-amido formado.<br />
Um experimento consiste em passar corrente elétrica contínua em uma<br />
solução aquosa de iodeto de potássio (KI). O sistema está<br />
esquematizado a seguir.<br />
Para auxiliar a identificação dos produtos, são adicio nadas, próximo<br />
aos eletrodos, solução alcoólica de fenolftaleína e dispersão aquosa de<br />
amido. Sobre o experimento, é incorreto afirmar que<br />
a) haverá formação de gás no eletrodo B.<br />
b) a solução ficará rosa próximo ao eletrodo A.<br />
c) no eletrodo B ocorrerá o processo de oxidação.<br />
d) o eletrodo A é o catodo do sistema eletrolítico.<br />
e) a solução ficará azul próximo ao eletrodo B.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Eletrólise em solução aquosa do iodeto de potássio:<br />
dissolução: KI(aq) ⎯→ K + (aq) + I <strong>–</strong> (aq)<br />
(A) catodo: H 2 O(l) + e <strong>–</strong> ⎯→ 1/2 H 2 (g) + OH <strong>–</strong> (aq)<br />
(redução)<br />
(B) anodo: I <strong>–</strong> (aq) ⎯→ e <strong>–</strong> (oxidação)<br />
+ 1/2 I2 (s)<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
global: KI(aq) + H2O(l) ⎯→<br />
⎯→ 1/2H2 (g) + 1/2I2 (s) + K + (aq) + OH <strong>–</strong> (aq)<br />
144<strong>24</strong>43<br />
KOH(aq)<br />
Ao redor do eletrodo A, a fenolftaleína adquire coloração rósea, pois o meio<br />
fica básico.<br />
Ao redor do eletrodo B, há liberação de I 2 , que forma complexo com o<br />
amido, de coloração azul.<br />
Resposta: A<br />
<strong>–</strong> 67<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
3. (ENEM <strong>–</strong> EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) <strong>–</strong> Para<br />
que apresente condutividade elétrica adequada a muitas aplicações, o<br />
cobre bruto obtido por métodos térmicos é purificado eletroliticamente.<br />
Nesse processo, o cobre bruto impuro constitui o anodo da célula, que<br />
está imerso em uma solução de CuSO 4 . À medida que o cobre impuro<br />
é oxidado no anodo, íons Cu 2+ da solução são depositados na forma<br />
pura no catodo. Quanto às impurezas metálicas, algumas são oxidadas,<br />
passando à solução, enquanto outras simplesmente se desprendem do<br />
anodo e se sedimentam abaixo dele. As impurezas sedimentadas são<br />
posteriormente processadas, e sua comercialização gera receita que<br />
ajuda a cobrir os custos do processo. A série eletroquímica a seguir<br />
lista o cobre e alguns metais presentes como impurezas no cobre bruto<br />
de acordo com suas forças redutoras relativas.<br />
Entre as impurezas metálicas que constam na série apresentada, as que<br />
se sedimentam abaixo do anodo de cobre são<br />
a) Au, Pt, Ag, Zn, Ni e Pb.<br />
b) Au, Pt e Ag.<br />
c) Zn, Ni e Pb.<br />
d) Au e Zn.<br />
e) Ag e Pb.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Para um metal sofrer oxidação no anodo, ele deve possuir elevada força<br />
redutora como, por exemplo, o chumbo, o níquel e o zinco.<br />
Os metais ouro, platina e prata apresentam baixa força redutora; portanto,<br />
esses metais apenas se desprendem do anodo, formando a chamada lama<br />
anódica.<br />
Resposta: B<br />
68 <strong>–</strong><br />
Ouro<br />
Platina<br />
Prata<br />
Cobre<br />
Chumbo<br />
Níquel<br />
Zinco<br />
Força<br />
redutora<br />
1. (PUC-SP) <strong>–</strong> Equacione a reação da eletrólise ígnea do óxido de<br />
alumínio (Al 2 O 3 ). Indique os produtos obtidos no catodo (polo <strong>–</strong>) e no<br />
anodo (polo +) da cuba eletrolítica. Determine a massa de alumínio<br />
produ zida em uma cuba eletrolítica com corrente cons tante de 1 x 10 5 A<br />
durante 80 horas (2,88 x 10 5 s).<br />
Dados: Considere a Constante de Faraday = 9,6 x 10 4 C.mol <strong>–</strong>1<br />
Q (carga, C) = i (corrente, A) x Δt (tempo, s)<br />
Al = 27,0 g/mol ; O = 16,0 g/mol<br />
RESOLUÇÃO:<br />
fusão<br />
Dissociação iônica: Al2O3 (s) ⎯⎯→ 2Al3+ (l) + 3O2<strong>–</strong> (l)<br />
Polo �, catodo: 2Al3+ (l) + 6e <strong>–</strong> ⎯→ 2Al0 (l)<br />
Polo �, anodo: 3O 2<strong>–</strong> (l) ⎯→ O2 (g) + 6e <strong>–</strong><br />
Carga elétrica em coulomb:<br />
Q = i . Δt = 1 . 105A . 2,88 . 10 5s = 2,88 . 10 10C Para formar 1 mol de Al (27g), são necessários<br />
3 . 9,6 . 10 4C (3 mol de e <strong>–</strong> )<br />
27g <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 3 . 9,6 . 10 4C x <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 2,88 . 10 10C x = = 2,7 . 106 3<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><br />
2<br />
2,88 . 10<br />
g<br />
10C . 27g<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
3 . 9,6 . 10 4C 2,7 toneladas de alumínio.<br />
<strong>MÓDULO</strong> 27<br />
ESTEQUIOMETRIA NA ELETRÓLISE
2. (UNESP) <strong>–</strong> Um procedimento muito utilizado para eliminação de<br />
bactérias da água é a adição de cloro com produção de hipoclorito. O<br />
cloro pode ser produzido pela eletrólise de uma solução aquosa de íons<br />
cloreto, segundo a equação I:<br />
I: 2Cl <strong>–</strong> (aq) + 2H 2 O (l) → 2OH <strong>–</strong> (aq) + Cl 2 (g) + H 2 (g)<br />
Posteriormente, o Cl 2 pode reagir com as hidroxilas produzindo o<br />
hipoclorito.<br />
II: 2OH <strong>–</strong> (aq) + Cl 2 (g) → Cl <strong>–</strong> (aq) + ClO <strong>–</strong> (aq) + H 2 O (l)<br />
Calcule o volume de H 2 produzido nas CNTP quando ocorre o<br />
consumo de uma corrente de 2A em 400min e 125 segundos com NaCl<br />
(massa molar 58,5g/mol) de acordo com a Equação I, e forneça a<br />
equação global que expressa a formação de hipoclorito a partir da<br />
eletrólise da solução de cloreto.<br />
Dados: 1F = 96 500C; volume molar nas CNTP = 22,4 L<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Q = t . i = (400 . 60 + 125) . 2 = 48250C<br />
1F ⇒ 96 500C → 1 mol de e <strong>–</strong><br />
} x = 0,5 mol de e <strong>–</strong><br />
48250C → x<br />
De acordo com a reação I, temos:<br />
2Cl <strong>–</strong> → 2e <strong>–</strong> + Cl2 2H2O + 2e <strong>–</strong> → H2 + 2OH <strong>–</strong><br />
2 mol → 1 mol 0,5<br />
} x = <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> ∴ x = 0,25 mol de H2 0,5 mol → x 2<br />
1 mol de H 2 → 22,4L } x = 5,6L<br />
0,25 mol → x<br />
Equação global:<br />
2Cl <strong>–</strong> (aq) + 2H 2 O(l) → 2OH <strong>–</strong> (aq) + Cl 2 (g) + H 2 (g)<br />
2OH <strong>–</strong> (aq) + Cl 2 (g) → Cl <strong>–</strong> (aq) + ClO <strong>–</strong> (aq) + H 2 O(l)<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
Cl <strong>–</strong> (aq) + H 2 O(l) → ClO <strong>–</strong> (aq) + H 2 (g)<br />
3. (MACKENZIE-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> Duas celas eletro lí -<br />
ticas estão conec tadas em série e ambas possuem eletrodos de grafita,<br />
conforme o es quema abaixo.<br />
Em uma das celas, foi colocada uma solução de nitrato de prata,<br />
enquanto, na outra, existe uma solução de sulfato de cobre (II), ambas<br />
equimolares. Durante um determinado intervalo de tempo, ocorreu a<br />
deposição de 3 mol de prata metálica no catodo da cela da esquerda.<br />
Portanto, a massa de cobre metálico que será depositada no catodo da<br />
cela da direita corresponde a<br />
Dado: Massas molares: Ag = 108 g/mol, Cu = 63,5 g/mol<br />
a) 95,25 g b) 63,50 g c) 127,00 g<br />
d) 190,50 g e) 21,20 g<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Nas duas celas eletrolíticas conectadas em série, a quan tidade de mols de<br />
elétrons é a mesma.<br />
Ag + + e <strong>–</strong> ⎯→ Ag<br />
1 mol <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 1 mol<br />
3 mol <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 3 mol<br />
Cu 2+ + 2e <strong>–</strong> ⎯→ Cu<br />
2 mol <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 63,5g<br />
3 mol <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> x<br />
x = 95,25g<br />
Resposta: A<br />
<strong>–</strong> 69<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
1. (FUVEST-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> O cheiro agradável das<br />
frutas deve-se, princi palmente, à presença de ésteres. Esses ésteres<br />
podem ser sintetizados no laboratório, pela reação entre um álcool e um<br />
ácido carboxílico, ge rando essências artificiais, utilizadas em sorvetes<br />
e bolos. A seguir, estão as fórmulas estruturais de al guns ésteres e a<br />
indicação de suas respectivas fontes.<br />
CH 3 C<br />
A essência, sintetizada a partir do ácido butanoico e do metanol, terá<br />
cheiro de<br />
a) banana. b) kiwi. c) maçã.<br />
d) laranja. e) morango.<br />
A essência, sintetizada a partir do ácido butanoico e do metanol, terá cheiro<br />
de maçã.<br />
Resposta: C<br />
70 <strong>–</strong><br />
O<br />
CH 3 CH 2 CH 2 C<br />
CH 3 CH 2 CH 2 C<br />
<strong>MÓDULO</strong> <strong>24</strong><br />
REAÇÕES ORGÂNICAS (II):<br />
ESTERIFICAÇÃO <strong>–</strong> LIPÍDIOS<br />
OCH2CH2CHCH3 banana<br />
O<br />
OCH3 maçã<br />
O<br />
CH 3<br />
OCH2 (CH2 ) 3CH3 morango<br />
CH 3 C<br />
RESOLUÇÃO:<br />
O<br />
H3C — CH2 — CH2 — C + H O — CH ⎯→<br />
3 ←⎯<br />
OH<br />
O<br />
←⎯ ⎯→ H3C — CH2 — CH2 — C + H2O O— CH3 O<br />
C<br />
O<br />
OCH3 kiwi<br />
OCH2 (CH2 ) 6CH3 laranja<br />
<strong>FRENTE</strong> 2 <strong>–</strong> <strong>QUÍMICA</strong> ORGÂNICA<br />
2. (FUVEST-SP) <strong>–</strong> Escreva a equação química balanceada que<br />
representa a reação de esterificação entre duas moléculas de ácido<br />
�<br />
CH3 O<br />
|<br />
láctico H — C — C<br />
| �<br />
OH OH<br />
RESOLUÇÃO:<br />
CH3 |<br />
O<br />
CH3 |<br />
O<br />
H — C — C + H O — C — C<br />
|<br />
OH OH<br />
|<br />
H OH<br />
CH3 | O<br />
CH3 |<br />
O<br />
H — C — C — O — C — C + H2O | |<br />
OH H OH
3. Complete a equação química e dê o nome da reação.<br />
O<br />
||<br />
H2C — O — C — C15H31 O<br />
||<br />
HC — O — C — C15H31 + 3NaOH →<br />
O<br />
||<br />
H2C — O — C — C15H31 RESOLUÇÃO:<br />
O<br />
||<br />
H2C — O — C — C15H31 O<br />
||<br />
HC — O — C — C15H31 + 3NaOH →<br />
O<br />
||<br />
H2C — O — C — C15H31 H2C — OH O<br />
|<br />
→ HC — OH + 3C15H31 — C<br />
|<br />
H2C — OH O <strong>–</strong> Na +<br />
glicerol sabão<br />
reação de saponificação<br />
4. (FGV-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> O Brasil destaca-se no cenário<br />
internacional com a produção e o incentivo do uso de combustíveis de<br />
fontes renováveis, como o etanol e o biodiesel. A transeste rificação é<br />
mais um “novo conceito” abordado na química orgânica no ensino<br />
médio: trata-se da síntese do biodiesel, obtido a partir da reação de<br />
óleos vegetais (soja, babaçu, mamona), gorduras animais ou óleos<br />
residuais de fritura com etanol e catalisador.<br />
H 2 C — O — CO — R 1<br />
| NaOH<br />
←⎯<br />
HC — O — CO — R 2 + 3C 2 H 5 — OH ⎯→<br />
|<br />
H 2 C — O — CO — R 3<br />
⎯→<br />
←⎯<br />
H2C — OH R1CO2C2H5 |<br />
HC — OH + R2CO2C2H5 |<br />
H2C — OH R3CO2C2H5 biodiesel B<br />
Considerando que o biodiesel foi obtido a partir do óleo de soja, na<br />
reação de hidrólise desse biodiesel B, são obtidos como produtos o<br />
a) ácido etanoico e álcoois.<br />
b) ácido etanoico e ésteres.<br />
c) etanoato de etila e ácidos carboxílicos.<br />
d) etanol e ácidos carboxílicos.<br />
e) etanol e ésteres.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Os produtos da hidrólise do biodiesel são: etanol e áci dos carboxílicos.<br />
Por exemplo:<br />
O<br />
R1 — C + HOH<br />
O — CH2 — CH3 O<br />
R1 — C + CH3 — CH2 — OH<br />
OH<br />
ácidos etanol<br />
carboxílicos<br />
Resposta: D<br />
<strong>–</strong> 71<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
1. Considere o esquema a seguir:<br />
O<br />
H3C — CH2 — C<br />
+ Na → + 1/2 H2 OH + NaOH → + H2O Dê o nome e as fórmulas estruturais dos compostos A, B e C.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
<strong>MÓDULO</strong> 25<br />
CARÁTER ÁCIDO E BÁSICO<br />
<strong>–</strong> AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS<br />
O<br />
H3C — CH2 — C + Na H3C — CH2 — C + ½ H2 OH<br />
O <strong>–</strong> Na +<br />
O<br />
O<br />
propanoato de sódio<br />
O<br />
H3C — CH2 — C + NaOH H3C — CH2 — C + H2O O <strong>–</strong> Na +<br />
OH<br />
propanoato de sódio<br />
O<br />
H3C — CH2 — C + H OCH3 H3C — CH2 — C + H2O OH<br />
O — CH3 propanoato de metila<br />
72 <strong>–</strong><br />
+ HO — CH 3 → ←<br />
O<br />
+ H2 O<br />
2. Marque com círculo a ligação peptídica presente no composto<br />
abaixo:<br />
O<br />
H 2 N — CH — C — N — CH — CH 2 —<br />
| | |<br />
H 2 C— COOH H COOCH 3<br />
RESOLUÇÃO:<br />
O<br />
H 2 N — CH — C — N —CH — CH 2 —<br />
H 2 C—COOH H COOCH 3
3. (FUVEST-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> O grupo amino de uma<br />
molécula de aminoácido pode reagir com o grupo carboxila de outra<br />
molécula de ami noácido (igual ou diferente), formando um dipep tídeo<br />
com eliminação de água, como exemplificado para a glicina:<br />
Analogamente, de uma mistura equimolar de glicina e L-alanina,<br />
poderão resultar dipeptídeos diferentes entre si, cujo número máximo<br />
será<br />
a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6<br />
H O<br />
+ |<br />
H3N — C — C<br />
|<br />
CH 3<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Além da reação entre glicina e glicina, temos as seguintes reações:<br />
alanina<br />
O<br />
alanina<br />
O<br />
H<br />
H3C — C — C +<br />
H<br />
H3C — C — C →<br />
Resposta: C<br />
—<br />
=<br />
=<br />
O <strong>–</strong> NH3 O <strong>–</strong><br />
H<br />
O<br />
H2O + H3C — C — C<br />
O<br />
N — C — C<br />
H<br />
O<br />
CH3 <strong>–</strong><br />
+<br />
NH3 H<br />
glicina<br />
H2C — C<br />
O<br />
+<br />
alanina<br />
O<br />
H<br />
H3C — C — C<br />
+<br />
NH3 +<br />
→<br />
→<br />
—<br />
+ O<strong>–</strong><br />
NH3 —<br />
=<br />
—<br />
—<br />
=<br />
=<br />
=<br />
H2O + H2C — C<br />
O<br />
H<br />
NH N — C — C<br />
3<br />
H<br />
O<br />
CH3 <strong>–</strong><br />
→<br />
+<br />
alanina<br />
O<br />
H<br />
H3C — C — C<br />
—<br />
O <strong>–</strong><br />
L -alanina<br />
(fórmula estrutural plana)<br />
—<br />
NH3 + O <strong>–</strong><br />
O<br />
O<br />
H<br />
→ H2O + H3C — C — C<br />
=<br />
—<br />
—<br />
=<br />
=<br />
NH3 +<br />
+ H 2 C — C<br />
—<br />
NH3 + O <strong>–</strong><br />
glicina<br />
—<br />
O<br />
=<br />
=<br />
+ O<strong>–</strong><br />
NH3 —<br />
O<br />
N — C — C<br />
H H2 O <strong>–</strong><br />
=<br />
→<br />
<strong>MÓDULO</strong> 26<br />
HIDRATOS DE CARBONO<br />
1. (PUC-RS) <strong>–</strong> Durante o processo da fotossíntese, rea lizada por<br />
plantas verdes, a energia luminosa do Sol leva à formação de glicose<br />
a partir de dióxido de carbono e água.<br />
Com relação a essa transformação, pode-se afirmar que<br />
I. há formação de um glicídio e um gás com bustível.<br />
II. ocorre com absorção de calor, portanto se trata de um processo<br />
endotérmico.<br />
III.ocorre transformação de energia luminosa e calo rífica em energia<br />
química.<br />
IV. a equação que representa essa transformação é<br />
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + calor<br />
A alternativa que contém as afirmativas corretas é<br />
a) III e IV. b) II e IV. c) II e III.<br />
d) I e III. e) I e II.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
I. Errada. C 6 H 12 O 6 (glicídio) e O 2 (comburente)<br />
II. Correta. 6CO 2 + 6H 2 O + calor → C 6 H 12 O 6 + 6O 2<br />
III.Correta.<br />
IV. Errada.<br />
Resposta: C<br />
<strong>–</strong> 73<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
2. (FUVEST-SP <strong>–</strong> MODELO ENEM) <strong>–</strong> O seguinte fragmento<br />
(adaptado) do livro Estação Carandiru, de Drauzio Varella, refere-se<br />
à produção clandestina de bebida no presídio:<br />
“O líquido é transferido para uma lata grande com um furo na parte<br />
superior, no qual é introduzida uma mangueirinha conectada a uma<br />
serpentina de cobre. A lata vai para o fogareiro até levantar fervura. O<br />
vapor sobe pela mangueira e passa pela serpentina, que Ezequiel esfria<br />
constantemente com uma caneca de água fria. Na saída da serpentina,<br />
emborcada numa garrafa, gota a gota, pinga a maria-louca<br />
(aguardente). Cinco quilos de milho ou arroz e dez de açúcar permitem<br />
a obtenção de nove litros da bebida.”<br />
Na produção da maria-louca, o amido do milho ou do arroz é<br />
transformado em glicose. A sacarose do açúcar é transformada em<br />
glicose e frutose, que dão origem a dióxido de carbono e etanol.<br />
Entre as equações químicas,<br />
I. (C6H10O5 ) n + nH2O ⎯→ nC6H12O6 ,<br />
II. � — CH 2 CH 2 O � —<br />
n<br />
+ nH 2 O ⎯→ n CH 2 — CH 2 ,<br />
| |<br />
OH OH<br />
III. C 12 H 22 O 11 + H 2 O ⎯→ 2C 6 H 12 O 6 ,<br />
IV. C 6 H 12 O 6 + H 2 ⎯→ C 6 H 14 O 6 ,<br />
V. C 6 H 12 O 6 ⎯→ 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2 ,<br />
as que representam as transformações químicas citadas são<br />
a) I, II e III. b) II, III e IV. c) I, III e V.<br />
d) II, III e V. e) III, IV e V.<br />
Dado: C 6 H 12 O 6 = glicose ou frutose<br />
RESOLUÇÃO:<br />
As equações das reações citadas são:<br />
<strong>–</strong> hidrólise do amido (I)<br />
(C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O ⎯→ nC 6 H 12 O 6<br />
amido glicose<br />
<strong>–</strong> hidrólise da sacarose (III)<br />
<strong>–</strong> C 12 H 22 O 11 + H 2 O ⎯→ C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6<br />
sacarose glicose frutose<br />
<strong>–</strong> fermentação da glicose ou frutose (V)<br />
C 6 H 12 O 6 ⎯⎯→ 2C 2 H 5 OH + 2CO 2<br />
glicose etanol<br />
Resposta: C<br />
74 <strong>–</strong><br />
3. (FUVEST-SP) <strong>–</strong> Aldeídos podem reagir com álcoois, conforme<br />
repre sen tado:<br />
Este tipo de reação ocorre na formação da glicose cícli ca, representada<br />
por<br />
Entre os seguintes compostos, aquele que, ao reagir como indicado,<br />
porém de forma intramolecular, conduz à forma cíclica da glicose é<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Para a formação da glicose cíclica, devemos ter a rea ção do grupo aldeído<br />
com o grupo OH da glicose de cadeia aberta.<br />
Resposta: C
<strong>MÓDULO</strong> 27<br />
PETRÓLEO<br />
1. (ESPM-SP) <strong>–</strong> O desenho mostra esquematicamente o equi pa mento<br />
utilizado nas refinarias para efetuar a destilação fracionada do petróleo<br />
e a sequência dos produtos A, B, C, D, E, F, G.<br />
Os gases obtidos na primeira etapa são<br />
a) metano, etano, propileno e buteno.<br />
b) etanol, propanol, metanol e butanol.<br />
c) benzeno, fenol, etileno e metanol.<br />
d) metano, etano, propano e butano.<br />
e) metil, propeno, etino e butano.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Fração gasosa: metano, etano, propano e butano.<br />
Resposta: D<br />
2. (ENEM <strong>–</strong> EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) <strong>–</strong>Um<br />
dos insumos energéticos que volta a ser consi de rado como opção para<br />
o fornecimento de petróleo é o aproveitamento das reservas de<br />
folhelhos pirobetu mi no sos, mais conhecidos como xistos pirobetu -<br />
minosos. As ações iniciais para a exploração de xistos pirobetumi nosos<br />
são anteriores à exploração de petróleo, porém as difi culdades inerentes<br />
aos diversos processos, notada men te os altos custos de mineração e de<br />
recuperação de solos minerados, contribuíram para impedir que essa<br />
atividade se expandisse.<br />
O Brasil detém a segunda maior reserva mundial de xisto. O xisto é<br />
mais leve que os óleos derivados de petróleo, seu uso não implica<br />
investimento na troca de equipamentos e ainda reduz a emissão de<br />
particulados pesados, que causam fumaça e fuligem. Por ser fluido em<br />
temperatura ambiente, é mais facilmente manusea do e armazenado.<br />
Internet:
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
3. (ENEM <strong>–</strong> EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) <strong>–</strong> Nas<br />
últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira<br />
preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa<br />
liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para<br />
geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a<br />
25°C (ΔH 0<br />
25 ) do metano, do butano e do octano.<br />
composto<br />
fórmula<br />
molecular<br />
massa molar<br />
(g/mol)<br />
À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais<br />
relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar<br />
políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse<br />
sentido, consideran do-se que o metano, o butano e o octano sejam<br />
represen tativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da<br />
gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é<br />
possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido<br />
por mol de CO 2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é<br />
a) gasolina, GLP e gás natural.<br />
b) gás natural, gasolina e GLP.<br />
c) gasolina, gás natural e GLP.<br />
d) gás natural, GLP e gasolina.<br />
e) GLP, gás natural e gasolina.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
CH4 + 2 O2 ⎯→ CO2 ↓<br />
+ 2 H2O gás natural 1 mol (são liberados 890 kJ)<br />
13<br />
C4H10 + <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
2<br />
GLP<br />
O2 ⎯→ 4 CO2 + 5 H2O ↓<br />
4 mol (são liberados 2878 kJ)<br />
1 mol (são liberados 719,5 kJ)<br />
25<br />
C8H18 + <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> O2 ⎯→ 8 CO2 + 9 H2O 2<br />
↓<br />
gasolina<br />
8 mol (são liberados 5471 kJ)<br />
1 mol (são liberados 683,87 kJ)<br />
ΔH 0<br />
25<br />
(kJ/mol)<br />
metano CH 4 16 <strong>–</strong>890<br />
butano C 4 H 10 58 <strong>–</strong>2.878<br />
octano C 8 H 18 114 <strong>–</strong>5.471<br />
A ordem crescente desses três combustíveis do ponto de vista da quantidade<br />
de calor obtido por mol de CO 2 gerado é: gasolina, GLP e gás natural.<br />
Resposta: A<br />
76 <strong>–</strong><br />
4. (FATEC-SP) <strong>–</strong> O craqueamento do petróleo é utili zado para obter<br />
quan tidade maior de gasolina a partir do óleo bruto. Nesse processo,<br />
hidrocarbonetos de cadeias longas são aquecidos sob pressão e<br />
ausência de ar, sofrendo “quebra”, com formação de alcanos e alcenos<br />
de ca deias menores. Por exemplo, o cra queamento de C 14 H 30 pode<br />
fornecer C 7 H 16 e C 7 H 14 .<br />
Poder-se-ia também ter, como produto desse cra quea mento, o seguinte<br />
conjunto de alcano e alceno:<br />
a) C 6 H 12 e C 8 H 16 b) C 6 H 14 e C 8 H 16<br />
c) C 6 H 14 e C 6 H 12 d) C 5 H 12 e C 8 H 18<br />
e) C 9 H 20 e C 4 H 10<br />
RESOLUÇÃO:<br />
A equação de craqueamento pode ser expressa por<br />
C14H30 → CxHy + CwHz 14 = x + w<br />
30 = y + z<br />
A alternativa com valores possíveis é C 6 H 14 e C 8 H 16 , em que x = 6 e<br />
y = 14, w = 8 e z = 16.<br />
Resposta: B
<strong>MÓDULO</strong> <strong>24</strong><br />
EQUILÍBRIO IÔNICO<br />
1. (FURG-RS) <strong>–</strong> Observe os dados da tabela abaixo, obtidos a 25°C<br />
em soluções de concentração 0,1 mol/L, e julgue as afirmativas dadas<br />
a seguir:<br />
Ácido K a (constante de ionização)<br />
HF 6,5 . 10 <strong>–</strong>4<br />
CH 3 COOH 1,8 . 10 <strong>–</strong>5<br />
HCN 5,0 . 10 <strong>–</strong>10<br />
I) o ácido fluorídrico é o mais forte dos três ácidos.<br />
II) o ácido acético é o mais ionizado dos três ácidos.<br />
III) a solução de ácido cianídrico, das três soluções, é a que apresenta<br />
menor concentração de íons H + .<br />
Assinale a alternativa que apresenta todas as afirmativas que são<br />
corretas.<br />
a) Apenas a I. b) Apenas a III.<br />
c) As afirmações I e II. d) As afirmações I e III.<br />
e) As afirmações I, II e III.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
I) Correta. Maior K a ⇒ ácido mais forte<br />
II) Falsa. Quanto maior o valor de K a , maior a força do ácido e mais<br />
ionizado ele será (HF).<br />
III) Correta. Quanto menor o valor de K a , menor a concentração de íons<br />
H + na solução.<br />
Resposta: D<br />
2. (FAMECA-SP) <strong>–</strong> Qual o valor de K a para o HCN, sabendo-se que<br />
o ácido em solução 0,10 mol/L se encontra 0,006% ionizado?<br />
a) 1,2 x 10 <strong>–</strong>4 b) 3,6 x 10 <strong>–</strong>8<br />
c) 3,6 x10 <strong>–</strong>5 d) 3,6 x 10 <strong>–</strong>10<br />
e) 6,0 . 10 <strong>–</strong>5<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Ka = α2 . M<br />
Ka = ( ) 2<br />
. 0,10<br />
Ka = 3,6 x 10 <strong>–</strong>10<br />
0,006<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
100<br />
Outra maneira seria usar a tabelinha:<br />
K a =<br />
Ka = = 3,6 . 10 <strong>–</strong>10<br />
6 . 10 <strong>–</strong>6 . 6 . 10 <strong>–</strong>6<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
0,10<br />
Resposta: D<br />
HCN → ← H + + CN <strong>–</strong><br />
início 0,10 0 0<br />
reage e forma<br />
0,006<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> . 0,10<br />
100<br />
0,006<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> . 0,10<br />
100<br />
0,006<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> . 0,10<br />
100<br />
equilíbrio ≅ 0,10 6 . 10 <strong>–</strong>6 6 . 10 <strong>–</strong>6<br />
[H + ] [CN <strong>–</strong> ]<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
[HCN]<br />
<strong>FRENTE</strong> 3 <strong>–</strong> <strong>FÍSICO</strong>-<strong>QUÍMICA</strong><br />
<strong>–</strong> 77<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
3. (FCAPA) <strong>–</strong> Assinale a alternativa incorreta acerca da reação<br />
CH 3 COOH ← → CH 3 COO <strong>–</strong> + H +<br />
a) adicionando-se ácido clorídrico, a concentração de íons hidro gênio<br />
aumentará.<br />
b) adicionando-se ácido clorídrico, o equilíbrio será deslocado para a<br />
esquerda.<br />
c) com adição de acetato de sódio, haverá aumento na concentração de<br />
íons hidrogênio.<br />
d) com adição de acetato de sódio, haverá produção de ácido acético.<br />
e) com adição de acetato de sódio, o valor da constante de equilíbrio<br />
do ácido acético não será alterado.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Adicionando-se ácido clorídrico, aumenta a concentração de íons H +<br />
deslocando o equilíbrio para a esquerda.<br />
Adicionando-se acetato de sódio, aumenta a concentração de íons<br />
CH 3 COO <strong>–</strong> , deslocando o equilíbrio para a esquerda. A concentração de<br />
íons H + diminui e a concentração de CH 3 COOH aumenta. O valor da<br />
constante de equilíbrio só será afetado por variação de temperatura.<br />
Resposta: C<br />
1. (PUC-SP) <strong>–</strong> O ácido propanoico é infinitamente solúvel em água e<br />
apresenta constante de ionização (K a ) igual a 1 x 10 <strong>–</strong>5 . O pH de uma<br />
solução aquosa de concentração 0,1 mol/L de ácido propanoico é<br />
aproximadamente<br />
a) 1 b) 2 c) 3 d) 5 e) 6<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Equação simplificada da reação de ionização do ácido propanoico:<br />
Ka = = 1 x 10 <strong>–</strong>5<br />
[H + ] . [H3C — CH2 — COO <strong>–</strong> ]<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
[H3C — CH2 — COOH]<br />
Como a constante de ionização tem valor baixo (ácido fraco), podemos<br />
considerar 0,1 <strong>–</strong> x aproximadamente igual a 0,1.<br />
= 1 . 10 <strong>–</strong>5 ∴ x2 = 1 . 10 <strong>–</strong>6<br />
x . x<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
0,1<br />
x = 1 . 10 <strong>–</strong>3 ∴ [H + ] = 1 . 10 <strong>–</strong>3 mol/L<br />
O pH é dado por:<br />
pH = <strong>–</strong> log [H + ]<br />
pH = <strong>–</strong> log 1 . 10 <strong>–</strong>3 = 3<br />
Resposta: C<br />
78 <strong>–</strong><br />
<strong>MÓDULO</strong> 25<br />
K W , pH e pOH<br />
H 3 C—CH 2 —COOH(aq) → ← H+ (aq) + H 3 C—CH 2 —COO <strong>–</strong> (aq)<br />
início 0,1 mol/L 0 0<br />
reage<br />
e forma<br />
equilíbrio<br />
x mol/L x mol/L x mol/L<br />
(0,1 <strong>–</strong> x) mol/L x mol/L x mol/L<br />
2. (UNESP) <strong>–</strong> Dois fatores que podem alterar o pH sanguíneo são: a<br />
intensidade da respiração (quanto maior a intensidade, menor o teor de<br />
CO2 no sangue) e o teor de bicarbonato na urina (quanto maior o teor<br />
de bicarbonato na urina, maior a diminuição de sua concentração no<br />
sangue). Considerando a equação química<br />
CO2 (g) + H2O(l) → ← H2CO3 (aq) → ← H+ <strong>–</strong><br />
(aq) + HCO3 (aq), quais os<br />
efeitos do aumento da intensidade da respiração e do aumento do teor<br />
em bicarbonato na urina sobre os valores do pH sanguíneo?<br />
RESOLUÇÃO:<br />
CO2 (g) + H2O(l) → ← H2CO3 (aq) → ← H+ <strong>–</strong><br />
(aq) + HCO3 (aq)<br />
O aumento da intensidade da respiração faz diminuir o teor de CO2 no<br />
sangue, deslocando o equilíbrio acima para a esquerda, de acordo com o<br />
Princípio de Le Chatelier. Consequentemente, iremos ter uma diminui ção<br />
da concentração de íons H + no sangue, provocando um aumento do pH.<br />
pH = <strong>–</strong> log [H + ]<br />
↑ ↓<br />
O aumento do teor de bicarbonato na urina é devido a uma diminuição da<br />
concentração desse mesmo íon (HCO <strong>–</strong><br />
) no sangue. Essa diminuição desloca<br />
3<br />
o equilíbrio citado para a direita, aumentando a concentração de íons H +<br />
e diminuindo o pH sanguíneo.<br />
pH = <strong>–</strong> log [H + ]<br />
↓ ↑<br />
3. (ENEM <strong>–</strong> EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) <strong>–</strong><br />
Sabões são sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa utilizados com<br />
a finalidade de facilitar, durante processos de lavagem, a remoção de<br />
substâncias de baixa solubilidade em água, por exemplo, óleos e<br />
gorduras. A figura a seguir representa a estrutura de uma molécula de<br />
sabão.<br />
Em solução, os ânions do sabão podem hidrolisar a água e, desse modo,<br />
formar o ácido carboxílico correspon dente. Por exemplo, para o<br />
estearato de sódio, é estabelecido o seguinte equilíbrio:<br />
CH 3 (CH 2 ) 16 COO <strong>–</strong> + H 2 O → ← CH 3 (CH 2 ) 16 COOH + OH <strong>–</strong><br />
Uma vez que o ácido carboxílico formado é pouco solúvel em água e<br />
menos eficiente na remoção de gorduras, o pH do meio deve ser<br />
controlado de maneira a evitar que o equilíbrio acima seja deslocado<br />
para a direita.<br />
Com base nas informações do texto, é correto concluir que os sabões<br />
atuam de maneira<br />
a) mais eficiente em pH básico.<br />
b) mais eficiente em pH ácido.<br />
c) mais eficiente em pH neutro.<br />
d) eficiente em qualquer faixa de pH.<br />
e) mais eficiente em pH ácido ou neutro.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
O sabão será mais eficiente quando o ácido carboxílico estiver na forma<br />
ionizada. O equilíbrio a seguir deve ser deslocado para a esquerda:<br />
CH 3 (CH 2 ) 16 COO <strong>–</strong> + H 2 O → ← CH 3 (CH 2 ) 16 COOH + OH <strong>–</strong><br />
Para que esse equilíbrio seja deslocado para a esquerda, o meio deve ser<br />
básico, alta concentração de íons OH <strong>–</strong> , e, portanto, o pH deve ser maior<br />
que sete.<br />
Resposta: A
<strong>MÓDULO</strong> 26<br />
HIDRÓLISE SALINA<br />
1. (UFSM-RS) <strong>–</strong> O caráter das soluções resultantes da hidrólise dos<br />
sais NaCl (sal de cozinha), NaHCO 3 (usado como fermento) e<br />
NH 4 NO 3 (usado na fabri cação de fertilizantes) é, respectivamente,<br />
a) neutro, básico, ácido.<br />
b) ácido, neutro, básico.<br />
c) básico, ácido, neutro.<br />
d) neutro, ácido, ácido.<br />
e) básico, neutro, básico.<br />
RESOLUÇÃO:<br />
NaCl: sal derivado de ácido e base fortes não sofre hidrólise (pH = 7)<br />
NaHCO3 : sal derivado de ácido fraco e base forte sofre hidrólise (pH > 7)<br />
HCO <strong>–</strong><br />
3 + HOH →<br />
← H2CO3 + OH <strong>–</strong><br />
NH4NO3 : sal derivado de ácido forte e base fraca sofre hidrólise (pH < 7)<br />
+<br />
NH4 + HOH →<br />
← NH4OH + H +<br />
ou<br />
+<br />
NH4 + HOH →<br />
← NH3 + H3O +<br />
Resposta: A<br />
2. (UNIFESP) <strong>–</strong> Extratos de muitas plantas são indi cadores naturais<br />
ácido-base, isto é, apresentam colora ções diferentes de acordo com o<br />
meio em que se encontram. Utilizando o extrato de repolho roxo como<br />
indicador, foram testadas soluções aquosas de HCl, NaOH, NaOCl,<br />
NaHCO 3 e NH 4 Cl, de mesma concen tração. Os resultados são<br />
apresentados na tabela<br />
SOLUÇÃO COLORAÇÃO<br />
HCl vermelha<br />
NaOH verde<br />
X vermelha<br />
Y verde<br />
NaOCl verde<br />
a) Identifique as soluções X e Y. Justifique.<br />
b) Calcule, a 25°C, o pH da solução de NaOCl 0,04 mol/L. Considere que,<br />
a 25°C, a constante de hidrólise do íon ClO <strong>–</strong> é 2,5 x 10 <strong>–</strong>7 .<br />
RESOLUÇÃO<br />
a) X: NH4Cl: caráter ácido (sal de ácido forte e base fraca)<br />
+<br />
NH + H2O →<br />
4 ← NH3 + H3O +<br />
Y: NaHCO3 : caráter básico (sal de ácido fraco e base forte)<br />
<strong>–</strong><br />
HCO + H2O →<br />
3 ← H2CO3 + OH <strong>–</strong><br />
b)<br />
0,04 <strong>–</strong> x ≅ 0,04<br />
K h =<br />
2,5 . 10 <strong>–</strong>7 =<br />
x 2 = 10 <strong>–</strong>8 ∴ x = 10 <strong>–</strong>4 mol/L<br />
pOH = 4 e pH = 10<br />
1. (UNESP) <strong>–</strong> O sal sulfato de cobre é muito utilizado na agricultura.<br />
Por ser bastante solúvel, a água da chuva pode transportá-lo com<br />
facilidade até os rios próximos à atividade agrícola ou ao lençol<br />
freático. Uma forma de monitorar a concentração de íons Cu 2+ de uma<br />
amostra de água para fins de consumo humano consiste em produzir<br />
um precipitado que pode ser separado por filtração. Considerando que<br />
o valor de K s para o CuS é igual a 9,0 x 10 <strong>–</strong>36 , determine a máxima<br />
concentração de íons Cu 2+ em uma amostra de água tratada com ácido<br />
sulfídrico (H 2 S).<br />
RESOLUÇÃO:<br />
A equação química do processo:<br />
CuS(s) → ← Cu 2+ (aq) + S 2<strong>–</strong> (aq)<br />
solução saturada: [Cu 2+ ] = [S2<strong>–</strong> ]<br />
Ks = [Cu 2+ ] . [S2<strong>–</strong> ]<br />
9,0 . 10 <strong>–</strong>36 = [Cu 2+ ] 2<br />
[Cu 2+ ] = 3 . 10 <strong>–</strong>18 mol/L<br />
ClO <strong>–</strong> + HOH → ← HClO + OH <strong>–</strong><br />
início 0,04 <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> 0 0<br />
reage e<br />
forma<br />
x <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> x x<br />
equilíbrio 0,04 <strong>–</strong> x <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> x x<br />
[HClO] [OH <strong>–</strong> ]<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong> <strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
[ClO <strong>–</strong> ]<br />
x 2<br />
<strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><strong>–</strong><br />
0,04<br />
<strong>MÓDULO</strong> 27<br />
PRODUTO DE SOLUBILIDADE<br />
<strong>–</strong> 79<br />
<strong>QUÍMICA</strong> BDE
<strong>QUÍMICA</strong> BDE<br />
2. (FUVEST-SP) <strong>–</strong> Preparam-se duas soluções satu radas, uma de<br />
oxalato de prata (Ag 2 C 2 O 4 ) e outra de tiocianato de prata (AgSCN).<br />
Esses dois sais têm, aproximadamente, o mesmo produto de<br />
solubilidade (da ordem de 10 <strong>–</strong>12 ). Na primeira, a concentração de íons<br />
prata é [Ag + ] 1 e, na segunda, [Ag + ] 2 ; as concentrações de oxalato e<br />
tiocianato são, respectivamente, [C 2 O 2<strong>–</strong><br />
4 ] e [SCN<strong>–</strong> ].<br />
Nesse caso, é correto afirmar que<br />
a) [Ag + ] 1 = [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] < [SCN<strong>–</strong> ]<br />
b) [Ag + ] 1 > [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] > [SCN<strong>–</strong> ]<br />
c) [Ag + ] 1 > [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] = [SCN<strong>–</strong> ]<br />
d) [Ag + ] 1 < [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] < [SCN<strong>–</strong> ]<br />
e) [Ag + ] 1 = [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] > [SCN<strong>–</strong> ]<br />
RESOLUÇÃO:<br />
Cálculo da solubilidade dos sais em mol/L:<br />
I) Ag2C2O4 (s) → ← 2Ag + (aq) + C2O 2<strong>–</strong><br />
4 (aq)<br />
x 2x x<br />
KPS = [Ag + ] 2 . [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ]<br />
10 <strong>–</strong>12 = (2x) 2 . x<br />
10 <strong>–</strong>12 = 4x3 x = 3<br />
�������<br />
0,25 . 10 <strong>–</strong>12<br />
x é da ordem de 10 <strong>–</strong>4 mol/L<br />
II) AgSCN(s) → ← Ag + (aq) + SCN <strong>–</strong> (aq)<br />
y y y<br />
KPS = [Ag + ] . [SCN <strong>–</strong> ]<br />
10 <strong>–</strong>12 = y . y<br />
10 <strong>–</strong>12 = y2 y = 2<br />
��� 10 <strong>–</strong>12<br />
y é igual a 10 <strong>–</strong>6 mol/L<br />
Portanto: [Ag + ] 1 > [Ag + ] 2 e [C2O 2<strong>–</strong><br />
4 ] > [SCN <strong>–</strong> ]<br />
Resposta: B<br />
80 <strong>–</strong><br />
3. (CEFET-BA) <strong>–</strong> Considere-se K PS do CaF 2 = 3,2 x 10 <strong>–</strong>11 . A<br />
concentração máxima, em mol/L, de íons fluoreto, F <strong>–</strong> , que é possível<br />
adicionar a 1L de água potável, contendo 1,0 x 10 <strong>–</strong>5 mol/L de íons<br />
Ca 2+ , no processo de fluoretação, é, aproximadamente, de<br />
a) 1,6 x 10 <strong>–</strong>6 . b) 2,0 x 10 <strong>–</strong>5 . c) 9,0 x 10 <strong>–</strong>4 .<br />
d) 1,3 x 10 <strong>–</strong>3 . e) 1,8 x 10 <strong>–</strong>3 .<br />
RESOLUÇÃO:<br />
CaF2 (s) → ← Ca2+ (aq) + 2F <strong>–</strong> (aq)<br />
KPS = [Ca2+ ] . [F <strong>–</strong> ] 2<br />
3,2 . 10 <strong>–</strong>11 = 1,0 . 10 <strong>–</strong>5 . [F <strong>–</strong> ] 2<br />
[F <strong>–</strong> ] 2 = 3,2 . 10 <strong>–</strong>6<br />
[F <strong>–</strong> ] = ������ 3,2 . 10 <strong>–</strong>6 ≅ 1,8 . 10 <strong>–</strong>3 mol/L<br />
A concentração máxima de íons F <strong>–</strong> que pode ser adicionada à água é<br />
1,8 . 10 <strong>–</strong>3 mol/L. Acima desse valor, começa a precipitar-se CaF 2 .<br />
Resposta: E