DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA II – UEM 2023

41. A aspirina tem uma densidade de 2,00 g/cm³. Qual é o volume (em centímetros cúbicos) de um comprimido de 100 mg?

A 200 cm³

B 100 cm³

C 50 cm³

D 0,02 cm³

E 0,05 cm³

RESOLUÇÃO

No Texto Unidades de Medidas vimos que a densidade (d) é a relação entre a massa e o volume de um material sendo dada pela fórmula:

Dados:

⦁ d = 2,00 g/cm³

⦁ m = 100 mg

Pedido:

⦁ V = ?

Veja que a densidade é dada em g/cm³ então temos que converter a massa dada em miligrama para grama. Lembrando que o prefixo “m” de mili tem como factor de multiplicação 10^-3, assim, podemos substituir “m” nos 100 mg por 10^-3:

100 mg ⇒ 100 ∙ 10^-3 mg ⇒ 1 ∙ 10² ∙ 10^-3 ⇒ 1 ∙ 10^2+(-3)  ⇒ 1 ∙ 10^-1 g ou 0, 1 g.

Usando a fórmula da densidade vamos calcular o volume.

Resposta: alternativa: E

42. A digitalina é um fármaco usado na reanimação de doentes cardíacos. Este fármaco deve ser administrado com muito cuidado pois, mesmo em pequenas overdoses, pode ser fatal. A administração deste fármaco é feita a base de mg/Kg de massa corporal. Assim uma criança e um adulto, apesar, de diferirem grandemente no peso, recebem a mesma dose por Kg do corpo.

Para uma dosagem de 20 µg/Kg de peso corporal, quantos mg de digitalina devem ser ministrados para um indivíduo de peso médio de 60 kg ?

A 1,2 mg

B 1200 mg

C 12 mg

D 0,003 mg

E 3 mg

RESOLUÇÃO

A informação “para uma dosagem de 20 µg/kg de peso corporal” quer dizer que por quilograma de peso corporal teremos vinto microgramas (20 µg) de digitalina. Ou seja:

1 kg _______________________ 20 µg

O prefixo micro, cujo símbolo é µ, o seu factor de multiplicação é 10^-6. Portanto, podemos substituir µ por 10^-6.

1 kg ____________________ 20 ∙ 10^-6 g ou 1 kg ______________________ 2 ∙ 10^-5 g

Note que: podemos escrever o 20 como sendo 2 ∙ 10¹, então teremos 2 ∙ 10¹ ∙ 10^-6 = 2 ∙ (10^1+(-6)) = 2 ∙ 10^-5 g.

Então a quantidade de digitalina que dever ministrada a um indivíduo de 60 kg (ou 6 ∙ 10¹ kg).

O número 12 ∙ 10^-4 g pode ser escrito como 1,2 ∙ 10^-3 g se a vírgula for deslocada uma casa decimal à esquerda. No entanto, o exercício pede a quantidade em miligramas (mg). Então podemos escrever:

1,2 ∙ 10^-3 g ⇒ 1,2 mg, isto porque o prefixo mili (m) tem como factor de multiplicação 10^-3.

Resposta: alternativa: A

43. Um dos principais ingredientes dos palitos de fósforo é o clorato de potássio (KClO₃). Esta substância pode ser usada como fonte de oxigénio para muitas reacções de combustão e reage violentamente com o açúcar da cana (C₁₂H₂₂O₁₁) para dar cloreto de potássio, dióxido de carbono e água, de acordo com a reacção:

KClO₃ + C₁₂H₂₂O₁₁ → KCl + CO₂ + H₂O

Os coeficientes estequiométricos para a reacção acertada são respectivamente:

A 1-1-1-12-11

B 1-1-1-12-12

C 1-1-1-12-2

D 8-2-8-24-22

E 8-1-8-12-11

RESOLUÇÃO

Os coeficientes estequiométricos são os números que aparecem antes de cada fórmula química numa equação química e durante o acerto de equações químicas só é permitido alterar estes números. Na realidade existem vários métodos de acerto de equações químicas mas o mais amplamente usado é o método de tentativas, contudo em qualquer um dos casos, durante o acerto de equações químicas deve-se garantir que o número de átomos de cada elemento químico nos dois lados da equação seja igual (Lei da Conservação da Massa).

Vamos acertar esta equação química pelo MÉTODO ALGÉBRICO:

1. Para a equação química a seguir iremos atribuir letras quaisquer como coeficientes estequiométricos da equação:

a KClO₃ + b C₁₂H₂₂O₁₁ → c KCl + d CO₂ + e H₂O

2. Para cada um dos elementos químicos iremos montar uma equação matemática, multiplicando o índice de cada elemento com a incógnita usada como coeficiente estequiométrico e igualaremos o número de átomos de cada elemento nos reagentes e produtos:

K: a = c

Cl: a = c

O: 3a + 11b = 2d + e

C: 12b = d

H: 22b = 2e

3. Vamos atribuir um valor arbitrário aincógnita b, por exemplo, então b = 1. A seguir iremos substituir o valor de b na equação matemática montada para o elemento hidrogénio:

H: 22b = 2e ⇒ 22 · 1 = 2e ⇒ 22 = 2e ⇒ e = 22/2 ⇒ e = 11

Então já temos o valor de “b” e “e” (b = 1 & e = 11). Vamos substituir estes valores noutras equações de modo a acharmos os valores de outras incógnitas:

C: 12b = d ⇒ 12 · 1 = d ⇔ d = 12

O: 3a + 11b = 2d + e ⇒ 3a + 11 · 1 = 2 · 12 + 11 ⇒ 3a + 11 = 24 + 11 ⇒ 3a + 11 = 35

⇒ 3a = 35 – 11 ⇒ 3a = 24 ⇒ a = 24/3 ⇒ a = 8

K : a = c ⇒ 8 = c

Cl: a = c ⇒ 8 = c

Assim, os valores das incógnitas que achamos são: a = 8; b = 1; c = 8; d = 12; e = 11

Substituindo estes valores no lugar dos coeficientes estequiométricos da equação, temos:

8 KClO₃ + 1 C₁₂H₂₂O₁₁ → 8 KCl + 12 CO₂ + 11 H₂O  ou  8 KClO₃ + C₁₂H₂₂O₁₁ → 8 KCl + 12 CO₂ + 11 H₂O

Conclusão: 8-1-8-12-11

Resposta: alternativa: E

44. 44. Dadas as seguintes moléculas CaMg₃Si₄O₁₂(asbesto); C₆H₈O₆(vitamina C); sal da prússia ([(Fe₄[Fe(CN)₆]₃]). As massas moleculares serão, respectivamente: (massa atómica em u.m.a: Ca – 40; Mg – 24; Si – 28; O – 16; C -12; H – 1; Fe – 56; N – 14).

A 416-176-436 u.m.a

B 416-176-716 u.m.a

C 416-176-860 u.m.a

D 416-176-1018 u.m.a

E 416-176-738 u.m.a

RESOLUÇÃO

A massa molecular, MM, é a massa de uma só molécula expressa em unidades de massa atómica (u).

Dado que uma molécula é constituída por vários átomos ligados entre si, então, a massa dessa molécula é a soma das massas atómicas de todos os átomos que a constituem.

CaMg₃Si₄O₁₂ (asbesto)

Ca: 1 x 40 = 40

Mg: 3 x 24 = 72

Si: 4 x 28 = 112

O: 12 x 16 = 192

M(CaMg₃Si₄O₁₂) = 40 + 72 + 112 + 192 = 416 u.

C₆H₈O₆ (Vitamina C)

C: 6 x 12 = 72

H : 8 x 1 = 8

O : 6 x 16 = 96

M(C₆H₈O₆) = 72 + 8 + 96 = 176 u.

(Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (sal da prússia)

Fe: 4 x 56 = 224

Fe: 3 x 56 = 168

C: 3 x 6 x 12 = 216

N: 6 x 3 x 14 = 252

M[(Fe₄[Fe(CN)₆]₃] = 224 + 168 + 216 + 252 = 860 u.

Resposta: alternativa: C

45. Considere a reacção de combustão do metano, CH₄:

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) +2H₂O_(g)

Se o metano é queimado a uma velocidade de 0,16 mol.dm^-3, a que velocidade são formados os produtos, CO₂ e H₂O?

A d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

B d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3 _; d[H₂O]/dt = 0,16 mol.dm^-3

C d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,32 mol.dm^-3

D d[CO₂]/dt = 0,08 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

E d[CO₂]/dt = 0,32 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

RESOLUÇÃO

A velocidade de uma reacção pode ser definida como a variação da concentração dos reagentes ou produtos em um intervalo de tempo. A expressão para o seu cálculo é:

Portanto, d[] e dt indicam uma variação da concentração e do tempo respectivamente (rigorosamente falando trata-se de uma variação infinitesimal, ou seja, muito pequena).

Para uma reacção genérica: a A + b B → c C + d D, teremos:

Assim, para a reacção dada pelo exercício teremos:

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) +2H₂O_(g)

Assim teremos:

Resposta: alternativa: C

46. O sulfureto de hidrogénio (H₂S) é um poluente encontrado comummente em águas residuais industriais. Uma forma de remoção de H₂S consiste em tratar a água com cloro (Cl₂), de acordo com a reacção:

H₂S­_(aq) + Cl_2(aq) → S_(s) + H⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

Se a reacção for de primeira ordem para cada um dos reagentes, a constante de velocidade para a reacção do consumo de H₂S a 25^oC for 4 x 10^-2 M^-1.s^-1 e se num dado instante a concentração de H₂S for 2 x 10^-3 M e de Cl₂ for 0,03 M, a velocidade da reacção será:

A 8 x 10^-5 M.s^-1

B 12 x 10^-4 M.s^-1

C 2,4 x 10^-6 M.s^-1

D 2,4 x 10^-5 M.s^-1

E 1,2 x 10^-6 M.s^-1

RESOLUÇÃO

O exercício diz que a ordem da reacção relação a cada um dos reagentes é um, portanto, teremos a seguinte expressão da lei de velocidade:

V = k∙[H₂S]∙[Cl₂]

Substituindo os valores na expressão teremos:

V = k∙[H₂S]∙[Cl₂]

V = (4 x 10^-2 M^-1.s^-1) ∙ (2 x 10^-3 M) ∙(0,0 3 M)

V = 2,4 x 10^-6 M.s^-1

Resposta: alternativa: C

47. Considere a reacção:

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)  ; ∆H^o = 60 KJ

Para que lado se deslocará o equilíbrio se: (a) adicionar N₂O₄; (b) adicionar NO₂; (c) aumentar a pressão; (d) aumentar o volume; (e) diminuir a temperatura?

A (a) direita (direcção dos produtos); (b) esquerda; (c) direita; (d) esquerda; (e) esquerda.

B (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) esquerda; (e) direita.

C (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

D (a) esquerda; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

E (a) esquerda; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) direita.

RESOLUÇÃO

Para respondermos esta questão temos que conhecer os factores que afectam o estado de equilíbrio químico bem como o Princípio de Le Chatelier que diz “quando uma acção externa afecta um sistema em equilíbrio, este reage no sentido de minimizar ou anular o efeito dessa acção”.

Vamos analisar cada caso:

(a) adicionar N₂O₄

A adição de N₂O₄ ao sistema em equilíbrio faz com que a concentração de N₂O₄ (que é um reagente) aumente perturbando assim o estado de equilíbrio, deste modo para que um novo estado de equilíbrio seja alcançado é necessário o consumo das quantidades de N₂O₄ acrescidas. Como o N₂O₄ é um reagente, ao ser consumido produzirá mais NO₂, assim, o equilíbrio desloca-se para a direita, ou seja, sentido de formação de NO₂ (que é o produto).

(b) adicionar NO₂

A adição de NO₂ ao sistema em equilíbrio faz com que a concentração de NO₂ (que é um produto) aumente perturbando assim o estado de equilíbrio, deste modo para que um novo estado de equilíbrio seja alcançado é necessário o consumo das quantidades de NO₂ acrescidas. Como o NO₂ é um produto, ao ser consumido produzirá mais N₂O₄, assim, o equilíbrio desloca-se para a esquerda, ou seja, sentido de formação de N₂O₄ (que é o reagente).

(c) aumento da pressão

A pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais à temperatura constante (P x V = K). Consequentemente com o aumento da pressão ocorre a diminuição do volume e o equilíbrio desloca no sentido do menor volume, ou seja, a pressão aumenta e o volume diminui.

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)

1 mol ___ 2 mol

1 V _______ 2 V

Como se vê, o lado de menor volume é o lado dos reagentes (N₂O₄), portanto, com o aumento da pressão o equilíbrio desloca-se para a esquerda.

(d) aumento do volume

Já dissemos que a pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais à temperatura constante P x V = K). Consequentemente com a diminuição da pressão ocorre o aumento do volume e o equilíbrio desloca no sentido do maior volume, ou seja, a pressão diminui e o volume aumenta.

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)

1 mol ___ 2 mol

1 V _______ 2 V

O lado de maior volume é o lado dos produtos (NO₂), portanto, com o aumento do volume o equilíbrio desloca-se para a direita.

(e) diminuição da temperatura

A equação da reacção é: N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g) ; ∆H^o = 60 KJ

A variação de entalpia (∆H) desta reacção é positiva o que significa que a reacção directa é endotérmica e logicamente que a reacção inversa será exotérmica:

Reacção directa: N₂O₄(g) → 2NO_2(g)   ; ∆H = +60 KJ

Reacção inversa: 2NO_2(g) → N₂O_4(g)     ; ∆H = -60 KJ

Sabe-se que num sistema em equilíbrio o aumento da temperatura favorece a reacção endotérmica e a diminuição da temperatura favorece a reacção exotérmica e neste caso há diminuição da temperatura o que quer dizer que o equilíbrio desloca-se no sentido da reacção exotérmica, ou seja, o equilíbrio desloca-se para esquerda.

Conclusão: (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

Resposta: alternativa: C

48. Dadas as seguintes reacções de equilíbrio:

(a) N_2(g) + 3H_2(g) ⇌  2NH_3(g); (b) 2NOBr_(g) + Cl_2(g) ⇌ 2NO_(g) + 2BrCl_(g); (c) PbCl_2(s) ⇌ Pb²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq); (d) CaCO_3(s) ⇌ CaO_­(s) + CO_2(g)

RESOLUÇÃO

No Texto Constantes de Equilíbrio foi dito que a constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc) é o produto das concentrações dos produtos, dividido pelo produto das concentrações dos reagentes onde cada concentração está elevada ao seu coeficiente estequiométrico da equação química devidamente acertada.

Resposta: alternativa: B

49. A 1000 K o valor de Kp da reacção 2SO_{3 (g)}⇌ 2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} é 0,338. Calcule o valor de Q_p e diga em que direcção a reacção prosseguirá para o equilíbrio se inicialmente as pressões parciais forem: P_SO3 = 0,2 atm; P_SO2 = 0,4 atm; P_O2 = 2,0 atm.

A Q_p = 0,016 atm; direita (formação de produtos)

B Q_p = 0,16 atm; direita

C Q_p = 4,00 atm; esquerda (formação de reagentes)

D Q_p = 8,00 atm; esquerda

E Q_p = 4,00 atm; direita

RESOLUÇÃO

Q_p é o quociente da reacção em função das pressões parciais e é idêntico a constante de equilíbrio em função das pressões parciais (K_p), a única diferença é que é calculado em função das pressões parciais em qualquer instante da reacção e não necessariamente a partir das pressões parciais no equilíbrio.

Assim:

Q_p < K_p : significa que a razão entre as pressões parciais iniciais dos produtos e dos reagentes é muito pequena. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os reagentes formem mais produtos, e neste caso o sistema evolui da esquerda para a direita.

Q_p = K_p : significa que as pressões parciais iniciais são as pressões parciais no equilíbrio. Por isso o sistema está em equilíbrio.

Q_p > K_p : significa que a razão entre as pressões parciais iniciais dos produtos e dos reagentes é muito maior. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os produtos se regenerem em mais reagentes (formem mais reagentes), e neste caso o o sistema evolui da direita para a esquerda.

Vamos calcular:

Portanto, Q_p = 8 > K_p = 0,338, significa que a razão entre as pressões parciais dos produtos e dos reagentes é muito maior. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os produtos se regenerem em mais reagentes (formem mais reagentes), e neste caso o eo sistema evolui da direita para a esquerda.

Resposta: alternativa: D

50. 50. O K_cda reacção H_{2 (g)}+ I_{2 (g)} ⇌ 2HI _(g) é 4. Quais serão as concentrações no equilíbrio das três espécies (H₂, I₂, HI), se as concentrações iniciais de H₂ e I₂ forem iguais a 1 mol/L e a de HI igual a zero?

A [H₂] = [I₂] = [HI] = 0,5 mol/L;

B [H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L; [HI] = 0,25 mol/L

C [H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L; [HI] = 1,0 mol/L

D [H₂] = [I₂] = 1,0 mol/L; [HI] = 0,25 mol/L

E [H₂] = [I₂] = 1,0 mol/L; [HI] = 0,5 mol/L

RESOLUÇÃO

No texto Cálculo da Constante deEquilíbrio a partir da tabela dissemos que exercícios desta natureza são facilmente resolvidos com ajuda de uma tabela:

H_{2 (g)} + I_{2 (g)} ⇌ 2HI _(g)

Assim, as concentrações no equilíbrio serão:

[H₂] = [I₂] = 1 – x

[H₂] = [I₂] = 1 – 0,5

[H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L

[HI] = 2x

[HI] = 2 ∙ 0,5

[HI] = 1 mol/L

Resposta: alternativa: C