Maratonas de Química ⇒ I Maratona de Química IME/ITA

[emanuel9393MOD]

Solução do problema 50

Para obter [tex3]Pb^{2+}[/tex3], basta adicionar ácido crômico ([tex3]H_{2}CrO_{4}[/tex3]) à uma solução aquosa de cloreto de chumbo conforme a reação:
[tex3]PbCl_{2} \, + \, H_{2}CrO_{4} \,\,\, \rightarrow \,\,\, 2 \, HCl \, + \, PbCrO_{4}[/tex3]
O [tex3]PbCrO_{4}[/tex3] vai se precipitar e será obtido como um sólido amarelo. Ao resíduo, adiciona-se ácido hidróxido de amônia gerando [tex3]Ag[NH_{3}]_{2} Cl[/tex3] que será visto como um líquido prata e [tex3]HgNH_{2}Cl[/tex3] que será visto como resíduo preto. Assim estarão identificados o [tex3]Ag^{2+}[/tex3] e o [tex3]Hg_{2}^{2+}[/tex3]
(fonte: turma do projeto rumo ao ITA)

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Problema 51

(ITA - 2006) Calcule o valor do potencial elétrico na escala de eletrodo de hidrogênio nas condições-padrão ( [tex3]E^{0}[/tex3]) da semi-reação química [tex3]CuI_{(s)} \, + \, e^{-} \left(CM\right) \,\,\, \rightleftharpoons \,\,\, Cu_{(s)} \, + \, I_{(aq)}^{-}[/tex3].
Dados eventualmente necessários: Produto de solubilidade do [tex3]CuI_{(s)}[/tex3]: [tex3]K_{ps} \left(CuI\right) \, = \, 1 \cdot 10^{-12}[/tex3]
Semi-reações químicas e seus respectivos potenciais elétricos na escala do eletrodo de hidrogênio nas condições-padrão ([tex3]E^{0}[/tex3]) :

I) [tex3]Cu_{(aq)}^{2+} \, + \, e^{-} \left(CM\right) \,\,\, \rightleftharpoons \,\,\, Cu_{(aq)}^{+} \,\, ; \,\, E_{I}^{0} \, = \, 0,15 \,\, V[/tex3]
II) [tex3]Cu_{(aq)}^{2+} \, + \, 2 \, e^{-} \left(CM\right) \,\,\, \rightleftharpoons \,\,\, Cu_{(s)} \,\, ; \,\, E_{II}^{0} \, = \, 0,34 \,\, V[/tex3]
III) [tex3]Cu_{(aq)}^{+} \, + \, e^{-} \left(CM\right) \,\,\, \rightleftharpoons \,\,\, Cu_{(aq)}^{+} \,\, ; \,\, E_{III}^{0} \, = \, 0,52 \,\, V[/tex3]
a) [tex3]I_{2(s)} \, + \, 2 \, e^{-} \left(CM\right) \,\,\, \rightleftharpoons \,\,\, 2 \, I_{(aq)}^{-} \,\, ; \,\, E_{IV}^{0} \, = \, 0,54 \,\, V[/tex3]

Resposta

---

Gabarito (oficial): [tex3]- \, 0,188 \,\, V[/tex3]

[FilipeCaceres]

Solução do Problema 51

Do produto de solubilidade tiramos,
[tex3]K_{ps}=[cu^+][I^-][/tex3]
[tex3]10^{-12}=x\cdot x[/tex3]
[tex3]x=10^{-6}mol/L[/tex3]

Da equação de Nernst
[tex3]E=E_{III}^0-\frac{0,059}{n}\cdot \log\frac{1}{[cu^+]}[/tex3]
[tex3]E=0,52-\frac{0,059}{1}\cdot \log\frac{1}{10^{-6}}[/tex3]
[tex3]E=0,52-6\cdot 0,059[/tex3]
[tex3]\boxed{E=0,166\,V}[/tex3]
Qual foi a fonte do gabarito?

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Problema 52

(ITA - 1991) Dentre as substâncias abaixo assinale aquela que, quando dissolvida em água, produz solução alcalina:

a) [tex3]C_2H_5OH[/tex3]
b) [tex3]NaCl[/tex3]
c) [tex3]CH_3COONa[/tex3]
d) [tex3]NH_4Cl[/tex3]
e) [tex3]KNO_3[/tex3]

[emanuel9393MOD]

Solução do problema 52

Vamos resolver por eliminação:

a) Não. Trata-se de um composto orgânico (não sofre dissociação iônica).
b) Não. Com a dissociação, teríamos hidróxido de sódio ([tex3]NaOH[/tex3]) e ácido clorídrico ([tex3]HCl[/tex3]) que são dois ácidos fortes.
c) Sim. Com a dissociação, ocorre a produção de ácido acético ([tex3]CH_{3}COOH[/tex3]) que é um ácido fraco e hidróxido de sódio [tex3]NaOH[/tex3] que é uma base forte.
d) Não. Ver o item b).
e) Não. Ver o item b)

Letra. C

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Problema 53

(IME - 2007) Um sistema que se mantém isobárico e isotérmico, contém [tex3]5 \,\, L[/tex3] de uma mistura gasosa composta por monóxido de carbono e um gás inerte. Sabendo-se que a injeção de certa quantidade de oxigênio altera o volume de sistema em [tex3]3 \,\, L[/tex3] e que, após a combustão desta nova mistura gasosa, o sistema contém [tex3]7 \,\, L[/tex3], determine composição centesimal da mistura inicial de monóxido de carbono e gás inerte.

Resposta

---

Gabarito: [tex3]40 \, \%[/tex3] de [tex3]CO[/tex3] e [tex3]60 \, \%[/tex3] do gás inerte

[FilipeCaceres]

Solução do Problema 53

Reação de combustão
[tex3]CO_{(g)}+\frac{1}{2}O_{2(g)}\rightarrow CO_{2(g)}[/tex3]

Como o volume inicial era de [tex3]8L[/tex3] e após a combustão restou [tex3]7L[/tex3], temos que foi gasto [tex3]1L[/tex3] de oxigênio o que implica que foi gasta [tex3]2L[/tex3] de [tex3]CO[/tex3]. Portanto temos [tex3]X_{CO}=\frac{2}{5}=40\%[/tex3] e [tex3]X_{inerte}=\frac{3}{5}=60\%[/tex3].

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Problema 54

(ITA - 1991) Assinale a opção que contém, respectivamente, a geometria das moléculas [tex3]NH_3[/tex3] e [tex3]SiCl_4[/tex3] no estado gasoso:

a) Plana; plana.
b) Piramidal; plana.
c) Plana; tetragonal.
d) Piramidal; piramidal
e) Piramidal; tetragonal.

[emanuel9393MOD]

Solução do problema 54

A amônia ([tex3]NH_{3}[/tex3]) apresenta um elemento pentavalente como átomo central (nitrogênio) e três ligantes monovalentes (hidrogênio). Teremos então três pares de nuvens eletrônicas formando ligações covalentes e um par de elétrons livres. Con cluímos que a sua geometria molecular é piramidal.
No caso do tetracloreto de silício ([tex3]SiCl_{4}[/tex3]) temos um átomo tetravalente central e quatro ligantes monovalentes. Como não há pares de elétrons livres, a sua geometria molecular é tetragonal.
Letra.E

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Problema 55

(ITA - 1990) Entre as opções abaixo, assinale aquela que contém a afirmação CERTA:

a) Tanto o oxigênio gasoso como ozônio gasoso são exemplos de substâncias simples;
b) Substâncias pura é aquela que não pode ser decomposta em outra mais simples;
c) A conceituação de elemento só foi possível depois que Dalton propôs sua teoria atômica;
d) Uma mistura de água e etanol, nas condições ambientais, pode ser decomposta em seus componentes através da decantação;
e) A substituição de hidrogênio por deutério não altera as propriedades da água.

[felps]

Solução do Problema 55

A certa é a Letra A, pois as substâncias simples são formadas por apenas um elemento químico, no caso o oxigênio.

Gás oxigênio: [tex3]O_2[/tex3]
Ozônio: [tex3]O_3[/tex3]

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Problema 56

(ITA-1987) Das substâncias abaixo, qual contém o fósforo mais facilmente assimilável pelos vegetais e animais?

a) Trifluorofosfato de cálcio.
b) Fluorofosfato de cálcio.
c) Fosfatos de metais pesados.
d) Fosfatos ácidos de cálcio.
e) Fosgênio.

[emanuel9393MOD]

Solução do problema 56

A presença de um ânion halogenado em um sal ou em um composto orgânico garante a sua toxicidade. Com isso, o Trifluorofosfato de Cálcio, o Fluorofosfato de Cálcio e o Fosfogênio não são assimiláveis pelo ser humano. Compostos com metais pesados também não são assimiláveis, sua grande concentração pode gerar cálculos renais, metais alcalinos e alcalinos terroso de menor número atômico são assimiláveis.
Letra.D
(fonte: turma do projeto Rumo ao ITA)

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Problema 57

(ITA - 1988) O acetato de n-butila ([tex3]PE \, = \, 126,5 \,\, ^{0}C[/tex3]) pode ser preparado aquecendo-se, durante várias horas, uma mistura de álcool n-butílico ([tex3]PE \, = \, 117,7 \,\, ^{0}C[/tex3]) e ácido acético ([tex3]PE \, = \, 118,1 \,\, ^{0}C[/tex3]), usando como catalisador ácido sulfúrico. O material apropriado para realizar essa experiência é:

a) bécher, bureta, tripé, tela com amianto e bico de Bunsen;
b) frasco de Kitassato, funil de Buchner, proveta, balão e condensador;
c) balão de fundo redondo, tela com amianto, suporte com garras, mufas e anel, bico de Bunsen e condensador;
d) frasco de Erlenmeyer, suporte com garras, tela com amianto e funil de Buchner;
e) balão, banho de gelo e sal, filtro para separar os cristais formados e bico de Bunsen.

[FilipeCaceres]

Solução do Problema 57

Procurando na internet encontrei o seguinte.

Balão de fundo redondo
Provetas
Pipeta graduada
Pérolas de Vidro
Aquecedor elétrico
Condensador de refluxo
Funil de separação
Balança analítica
Béqueres
Condensador reto
Termômetro
Suporte Universal
Garras

Com isso ficamos com a Letra C.
Questão chata.

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Problema 58

(ITA - 1991) O volume, em litros, de [tex3]NH_3[/tex3] gasoso medido nas condições normais de temperatura e pressão necessário para transformar completamente, em solução de [tex3](NH_4)_2SO_4[/tex3] ,[tex3]250 cm^3[/tex3] de uma solução aquosa [tex3]0,100[/tex3] molar de [tex3]H_2SO_4[/tex3] é:

a) 0,56
b) 1,12
c) 2,24
d) 3,36
e) 4,48

[emanuel9393MOD]

Solução do problema 58
A equação química que representa a situação é:
[tex3]2 \, NH_{3} \, + \, H_{2}SO_{4} \,\,\, \rightarrow \,\,\, \left(NH_{4}\right)_{2}SO_{4}[/tex3]
O número de mols de ácido sulfúrico presente na reação pode ser determinado por:
[tex3]n \, = \, 0,25 \cdot 10 \cdot 10^{-2} \,\,\, \Rightarrow \,\,\, n \, = \, 2,5 \cdot 10^{-2} \,\, mol[/tex3]
Pela equação química deduzida temos que o número de mols da amônia é:
[tex3]n \, = \, 5 \cdot 10^{-2} \,\, mol[/tex3]
Usando a equação de Clapeyron:
[tex3]V \, = \, \frac{n \cdot R \cdot T}{P} \,\,\, \Rightarrow \,\,\, V \, = \, \frac{5 \cdot 10^{-2} \cdot 0,082 \cdot 273}{1} \\ \\ \boxed{\boxed{V \, = \, 1,12 \,\, L}}[/tex3]
Letra.B

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Problema 59

(ITA - 1989) Reações de Grinard são úteis para:

a) Introduzir o grupo alquila em molécula orgânica;
b) Transformar aldeídos em ácidos carboxílicos;
c) Introduzir halogênios em moléculas orgânicas;
d) Transformar grupos arílicos e alquílicos;
e) Metoxilar uma cadeia carbônica.

[FilipeCaceres]

Solução do Problema 59

basta lembrarmos de uma reação com Grinard, exemplo:
[tex3]HCHO+CH_3MgBr\,\, \overset{H_2O}{\longrightarrow}\,\, CH_3CH_2OH+ MgBrOH[/tex3]

Veja que tivemos uma introdução de um alquila. Letra A

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Problema 60

(IME - 2010)
[tex3]CrI_3 + Cl_2 + NaOH \rightarrow NaIO_4 + Na_2CrO_4 + NaCl + H_2O[/tex3]

Assinale a alternativa que indica a soma dos menores coeficientes inteiros capazes de balancear a equação química acima:

a) 73
b) 95
c) 173
d) 187
e) 217