Questões de Química - ITA 2004 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2004 - 1a Fase) Uma massa de 180 g de zinco metlico adicionada a um erlenmeyer contendo soluo aquosa de cido clordrico. Ocorre reao com liberao de gs que totalmente coletado em um Balo A, de volume igual a 2 L. Terminada a reao, restam 49 g de zinco metlico no erlenmeyer. A seguir, por meio de um tubo provido de torneira, de volumes desprezveis, o Balo A conectado a um Balo B, de volume igual a 4 L, que contm gs nitrognio sob presso de 3 atm. Considere que a temperatura igual em ambos os bales e que esta mantida constante durante todo o experimento. Abrindo-se a torneira do tubo de conexo entre os dois bales, ocorre a mistura dos dois gases. Aps estabelecido o equilbrio, a presso nos dois bales pode ser expressa em funo da constante dos gases (R) e da temperatura absoluta (T) por

(ITA - 2004 - 1a Fase) Considere as seguintes equaes qumicas: Das reaes representadas pelas equaes acima, aquela(s) que ocorre(m) nas condies-padro (so)

(ITA - 2004 - 1a Fase) A figura a seguir representa o resultado de dois experimentos diferentes (I) e (II) realizados para uma mesma reao qumica genrica (reagentes produtos). As reas hachuradas sob as curvas representam o nmero de partculas reagentes com energia cintica igual ou maior que a energia de ativao da reao (Eat).Baseado nas informaes apresentadas nesta figura, CORRETOafirmar que:

(ITA - 2004) A figura a seguir mostra como o valor do logaritmo da constante de velocidade (k) da reao representada pela equao qumica na figura 1 varia com o recproco da temperatura. Considere que, em relao s informaes mostradas na figura, sejam feitas as afirmaes seguintes: I. O trecho a - b da curva mostra a variao de ln k da reao direta (AR) com o recproco da temperatura, enquanto o trecho b - c mostra como varia ln k da reao inversa (R A) com o recproco da temperatura. II. Para temperaturas menores que Tb, o mecanismo controlador da reao em questo diferente daquele para temperaturas maiores que Tb. III. A energia de ativao da reao no trecho a - b menor que a no trecho b - c. IV. A energia de ativao da reao direta (A R) menor que a da reao inversa (R A). Das afirmaes acima, est(o) correta(s)

(ITA - 2004) Considere os dois eletrodos (I e II) seguintes e seus respectivos potenciais na escala do eletrodo de hidrognio (E0) e nas condies-padro: I. 2 F-(aq)⇌ 2 e-(CM) + F2(g) E0(I)= 2,87 V II. Mn+2(aq)+ 4 H2O(l)⇌ 5 e-(CM) + 8 H+(aq)+ MnO-4(aq) E0(II)= 1,51 V A fora eletromotriz de um elemento galvnico construdo com os dois eletrodos acima de

(ITA - 2004 - 2 FASE )Descreva os procedimentos utilizados na determinao do potencial de um eletrodo de cobre Cu (s) | (aq). De sua descrio devem constar: a) A listagem de todo o material (solues, medidores etc.) necessrio para realizar a medio do potencial do eletrodo em questo. b) O desenho esquemtico do elemento galvnico montado para realizar a medio em questo. Deixe claro nesse desenho quais so os plos positivo e negativo e qual dos eletrodos ser o anodo e qual ser o catodo, quando corrente eltrica circular por esse elemento galvnico. Neste ltimo caso, escreva as equaes qumicas que representam as reaes andicas e catdicas, respectivamente. c) A Explicao de como um aumento do valor das grandezas seguintes afeta o potencial do eletrodo de cobre (Aumenta? Diminui? No altera?): rea do eletrodo, concentrao de cobre no condutor metlico, concentrao de ons cobre no condutor eletroltico e temperatura.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Deseja-se preparar 57 gramas de sulfato de alumnio [ ] a partir de alumnio slido (Al), praticamente puro, e cido sulfrico ( ). O cido sulfrico disponvel uma soluo aquosa 96% (m/m), com massa especfica de 1,84 g a) Qual a massa, em gramas, de alumnio necessria para preparar a quantidade de especificada? Mostre os clculos realizados. b) Qual a massa, em gramas de cido sulfrico necessria para preparar a quantidade de especificada? Mostre os clculos realizados. c) Nas condies normais de temperatura e presso (CNTP), qual o volume, em litros, de gs formado durante a preparao da quantidade de especificada? Mostre os clculos realizados. d) Caso a quantidade especificada de seja dissolvida em gua acidulada, formando 1 L de soluo, qual a concentrao de ons e de onsexistentes desta soluo?

(ITA - 2004 - 2 FASE )Uma soluo aquosa foi preparada em um balo volumtrico de capacidade igual a 1L, adicionando-se uma massa correspondente a 0,05 mol de dihidrogenofosfato de potssio ( ) slido a 300 mL de uma soluo aquosa de hidrxido de potssio (KOH) 0,1 mol L-1 e completando-se o volume do balo com gua destilada. Dado eventualmente necessrio: pKa = -logKa = 7,2, em que Ka = constante de dissociao doem gua a 25 C. a) Escreva a equao qumica referente reao que ocorre no balo quando da adio do soluo de KOH. b) Determine o pH da soluo aquosa preparada, mostrando os clculos realizados. c) O que ocorre com o pH da soluo preparada (Aumenta? Diminui? No altera?) quando a 100 mL desta soluo for adicionado 1 mL de soluo aquosa de HCl 0,1 mol L-1? Justifique sua resposta. d) O que ocorre com o pH da soluo preparada (Aumenta? Diminui? No altera?) quando a 100 mL desta soluo for adicionado 1 mL de soluo aquosa de KOH 0,1 mol L-1? Justifique sua resposta

(ITA - 2004 - 2 FASE )Certa reao qumica exotrmica ocorre, em dada temperatura e presso, em duas etapas representadas pela seguinte seqncia de equaes qumicas: A + B E + F + G E + F + G C + D Represente, em um nico grfico, como varia a energia potencial do sistema em transformao (ordenada) com a coordenada da reao (abscissa), mostrando claramente a variao de entalpia da reao, a energia de ativao envolvida em cada uma das etapas da reao e qual destas apresenta a menor energia de ativao. Neste mesmo grfico, mostre como a energia potencial do sistema em transformao varia com a coordenada da reao, quando um catalisador adicionado ao sistema reagente. Considere que somente a etapa mais lenta da reao influenciada pela presena do catalisador.

(ITA - 2004 - 2 FASE )So preparadas duas misturas: uma de gua e sabo e a outra de etanol e sabo. Um feixe de luz visvel incidindo sobre essas duas misturas visualizado somente atravs da mistura de gua e sabo. Com base nestas informaes, qual das duas misturas pode ser considerada uma soluo? Por qu?

(ITA - 2004 - 2 FASE )O grfico a seguir mostra a variao, com o tempo, da velocidade de troca de calor durante uma reao qumica. Admita que 1 mol de produto tenha se formado desde o incio da reao at o tempo t = 11 min. Utilizando as informaes contidas no grfico, determine, de forma aproximada, o valor das quantidades seguintes, mostrando os clculos realizados. a) Quantidade, em mols, de produto formado at t = 4min . b) Quantidade de calor, em kJ.mol-1, liberada na reao at t = 11 min.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Um dos sistemas propelentes usados em foguetes consiste em uma mistura de hidrazina ( ) e perxido de hidrognio ( ). Sabendo que o ponto triplo da hidrazina corresponde temperatura de 2,0C e presso de 3,4mmHg, que o ponto crtico corresponde temperatura de 380C e presso de 145 atm e que na presso de 1atm as temperaturas de fuso e de ebulio so iguais a 1,0 e 113,5C, respectivamente, pedem-se: a) Um esboo do diagrama de fases da hidrazina para o intervalo de presso e temperatura considerados neste enunciado. b) A indicao, no diagrama esboado no item a), de todos os pontos indicados no enunciado e das fases presentes em cada regio do diagrama. c) A equao qumica completa e balanceada que descreve a reao de combusto entre hidrazina e perxido de hidrognio, quando estes so misturados a uma temperatura de 25C e presso de 1 atm. Nesta equao, indique os estados fsicos de cada substncia. d) O clculo da variao de entalpia da reao mencionada em c). Dados eventualmente necessrios: variao de entalpia de formao (∆Hf), na temperatura de 25C e presso de 1atm, referente a: (g): ∆Hf = 95,4 kJ/mol. (l): ∆Hf = 50,6 kJ/mol. (l): ∆Hf = -187,8 kJ/mol. (g): ∆Hf = -241,8 kJ/mol.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Um recipiente aberto, mantido temperatura ambiente, contm uma substncia A(s) que se transforma em B(g) sem a presena de catalisador. Sabendo-se que a reao acontece segundo uma equao de velocidade de ordem zero, responda com justificativas s seguintes perguntas: a) Qual a expresso algbrica que pode ser utilizada para representar a velocidade da reao? b) Quais os fatores que influenciam na velocidade da reao? c) possvel determinar o tempo de meia-vida da reao sem conhecer a presso de B(g)?

(ITA - 2004) Uma mistura gasosa colocada a reagir dentro de um cilindro provido de um pisto mvel, sem atrito e sem massa, o qual mantido temperatura constante. As reaes que ocorrem dentro do cilindro podem ser genericamente representadas pelas seguintes equaes: I. A(g) + 2 B(g) 3 C(g) II. C(g) C(l) O que ocorre com o valor das grandezas abaixo (Aumenta? Diminui? No altera?), quando o volume do cilindro duplicado? Justifique suas respostas. a) Quantidade, em mols, da espcie B. b) Quantidade, em mols, da espcie C lquida. c) Constante de equilbrio da equao I. d) Razo [C]3/[B]2 .

(ITA - 2004 - 2 FASE )Dois substratos de vidro, do tipo comumente utilizado na fabricao de janelas, foram limpos e secos. Nas condies ambiente, depositaram-se cuidadosamente uma gota (0,05 mL) de mercrio sobre um dos substratos e uma gota (0,05 mL) de gua sobre o outro substrato. Considere os lquidos puros. a) Desenhe o formato da gota de lquido depositada sobre cada um dos substratos. b) Justifique a razo de eventuais diferenas nos formatos das gotas dos lquidos depositadas sobre cada um dos substratos de vidro. c) Qual a influncia do volume do lquido no formato das gotas depositadas sobre os substratos?