Questões:

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Química - Grupo 1
Prova discursiva realizada no dia 08/12/2001
Questões

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Valor: 4,0 pontos

A) Um reator foi projetado para operar em temperatura de 127 °C e suportar altas pressões gasosas. Por questões de segurança, foi instalada uma válvula de alívio, que abre quando a pressão ultrapassa 10 atm. Calcule o volume deste reator sabendo que o mesmo tem capacidade para conter 5 mols de nitrogênio nestas condições.

Resposta

16,4L

Aplicando-se ao nitrogênio a equação dos gases

PV = nRT

obtém-se

onde

n = 5 mol

R = 0.082.L .atm. mol^-1. K^-1

T = 273 + 127 = 400 K

P = 10 atm.

B) Uma amostra de gás, a 327 °C e 120 atm de pressão, ocupa um recipiente de 10 L. Qual a variação de temperatura que se deve efetuar para que a pressão seja de 20 atm quando se transferir este gás para um recipiente de 40 L ?

Resposta

A variação de temperatura deve ser de 200 K (ou 200 °C)

Voltando a aplicar a equação dos gases, considerando que a quantidade de gás não se altera ao transferi-lo de recipiente, escreve-se

donde se obtém, para a temperatura final,

A variação de temperatura dever ser

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Valor: 4,0 pontos

O sulfeto de hidrogênio, produzido pela decomposição da matéria orgânica, é transformado em dióxido de enxofre na atmosfera pela reação:

2 H₂S_(g) + 3 O₂ --> 2 SO_2(g) + 2 H₂O_(l)

Pergunta-se:

A) Quantos gramas de O₂ são necessários para reagir com 1 mol de H₂S?

Resposta

Para reagir com 1 mol de H₂S são necessários 48 g de O_2(g)

3 mol de O_{2 (g)} reagem com 2 mol de H₂S _(g) \ com 1 mol de H₂S _(g) , reagem 1,5 mol de O_{2 (g)}
1 mol de O_{2 (g)} = 32 g.
Logo, são necessários 1,5 x 32 = 48 g de O_{2 (g)}

B) O dióxido de enxofre continua a ser oxidado pelo oxigênio atmosférico formando o trióxido de enxofre:
2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} --> 2 SO_{3 (g)}

Sabendo-se que a pressão de O_{2 (g)} é menor na cidade do México do que no Rio de Janeiro, devido à altitude da cidade do México em relação ao nível do mar, pergunta-se:
Para uma mesma quantidade de SO_{2 (g)}, em qual das cidades haverá maior formação de SO_{3 (g)}? Justifique.

Resposta

A maior formação de SO_2(g) será na cidade do Rio de Janeiro.

Pelo princípio de Le Chatelier, a maior pressão de O₂ favorece o deslocamento no sentido da formação de SO₃. Logo, na cidade do Rio de Janeiro haverá maior formação de SO_{3 (g)}.

C) O trióxido de enxofre, por sua vez, reage com a água (umidade do ar), produzindo ácido sulfúrico, um dos principais responsáveis pelo fenômeno da chuva ácida que causa uma série de problemas no meio ambiente.

SO_{3 (g)} + H₂O _(l) --> H₂SO _{4 (l)}

Sabendo-se que o H₂SO₄ é um ácido forte e dissocia-se em solução aquosa como:

H₂SO_4(aq) <--> 2 H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq) ,

qual o pH de uma solução contendo 2,5 x 10² mols de H₂SO₄ em 500 mL de H₂O ?

Resposta

pH = 1

[H₂SO₄] = 2,5.10^-2 mol / 0,5 L = 5.10^-2 M

Pela dissociação: 1 H₂SO₄ ® 2 H⁺

Logo, a [H⁺] = 2 x 5.10^-2 = 10^-1 M

Como pH = -log [H⁺]

pH = - log10^-1

pH = 1

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Valor: 2,0 pontos

O dimetiléter tem seu peso molecular igual a 46 e ponto de ebulição igual a -25 °C. O álcool etílico (etanol) tem o mesmo peso molecular, mas um ponto de ebulição bem mais alto, igual a 78,3 °C. Apresente a fórmula estrutural de cada um dos compostos e, através delas, explique a grande diferença dos seus pontos de ebulição.

Observação: A fórmula molecular para ambos os compostos é C₂H₆O

Resposta

A fórmula estrutural dos compostos é

Como se pode ver, o etanol tem um grupamento OH que permite a formação de ligações de H entre as moléculas, o que explica o ponto de ebulição mais elevado.

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