Questão 01

(valor: 3,0 pontos)

O elemento boro tem número atômico 5, faz parte do terceiro grupo de elementos representativos e sua massa atômica é 10,8 u.m.a.. Sendo o boro natural constituído por dois isótopos, ¹¹B e ¹⁰B:

a) calcule a abundância relativa dos dois isótopos do elemento boro.

R: Considerando a porcentagem do isótopo de número de massa 10 como y/100, a porcentagem do isótopo de número de massa 11 seria (100 – y)/100. Assim:

Massa atômica = número de massa do ¹⁰B · y + número de massa do ¹¹B · (100 – y)

                           10,8 uma = (10 uma · y) /100 + [11 uma · (100 – y)] /100

                           y = 20 %

Assim: ¹⁰B = 20 % e ¹¹B = (100 – y) = 80%.

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b) calcule o número de prótons, de nêutrons e de elétrons do nuclídeo neutro ¹¹B.

R: Sendo o número de massa do isótopo igual a 11 e número atômico igual a cinco, tem-se cinco prótons e seis nêutrons (11 – 5). Como se tem uma espécie neutra (sem carga) o número de prótons é igual ao número de elétrons, ou seja, cinco.

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c) calcule a porcentagem em massa do elemento boro no bórax, cuja fórmula é Na₂B₄O₇.10H₂ O.

R: A massa molar do bórax é igual a 381,2 g mol ^-1, sendo que 43,2 g mol ^-1 é a contribuição dos dois equivalentes de B. Logo, a porcentagem em massa do B na molécula do bórax é 11,3 %.

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Dadas as reações termoquímicas de formação de CO₂ (reações 1a e 1b):

2 C (s) + 2 O₂ (g) 2 CO₂ (g)            H⁰ = - 787 kJ            reação 1a

2 CO (g) + O₂ (g) 2 CO₂ (g)            H⁰ = - 566 kJ            reação 1b

a) calcule a variação de entalpia para a formação de 1 mol de CO a partir da reação do carbono com o gás oxigênio, dada abaixo:

2 C (s) + O₂ (g) 2 CO (g)

R: A reação 2 pode ser obtida pela soma das reação 1a e a inversa da reação 1b, mostrado abaixo:

2C(s) + 2O₂ (g) → 2CO₂(g)          ΔH⁰ = - 787 kJ reação 1a
2CO₂(g) → 2CO(g) + O₂(g)          ΔH⁰ = + 566 kJ reação 1b

2C(s) + O₂ (g) → 2CO(g) ΔH⁰ = - 221 kJ

para a formação de 1 mol de CO(g) a variação de entalpia seria então a metade do valor acima: - 110,5 kJ.

b) calcule quantos mols de monóxido de carbono serão produzidos pela combustão completa de 2400 kg de carbono?

R: A reação é completa e a estequiometria da reação é 1 mol C para 1 mol CO₂. Assim, se 2400 kg de C equivalem a 200.000 mols de C, tem-se a formação de 200.000 mols de CO.

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Questão 03

(valor: 3,0 pontos)

A reação entre uma solução aquosa de ácido com uma solução aquosa de base, chamada de reação de neutralização, forma uma solução aquosa de sal.

a) Escreva a reação química balanceada entre soluções aquosas de hidróxido de sódio e de ácido clorídrico.

R: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

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b) Qual será o pH final de uma solução formada pela mistura de volumes iguais de uma solução aquosa 0,2 mol.L^-1 de hidróxido de sódio e de solução aquosa de ácido clorídrico 0,4 mol.L^-1.

R: Após a reação de volumes equivalentes das duas soluções, tem-se uma solução 0,1 mol L^-1 de HCl, cujo pH será igual a 1.
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c) Calcule qual será a molaridade de uma solução obtida pela mistura de 500 mL de água destilada com 500 mL de solução aquosa 1,0 mol.L^-1 de hidróxido de sódio.

R: A diluição com água dobra o volume da solução de NaOH com a conseqüente diminuição da molaridade da solução de NaOH à metade do valor original, ou seja, 0,5 mol.L^-1.

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