USP 2016 Química - Questões

Águas que apresentam alta concentração de íons $Ca^{2+}$ ou $Mg^{2+}$ dissolvidos são chamadas de "águas duras". Se a concentração total desses íons for superior a $100\ mg/L$, tais águas não podem ser utilizadas em tubulações de máquinas industriais, devido à obstrução dos tubos causada pela formação de sais insolúveis contendo esses íons. Um químico deverá analisar a água de uma fonte, isenta de íons $Mg^{2+}$, mas contendo íons $Ca^{2+}$, para verificar se é adequada para uso em uma indústria. Para tal, uma amostra de $200\ mL$ de água dessa fonte foi misturada com uma solução de carbonato de sódio $\left(Na_2CO_3\right)$, em quantidade suficiente para haver reação completa. O sólido formado foi cuidadosamente separado, seco e pesado. A massa obtida foi $0,060\ g$.

NOTE E ADOTE:

Massas molares $\left(g\backslash mol\right):\ \ \ C=12;\ \ \ O=16;\ \ \ Na=23;\ \ \ Ca=40.$

1. a) Escreva a equação química, na forma iônica, que representa a formação do sólido.
   

2. b) A água analisada é adequada para uso industrial? Justifique, mostrando os cálculos.
   

Dispõe-se de 2 litros de uma solução aquosa de soda cáustica que apresenta pH 9. O volume de água, em litros, que deve ser adicionado a esses 2 litros para que a solução resultante apresente pH 8 é

Existem vários modelos para explicar as diferentes propriedades das substâncias químicas, em termos de suas estruturas submicroscópicas.

Considere os seguintes modelos:

1. I. Moléculas se movendo livremente;
   

2. II. Íons positivos imersos em um "mar" de elétrons deslocalizados;
   

3. III. Íons positivos e negativos formando uma grande rede cristalina tridimensional.
   

Assinale a alternativa que apresenta substâncias que exemplificam, respectivamente, cada um desses modelos.

Uma estudante recebeu uma amostra de ácido benzoico sólido contendo impurezas. Para purificá-lo, ela optou por efetuar uma recristalização. No procedimento adotado, o sólido deve ser dissolvido em um solvente aquecido, e a solução assim obtida deve ser resfriada. Sendo as impurezas mais solúveis à temperatura ambiente, ao final devem ser obtidos cristais de ácido benzoico puro.

Para escolher o solvente apropriado para essa purificação, a estudante fez testes de solubilidade com etanol, água e heptano. Inicialmente, os testes foram efetuados à temperatura ambiente, e a estudante descartou o uso de etanol. A seguir, efetuou testes a quente, e o heptano não se mostrou adequado.

Nos testes de solubilidade, a estudante observou a formação de sistema heterogêneo quando tentou dissolver o ácido benzoico impuro em

1. I. Á temperatura ambiente

2. II. A quente

O biogás pode substituir a gasolina na geração de energia. Sabe-se que 60%, em volume, do biogás são constituídos de metano, cuja combustão completa libera cerca de $900\ kJ/mol$.

Uma usina produtora gera 2.000 litros de biogás por dia. Para produzir a mesma quantidade de energia liberada pela queima de todo o metano contido nesse volume de biogás, será necessária a seguinte quantidade aproximada (em litros) de gasolina:

NOTE E ADOTE:

Volume molar nas condições de produção de biogás: $24\ L/mol$;

Energia liberada na combustão completa da gasolina: $4,5\ \times \ {10}^4\ kJ/L$.