Maratonas de QuímicaI Maratona de Química IME/ITA

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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por poti » Qui 26 Jul, 2012 23:22

Solução do Problema 40

[tex3]MV + M'V' = MfVf[/tex3]

[tex3]0,1.1 + 1.100 = Mf.101[/tex3]

[tex3]\boxed{Mf \approx 1mol/L \to [H^+] = 1mol/L}[/tex3] (*Só pelo ácido ser forte*)

[tex3]pH = \log\left[\frac{1}{H^+}\right] = \log1 = \boxed{0}[/tex3]

Letra A

----------------------------

Problema 41

(ITA-2003) Uma determinada substância cristaliza no sistema cúbico. A aresta da célula unitária dessa substância é representada por [tex3]Z[/tex3] , a massa específica por [tex3]\mu[/tex3] e a massa molar por [tex3]M[/tex3] . Sendo [tex3]Nav[/tex3] igual ao número de Avogadro, qual é a expressão algébrica que permite determinar o número de espécies que formam a célula unitária desta substância?

a) [tex3]\frac{Z^3 \mu}{M}[/tex3]
b) [tex3]\frac{Z^3 M}{\mu}[/tex3]
c) [tex3]\frac{Z^3}{M}[/tex3]
d) [tex3]\frac{Z^3 M Nav}{\mu}[/tex3]
e) [tex3]\frac{Z^3 \mu Nav}{M}[/tex3]
Gabarito:

Letra E

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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por theblackmamba » Sex 27 Jul, 2012 09:56

Solução do Problema 41

Volume da célula: [tex3]Z^3[/tex3] .

Seja [tex3]V[/tex3] o volume molar da célula: [tex3]V=\frac{M}{\mu}[/tex3] .

[tex3]Nav \longrightarrow V[/tex3]
[tex3]x\,\,\,\,\longrightarrow Z^3[/tex3]

[tex3]x=\frac{Z^3 Nav}{V}[/tex3]
[tex3]\boxed{V=\frac{Z^3 \mu Nav}{M}}[/tex3] . Letra E

---------------------

Problema 42

(ITA - 2005) Um composto sólido é adicionado a um béquer contendo uma solução aquosa de fenolftaleína. A solução adquire uma solução rósea e ocorre a liberação de um gás que é recolhido. Numa etapa posterior, esse gás é submetido à combustão completa, formando [tex3]H_2O[/tex3] e [tex3]CO_2[/tex3] . Com base nestas informações, é CORRETO afirmar que o composto é:

a) [tex3]CO(NH_2)_2[/tex3]
b) [tex3]CaC_2[/tex3]
c) [tex3]Ca(HCO_3)_2[/tex3]
d) [tex3]NaHCO_3[/tex3]
e) [tex3]Na_2C_2O_4[/tex3]

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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por poti » Sex 27 Jul, 2012 12:37

Solução do Problema 42

Fenoltaleína só muda de cor na presença de um composto básico.

Letra c) Um sal ácido, já descartamos.
Letra d) Outro sal ácido, já descartamos.
Letra a) Em água, não reage e nem forma gás.
Letra e) Um sal que forma ânions [tex3]C_2O_4^{-2}[/tex3] em água, ou seja, não forma gás.

Só nos resta a Letra b).

--------------------------------------------

Problema 43

(ITA-2008) Suponha que um pesquisador tenha descoberto um novo elemento químico, M, de numero atômico 119, estável, a partir da sua separação de um sal de carbonato. Após diversos experimentos foi observado que o elemento químico M apresentava um comportamento químico semelhante aos elementos químicos que constituem a sua família (grupo).

a) Escreva a equação balanceada da reação entre o elemento M em estado solido com a água (se ocorrer).
b) O carbonato do elemento M seria solúvel em água?
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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por emanuel9393 » Sáb 28 Jul, 2012 11:27

Solução do problema 43

a) Como o elemento apresenta número atômico impar e pode ser associado com o íon carbonato ([tex3]CO_{3}^{2-}[/tex3] ), concluímos que o elemento é um metal alcalino. Todo metal alcalino desloca íons hidrogênio gerando uma base conforme a seguinte reação:
[tex3]M \, + \, H_{2}O \,\,\, \rightarrow \,\,\, MOH \, + \, \frac{1}{2} \, H_{2}[/tex3]
b) Sim. Como sabemos, a presença de um íon de metal alcalino em um sal aumenta a sua solubilidade.

--------------------------------------------

Problema 44

(ITA-2002) A adição de glicose sólida ([tex3]C_{6}H_{12}O_{6}[/tex3] ) a Clorato de Potássio ([tex3]KClO_{3}[/tex3] ) fundido, a [tex3]400 \,\, ^{0} C[/tex3] , resulta em uma reação que forma dois produtos gasosos e um sólido cristalino. Quando os produtos gasosos formados nessa reação, e resfriados à temperatura ambiente, são borbulhados em uma solução aquosa [tex3]0,1 \,\, mol \cdot L^{-1}[/tex3] em hidróxido de sódio, contendo algumas gotas de fenolftaleina, verifica-se a mudança de cor dessa solução de rosa para incolor. O produto sólido cristalino apresenta alta condutividade elétrica, tanto no estado líquido como em solução aquosa. Assinale a opção CORRETA que apresenta os solutos formados na reação de glicose e clorato de potássio:

a) [tex3]ClO_{2(g)}[/tex3] , [tex3]H_{2(g)}[/tex3] , [tex3]C_{(s)}[/tex3]
b) [tex3]CO_{2(g)}[/tex3] , [tex3]H_{2}O_{(g)}[/tex3] , [tex3]KCl_{(s)}[/tex3]
c) [tex3]CO_{(g)}[/tex3] , [tex3]H_{2}O_{(g)}[/tex3] , [tex3]KClO_{4(s)}[/tex3]
d) [tex3]CO_{(g)}[/tex3] , [tex3]CH_{4(g)}[/tex3] , [tex3]KClO_{2(s)}[/tex3]
e) [tex3]Cl_{2(g)}[/tex3] , [tex3]H_{2}O_{(g)}[/tex3] , [tex3]K_{2}CO_{{3}_{(s)}}[/tex3]
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Jul 2012 31 00:43

Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por emanuel9393 » Ter 31 Jul, 2012 00:43

Solução do problema 44

Como o sólido cristalino apresenta alta condutividade elétrica tanto em estada líquido como em solução aquosa, ele só pode ser um composto iônico. Por eliminação, encontramos:

Letra.B

--------------------------------------------

Problema 45

(IME-2004) Na produção de uma solução de Cloreto de Sódio em água a [tex3]0,90 \,\, \%[/tex3] ([tex3]p/p[/tex3] ),as quantidades de solvente e soluto são pesadas separadamente e, posteriormente, promove-se a solubilização. Certo dia, suspeitou-se que a balança de soluto estivesse descalibrada. Por este motivo, a temperatura de ebulição de uma amostra da solução foi medida, obtendo-se [tex3]100,14 \,\, ^{0}C[/tex3] . Considerando o sal totalmente dissociado, determine a massa de soluto a ser acrescentada de modo a produzir um lote de [tex3]1000 \,\, kg[/tex3] com a concentração correta.
Resposta

Resposta (conforme o gabarito oficial) = [tex3]1,2 \,\, kg[/tex3]
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Jul 2012 31 16:47

Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por theblackmamba » Ter 31 Jul, 2012 16:47

Solução do Problema 45

Pela Lei de Raoult:
[tex3]\Delta T=k_{eb}\cdot W \cdot i[/tex3] .

Não foi dada a constante ebulioscópica mas creio que havia na página inicial da prova.

Como a variação da temperatura Kelvin é a mesma na escala Celsius:
[tex3]100,14-100=0,52\cdot W \cdot 2[/tex3]
[tex3]W=\frac{7}{52}\,\,mol/1000g[/tex3] (de cloreto de sódio em água).

[tex3]1mol\longrightarrow 58,5g[/tex3]
[tex3]\frac{7}{52}\,mol \longrightarrow x[/tex3]

[tex3]x=7,875g[/tex3] para [tex3]1000g[/tex3] de água.

A massa de [tex3]NaC\ell[/tex3] a se obter é [tex3]0,9\times 1000=9g[/tex3] desse sal em 1000g solução. Para [tex3]991g[/tex3] de água teremos:

[tex3]1000g\,(H_2O)\longrightarrow 7,875g[/tex3]
[tex3]991g(H_2O)\longrightarrow y[/tex3]

[tex3]y\approx 7,80g[/tex3]

Para uma solução de 1000kg:
Para se obter [tex3]9kg[/tex3] (por proporção) do sal é necessário acrescentar [tex3]9-7,8=\boxed{1,2kg}[/tex3] .

--------------------------------------------

Problema 46

(IME - 2006) Um determinado metal forma dois óxidos distintos, nos quais as percentagens em massa de oxigênio são [tex3]32\%[/tex3] e [tex3]44\%[/tex3] . Determine a massa atômica do metal.
Resposta

51u
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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por emanuel9393 » Qua 01 Ago, 2012 15:07

Solução do problema 46

Vamos considerar o óxido [tex3]1[/tex3] com [tex3]32 \, \%[/tex3] de oxigênio e o óxido [tex3]2[/tex3] com [tex3]44 \, \%[/tex3] de oxigênio. Temos que:
[tex3]\rightarrow \,\,\,[/tex3] [tex3]100 \,\, g[/tex3] do óxido [tex3]1[/tex3] é composto por [tex3]68 \,\,g[/tex3] do metal ([tex3]M[/tex3] ) e [tex3]32 \,\, g[/tex3] de oxigênio.
[tex3]\rightarrow \,\,\,[/tex3] [tex3]100 \,\, g[/tex3] do óxido [tex3]2[/tex3] é composto por [tex3]56 \,\,g[/tex3] do metal ([tex3]M[/tex3] ) e [tex3]44 \,\, g[/tex3] de oxigênio.
Para a mesma massa do metal, temos:
[tex3]68 \,\,\, \rightarrow \,\,\, 32 \\ 56 \,\,\, \rightarrow \,\,\, x \\ x \, = \, 26,35[/tex3]
O que nos dá uma proporção de [tex3]\frac{26,35}{44} \, = \, \frac{3}{5}[/tex3]
Conforme a lei das proporções múltiplas, os óxidos podem ser escritos como:
Óxido [tex3]1[/tex3] : [tex3]M_{x}O_{3}[/tex3]
Óxido [tex3]2[/tex3] : [tex3]M_{x}O_{5}[/tex3]
O número de oxidação do oxigênio é [tex3]- \, 2[/tex3] . Fazendo o "cruz credo", encontramos:
Óxido [tex3]1[/tex3] : [tex3]M_{2}O_{3}[/tex3]
Óxido [tex3]2[/tex3] : [tex3]M_{3}O_{5}[/tex3]
Fazendo pela regra de Brigdman-Hund, encontramos:
[tex3]0,32 \, = \, \frac{3 \cdot M_{O}}{2 \cdot M \, + \, 3 \cdot M_{O}} \,\,\, \Rightarrow \,\,\, 0,34 \, = \, \frac{48}{2 \cdot M \, + \, 48} \,\,\, \Rightarrow \,\,\, \boxed{\boxed{M \, = \, 51 \,\, u}}[/tex3]

--------------------------------------------

Problema 47

(ITA - 2006) São fornecidas as seguintes informações a respeito da titulação ácido-base:

a) A figura mostra as curvas de titulação de [tex3]30 \,\, mL[/tex3] de diferentes ácidos ([tex3]I[/tex3] , [tex3]II[/tex3] , [tex3]III[/tex3] , [tex3]IV[/tex3] e [tex3]V[/tex3] ), todos a [tex3]0,10 \,\, mol \cdot L^{-1}[/tex3] em [tex3]NaOH[/tex3] .
b) O indicador fenolftaleína apresenta um intervalo de mudança de cor entre [tex3]pH \,\, 8,00[/tex3] a [tex3]10,00[/tex3] e o indicador vermelho de metila, entre [tex3]pH \,\, 4,00[/tex3] a [tex3]6,00[/tex3] .
Questão 50.JPG
Questão 50.JPG (11.73 KiB) Exibido 3925 vezes
Considerando estas informações, é CORRETO afirmar que:

a) o indicador vermelho de metila é mais adequado que a fenolftaleína para ser utilizado na titulação do ácido [tex3]IV[/tex3] ;
b) o indicador vermelho de metila é mais adequado que a fenolftaleína para ser utilizado na titulação do ácido [tex3]V[/tex3] ;
c) o ácido [tex3]III[/tex3] é mais forte que o ácido [tex3]II[/tex3] .
d) os dois indicadores (vermelho de metila e fenolftaleína) são adequados para a titulação do ácido [tex3]I[/tex3] .
e) os dois indicadores (vermelho de metila e fenolftaleína) são adequados para a titulação do ácido [tex3]III[/tex3] .
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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por FilipeCaceres » Qua 01 Ago, 2012 22:38

Solução do Problema 47

a) Errado,
Do gráfico tiramos que o ponto de viragem do ácido [tex3]IV[/tex3] é maior que [tex3]6[/tex3] , portanto é mais fenolftaleína.

b)Errado,
Ver o item (a).

c)Errado,
O ponto de viragem de [tex3]II[/tex3] é próximo de [tex3]6[/tex3] enquanto que do [tex3]III[/tex3] é próximo de 8, logo [tex3]II[/tex3] é mais ácido.

d) Certo,
Do gráfico tiramos que o ponto de viragem é próximo de [tex3]4[/tex3] e vai até [tex3]10[/tex3] , portanto é possível utilizar os dois indicadores.

e) Errado,
O ponto de viragem de [tex3]III[/tex3] é próximo de [tex3]8[/tex3] , portanto não é possível utilizar o indicador vermelho.

--------------------------------------------

Problema 48

(ITA - 2002) A massa de um certo hidrocarboneto é igual a [tex3]2,60 g[/tex3] . As concentrações, em porcentagem em massa, de carbono e de hidrogênio neste hidrocarboneto são iguais a [tex3]82,7 \%[/tex3] e [tex3]17,3 \%[/tex3] , respectivamente. A fórmula molecular do hidrocarboneto é

a) [tex3]CH_4[/tex3]
b) [tex3]C_2 H_4[/tex3]
c) [tex3]C_2 H_6[/tex3]
d) [tex3]C_3 H_8[/tex3]
e) [tex3]C_4 H_{10}[/tex3]
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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por emanuel9393 » Qua 01 Ago, 2012 23:09

Solução do problema 48

Um breve comentário: observem que este é muito similar ao problema 46. Vamos utilizar a mesma técnica do problema 46 para resolvê-la? :D

Em [tex3]100 \,\, g[/tex3] do hidrocarboneto, temos [tex3]82,7 \,\, g[/tex3] de carbono e [tex3]17,3 \,\, g[/tex3] de hidrogênio. Dividindo cada massa por sua respectiva massa molar encontramos:
[tex3]C \,\,\, \rightarrow \,\,\, \frac{82,7}{12} \, = \, 6,89 \\ \\ H \,\,\, \rightarrow \,\,\, \frac{17,3}{1,00} \, = \, 17,3[/tex3]
Logo, a proporção de hidrogênio para carbono é [tex3]\frac{17,3}{6,89} \, = \, \frac{5}{2} \, = \, \frac{10}{4}[/tex3] . Logo:
[tex3]C_{4}H_{10}[/tex3]
Letra.E

--------------------------------------------

Problema 49

(IME - 2005) Determine o abaixamento relativo da pressão de vapor do solvente quando [tex3]3,04 \,\, g[/tex3] de cânfora ([tex3]C_{10}H_{16}O[/tex3] são dissolvidos em [tex3]117,2 \,\, mL[/tex3] de etanol a [tex3]25 \,\, ^{0}C[/tex3] .
Resposta

Resposta (conforme gabarito oficial) = [tex3]0,01[/tex3]
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Re: Maratona de Química IME/ITA I

Mensagem não lida por FilipeCaceres » Qua 01 Ago, 2012 23:52

Solução do Problema 49

Da Lei Raoult tiramos,
[tex3]\frac{\Delta P}{P}=\frac{\overline{M_2}}{\overline{M_1}}\cdot \frac{m_2}{m_1}[/tex3]
[tex3]\frac{\Delta P}{P}=\frac{46}{152}\cdot \frac{3,04}{(0,785\cdot 117,2)}[/tex3]
[tex3]\frac{\Delta P}{P}=\frac{46}{152}\cdot \frac{3,04}{92}=\frac{0,02}{2}[/tex3]
[tex3]\boxed{\frac{\Delta P}{P}=0,01}[/tex3]

--------------------------------------------

Problema 50

(ITA - 2006) Considere as informações abaixo:

a) [tex3]PbCrO_{4(s)}[/tex3] é um sólido amarelo que é solúvel em água quente;
b) [tex3]AgCl_{s}[/tex3] forma um cátion de prata solúvel em solução aquosa de [tex3]NH_{3}[/tex3] ;
c) O sólido branco [tex3]PbCl_{2(s)}[/tex3] é solúvel em água quente, mas os sólidos brancos [tex3]AgCl_{(s)}[/tex3] e [tex3]Hg_{2}Cl_{2(s)}[/tex3] não o são;
d) Uma solução aquosa contendo o cátion de prata do item b), quando acidulada com [tex3]HCl[/tex3] , forma o sólido [tex3]AgCl_{(s)}[/tex3] ;
e) [tex3]Hg_{2}Cl_{2(s)}[/tex3] forma uma mistura insolúvel contendo [tex3]Hg_{(l)}[/tex3] , que tem cor prata, e [tex3]HgNH_{2}Cl_{(s)}[/tex3] que é preto, em solução aquosa de [tex3]NH_{3}[/tex3] .

Uma amostra sólida consiste em uma mistura de cloretos de [tex3]Ag^{+}[/tex3] , [tex3]Hg_{2}^{2+}[/tex3] e [tex3]Pb^{2+}[/tex3] . Apresente uma sequência de testes experimentais para identificar o íon [tex3]Ag^{+}[/tex3] , [tex3]Hg_{2}^{2+}[/tex3] e [tex3]Pb^{2+}[/tex3] presentes nessa amostra.

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