CadernoEO-CnaturezaV4_2022 (1)

252VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. APRENDIZAGEM TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES Um capacitor plano é formado de duas armaduras planas, iguais, cada uma de área A e colocadas paralelamente a uma distância d. A capacidade eletrostática C de um capacitor plano é dada por: C=EA/d, na qual E varia com a natureza do dielétrico colocado entre as armaduras. Quando o meio é o vácuo ou o ar E = 8,85 x 10-12 F/m, sendo F (farad) a unidade da capacidade eletrostática no Sistema Internacional. Ligando as armaduras do capacitor aos terminais de uma bateria, as armaduras ficam eletrizadas com cargas +Q e -Q conforme está indicado no esquema. 1. (UEL) A carga do capacitor é a carga Q da sua armadura positiva. A relação entre a carga Q e a ddp U é constante e igual à capacidade eletrostática do capacitor: Q/U = C. Quando uma ddp de 100 V é aplicada nas armaduras de um capacitor de capacidade C = 8,85.10-12 F, a carga do capacitor, em Coulombs, vale: a) 8,85 × 10-10 b) 8,85 × 10-9 c) 8,85 × 10-7 d) 8,85 × 10-6 e) 8,85 × 10-3 2. (UEL) A carga do capacitor é a carga Q da sua armadura positiva. A relação entre a carga Q e a ddp U é constante e igual à capacidade eletrostática do capacitor: Q/U = C. Se a área de cada armadura, desse mesmo capacitor de capacidade 8,85×10-12 F é de 200 cm2 e o dielétrico entre as armaduras é o ar, então a distância entre elas, em metros, vale: a) 1,0 × 10-4 . b) 2,0 × 10-4 . c) 6,0 × 10-3 . d) 5,0 × 10-3 . e) 2,0 × 10-2 . 3. (Ueg) A quantidade de carga armazenada em um capacitor em função do tempo é dada pelo gráfico a seguir, no qual a letra C representa a capacitância do capacitor e V a diferença de potencial entre as suas placas. Qual é o gráfico que representa a diferença de potencial no capacitor no processo de carga? a) b) c) d) CAPACITORES COMPETÊNCIA(s) 2, 5 e 6 HABILIDADE(s) 5, 6, 7, 17 e 22 CN AULAS 31 E 32

253VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 4. (UFPR) No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma energia elétrica de 125 mJ. As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores e 1 = 10 V e e 2 = 5 V. Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado. a) 10 mF. b) 1 mF. c) 25 mF. d) 12,5 mF. e) 50 mF. 5. (Acafe) É comum vermos em filmes ou séries de TV a utilização de um equipamento elétrico capaz de estimular os batimentos do coração após uma parada cardíaca. Tal equipamento é o desfibrilador, aparelho provido de dois eletrodos que aplica um choque no paciente, a fim de provocar a passagem de uma grande corrente variável pelo coração em um curto intervalo de tempo, estabelecendo assim o ritmo normal das contrações. A descarga acontece porque o desfibrilador libera a energia elétrica acumulada em um capacitor. Imagine que um desses aparelhos possua uma tensão de 3 kV entre os eletrodos e que o capacitor esteja carregado com 300 J de energia. Despreze as resistências elétricas dos componentes do desfibrilador e também do paciente. A alternativa correta que apresenta o módulo da corrente média, em Ampér, que atravessa o tórax do paciente se a descarga ocorre no tempo de 10 ms é: a) 20. b) 30. c) 10. d) 40. 6. (UEL) Alguns visores touch screen utilizam a tecnologia de telas capacitivas, dispositivos que podem ser comparados a capacitores. Sobre a natureza dos capacitores e a relação dos processos de carga e descarga com os seus respectivos gráficos, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) Carga elétrica em função do tempo durante o carregamento de um capacitor. ( ) Carga elétrica em função do tempo durante o carregamento de um capacitor. ( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o carregamento de um capacitor. ( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o carregamento de um capacitor. ( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o descarregamento de um capacitor. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, V, F. b) V, F, F, F, V. c) F, V, V, F, F. d) F, F, V, V, V. e) F, F, V, V, F.

254VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 7. (UFPR) Capacitores são dispositivos que podem armazenar energia quando há um campo elétrico em seu interior, o qual é produzido por cargas elétricas depositadas em suas placas. O circuito ao lado é formado por um capacitor C de capacitância 2 mF e por duas fontes de fem, consideradas ideais, com e 1 = 10 V e e 2 = 15 V. Assinale a alternativa correta para a energia elétrica armazenada no capacitor C. a) 625 x 10-6 J. b) 225 x 10-6 J. c) 25 x 10-6 J. d) 50 x 10-6 J. e) 75 x 10-6 J. 8. (IME) e Na figura, o frasco de vidro não condutor térmico e elétrico contém 0,20 kg de um líquido isolante elétrico que está inicialmente a 20 °C. Nesse líquido está mergulhado um resistor R1 de 8 Ω. A chave K está inicialmente na vertical e o capacitor C, de 16 mF, está descarregado. Ao colocar a chave no ponto A verifica- -se que a energia do capacitor é de 0,08 J. Em seguida, comutando a chave para o ponto B e ali permanecendo durante 5 s, a temperatura do líquido subirá para 26 °C. Admita que todo o calor gerado pelo resistor R1 seja absorvido pelo líquido e que o calor gerado nos resistores R2 e R3 não atinja o frasco. Nessas condições, é correto afirmar que o calor específico do líquido, em ____ cal g 0C , é: Dado: 1 cal = 4,2 J a) 0,4. d) 0,9. b) 0,6. e) 1,0. c) 0,8. 9. (PUC-PR) Um técnico em eletrônica dispõe de um capacitor de placas paralelas tendo apenas ar entre as placas. Ele precisa aumentar o valor da capacitância deste capacitor. Assinale a alternativa, que NÃO CORRESPONDE a uma possível maneira de fazê-lo: a) Diminuir a distância entre as placas. b) Aumentar a área das placas. c) Inserir uma folha de papel entre as placas. d) Preencher o espaço entre as placas com óleo mineral. e) Aumentar a carga armazenada nas placas. 10. (UEMA) Uma das aplicações dos capacitores é no circuito eletrônico de um flash de máquina fotográfica. O capacitor acumula carga elétrica por um determinado tempo (alguns segundos) e, quando o botão para tirar a foto é acionado, toda carga acumulada é “despejada” sobre a lâmpada do flash, daí o seu brilho intenso, porém de curta duração. Se nesse circuito houver um capacitor de dados nominais 315 V e 100 µF, corresponderá a uma carga, em Coulomb, máxima, acumulada de a) 3,1500. b) 0,3175. c) 0,3150. d) 0,0315. e) 3,1750. E.O. FIXAÇÃO 1. (ITA) Na figura, o circuito consiste de uma bateria de tensão V conectada a um capacitor de placas paralelas, de área S e distância d entre si, dispondo de um dielétrico de permissividade elétrica e que preenche completamente o espaço entre elas. Assinale a magnitude da carga q induzida sobre a superfície do dielétrico. V d a) q = eVd b) q = ____ eSV d c) q = (e - e 0 )Vd d) q = (e – e 0 ) SV _________ d e) q = (e + e 0 ) SV _________ d 2. (UECE) Um capacitor tem uma capacitância de 8,0 × 10-11 F. Se o potencial elétrico entre suas placas for 12 V, o número de elétrons em excesso na sua placa negativa é: a) 9,6 × 1014 . b) 8,0 ×1020 . c) 6,0 × 109 . d) 5,0 × 108 .

255VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3. (ITA) O circuito da figura é composto de duas resistências, R1 = 1,0 × 103 Ω e R2 = 1,5 × 103 Ω, respectivamente, e de dois capacitores de capacitâncias C1 = 1,0 × 10-9 F e C2 = 2,0 × 10-9 F, respectivamente, além de uma chave S, inicialmente aberta. Sendo fechada a chave S, a variação da carga ∆Q no capacitor de capacitância C1 , após determinado período, é de: 10 V R1 S C2 0 V C1 R2 a) –8,0 × 10-9 C. d) +4,0 × 10-9 C. b) –6,0 × 10-9 C. e) +8,0 × 10-9 C. c) –4,0 × 10-9 C. 4. (UFU) Um capacitor formado por duas placas planas e paralelas está ligado a uma bateria, que apresenta uma diferença de potencial igual a 100 V. A capacitância do capacitor é igual a 1 × 10-4 F e a distância inicial entre as suas placas é igual a 5 mm. Em seguida, a distância entre as placas do capacitor é aumentada para 15 mm, mantendo-se a diferença de potencial entre elas igual a 100 V. Tendo por base essas informações, marque a alternativa que apresenta corretamente a quantidade de carga armazenada no capacitor nas duas situações descritas. a) 1,0 × 10-2 C quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 3,3 × 10-3 C quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm. b) 1,0 × 10-2 C quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 3,3 × 10-2 C quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm. c) 1,0 × 10-6 C independente da distância entre as placas, uma vez que a diferença de potencial é mantida a mesma, ou seja, 100 V. d) 1,0 × 10-6 C quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 3,3 × 10-6 C quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm. 5. (UFU) Considere as seguintes afirmações: I. Uma molécula de água, embora eletricamente neutra, produz campo elétrico. II. A energia potencial elétrica de um sistema de cargas puntiformes positivas diminui ao ser incluída uma carga negativa no sistema. III. A capacitância de um capacitor de placas planas e paralelas depende da diferença de potencial à qual o capacitor é submetido. IV. O valor da resistência elétrica dos metais depende inversamente da temperatura. Assinale a alternativa correta. a) II e IV são corretas. b) I e II são corretas. c) I e III são corretas. d) I e IV são corretas. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO A história da maioria dos municípios gaúchos coincide com a chegada dos primeiros portugueses, alemães, italianos e de outros povos. No entanto, através dos vestígios materiais encontrados nas pesquisas arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores aos citados, protagonizaram a nossa história. Diante da relevância do contexto e da vontade de valorizar o nosso povo nativo, “o índio”, foi selecionada a área temática CULTURA e as questões foram construídas com base na obra Os Primeiros Habitantes do Rio Grande do Sul (CUSTÓDIO, L. A. B., ORGANIZADOR. SANTA CRUZ DO SUL: EDUNISC; IPHAN, 2004). “O povo indígena cultuava a natureza como ninguém, navegava, divinizava os fenômenos naturais, como raios, trovões, tempestades.” 6. (UFSM) Em tempestades, quando ocorre a descarga elétrica que se caracteriza como raio, pode-se afirmar que: a) a corrente elétrica é constante. b) o potencial é constante. c) o campo elétrico é uniforme. d) a rigidez dielétrica do ar é rompida. e) a resistência do ar é uniforme. 7. (Ita) Considere o vão existente entre cada tecla de um computador e a base do seu teclado. Em cada vão existem duas placas metálicas, uma delas presa na base do teclado e a outra, na tecla. Em conjunto, elas funcionam como um capacitor de placas planas paralelas imersas no ar. Quando se aciona a tecla, diminui a distância entre as placas e a capacitância aumenta. Um circuito elétrico detecta a variação da capacitância, indicativa do movimento da tecla. Considere então um dado teclado, cujas placas metálicas têm 40 mm2 de área e 0,7 mm de distância inicial entre si. Considere ainda que a permissividade do ar seja e 0 =9.10-12 F/m. Se o circuito eletrônico é capaz de detectar uma variação da capacitância a partir de 0,2 pF, então, qualquer tecla deve ser deslocada de pelo menos: a) 0,1 mm. d) 0,4 mm. b) 0,2mm. e) 0,5 mm. c) 0,3 mm.

256VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 8. (Ita) Um capacitor de capacitância igual a 0,25 10-6 F é carregado até um potencial de 1,00 105 V, sendo então descarregado até 0,40 105 V num intervalo de tempo de 0,10 s, enquanto transfere energia para um equipamento de raios-X. A carga total, Q, e a energia, w, fornecidas ao tubo de raios-X, são melhor representadas respectivamente por: a) Q = 0,005 C e w = 1250 J. b) Q = 0,025 C e w = 1250 J. c) Q = 0,025 C e w = 1050 J. d) Q = 0,015 C e w = 1250 J. e) Q = 0,015 C e w = 1050J. 9. (UFC) A figura adiante representa o processo de descarga de um capacitor como função do tempo. No tempo t = 0, a diferença de potencial entre as placas do capacitor era V0 = 12 volts. No instante de tempo t1 , assinalado no gráfico, a diferença de potencial, em volts, entre as placas do capacitor é: a) 1,5. b) 3,0. c) 4,5. d) 6,0. e) 7,5. 10. (UFES) Um capacitor ideal de placas planas paralelas é carregado mediante a aplicação de uma d.d.p. entre suas placas. A distância entre as placas é então duplicada, mantendo-se a mesma d.d.p. entre elas. Nessa nova situação, a carga nas placas _________ e a energia eletrostática armazenada no capacitor __________. Preencher CORRETAMENTE as lacunas, na sequência em que aparecem na frase acima: a) dobra - reduz-se à metade b) não se altera - dobra c) reduz-se à metade - reduz-se à metade d) dobra - dobra e) reduz-se à metade - não se altera E.O. COMPLEMENTARES 1. A figura acima apresenta um circuito elétrico e um sistema de balança. O circuito é composto por uma Fonte em U, cinco resistores, um capacitor, um quadrado formado por um fio homogêneo, duas chaves e um eletroímã interligados por fios de resistência desprezível. O sistema de balança é composto por um bloco e um balde de massa desprezível que está sendo preenchido por água através de um dispositivo. Sabe-se que, imediatamente após o carregamento do capacitor, a chave Cha se abrirá e a chave Chb se fechará, fazendo com que o capacitor alimente o eletroímã, de modo que este acione um dispositivo que interromperá o fluxo de água para o balde. O valor do capacitor para que o sistema balde e bloco fique em equilíbrio e a energia dissipada no fio a partir do momento em que o capacitor esteja completamente carregado até o vigésimo segundo são, respectivamente Dados: • U = 100V • resistência total do fio: 32 k Ω • fluxo de água: 200 m/s. • massa específica da água = 1 g/cm3 • massa do bloco: 0,8 hg. Observações: • despreze a massa do balde; • considere o capacitor carregado em um tempo correspondente a cinco vezes a constante de tempo. a) 6 mF e 10 J b) 8 mF e 10 J c) 8 mF e 20 J d) 10 mF e 10 J e) 10 mF e 20 J

257VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 2. (IME) No circuito da figura 1, após o fechamento da chave Ch, o resistor R dissipa uma energia de 8 ⋅ 10-6 Wh (watts- -hora). Para que essa energia seja dissipada, o capacitor C de 100 mF deve ser carregado completamente pelo circuito da figura 2, ao ser ligado entre os pontos: a) A e B. b) B e C. c) C e E. d) C e D. e) B e E. 3. (PUC-MG) Um capacitor de placas planas e paralelas é totalmente carregado utilizando-se uma fonte de 12 volts em três situações diferentes. Na situação A, ele permanece vazio. Em B, um dielétrico preenche metade do volume entre as placas e, em C, o mesmo dielétrico preenche todo o volume entre as placas. A B C Assim, com relação às cargas acumuladas, é CORRETO afirmar que: a) as cargas em A, B e C terão o mesmo valor. b) A terá a maior carga e C, a menor. c) A terá a menor carga e C, a maior. d) B terá a maior carga e A, a menor. e) B terá a menor carga e C, a maior. 4. (Ita) Duas baterias, de f.e.m. de 10 V e 20 V respectivamente, estão ligadas a duas resistências de 200 Ω e 300 Ω e com um capacitor de 2 μF, como mostra a figura. Sendo QC a carga de capacitor e PB a potência total dissipada depois de estabelecido o regime estacionário, conclui-se que: 200 Ω 300 Ω 2 µF 10 V 20 V a) QC = 14 mC; PB = 0,1 W. b) QC = 28 mC; PB = 0,2 W. c) QC = 28 mC; PB = 10 W. d) QC = 32 mC; PB = 0,1 W. e) QC = 32 mC; PB = 0,2 W. 5. (Mackenzie) 1 nF Y k X 6,5 fi A 1 fi ff No circuito anterior, a chave k pode ser ligada tanto ao ponto X como ao Y. Quando é ligada ao ponto X, o amperímetro ideal A indica 0,4 A e quando é ligada ao ponto Y, a energia elétrica armazenada no capacitor é: a) 9,0.10-9 J. d) 4,0.10-7 J. b) 4,5.10-9 J. e) 2,25.10-1 J. c) 8,0.10-7 J. E.O. DISSERTATIVO 1. (UFES) Um capacitor de placas planas e paralelas é constituído por dois idênticos discos circulares de raio R, separados por uma distância d, com R > d. O espaço entre as placas é mantido sob vácuo, e aplica-se uma diferença de potencial V entre elas. O capacitor pode ser considerado ideal, ou seja, o campo elétrico no espaço entre suas placas é uniforme. Sabe-se que a capacitância de um capacitor ideal de placas planas e paralelas, no vácuo, é dada pela expressão C = e 0 A/d, onde e 0 é a permissividade elétrica do vácuo, A é a área de cada placa e d é a distância entre as placas. a) Determine o módulo da carga elétrica armazenada em cada placa. b) Uma carga puntiforme positiva q, de massa m, é lançada dentro do capacitor junto ao centro da placa positivamente carregada, com uma velocidade V0 paralela ao plano da placa. Determine quanto tempo a carga levará para atingir a placa negativamente carregada, desprezando a força gravitacional. c) Determine o módulo da velocidade da carga q no momento em que ela atinge a placa negativamente carregada, desprezando a força gravitacional. 2. (Ita) Duas placas condutoras de raio R e separadas por uma distância d << R são polarizadas com uma diferença de potencial V por meio de uma bateria. Suponha sejam uniformes a densidade superficial de carga nas placas e o campo elétrico gerado no vácuo entre elas. Um pequeno disco fino, condutor, de massa m e raio r, é colocado no centro da placa inferior. Com o sistema sob a ação da gravidade g, determine, em função dos parâmetros dados, a diferença de potencial mínima fornecida pela bateria para que o disco se desloque ao longo do campo elétrico na direção da placa superior.

258VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3. (UFG) O sistema composto de duas placas metálicas circulares, móveis e de diâmetro 20 cm, formam um capacitor, conforme ilustrado na figura a seguir. Quando a distância d entre as placas é da ordem de um milésimo do diâmetro das placas, este é, com boa aproximação, um capacitor plano de placas paralelas. Nessas condições, esse sistema é usado para medir o campo elétrico atmosférico. Considerando-se que π = 3 e 0 = 8,85 ⋅ 10-12 N ⋅ m2 /C2 e que a ddp medida é de 20 mV, calcule: a) O campo elétrico atmosférico estabelecido entre as placas. b) O módulo da carga elétrica em cada placa. 4. (UFG) Em dias secos, algumas pessoas podem perceber descargas elétricas quando se aproximam de superfícies metálicas. Numa condição específica, o corpo humano pode ficar eletrizado estaticamente com uma diferença de potencial de 30 kV. Neste caso, a pele humana funciona como as placas de um capacitor de 300 pF, e o estrato córneo (a camada mais externa da pele) funciona como o dielétrico, podendo armazenar energia elétrica. Considerando-se o exposto: a) Calcule a energia eletrostática armazenada pelo corpo e a respectiva carga elétrica. b) Ao aproximar um dedo a 1,0 cm de uma superfície metálica, forma-se um arco voltaico visível de 200 mm de diâmetro que descarrega totalmente o corpo em 10 ms Calcule a resistividade do ar no arco voltaico (considere π = 3). 5. (UFMG) A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por C = Q/V, em que Q é a carga em cada uma das placas e V, a diferença de potencial entre elas. Desprezando-se os efeitos de borda, o campo elétrico entre as placas desse capacitor é uniforme e de intensidade E = Q/eA em que A é a área de cada uma das placas e e é uma constante. Com base nessas informações, responda: a) O que acontece com o valor da capacitância desse capacitor se a diferença de potencial entre as placas for reduzida à metade? b) Considere que um material isolante é introduzido entre as placas desse capacitor e preenche totalmente o espaço entre elas. Nessa situação, o campo elétrico entre as placas é reduzido de um fator k, que é a constante elétrica do material. Explique por que, nessa situação, o campo elétrico entre as placas do capacitor diminui. 6. (UFPR) Alguns donos de carro modificam seus veículos instalando potentes sistemas de som que necessitam de uma grande quantidade de energia elétrica para funcionar. Para suprir essa energia, sem descarregar prematuramente a bateria do carro, eles instalam capacitores de grande capacitância, os quais funcionam como baterias auxiliares. Considere que um desses capacitores, de capacitância C = 4,0 F, foi instalado num veículo. Determine a energia potencial elétrica armazenada nesse capacitor quando ele estiver completamente carregado e sujeito a uma diferença de potencial U = 12,0 V. 7. (UFPE) O capacitor de 15 μF do circuito está inicialmente descarregado. Depois que a chave Ch for fechada, determine a carga total que passará pela chave, em μC. Ch + - C = 15 fiF ff = 1,2 V 8. (EBMSP) A era digital acabou por alterar hábitos da comunicação dentro da família. Se por um lado a internet rompe barreiras da comunicação e permite a interação com pessoas de partes distintas do país e do mundo, por outro ela quebra diálogos rotineiros. Filhos que antes sentavam à mesa com os pais, hoje preferem a internet e o “bate-papo” de amigos. DISPONÍVEL EM: <HTTP://WWW.LAGOINHA.COM/IBL-NOTICIA/FAMILIAS-DOSECULO-XXI-NAO-SAO-MAIS-AS-MESMAS/>. ACESSO EM: 6 OUT. 2015. Sabe-se que as teclas de computadores utilizadas para digitar mensagens se comportam como os capacitores de placas planas e paralelas imersas no ar. Considerando • a área média de cada tecla de um computador igual a 1,0 cm2 ; • a distância entre uma tecla e a base do seu teclado igual a 1,0 mm; • a permissividade do ar, e 0 , igual a • 9,0 · 10–12 F/m; • a tensão aplicada em cada tecla igual a 6,0 V, no instante que uma tecla é empurrada para baixo cerca de 0,4 mm da sua posição de origem. Determine a carga armazenada na armadura do capacitor 9. (UFG) Um capacitor de placas paralelas de capacitância C0 , ao ser ligado a uma fonte de tensão V0 , adquire carga Q0 , campo elétrico E0 entre as placas, e armazena uma energia U0 . Quais serão os valores das grandezas físicas citadas, em relação aos seus valores iniciais, se for duplicada a separação entre as placas a) com a chave ligada; b) após o desligamento da chave.

259VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. OBJETIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado na figura a seguir. Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raios-X. 1. (Unicamp) Para um pedaço da fita de área A = 5,0×10−4 m2 mantido a uma distância constante d = 2,0 mm do rolo, a quantidade de cargas acumuladas é igual a Q = CV, sendo V a diferença de potencial entre a fita desenrolada e o rolo e C = e 0 ∙ A _______ d em que e 0 ≈ 9,0×10–12 C/Vm. Nesse caso, a diferença de potencial entre a fita e o rolo para Q = 4,5×10− 9 C é de: a) 1,2 × 102 V. c) 2,0 × 103 V. b) 5,0 × 10−4 V. d) 1,0 × 10−20 V. E.O. DISSERTATIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unicamp) Em 1963, Hodgkin e Huxley receberam o prêmio Nobel de Fisiologia por suas descobertas sobre a geração de potenciais elétricos em neurônios. Membranas celulares separam o meio intracelular do meio externo à célula, sendo polarizadas em decorrência do fluxo de íons. O acúmulo de cargas opostas nas superfícies interna e externa faz com que a membrana possa ser tratada, de forma aproximada, como um capacitor. a) Considere uma célula em que íons, de carga unitária e = 1,6 ⋅ 10-19 C, cruzam a membrana e dão origem a uma diferença de potencial elétrico de 80 mV. Quantos íons atravessaram a membrana, cuja área é A = 5 ∙ 10-5 cm2 , se sua capacitância por unidade de área é Cárea = 0,8 ∙ 10-6 F/cm2 ? b) Se uma membrana, inicialmente polarizada, é despolarizada por uma corrente de íons, qual a potência elétrica entregue ao conjunto de íons no momento em que a diferença de potencial for 20 mV e a corrente for 5 ∙ 108 íons/s, sendo a carga de cada íon e = 1,6 ∙ 10-19 C? 2. (Fuvest) O fluxo de íons através de membranas celulares gera impulsos elétricos que regulam ações fisiológicas em seres vivos. A figura acima ilustra o comportamento do potencial elétrico V em diferentes pontos no interior de uma célula, na membrana celular e no líquido extracelular. O gráfico desse potencial sugere que a membrana da célula pode ser tratada como um capacitor de placas paralelas com distância entre as placas igual à espessura da membrana, d = 8 nm. No contexto desse modelo, determine: a) o sentido do movimento - de dentro para fora ou de fora para dentro da célula - dos íons de cloro (C – ) e de cálcio (Ca2+), presentes nas soluções intra e extracelular; b) a intensidade E do campo elétrico no interior da membrana; c) as intensidades FC e FCa das forças elétricas que atuam, respectivamente, nos íons C – e Ca2+ enquanto atravessam a membrana; d) o valor da carga elétrica Q na superfície da membrana em contato com o exterior da célula, se a capacitância C do sistema for igual a 12 pF. NOTE E ADOTE Carga do elétron = –1,6 ∙ 10–19 C. 1 pF = 10-12 F. 1 nm = 10-9 m. C = Q/V. 3. (Unicamp) Numa tela de televisor de plasma, pequenas células contendo uma mistura de gases emitem luz quando submetidas a descargas elétricas. A figura a seguir mostra uma célula com dois eletrodos, nos quais uma diferença de potencial é aplicada para produzir a descarga. Considere que os eletrodos formam um capacitor de placas paralelas, cuja capacitância é dada por C = e 0 A ___ d, onde e 0 = 8,9 ∙ 10-12 F/m, A é a área de cada eletrodo e d é a distância entre os eletrodos.

260VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias a) Calcule a capacitância da célula. b) A carga armazenada em um capacitor é proporcional à diferença de potencial aplicada, sendo que a constante de proporcionalidade é a capacitância. Se uma diferença de potencial igual a 100 V for aplicada nos eletrodos da célula, qual é a carga que será armazenada? c) Se a carga encontrada no item b) atravessar o gás em 1 ms (tempo de descarga), qual será a corrente média? GABARITO E.O. Aprendizagem 1. A 2. E 3. D 4. A 5. A 6. C 7. A 8. C 9. E 10. D E.O. Fixação 1. D 2. C 3. B 4. A 5. B 6. D 7. B 8. E 9. C 10. C E.O. Complementar 1. C 2. E 3. C 4. B 5. B E.O. Dissertativo 1. a) Q = e o πR 2 v ______ d b) t = d d X _ ___2mXXX qv c) V = √ ___________ v o 2 + ( 2qv _____ m ) 2. V = ___ d r d XXXXXX mg ____ πe o 3. a) E = 100 V b) Q = 2,66 × 10-11 C 4. a) E = 0,135 J e Q = 9 × 10-6 C b) r = 0,1Ω ⋅ m 5. a) Nada, pois a capacitância depende exclusivamente da geometria do material e do meio entre as placas. b) A introdução do dielétrico gera um campo de sentido oposto ao das placas. 6. W = 288 J 7. Q = 18 mC 8. Q = 5,4 . 1012 C 9. a) V1 = V0 C1 = C ___0 2 Q1 = ___ Q0 2 E 1 = ___E0 2 U1 = ___U0 2 b) Q2 = Q0 C2 = C ___0 2 V2 = 2V0 E 2 = E0 U2 = 2U0 E.O. Objetivas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. C E.O. Dissertativas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. a) n = 2,0 × 107 íons b) P = 1,6 × 10-12 W 2. a) C – movem-se para fora da célula e Ca++ para dentro. b) E = 8 × 106 __V m c) FCl = 1,28 × 10-12 N F Ca = 2,56 × 10-12 N d) Q = 7,68 × 10-13 C 3. a) C = 1,068 × 10-14 F b) Q = 1,068 × 10-12 C c) I = 1,068 × 10-6 A

261VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. APRENDIZAGEM 1. (UECE) Admita que dois capacitores, um de 3 μF e outro de 6 μF, sejam conectados em série e carregados sob uma diferença de potencial de 120 V. A diferença de potencial, em volts, através do capacitor de 3 mF, é: a) 40. b) 50. c) 80. d) 180. 2. (UERN) O capacitor equivalente de uma associação em série, constituída por 3 capacitores iguais, tem capacitância 2 mF. Utilizando-se 2 destes capacitores para montar uma associação em paralelo, a mesma apresentará uma capacitância de: a) 3 mF. b) 6 mF. c) 12 mF. d) 18 mF. 3. (Mackenzie) Se no laboratório dispomos somente de capacitores de 2 mF, então o número mínimo destes dispositivos que devemos associar para obtermos uma capacitância equivalente de 9mF é: a) 4. d) 7. b) 3. e) 6. c) 5. 4. (Ita) No circuito ideal da figura, inicialmente aberto, o capacitor de capacitância CX encontra-se carregado e armazena uma energia potencial elétrica E. O capacitor de capacitância CY = 2CX está inicialmente descarregado. Após fechar o circuito e este alcançar um novo equilíbrio, pode-se afirmar que a soma das energias armazenadas nos capacitores é igual a: a) 0. b) E /9. c) E/3. d) 4E/9. e) E. 5. (UEM) Cinco capacitores, de 1 mF cada um, são divididos em dois conjuntos A e B, em que os capacitores de A estão ligados em paralelo e os capacitores de B estão ligados em série. Se o conjunto A possui pelo menos dois capacitores e o conjunto B possui pelo menos um capacitor, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) A capacitância do conjunto A, em mF, é sempre um número inteiro. 02) A capacitância do conjunto B, em mF, nunca é um número inteiro. 04) Se A e B forem ligados em série, é possível escolher o número de capacitores de A e de B, de forma a se obter ___3 7 mF de capacitância equivalente. 08) Se A e B forem ligados em paralelo, é possível escolher o número de capacitores de A e de B, de forma a se obter ___7 3 mF de capacitância equivalente. 16) A capacitância equivalente é mínima quando A e B estão ligados em série, e A possui 4 capacitores. 6. (UPE) No circuito A, considere os três resistores com resistências iguais e, no circuito B, considere os três capacitores com capacitâncias iguais: É CORRETO afirmar que a resistência equivalente é igual a a) 3R, e a capacitância equivalente é igual a 3C. b) R/3, e a capacitância equivalente é igual a 3C. c) 3R, e a capacitância equivalente é igual a C/3. d) R/3, e a capacitância equivalente é igual a C/3. e) R, e a capacitância equivalente é igual a C. 7. (UECE) Três capacitores, de placas paralelas, estão ligados em paralelo. Cada um deles tem armaduras de área A, com espaçamento d entre elas. Assinale a alternativa que contém o valor da distância entre as armaduras, também de área A, de um único capacitor, de placas paralelas, equivalente à associação dos três. a) d/3. b) 3d. c) (3d)/2. d) (2/3. ASSOCIAÇÃO DE CAPACITORES COMPETÊNCIA(s) 2, 5 e 6 HABILIDADE(s) 5, 6, 7, 17 e 22 CN AULAS 33 E 34

262VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 8. (Mackenzie) A energia armazenada pela associação de 3 capacitores de mesmo valor nominal, mostrada a seguir, é 0,1J. A capacitância de cada capacitor é: 100 V a) 10 mF. b) 15 mF. c) 20 mF. d) 25 mF. e) 30 mF. 9. (UECE) Considere seis capacitores de capacitância C conforme indicado na figura: P Q A capacitância equivalente entre os pontos P e Q é: a) 6C. b) __C 6 c) ___ 4C 3 d) ___ 3C 4 10. (PUC-RS) Um dispositivo muito usado em circuitos elétricos é denominado capacitor, cujo símbolo é Calcula-se a capacitância (C) de um capacitor por meio da razão entre a carga (Q) que ele armazena em uma de suas armaduras e a tensão (V) aplicada a ele, ou seja, C = Q / V. Um capacitor A, com capacitância CA , está inicialmente submetido a uma tensão V. Então, um outro capacitor, B, de capacitância diferente CB , é conectado em paralelo com A, mantendo-se na associação a mesma tensão elétrica V. Em relação à associação dos capacitores, A e B, pode-se afirmar que: a) depois de associados, os capacitores terão cargas iguais. b) a energia da associação é igual à energia inicial de A. c) a energia da associação é menor do que a energia inicial de A. d) depois de associados, o capacitor de menor capacitância terá maior carga. e) a capacitância da associação é igual à soma das capacitâncias de A e B. E.O. FIXAÇÃO 1. (Ita) Certo produto industrial constitui-se de uma embalagem rígida cheia de óleo, de dimensões L × L × d, sendo transportado numa esteira que passa por um sensor capacitivo de duas placas paralelas e quadradas de lado L, afastadas entre si de uma distância ligeiramente maior que d, conforme a figura. Quando o produto estiver inteiramente inserido entre as placas, o sensor deve acusar um valor de capacitância C0 . Considere, contudo, tenha havido antes um indesejado vazamento de óleo, tal que a efetiva medida da capacitância seja C = 3/4 C0 . Sendo dadas as respectivas constantes dielétricas do óleo, K = 2; e do ar, Kar = 1, e desprezando o efeito da constante dielétrica da embalagem, assinale a percentagem do volume de óleo vazado em relação ao seu volume original. a) 5%. b) 50%. c) 100%. d) 10%. e) 75%. 2. (UFC) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 mF. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos três capacitores é, em mF: a) 8. b) 6. c) 4. d) 2. e) 1. 3. (PUC-MG) Um capacitor A é ligado a uma fonte de 12 volts e, quando carregado totalmente, adquire uma carga Q. A seguir, é desligado da fonte e ligado a dois outros capacitores B e C, iguais a A, de acordo com a figura a seguir: A A B C Após a ligação dos três capacitores, as cargas que permanecem em A, B e C, respectivamente, serão: a) Q, Q, Q. b) Q, Q/2, Q/2. c) Q, Q/2, Q/3. d) Q/2, Q/2, Q/2. e) 2Q/3, Q/3, Q/3.

263VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 4. (UFPE) Quando dois capacitores, de capacitância C1 e C2 , são ligados a uma bateria, como mostrado na figura a seguir, adquirem cargas Q1 e Q2 , respectivamente. Sabendo que C1 >C2 , assinale a alternativa correta. C1 C2 bateria a) Q1 > Q2 . d) Q1 < 2Q2. b) Q2 = 2Q1. e) Q1 = Q2. c) Q2 > Q1. 5. (Mackenzie) 3fiF 6fiF 2fiF A B A carga elétrica que a associação de capacitores abaixo armazena, quando estabelecemos entre A e B a d.d.p. de 22 V, é: a) 22 mC. d) 66 mC. b) 33 mC. e) 88 mC. c) 44 mC. 6. (Mackenzie) No circuito representado a seguir, o gerador de força eletromotriz 10 V é ideal e todos os capacitores estão inicialmente descarregados. Giramos inicialmente a chave CH para a posição (1) e esperamos até que C1 adquira carga máxima. A chave Ch é então girada para a posição (2). A nova diferença de potencial entre as armaduras de C1 será igual a: (1) (2) Ch C1 = 8 fiF C2 = 3 fiF C3 = 6 fiF 10 V a) 8 V. d) 4 V. b) 6 V. e) zero. c) 5 V. 7. (Mackenzie) Figura 1 Figura 2 A B A figura 1 ilustra um capacitor plano, cujas armaduras, idênticas, distam entre si de 2,0 mm. Associamos três capacitores iguais a esse, conforme a ilustração da figura 2, e estabelecemos entre os pontos A e B uma d.d.p. de 240 V. A intensidade do vetor campo elétrico num ponto entre as armaduras de um desses capacitores, equidistante delas e longe de suas bordas, é: a) zero. b) 4,0 . 104 V/m. c) 8,0 . 104 V/m. d) 1,2 . 105 V/m. e) impossível de ser determinada sem conhecermos a capacitância de cada capacitor. 8. A região entre as placas de um capacitor plano é preenchida por dois dielétricos de permissividades e 1 e e 2 , conforme ilustra a figura a seguir. Sendo S a área de cada placa, d a distância que as separa e U a ddp entre os pontos A e B, quando o capacitor está totalmente carregado, o módulo da carga Q de cada placa é igual a: a) __________ 2S d(ε1 + ε2 ) U. b) 2S(ε1 + ε2 ) __________ d U. c) 2Sε1 ε __________ 2 d(ε1 + ε2 ) U. d) d(ε1 + ε2 ) __________ 2Sε1 ε2 U. 9. (UFES) No circuito mostrado na figura, o capacitor C1 , de capacitância C, está inicialmente carregado com uma carga Q, e os outros dois capacitores C2 e C3 cada um de capacitância 2C, estão descarregados. Após a chave S ser fechada e transcorrido um longo intervalo de tempo, a carga final no capacitor C1 é:

264VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias C1 C2 C3 S a) 2Q. b) __Q 2 . c) 4Q. d) __Q 4 . e) Q. 10. Um circuito elétrico é constituído por três capacitores, quatro resistores e um gerador ideal, conforme a figura abaixo. O circuito é submetido a uma tensão elétrica de 220 V. A carga elétrica armazenada pelo capacitor de 10μF, em μC, vale: a) 154. b) 308. c) 462. d) 716. e) 924. E.O. COMPLEMENTAR 1. (UFV) Uma diferença de potencial (ddp), V, é aplicada a dois capacitores ligados em série, cujas capacitâncias são C1 e C2 , sendo C1 > C2 . Os capacitores, após carregados, são desligados do circuito e em seguida ligados um ao outro. A placa positiva de um é ligada à placa positiva do outro, ligando-se também entre si as placas negativas. Considerando V1 e Q1 a ddp e a carga no capacitor 1 e V2 e Q2 a ddp e a carga no capacitor 2, após o circuito alcançar o equilíbrio eletrostático, é CORRETO afirmar que: a) V1 = V2 e Q1 > Q2. b) V1 > V2 e Q1 = Q2. c) V1 < V2 e Q1 < Q2. d) V1 = V2 e Q1 < Q2. e) V1 < V2 e Q1 = Q2. 2. (PUC-Camp) O circuito a seguir representa uma bateria de 12 V e três capacitores de capacitâncias C1 = 40 mF e C2 = C3 = 20mF. 12 V C2 C3 C1 A carga elétrica armazenada no capacitor de 40 μF e a diferença de potencial nos terminais de um dos capacitores de 20 μF são, respectivamente: a) 4,8 ⋅ 10-4 C e 6,0 V. d) 2,4 ⋅ 10-4 C e 3,0 V. b) 4,8 ⋅ 10-4 C e 3,0 V. e) 1,2 ⋅ 10-4 C e 12 V. c) 2,4 ⋅ 10-4 C e 6,0 V. 3. (Ita) Você tem três capacitores iguais, inicialmente carregados com a mesma carga, e um resistor. O objetivo é aquecer o resistor através da descarga dos três capacitores. Considere então as seguintes possibilidades: I. C C C R II. C C C R III. R C C C IV. Descarregando cada capacitor individualmente, um após o outro, através do resistor. Assim, se toda energia dissipada for transformada em calor, ignorando as perdas para o ambiente, pode-se afirmar que: a) o circuito I é o que corresponde à maior geração de calor no resistor. b) o circuito II é o que gera menos calor no resistor. c) o circuito III é o que gera mais calor no resistor. d) a experiência IV é a que gera mais calor no resistor. e) nda. 4. (Mackenzie) No circuito a seguir, estando o capacitor com plena carga, levamos a chave k da posição 1 para a 2. A quantidade de energia térmica liberada pelo resistor de 5 Ω, após essa operação, é:

265VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3 fi 1 2 k 30 ffF 5 fi 20 V 1 fi a) 1 mJ. d) 12 mJ. b) 3 mJ. e) 15 mJ. c) 6 mJ. E.O. DISSERTATIVO 1. (Ita) Dois capacitores em série, de capacitância C1 e C2 , respectivamente, estão sujeitos a uma diferença de potencial V. O capacitor de capacitância C1 tem carga Q1 e está relacionado com C2 através de C2 = xC1 , sendo x um coeficiente de proporcionalidade. Os capacitores carregados são então desligados da fonte e entre si, sendo a seguir religados com os respectivos terminais de carga de mesmo sinal. Determine o valor de x para que a carga Q2 final do capacitor de capacitância C2 seja Q1 /4. 2. (UFC) Dois capacitores desconhecidos são ligados em série a uma bateria de força eletromotriz e, de modo que a carga final de cada capacitor é q. Quando os mesmos capacitores são ligados em paralelo à mesma bateria, a carga total final da associação é 4q. Determine as capacitâncias dos capacitores desconhecidos. 3. (UFPE) No circuito a seguir os três capacitores têm a mesma capacitância C1 = C2 = C3 = 1 μF. Qual a diferença de potencial nos terminais do capacitor C1 , em volts? ε = 90 V + - C1 C2 C3 4. (UFPE) Três capacitores C1 = C2 = 1,0 μF e C3 = 3,0 μF estão associados como mostra a figura. A associação de capacitores está submetida a uma diferença de potencial de 120 V fornecida por uma bateria. Calcule o módulo da diferença de potencial entre os pontos B e C, em volts. A C1 B C3 C C2 120 V 5. (UFG) Um capacitor de placas paralelas é parcialmente preenchido por um líquido dielétrico de constante dielétrica k = 2. Para otimizar o armazenamento de energia, um técnico resolve medir a capacitância do capacitor deitado e em pé, conforme ilustrado na figura a seguir. Considerando o exposto, determine: a) uma expressão para a capacitância de cada um dos capacitores nas situações ilustradas nas figuras (a) e (b); b) o valor numérico da razão entre as capacitâncias das situações ilustradas nas figuras (a) e (b) respectivamente, considerando que a razão H/h = 3. E.O. UERJ EXAME DISCURSIVO 1. (UERJ) Um transformador ideal, que possui 300 espiras no enrolamento primário e 750 no secundário, é utilizado para carregar quatro capacitores iguais, cada um com capacitância C igual a 8 ,0 × 10-6 F. Observe a ilustração. A B C D C C primário secundário Quando a tensão no enrolamento primário alcança o valor de 100 V, a chave K, inicialmente na posição A, é deslocada para a posição B, interrompendo a conexão dos capacitores com o transformador. Determine a energia elétrica armazenada em cada capacitor. 2. (UERJ) Para a segurança dos clientes, o supermercado utiliza lâmpadas de emergência e rádios transmissores que trabalham com corrente contínua. Para carregar suas baterias, no entanto, esses dispositivos utilizam corrente alternada. Isso é possível graças a seus retificadores que possuem, cada um, dois capacitores de 1.400 μF, associados em paralelo. Os capaci-

266VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias tores, descarregados e ligados a uma rede elétrica de tensão máxima igual a 170 V, estarão com carga plena após um certo intervalo de tempo t. Considerando t, determine: a) a carga elétrica total acumulada; b) a energia potencial elétrica total armazenada. 3. (UERJ) Os axônios, prolongamentos dos neurônios que conduzem impulsos elétricos, podem, de forma simplificada, ser considerados capacitores. Para um axônio de 0,5 m, submetido a uma diferença de potencial de 100 mV, calcule: Dado: Densidade linear de capacitância da axônio: 3 · 10-7 F/m a) a carga elétrica armazenada; b) a energia elétrica armazenada quando ele está totalmente carregado. 4. (UERJ) Para tirar fotos na festa de aniversário da filha, o pai precisou usar o flash da máquina fotográfica. Este dispositivo utiliza duas pilhas de 1,5 V, ligadas em série, que carregam completamente um capacitor de 15 μF. No momento da fotografia, quando o flash é disparado, o capacitor, completamente carregado, se descarrega sobre sua lâmpada, cuja resistência elétrica e igual a 6 Ω. Calcule o valor máximo: a) da energia armazenada no capacitor; b) da corrente que passa pela lâmpada quando o flash é disparado. E.O. DISSERTATIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unicamp) O sistema de imagens street view disponível na internet permite a visualização de vários lugares do mundo através de fotografias de alta definição, tomadas em 360 graus, no nível da rua. a) Em uma câmera fotográfica tradicional, como a representada na figura abaixo, a imagem é gravada em um filme fotográfico para posterior revelação. A posição da lente é ajustada de modo a produzir a imagem no filme colocado na parte posterior da câmera. Considere uma câmera para a qual um objeto muito distante fornece uma imagem pontual no filme em uma posição p’ = 5 cm. O objeto é então colocado mais perto da câmera, em uma posição p = 100 cm, e a distância entre a lente e o filme é ajustada até que uma imagem nítida real invertida se forme no filme, conforme mostra a figura. Obtenha a variação da posição da imagem p’ decorrente da troca de posição do objeto. b) Nas câmeras fotográficas modernas, a captação da imagem é feita normalmente por um sensor tipo CCD (Charge Couple Devide). Esse tipo de dispositivo possui trilhas de capacitores que acumulam cargas elétricas proporcionalmente à intensidade da luz incidente em cada parte da trilha. Considere um conjunto de 3 capacitores de mesma capacitância C = 0,6 pF, ligados em série conforme a figura ao lado. Se o conjunto de capacitores é submetido a uma diferença de potencial V = 5,0 V, qual é a carga elétrica total acumulada no conjunto? 2. (Unicamp) Um raio entre uma nuvem e o solo ocorre devido ao acúmulo de carga elétrica na base da nuvem, induzindo uma carga de sinal contrário na região do solo abaixo da nuvem. A base da nuvem está a uma altura de 2 km e sua área é de 200 km2 . Considere uma área idêntica no solo abaixo da nuvem. A descarga elétrica de um único raio ocorre em 10-3s e apresenta uma corrente de 50 kA. Considerando ε0 = 9 × 10-12 F/m, responda: a) Qual é a carga armazenada na base da nuvem no instante anterior ao raio? b) Qual é a capacitância do sistema nuvem-solo nesse instante? c) Qual é a diferença de potencial entre a nuvem e o solo imediatamente antes do raio? GABARITO E.O. Aprendizagem 1. C 2. C 3. E 4. C 5. 01 + 04 + 08 = 13 6. C 7. A 8. E 9. C 10. E E.O. Fixação 1. B 2. D 3. E 4. A 5. E 6. A 7. B 8. C 9. B 10. E E.O. Complementar 1. A 2. A 3. E 4. C E.O. Dissertativo 1. x = ___ 1 7 2. C1 = 2q/ε

267VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3. Os capacitores C2 e C3 estão ligados em paralelo. A capacitância equivalente é C(eq) = 2C2 . Portanto a diferença de potencial no capacitor C1 será o dobro. Ficamos então com 60 V no capacitor C1 . 4. 48 V. 5. a) Ca = 2ε0 Lw ________ (2H - h) Cb = ε0W (L + l) __________ H b) C ___a Cb = 0,9 E.O. UERJ Exame Discursivo 1. EC = 6,25 × 10-2J 2. a) Carga elétrica acumulada ≈ 0,48 C b) Energia potencial elétrica acumulada ≈ 40,5 J 3. a) 1,5x10 -8 C b) 7,5x10-10 J 4. a) 6,75 × 10 -5 J b) 0,5 A E.O. Dissertativas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. a) p'' – p' = ___ 5 19 cm b) Q = 1 pC = 1 × 10–12 C 2. a) 50 C b) 9.10 -7 F c) 5,6.107 V

____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ANOTAÇÕES 268VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias

QUÍMICA CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 4 FUNÇÕES INORGÂNICAS E PROPRIEDADES COLIGATIVAS

270VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. APRENDIZAGEM 1. (FEI) O monóxido de carbono proveniente dos escapamentos dos automóveis e das chaminés das fábricas, é um dos gases que atuam na destruição da camada de ozônio. A destruição do ozônio pelo monóxido de carbono pode ser representada pela equação: O3 + CO + raios ultra-violetas → CO2 + O2 Qual alternativa apresenta a fórmula do monóxido de carbono ? a) O3 b) CO c) CO2 d) O2 e) CH4 2. O óxido nitroso foi um dos primeiros anestésicos químicos utilizados pelo Homem. Antes, os “métodos” anestésicos consistiam em pancadas na cabeça ou embebedamento com uísque ou aguardente. Sabendo que o nome oficial do óxido nitroso é monóxido de dinitrogênio, qual a fórmula correta? a) NO b) NO2 c) N2 O d) N2 O2 e) N2 O5 3. (Mackenzie) As fórmulas corretas dos óxidos normais obtidos na combinação do oxigênio com o silício e do oxigênio com o magnésio são, respectivamente: Dados: Si (4A); O (6A); Mg (2A) a) Si3 O2 e MgO b) SiO e Mg2 O3 c) SiO2 e MgO d) SiO2 e MgO2 e) SiO4 e Mg2 O 4. (FAAP) Os elementos carbono e alumínio podem combinar-se com o oxigênio, originando os compostos: a) C2 O3 , Aℓ2 O3 b) CO2 , Aℓ3 O4 c) CO, AℓO d) CO2 , Aℓ2 O3 e) CO2 , AℓO 5. (UFJF) Considere os óxidos A, B e C e suas características abaixo A. Gás incolor, de caráter ácido. O excesso na atmosfera é o principal responsável pelo aumento de efeito estufa. B. Gás incolor, extremamente tóxico. Forma-se na combustão incompleta de combustíveis como a gasolina. C. Gás incolor, de cheiro forte e irritante. Sofre oxidação em contato com o oxigênio do ar e o produto formado pode reagir com água, originando a chuva ácida. Os gases A, B e C, de acordo com suas características, correspondem, respectivamente, a: a) H2 S , O3 e SO2 b) NO2 , CO e CO2 c) CO2 , CO e SO2 d) HCℓ , O2 e NH3 e) CO2 , N2 e O3 6. (CEFET-MG) O composto resultante da reação entre um anidrido e água pertence à função química: a) sal. b) óxido. c) ácido. d) hidróxido. 7. (UFLA) O anidrido sulfúrico é o óxido de enxofre que em reação com a água forma o ácido sulfúrico. Nas regiões metropolitanas, onde o anidrido é encontrado em grandes quantidades na atmosfera, essa reação provoca a formação da chuva ácida. As fórmulas do anidrido sulfúrico e do ácido sulfúrico são, respectivamente: a) SO3 e H2 SO4 b) SO4 e H2 SO4 c) SO2 e H2 SO3 d) SO e H2 SO3 8. (PUC-RS) Dióxido de carbono, dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio são, atualmente, considerados poluentes atmosféricos. Em relação a esses compostos é correto afirmar que: a) são binários, formados por um metal e oxigênio. b) são iônicos. c) são ácidos oxigenados. d) reagem com ácidos, formando sal e água. e) reagem com água, formando ácidos. 9. (Espcex (Aman)) O dióxido de enxofre é um dos diversos gases tóxicos poluentes, liberados no ambiente ÓXIDOS MOLECULARES COMPETÊNCIA(s) 5, 6 e 7 HABILIDADE(s) 17, 21, 24, 25, 26 e 27 CN AULAS 27 E 28

271VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias por fornos de usinas e de indústrias. Uma das maneiras de reduzir a emissão deste gás tóxico é a injeção de carbonato de cálcio no interior dos fornos industriais. O carbonato de cálcio injetado nos fornos das usinas se decompõe formando óxido de cálcio e dióxido de carbono. O óxido de cálcio, então, reage com o dióxido de enxofre para formar o sulfito de cálcio no estado sólido, menos poluente. Assinale a alternativa que apresenta, na sequência em que aparecem no texto (desconsiderando-se as repetições), as fórmulas químicas dos compostos, grifados e em itálico, mencionados no processo. a) SO2 ; CaCO2 ; CaO2 ; CaSO2 b) SO2 ; CaCO3 ; CaO; CO2 ; CaSO4 c) SO2 ; Ca2 CO3 ; Ca2 O; CO2 ; CaSO3 d) SO2 ; CaCO3 ; CaO; CO2 ; CaSO3 e) SO3 ; CaCO4 ; CaO; CO; CaSO4 E.O. FIXAÇÃO 1. (Unirio) O consumidor brasileiro já está informado de que os alimentos industrializados que ingere contêm substâncias cuja função básica é a de preservá-los da deterioração. Alguns exemplos dessas substâncias são: conservantes - ácido bórico (P.ll) e anidrido sulfuroso (P.V); antioxidante - ácido fosfórico (A.III); antiumectantes - carbonato de cálcio (Au.l) e dióxido de silício (Au.Vlll). Marque a opção que indica a fórmula de cada substância na ordem apresentada no texto. a) H2 BO4 ; SO3 ; H3 PO3 ; K2 CO3 ; Si2 O b) H3 BO3 ; SO2 ; H3 PO3 ; K2 CO3 ; SiO2 c) H3 BO3 ; SO2 ; H3 PO4 ; CaCO3 ; SiO2 d) H3 BO3 ; SO3 ; H3 PO4 ; CaCO3 ; Si2 O e) H3 BO4 ; SO2 ; H3 PO3 ; CaCO3 ; SiO2 2. (Cesgranrio) Os principais poluentes do ar nos grandes centros urbanos são o gás sulfuroso (SO2 ) e o monóxido de carbono (CO). O SO2 é proveniente das indústrias que queimam combustíveis fósseis (carvão e petróleo). Já o CO provém da combustão incompleta da gasolina em veículos automotivos desregulados. Sabendo-se que o SO2 (causador da chuva ácida) e o CO (causador de inibição respiratória) são óxidos, suas classificações são, respectivamente: a) anfótero e neutro. b) básico e ácido. c) ácido e anfótero. d) ácido e básico. e) ácido e neutro. 3. (Cesgranrio) Discutem-se ultimamente os distúrbios ecológicos causados pelos poluentes ambientais. A chamada “chuva ácida” constitui-se num exemplo das consequências da poluição na atmosfera, em que de ácidos pode ser obtida a partir da dissolução de certas substâncias na água da chuva. Dentre as substâncias passíveis de formar ácidos quando adicionadas à água, podemos citar: a) Na2 O b) SO3 c) Aℓ 2 O3 d) CaO e) BaO 4. (Unitau) Ao assoprarmos água de cal, estamos: a) produzindo carbonato de cálcio. b) injetando oxigênio na solução. c) tornando a solução azul. d) formando um óxido como produto. e) mudando a solução do estado líquido para o estado gasoso. 5. (PUC-Camp) Em situações distintas, admita que ocorram vazamentos, para o meio ambiente, de: I. gás clorídrico (cloreto de hidrogênio) II. resíduos radioativos III. anidrido sulfúrico IV. freon (composto cloro-flúor-carbonado) Para diminuir danos ambientais, pode-se, eventualmente, fazer uso de reagentes com propriedades básicas nas ocorrências: a) I e II d) II e III b) I e III e) II e IV c) I e IV 6. A fórmula mais comum para o óxido formado por um elemento X, da família 3A da tabela periódica, é: a) X3 O. d) X2 O3 . b) XO2 . e) XO c) X3 O4 . 7. (FGV) O uso dos combustíveis fósseis, gasolina e diesel, para fins veiculares resulta em emissão de gases para a atmosfera, que geram os seguintes prejuízos ambientais: aquecimento global e chuva ácida. Como resultado da combustão, detecta-se na atmosfera aumento da concentração dos gases CO2 , NO2 e SO2 . Sobre as moléculas desses gases, é correto afirmar que a) CO2 é apolar e NO2 e SO2 são polares. b) CO2 é polar e NO2 e SO2 são apolares. c) CO2 e NO2 são apolares e SO2 é polar. d) CO2 e NO2 são polares e SO2 é apolar. e) CO2 e SO2 são apolares e NO2 é polar. 8. Nas condições ambientes, assinale a opção que contém apenas óxidos neutros. a) NO2 , CO e Aℓ2 O3 b) N2 O, NO e CO c) N2 O, NO e NO2 d) SiO2 , CO2 e Aℓ2 O3 e) SiO2 , CO2 e CO

272VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 9. (Mackenzie) Na Terra, há dois gases no ar atmosférico que, em consequência de descargas elétricas em tempestades (raios), podem reagir formando monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio. As fórmulas dos reagentes e dos produtos da reação citada são respectivamente a) H2 e O2 ; N2 e N2 O. b) O2 e N2 O; N2 e NO2 . c) N2 e O2 ; NO e NO2 . d) O2 e N2 ; N2 O e NO2 . e) N2 e H2 ; N2 O e N2 O4 . E.O. COMPLEMENTAR 1. (UFSM) O dióxido de enxofre (SO2 ) é um forte poluente do ar, obtido, por exemplo, na queima do enxofre presente em combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Em relação a esse composto, assinale a alternativa correta. a) O SO2 possui duas ligações dativas. b) A geometria da molécula é linear. c) O SO2 é um óxido neutro. d) Os átomos de enxofre e oxigênio obedecem à regra do octeto. e) A molécula SO2 é apolar. 2. (FCMMG 2022) Este esquema apresenta diversas reações, omitindo alguns reagentes, para a formação de uma substância (4) responsável pela “chuva ácida” de pH próximo a 4, principalmente em regiões industriais. 1 O2(g) ▶ ▶ ▶ 2 3 4 É CORRETO afirmar que as espécies químicas presentes em 1, 2, 3 e 4 são, respectivamente: a) Cℓ2(g) − Cℓ2 O − Cℓ2 O3 −HCℓO2(ℓ). b) N2(g) −NO(g) − NO2(g) − HNO3(ℓ). c) S(s) − SO2(g) − SO3(g) − H2 SO4(aq). d) C(s) − O2(g) − CO2(g) − H2 CO3(aq). 3. (Mackenzie) I. A reação entre os gases nitrogênio e oxigênio produz dióxido de nitrogênio. II. Na atmosfera, a reação entre o dióxido de nitrogênio e a água produz substâncias que podem ionizar, diminuindo assim o pH da água da chuva. III. O dióxido de nitrogênio também reage com o gás oxigênio, formando-se um óxido neutro, além de ozônio. IV. Um óxido neutro não reage com água, ácido ou base. A única equação que traduz incorretamente uma das informações dadas é: a) 2 NO2(g) + H2 O → HNO2(aq.) + HNO3(aq.) b) NO2 + O2 → NO + O3 c) NO + H2 O → H2 + NO2 d) HNO3 + H2 O → H3 O + (aq) + NO3 – (aq) e) N2 + 2 O2 → 2 NO2 4. (Fatec) São conhecidos vários óxidos de nitrogênio. A seguir listamos propriedades de alguns desses óxidos: I. Dissolve-se em água, formando HNO2 e HNO3 . II. Forma-se pelo aquecimento de N2(g) e O2(g) e não reage com água. III. Decompõe-se por aquecimento, em NO2 . As propriedades I, II e III podem ser atribuídas, respectivamente, a: a) N2 O, N2 O4 , N2 O. b) NO, NO, N2 O. c) NO, N2 O, N2 O4 . d) NO2 , N2 O, NO. e) NO2 , NO, N2 O4 . E.O. DISSERTATIVO 1. (UFMG) O gás carbônico foi produzido num laboratório e coletado num frasco para ser transportado de uma bancada à outra. a) INDIQUE a maneira I, II ou III adequada para transportar o frasco com gás carbônico e JUSTIFIQUE sua resposta. b) ESCREVA a equação balanceada de uma reação que poderia ter sido utilizada na produção do gás carbônico. Dados: M ar = 28,9 g/mol M CO2 = 44 g/mol 2. (UFRJ) A queima do enxofre presente na gasolina e no óleo diesel gera dois anidridos que, combinados com a água da chuva, formam seus ácidos correspondentes. Escreva a fórmula desses ácidos e indique o ácido mais forte. Justifique sua indicação. 3. (Ufla) O H2 S, também conhecido como gás sulfídrico e gás-do-ovo-podre, é produzido pela decomposição de matéria orgânica vegetal e animal. Na atmosfera, em contato com o oxigênio, o H2 S transforma-se em dióxido de enxofre e água. a) Escreva a equação que representa a reação completa e balanceada do gás sulfídrico com oxigênio. b) O trióxido de enxofre reage com água (umidade do ar) e forma um dos ácidos responsáveis pelo fenômeno da chuva ácida. Escreva a fórmula molecular e o nome desse ácido.

273VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 4. (UFG) Observe o esquema abaixo, utilizado em um experimento para ilustrar diversos fenômenos químicos. Ao ligar o bico de Bunsen, para realizar um aquecimento suave, o enxofre funde-se, no balão A; após algum tempo, uma névoa branca surge no interior do balão B, sendo então o aquecimento desligado. Logo após o surgimento da névoa branca, a solução de NaOH sofre uma mudança de coloração. Sobre o fenômeno observado, responda: a) qual a coloração da solução contida no balão B antes e depois da fusão do enxofre? Por que há a mudança de cor? b) escreva as reações envolvidas no processo descrito. c) o experimento representa a simulação de qual fenômeno que ocorre na natureza? 5. (UFSCar) Atualmente, a humanidade depende fortemente do uso de combustíveis fósseis para atender suas necessidades energéticas. No processo de queima desses combustíveis, além dos produtos diretos da reação de combustão - dióxido de carbono e vapor de água -, vários outros poluentes gasosos são liberados para a atmosfera como, por exemplo, dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre. Embora nos últimos anos tenha sido dado destaque especial ao dióxido de carbono por seu papel no efeito estufa, ele, juntamente com os óxidos de nitrogênio e enxofre, tem um outro impacto negativo sobre o meio ambiente: a propriedade de se dissolver e reagir com a água, produzindo o ácido correspondente, que acarreta a acidificação das águas das chuvas, rios, lagos e mares. a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações de dióxido de carbono e dióxido de enxofre com a água, dando origem aos ácidos correspondentes. b) A chuva acidificada pela poluição reage com o carbonato de cálcio, principal componente de rochas calcárias, provocando a dissolução lenta dessas rochas. Escreva a equação química balanceada entre o carbonato de cálcio e os íons H+ presentes na chuva acidificada. 6. (UFJF) A reação entre os gases nitrogênio e oxigênio, presentes no ar, é muito difícil de ocorrer. Porém, em presença de grande quantidade de energia, como por exemplo em motores a combustão interna ou em regiões onde há grande ocorrência de relâmpagos, a referida reação pode ocorrer, formando-se o anidrido nitroso-nítrico (dióxido de nitrogênio). a) Escreva a equação balanceada que representa a reação entre os gases nitrogênio e oxigênio, com formação do anidrido nitroso-nítrico. b) A principal consequência da formação do anidrido nitroso-nítrico é que este composto reage com a água, contribuindo para a formação de um tipo de chuva chamada “chuva ácida”, que provoca um grande impacto ambiental. O esquema a seguir representa a reação do anidrido nitroso-nítrico com a água: 2 anidrido nitroso-nítrico(g) + água() →HNO2(aq) + HNO3(aq) (I) (II) (III) Classifique as substâncias (I), (II) e (III) como ácidos, bases, sais ou óxidos. c) O ácido nítrico, produzido em laboratório através da reação representada no item “b”, pode ser utilizado para neutralizar o hidróxido de sódio. Calcule o volume de dióxido de nitrogênio, em litros, nas condições normais de temperatura e pressão, que produz a quantidade de ácido nítrico necessária para neutralizar completamente 2 L de uma solução de hidróxido de sódio a 1 mol/L. Dado: Volume Molar nas CNTP: 22,7 L 7. (UFRJ) O aquecimento global pode ser considerado como o legado mais duradouro da história da humanidade. Estima-se que os impactos climáticos decorrentes da liberação do dióxido de carbono e de outros gases na atmosfera terrestre provenientes, na sua maior parte, da queima de combustíveis fósseis, vão durar mais do que a existência da civilização humana desde seu aparecimento até os dias de hoje. Para reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio de fórmula geral NOx para a atmosfera, os veículos movidos a diesel fabricados no país a partir de 2012 serão obrigados a vir equipados com um conversor catalítico contendo dióxido de titânio, V2 O5 e WO3 . a) Identifique o elemento que está presente no conversor catalítico e pertence ao mesmo período do titânio na tabela periódica e calcule o número de elétrons de sua camada de valência. b) Classifique os óxidos de nitrogênio de fórmula geral NOx em relação à sua reatividade com a água. 8. (UFMG) Com objetivo de diminuir o impacto ambiental provocado pela emissão de gases nocivos ao ambiente, uma empresa de fundição de autopeças, em Minas Gerais, decidiu abandonar o uso do gás SF6 em sua linha de produção, substituindo-o por uma mistura de 99% de N2 e 1% de SO2 . a) Estudos ambientais indicam que o SF6 provoca o mesmo tipo de impacto ambiental que o CO2 e o CH4 . Identifique esse impacto. b) Na mistura empregada, há 1% de SO2 , que também é nocivo ao ambiente, mas não implica maiores riscos, devido à sua baixa concentração na mistura. Esse gás pode se transformar em SO3 , que, ao se combinar com a água presente na atmosfera, gera um produto que contribui para o aumento da acidez das chuvas. Escreva a equação química completa e balanceada da transformação de SO3 gasoso no produto que contribui para a acidez da chuva ácida. c) O SF6 tem uma capacidade de absorver radiação infravermelha cerca de 20 mil vezes superior à do CO2 . Para responder à questão proposta a seguir, considere as informações contidas nestes dois gráficos.

274VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Com base no conjunto de informações dadas, explique por que, quando se discutem problemas ambientais, se dá ênfase ao CO2 e não ao SF6 . E.O. ENEM 1. (Enem) Com relação aos efeitos sobre o ecossistema, pode-se afirmar que: I. As chuvas ácidas poderiam causar a diminuição do pH da água de um lago, o que acarretaria a morte de algumas espécies, rompendo a cadeia alimentar. II. As chuvas ácidas poderiam provocar acidificação do solo, o que prejudicaria o crescimento de certos vegetais. III. As chuvas ácidas causam danos se apresentarem valor de pH maior que o da água destilada. Dessas afirmativas está(ão) correta(s): a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I e III, apenas. 2. (Enem) Diretores de uma grande indústria siderúrgica, para evitar o desmatamento e adequar a empresa às normas de proteção ambiental, resolveram mudar o combustível dos fornos da indústria. O carvão vegetal foi então substituído pelo carvão mineral. Entretanto, foram observadas alterações ecológicas graves em um riacho das imediações, tais como a morte dos peixes e dos vegetais ribeirinhos. Tal fato pode ser justificado em decorrência: a) da diminuição de resíduos orgânicos na água do riacho, reduzindo a demanda de oxigênio na água. b) do aquecimento da água do riacho devido ao monóxido de carbono liberado na queima do carvão. c) da formação de ácido clorídrico no riacho a partir de produtos da combustão na água, diminuindo o pH. d) do acúmulo de elementos no riacho, tais como, ferro, derivados do novo combustível utilizado. e) da formação de ácido sulfúrico no riacho a partir dos óxidos de enxofre liberados na combustão. 3. (Enem) Chuva ácida e o termo utilizado para designar precipitações com valores de pH inferiores a 5,6. As principais substâncias que contribuem para esse processo são os óxidos de nitrogênio e de enxofre provenientes da queima de combustíveis fósseis e, também, de fontes naturais. Os problemas causados pela chuva ácida ultrapassam fronteiras políticas regionais e nacionais. A amplitude geográfica dos efeitos da chuva ácida está relacionada principalmente com: a) a circulação atmosférica e a quantidade de fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre. b) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre e a rede hidrográfica. c) a topografia do local das fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre e o nível dos lençóis freáticos. d) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre e o nível dos lençóis freáticos. e) a rede hidrográfica e a circulação atmosférica. E.O. UERJ EXAME DE QUALIFICAÇÃO 1. (UERJ) Os combustíveis fósseis, que têm papel de destaque na matriz energética brasileira, são formados, dentre outros componentes, por hidrocarbonetos. A combustão completa dos hidrocarbonetos acarreta a formação de um óxido ácido que vem sendo considerado o principal responsável pelo efeito estufa. A fórmula química desse óxido corresponde a a) CO2 b) SO3 c) H2 O d) Na2 O 2. (UERJ) A chuva ácida é um tipo de poluição causada por contaminantes gerados em processos industriais que, na atmosfera, reagem com o vapor d’água. Dentre os contaminantes produzidos em uma região industrial, coletaram-se os óxidos SO3 , CO, Na2 O e MgO. Nessa região, a chuva ácida pode ser acarretada pelo seguinte óxido: a) SO3 b) CO c) Na2 O d) MgO

275VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. UERJ EXAME DISCURSIVO 1. (UERJ) Em algumas indústrias, a fumaça produzida pelo processo de queima de combustíveis fósseis contém a mistura dos seguintes gases residuais: CO2 , CO, SO2 , N2 e O2 . Nomeie o CO2 , indique a geometria molecular do SO2 e escreva a fórmula do óxido neutro. Em seguida, escreva o símbolo do elemento químico que compõe um dos gases residuais, sabendo que esse elemento pertence ao grupo 15 da tabela de classificação periódica. E.O. OBJETIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unesp) A água destilada (pH = 7,0) em contato com o ar dissolve o dióxido de carbono (CO2 ) levando à formação de um composto que a deixa levemente ácida (pH = 6,0). Nas grandes cidades, a queima de combustíveis fósseis produz gases, como os óxidos de nitrogênio e de enxofre, que reagem com a água, produzindo compostos ainda mais ácidos. À precipitação dessas soluções aquosas denomina-se chuva ácida. Os gases como o dióxido de carbono, os óxidos de nitrogênio e o trióxido de enxofre, presentes no ar das grandes cidades, reagem com a água podendo formar, respectivamente, os ácidos: a) carboxílico, nítrico e sulfídrico. b) acético, muriático e nítrico. c) carbônico, nítrico e sulfúrico. d) carbônico, sulfúrico e nítrico. e) clorídrico, nítrico e sulfúrico. 2. (Unesp) Sabe-se que a chuva ácida é formada pela dissolução, na água da chuva, de óxidos ácidos presentes na atmosfera. Entre ao pares de óxidos relacionados, qual é constituído apenas por óxidos que provocam a chuva ácida? a) Na2 O e NO2 b) CO2 e MgO c) NO2 e SO3 d) CO e N2 O e) CO e NO 3. (Fuvest) Têm-se amostra de 3 gases incolores X, Y e Z que devem ser H2 , He e SO2 , não necessariamente nesta ordem. Para identificá-los, determinaram-se algumas de suas propriedades, as quais estão na tabela a seguir: Propriedade X Y Z solubilidade em água alta baixa baixa reação com oxigênio na presença de catalisador ocorre ocorre não ocorre reação com solução aquosa de uma base ocorre não ocorre não ocorre Com base nessas propriedades, conclui-se que X, Y e Z são respectivamente, a) H2 , He e SO2 . b) H2 , SO2 e He. c) He, SO2 e H2 . d) SO2 He e H2 . e) SO2 , H2 e He. 4. (Fuvest) A água purificada por destilação comum tem caráter levemente ácido. Esse fato é atribuído a: a) presença de oxigênio dissolvido. b) presença de gás carbônico dissolvido. c) sua dissociação em hidrogênio e oxigênio. d) sua evaporação. e) presença de sais dissolvidos. 5. (Fuvest) Paredes pintadas com cal extinta (apagada), com o tempo, ficam recobertas por película de carbonato de cálcio devido à reação da cal extinta com o gás carbônico do ar. A equação que representa essa reação é: a) CaO + CO2 → CaCO3 b) Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2 O c) Ca(HCO3 ) 2 → CaCO3 + CO2 + H2 O d) Ca(HCO3 ) 2 + CaO → 2 CaCO3 + H2 O e) 2 CaOH + CO2 → Ca2 CO3 + H2 O 6. (Fuvest) A respiração de um astronauta numa nave espacial causa o aumento da concentração de dióxido de carbono na cabine. O dióxido de carbono é continuamente eliminado através da reação química com reagente apropriado. Qual dos reagentes a seguir é o mais indicado para retirar o dióxido de carbono da atmosfera da cabine? a) ácido sulfúrico concentrado. b) hidróxido de lítio. c) ácido acético concentrado. d) água destilada. e) fenol. 7. (Unicamp) Em junho de 2012 ocorreu na cidade do Rio de Janeiro a Conferência Rio+20. Os principais focos de discussão dessa conferência diziam respeito à sustentabilidade do planeta e à poluição da água e do ar. Em relação a esse último aspecto, sabemos que alguns gases são importantes para a vida no planeta. A preocupação com esses gases é justificada, pois, de um modo geral, pode-se afirmar que

276VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias a) o CH4 e o CO2 estão relacionados à radiação ultravioleta, o O3 , à chuva ácida e os NOx , ao efeito estufa. b) o CH4 está relacionado à radiação ultravioleta, o O3 e o CO2 , ao efeito estufa e os NOx , à chuva ácida. c) os NOx estão relacionados ao efeito estufa, o CH4 e o CO2 , à radiação ultravioleta e o O3 , à chuva ácida. d) o O3 está relacionado à radiação ultravioleta, o CH4 e o CO2 , ao efeito estufa e os NOx , à chuva ácida. 8. (Unesp) A queima dos combustíveis fósseis (carvão e petróleo), assim como dos combustíveis renováveis (etanol, por exemplo), produz CO2 que é lançado na atmosfera, contribuindo para o efeito estufa e possível aquecimento global. Por qual motivo o uso do etanol é preferível ao da gasolina? a) O etanol é solúvel em água. b) O CO2 produzido na queima dos combustíveis fósseis é mais tóxico do que aquele produzido pela queima do etanol. c) O CO2 produzido na queima da gasolina contém mais isótopos de carbono-14 do que aquele produzido pela queima do etanol. d) O CO2 produzido na queima do etanol foi absorvido recentemente da atmosfera. e) O carbono do etanol é proveniente das águas subterrâneas. E.O. DISSERTATIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unesp) Considere as reações de K2 O com água e de SO3 com água. Escreva: a) as equações químicas balanceadas, indicando os nomes e as fórmulas dos produtos dessas reações; b) a equação balanceada da reação que ocorre e o nome do composto formado, se as soluções dos produtos resultantes dessas reações forem misturadas. Suponha que cada uma das soluções tenha concentração igual a 1 mol/L. 2. (Unesp) O monóxido de carbono é um dos poluentes gasosos gerados pelo funcionamento de motores a gasolina. Segundo relatório recente da Cetesb sobre a qualidade do ar no Estado de São Paulo, nos últimos vinte anos houve uma redução no nível de emissão deste gás de 33,0 g para 0,34 g por quilômetro rodado. Um dos principais fatores que contribuiu para a diminuição da poluição por monóxido de carbono foi a obrigatoriedade de produção de carros equipados com conversores catalíticos. Responda por que o monóxido de carbono deve ser eliminado e explique quimicamente como atua o conversor catalítico nesse processo. 3. (Unesp) As moléculas de N2 e de CO2 , presentes na atmosfera, apresentam momento dipolar resultante igual a zero. Em contato com a água, cujas moléculas apresentam momento dipolar resultante diferente de zero (solvente polar), uma fração considerável do CO2 atmosférico passa para a fase aquosa, enquanto que o N2 permanece quase que totalmente na atmosfera. Desenhe a estrutura da molécula de CO2 e explique, utilizando equações químicas, a passagem do CO2 para a fase aquosa. 4. (Unicamp 2017) Uma das alternativas para o tratamento de lixo sólido consiste na tecnologia de reciclagem quaternária, em que o lixo sólido não perecível é queimado em usinas específicas. Nessas usinas, os resíduos oriundos da queima são retidos e não são emitidos diretamente para o meio ambiente. Um dos sistemas para retenção da parte gasosa dos resíduos apresenta um filtro que contém uma das seguintes substâncias: Na2 CO3 , NaOH, CaO ou CaCO3 . a) Considere a seguinte afirmação: essa tecnologia apresenta dupla vantagem porque, além de resolver o problema de ocupação do espaço, também gera energia. Responda, inicialmente, se concorda totalmente, concorda parcialmente ou se discorda totalmente dessa afirmação e, em seguida, justifique sua escolha. b) Durante a queima que ocorre no tratamento do lixo, os seguintes gases podem ser liberados: NO2 , SO2 e CO2 . Escolha um desses gases e indique um filtro adequado para absorvê-lo, dentre as quatro possibilidades apresentas no enunciado. Justifique sua escolha utilizando uma equação química. GABARITO E.O. Aprendizagem 1. B 2. C 3. C 4. D 5. C 6. C 7. A 8. E 9. D E.O. Fixação 1. C 2. E 3. B 4. A 5. B 6. D 7. A 8. B 9. C E.O. Complementar 1. D 2. C 3. C 4. E E.O. Dissertativo 1. a) I, porque o CO2 é mais denso do que o ar. b) C (s) + O2 (g) → CO2 (g) 2. H2 SO3 e H2 SO4; O ácido mais forte é o H2 SO4 , pois carga negativa do contra-íon sulfato é estabilizada por 4 átomos de oxigênio enquanto no ácido H2 SO3 a carga negativa do contra-íon sulfito é estabilizada por apenas 3 átomos de oxigênio.

277VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3. a) 2H2 S + 3O2 → 2H2 O + 2SO2 b) SO3 + H2 O → H2 SO4 H2 SO4 : ácido sulfúrico. 4. a) A solução rosa torna-se incolor após a neutralização do NaOH pelo óxido de enxofre gerado na reação. b) Equações das reações envolvidas no processo: Queima do enxofre: S (ℓ) + O2(g) → SO2(g) Transformação do SO2 em SO3 : SO2(g) + __1 2 O2(g) → SO3(g) Reações dos óxidos com água: SO2(g) + H2 O(ℓ) → H2 SO3(aq) SO3(g) + H2 O(ℓ) → H2 SO4(aq) Reações com NaOH: H2 SO3(aq) + 2NaOH(aq) → 2H2 O(ℓ) + Na2 SO3(aq) H2 SO4(aq) + 2NaOH(aq) → 2H2 O(ℓ) + Na2 SO4(aq) c) O fenômeno simulado que ocorre na natureza é a chuva ácida. 5. a) CO2(g) + H2 O(ℓ) H2 CO3(aq) SO2(g) + H2 O(ℓ) → H2 SO3(aq) b) CaCO3 + 2H+ (aq) → Ca2+ (aq) + H2 O(ℓ) + CO2(g) 6. a) N2(g) + 202(g) → 2 NO2(g) b) (I): óxido, (II) e (III): ácidos c) 90,8 L 7. a) 23V = [Ar] 3d3 4s2 , 2 elétrons na camada de valência. b) NO + H2 O → Não reage. 2NO2 + H2 O → HNO2 + HNO3 O NO2 é um óxido ácido. 8. a) O impacto ambiental a que se refere o enunciado é o efeito estufa. b) Equação química completa e balanceada da transformação de SO3 gasoso em ácido sulfúrico: SO3(g) + H2 O(ℓ) → H2 SO4(aq). c) De acordo com os gráficos percebe-se que a concentração de SF6 no ar é muito menor do que a de CO2 : Apesar do SF6 absorver mais radiação solar, sua quantidade inferior causa menor preocupação do que a presença do CO2 E.O. Enem 1. C 2. E 3. A E.O. UERJ Exame de Qualificação 1. A 2. A E.O. UERJ Exame Discursivo 1. CO2 : dióxido de carbono (anidrido carbônico) ou gás carbônico; Geometria da molécula SO2 : angular; ∙∙→ S ∙∙ ∙∙∙∙O ∙∙ ∙∙ O Fórmula do óxido neutro; CO (monóxido de carbono); O nitrogênio (N) compõe o gás residual N2 . E.O. Objetivas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. C 2. C 3. E 4. B 5. B 6. B 7. D 8. D

278VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. Dissertativas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. a) K2 O + H2 O → 2KOH KOH - hidróxido de potássio SO3 + H2 O → H2 SO4 H2 SO4 - ácido sulfúrico b) 2 KOH(aq) + H2 SO4(aq) → K2 SO4(aq) + 2 H2 O(ℓ) K2 SO4 - sulfato de potássio 2. O monóxido de carbono (CO) surge da combustão incompleta de combustíveis fósseis. O CO liga-se ao sítio ativo da hemoglobina (Hb) de forma mais forte que o oxigênio molecular, o que torna essa interação irreversível, de modo que a hemoglobina não poderá mais exercer sua função como transportadora de oxigênio, diminuindo a oxigenação do corpo e prejudicando o metabolismo humano. Pelo fato do CO ser um gás incolor e inodoro, sua presença não é detectada facilmente e dependendo da quantidade de carboxihemoglobina (Hb-CO) formada, pode ser fatal. O conversor catalítico transforma o CO (tóxico) em CO2 (atóxido) 2CO(g) + O2(g) cat. → 2CO2(g) 3. O = C = O ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ Equação que explica a passagem do CO2 para a fase aquosa: CO2(g) + H2 O(ℓ) H2 CO3(aq) 4. a) Concordo parcialmente, pois haverá geração de energia que poderá ser utilizada, contudo, serão produzidos e retidos resíduos sólidos, e haverá a necessidade de descarte ou reutilização. b) Os gases liberados (NO2 , SO2 e CO2 ) são óxidos ácidos, portanto, reagem com uma substância de caráter básico. Um filtro adequado é o que contém o CaO, que é um óxido básico que vai reagir com esses gases. Uma possível reação pode ser equacionada por: CaO + CO2 → CaCO3

279VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. APRENDIZAGEM 1. O gás carbônico, CO2 , pode ser obtido pela reação de substâncias simples, segundo a seguinte equação: C + O2 → CO2 Esta reação é denominada: a) síntese. b) deslocamento. c) dupla troca. d) análise. e) permutação. 2. A reação abaixo é uma: 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2 O3 a) simples troca. b) análise. c) síntese. d) dupla troca. e) Decomposição. 3. (Cefet-MG) Nas regiões industriais, um dos principais agentes poluentes é o ácido sulfúrico formado na atmosfera de acordo com as reações representadas pelas equações: I. 2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g) II. SO3 (g) + H2 O (ℓ) → H2 SO4 (aq) Com relação a essas reações, é correto afirmar que: a) a reação I é de análise. b) as duas reações são de síntese. c) a reação II é uma mistura heterogênea. d) todas espécies nas reações I são substâncias compostas. 4. As equações I e II abaixo representam, respectivamente, reações de: I. 2AgBr → 2Ag + Br2 II. 2NaBr + F2 → 2NaF + Br2 a) adição e dupla troca. b) análise e simples troca. c) simples troca e dupla troca. d) dupla troca e análise. e) análise e adição. 5. A quimiossíntese é um processo biológico que tem semelhança com a fotossíntese. Um tipo de quimiossíntese é realizado pelas sulfobactérias. A equação que representa essa reação é: 2H2 S + O2 → 2H2 O + 2 S Pode-se afirmar que essa reação é do tipo a) dupla troca. b) síntese. c) deslocamento. d) neutralização. e) adição. 6. (CEFET-PR) O monóxido de carbono é usado pela indústria química por duas razões: I. pode ser obtido a partir de reservas que contêm carbono, tais como carvão ou gás natural; II. constitui-se em uma estrutura básica a partir da qual moléculas orgânicas mais complexas podem ser formadas. Para muitas reações, o monóxido de carbono é usado em combinação com o hidrogênio, como na reação do carvão com o vapor d’água, mostrada a seguir: C (s) + H2 O (g) → CO (g) + H2 (g) A reação mostrada acima é uma de reação de: a) simples troca. b) decomposição. c) dupla-troca. d) síntese. e) análise. 7. (Mackenzie) Da equação abaixo conclui-se que: 2 NaBr + Cℓ2 → 2 NaCℓ + Br2 a) o bromo é mais reativo que o cloro. b) ocorre uma reação de dupla troca. c) o cloro é mais reativo que o bromo, deslocando-o. d) o sódio é mais eletronegativo que o cloro. e) a molécula de bromo é monoatômica. 8. Dada a equação: H2 SO4 + CaO → CaSO4 + H2 O A reação representada pela equação acima é classificada como sendo de: a) análise. b) síntese. c) deslocamento. d) simples-troca. e) dupla-troca. 9. As equações I, II e III abaixo representam, respectivamente, reações de: REAÇÕES INORGÂNICAS COMPETÊNCIA(s) 5, 6 e 7 HABILIDADE(s) 17, 19, 21, 24, 25, 26 e 27 CN AULAS 29 E 30

280VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias I. P2 O5 + 3H2 O → 2H3 PO4 II. 2KCℓO3 → 2KCℓ + 3O2 III. 3CuSO4 + 2Aℓ → Aℓ2 (SO4 ) 3 + 3Cu a) síntese, análise e simples troca. b) análise, síntese e simples troca. c) simples troca, análise e análise. d) síntese, simples troca e dupla troca. e) dupla troca, simples troca e dupla troca. 10. Das reações químicas representadas pelas equações: I. 2Mg + O2 → 2MgO II. NH4 HCO3 → CO2 + NH3 + H2 O III. Fe + 2HCℓ → FeCℓ2 + H2 IV. Aℓ2 (SO4 ) 3 + 6 NaOH → 2Aℓ(OH)3 + 3Na2 SO4 V. H2 SO4 + 2KCN → K2 SO4 + 2HCN Assinale a alternativa que corresponde a reações de decomposição: a) apenas I e III. b) apenas V. c) apenas I. d) apenas II. e) apenas II e IV. E.O. FIXAÇÃO 1. Considere as afirmativas: I. O cálcio metálico (Ca), sólido, reage com água para produzir hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ) e hidrogênio gasoso (H2 ). II. O magnésio (Mg) reage com bromo (Br2 ) e produz brometo de magnésio (MgBr2 ). III. Quando se aquece o hidrogenossulfito de sódio (NaHSO3 ), forma-se o sulfito de sódio (Na2 SO3 ) e há desprendimento de dióxido de enxofre (SO2 ), gasoso, e de vapor de água. As reações descritas em I, II e III são classificadas, respectivamente, como: a) deslocamento, adição e decomposição. b) deslocamento, adição e combustão. c) dupla-troca, adição e decomposição. d) dupla-troca, adição e combustão. e) adição, deslocamento e decomposição. 2. Dadas as reações químicas a seguir, assinale a alternativa em que todas as reações estão classificadas corretamente. (1) NH4 OH + HNO3 → NH4 NO3 + H2 O (2) H2 O2 luz → H2 O + ½ O2 (3) AgNO3 + NaCℓ → AgCℓ + NaNO3 (4) CuCℓ2 + Zn → ZnCℓ2 + Cu a) 1 - síntese, 2 - fotólise, 3 - precipitação, 4 - neutralização. b) 1 - fotólise, 2 - síntese, 3 - precipitação, 4 - óxido- -redução. c) 1 - neutralização, 2 - síntese, 3 - fotólise, 4 - decomposição. d) 1 - neutralização, 2 - decomposição, 3 - dupla troca, 4 - simples troca. e) 1 - decomposição, 2 - fotólise, 3 - óxido-redução, 4 - neutralização. 3. (ESPCEX) O quadro abaixo apresenta a Fila de Reatividade dos Ametais, em ordem decrescente de reatividade. Fila de Reatividade dos Ametais F > Cℓ > Br > I > S Analisando a fila de reatividade acima, a equação que representa a reação química que ocorre espontaneamente é: a) I2 (s) + NaBr (aq) → NaI (aq) + Br2 (g) b) I2 (s) + NaCℓ (aq) → NaI (aq) + Cℓ2 (g) c) F2 (g) + CaBr2 (aq) → CaF2 (aq) + Br2 (ℓ) d) S8 (s) + NaCℓ (aq) → Na2 S (aq) + Cℓ2 (g) e) S8 (s) + NaBr (aq) → Na2 S (aq) + Br2 (g) 4. (ESPCEX) Borbulhando-se cloro (g) através de uma solução aquosa de brometo de potássio observa-se que: a) precipita KCℓ e se desprende HBr (g). b) precipita bromo e se desprende HCℓ (g). c) forma-se bromo e Cℓ– . d) o cloro se dissolve e fora isso não acontece mais nada. 5. (UFRN) Nas cinco equações químicas enumeradas abaixo, estão representadas reações de simples troca, também chamadas reações de deslocamento: 1) Fe (s) + 2AgNO3 (aq) → Fe(NO3 ) 2 (aq) + 2Ag (s) 2) 3Ni (s) + 2AℓCℓ3 (aq) → 3NiCℓ2 (aq) + 2Aℓ (s) 3) Zn (s) + 2HCℓ (aq) → ZnCℓ2 (aq) + H2 (g) 4) Sn (s) + 2Cu(NO3 ) 2 (aq) → Sn(NO3 ) 4 (aq) + 2Cu(s) 5) 2Au (s) + MgCℓ2 (aq) → 2AuCℓ (aq) + Mg (s) Analisando essas equações, com base na ordem decrescente de reatividades (eletropositividades) mostrada a seguir, Mg > Aℓ > Zn > Fe > Ni > H > Sn > Cu > Ag > Au pode-se prever que devem ocorrer espontaneamente apenas as reações de número: a) 3, 4 e 5. b) 2, 3 e 5. c) 1, 2 e 3. d) 1, 3 e 4. 6. (Mackenzie) I. Cu(NO3 ) 2 + Ag → não ocorre reação II. 2 AgNO3 + Cu → Cu(NO3 ) 2 + 2 Ag III. CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu IV. ZnSO4 + Cu → não ocorre reação Os resultados observados nas experiências acima equacionadas nos permitem afirmar que a ordem decrescente de reatividade dos metais envolvidos é:

281VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias a) Zn > Cu > Ag. b) Ag > Cu > Zn. c) Cu > Zn > Ag. d) Ag > Zn > Cu. e) Zn > Ag > Cu. 7. (Mackenzie) Na reação entre zinco (Zn) e ácido clorídrico, há a formação de um gás altamente inflamável. Esse gás é o: a) gás oxigênio. b) gás carbônico. c) gás hidrogênio. d) gás cloro (Cℓ2 ). e) monóxido de carbono. 8. (Mackenzie) Sobre o mármore (CaCO3 ) colocou-se ácido clorídrico. O ácido reagiu com o mármore, observando-se desprendimento de gás, cuja fórmula é: a) H2 b) O2 c) Cℓ2 d) CO2 e) CaO 9. (Unisc) Ao jogar uma moeda de cobre em uma solução de nitrato de prata, observa-se a formação de um depósito de prata metálica sobre a moeda. Classifique esta reação de acordo com a formação de nitrato de cobre (II). a) Reação de decomposição. b) Reação de deslocamento. c) Reação de síntese. d) Reação de análise. e) Reação de dupla troca. E.O. COMPLEMENTAR 1. (Mackenzie) Relativamente à equação mostrada a seguir, é incorreto afirmar que: 2 Aℓ + x HCℓ → 2 AℓCℓ3 + y H2 a) um gás foi liberado. b) formaram-se dois produtos. c) o alumínio é mais reativo que o hidrogênio, deslocando-o. d) o coeficiente x é igual a y2 . e) a equação ficará corretamente balanceada se y for igual a x/2. 2. (Mackenzie) Dadas as equações: I. CuCℓ2 + H2 SO4 → CuSO4 + 2 HCℓ II. CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2 SO4 III. Cu(OH)2 → CuO + H2 O A classificação da reação equacionada e o nome do composto sublinhado são: a) em I, dupla troca e sulfato de cobre I. b) em III, síntese e óxido cúprico. c) em II, dupla troca e hidróxido cúprico. d) em III, análise e óxido cuproso. e) em I, simples troca e sulfato de cobre II. 3. (ESPCEX) Uma substância metálica X foi colocada dentro de um béquer contendo água. Durante o processo, houve a formação de dois compostos, um Y e Z, este último liberado na forma de gás. A solução formada com Y foi misturada, estequiometricamente, com anidrido sulfúrico, e as substâncias resultantes foram água e sulfato de sódio. O gás liberado e a classificação do composto Y, quanto ao grau de ionização são, respectivamente: a) hidrogênio; base forte. b) oxigênio; ácido forte. c) hidrogênio; ácido fraco. d) oxigênio; base fraca. e) nitrogênio; ácido fraco. 4. (UPE) Analise as equações que correspondem às reações químicas possíveis de ocorrerem. I. Na2 SO4(aq) + 2 CH3 COOH(aq)→ 2 CH3 COONa (aq) + H2 SO4(aq) II. Na2 CO3(aq) + 2 HCℓ(aq) → 2 NaCℓ(aq) + H2 O(ℓ) + CO2 (g) III. Fe2 (SO4 ) 3(aq) + 3 Cu(s) → 3 CuSO4(aq) + 2 Fe(s) IV. 2 Au(s) + H2 SO4(aq) → AuSO4(aq) + H2(g) V. Na2 O(aq)+ SO3 (g) → Na2 SO4(aq) VI. 3 (NH4 ) 2 S(aq) + Fe2 (SO4 ) 3(aq) → Fe2 S3(s) + 3 (NH4 ) 2 SO4(aq) VII.CuSO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Cu(OH)2(s) + Na2 SO4(aq) Assinale a alternativa que contempla as equações químicas corretas. Dado: K, Ba, Ca, Na, Mg, A, Zn, Fe, H, Cu, Hg, Ag, Au → reatividade (eletropositividade) crescente a) I,II, V e VII, apenas. b) II, V, VI e VII, apenas. c) II, IV, V e VII, apenas. d) VI e VII, apenas. e) IV, V, VI e VII, apenas. 5. (Ufsm) Os portugueses tiveram grande influência em nossa cultura e hábitos alimentares. Foram eles que trouxeram o pão, produzido a base de cereais, como o trigo, a aveia e a cevada. FONTE: UNIVERSIDADE FEDERAL DE BRASILIA. A CONTRIBUIÇÃO DOS PORTUGUESES. ATAN/DAB/SPS/MS. Para fazer a massa de pães e bolos aumentarem de volume, é comum o uso de algumas substâncias químicas: I. O bromato de potássio era comumente utilizado no preparo do pão francês; no entanto, nos dias atuais, essa substância está proibida mesmo em pequenas quantidades. O bromato de potássio era utilizado para proporcionar um aumento de volume no produto final devido a formação de O2 , conforme a reação 2KBrO3(s) D → 2KBr(s) + 3O2(g)

282VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias II. A adição de fermentos, como o bicarbonato de sódio no preparo de bolos, é utilizada desde a antiguidade até os dias atuais e resulta no crescimento da massa e na maciez do bolo. O bicarbonato de sódio, devido à liberação de gás carbônico, é utilizado para expandir a massa e deixá-la fofa, conforme a reação 2NaHCO3(s) Na2 CO3(s) + CO2(g) + H2 O D→ Sobre essas reações, é correto afirmar que a) a primeira é de síntese e a segunda é de deslocamento. b) a primeira é de decomposição e a segunda é de deslocamento. c) a primeira é de síntese e a segunda é de decomposição. d) as duas são de decomposição. e) as duas são de síntese, pois formam O2 e CO2 respectivamente. E.O. DISSERTATIVO 1. Classifique as reações a seguir em: Adição Decomposição Simples troca Dupla troca a) CaCO3 → CaO + CO2 b) 2Na + CuSO4 → Cu + Na2 SO4 c) Aℓ2 (SO4 ) 3 + 3NaCℓ → AℓCℓ3 + 3NaSO4 d) 3H2 + 2Aℓ(NO3 ) 3 → 6HNO3 + 2Aℓ 2. A reação entre o carbonato de sódio e o ácido clorídrico é facilmente observável a olho nu devido ao desprendimento de um gás. Este gás é resultado da decomposição de um dos produtos da referida reação. Analise as equações químicas representativas das reações citadas, classifique-as e dê o nome do gás desprendido na reação. I) Na2 CO3 + 2 HCℓ → 2 NaCℓ + H2 CO3 II) H2 CO3 → H2 O + CO2 3. O óxido de cálcio (CaO) é classificado como “óxido básico” pois, reage com água produzindo base e reage com ácidos produzindo sal e água. Conhecendo as equações que representam as reações citadas, classifique-as. I) CaO + H2 O → Ca(OH)2 II) CaO + 2 HCℓ → CaCℓ2 + H2 O 4. (Uflavras) Um caminhão-tanque derramou 4,9 toneladas de ácido sulfúrico numa estrada. Para que esse ácido não atinja uma lagoa próxima ao local do acidente e para amenizar os danos ecológicos, jogou-se barrilha (50 %) sobre o ácido sulfúrico derramado (barrilha = Na2 CO3 ). a) Classifique a reação que ocorre entre o ácido sulfúrico e a barrilha, mostrando a equação química. b) Qual a massa de barrilha (50 %) necessária para neutralizar todo o ácido derramado? Massas molares (g/mol): H2 SO4 = 98; Na2 CO3 = 106. 5. (UFF) Tem-se as reações químicas: I) óxido férrico(s) + ácido sulfúrico(aq) II) hidróxido de alumínio(s) + ácido sulfúrico(aq) III) óxido de cálcio(s) + ácido ortofosfórico(aq) IV) cloreto de magnésio(aq) + carbonato de sódio(aq) Considerando as reações químicas acima: a) Escreva a equação balanceada correspondente a cada reação. b) Dê o nome oficial (IUPAC) de todos os sais formados nestas reações. c) Identifique a reação de precipitação. E.O. ENEM 1. (Enem) Os tubos de PVC, material organoclorado sintético, são normalmente utilizados como encanamento na construção civil. Ao final da sua vida útil, uma das formas de descarte desses tubos pode ser a incineração. Nesse processo libera-se HCℓ(g), cloreto de hidrogênio, dentre outras substâncias. Assim, é necessário um tratamento para evitar o problema da emissão desses poluentes. Entre as alternativas possíveis para o tratamento, é apropriado canalizar e borbulhar os gases provenientes da incineração em: a) água dura. d) água destilada. b) água de cal. e) água desmineralizada. c) água salobra. E.O. UERJ EXAME DE QUALIFICAÇÃO 1. (UERJ) Os objetos metálicos perdem o brilho quando os átomos da superfície reagem com outras substâncias formando um revestimento embaçado. A prata, por exemplo, perde o brilho quando reage com enxofre, formando uma mancha de sulfeto de prata. A mancha pode ser removida colocando-se o objeto em uma panela de alumínio contendo água quente e um pouco de detergente, por alguns minutos. Nesse processo, a reação química que corresponde à remoção das manchas é: a) AgS + Aℓ → AℓS + Ag b) AgSO4 + Aℓ → AℓSO4 + Ag c) 3 Ag2 S + 2 Aℓ → Aℓ2 S 3 + 6 Ag d) 3 Ag2 SO4 + 2 Aℓ → Aℓ2 (SO4 ) 3 + 6 Ag E.O. OBJETIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unesp) Quando se coloca ácido clorídrico sobre uma concha do mar, ela é totalmente dissolvida e ocorre o desprendimento de um gás. Este gás é o mesmo que é exalado na respiração animal.

283VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Portanto, o sal insolúvel que constitui a carapaça da concha do mar é: a) CaCO3 d) Ca(NO3 ) 2 b) CaSO4 e) Ca(OH)2 c) CaF2 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO O carbonato de cálcio pode ser encontrado na natureza na forma de rocha sedimentar (calcário) ou como rocha metamórfica (mármore). Ambos encontram importantes aplicações industriais e comerciais. Por exemplo, o mármore é bastante utilizado na construção civil tanto para fins estruturais como ornamentais. Já o calcário é usado como matéria-prima em diversos processos químicos, dentre eles, a produção da cal. 2. (Unesp) A cal é obtida industrialmente por tratamento térmico do calcário em temperaturas acima de 900 ºC, pela reação: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) Por suas diferentes aplicações, constitui-se num importante produto da indústria química. Na agricultura é usado para correção da acidez do solo, na siderurgia como fundente e escorificante, na fabricação do papel é um agente branqueador e corretor de acidez, no tratamento de água também corrige a acidez e atua como agente floculante e na construção civil é agente cimentante. Sobre o processo de obtenção e as propriedades associadas ao produto, indique qual das afirmações é totalmente correta. a) A reação é de decomposição e o CaO é usado como branqueador na indústria do papel, porque é um agente oxidante. b) A reação é endotérmica e o CaO é classificado como um óxido ácido. c) A reação é exotérmica e, se a cal reagir com água, produz Ca(OH)2 que é um agente cimentante. d) A reação é endotérmica e o CaO é classificado como um óxido básico. e) A reação é de decomposição e no tratamento de água o CaO reduz o pH, atuando como floculante. E.O. DISSERTATIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Fuvest) O Veículo Lançador de Satélites brasileiro emprega, em seus propulsores, uma mistura de perclorato de amônio sólido (NH4 C,O4 ) e alumínio em pó, junto com um polímero, para formar um combustível sólido. a) Na decomposição térmica do perclorato de amônio, na ausência de alumínio, formam-se quatro produtos. Um deles é a água e os outros três são substâncias simples diatômicas, duas das quais são componentes naturais do ar atmosférico. Escreva a equação balanceada que representa essa decomposição. b) Quando se dá a ignição do combustível sólido, todo o oxigênio liberado na decomposição térmica do perclorato de amônio reage com o alumínio, produzindo óxido de alumínio (Aℓ2 O3 ). Escreva a equação balanceada representativa das transformações que ocorrem pela ignição do combustível sólido. 2. (Unesp) Um dos métodos que tem sido sugerido para a redução do teor de dióxido de carbono na atmosfera terrestre, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, consiste em injetá-lo em estado líquido no fundo do oceano. Um dos inconvenientes deste método seria a acidificação da água do mar, o que poderia provocar desequilíbrios ecológicos consideráveis. Explique, através de equações químicas balanceadas, por que isto ocorreria e qual o seu efeito sobre os esqueletos de corais, constituídos por carbonato de cálcio. 3. (Unicamp) O biodiesel é um combustível alternativo que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, novos ou usados, ou gorduras animais, através de um processo químico conhecido como transesterificação ou alcoólise. Nesse processo, moléculas de álcool substituem a do gliceroI (glicerina) no éster de partida (óleo ou gordura), liberando essa molécula. A massa reacional final é constituída de duas fases líquidas imiscíveis. A fase mais densa é composta de glicerina bruta, impregnada com excessos utilizados de álcool, água e impurezas, e a menos densa é uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos, conforme a natureza do álcool utilizado na reação de transesterificação. a) De acordo com as informações do texto, após o processo de transesterificação, qual fase interessa na obtenção do biodiesel, a inferior ou a superior? Justifique. b) O biodiesel não contém enxofre em sua composição. Com base nessa informação, pode-se afirmar que “A combustão do biodiesel apresenta vantagens em relação à do diesel do petróleo, no que diz respeito ao fenômeno da chuva ácida”? Justifique sua resposta. c) O Brasil consome anualmente cerca de 36 bilhões de litros de óleo diesel, sendo 10% importados já refinados, enquanto a produção de óleos vegetais é de 3,6 bilhões de litros, aproximadamente. Se desse óleo vegetal restassem 50% como resíduo e esse resíduo fosse transformado em biodiesel, em quantos por cento seria diminuída a importação de óleo diesel já refinado? Considere que o volume de biodiesel produzido seja igual ao do material de partida. Mostre os cálculos. 4. (Unicamp) O tratamento da água é fruto do desenvolvimento científico que se traduz em aplicação tecnológica relativamente simples. Um dos processos mais comuns para o tratamento químico da água utiliza cal virgem (óxido de cálcio) e sulfato de alumínio. Os íons alumínio, em presença de íons hidroxila, formam o hidróxido de alumínio que é pouquíssimo solúvel em água. Ao hidróxido de alumínio formado adere a maioria das impurezas presentes. Com a ação da gravidade, ocorre a deposição dos sólidos. A água é então separada e encaminhada a uma outra fase de tratamento. a) Que nome se dá ao processo de separação acima descrito que faz uso da ação da gravidade? b) Por que se usa cal virgem no processo de tratamento da água? Justifique usando equação(ões) química(s). c) Em algumas estações de tratamento de água usa-se cloreto de ferro(III) em lugar de sulfato de alumínio. Escreva a fórmula e o nome do composto de ferro formado nesse caso.

284VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 5. (Fuvest 2018) O fogo é uma reação em cadeia que libera calor e luz. Três de seus componentes fundamentais são combustível, comburente (geralmente o O2 atmosférico), que são os reagentes, e calor, que faz os reagentes alcançarem a energia de ativação necessária para a ocorrência da reação. Retirando-se um desses três componentes, o fogo é extinto. Para combater princípios de incêndio em ambientes domésticos e comerciais, são utilizados extintores de incêndio, equipamentos que contêm agentes extintores, isto é, substâncias ou misturas pressurizadas que retiram pelo menos um dos componentes fundamentais do fogo, extinguindo-o. Três dos agentes extintores mais comuns são água, bicarbonato de sódio e dióxido de carbono. a) Em qual dos três componentes do fogo (combustível, comburente ou calor) agem, respectivamente, a água pressurizada e o dióxido de carbono pressurizado, de forma a extingui-lo? Justifique. b) A descarga inadvertida do extintor contendo dióxido de carbono pressurizado em um ambiente pequeno e confinado constitui um risco à saúde das pessoas que estejam nesse ambiente. Explique o motivo. c) O agente extintor bicarbonato de sódio (NaHCO3 ) sofre, nas temperaturas do fogo, decomposição térmica total formando um gás. Escreva a equação química balanceada que representa essa reação. GABARITO E.O. Aprendizagem 1. A 2. C 3. B 4. B 5. C 6. A 7. C 8. E 9. A 10. D E.O. Fixação 1. A 2. D 3. C 4. C 5. D 6. A 7. C 8. D 9. B E.O. Complementar 1. D 2. C 3. A 4. B 5. D E.O. Dissertativo 1. a) decomposição b) simples troca c) dupla troca d) simples troca 2. I) Dupla-troca II)Análise ou decomposição Nome do gás: Gás carbônico 3. I) Síntese II)Dupla-troca 4. a) H2 SO4 + Na2 CO3 → H2 O+CO2 + Na2 SO4 (dupla troca) b) 10,6 toneladas 5. a) I) Fe2 O3(s) + 3 H2 SO4(aq) → Fe2 (SO4 ) 3(aq) + 3 H2 O(ℓ) II) 2 Aℓ(OH)3(s) + 3 H2 SO4(aq)→ Aℓ2 (SO4 ) 3(aq) + 6 H2 O(ℓ) III) 3 CaO(s) + 2 H3 PO4(aq)→ Ca3 (PO4 ) 2(aq) + 3 H2 O IV) MgCℓ2(aq) + Na2 CO3(aq)→ MgCO3(s) + 2 NaCℓ(aq) b) Fe2 (SO4 ) 3 : sulfato férrico Aℓ2 (SO4 ) 3 : sulfato de alumínio Ca3 (PO4 ) 2 : fosfato de cálcio (ortofosfato de cálcio) MgCO3 : carbonato de magnésio NaCℓ: cloreto de sódio. c) Reação de precipitação MgCℓ2(aq) + Na2 CO3(aq) → ↓MgCO3(s) + 2 NaCℓ(aq) E.O. Enem 1. B E.O. UERJ Exame de Qualificação 1. C E.O. Objetivas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. A 2. D E.O. Dissertativas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. a) 2 NH4 CℓO4 → N2 + 2 O2 + Cℓ 2 + 4 H2 O b) 6 NH4 CℓO4 + 8 Aℓ → 3N2 + 4 Aℓ2 O3 + 3Cℓ2 + 12 H2 O 2. A acidificação da água do mar ocorreria devido a formação de ácido carbônico e consequente liberação de cátions H+ no meio: CO2(ℓ) + H2 O(ℓ) H2 CO3(aq) H+ (aq) + HCO3 (aq) →→ → → Os esqueletos de corais constituídos por carbonato de cálcio (CaCO3 ) sofreriam graves danos pois o meio ácido reagiria da seguinte maneira: CaCO3(s) + H+ (aq) Ca2+ (aq) + HCO3(aq) →→ provocando a dissolução do carbonato de cálcio.

285VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 3. a) A fase superior, menos densa, que é composta de ésters metílico e etílicos (biodiesel). b) Sim. Apresenta vantagens, pois quando existe enxofre (impureza) este é queimado formando dióxido de enxofre que reage com a água da atmosfera originando a chuva ácida: S + O2 → SO2 SO2 + 1/2O2→ SO3 SO3 + H2 O → H2 SO4 c) Se 50% do resíduo de óleos vegetais produzidos no Brasil (1,8 bilhões de litros) fosse transformado em biodisel, a importação seria reduzida em 50% (o Brasil importa 3,6 bilhões de litros anualmente). 4. a) O processo de separação é a decantação. b) A Calvirgem reage com o sulfato de alumínio formando o hidróxido de alumínio, de acordo com a reação global: Aℓ2 (SO4)3 + 3 CaO + 3 H2 O → 2 Aℓ(OH)3 + 3 CaSO4 c) Fe(OH)3 , hidróxido de ferro (III) ou hidróxido férrico. 5. a) Três fatores são necessários para iniciar uma combustão: combustível, comburente (reage com o combustível) e calor (energia de ativação). Isto é conhecido como triângulo do fogo. Três métodos de extinção de incêndios são estabelecidos a partir do rompimento do triângulo do fogo: isolamento, abafamento e resfriamento. A água pressurizada troca calor com o meio e age, principalmente, no resfriamento. O dióxido de carbono pressurizado, por não ser tóxico ou inflamável, age no abafamento impedindo o contato do comburente (oxigênio) com o combustível. b) A descarga inadvertida do extintor contendo dióxido de carbono pressurizado em um ambiente pequeno e confinado pode causar a elevação do ritmo respiratório e dos batimentos cardíacos provocando desmaio ou asfixia mecânica, pois impede a inalação de concentrações adequadas de gás oxigênio. c) Equação química balanceada da decomposição térmica do bicarbonato de sódio: 2NaHCO3(s) → H2O(g) + CO2(g) + Na2 CO3(s)

286VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O. APRENDIZAGEM 1. (UEG) As propriedades físicas dos líquidos podem ser comparadas a partir de um gráfico de pressão de vapor em função da temperatura, como mostrado no gráfico hipotético a seguir para as substâncias A, B, C e D. Segundo o gráfico, o líquido mais volátil será a substância: a) A. b) B. c) C. d) D. 2. (PUC-MG) As temperaturas normais de ebulição da água, do etanol e do éter etílico são, respectivamente, 100 °C, 78 °C e 35 °C. Observe as curvas no gráfico da variação de pressão de vapor do líquido (Pv) em função da temperatura (T). As curvas I, II e III correspondem, respectivamente, aos compostos: a) água, etanol e éter etílico. b) éter etílico, etanol e água. c) éter etílico, água e etanol. d) água, éter etílico e etanol. 3. (UFPE) O gráfico a seguir mostra a variação da pressão de vapor de algumas substâncias (Pv, em mmHg, no eixo das ordenadas) em relação à temperatura (T, em graus Celsius, no eixo das abcissas). Qual entre essas substâncias é a mais volátil? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 4. (UFPR) O processo de destilação é importante para a separação de misturas. Assinale a alternativa correta sobre o processo de destilação da água. a) Na passagem do líquido, ocorre a quebra das ligações covalentes entre os átomos de hidrogênio e de oxigênio. b) A temperatura de ebulição varia durante a destilação da água. c) A fase vapor é constituída por uma mistura dos gases hidrogênio e oxigênio. d) A temperatura de ebulição depende da pressão atmosférica local. e) A temperatura de ebulição depende do tipo de equipamento utilizado no processo. 5. (FEI-SP) Aquecendo água destilada, numa panela aberta e num local onde a pressão ambiente é 0,92 atm, a temperatura de ebulição da água: PRESSÃO DO VAPOR COMPETÊNCIA(s) 5, 6 e 7 HABILIDADE(s) 17, 18, 21, 24, 25, 26 e 27 CN AULAS 31 E 32

287VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias a) será inferior a 100 ºC. b) depende da rapidez do aquecimento. c) será igual a 100 ºC. d) é alcançada quando a pressão máxima de vapor saturante for 1 atm. e) será superior a 100 ºC. 6. (Fatec) O gráfico a seguir mostra a variação da pressão de vapor, em função da temperatura, para o dicloro-diflúor-metano. Vapor CCl 2 F2 (l) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 temperatura/ºC 1 2 3 4 5 6 7 8 pressão de vapor/atm A temperatura de ebulição, em °C, do CCℓ2 F2 , no nível do mar, é de, aproximadamente: a) 0. d) -30. b) 20. e) -13. c) 25. 7. (Ufal) O gráfico a seguir mostra os valores do ponto de ebulição da água pura em função da pressão suportada pela água. Aquece-se água pura em uma panela, em ambiente cuja pressão é 700 mmHg. Essa água entrará em ebulição, na temperatura próxima de: a) 95 °C. d) 99 °C. b) 96 °C. e) 100 °C. c) 98 °C. 8. (Unisa-SP) A pressão de vapor de um líquido puro molecular depende: a) apenas da estrutura de suas moléculas. b) apenas da massa específica do líquido. c) apenas da temperatura do líquido. d) da estrutura de suas moléculas e da temperatura do líquido. e) da estrutura de suas moléculas e do volume do líquido. 9. (Unimontes) Em um recipiente contendo um chumaço de algodão umedecido com propanona, inseriu-se um termômetro e verificou-se a variação de temperatura. Repetiu-se o mesmo procedimento com etanol e depois com água. Observou-se que houve abaixamento da temperatura nos três casos devido à vaporização das substâncias. No entanto, o abaixamento da temperatura foi maior na propanona e menor na água. A partir desse experimento, é possível concluir que a ordem crescente da pressão máxima de vapor das substâncias é: a) propanona, etanol, água. b) água, propanona, etanol. c) água, etanol, propanona. d) propanona, água, etanol. 10. (Mackenzie) Quando um líquido puro, contido em um recipiente aberto, entra em ebulição: a) a pressão externa é maior que a pressão máxima de vapor desse líquido. b) a temperatura vai aumentando à medida que o líquido vaporiza. c) a pressão máxima de seus vapores é igual ou maior que a pressão atmosférica. d) a temperatura de ebulição tem sempre o mesmo valor, independente da altitude do lugar onde se realiza o aquecimento. e) a energia cinética de suas moléculas diminui. E.O. FIXAÇÃO 1. (Unifei-SP) Em um laboratório químico, um estudante muito desastrado derrubou ao mesmo tempo dois béqueres, um contendo 5 mL de água e outro contendo 5 mL de éter. Foi procurar um papel absorvente para enxugar os líquidos e, quando voltou, verificou que a área onde o éter havia sido derramado estava seca, enquanto ainda havia água espalhada pela bancada. Este aluno chegou às seguintes conclusões sobre o que observou, todas corretas, exceto: a) A água é menos volátil que o éter. b) As interações intermoleculares do éter são fracas e por isso ele evapora mais rápido. c) A pressão de vapor da água é menor que a do éter. d) O éter pega fogo. 2. (Ita) Assinale a alternativa CORRETA para o líquido puro com a maior pressão de vapor a 25 °C. a) n-Butano, C4 H10 b) n-Octano, C8 H18 c) Propanol, C3 H7 OH d) Glicerol, C3 H5 (OH)3 e) Água, H2 O 3. (Ufu) O gráfico a seguir relaciona as pressões máximas de vapor e a temperatura para o éter etílico, álcool etílico e água. Em nível do mar, onde a pressão atmosférica é igual a 760 mmHg, sabe-se que os pontos de ebulição para o éter etílico, álcool etílico e água são

288VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 34,6 °C; 78,3 °C e 100 °C, respectivamente. Éter etílico Álcool etílico Água 0 20 40 60 80 100 Temperatura (graus Celsius) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Pressão Máxima de Vapor (mmHg) Em relação a esse assunto, é INCORRETO afirmar que: a) o álcool etílico encontra-se no estado líquido sob pressão de 760 mmHg e sob temperaturas menores que 78,3 °C. b) o aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor para os líquidos exemplificados. c) o éter é o mais volátil dessas substâncias, pois apresenta maior pressão máxima de vapor devido a suas interações intermoleculares serem mais fortes. d) a pressão máxima de vapor de uma substância, em uma mesma temperatura, não depende do volume dessa substância. 4. (FEI-SP) Em um cilindro de aço de capacidade máxima de 4 litros, previamente evacuado, munido de um êmbolo móvel, coloca-se 1 litro de água pura. Uma vez atingido o equilíbrio, a uma dada temperatura, a pressão de vapor de água é registrada no manômetro instalado no cilindro. Relativamente às proposições: 1. A pressão de vapor da água pura não depende da quantidade de vapor entre a superfície líquida e as paredes do êmbolo móvel. 2. A pressão de vapor da água pura não depende da quantidade de líquido presente no cilindro. 3. O aumento da temperatura acarreta um aumento na pressão de vapor da água pura. 4. Ao substituirmos a água por igual quantidade de éter puro, no cilindro, mantendo a mesma temperatura, a pressão de vapor do éter puro, registrada no manômetro, resulta a mesma da água pura. São verdadeiras: a) apenas a 3. d) apenas a 1, a 3 e a 4. b) apenas a 3 e a 4. e) apenas a 1, a 2 e a 3. c) apenas a 1, a 2 e a 4. 5. (FMTM-MG) No gráfico, estão representadas as curvas de pressão de vapor dos líquidos A e B, em função da substância e da temperatura. 800 Pressão do vapor (mmHg) Temperatura (ºC) 700 600 500 400 300 200 100 0 -30 -10 10 30 50 70 90 110 No topo de uma montanha, a substância A entra em ebulição a 20 °C, e a substância B, aproximadamente a: a) 50 °C. d) 80 °C. b) 60 °C. e) 90 °C. c) 70 °C. 6. (FEI-SP) Foram realizadas medidas de pressão de vapor em experiências com o tubo de Torricelli, utilizando os líquidos puros: água, álcool, éter e acetona, todos na mesma temperatura de 20 °C e ao nível do mar. Os resultados foram os seguintes: Água Álcool Éter Acetona Pressão de vapor (mmHg) 17,5 43,9 184,8 442,2 Considerando os mesmos líquidos, a 20 °C, o(s) que entraria(m) em ebulição na referida temperatura, num ambiente onde a pressão fosse reduzida a 150 mmHg, seria(m): a) nenhum dos líquidos. b) apenas a acetona. c) apenas o éter e a acetona. d) apenas a água. e) apenas a água e o álcool. 7. (FCC-SP) A questão refere-se a uma mistura de água e tetracloreto de carbono em equilíbrio (após agitação) à temperatura de 30 ºC. CCl 4(g) CCl 4(l) H2O(l) CCl 4 pCCl 4 Para conseguir um aumento no valor de P, permitindo-se executar uma só alteração nas condições iniciais, basta: a) aumentar a temperatura do sistema. b) aumentar a quantidade de CC 4 (). c) aumentar o volume do sistema. d) diminuir a quantidade de H2 O (). e) diminuir a quantidade de mercúrio. 8. (PUC-SP) Os sistemas abaixo estão todos a 25 ºC e apresentam as pressões máximas de vapor PA , PB , PC , PD . 100 mL de éter 100 mL de água 100 mL de álcool 50 mL de álcool

289VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Assinale a alternativa correta. a) PA > PB > PC > PD d) PC < PB > PB > PA b) PA = PB = PC > PB e) PA > PC = PD > PB c) PC = PD > PB > PA 9. (Vunesp) Comparando duas panelas, simultaneamente sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervente na panela de pressão fechada é maior que aquela sobre a água fervente numa panela aberta. Nessa situação, e se elas contêm exatamente as mesmas quantidades de todos os ingredientes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na panela aberta, o tempo de cozimento na panela de pressão fechada será: a) menor, pois a temperatura de ebulição será menor. b) menor, pois a temperatura de ebulição será maior. c) menor, pois a temperatura de ebulição não varia com a pressão. d) igual, pois a temperatura de ebulição independe da pressão. e) maior, pois a pressão será maior. 10. A figura a seguir apresenta as curvas de pressão de vapor de três líquidos puros, 1, 2 e 3, em função da temperatura. Considere que os líquidos estão submetidos à mesma pressão e analise as seguintes afirmações: I. Quando os líquidos estão em suas respectivas temperaturas de ebulição, a pressão de vapor do líquido 1 é maior que a dos líquidos 2 e 3. II. Na temperatura ambiente, o líquido 3 é o mais volátil. III. A maior intensidade das forças intermoleculares no líquido 3 é uma explicação possível para o comportamento observado. Está correto apenas o que se afirma em: a) I. d) I e II. b) II. e) II e III. c) III. E.O. COMPLEMENTAR 1. (Fatec) Quando um líquido se encontra em equilíbrio com seu vapor, devem-se cumprir as condições à temperatura constante: I. não há transferência de moléculas entre o líquido e o vapor. II. a pressão de vapor tem um valor único. III. os processos líquido a vapor e vapor a líquido processam-se com a mesma velocidade. IV. A concentração do vapor depende do tempo. Quais das seguintes condições são corretas? a) II e III. d) II e IV. b) I e III. e) I e II. c) I, II e III. 2. (UFSC) Verifica-se, experimentalmente, que a pressão de vapor de um líquido aumenta com a elevação da temperatura e que, na temperatura de ebulição, seu valor é máximo. A 100 °C a pressão máxima de vapor da água pura é de 1 atmosfera, e nessa temperatura a água pura entra em ebulição, conforme ilustração a seguir: Numa cidade, cuja altitude é superior a do nível do mar, a temperatura de ebulição da água pura é: 01) menor que 100 °C, porque a pressão atmosférica é menor. 02) maior que 100 °C, porque a pressão atmosférica é menor. 04) menor que 100 °C, porque a pressão atmosférica é maior. 08) maior que 100 °C, porque a pressão atmosférica é maior. 16) igual a 100 °C, porque a fórmula da água não se altera, seja qual for a temperatura ou pressão. 3. (Uel) Leia as afirmações referentes ao gráfico que representa a variação da pressão de vapor em equilíbrio com a temperatura. I. As forças de atração intermoleculares das substâncias apresentadas, no estado líquido, aumentam na seguinte ordem: dietiléter < 2-butanol < 1-butanol II. O ponto de ebulição normal é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão de uma atmosfera.

290VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias III. A pressão de vapor de um líquido depende da temperatura; quanto maior a temperatura, maior a sua pressão de vapor. IV. À medida que a pressão atmosférica sobre o líquido é diminuída, é necessário elevar-se a sua temperatura, para que a pressão de vapor se iguale às novas condições do ambiente. Dentre as afirmativas, estão corretas: a) I, II e IV. b) I, III, e IV. c) I, II e III. d) II, III e IV. e) I, II, III e IV. 4. (UnB) A 25 °C, os líquidos A (20 cm3 ) e B (70 cm3 ) apresentam as pressões de vapor (mmHg) indicadas nos manômetros. Com base nas informações fornecidas, julgue os itens em verdadeiro ou falso: 1. O líquido A é mais volátil que o B. 2. A temperatura de ebulição de B é mais elevada que a de A. 3. Se o volume de A fosse 40 cm3 , a 25 °C, sua pressão de vapor seria 40 mmHg. 4. Dependendo da pressão externa, os líquidos A e B podem apresentar diferentes temperaturas de ebulição. 5. Ao se dissolver um soluto não volátil em A ou B, haverá um decréscimo da pressão de vapor. 6. Se o líquido A fosse a água, para que sua pressão de vapor se igualasse a 760 mmHg, seria neces sária uma temperatura de 100 °C. 5. (FCC-SP) Tem-se um recipiente dotado de um êmbolo que contém água (fig. 1); abaixamos o êmbolo (fig. 2), sem que a temperatura se altere: Chamamos a primeira pressão de vapor de P1 , e a segunda, de P2 . Pode-se afirmar que: a) P1 > P2 b) P1 = P2 c) P1 < P2 d) P1 = 4 P2 E.O. DISSERTATIVO 1. (UFRJ) O gráfico a seguir representa, de forma esquemática, curvas de pressão de vapor em função da temperatura de três líquidos puros – água, etanol, éter dietílico – e de uma solução aquosa de ureia. Identifique as curvas 1, 2 e 3 representadas no gráfico. Justifique a sua resposta. 2. (Ita) Explique por que água pura exposta à atmosfera e sob pressão de 1,0 atm entra em ebulição em uma temperatura de 100 °C, enquanto água pura exposta à pressão atmosférica de 0,7 atm entra em ebulição em uma temperatura de 90 °C. 3. (UFG) O diagrama de fases da água é representado a seguir. As diferentes condições ambientais de temperatura e pressão de duas cidades, A e B, influenciam nas propriedades físicas da água. Essas cidades estão situadas ao nível do mar e a 2400 m de altitude, respectivamente. Sabe-se, também, que a cada aumento de 12 m na altitude há uma mudança média de 1 mmHg na pressão atmosférica. Sendo a temperatura em A de -5 °C e em B de -35 °C, responda: a) Em qual das duas cidades é mais fácil liquefazer a água por compressão? Justifique. b) Quais são as mudanças esperadas nos pontos de fusão e ebulição da água na cidade B com relação a A. 4. (Unb) No sistema mostrado na figura abaixo, um frasco aberto contendo éter etílico está inserido em um béquer maior, termicamente isolado, contendo álcool etílico. Considerando as temperaturas de ebulição e de fusão mostradas na tabela abaixo e que o sistema descrito na figura esteja, inicialmente, à temperatura de 30 °C

291VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias e, ainda, que não haja evaporação do etanol, esboce uma curva que descreva, qualitativamente, a variação da temperatura do etanol, em função do tempo, monitorada durante o processo de evaporação do éter etílico, até metade do seu volume. Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C) éter etílico –115 34 etanol –115 78 5. (UFC) O gráfico a seguir apresenta os pontos de ebulição em função da massa molar para as moléculas do tipo H2 X, onde X é um elemento do grupo 16 da tabela periódica. Fig. 1 a) Defina, em função da pressão de vapor, a temperatura de ebulição. b) Desenhe um gráfico, apresentando o perfil da pressão de vapor em função da massa molar para esses hidretos. 6. (UFRJ) As substâncias puras tetracloreto de carbono, n-octano, n-hexano e isopropanol encontram-se em frascos identificados apenas pelas letras A, B, C e D. Para descobrir as substâncias contidas nos frascos, foram realizados dois experimentos: • No primeiro experimento, foi adicionada uma certa quantidade de água nos frascos A e B, observando- -se o comportamento mostrado na figura. • No segundo experimento, determinou-se que a substância do frasco C foi aquela que apresentou a menor pressão de vapor à temperatura ambiente (25 °C). Usando conceitos de polaridade das moléculas e a tabela de propriedades, identifique os compostos A, B, C e D. Substância Temperatura normal de ebulição (ºC) Densidade (g/mL) tetracloreto de carbono 77 1,6 isopropanol 82 0,8 n-octano 126 0,70 n-hexano 69 0,66 7. (Uel-adaptada) Um estudante do Ensino Médio fez a seguinte pergunta ao professor: “É possível fazer a água entrar em ebulição em temperatura inferior à sua temperatura de ebulição normal (100 ºC)?" Para responder ao aluno, o professor colocou água até a metade em um balão de fundo redondo e o aqueceu até a água entrar em ebulição. Em seguida, retirou o balão do aquecimento e o tampou com uma rolha, observando, após poucos segundos, o término da ebulição da água. Em seguida, virou o balão de cabeça para baixo e passou gelo na superfície do balão, conforme a figura a seguir. Após alguns segundos, a água entrou em ebulição com o auxílio do gelo. O aluno, perplexo, observou, experimentalmente, que sua pergunta tinha sido respondida. A partir do texto e da figura, explique o que provocou a ebulição da água com o auxílio do gelo. 8. (UFSCar) As curvas A, B, C e D, mostradas no gráfico, apresentam as variações das pressões de vapor em função da temperatura de quatro substâncias puras.

292VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias A tabela apresenta as fórmulas e massas molares das quatro substâncias associadas às curvas A, B, C e D, porém não necessariamente nessa ordem. 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Pressão (mmHg) 20 40 60 80 Temperatura (ºC) A B C D Substância Massa molar (g/mol) H2 O 18 CH3 COOH 60 HCCℓ3 119 CCℓ4 154 a) Considere que cada substância foi aquecida, isoladamente, até 70 °C, sob pressão de 760 mmHg. Quais das curvas (A, B, C ou D) representam as substâncias que estão no estado gasoso nessas condições? Justifique sua resposta. b) Identifique qual curva de pressão de vapor em função da temperatura (A, B, C, ou D) corresponde àquela da substância CCℓ4 . Justifique sua resposta. 9. (Fac. Santa Marcelina – Medicina) Analise a tabela que apresenta a pressão de vapor a 100 ºC para três diferentes substâncias. Substância Pressão de vapor (mmHg) Butan-2-ol 790 Hexan-3-ol 495 Água 760 a) Esboce, no gráfico abaixo, as curvas de pressão de vapor relativas aos álcoois apresentados na tabela. Qual dos dois álcoois é o mais volátil? b) Explique, de acordo com a relação entre as forças intermoleculares e os pontos de ebulição, por que o butan-2-ol apresenta maior pressão de vapor que o hexan-3-ol, à mesma temperatura. 10. (FMJ) Considere os sistemas 1, 2 e 3 numa mesma temperatura e o comportamento de cada um desses sistemas representados no gráfico. 1. Água pura. 2. Solução aquosa 0,5 mol · L–1 de glicose. 3. Solução aquosa 0,5 mol · L–1 de KCℓ. a) Associe cada um dos sistemas (1, 2 e 3) a cada uma das curvas (A, B e C) e indique qual o sistema mais volátil. b) A adição de um soluto não volátil aumenta ou diminui a pressão máxima de vapor de um solvente? Justifique sua resposta. E.O. ENEM 1. (Enem) A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo. Vapor Válvula de Segurança Líquido

293VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos, e isto se deve: a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa. b) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local. c) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela. d) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula. e) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns. 2. (Enem) Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão, logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento: a) será maior porque a panela “esfria”. b) será menor, pois diminui a perda de água. c) será maior, pois a pressão diminui. d) será maior, pois a evaporação diminui. e) não será alterado, pois a temperatura não varia. 3. (Enem) pressão de vapor da água em mmHg Um líquido, num frasco aberto, entra em ebulição a partir do momento em que a sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. Identifique a opção correta, considerando a tabela, o gráfico e os dados apresentados sobre as seguintes cidades: Altitude (Km) Pressão atmosférica (mmHg) 0 760 1 600 2 480 4 300 6 170 8 120 10 100 Natal (RN) Nível do mar Campos do Jordão (SP) altitude 1628 m Pico da Neblina (RR) altitude 3014 m A temperatura de ebulição será: a) maior em Campos do Jordão. b) menor em Natal. c) menor no Pico da Neblina. d) igual em Campos do Jordão e Natal. e) não dependerá da altitude. 4. (Enem) Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 ºC. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: • Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. • Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida. • Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento: a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição. E.O. OBJETIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Unicamp 2017) O etilenoglicol é uma substância muito solúvel em água, largamente utilizado como aditivo em radiadores de motores de automóveis, tanto em países frios como em países quentes. Considerando a função principal de um radiador, pode- -se inferir corretamente que a) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais elevada que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais baixa que a da água pura. b) a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol deve começar a uma temperatura mais baixa que a da água pura e sua ebulição, a uma temperatura mais elevada que a da água pura. c) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais baixas que as da água pura. d) tanto a solidificação de uma solução aquosa de etilenoglicol quanto a sua ebulição devem começar em temperaturas mais altas que as da água pura.

294VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 2. (Unicamp) Muito se ouve sobre ações em que se utilizam bombas improvisadas. Nos casos que envolvem caixas eletrônicos, geralmente as bombas são feitas com dinamite (TNT-trinitrotolueno), mas nos atentados terroristas geralmente são utilizados explosivos plásticos, que não liberam odores. Cães farejadores detectam TNT em razão da presença de resíduos de DNT (dinitrotolueno), uma impureza do TNT que tem origem na nitração incompleta do tolueno. Se os cães conseguem farejar com mais facilidade o DNT, isso significa que, numa mesma temperatura, esse composto deve ser a) menos volátil que o TNT, e portanto tem uma menor pressão de vapor. b) mais volátil que o TNT, e portanto tem uma menor pressão de vapor. c) menos volátil que o TNT, e portanto tem uma maior pressão de vapor. d) mais volátil que o TNT, e portanto tem uma maior pressão de vapor. 3. (Unesp) Entre 6 e 23 de fevereiro aconteceram os Jogos Olímpicos de Inverno de 2014. Dentre as diversas modalidades esportivas, o curling é um jogo disputado entre duas equipes sobre uma pista de gelo, seu objetivo consiste em fazer com que uma pedra de granito em forma de disco fique o mais próximo de um alvo circular. Vassouras são utilizadas pelas equipes para varrer a superfície do gelo na frente da pedra, de modo a influenciar tanto sua direção como sua velocidade. A intensidade da fricção e a pressão aplicada pelos atletas durante o processo de varredura podem fazer com que a velocidade da pedra mude em até 20% devido à formação de uma película de água líquida entre a pedra e a pista. O gráfico apresenta o diagrama de fases da água. Com base nas informações constantes no texto e no gráfico, a seta que representa corretamente a transformação promovida pela varredura é a de número a) 3. b) 2. c) 4. d) 1. e) 5. 4. (Unifesp) No final de junho de 2006, na capital paulista, um acidente na avenida marginal do rio Pinheiros causou um vazamento de gás, deixando a população preocupada. O forte odor do gás foi perceptível em vários bairros próximos ao local. Tratava- -se da substância química butilmercaptana, que é um líquido inflamável e mais volátil que a água, utilizado para conferir odor ao gás liquefeito de petróleo (GLP). A substância tem como sinônimos químicos butanotiol e álcool tiobutílico. Sobre a butilmercaptana, são feitas as seguintes afirmações: I. Apresenta massa molar igual a 90,2 g/mol. II. Apresenta maior pressão de vapor do que a água, nas mesmas condições. III. É menos densa que o ar, nas mesmas condições. São corretas as afirmações contidas em a) I, II e III. d) II e III, apenas. b) I e II, apenas. e) I, apenas. c) I e III, apenas. E.O. DISSERTATIVAS (UNESP, FUVEST, UNICAMP E UNIFESP) 1. (Fuvest) a) No topo do Monte Everest a água entra em ebulição a 76 °C. Consultando o gráfico, qual deve ser o ponto de ebulição do éter dietílico no mesmo local? Justifique. b) Através dos dados do gráfico pode-se afirmar que, sob uma mesma pressão, o ponto de ebulição do 1-butanol é maior do que o do éter dietílico. Explique esse comportamento com base na estrutura desses compostos. 2. (Unifesp) Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. EXPERIMENTO 1: Três frascos abertos contendo, separadamente, volumes iguais de três solventes, I, II e III, foram deixados em uma capela (câmara de exaustão). Após algum tempo, verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes.

295VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias EXPERIMENTO 2: Com os três solventes, foram preparadas três misturas binárias. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimicamente entre si. Sabe-se, ainda, que somente a mistura (I + III) é uma mistura azeotrópica. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. Indique um processo físico adequado para separação dos solventes na mistura (I + II). b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura × tempo) para a mistura (II + III), indicando a transição de fases. Qual é a diferença entre as misturas (II + III) e (I + III) durante a ebulição? 3. (Unifesp) A cafeína é um dos estimulantes presentes em bebidas energéticas. Em laboratório, a cafeína pode ser extraída para fase aquosa, aquecendo até fervura uma mistura de chá preto, água e carbonato de cálcio. Após filtração, a fase aquosa é colocada em contato com um solvente orgânico, para extração da cafeína. Com evaporação do solvente, obtém-se a cafeína sólida. O solvente orgânico utilizado deve ter baixa temperatura de ebulição. A evaporação deve ser feita com cuidado, para não degradar a cafeína, pois esta, quando queimada em atmosfera rica de oxigênio, produz gás carbônico, água e gás nitrogênio. No gráfico são representadas as curvas de pressão de vapor para os líquidos X e Y, que são os dois solventes citados no procedimento de extração da cafeína. a) Escreva a equação balanceada para reação de queima da cafeína descrita no texto, utilizando coeficientes estequiométricos inteiros. b) Qual é a curva do gráfico que se refere ao solvente orgânico utilizado? Justifique sua resposta. 4. (Unicamp) Evidências experimentais mostram que somos capazes, em média, de segurar por um certo tempo um frasco que esteja a uma temperatura de 60°C, sem nos queimarmos. Suponha uma situação em que dois béqueres contendo cada um deles um líquido diferente (X e Y) tenham sido colocados sobre uma chapa elétrica de aquecimento, que está à temperatura de 100°C. A temperatura normal de ebulição do líquido X é 50°C e a do líquido Y é 120°C. a) Após certo tempo de contato com esta chapa, qual dos frascos poderá ser tocado com a mão sem que se corra o risco de sofrer queimaduras? Justifique a sua resposta. b) Se a cada um desses frascos for adicionada quantidade igual de um soluto não volátil, mantendo-se a chapa de aquecimento a 100°C, o que acontecerá com a temperatura de cada um dos líquidos? Explique. GABARITO E.O. Aprendizagem 1. A 2. B 3. A 4. D 5. A 6. D 7. C 8. D 9. C 10. C E.O. Fixação 1. D 2. A 3. C 4. E 5. C 6. C 7. A 8. E 9. B 10. C E.O. Complementar 1. A 2. Soma = 01 3. C 4. Verdadeiros: 4, 5 e 6 5. B E.O. Dissertativo 1. 1 = Éter dietílico 2 = Etanol 3 = Solução aquosa de ureia A uma mesma pressão ambiente, o líquido mais volátil sempre apresenta menor ponto de ebulição. 2. A pressão de vapor de uma substância aumenta com o aumento da temperatura. Quando a pressão de vapor se iguala à pressão local (pressão atmosférica), o líquido entra em ebulição; portanto, em um local onde a pressão atmosférica é 0,7 atm, a água entra em ebulição em uma temperatura menor que 100 °C. 3. a) Na cidade A, de acordo com o diagrama de fases, a pressão a ser exercida na água para que ocorra a liquefação é menor. b) Como B está a aproximadamente 2400 m de altitude, a pressão atmosférica é menor. Consequentemente, a temperatura de fusão da água será maior que em A, e a temperatura de ebulição será menor que em A. 4. Teremos: O éter absorve calor do meio externo (recipiente com álcool) para evaporar; logo, a temperatura deve diminuir com o passar do tempo.

296VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 5. a) Temperatura de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão externa. b) Observe o gráfico a seguir: 6. A = n-hexano, B = isopropanol , C = n-octano D = tetracloreto de carbono 7. Ao retirar o balão do aquecimento e fechá-lo com a rolha, houve a interrupção da ebulição, pois a pressão interna do balão impede que as moléculas de água entrem em ebulição. Quando o fundo do balão entra em contato com o gelo, ocorre redução da pressão interna, devido à condensação das moléculas de água; isso permite que as moléculas, que estão no estado líquido, passem para o estado de vapor, mesmo que a temperatura seja menor que 100 °C. 8. a) Somente a substância associada à curva D tem temperatura de ebulição inferior a 70 °C a 760 mmHg, portanto, é a única no estado gasoso. TE (D) = 60 °C (1 atm) b) TE em ordem crescente D < C < B < A HCCℓ3 < CCℓ4 < H2 O < CH3 COOH Embora o CCℓ4 seja apolar, apresenta TE superior ao do HCCℓ3 , porque a polaridade do HCCℓ3 é muito pequena. Nesse caso, prevalece a influência da maior massa molar do CCℓ4 . 9. a) O álcool mais volátil é o Butan-2-ol pois apresenta mais pressão de vapor comparado ao Hexan-3-ol, na mesma temperatura. 495 790 hexan-3-ol H2 O butan-2-ol b) As interações intermoleculares nos dois álcoois são do tipo ligação de hidrogênio e dispersões de London, porém, a cadeira carbônica do Hexan-3-ol é maior que a do Butan-2-ol e por conta disso a interação do tipo dipolo induzido (London) é mais efetiva, o que justifica o fato dele possuir maior temperatura de ebulição e menor pressão de vapor. 10. a) A = 1; B = 2; C = 3 O sistema mais volátil é o número 1 (água pura), curva A. b) Diminui a pressão de vapor, pois as moléculas do solvente passam a interagir também com o soluto não volátil, tornando energeticamente mais caro o processo de migração das moléculas para o estado gasoso. E.O. Enem 1. B 2. E 3. C 4. D E.O. Objetivas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. B 2.D 3. D 4. B E.O. Dissertativas (Unesp, Fuvest, Unicamp e Unifesp) 1. a) Pelo gráfico, à temperatura de 76 °C, temos uma pressão de 300 mmHg. Significa que para o éter termos, aproximadamente, 10 °C. b) Devido às pontes de hidrogênio existentes entre as moléculas do 1-butanol que são interações mais fortes do que as encontradas no éter. 2. a) Pelo volume dos frascos: II < III < I percebemos que o frasco II evaporou mais rapidamente e isto significa que a substância contida nele apresenta a maior pressão de vapor seguida da substância contida no frasco III; e por último a substância contida no frasco I, ou seja, a ordem crescente de pressão de vapor é dada por: PV (I) < PV (III) < PV (II). Processo físico para evaporar os solventes na mistura (I + II): Destilação fracionada. b) Como a mistura de II e III é uma mistura comum ela terá a seguinte curva de aquecimento, dada na figura 1: (Observação: S = sólido; L = líquido; G = vapor.)

297VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Como a mistura de I e III é azeotrópica ela terá a seguinte curva de aquecimento, dada na figura 2: Ou seja, como podemos observar, a temperatura de ebulição da mistura entre II e III varia. Já a temperatura de ebulição da mistura entre I e III se mantém constante (mistura azeotrópica). Figura 1 Temperatura S S + L L L + G T1 T2 T3 T4 Tempo G Aumento da Energia cinética G L + G L S + L Fusão S Aumento da Energia cinética Ebulição Aumento da Energia cinética Temperatura Figura 2 T1 T2 T3 T4 Tempo 3. a) Equação balanceada: 2C8 H10N4 O2 + 1902 → 16CO2 + 10H2 O + 4N2 b) O solvente orgânico utilizado deve ter baixa temperatura de ebulição, ou seja, elevada pressão de vapor ou para uma dada pressão constante deve apresentar menor temperatura de ebulição (TE). Este solvente é o X. De acordo com o gráfico TEx < TE y . Logo, é o solvente mais indicado. 4. a) Admitindo-se a existência de líquido nos frascos, a temperatura máxima alcançada pelo sistema constituído pelo líquido X e frasco é 50 °C (durante o processo de ebulição). Esse frasco poderá ser tocado com a mão, sem que se corra risco de queimaduras. No sistema constituído pelo líquido Y e frasco, a temperatura máxima alcançada é 100 °C, quando atinge o equilíbrio com a chapa elétrica de aquecimento. Neste caso, poderá haver risco de queimaduras, se o frasco em questão for tocado com a mão. b) A adição de um soluto não volátil eleva a temperatura de ebulição de um líquido. Portanto: • o líquido X poderá atingir uma temperatura superior a 50°C, antes de entrar em ebulição. • a temperatura máxima que o líquido Y atingirá será 100°C, mesmo com a presença de soluto não-volátil, porque é igual à temperatura de aquecimento da chapa.

298VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias E.O APRENDIZAGEM 1. Comparando-se, à mesma temperatura, as propriedades da água pura e as da água do mar, a água do mar deve apresentar menor: a) pressão de vapor. b) concentração de íons. c) densidade. d) condutibilidade elétrica. e) ponto de ebulição. 2. (UFSCar) As curvas de pressão de vapor, em função da temperatura, para um solvente puro, uma solução concentrada e uma solução diluída são apresentadas na figura a seguir. Considerando que as soluções foram preparadas com o mesmo soluto não volátil, pode-se afirmar que as curvas do solvente puro, da solução concentrada e da solução diluída são, respectivamente: a) I, II e III. b) I, III e II. c) II, III e I. d) II, I e III. e) III, II e I. 3. (UFTM) Três soluções aquosas de nitrato de sódio, nitrato de alumínio e glicose, com concentrações 0,5 mol/L, foram aquecidas em três béqueres, sob as mesmas condições ambientes, até a ebulição. As temperaturas das três soluções foram monitoradas com três termômetros devidamente calibrados. A solução que a 25 ºC apresenta maior pressão de vapor e a solução que apresenta maior temperatura de ebulição são, respectivamente: a) glicose e nitrato de alumínio. b) glicose e nitrato de sódio. c) nitrato de alumínio e glicose. d) nitrato de alumínio e nitrato de alumínio. e) nitrato de sódio e glicose 4. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes soluções aquosas: X - 0,25 mol/L de glicose (C6 H12O6 ) Y - 0,25 mol/L de carbonato de sódio(Na2 CO3 ) Z - 0,50 mol/L de ácido nítrico (HNO3 ) W - 0,50 mol/L de sacarose (C12H22O11) Das soluções acima, assinale a opção que representa a maior pressão de vapor. a) X b) Y c) Z d) W 5. (UFRN) Gabriel deveria efetuar experimentos e analisar as variações que ocorrem nas propriedades de um líquido, quando solutos não voláteis são adicionados. Para isso, selecionou as amostras a seguir indicadas. AMOSTRA I: água (H2 O) pura. AMOSTRA II: solução aquosa 0,5 molar de glucose (C6 H12O6 ). AMOSTRA III: solução aquosa 1,0 molar de glucose (C6 H12O6 ). AMOSTRA IV: solução aquosa 1,0 molar de cloreto de cálcio (CaCℓ2 ). A amostra que possui maior pressão de vapor é: a) I. b) II. c) III. d) IV. 6. (UFRGS) Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Uma sopa muito salgada é aquecida numa panela aberta. Nessas condições, a sopa deve entrar em ebulição numa temperatura ......... 100 °C. Assim, à medida que a água da sopa evapora, a temperatura da sopa ............... . a) acima de – aumenta b) acima de – diminui c) abaixo de – aumenta d) igual a – permanece constante e) igual a – aumenta EFEITOS COLIGATIVOS COMPETÊNCIA(s) 5, 6 e 7 HABILIDADE(s) 17, 21, 24, 25, 26 e 27 CN AULAS 33 E 34

299VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias 7. (Mackenzie) Considere os sistemas I e II, constituídos, respectivamente, por: I. 50 mL de água pura. II. 50 mL de solução 0,1 M de cloreto de sódio. Submetidos às mesmas condições apropriadas, verifica- -se que: a) no sistema I, a pressão de vapor da água é menor do que no sistema II. b) no sistema II, a temperatura de ebulição da solução é maior do que no sistema I. c) no sistema II, a temperatura de solidificação da solução é maior do que no sistema I. d) os dois sistemas apresentam a mesma temperatura de congelamento. e) nos dois sistemas, a pressão de vapor é a mesma. 8. (UFPR) Em festas e churrascos em família, é costume usar geleiras de isopor para resfriar bebidas enlatadas ou engarrafadas. Para gelar eficientemente, muitas pessoas costumam adicionar sal e/ou álcool à mistura gelo/ água. A melhor eficiência mencionada se deve ao fato de que a presença de sal ou álcool: a) aumenta a taxa de transferência de calor. b) abaixa a temperatura do gelo. c) aumenta a temperatura de ebulição. d) abaixa a temperatura de fusão. e) abaixa a dissipação de calor para o exterior. 9. (PUC-RS) A água do mar é rica em sais dissolvidos, nela predominando o cloreto de sódio. A concentração de sais varia em função da região, sendo que no Mar Morto se encontra a maior concentração salina conhecida, na ordem de 35 g/100 mL de solução. Sobre a água do mar, é correto afirmar que: a) entra em ebulição a uma temperatura abaixo de 100 °C. b) é mais fácil de ser tratada, com vistas à sua potabilidade, do que a água dos rios (água doce). c) tem pH próximo de 0,0. d) evapora com mais facilidade do que a água pura. e) congela a uma temperatura abaixo de 0 ºC. E.O. FIXAÇÃO 1. (UFMG) Dois recipientes abertos contêm: um, água pura (I) e, o outro, água salgada (II). Esses dois líquidos são aquecidos até a ebulição e, a partir desse momento, mede-se a temperatura do vapor desprendido. Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o comportamento da temperatura em função do tempo durante a ebulição. a) b) c) d) 2. (Mackenzie) Solução Massa de Na2 SO4 (g) Volume do solvente (L) I 42 1,51 II 200 1,51 Têm-se duas soluções aquosas de sulfato de sódio, conforme tabela dada. É INCORRETO afirmar que: a) as duas soluções têm pontos de ebulição maiores do que o da água pura. b) a solução II tem pressão de vapor menor do que a I, à mesma temperatura. c) as temperaturas de solidificação das duas soluções são mais altas do que a da água pura. d) a temperatura de ebulição da solução I é menor do que a da solução II. e) a temperatura de congelamento da solução I é mais alta do que a da solução II 3. (Mackenzie) Em um laboratório, são preparadas três soluções A, B e C, contendo todas elas a mesma quantidade de um único solvente e cada uma delas, diferentes quantidades de um único soluto não volátil. Considerando que as quantidades de soluto, totalmente dissolvidas no solvente, em A, B e C, sejam crescentes, a partir do gráfico abaixo, que mostra a variação da pressão de vapor para cada uma das soluções em função da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura “T”:

300VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias a) a solução C corresponde à curva I, pois quanto maior a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, menor é a pressão de vapor dessa solução. b) solução A corresponde à curva III, pois quanto menor a quantidade de soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior é a pressão de vapor dessa solução. c) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas III, II e I, pois quanto maior a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. d) as soluções A, B e C correspondem respectivamente às curvas I, II e III, pois quanto menor a quantidade de um soluto não volátil dissolvido em um solvente, maior a pressão de vapor da solução. e) a solução B é a mais volátil, que é representada pela curva II. 4. (PUC-MG) Considere as seguintes soluções aquosas, a 25 °C e 1 atm: X – 0,20 mol/L de sacarose (C12H22O11) Y – 0,50 mol/L de cloreto potássio (KCℓ) Z – 0,50 mol/L de sulfato de sódio (Na2 SO4 ) Considerando-se as propriedades coligativas de tais soluções, é incorreto afirmar que: a) a solução X é a de maior pressão de vapor. b) a solução Y tem uma temperatura de congelamento menor do que a solução Z. c) as três soluções apresentam temperatura de ebulição superior a 100 °C. d) a ordem crescente de temperatura de ebulição dessas soluções é: X < Y < Z. 5. (PUC-MG) Certas propriedades físicas de um solvente, tais como temperatura de ebulição e de solidificação, são alteradas quando nele dissolvemos um soluto não volátil. Para se verificar esse fato, quatro sais distintos foram dissolvidos em frascos contendo a mesma quantidade de água, formando as soluções I, II, III e IV, como indica o esquema a seguir: I II III IV 0,2 mol de MgSO4 0,1 mol de K2 SO4 0,1 mol de Al 2 (SO4 ) 3 0,1 mol de ZnSO4 Assinale a alternativa que apresenta soluções em ordem crescente de abaixamento da temperatura de solidificação. a) IV < I < II < III b) III < I < II < IV c) IV < II < I < III d) III < II < I < IV 6. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes soluções aquosas: I. 0,2 moℓ/L de cloreto de potássio (KCℓ). II. 0,2 moℓ/L de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ). III. 0,2 moℓ/L de glicose (C6 H12O6 ). IV. 0,5 moℓ/L de ácido acético (CH3 COOH). V. 0,5 moℓ/L de sulfato de sódio (Na2 SO4 ). A que apresenta temperatura de congelação mais alta é: a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. 7. (PUC-MG) Em um laboratório, um estudante recebeu três diferentes amostras (X, Y e Z). Cada uma de um líquido puro, para que fosse estudado o comportamento de suas pressões de vapor em função da temperatura. Realizado o experimento, obteve-se o seguinte gráfico da pressão de vapor em função da temperatura. Z Y 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 X20406080 100 120 temperatura (ºC) pressão (mmHg) Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que: a) o líquido Z é aquele que apresenta maior volatilidade. b) o líquido X é o que apresenta maior temperatura de ebulição ao nível do mar. c) as forças de atração intermoleculares dos líquidos aumentam na ordem: X < Y < Z. d) a temperatura de ebulição do líquido Z, à pressão de 700 mmHg, é 80 °C. 8. (UFSJ) Considere as soluções aquosas abaixo a uma pressão de 1,0 atm: Solução A: 0,6 mol/L de glicose. Solução B: 0,1 mol/L de ácido nítrico. Solução C: 0,2 mol/L de cloreto de magnésio. Sobre essas soluções, é correto afirmar que: a) as soluções A e C apresentam o mesmo ponto de congelamento. b) as três soluções apresentam ponto de ebulição abaixo de 100 °C. c) a solução B apresenta o maior ponto de ebulição. d) a solução C é a que apresenta menor pressão de vapor. 9. (Ufu) A respeito das propriedades das soluções, considere as afirmativas a seguir. I. A água do mar ferve a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. II. A água do mar congela a uma temperatura mais baixa que a água pura, ambas ao nível do mar. III. Uma solução aquosa de sacarose ferve a uma temperatura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar. IV. Uma solução aquosa de sacarose congela a uma temperatura mais alta que a água pura, ambas ao nível do mar.

301VOLUME 4 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Dentre essas afirmações: a) todas são incorretas. b) I e IV são corretas. c) I é correta e III é incorreta. d) II e III são corretas. E.O. COMPLEMENTAR 1. (Ufu) Considere três soluções diferentes, A, B e C, contendo cada uma delas 100,0 g de água e, respectivamente, 34,2 g de sacarose, 4,6 g de etanol e 4,0 g de hidróxido de sódio. Massa molar: Sacarose, C12H22O11 - 342 g/mol Etanol, C2 H5 OH - 46 g/mol Hidróxido de sódio, NaOH - 40 g/mol É correto afirmar que: a) as três soluções têm os mesmos pontos de congelamento. b) as soluções A e C têm o mesmo ponto de ebulição, mas a solução B tem o mais baixo. c) a solução C tem o mais baixo ponto de congelamento do grupo de soluções. d) o ponto de ebulição da solução C é mais baixo do que o das soluções A ou B. 2. (ITA) Considere os valores da temperatura de congelação de soluções 1 milimol/L das seguintes substâncias: I. Aℓ2 (SO4 ) 3 II. Na2 B4 O7 III. K2 Cr2 O7 IV. Na2 CrO4 V. Aℓ(NO3 ) 3 . 9H2 O Assinale a alternativa CORRETA relativa à comparação dos valores dessas temperaturas. a) I < II < V < III < IV b) I < V < II ≈ III ≈ IV c) II < III < IV < I < V d) V < II < III < IV < I e) V ≈ II < III < IV < I 3. (Udesc) A pressão de vapor de um solvente líquido diminui devido à presença de um soluto não volátil (efeito tonoscópico), afetando a temperatura de fusão (efeito crioscópico) e a temperatura de vaporização do solvente (efeito ebulioscópico). Faz-se uso destes fenômenos, por exemplo, nos anticongelantes utilizados nos radiadores de automóveis e nos sais empregados para fundir gelo em regiões onde há ocorrência de neve. Os líquidos A, B, C e D, listados abaixo, estão a 1 atm e a 25 ºC e apresentam, respectivamente, pressões de vapor PA , PB , PC e PD . LÍQUIDO A: 100 mL de solução 0,01 mol/L de NaCℓ em água. LÍQUIDO B: 100 mL de água. LÍQUIDO C: 100 mL de solução 0,01 mol/L de glicose em água. LÍQUIDO D: 50 mL de água. Assinale a alternativa correta com relação à pressão de vapor dos líquidos A, B, C e D. a) PD = PB > PC > PA b) PA > PC > PB > PD c) PA = PC > PD > PB d) PD > PB > PA = PC e) PD > PA = PC > PB 4. (Uel) Na mesma condição de pressão foram preparadas as seguintes soluções. • Em um béquer (béquer 1) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de sacarose (C12H22O11). A mistura foi agitada dando origem a uma solução 1. • Em outro béquer (béquer 2) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de cloreto de sódio (NaCℓ). mistura foi agitada dando origem a uma solução 2. • Em outro béquer (béquer 3) foram adicionados 1 kg de água e 1 mol de glicose (C6 H12O6 ). A mistura foi agitada dando origem a uma solução 3. Com relação às soluções contidas nos béqueres 1, 2 e 3 é correto afirmar: a) A diminuição do ponto de congelamento do solvente na solução 1 é maior que na solução 3. b) O aumento do ponto de ebulição do solvente na solução 2 é menor que na solução 1. c) A diminuição da pressão de vapor do solvente da solução 2 é duas vezes maior que da solução 1. d) A diminuição da pressão de vapor do solvente da solução 2 é igual a da solução 3. e) O aumento do ponto de ebulição do solvente da solução 1 é duas vezes maior que da solução 3. E.O. DISSERTATIVO 1. A variação das pressões de vapor HCCℓ3 e H5 C2 Cℓ com a temperatura é mostrada no gráfico. pressão de vapor (mmHg) H5 C2 Cl HCCl 3 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 temperatura (ºC) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Considerando a pressão de 1 atmosfera: a) A que temperatura cada substância entrará em ebulição? b) Qual é o efeito da adição de um soluto não volátil sobre a pressão de vapor das substâncias? 2. (UFSCar) Um líquido puro e a solução de um soluto não volátil neste líquido têm suas pressões de vapor em função da temperatura representadas pelas curvas