RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UEM - 2016 - Parte 1 - (1 a 10)

RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UEM – 2016 – PARTE 1 (1 A 10)

 

1. O sal de cozinha pode ser obtido da  água do mar, através de:

A. Centrifugação

B. Decantação

C. Destilação

D. Evaporação

E. Filtração

 

RESOLUÇÃO

A centrifugação e a decantação são métodos de separação de misturas heterogéneas. Logo "A e B" estão erradas isto porque água do mar é uma mistura homogénea.

Na água do mar, o sal encontra-se dissolvido nesta. Portanto, o processo usado para se obter o sal é tirando todo o solvente, para isso usa-se a evaporação: então evapora-se toda água e o sal fica.

A evaporação é um processo usado nas salinas para a obtenção do sal. Nas salinas durante a maré cheia faz-se passar a água do mar por vários  compartimentos onde ocorre a evaporação até que se obtenha o sal.

 

Resposta: alternativa  D.

 

2. Ao misturar gasolina/água e gasolina/etanol resulta, respectivamente:

A. Mistura heterogénea e mistura heterogénea

B. Mistura heterogénea e mistura homogénea

C. Mistura homogénea e mistura heterogénea

D. Mistura homogénea e mistura homogénea

E. Nenhuma das alternativas anteriores está correcta

RESOLUÇÃO

Para resolver este exercício, há que ter em primeiro lugar em mente os conceitos de mistura homogénea e mistura heterogéneo.

·         Mistura homogénea: é aquela em que não é possível distinguir os seus componentes. É monofásica

·         Mistura heterogénea: é aquela em que é possível distinguir os seus componentes. É polifásica.

Como já sabemos estes conceitos, vamos analisar cada caso.

Como sabemos, a gasolina e a água são imiscíveis, ou seja, se misturam  MAS NÃO SE DISSOLVEM (não confunda misturar e dissolver!) e como consequência vão formar uma mistura heterogénea.

Já o álcool etílico (ou etanol) e a gasolina são miscíveis, ou seja, se misturam e se dissolvem logo vão formar uma mistura homogénea.

 

Resposta: alternativa  B.

3. Encontram-se descritas, algumas propriedades de uma substância:

A temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido, não conduz corrente eléctrica e é solúvel em água; mas quando aquecido até que se funda, a solução obtida conduz corrente eléctrica. De acordo com tais características essa substância pode ser:

A. Diamante

B. Magnésio

C. Cloreto de potássio

D. Amónia

E. Sacarose

RESOLUÇÃO

Propriedades das substâncias iónicas:

São sólidos duros e quebradiços à temperatura ambiente;

Possuem altos pontos de fusão e ebulição, pois é necessário uma grande quantidade de energia para quebrar a atracção electrostática entre os iões (ligação);

Conduzem corrente eléctrica em solução aquosa ou quando fundidos, pois os seus iões adquirem mobilidade;

São polares devido à formação efectiva de cargas opostas em sua estrutura;

São bem solúveis em água;

Devido à força de atracção entre os iões, a estrutura é compacta, apresentando forma e volume constantes, o que caracteriza o estado sólido.

Têm estrutura cristalina, isto é, os iões se distribuem alternadamente, formando estruturas que são denominadas retículos cristalinos.

Todas estas propriedades caracterizam um composto iónico. Para melhor entendimento, tomemos como exemplo o sal de cozinha, NaCl.

O NaCl, é um composto iónico. Como sabemos a temperatura ambiente o NaCl encontra-se no estado sólido e neste estado não pode conduzir corrente eléctrica mas quando aquecido, ou seja, quando é submetido a um processo de fusão, portanto quando é fundido, a cerca de mais de 800^o C, o NaCl muda de estado, passando de sólido para líquido. A solução resultante deste processo de fusão, contém iões do NaCl, pois devido ao aquecimento este se dissociou, ou seja, os seus iões se separaram.

Como podemos representar pela equação:

NaCl_(s) + Calor ⟶ Na⁺_(l) + Cl^-_(l)

A presença de iões na solução obtida tem como consequência a condução da corrente eléctrica. Portanto, das alternativas aqui dadas a que está correcta é C. Cloreto de potássio cuja fórmula e KCl.

Resposta: alternativa  C.

 4. Ar, dióxido de carbono, Metano, Iodo e gasolina.

Se esses materiais forem classificados em substâncias puras e misturas, pertencerão ao grupo das substâncias puras:

A. Ar, dióxido de carbono e metano

B. Iodo, dióxido de carbono e Metano

C. Ar, metano e gasolina

D. Gasolina, ar e iodo

E. Dióxido de carbono, Iodo e ar

 

RESOLUÇÃO

Bom, como vemos a questão quer somente a alternativa que contém apenas substâncias puras.

Uma substância pura ou simplesmente substância é aquela que é constituída por um componente só, isto é, constituída por átomos, moléculas aglomerados iónicos, todos iguais entre si. Em suma uma substância pura não se encontra misturada com outras, apresenta aspecto homogéneo, tem composição química bem definida e um conjunto de propriedades específicas também bem definidas, como o ponto de fusão, ebulição, densidade, etc.

Fazendo uma análise, podemos ver que temos o Ar na alternativa A, como sabemos o Ar não é só formado por Oxigénio, é uma mistura de gases, com destaque para o Nitrogénio (N₂) e Oxigénio, portanto não é uma substância pura é uma mistura. Logo a alternativa A está errada.  Na alternativa B, temos Iodo, dióxido de carbono e metano, como sabemos nestes casos, primeiro podemos representar por meio de fórmulas químicas, I₂, CO₂ e CH₄ respectivamente. Nestas moléculas cada átomo está numa proporção fixa portanto não são misturas pois podem ser representadas por meio de fórmulas químicas e têm proporção fixa e têm propriedades específicas também definidas.

Portanto, a alternativa B está correcta.

Se a alternativa B está correcta significa que as restantes estão todas erradas.

 

Resposta:  alternativa  B

 

5. O ácido sulfúrico concentrado tem uma densidade de 1,84 g/cm³ . Calcule a massa de 0.253 litros deste ácido.

A. 0.253 kg

B. 0.253 g

C. 465.52 g

D. 46.55 kg

E. 0.465 mg

RESOLUÇÃO

Para a resolução deste exercício vamos fazer algo muito simples.

Observe que a unidade da densidade é g/cm³ e o volume dado pelo exercício está em litros. Portanto, vamos converter o volume dado, de litros para cm³ usando a regra de três simples:

1 L ________ 1000 cm³

0,253 L ______ x

X = 253 cm³

 

Agora vamos aplicar a fórmula usada para o cálculo da densidade que é:

d = m / v

Como queremos calcular a massa então a fórmula acima pode ser escrita:

d = m / v   ⇒ m = d ∙ v

Agora é só substituir com os valores:

m = d ∙ v

m = 1,84g/cm³ ∙ 253cm³

m = 465,52 g

 

Resposta: alternativa  C

 

6. O metanol (CH₃OH) é um combustível limpo para o ambiente. Pode ser obtido pela reacção directa de monóxido de carbono (CO) e hidrogénio (H₂). Partindo de 12.0 g de hidrogénio e 74.5 g de monóxido quantos gramas de metanol podem ser obtidos? (massas atómicas (g/mole): H – 1.01; C - 12.01; O - 16.00)

A. 85.25 gramas

B. 0.16 gramas

C. 0.14 gramas

D. 32.05 gramas

E. 95.20 gramas

RESOLUÇÃO

Quando fornecem 2 dados de reagentes para calcular um produto é por que pode ter um reagente em excesso que não será consumido na totalidade na reacção e logo o valor fornecido como dado não pode ser usado no cálculo.

 

Então vamos escrever a equação da reacção acertada:

CO + 2H₂ ⟶ CH₃-OH

Como nos dão dois dados, 12 g de H₂ e 74,5 g de CO para calcular a massa de um produto, CH₃-OH significa que deve haver uma substância em excesso e é o que vamos descobrir agora, qual é a substância em excesso:

Mas em primeiro lugar calcular a massa molar de cada substância, note que tens que usar sempre as massas atómicas que eles dão no exercício!

M(CO)  = 12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol

M(H₂) = 2  ∙ 1,01 = 2,02 g/mol

M(CH₃-OH) = 12,01 + 3 ∙ 1,01 + 16,00 + 1,01 = 32,05 g/mol

Agora vamos calcular a massa do CO usando a massa dada do Hidrogénio (H₂) usando a regra de três simples:

 

CO + 2H₂ ⟶ CH₃-OH

A equação mostra que:

1 mol CO ________ 2 mol H₂

28,01 g CO __________ 2 ∙ 2,02 g H₂

X __________________ 12 g H₂

X = 83,19 g CO

Agora é a vez de calcular a massa do H₂ usando a massa do CO:

CO + 2H₂ ⟶ CH₃-OH

A equação mostra que:

1 mol CO ________ 2 mol H₂

28,01 g CO __________ 2 ∙ 2,02 g H₂

74,5 g CO ___________ Y

Y = 10,745g

 

CONCLUSÕES

1. A massa do CO dada pelo exercício é de 74,5 g e a que obtivemos nos nossos cálculos é de 83,19 g. Isto significa que o Hidrogénio precisa de 83,19 g de CO para reagir completamente mas só temos 74,5 g de CO. Logo o Hidrogénio (H₂) é o REAGENTE EM EXCESSO uma vez que precisa de uma quantidade de CO superior a quantidade disponível. Logo a massa de hidrogénio não será usada nos cálculos. A massa do reagente em excesso NÃO é usada nos cálculos.

2. A massa de Hidrogénio que obtivemos dos cálculos foi de 10,745 g. Isto significa que o Monóxido de carbono, CO, necessita de apenas 10,74 g de Hidrogénio, mas aqui temos 12 g, ou seja, o exercício nos diz que temos 12 g. Logo o CO é o REAGENTE LIMITANTE pois precisa de uma qunatidade de H₂ inferior que a quantidade disponivel. E é a massa do reagente limitante que usamos nos cálculos.

 

CO + 2H₂ ⟶ CH₃-OH

1 mol CO ______ 1 mol CH₃-OH

28,01 g CO _________ 32,05 g CH₃-OH

74,5 g CO _________ Z

Z = 85,245 ≈ 85,25g

 

Resposta: alternativa A

8. Os ossos possuem 65% de sua massa constituída de matéria mineral. Esta, por sua vez, contém 80% de fosfato de cálcio [Ca₃(PO₄)₂] e 20% de carbonato de cálcio (CaCO₃). Calcule a massa de fósforo existente num adulto cujo esqueleto tem 50 kg de peso do esqueleto. (massas atómicas (g/mol): Ca- 40; P- 31; C- 12; O- 16)

A. 32.5 kg

B. 36.0 kg

C. 26.0 kg

D. 5.2 kg 

E. 31.0 kg

 

RESOLUÇÃO

Para resolvermos esta questão, é só termos um raciocínio um pouco mais lógico. Ora vejamos: Diz-se que os "ossos possuem 65% de sua massa constituída de material mineral", ou seja, dos 50 kg do esqueleto adulto, 65% desses 50kg corresponde a massa da parte mineral. O que quer dizer que em primeiro lugar temos que calcular a massa da matéria mineral existente nos 50 kg

50kg ____________  100%

X _________________  65%

50kg ∙ 65% = X ∙ 100%

X = 32,5 kg

Nota: A massa total é de 50 kg por isso corresponde a 100%.

Agora observe que, se diz "esta por sua vez, contém 80% de fosfato de cálcio". Isto significa que destes 32,5kg, 80% desta massa é a massa de fosfato de cálcio:

32,5 kg _____________  100%

Y ___________________  80%

32,5kg ∙  80% = Y ∙ 100%

Y = 26 kg.

E o exercício quer exactamente a massa de fósforo existente no esqueleto do adulto. Então agora vamos calcular a massa molar do Fosfato de cálcio [Ca₃(PO₄)₂] e do Fósforo (P) existente no fosfato de cálcio:

 

M[Ca₃(PO₄)₂] = 3 ∙ 40 + 2 ∙  (31 + 4 ∙ 16) = 310 g/mol

 

Observe que no Ca₃(PO₄)₂ temos dois (2) átomos de P (fósforo) logo a massa atómica do fósforo será multiplicada por 2:

 

M(P) = 31 ∙ 2 = 62 g

Então dos 310 g/mol do Ca₃(PO₄)₂ , 62 g são do fósforo (P), então temos:

1 kg __________  1000 g

26 kg ___________  v

V = 26000 g

 

310 g Ca₃(PO₄)₂  ___________ 62 g P

26000 g Ca₃(PO₄)₂ __________ m

310 g ∙ m = 26000 g ∙  62 g

m = 5200 g de Fósforo (P)

1 kg --------- 1000 g

m ----------- 5200 g

m = 5,2 kg

 

Resposta: alternativa  D

 

8. Faz-se reagir 45 g de hidróxido de sódio com igual massa de ácido sulfúrico. Quer se saber qual é a massa de sulfato de sódio obtida? (massas atómicas (g/mole): S – 32.07; H – 1.01; Na – 22.99; O – 16.00)

A. 45.0 gramas

B. 65.17 gramas

C. 0.82 gramas 

D. 142.05 gramas 

E. 32.59 gramas

 

RESOLUÇÃO

Este exercício é igual ao exercício número 6 pela sua característica. Eu disse no exercício 6, que quando nos dão 2 dados de reagentes para calcular a massa de um produto, é porque deve haver um REAGENTE EM EXCESSO a qual a sua massa não vai ser usada nos cálculos.

Para descobrirmos a substância (reagente) em excesso temos que escrever a equação que traduz essa reação e acertá-la: 

2NaOH + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

Agora calcular as massas molares das substâncias envolvidas no "problema", neste caso, o NaOH, H₂SO₄ e o Na₂SO₄.

M(NaOH) = 22,99+16,00+1,01 = 40 g/mol

Note que na equação temos 2 moles de NaOH ou seja, temos (2NaOH) o que significa que a massa molar do NaOH vai ser multiplicada por: 2 ∙ 40 = 80 g

M(H₂SO₄) = 2 ∙ 1,01 + 32,07 + 4 ∙ 16,00 = 98,09 g/mol

M(Na₂SO₄) = 2 ∙ 22,99 + 32,07 + 4 ∙ 16,00 = 142,05 g/mol

Agora é hora de descobrir o a substância em excesso e a substância limitante:

Entenda bem o exercício, este diz que a massa de 45 g é do NaOH e a mesma de H₂SO₄.

Massa do H₂SO₄ necessária para reagir completamente com 45 g de NaOH

2NaOH + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

2 mol        1 mol       1 mol        2 mol

 

2 mol NaOH ___________ 1 mol H₂SO₄

2 ∙ 40 g NaOH ___________ 98,09 g H₂SO₄

45 g NaOH ______________ X

2 ∙ 40 g ∙ 45 g = X ∙ 98,09 g

X = 36,70 g

 

Massa do NaOH necessária para reagir completamente com 45 g de H₂SO₄ 

2NaOH + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

2 mol        1 mol       1 mol        2 mol

 

2 mol NaOH ___________ 1 mol H₂SO₄

2 ∙ 40 g NaOH ___________ 98,09 g H₂SO₄

Y _____________________ 45 g H₂SO₄

45 g ∙ 98,09 g = Y ∙ 2 ∙ 40 g

X = 55,17 g

 

CONCLUSÕES

 1. Usando 45 g de H₂SO₄ obtivemos como valor 36,70 g de NaOH, o que significa que 45 g de H₂SO₄ só precisam de apenas 36,70 g de NaOH para reagirem completamente. Porém o exercício diz que temos 45 g de NaOH, logo o H₂SO₄ é a substância ou reagente LIMITANTE já que necessita de uma quantidade de NaOH menor que a disponível.

2. Já usando 45 g de NaOH obtivemos como valor 55,17 g de H₂SO₄ o que quer dizer que 45 g de NaOH para reagirem completamente precisam de 55,17 g de H₂SO₄ enquanto só temos apenas 45 g de H₂SO₄ , LOGO O NaOH é o reagente ou substância EM EXCESSO já necessita de uma de H₂SO₄ superior que a quantidade disponível. Por ser o reagente em excesso não usaremos a massa de NaOH nos cálculos.

 

Cálculo da massa de sulfato de sódio

2NaOH + H₂SO₄ ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

1 mol       1 mol        1 mol        2 mol

 

1 mol H₂SO₄ ____________ 1 mol Na₂SO₄

98,09 g H₂SO₄ ___________ 142,05 g Na₂SO₄

45 g H₂SO₄ _______________ A

98,09 g ∙  A = 45 g ∙  142,05 g

A = 65,167 ≈ 65,17g

 

Resposta: alternativa B

9. Dadas as seguintes características:

I. Sólido à temperatura ambiente

II. Cristais duros e quebradiços

III. Alto ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE)

IV. Condutor de corrente eléctrica quando fundido, mas não no estado sólido

É correcto afirmar que estas correspondem à:

A. Um metal

B. Um ametal

C. Um composto iónico

D. Um composto molecular

E. Uma liga metálica

RESOLUÇÃO

Propriedades das substâncias iónicas:

• São sólidos duros e quebradiços à temperatura ambiente;
• Possuem altos pontos de fusão e ebulição, pois é necessário uma grande quantidade de energia para quebrar a atracção electrostática entre os iões (ligação);
• Conduzem corrente eléctrica em solução aquosa ou quando fundidos, pois os seus iões adquirem mobilidade;
• São polares devido à formação efectiva de cargas opostas em sua estrutura;
• São bem solúveis em água;
• Devido à força de atracção entre os iões, a estrutura é compacta, apresentando forma e volume constantes, o que caracteriza o estado sólido.
• Têm estrutura cristalina, isto é, os iões se distribuem alternadamente, formando estruturas que são denominadas retículos cristalinos.

Resposta: alternativa C 

10. Dados os seguintes átomos, ₂₁X⁴² , ₂₁Y⁴³ e  ₂₂Z⁴³  . Indique a alternativa correcta: 

A . X e Y são isótopos; Y e Z isótonos; X e Z isóbaros 

B . X e Y são isótopos; Y e Z isóbaros; X e Z isótonos 

C . X e Y são isóbaros; Y e Z isótonos; X e Z isótopos 

D . X e Y são isóbaros; Y e Z isótopos; X e Z isótonos 

E . nenhuma 

RESOLUÇÃO

Para resolver este exercício temos que ter em conta o conhecimento sobre as Características do átomo e sobre as Semelhanças atómicas.

De um modo geral:

a) Isótopos - são átomos do mesmo elemento químico (com o mesmo número atómico) mas com diferente número de massa.

b) Isóbaros - são átomos de elementos químicos diferentes (com diferente número atómico) mas com o mesmo número de massa.

c) Isótonos - são átomos de elementos químicos com diferentes números de massa e atómico mas com o mesmo número de neutrões.

Como vemos, X e Y têm o mesmo número atómico logo são Isótopos.

Y e Z têm o mesmo número de massa logo são isóbaros.

Agora temos que calcular o número de neutrões de cada átomo para sabermos quais são isótonos:

Para o X:

A = Z + N

N = A - Z

N = 42 - 21

N = 21

 

Para o Y:

A = Z + N

N = A - Z

N = 43 - 21

N = 22

 

Para o Z:

A = Z + N

N = A - Z

N = 43 - 22

N = 21

 

Como vemos o X e o Z têm o mesmo número de neutrões, logo são isótonos.

 

Resposta: alternativa: B

 

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UEM exame resolvido.

REVISÃO: 15/11/2020

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