RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UP - 2020

RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UP - 2020

1. São dados três átomos genéricos A, B e C. O átomo A tem número atómico 70 e número de massa 160. O átomo C tem 94 neutrões, sendo isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. O número de electrões do átomo B é:

A 160

B 70

C 74

D 164

RESOLUÇÃO

Para resolvermos esta questão temos que ter a noção acerca das Semelhanças Atómicas e das Características dos Átomos.

Primeiramente recordemo-nos dos seguintes conceitos:

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

Isóbaros - são átomos de elementos químicos diferentes (ou seja, com diferente número atómico (Z) mas com o mesmo número de massa (A).

Isótonos - são átomos de elementos químicos diferentes (ou seja, com diferente número atómico (Z) e diferente número de massa (A) mas que têm igual número de neutrões (N).

Como o átomo C é isótopo de A significa que têm o mesmo número atómico (Z) e é por isso que o número atómico de C é 70. Como temos dados suficientes podemos calcular o número de neutrões do átomo A e o número de massa do átomo C:

Átomo A	Átomo C
Número atómico (Z) = 70	Número de neutrões (N) = 94
Número de massa (A) = 160	Número atómico (Z) = 70
Número de neutrões (N)   A = Z + N 160 = 70 + N N = 160 – 70 N = 90	Número de massa (A)   A = Z + N A = 70 + 94 A = 164

O átomo B é isóbaro de C, logo “B” e “C” têm o mesmo número de massa. E o átomo B é isótono de A logo, “A” e “B” têm o mesmo número de neutrões.

Assim, para o átomo B temos o número de massa (A) e o número de neutrões (N) o que significa que podemos calcular o número atómico (Z) do átomo B:

Átomo B
Número de massa: 164	Número atómico (Z)
Número de neutrões: 90	A = Z + N 164 = Z + 90 Z = 164 – 90 Z = 74

Como trata-se de um átomo neutro, significa que o número de atómico (que corresponde ao número de protões existentes no núcleo do átomo) é igual ao número de electrões: Z = p⁺ = e^-:

Portanto, o número de electrões do átomo B é 74.

Resposta: alternativa: C

2. Dados os seguintes átomos hipotéticos ₉₀X²³³ , _aY^b e _cZ^d. Sabendo que o átomo Z tem 144 neutrões, é isótopo de X e isóbaro de Y e que o átomo Y é isótono de X; então o átomo Y deve ter:

A 90 protões

B 91 protões

C 143 protões

D 42 protões

RESOLUÇÃO

Para resolvermos este exercício temos que seguir o mesmo raciocínio que usamos para resolver o exercício número 1.

O átomo Z é isótopo de X, o que significa que “Z” e “X” têm o mesmo número atómico. E este mesmo átomo Z é isóbaro de Y o que significa que o átomo “Z” e “Y” têm o mesmo número de massa. O átomo Y é isótono de X, o que significa que “Y” e “X” têm o mesmo número de neutrões (N).

Notem que temos para o átomo X o número de massa (A) e o número atómico (Z), logo podemos calcular o número de neutrões do átomo X e que será o mesmo valor para o átomo Y dado que X e Y são isótonos:

Átomo X	Átomo Z	Átomo Y
Número atómico (Z) = 90	Número atómico (Z) = 90	Número de massa (A) = 234
Número de massa (A) = 233	Número de neutrões (N) = 144	Número de neutrões (N) = 144
Número de massa (A)   A = Z + N 233 = 90 + N N = 233 – 90 N = 143	Número de massa (A)   A = Z + N A = 90 + 144 A = 234	Número atómico (Z)   A = Z + N 234 = Z + 144 Z = 234 – 144 Z = 90

 

Resposta: alternativa: A

3. Na explicação dos aspectos contraditórios que o modelo de Rutherford apresentava, Bohr tomou como base a:

A Estrutura do núcleo do átomo

B Teoria do electromagnetismo

C Teoria da relatividade

D Quantização de energia

RESOLUÇÃO

Resposta: alternativa: D

4. Considerem-se dois compostos E e F, sendo o primeiro molecular e o segundo iónico. Pode-se afirmar que:

A os dois quando fundidos, sempre conduzem a corrente eléctrica;

B os dois quando em solução aquosa, sempre conduzem a corrente eléctrica;

C somente E pode conduzir a electricidade, quando ambos estão em solução;

D no composto F, podem ocorrer ligações covalentes entre os átomos.

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 a 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.

PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS COVALENTES

⦁ Têm pontos de fusão e ebulição baixos;

⦁ À temperatura ambiente podem apresentar-se nos estados sólido, líquido ou gasoso;

⦁  Não são bons condutores de corrente eléctrica. A excepção é a grafite que conduz corrente eléctrica. Porém alguns ácidos fortes, por exemplo, em meio aquoso sofrem ionização tornando a solução condutora de corrente eléctrica;

⦁  Em geral tem baixa tenacidade, ou seja, baixa resistência mecânica, pois são muito quebradiços;

⦁  Têm baixa solubilidade em água.

Análise das alternativas:

A. INCORRECTA

Os compostos iónicos é que conduzem corrente eléctrica quando fundidos pois a solução resultante contém os iões que constituem estes compostos.

B. INCORRECTA

Os compostos iónicos é que conduzem corrente eléctrica em solução pois estes dissociam-se, ou seja, os iões que constituem estes compostos se separam o que causa a condutividade eléctrica.

C INCORRECTA

Somente F pode conduzir electricidade, quando ambos estão em solução aquosa, isto porque o composto F é um composto iónico e em meio aquoso, dissociam-se, ou seja, os iões que constituem estes compostos se separam o que causa a condutividade eléctrica. O E por ser molecular não forma no geral iões em solução aquosa por isso não pode conduzir electricidade.

D CORRECTA

Se F é um composto iónico significa que estabelece ligações iónicas mas neste mesmo composto pode-se estabelecer ligações covalentes. Note por exemplo, o NaCN, este composto é formado por iões [Na]⁺ e [CΞN]^-, por isso é um  composto iónico, porém, no mesmo composto iónico ocorrem ligações covalentes, pois no ião cianeto, [CΞN]^- o Carbono e o Nitrogénio estabelecem entre si ligações covalentes. O composto E por ser molecular estabelece ligações covalentes (ou moleculares).

Resposta: Alternativa: D

5. A configuração electrónica do Enxofre (Z = 16), no estado fundamental, é:

A 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²_x 3p²_y  3p⁰_z

B 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹_x 3p²_y  3p¹_z

C 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²_x 3p¹_y  3p¹_z

D 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹_x 3p¹_y  3p²_z

RESOLUÇÃO

Para fazermos a distribuição electrónica deste átomo temos que seguir o Diagrama de Pauling, assim, a distribuição ou configuração electrónica deste átomo é:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

No entanto, sabe-se que o subnível “p” tem três (3) orbitais cuja disposição espacial é:

 

Assim, temos o P_x , P_y e o P_z . Representando em “caixinhas” (como é comum):

Agora voltando a configuração electrónica, vemos que no subnível p do nível 3 (3p) temos 4 electrões: 3p⁴. Então vamos distribuir estes electrões nestas “caixinhas” obedecendo a Regra de Hund ou Regra da Máxima Multiplicidade: “num mesmo subnível, de início, todos os orbitais devem receber o seu primeiro electrão, e só depois cada orbital irá receber o segundo”.

Notem que no orbital p_x temos 2 electrões, assim, a configuração electrónica do nosso átomo fica:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²_x 3p¹_y 3p¹_z

Resposta: alternativa: C

6. Das moléculas que se seguem: CO, C₂H₆, CO_2, H₂O, NH₃, as que apresentam ligações polares e apresentam carácter polar são:

A Todas, excepto C₂H₆

B Todas, excepto CO e C₂H₆

C Todas, excepto C₂H₆ e CO₂

D Todas, excepto C₂H₆ e NH₃

RESOLUÇÃO

Apresentam ligações polares (existe diferença de electronegatividade entre os átomos): TODAS MOLÉCULAS.

Apresentam carácter polar (o momento dipolar (dipolo eléctrico) é diferente de zero): CO, H₂O, e NH₃, ou seja, todas excepto C₂H₆ e CO₂.

Observem os exemplos:

Resposta: alternativa C

7. Que volume de hidrogénio é necessário para a redução completa de 20 gramas de óxido de cobre II?

A 5,6 litros

B 11,2 litros

C 4,48 litros

D 2,24 litros

RESOLUÇÃO

Equação da reacção:

CuO + H₂ → Cu + H₂O

Mr(CuO) = 63,54 + 16 = 79,54 g/mol ≅ 80 g/mol

Mr(H₂) = 2 x 1 = 2 g/mol

Assim, 1 mol de Hidrogénio equivale a 2 g. Nas CNTP, 1 mol de um gás ocupa 22,4 L, logo:

1 mol ___________ 2 g ___________ 22,4 L

 

CuO   +   H₂     →  Cu + H₂O

80 g____22,4 L

20 g _____ x

80 g · x = 20 g · 22,4 L

x = 20 g · 22,4 L / 80 g

x = 5,6 L

Resposta: alternativa A

8. O resíduo da calcinação de uma mistura de carbonato de cálcio e hidróxido de cálcio pesou 3,164 g e o CO₂ formado pesou 1,386 g. Calcule as percentagens dos componentes (massas atómicas, em g/mole: Ca – 40; S – 32; C -12; O – 16).

A CaCO₃ – 31,52%; Ca(OH)₂ – 68,48%

B CaCO₃ – 53,82%; Ca(OH)₂ – 46,18%

C CaCO₃ – 55,82%; Ca(OH)₂ – 44,18%

D CaCO₃ – 43,81%; Ca(OH)₂ – 56,19%

RESOLUÇÃO

Massas molares: (A massa atómica do Enxofre não é necessária neste exercício!)

Mr(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 x 16 = 100 g /mol

Mr(CaO) = 40 + 16 = 56 g/mol

Mr[Ca(OH)₂] = 40 + 2 x 16 + 2 x 1 = 74 g/mol

Mr(CO₂) = 12 + 2 x 16 = 44 g/mol

PERCENTAGENS DE CaO (ATENÇÃO A ESTA RESOLUÇÃO)

PERCENTAGENS DOS COMPONENTES (PEDIDO DO EXERCÍCIO)

Resposta: NÃO HÁ RESPOSTA CORRECTA NESTA QUESTÃO!

9. Se se dissolver 12,25 g de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) em 250 g de água pura, a concentração percentual em peso e molar serão respectivamente, assumindo que a densidade da água é 1 g/cm³: (massas atómicas, em g/mole: H = 1,01; C – 12,01; O – 16,00)

A 4,67%; 49 mole/l

B 4,90%; 1,43 x 10^-4 mole/l

C 4,67%; 0,14 mole/l

D 4,90%; 0,14 mole/l

RESOLUÇÃO

Vamos tirar os dados primeiro:

Massa do soluto (m₁) = 12,25 g

Massa do solvente (m₂) = 250 g

Como a densidade da água é 1 g/cm³, tem-se:

1 g _______________ 1 cm³

250 g _______________ V

V = 250 cm³ = 0,25 L

10. Uma solução preparada dissolvendo-se 0,25 mol de CaSO₄ que se encontra 85% dissociado contém

A 3,1 ∙ 10²³ partículas dispersas

B 2,78425 ∙ 10²³ partículas dispersas

C 31 ∙ 10²² partículas dispersas

C 27,8425 ∙ 10²² partículas dispersas

RESOLUÇÃO

Dados

α = 85% = 0,85

n = 0,25 mol

CaSO_4(aq) → Ca²⁺_(aq) + SO₄^2- _(aq)

Sabe-se que 1 mol equivale a 6,02 · 10²³ partículas

1 mol ______________ 6,02 · 10²³ partículas

0,25 mol ___________ y

y = 1,505 · 10²³ partículas

No entanto, vemos na dissociação deste composto form-se 2 mol de iões, ou seja, 1 mol de CaSO₄ origina dois 2 mol de iões e por causa disso temos que usar um factor de correcção para obtermos o valor correcto do número de partículas e este factor de correcção é denominado de Factor de Correcção de Van’t Hoff (i) e é calculado usando-se a fórmula:     i = 1 + α · (q – 1)

Onde:

⦁ i – factor de correccção de Van’t Hoff;

⦁ α – grau de dissociação ou ionização;

⦁ q – número de partículas dissociadas ou ionizadas

Calculando o “i”:

Note que na dissociação forma-se 2 mol de iões:

CaSO_4(aq) → Ca²⁺_(aq) + SO₄^2- _(aq)

                  1 mol + 1 mol = 2 mol

Logo: q = 2

i = 1 + α · (q – 1)

i = 1 + 0,85 · (2 – 1)

i = 1 + 0,85 · 1

i = 1,85

Agora é só multiplicarmos o número de partículas que calculamos anteriormente pelo valor do factor de correcção de Vam’t Hoff (i):

1,505 · 10²³ x 1,85 = 2,78425 · 10²³ partículas = 27,8425 · 10²² partículas.

Matematicamente falando as alternativas B e D estão correctas. Mas considerando a notação padrão da notação científica vamos escolher a alternativa B.

Resposta: alternativa: B

Por: Miguel Pascoal

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FIM

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