Nível 2

Dois bécheres, 1 e 2, são colocados em uma campânula e selados. O sistema é mantido em $\pu{40 \degree C}.$

• O bécher 1 contém $\pu{500 mg}$ de aspirina, dissolvidos em $\pu{200 mL}$ de etanol.

• O bécher 2 contém $\pu{200 mL}$ de etanol puro.

No início do experimento, o nível do líquido nos dois bécheres é o mesmo:

Assinale a alternativa que melhor representa os níveis de líquido nos bécheres três horas após o início do confinamento.

A

B

C

D

A massa molar de um compostos orgânico recentemente sintetizado foi determinada pelo método de destilação isotérmica.

Neste método, duas soluções, em recipientes abertos, são colocadas lado a lado em uma câmera fechada. Uma das soluções continha $\pu{3 mg}$ do composto e a outra $\pu{4 mg}$ de azobenzeno, $\ce{C12H10N2}$, ambos dissolvidos em porções do mesmo solvente.

Após um período de três dias, atingido o equilíbrio da transferência de solvente entre as soluções, verifica-se que a solução contendo o composto possui volume de $\pu{1,82 mL}$ e a solução de azobenzeno possui volume de $\pu{1 mL}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa molar do composto.

Um reator tubular equipado com um pistão é carregado com uma pequena quantidade de uma mistura equimolar de benzeno e tolueno líquidos em $\pu{25 \degree C}$. Um manômetro acoplado ao reator registra a pressão total de $\pu{760 Torr}$.

O pistão é deslocado lentamente até que o volume interno seja reduzido para $\pu{70}\%$ do volume inicial. A temperatura interna se manteve estável em $\pu{25 \degree C}$.

A pressão de vapor do benzeno é $\pu{90 Torr}$ e a do tolueno é $\pu{30 Torr}$ nessa temperatura

1. Determine a fração molar de benzeno na fase gasosa antes da queda.

2. Determine a pressão total no tambor após a queda.

3. Determine a fração molar de benzeno na fase gasosa após a queda.

Uma solução foi preparada pela mistura de quantidades iguais de tetracloreto de carbono, $\ce{CCl4}$, e benzeno, $\ce{C6H6}$ em $\pu{25 \degree C}$.

1. Determine a pressão de vapor da solução.

2. Determine a fração de benzeno no vapor.

Uma solução foi preparada pela mistura equimolar de dois líquidos diferentes que formam uma solução ideal.

Considere as proposições:

1. O volume da solução resultante é a soma dos volumes dos líquidos puros.

2. A entalpia da solução resultante é a soma das entalpias dos líquidos puros.

3. A temperatura da solução é a média aritmética da temperatura dos líquidos puros.

4. A pressão de vapor da solução é a média aritmética da pressão de vapor dos líquidos puros.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Uma solução é preparada pela mistura de $\pu{15 mL}$ de etanol e $\pu{250 mL}$ de água em $\pu{25 \degree C}$. Nessa solução, o volume parcial molar de água igual a $\pu{17,5 cm3.mol-1}$ e o volume parcial molar do etanol igual a $\pu{57 cm3.mol-1}$.

Considere as proposições:

1. O volume total da solução é $\pu{258 mL}.$

2. A solução apresenta desvio da Lei de Raoult.

3. A acomodação das moléculas de água entre as moléculas de etanol leva à contração do volume quando as soluções são misturadas.

4. As interações entre as moléculas de água e etanol possuem mesma força que interações entre as moléculas de água e as interações entre as moléculas de etanol.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Uma amostra de $\pu{20 g}$ de uma mistura de sacarose, $\ce{C12H22O11}$, e cloreto de sódio, $\ce{NaCl}$, é dissolvida em $\pu{1 L}$ de água. O ponto de congelamento da solução é $\pu{-0,426 \degree C}$.

A constante crioscópica da água é $k_\mathsf{c} = \pu{1,86 K.kg.mol-1}.$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração mássica de sacarose na amostra.

Uma amostra de $\pu{500 mg}$ de uma mistura de cloreto de sódio, $\ce{NaCl}$, e cloreto de magnésio, $\ce{MgCl2}$, é dissolvida água até formar $\pu{1 L}$ de solução. A pressão osmótica da solução em $\pu{25 \degree C}$ é $\pu{0,395 atm}$.

Determine a fração mássica de cloreto de magnésio na amostra.

A análise elementar de um composto indicou uma composição mássica de $\pu{49}\%\,\ce{C}$, $\pu{2,7}\%\,\ce{H}$ e $\pu{48,3}\%\,\ce{Cl}$.

Quando uma amostra de $\pu{10 g}$ desse composto se dissolve em $\pu{80 g}$ de benzeno o ponto de congelamento da solução é $\pu{1,2 \degree C}$. A temperatura de congelamento do benzeno é $\pu{5,5 \degree C}$ e sua constante do ponto de congelamento é $k_\mathsf{c} = \pu{0,51 K.kg.mol-1}.$

1. Determine a fórmula empírica do composto.

2. Determine a massa molar do composto.

3. Determine a fórmula molecular do composto.

A queima de $\pu{2,92 g}$ de lisina, um aminoácido composto de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, formou $\pu{5,28 g}$ de $\ce{CO2}$ e $\pu{2,52 g}$ de $\ce{H2O}$.

Em outro experimento todo o nitrogênio em uma amostra de $\pu{2,19 g}$ de lisina foi convertido em $\pu{0,51 g}$ de amônia.

Quando uma amostra de $\pu{73 mg}$ de lisina é dissolvida em água até completar $\pu{100 mL}$ de solução em $\pu{20 \degree C}$, a pressão osmótica da solução é $\pu{12 kPa}$.

1. Determine a fórmula empírica da lisina.

2. Determine a massa molar da lisina.

3. Determine a fórmula molecular da lisina.

Uma amostra de $\pu{0,2 g}$ de polietileno, $\ce{(CH2)_n}$ dissolvida em $\pu{0,1 L}$ de tolueno tem pressão osmótica $\pu{6,3 Torr}$ em $\pu{20 \degree C}$.

1. Determine a massa molar média do polímero.

2. Determine o numero médio de unidades monoméricas em uma molécula do polímero.

A quitosana tem sido utilizada em cicatrização de ferimentos, remoção de proteínas alergênicas de alimentos e liberação controlada de fármacos. Um experimento de laboratório envolveu a síntese da quitosana através tratamento da quitina com excesso de hidróxido de sódio: $$\ce{ (C8H13O5N)_n ->[NaOH] (C6H11O4N)_n }$$ O produto da reação foi isolado e uma amostra de $\pu{10,2 g}$ foi adicionada em $\pu{100 mL}$ de água destilada. O ponto de congelamento desta solução é $\pu{-0,00038 \degree C}$. A solução foi aquecida, mantendo o sistema sob agitação e em refluxo, por um longo tempo, garantindo a quebra completa das unidades poliméricas formando os monômeros. O ponto de congelamento da solução resultante é $\pu{-1,14 \degree C}$.

A constante crioscópica da água é $k_\mathsf{c} = \pu{1,86 K.kg.mol-1}.$

1. Determine o número médio de unidades monoméricas na estrutura da quitosana.

2. Determine a eficiência da síntese da quitosana utilizando hidróxido de sódio.

Uma solução de $\pu{0,01 g}$ de uma proteína em $\pu{10 mL}$ de água em $\pu{20 \degree C}$ tem elevação de $\pu{5,22 cm}$ no aparelho:

A densidade da solução é $\pu{1 g.cm-1}$.

1. Determine a massa molar da proteína.

2. Determine o ponto de congelamento da solução.

3. Explique qual propriedades coligativa, pressão osmótica ou diminuição no ponto de congelamento, é melhor para medir a massa molar de macromoléculas.

Em solução de tetracloreto de carbono, o tetracloreto de vanádio sofre dimerização formando $\ce{V2Cl8}$. Em um experimento, $\pu{6,76 g}$ de $\ce{VCl4}$ foram dissolvidos em $\pu{100 g}$ de tetracloreto de carbono a $\pu{0 \degree C}$. Após certo tempo a mistura alcançou o equilíbrio, sendo a densidade $\pu{1,78 g.cm-3}$. A mistura foi resfriada com nitrogênio líquido, sendo registrada a variação da temperatura com o tempo.

A temperatura de congelamento do $\ce{CCl4}$ é $\pu{-23\degree C}$ e sua constante do ponto de congelamento é $k_\mathsf{c} = \pu{30 K.kg.mol-1}.$

1. Determine o grau de dimerização do tetracloreto de vanádio.

2. Determine a concentração molar de $\ce{VCl4}$ no equilíbrio.

3. Determine a concentração molar de $\ce{V2Cl8}$ no equilíbrio.

O ácido acético comporta-se diferentemente em dois solventes distintos. O ponto de congelamento de uma solução $5\%$, em massa, de ácido acético em água é $\pu{-1,72 \degree C}$. Em benzeno, o abaixamento do ponto de congelamento associado a uma solução $5\%$, em massa, de ácido acético é $\pu{2,32 \degree C}$.

As constantes do ponto de congelamento do benzeno e da água são $\pu{5,12 K.kg mol-1}.$ e $\pu{1,86 K.kg.mol-1},$ respectivamente.

1. Explique a diferença no comportamento do ácido acético em solução.

2. Determine o grau de reação do ácido acético em água.

3. Determine o grau de reação do ácido acético em benzeno.

Quando submersos em águas profundas, os mergulhadores necessitam voltar lentamente à superfície para evitar a formação de bolhas de gás no sangue.

1. Explique o motivo da não formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se de regiões próximas à superfície para as regiões de águas profundas.

2. Explique o motivo da não formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se muito lentamente de regiões de águas profundas para as regiões próximas da superfície.

3. Explique o motivo da formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se muito rapidamente de regiões de águas profundas para as regiões próximas da superfície.

O volume de sangue no corpo de um mergulhador de mar profundo é cerca de $\pu{6 L}$. As células sanguíneas compõem cerca de $55\%$ do volume do sangue. Os restantes $45\%$ formam a solução em água conhecida como plasma. A solubilidade do $\ce{N2}$ no sangue a uma pressão parcial de 1 atm é $\pu{5,8e-4 mol.L-1}$.

Determine o volume de nitrogênio, medido sob $\pu{1 atm}$ e $\pu{37 \degree C}$, eliminado por um mergulhador em profundidade de $\pu{90 m}$ em seu retorno à superfície.

Em um experimento para determinar a massa molar de um composto orgânico não eletrólito um estudante dissolveu $\pu{0,03 g}$ do composto em $\pu{10 mL}$ de água.

A constante crioscópica da água é $k_\mathsf{c} = \pu{2 K.kg.mol-1}.$

1. Explique a variação na temperatura da mistura ao longo do experimento.

2. Explique a depressão na curva que ocorre $\pu{30 s}$ após o inicio do experimento.

3. Estime a massa molar do composto orgânico.

Uma amostra de água do mar possui densidade $\pu{1,05 g.mL-1}$, a concentração média de espécies dissolvidas é $\pu{0,8 mol.L-1}$ e a temperatura média $\pu{290 K}$.

Com o objetivo de purificar a amostra de água, uma das extremidades abertas de um longo tubo contendo a solução é envolvido com uma membrana semipermeável, a qual será imersa na água do mar.

Determine a profundidade mínima que o tubo deveria ser imerso.

Considere as proposições:

1. O ponto de bolha é a temperatura em que a vaporização de um líquido se inicia, em um processo de aquecimento.

2. O ponto de orvalho é a temperatura em que a condensação de um vapor se inicia, em um processo de resfriamento.

3. A temperatura do ponto de orvalho é menor que a do ponto de bolha.

4. Para um líquido puro o pontos de bolha e o ponto de orvalho coincidem com o ponto de ebulição.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Um tanque contém de uma mistura líquida de etanol e metanol em equilíbrio com o vapor em $\pu{1 atm}.$ A temperatura do sistema é aumentada levemente, mantendo a pressão contante.

Assinale a alternativa correta.

Considere o diagrama de fases para uma mistura líquida de hexano, $\ce{C6H14}$, e octano, $\ce{C8H18}$, em $\pu{1 atm}.$

Quando uma mistura contendo $20\%$ hexano em base molar é aquecida, ela entra em ebulição, possibilitando a marcação do ponto A, que representa o líquido $\alpha$ em ebulição e o ponto B, que representa o vapor $\beta$, gerado pela vaporização do líquido $\alpha$. O vapor $\beta$ pode ser condensado e em seguida vaporizado, gerando o vapor $\gamma$.

Considere as proposições:

1. Os pontos de ebulição normal do octano e do hexano são $\pu{70 \degree C}$ e $\pu{140 \degree C},$ respectivamente.

2. O vapor $\beta$ contém $50\%$ de hexano em base molar.

3. O vapor $\gamma$ contém $80\%$ de hexano em base molar.

4. A temperatura de ebulição ma mistura líquida contento $20\%$ de hexano é $\pu{110 \degree C}.$

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere o diagrama de fases para uma mistura líquida de água e 1,4-dioxano em $\pu{1 atm}.$

Considere as proposições.

1. Água e dioxano formam um azeótropo de ponto de ebulição mínimo quando a fração molar de água é $\pu{20}\%$.

2. A mistura de água e dioxano ocorre com liberação de energia.

3. Em $\pu{20 \degree C}$, a pressão de vapor da água é $\pu{20 Torr}$ e a do dioxano é $\pu{30 Torr}$. A pressão de vapor de uma mistura equimolar de água e dioxano em $\pu{20 \degree C}$ é menor que $\pu{25 Torr}$.

4. Uma mistura contendo $\pu{80}\%$ de água e $\pu{20}\%$ de dioxano em base molar em $\pu{70 \degree C}$ é aquecida até o início da ebulição. O vapor coletado é resfriado de volta a $\pu{70 \degree C}$ resultando em um líquido contendo $\pu{40}\%$ de água em base molar.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere as misturas:

1. Acetona, $\ce{CH3OCH3}$, e clorofórmio, $\ce{CHCl3}$.

2. Metanol, $\ce{CH3OH}$, e etanol, $\ce{CH3CH2OH}$.

3. $\ce{HF}$ e $\ce{H2O}$.

4. Hexano, $\ce{C6H14}$, e $\ce{H2O}$.

Assinale a alternativa que relaciona o tipo de desvio da lei de Raoult nas misturas, respectivamente.

Considere as misturas:

1. Etanol, $\ce{CH3CH2OH}$, e $\ce{H2O}$.

2. $\ce{HBr}$ e $\ce{H2O}$.

3. Ácido fórmico, $\ce{HCOOH}$, e benzeno.

4. Ciclopentano, $\ce{C5H10}$, e cicloexano $\ce{C6H12}$.

Assinale a alternativa que relaciona o tipo de desvio da lei de Raoult nas misturas, respectivamente.