7ª Série de Problemas 2010-2011 (Resolução de Alguns Exercicios)
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![Page 1: 7ª Série de Problemas 2010-2011 (Resolução de Alguns Exercicios)](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022082217/5695d49c1a28ab9b02a213ea/html5/thumbnails/1.jpg)
Engenharia AeronáuticaQuímica
PROBLEMAS DE QUÍMICA GERAL(8ª SÉRIE)Nome: Nº de aluno:Hugo Rafael Lopes Abreu 25531Luís Carlos da Costa Ferreira 24655Rui Filipe Martins Fernandes Cunha 25199
1. Coloque as seguintes espécies químicas por ordem crescente de estabilidade: Li2, Li2
+, Li2-. Utilize o diagrama de energias de orbitais moleculares para justificar a sua
escolha.
Resolução:
Como a configuração electrónica do Li é 1s2 2s1, logo a molécula Li2 tem 6 electrões.Assim a configuração electrónica das orbitais moleculares do Li2 é: (σ1s)2 (σ*1s )2 (σ2s)2.
Molécula(σ*2s )
Átomo Átomo
2S 2S(σ2s )
Ordemdeligação=12 (n° deelectões emOM ligantes
−(n° de electrõesemOM antiligantes ))Ordemdeligação (Li2)=
12 (4−(2 ))=1∴ Logo ,Li2 é diamagnético
A molécula Li2+ tem 5 electrões.
Assim a configuração electrónica das orbitais moleculares do Li2+ é: (σ1s)2 (σ*1s )2 (σ2s)1.
Molécula(σ*2s )
Átomo Átomo
2S 2S(σ2s )
energiaenergia
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Ordemdeligação=12 (n° deelectões emOM ligantes
−(n° de electrõesemOM antiligantes ))Ordemdeligação ¿
A molécula Li2- tem 7 electrões.
Assim a configuração electrónica das orbitais moleculares do Li2+ é: (σ1s)2 (σ*1s )2 (σ2s)2
(σ*2s )1.
Molécula(σ*2s )
Átomo Átomo
2S 2S(σ2s )
Ordemdeligação=12 (n° deelectões emOM ligantes
−(n° de electrõesemOM antiligantes ))Ordemde ligação ¿
Portanto, as espécies químicas por ordem crescente de estabilidade: Li2+, Li2
- < Li2.
2. Utilize a T.O.M. para comparar as estabilidades relativas de F2 e F2-.
Resolução:
Como a configuração electrónica do F é 1s2 2s2 2p5, logo a molécula F2 tem 18 electrões.Assim a configuração electrónica das orbitais moleculares do Li2 é: (σ1s)2 (σ*1s )2 (σ2s)2
(σ*2s )2 (σ2px )2 (π2py )2 (π2pz )2 (π*2py )2 (π*2pz )2.
Molécula(σ*2px )
(π*2py )2 (π*2pz )2
Átomo Átomo
energia
energia
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2px 2py 2pz (σ2px ) 2px 2py 2pz
(π2py )2 (π2pz )2
Ordemdeligação=12 (n° deelectões emOM ligantes
−(n° de electrõesemOM antiligantes ))Ordemde ligação (F2 )=12 (10− (8 ) )=1∴Logo , F2é diamagnético
A molécula F2- tem 19 electrões.
Assim a configuração electrónica das orbitais moleculares do Li2- é: (σ1s)2 (σ*1s )2 (σ2s)2
(σ*2s )2 (σ2px )2 (π2py )2 (π2pz )2 (π*2py )2 (π*2pz )2 (σ*2px )1.
Molécula(σ*2px)
(π*2py )2 (π*2pz )2
Átomo Átomo
2px 2py 2pz (σ2px ) 2px 2py 2pz
(π2py )2 (π2pz )2
Ordemdeligação=12 (n° deelectões emOM ligantes
−(n° de electrõesemOM antiligantes ))Ordemde ligação ¿
Logo, a molécula F2 é mais estável do que F2-.
energia
![Page 4: 7ª Série de Problemas 2010-2011 (Resolução de Alguns Exercicios)](https://reader036.fdocumentos.tips/reader036/viewer/2022082217/5695d49c1a28ab9b02a213ea/html5/thumbnails/4.jpg)
3. Diga quais os tipos de forças intermoleculares que existem nas moléculas abaixam indicadas:
a) Benzeno (C6H6)
b) Clorofórmio (CHCl3)
c) Pentafluoreto de fósforo (PF5)
d) Óxido de sódio (Na2O)
e) Hexafluoreto de enxofre (SF6)
Resolução:
a) O benzeno é uma molécula apolar, logo as forças presentes são forças dipolo-dipolo induzido e forças de dispersão entre moléculas.
b) O clorofórmico é uma molécula apolar, logo as forças presentes são as forças de dispersão.
c) O pentafluoreto de fósforo é uma molécula apolar e tem elementos electronegativos(F), logo as forças presentes são forças dipolo-dipolo induzido e forças de ligações de hidrogénio.
d) O óxido de sódio é uma molécula polar, logo as forças presentes são forças dipolo-dipolo e forças de dispersão entre moléculas.
e) O hexafluoreto de enxofre é uma molécula apolar e tem elementos electronegativos(F) na sua constituição, logo estão presentes as forças dipolo-dipolo induzido e ligações de hidrogénio.
4. A pressão de vapor de um líquido a 40ºC é 720 mmHg. Qual é a pressão de vapor quando a temperatura é de 50 ºC? (H0
vap = 31 kJ/mol)
Resolução:
P1=720mmHg=( 720mmHg×1atm760mmHg )=0,95atmT 1=40+273,15K=313K
T 2=40+273,15K=323 K
ln P=−∆HvapRT
+C , R=8,314 J K−1mol−1
C1=C2 , lnP1P2
=∆HvapR (T 1−T 2T 1T 2 )↔ ln 0,95
P2=31×10
3
8,314 ( 313−323313×323 )↔ ln 0,95P2
=−0,368
↔ 0,95P2
=e−0,368↔P2=1,37atm
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5. Calcule a quantidade de calor necessária para converter 27 g de água em vapor a 100 0C (H0
vap= 40,79 kJ/mol).
Resolução:
∆ H vap=40,79KJ mol−1=40,79×103 J mol−1
MH 2O=2×1,01+1×16=18 gmol−1
∆ H vap=qvapn↔qvap=
mH 2O
M H 2O×∆H vap↔qvap=
2718
× (40,79×103 )↔qvap=61185J
6. Calcule a quantidade de energia que é necessária para elevar 250 g de água de 25ºC para 150ºC? (c(H2O líquida) = 4,18 J/gºC; c(H2O vapor) = 1,99 J/gºC; H0
vap= 40,79 kJ/mol)
Resolução:∆ H vap=40,79KJ mol−1=40,79×103 J mol−1
MH 2O=2×1,01+1×16=18 gmol−1
Aquecimento de água dos 25°C a 100°C:
q1=mH 2O×cH 2O liq
×∆ t↔q1=250×4,18× (100−25 )↔q1=78375 J
Vaporização da água a 100°C:
qvap=q2=mH 2O
MH 2O×∆H vap↔q2=
25018
× (40,79×103 )↔q2=566528 J
Aquecimento de vapor de água 100°C a 150°C:
q1=mH 2O×cH 2O gas×∆ t↔q1=250×1,99× (150−100 )↔q1=24875 J
A energia total requerida é dada por:
q t=q1+q2+q3↔q t=78375+566528+24875↔q t=669778 J↔qt=669,8KJ
7. Calcule a massa de água, em gramas, que deve ser adicionada a:
a) 5,0 g de ureia para preparar uma solução de concentração 16,2 % em massab) 26,2 g de MgCl2 para preparar uma solução de concentração 1,5 % em
massa
Resolução:
a)%ureia=mureia
msolução×100%↔msolução=
5,016,2%
×100%↔msolução=30,9 g
msolução=mH 2O+mureia↔mH 2O=30,9−5↔mH 2O=25,9 g
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b)%MgCl2=mMgCl2
msoluçã o×100%↔m solução=
26,21,5%
×100%↔msolu ção=1747g
msolução=mMgCl2+mMgCl2↔mH 2O=1747−26,2↔mH 2O=1720,8 g
8. Preparou-se uma solução misturando 62,6 ml de benzeno (C6H6) com 80,3 ml de tolueno (C7H8). Calcular as fracções molares destes dois componentes. (dbenzeno = 0,879 g/ml; dtolueno = 0,867 g/ml)
Resolução:
dbenzeno=mbenzeno
V benzeno↔mbenzeno=0,879×62,6↔mbenzeno=55g
d tolueno=mtolueno
V tolueno↔mtolueno=0,867×80,3↔mtolueno=69,6 g
msolução=mbenzeno+mtolueno↔msolução=55+69,6↔msolução=124,6 g
%benzeno=mbenzeno
msolução×100%↔%benzeno= 55
124,6×100%↔%benzeno=44%
% tolueno=mtolueno
mtolueno×100%↔% tolueno= 69,6
124,6×100%↔% tolueno=56%
9. O ácido sulfúrico concentrado que se usa no laboratório contém 98 % em massa de H2SO4. Calcule a molaridade da solução ácida. (densidade da solução = 1,83 g/ml)
Resolução:Considerando um litro de solução(1000mL):
MH 2SO 4=2×1,01+1×32+4×16=98gmol−1
dsolução=msolução
V solução↔msolução=1,83×1000↔msolução=18,3 g
%H 2SO4=mH2 SO4
msolução×100%↔mH 2SO4
=98%×18,3100%
↔mH 2SO4=17,9g
nH 2SO4=mH2 SO4
M H2 SO4
↔nH 2SO4=17,998
↔nH 2SO4=0,18mol
A molaridade da solução ácida é:
M=nH 2SO4
V solução↔M=0,18mol
1 L↔M=0,18mol L−1
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