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QUÍMICA Capítulo 1 Estados físicos e suas mudanças184 Dissolução fracionada: Areia + Sal Adicionando H 2 O Filtração Evaporação Aplicação da dissolução fracionada em uma mistura de areia e sal. Métodos de separação de misturas homogêneas: y Destilação simples y Destilação fracionada y Liquefação fracionada Esquema de destilação: Rolha com termômetro Tripé Bico de Bunsen Condensador de bolas Tela de amianto Saída de água Entrada de água Vidro de relógio Aparelhagem utilizada em uma destilação simples. 1 Mackenzie Relativamente ao diagrama de fases da água pura, é incorreto afirmar que, no ponto: Temperatura(°C) D T M A B N C P (m m H g ) 760 4,579 0 0,0098 100 A A, tem-se o equilíbrio água sólida água líquida. B B, tem-se o equilíbrio água líquida água vapor. C C, tem-se somente água na fase de vapor. T, as três fases coexistem em equilíbrio. E D, coexistem as fases de vapor e líquida. 2 UFSCar Considere os seguintes dados obtidos sobre propriedades de amostras de alguns materiais. Quer saber mais? Sites y y <www. y <www. Exercícios complementares Material Massa (g) Volume (mL, a 20 °C) Temperatura de fusão (°C) Temperatura de ebulição (°C) Com respeito a estes materiais, pode-se armar que: A a 20 °C, os materiais X e Y estão no estado líquido. B a 20 °C, apenas o material Z está no estado gasoso. C os materiais Z, T e W são substâncias. os materiais Y e T são misturas. E se o material Y não for solúvel em W, então ele deverá flutuar se for adicionado a um recipiente contendo o material W, ambos a 20 °C. 3 ITA Durante a utilização de um extintor de incêndio de dióxido de carbono, verifica-se a formação de um aerossol esbranquiçado e também que a temperatura dos gás ejetado é consideravelmente menor do que a temperatura ambiente. Considerando que o dióxido de carbono seja puro, assinale a opção que indica a(s) substância(s) que torna(m) o aerossol visível a olho nu. A Água no estado líquido. B Dióxido de carbono no estado líquido. F R E N T E 2 185 seguir representa o processo de aquecimento de uma amostra dessa substância. Tempo(min) T(°C) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 10 20 30 40 50 60 Analisando o gráco, podemos concluir que a amostra apresenta: A duração da ebulição de 10 min. B duração da fusão de 40 min. C ponto de fusão de 40 °C. ponto de fusão de 70 °C. E ponto de ebulição de 50 °C. 7 UEL Vapor-d’água passa para o estado líquido por: I. diminuição de temperatura. II. aumento de volume. III. diminuição de pressão. Dessas armativas, apenas: A I é correta. B II é correta. C III é correta. I e II são corretas. E I e III são corretas. 8 PUC-Campinas Uma das aplicações do nitrogênio está na obtenção de temperaturas baixas, necessárias, por exemplo, aos procedimentos cirúrgicos e à con- servação de materiais biológicos. Considerando as seguintes informações. Temperatura de ebulição a 1 atm = 77,4 K Temperatura crítica = 126,1 K Pressão crítica = 33,5 atm Obs.: Temperatura crítica = temperatura acima da qual um gás não pode ser liquefeito por compressão. Pressão crítica = pressão exercida sobre o gás na tem- peratura crítica. Pode-se concluir que a: I. 25 °C (temperatura ambiente) o nitrogênio atmos- férico pode ser liquefeito por compressão. II. 77,4 K e 100 atm o nitrogênio encontra-se no esta- do líquido. III. 99 K e 1 atm o nitrogênio encontra-se no estado líquido. Dessas armações, somente: A I é correta. I e II são corretas. B II é correta. E II e III são corretas. C III é correta. Dica para questão 8: Desenhar o diagrama de equilíbrio de fases, com o ponto triplo e o ponto crítico bem determinados, é fundamental para a resolução da questão. C Dióxido de carbono no estado gasoso. Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado líquido. E Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado gasoso. 4 Fuvest 2020 Em supermercados, é comum encontrar ali- mentos chamados de liofilizados, como frutas, legumes e carnes. Alimentos liofilizados continuam próprios para consumo após muito tempo, mesmo sem refrigeração. O termo “liofilizado”, nesses alimentos, refere-se ao pro- cesso de congelamento e posterior desidratação por sublimação da água. Para que a sublimação da água ocorra, é necessária uma combinação de condições, como mostra o gráfico de pressão por temperatura, em que as linhas representam transições de fases. Apesar de ser um processo que requer, industrialmente, uso de certa tecnologia, existem evidências de que os povos pré-colombianos que viviam nas regiões mais altas dos Andes conseguiam liolizar alimentos, possibilitando estocá-los por mais tempo. Assinale a alternativa que ex- plica como ocorria o processo de liolização natural: A A sublimação da água ocorria devido às baixas tem- peraturas e à alta pressão atmosférica nas montanhas. B Os alimentos, após congelados naturalmente nos períodos frios, eram levados para a parte mais bai- xa das montanhas, onde a pressão atmosférica era menor, o que possibilitava a sublimação. C Os alimentos eram expostos ao sol para aumentar a temperatura, e a baixa pressão atmosférica local favorecia a solidificação. As temperaturas eram baixas o suficiente nos pe- ríodos frios para congelar os alimentos, e a baixa pressão atmosférica nas altas montanhas possibili- tava a sublimação. E Os alimentos, após congelados naturalmente, eram prensados para aumentar a pressão, de forma que a sublimação ocorresse. 5 Bolinhas de naftalina deixadas em lugares estratégi- cos para combate às traças diminuem de tamanho por causa da: A vaporização. B condensação. C liquefação. sublimação. E fusão. 6 Unirio Um cientista recebeu uma substância desconhe- cida, no estado sólido, para ser analisada. O gráfico a QUÍMICA Capítulo 1 Estados físicos e suas mudanças186 9 UFRRJ Onda de calor mata mais de 120 pessoas na Ásia. [...] A temperatura mais alta foi registrada no distrito de Sibi, na Província do Baluquistão, no Paquistão, onde o calor chegou a 52 °C [...] Folha Online, ago. 2006. Disponível em: <www1.folha.uol.com.br/folha/ mundo/ult94u303366.shtml>. A notícia ilustra as possíveis consequências do desca- so com a natureza. A tabela a seguir indica o ponto de fusão e o ponto de ebulição de algumas substâncias presentes no nosso cotidiano. Ponto de fusão (°C) (1 atm) Ponto de ebulição (°C) (1 atm) Éter etílico – 116 34 Álcool – 114 78 Naftaleno 80 217 Essas substâncias, quando expostas à mesma temperatura registrada no distrito de Sibi (52 °C), apre- sentam-se, respectivamente, nos estados: A líquido, gasoso e líquido. sólido, líquido e sólido. B gasoso, líquido e gasoso. E gasoso, líquido e sólido. C líquido, gasoso e sólido. 10 Unicamp 2020 Em 15 de abril de 2019, a Catedral de Notre-Dame de Paris ardeu em chamas, atingindo temperaturas de 800 °C. Estima-se que, na construção da catedral, foram empregadas pelo menos 300 tone- ladas de chumbo. Material usual à época, o chumbo é um metal pesado com elevado potencial de contami- nação em altas temperaturas. Sabendo que o ponto de fusão do chumbo é de 327,5 °C e seu ponto de ebulição é de 1750 °C, identifique a curva que pode representar o histórico da temperatura de uma porção de chumbo presente na catedral ao longo do incên- dio, bem como o fenômeno corretamente relacionado ao potencial de contaminação. A O potencial de contaminação estaria associado à eva- poração do chumbo em alta temperatura. B O potencial de contaminação estaria associado à ebu- lição do chumbo em alta temperatura. C O potencial de contaminação estaria associado à ebu- lição do chumbo em alta temperatura. O potencial de contaminação estaria associado à eva- poração do chumbo em alta temperatura. 11 FMPA Observe os seguintes fatos. I. Uma pedra de naftalina deixada no armário. II. Uma vasilha com água deixada no freezer. III. Uma vasilha com água deixada no fogo. IV. O derretimento de um pedaço de chumbo quan- do aquecido. Nesses fatos, estão relacionados corretamente os se- guintesfenômenos. A I. sublimação; II. solidificação; III. evaporação; IV. fusão. B I. sublimação; II. solidificação; III. fusão; IV. evaporação. C I. fusão; II. sublimação; III. evaporação; IV. solidificação. I. evaporação; II. solidificação; III. fusão; IV. sublimação. E I. evaporação; II. sublimação; III. fusão; IV. solidificação. 12 Fuvest Oxalato de cálcio monoidratado (CaC2O4 · H2O), aquecido ao ar, decompõe-se gradativamente seguin- do três etapas (I, II e III). As equações das reações e as respectivas faixas de temperatura em que elas ocor- rem são dadas a seguir. Faixa de temperatura (oC) I. CaC2O4 · H2O(s)→ CaC2O4(s) + H2O(g) 130 – 210 II. CaC2O4(s)→ CaCO3(s) + CO(g) 420 – 510 III. CaCO3(s)→ CaO(s) + CO2(g) 630 – 760 Esboce um gráco, massa de sólido em função da temperatura de aquecimento, que represente essa decomposição. Inicie com uma massa qualquer à tem- peratura ambiente. Indique, no gráco, as substâncias que estão presentes nas seguintes faixas de tempera- tura: 25 - 130 °C, 210 - 420 °C e 510 - 630 °C. Dica para questão 12: Quando uma reação libera um gás em um recipiente aberto, a massa de substâncias remanescentes diminui.