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R ep ro du çã o pr oi bi da .A rt .1 84 do C ód ig o P en al e Le i 9 .6 10 de 19 de fe ve re iro de 19 98 . 235Capítulo 9 • ÓXIDOS INORGÂNICOS 37 Por que a chuva normal é ligeiramente ácida? 38 Qual é a origem do SO2 existente na atmosfera? E a dos óxidos de nitrogênio? 39 Quais são os principais responsáveis pela chuva ácida? 40 (Vunesp) Sabe-se que a chuva ácida é formada pela dis- solução, na água da chuva, de óxidos ácidos presentes na atmosfera. Entre os pares de óxidos relacionados, qual é constituído apenas por óxidos que provocam a chuva ácida? a) Na2O e NO2 c) CO2 e SO3 e) CO e NO b) CO2 e MgO d) CO e N2O 41 (Univali-SC) A chuva ácida é um fenômeno químico re- sultante do contato entre o vapor d’água existente no ar, o dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio. O enxo- fre é liberado, principalmente, por indústrias de veículos e usinas termoelétricas movidas a carvão e a óleo; os óxi- dos de nitrogênio por automóveis e fertilizantes. Ambos reagem com o vapor de água, originando, res- pectivamente, os ácidos sulfuroso, sulfídrico e sulfúrico, e o ácido nítrico. Esses elementos se precipitam, então, na forma de chuva, neve, orvalho ou geada, na chamada chuva ácida. Dentre os efeitos da chuva ácida estão a corrosão de equi- pamentos e a degradação das plantas, solos e lagos. O contato com os ácidos é prejudicial, podendo causar, por exemplo, doenças respiratórias. As fórmulas dos ácidos citados no texto acima, respec- tivamente, são. a) H2S, H2SO4, H2SO3, HNO3. b) H2SO3, H2SO4, H2S, HNO2. c) HSO4, HS, H2SO4, HNO3. d) HNO3, H2SO4, H2S, H2SO3. e) H2SO3, H2S, H2SO4, HNO3. (Enem-MEC) O enunciado abaixo servirá para as duas questões seguintes. Um dos problemas ambientais decorrentes da industria- lização é a poluição atmosférica. Chaminés altas lançam ao ar, entre outros materiais, o dióxido de enxofre (SO2), que pode ser transportado por muitos quilômetros em poucos dias. Dessa forma, podem ocorrer precipitações ácidas em regiões distantes, causando vários danos ao meio ambiente (chuva ácida). 42 Um dos danos ao meio ambiente diz respeito à corrosão de certos materiais. Considere as seguintes obras: I. monumento Itamarati — Brasília (mármore); II. esculturas do Aleijadinho — MG (pedra sabão, con- tém carbonato de cálcio); III. grades de ferro ou alumínio de edifícios. A ação da chuva ácida pode acontecer em: a) I, apenas b) I e II, apenas c) I e III, apenas d) II e III, apenas e) I, II e III 43 Com relação aos efeitos sobre o ecossistema, pode-se afir- mar que: I. as chuvas ácidas poderiam causar a diminuição do pH da água de um lago, o que acarretaria a morte de algumas espécies, rompendo a cadeia alimentar; II. as chuvas ácidas poderiam provocar acidificação do solo, o que prejudicaria o crescimento de certos vegetais; III. as chuvas ácidas causam danos se apresentam valor de pH maior que o da água destilada. Dessas afirmativas está(ão) correta(s): a) I, apenas d) II e III, apenas b) III, apenas e) I e III, apenas c) I e II, apenas 44 (UFJF-MG) O composto Fe2O3 # nH2O é um dos compo- nentes da ferrugem, resultante da reação química que ocorre em ligas metálicas que contêm ferro, quando ex- postas ao ar atmosférico úmido. Na formação da ferru- gem, pode-se afirmar que: a) ocorre a oxidação do ferro. b) no composto Fe2O3 # nH2O, o ferro possui número de oxidação igual a zero. c) ocorre a redução do ferro. d) o oxigênio sofre oxidação. e) não é necessária a presença de água para que a ferru- gem seja formada. 45 (Unirio-RJ) “Os grãos arrancados das dunas do deserto do Saara, no continente africano, sobem para a atmosfe- ra e formam um verdadeiro continente flutuante, de 5.000 quilômetros de extensão. Ao refletir a radiação do Sol de volta para o espaço, a areia faz o papel de filtro solar, contrabalançando o aquecimento do planeta, chamado de efeito estufa.” Superinteressante, no 9, setembro 1997, p. 12. Considerando que a areia é basicamente formada por SiO2, qual é a opção que contém o óxido com a mesma classificação do SiO2? a) BaO c) Cl2O7 e) Li2O b) CaO d) H2O2 46 (Fuvest-SP) A criação de camarão em cativeiro exige, en- tre outros cuidados, que a água a ser utilizada apresente pH próximo de 6. Para tornar a água, com pH igual a 8,0, adequada à criação de camarão, um criador poderia: a) adicionar água de cal. b) adicionar carbonato de sódio sólido. c) adicionar solução aquosa de amônia. d) borbulhar, por certo tempo, gás carbônico. e) borbulhar, por certo tempo, oxigênio. 47 (Vunesp) Entre os peróxidos, apenas o peróxido de hidro- gênio (H2O2) é molecular, todos os demais são iônicos. Peróxidos metálicos, como, por exemplo, peróxido de sódio (Na2O2), ao reagirem com água, podem formar peróxido de hidrogênio mais o hidróxido metálico corres- pondente. No entanto, em meio alcalino, o peróxido de hidrogênio sofre decomposição, liberando gás oxigênio (O2) e água. Com base nas informações dadas escreva: a) a equação química da reação entre peróxido de sódio e água; b) a equação química de decomposição do peróxido de hidrogênio em meio alcalino. Responda em seu cadernoQuestões sobre a leitura DESAFIOS Registre as respostas em seu caderno Capitulo 09-QF1-PNLEM 30/5/05, 9:51235 R ep ro du çã o pr oi bi da .A rt .1 84 do C ód ig o P en al e Le i9 .6 10 de 19 de fe ve re iro de 19 98 . 236 48 (UFMG) A água oxigenada pode ser usada para a desin- fecção de ferimentos, promovida pelo oxigênio liberado na reação: H2O2 (aq) H2O (l) " 1 2 O2 (g) Essa reação ocorre lentamente, em condições normais de armazenagem. Quando, porém, a água oxigenada entra em contato com um ferimento, observa-se um borbulhamento intenso. Com relação a esse fenômeno, é incorreto afirmar que: a) a decomposição da água oxigenada é acelerada quan- do em contato com um ferimento. b) o borbulhamento da água oxigenada, em contato com um ferimento, evidencia a vaporização dessa substância. c) o hidrogênio presente em H2O2 mantém seu número de oxidação ao final da reação de decomposição. d) o oxigênio presente em H2O2 é oxidado e reduzido na reação de decomposição. 49 (PUC-SP) Considere 4 elementos químicos representados por: X, A, B e C. Sabe-se que: • os elementos A e X pertencem ao mesmo grupo da Tabela Periódica; • A, B e C apresentam números atômicos consecutivos, sendo o elemento B um gás nobre. É correto afirmar que: a) o composto formado por A e C é molecular e sua fór- mula é AC. b) o composto formado por A e C é iônico e sua fórmula é CA. c) o composto AX apresenta ligação coordenada, sendo sólido a 20 °C e 1 atm. d) os elementos A e X apresentam eletronegatividades idênticas por possuírem o mesmo número de elétrons na última camada. e) C é um metal alcalino-terroso e forma um composto molecular de fórmula CX2. 50 (Unicamp-SP) Freqüentemente tem-se recorrido à exumação de ossadas para investigação policial e arqueo- lógica. Os ossos que restaram após um longo período de sepultamento resistiram à ação do tempo por serem cons- tituídos, principalmente, por um tipo de fosfato de cálcio, muito estável, de fórmula genérica Ca10(PO4)6(OH)x. a) Qual o nome do elemento químico que, no compos- to acima citado, aparece na forma de cátion? b) Consulte a Tabela Periódica e indique outro elemento que poderia substituir o cátion do referido composto. c) Determine o valor de x indicado na fórmula acima. Lembre-se de que a fórmula do ácido fosfórico é H3PO4. 51 (Fatec-SP) A figura a seguir mostra um fragmento da Ta- bela Periódica, no qual estão indicados alguns elemen- tos, suas respectivas massas atômicas e a fórmula do óxi- do comumente formado pelo elemento: Com base nesses dados, qual é a alternativa que contém, respectivamente, um valor plausível para a massa atômi- ca e a provável fórmula do óxido do elemento identifica- do como X: a) 37,9; XO b) 41,0; XO c) 54,4; X2O d) 55,9; X2O e) 72,6; X2O3 52 (UFMG) O monitoramento dos compostos nitrogenados presentes em águas poluídas é usado para avaliar o grau de decomposição da matéria orgânica presentenessas águas. Quanto maior o grau de decomposição da maté- ria orgânica, mais oxidado está o nitrogênio. Os resultados da análise de quatro amostras de água con- taminada indicaram a predominância das seguintes es- pécies nitrogenadas: Na Mg Al 23,0 24,3 27,0 Na2O MgO Al2O3 K X Ga 39,1 ? 69,7 K2O ? Ga2O3 Rb Sr In 85,5 87,6 114,8 Rb2O SrO In2O3 Com base nesses resultados, é correto afirmar que a amostra em que a matéria orgânica se encontra em está- gio mais avançado de decomposição é a: a) III b) IV c) II d) I 53 (UFPel-RS) Um dos nutrientes essenciais para as plantas é o nitrogênio que, apesar de abundante na atmosfera, não pode ser incorporado diretamente do ar. Por isso, usa- mos artifícios para aumentar a assimilação desse elemen- to, como a adubação nitrogenada e a fixação simbiótica, com o uso de bactérias do gênero Rhisobium. No processo de incorporação ao solo, o nitrogênio passa por diversas transformações até chegar à forma reduzida (amoniacal), que é absorvida pelas plantas, formando o chamado “ciclo do nitrogênio”. Anaerobiose (Forma reduzida) Fixação simbiótica Desnitrificação Aerobiose Nitrificação Ciclo do nitrogênio NO# 3 NH" 4 N2 NO# 2 Podemos afirmar, sobre as seguintes estruturas, forma- das pelo nitrogênio: N2; NO2 #; NO3 # e NH4 ", que: I. o N2 é uma substância simples. II. no íon NO# 3 o nitrogênio possui Nox. igual a "1. III. o nome do óxido representado por N2O é óxido nítrico. IV. o composto formado pela interação dos íons NO# 3 e NH" 4 é o nitrato de amônio. Estão corretas as afirmativas: a) I e IV b) I, II e III c) III e IV d) II e IV e) I, III e IV I N2 II NH" 4 III NO# 2 IV NO# 3 Amostra de água Espécie nitrogenada predominante Capitulo 09-QF1-PNLEM 30/5/05, 9:51236 R ep ro du çã o pr oi bi da .A rt .1 84 do C ód ig o P en al e Le i 9 .6 10 de 19 de fe ve re iro de 19 98 . 237Capítulo 10 • AS REAÇÕES QUÍMICAS AS REAÇÕES QUÍMICAS10C ap ít ul o Apresentação do capítulo Nos capítulos iniciais deste livro, falamos em matéria e em suas transformações. Vimos que as transformações ou reações químicas produzem novos materiais e, muitas vezes, produzem também energia, que é usada para movimentar máquinas e veículos. Em seguida, por meio da teoria atômica, explicamos a estrutura dos átomos e suas ligações, para formar as substâncias da natureza. Mostramos também como os elementos químicos são agrupados na Tabela Periódica e como as substâncias inorgânicas são reunidas em funções. Vivemos em um mundo rodeado de reações químicas. Na cozinha, o preparo dos alimentos envolve reações químicas muito complexas. O próprio ato de comer dá início a uma série de reações químicas que ocorrem em nosso organismo e que sustentam a vida. Na partida, o ônibus espacial queima hidrogênio e gera nuvens de vapor d‘água. Nos capítulos anteriores, já mencionamos várias reações químicas envolvendo ácidos, bases, sais e óxidos. Agora vamos ampliar o estudo das reações. Mostraremos como se pode prever e agrupar as reações químicas mais comuns. Tópicos do capítulo 1 Introdução 2 Balanceamento das equações químicas 3 Classificações das reações químicas 4 Quando ocorre uma reação química? 5 Resumo das principais reações envolvendo as funções inorgânicas Leitura: O vidro e o cimento C ID Partida do ônibus espacial Endeavour. Capitulo 10A-QF1-PNLEM 29/5/05, 20:16237 R ep ro du çã o pr oi bi da .A rt .1 84 do C ód ig o P en al e Le i 9 .6 10 de 19 de fe ve re iro de 19 98 . 238 1 INTRODUÇÃO No capítulo 3, vimos que a reação química é um fenômeno em que os átomos permanecem praticamente intactos. Na reação química, as moléculas (ou aglomerados iônicos) iniciais são “desmon- tadas” e seus átomos são reaproveitados para “montar” as moléculas (ou aglomerados iônicos) finais. Veja uma representação esquemática (cores-fantasia) em que as moléculas foram bastante ampliadas: 2 moléculas de hidrogênio (H2) 1 molécula de oxigênio (O 2 ) 2 moléculas de água (H2O) São os reagentes que vão “desaparecer” durante a reação. (Aqui há um total de 6 átomos.) São os produtos que “aparecem” após a reação. (Aqui reencontramos os mesmos 6 átomos reagrupados de forma diferente.) Podemos representar essa reação de maneira simplificada, escrevendo: 2 H2 " O2 2 H2O A essa representação damos o nome de equação química. Equação química é a representação simbólica e abreviada de uma reação química (ou fenômeno químico). Os músicos comunicam-se, por escrito, utilizando a notação musical; os matemáticos têm seus símbolos próprios; no trânsito, existem sinais a que os motoristas devem obedecer etc. Enfim, cada “tribo” se comunica a sua maneira. As equações químicas representam a escrita usada pelos químicos. É uma linguagem universal, isto é, não muda de uma língua para outra ou de um país para outro. Isso simplifica bastante a maneira de expressar um fenômeno ou reação química. Nas equações químicas, temos: 2 H2 " O2 2 H2O Reagentes Produtos (1o membro) (2o membro) • fórmulas (H2, O2, H2O), que indicam quais são as substâncias participantes da reação química. No primeiro membro, aparecem os reagentes, isto é, as substâncias que entram em reação; no segundo membro, aparecem os produtos, isto é, as substâncias que são formadas pela reação. Proibido ultrapassar Proibido mudar de faixa de trânsito Observe-se a direita Proibido trânsito de pedestres Passagem de pedestres Área escolar Crianças Cuidado animais Alguns sinais de trânsito e seus significados. Capitulo 10A-QF1-PNLEM 6/7/05, 14:46238 R ep ro du çã o pr oi bi da .A rt .1 84 do C ód ig o P en al e Le i 9 .6 10 de 19 de fe ve re iro de 19 98 . 239Capítulo 10 • AS REAÇÕES QUÍMICAS • coeficientes estequiométricos ou simplesmente coeficientes (2, 1, 2), que indicam a propor- ção de moléculas que participam da reação (não é costume escrever o coeficiente 1, que fica, então, subentendido); o objetivo dos coeficientes é igualar o número total de átomos de cada elemento no primeiro e no segundo membros da equação. As fórmulas dão um sentido qualitativo, enquanto os coeficientes dão um sentido quantitativo às equações químicas. 1.1. Equações iônicas Quando uma reação envolve substâncias iônicas ou ionizadas, podemos escrever apenas os íons que nos interessam na explicação do fenômeno químico. Por exemplo: Nas equações químicas, o sinal ∆ sobre a flecha indica aquecimento; o sinal indica um gás que é liberta- do; o sinal indica um sólido que se precipita. E ainda: (s) indica uma substância no estado sólido; (l), líquido; (g), gasoso; e (aq), aquoso, indica que a substância está dissolvida na água. OBSERVAÇÃO Equação iônicaH" " OH# H2O Essa equação indica que um ácido forte (possuidor de H") reagiu com uma base forte (possuidora de OH#), formando água. Equação iônica é a equação química em que aparecem íons, além de átomos e moléculas. Seja a seguinte equação, escrita na forma comum: Zn " CuSO4 ZnSO4 " Cu Metal Sal Sal Metal (iônico) (iônico) Ela pode, também, ser escrita: Zn " Cu2" " SO4 2# Zn2" " SO4 2# " Cu Cancelando o SO4 2#, que não reagiu (pois não se alterou), temos: Equação iônicaZn " Cu2" Zn2" " Cu Em " temos uma placa de zinco sendo mergulhada numa solução de sulfato de cobre. Em # pode-se observar depósitos de cobre ao redor da placa de zinco. Durante a reação química, o zinco da placa passa para a solução na forma de íons Zn2" e uma parte dos íons cobre Cu2" da solução passa para a placa na forma de cobre metálico (Cu). E D U A R D O S A N TA LI E S TR A E D U A R D O S A N TA LI E S TR A A B Capitulo 10A-QF1-PNLEM 29/5/05, 20:17239