Iniciante
a) Inicialmente, calcularemos quantas gramas de AAS estão presentes em 10 comprimidos. Logo, utilizando uma simples regra de três, teremos:
0,1g AAS ----- 1 comprimido
X 10 comprimidos
X=1 g AAS
De acordo com os coeficientes estequiométricos fornecidos na questão, podemos deduzir que 1 mol de AAS é produzido por 1 mol de ácido salicílico. Além disso, podemos deduzir que a fórmula molecular do AAS é C9H8O4 e a do ácido salicílico é C7H6O3. Se consultarmos uma tabela periódica, poderemos realizar os seguintes cálculos de massas molares:
MM(C9H8O4)=180,159 g mol^-1
MM(C7H6O3)=138,122 g mol^-1
Portanto, a massa necessária para a preparação de 10 comprimidos é:
180,159 g AAS 138,122 g ácido salicílico
---
1g AAS x
X= 0,767g ácido salicílico
b) SiCl4 + 2Mg-> 2MgCl2 + Si
c) Como o ponto de ebulição do etanol é menor que o ponto de ebulição da água, sua pressão de vapor é maior na mesma temperatura. Com isso, o vapor da solução é mais rico em etanol, logo, coletar o vapor dessa solução rende uma solução mais rica em etanol. Esse é o princípio da destilação.
d) Ocorre uma reação química equacionada pela reação:
Al2(SO4)3 + 6NaOH -> 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
O hidróxido de alumínio forma uma solução coloidal e consegue absorver partículas suspensas na água o que ajuda a purificá-la.
Intermediário
a) Inicialmente, calcularemos quantas gramas de AAS estão presentes em 10 comprimidos. Logo, utilizando uma simples regra de três, teremos:
0,1g AAS ----- 1 comprimido
X 10 comprimidos
X=1 g AAS
De acordo com os coeficientes estequiométricos fornecidos na questão, podemos deduzir que 1 mol de AAS é produzido por 1 mol de ácido salicílico. Além disso, podemos deduzir que a fórmula molecular do AAS é C9H8O4 e a do ácido salicílico é C7H6O3. Se consultarmos uma tabela periódica, poderemos realizar os seguintes cálculos de massas molares:
MM(C9H8O4)=180,159 g mol^-1
MM(C7H6O3)=138,122 g mol^-1
Portanto, a massa necessária para a preparação de 10 comprimidos é:
180,159 g AAS 138,122 g ácido salicílico
---
1g AAS x
X= 0,767g ácido salicílico
Utilizando a lei de Lavoisier, teremos:
Mprodutos = Mreagentes
180,159 + MM = 138,122 + 102,089
MM = 60,052 g mol^-1
Agora, podemos afirmar que o composto A é o ácido etanóico, que possui fórmula molecular C2H4O2 e a massa molar igual a deduzida pela equação anterior.
Obs: Em competições olímpicas é recomendável o uso de análise dimensional para problemas que envolvam cálculo estequiométrico, pois, além de serem mais elegantes também são um método mais rápido de resolução.
b) Um azéotropo é uma mistura de líquidos que mantém a composição e ponto de ebulição constantes durante uma ebulição. Uma forma de purificar o etanol é adicionarmos peneiras moleculares à solução que funcionam tão bem quanto agentes secantes como o sulfato de cobre (II) anidro.
Obs: Se você ficou curioso, segue um link de como funcionam as peneiras moleculares :
https://www.britannica.com/science/molecular-sieve
- c) Inicialmente, seguem os potenciais de redução, em condições padrão, de todos os metais mencionados no item:
E(Al+3/Al)=-1,66V E(Cu+2/Cu)=0,34V
E(Fe+2/Fe)=-0,44V E(Pb+2/Pb)=-0,13V
E(Zn+2/Zn)=-0,76V
Portanto, o metal que tem o menor potencial de redução entre estes é o alumínio e, consequentemente, em condições padrão não é possível reduzirmos este metal com algum dos outros mencionados.
Porém, se alterarmos as condições (ou seja, alterarmos as concentrações), seria possível realizar essa redução. Utilizando a equação de Nernst, para o caso de redução de alumínio pelo zinco, teremos:
E = E0 -RTlnQ/nF
Para que a reação seja espontânea E>0 , logo:
E0 - RTlnQ/nF > 0
Realizando os cálculos necessários, teríamos que a razão entre Zn+2 e Al+3 deveria ser maior do que 1,897x10^91, tornando inviável a existência de algum método que viabilizasse essa reação.
d)Na molécula do nylon 6 temos a presença da função orgânica amida, pois a estrutura em colchetes se repete o que rende um grupo C=O ligado a um nitrogênio.
Avançado
a) Substituindo os valores na expressão dada, obtemos:
logkp= -4374/573 + 1,75 log573 + 3,78
kp= 100,973 = 9,40
Usando a relação Kp = Kc (RT)Δn :
9,397 = Kc (0.082 . 573)2-1 >>> Kc = 0,20
b) Sabemos que a soma das pressões equivale a 150 kPa, ou seja, 1,5 bar.
P(PCl5) + P(PCl3) + P(Cl2) = 1,5 >>> Sabemos que P(PCl3)= P(Cl2), pois ambos não existiam no recipiente e foram formados em mesma proporção. Agora, chamemos P(PCl3)= P(Cl2) = X
Substituindo na expressão do Kp obtemos:
Kp= 0,2 = X2/(1,5 - 2X) >>> X2 + 0,400X - 0.3 = 0 >>> X = 0,383
Portanto, P(PCl3)= P(Cl2) = 0,383 bar e P(PCl5) = 0,734 bar.
c) Tomemos como referência um valor qualquer de quantidade de matéria da espécie PCl5 como, por exemplo, 1 mol.
Sabemos que n(PCl3)= 1- n(PCl5) e que, em uma situação ideal, a razão entre o número de mols de gás é igual a razão entre as pressões. Daí, obtemos a expressão:
(1-nPCl5)/ nPCl5 = 0,383/ 0,734 >>> nPCl5 = 0,657 e nPCl3= 0,343
Podemos definir o grau de dissociação, α, como sendo a razão entre a parte dissociada e a parte inicial, portanto:
α = nPCl3/n0PCl5 >>> α= 0,343/1 >>> α= 34,3 %
d) Os íons que compõe o sólido iônico são PCl4+ e PCl6-. Suas respectivas estruturas de lewis são:
E suas geometrias são:
Tetraédrica
Bipirâmide de base quadrada
e) O espectro obtido pelo método de ressonância magnética nuclear mostra diferentes sinais para átomos em diferentes ambientes químicos. Ou seja, como apenas um sinal é obtido, todos os átomos de flúor ocupam o mesmo ambiente químico. A explicação para isso é que ocorre uma rápida alternância entre os átomos de flúor das posições axiais e equatoriais, o que faz com que todos eles sejam equivalentes.
