Soluções Química Semana 53

Iniciante

a) Fórmula molecular: $SiO_2$, sílica.

Observação: em todas as suas formas possíveis, $SiO_2$ é um composto covalente e não apresenta moléculas unitárias.

Um eventual composto equivalente ao $CO_2$ seria quimicamente inviável pela razão apontada no item c): como um átomo do terceiro período e de raio atômico grande, o Silício apresenta impedimento a ligações $\pi_{pp}$.

b) Areia na natureza, vidro após tratamento industrial.

Também poderiam ser citadas as formas de quartzo na natureza e sílica-gel após tratamento industrial. Esta última forma é muito útil para compor uma fase estacionária polar em Cromatografia - conforme você estudou ou vai estudar em Química Analítica Qualitativa.

c) Não seria viável sintetizar a segunda espécie, de fórmula molecular $Si_3H_6$, pois sua estrutura apresenta uma ligação $\pi_{pp}$.

A primeira estrutura é um polímero de Silício e a última seria um derivado de silicone em que grupamentos metila seriam substituídos por Hidrogênio.

Perceba, aqui, a limitação da química dos compostos de Silício - também presente nas cadeias de Enxofre, outro elemento com catenação apreciável. A capacidade de formar ligações $\pi$ sem impedimentos torna a química do Carbono rica e única.

Tente imaginar a Química Orgânica sem a existência de alcenos, alcinos e compostos carbonilados.

Intermediário

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Avançado

a)
Calculando a massa molar média do ar seco:

$M_{seco}$ = 0,2 . $M_{O2}$ + 0,8 . $M_{N2}$

$M_{seco}$ = 0,2 . 32g/mol + 0,8 . 28g/mol

$M_{seco}$ = 28,8g/mol

Assim,

$X_{agua}$ = $P_{agua}$ / $P_{atm}$

$P_{agua}$ = 0,2 . 2,3kPa = 0,46kPa

Logo,

$X_{agua}$ = 0,46 / 100

$X_{agua}$ = 0,0046

Por fim, calculamos a massa molar do ar úmido:

$M_{umido}$ = $X_{agua}$ . $M_[agua]$ + (1- $X_{agua}$ ) . $M_{seco}$

$M_{umido}$ = 0,0046 . 18g/mol + 0,9954 . 28,8g/mol

$M_{umido}$ = 28,75g/mol

b)
A maior abundância do $N_2$ em relação ao $O_2$ pode ser explicada em termos de reatividade das duas substâncias. Enquanto $O_2$ pode combinar-se com muitas substâncias abundantes na Terra, a estabilidade química do $N_2$ se assemelha à dos gases nobres.

A inércia química do $N_2$, por sua vez, é consequência da elevada entalpia da ligação tripla entre os átomos de $N$. Estabelecendo um comparativo entre ela e a ligação dupla entre os átomos de $O$, segue que:

->Em $O_2$, cada átomo de Oxigênio contém 4 elétrons desemparelhados, o que gera repulsão elétrica, colaborando para a instabilidade da ligação.
Em $N_2$, cada átomo apresenta apenas 2 elétrons desemparelhados.
->O raio atômico de $O$ é inferior ao raio atômico de $N$, o que também contribui para desestabilizar a ligação em $O_2$ via repulsão eletrônica.
->A ordem de ligação em $N_2$ - que é igual a 3 - é maior do que a ordem de ligação em $O_2$ - que vale 2 -, o que contribui significativamente para a maior entalpia de ligação do dinitrogênio.

c)

Calculando a fração molar necessária para que os dois gases tenham a mesma abundância (condição-limite):
$X_{agua}$ = (1-$X_{agua}$) . 0,0093

1,009 . $X_{agua}$ = 0,0093

$X_{agua}$ = 0,0092

Portanto,

$P_{agua}$ = 0,0092 . 100kPa

$P_{agua}$ = 0,92kPa

Calculando a umidade relativa,

Umidade = 0,92kPa / 2,3kPa

Umidade = 40%