Iniciante
a)No processo de sulfonação do benzeno, o composto reage com ácido
sulfúrico concentrado para produzir um ácido benzenossulfônco –
suponhamos que um equivalente de benzeno reaja com um equivalente de
ácido sulfúrico. Desenhe a estrutura do produto P.
Um químico separa uma amostra de 900 mg de benzeno e a submete a
tratamento com 1L de solução 98 mg/100mL de ácido sulfúrico, obtendo
1,34 g de P.
b)Qual reagente estava em excesso?
c)Qual foi o rendimento obtido para a reação de sulfonação do benzeno?
Nosso herói, que é um químico sagaz, pesa cuidadosamente 790 mg do
produto anteriormente obtido e o faz reagir com 500 mL da mesma
solução 98mg/100ml de ácido sulfúrico. Com isso, ele obteve 150 mg do
produto Q.
d)Desenhe a estrutura do composto Q.
e) Calcule o rendimento da conversão de P a Q e compare-o com o
rendimento da formação de P.
f) Justifique a diferença observada em termos da estrutura do
composto P.
Observação: o químico desta história é muito habilidoso e
não aceitará justificativas que evoquem erros nos procedimentos de
laboratório.
Intermediário
O Enxofre é um elemento relativamente raro na crosta terrestre. Sem
dúvida, o principal produto de Enxofre é o ácido sulfúrico – a
substância mais produzida pela indústria química do Mundo.
a)Qual é a forma alotrópica mais estável – em termos de Termodinâmica
– do Enxofre?
b)Na forma de que gás você esperaria encontrar o Enxofre em uma região
relativamente limpa da atmosfera terrestre?
Embora o Enxofre possa ser encontrado na forma elementar –
especialmente o alótropo mencionado no item a -, a indústria do ácido
sulfúrico tem maior interesse por um determinado sulfeto de massa
molar 120 g/mol conhecido popularmente como “ouro de tolo”.
c)Qual é a fórmula empírica dessa espécie?
O “ouro de tolo” é submetido a um processo de combustão em atmosfera
isenta de Nitrogênio. 60kg do sulfeto reagem com excesso de $$O_2$$ a
$$90%$$ de rendimento para produzir 36kg de um sólido e um produto
gasoso.
d)Como a presença de $$N_2$$ poderia prejudicar o processo de combustão?
e)Encontre a fórmula empírica do sólido produzido.
O produto gasoso reage com excesso de Oxigênio na presença de
$$V_2O_5$$ para produzir outro gás, que, por sua vez, reage com água
para formar ácido sulfúrico.
f)Com qual volume de água, em metros cúbico, o recipiente do ácido
sulfúrico deveria ser preenchido para que fosse obtida uma solução de
98mg/100mL de ácido sulfúrico?
Outra curiosidade sobre o Enxofre são seus compostos com Flúor.
$$SF_6$$ tem ponto de ebulição $$-50,8^oC$$, enquanto $$SF_4$$ tem
ponto de ebulição $$-38^oC$$.
g)Explique o fato de o ponto de ebulição do hexafluoreto de enxofre
ser menor do que o do tetrafluoreto de enxofre.
Avançado
a)Uma estudante, em sua viagem ao Havaí, preparou uma solução de “água de cal” em uma área adjacente a um vulcão. Para sua surpresa, havia dióxido de enxofre o suficiente para precipitar $$CaSO_3$$.
Sabendo que 2,5 . 10^-5 mols de SO2 se dissolveram e que a água de cal continha 4,44 g de $$Ca(OH)_2$$ em 500 mL, calcule a massa de sulfito de cálcio precipitado. Dado: $$K_{ps}$$ = 6,8 . 10^-5
b)É comum que se aprenda em Química Geral que o ácido sulfuroso, $$H_2SO_3$$, se decompõe em água e dióxido de enxofre, em um equilíbrio que favorece sensivelmente a produção de $$SO_2$$. Isso… faz sentido?
Descreva o mecanismo da reação de decomposição de decomposição de $$H_2SO_3$$ em $$H_2O$$ e $$SO_2$$.
A Química apresenta diversas nuances relacionadas a tendências na tabela periódica, as quais, à primeira vista, podem parecer contraditórias em relação às tendências gerais de propriedades de elementos químicos.
c)Você espera que a molécula de $$S_2$$ seja mais ou menos estável do que a molécula de $$O_2$$? Explique seu raciocínio.
d)Gambás exalam odor característico devido à produção dos chamados tioálcoois – ou mercaptanas -, nos quais um átomo de Enxofre substitui o átomo de Oxigênio em um grupamento hidroxila.
Qual composto deve ser mais ácido? O etanol ou o etanotiol?
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