Química volume 1



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Atividades

1. Colheres de prata ficam escurecidas quando expostas ao ar por algum tempo. Isso acontece porque na superfície da prata se formam compostos como Ag2S e Ag2O. Uma das formas de devolver o brilho ao metal é recobri-lo com papel alumínio e mergulhá-lo em uma solução contendo íons. O alumínio reduz os íons Ag1, devolvendo à colher o brilho do metal. Com base nessas informações, responda:

a) Qual metal é mais eletropositivo: a prata ou o alumínio?

b) Entre as espécies Ag, Ag+, Aℓ, Aℓ3+, qual tem maior tendência a reduzir-se?

c) Equacione a reação entre Ag+ e Aℓ, na forma iônica. Não se esqueça de equilibrar as cargas elétricas.

d) Qual é o agente redutor na reação equacionada no item c?

2. Para entender a importância do tratamento dos resíduos industriais e gerados por outros processos de produção, leia os dois textos a seguir.


Texto 1 – O selênio, em pequeníssimas concentrações, é nutriente para a maioria dos animais, e sua total ausência no organismo é responsável por doenças. Acima dessas concentrações baixíssimas, ele é tóxico para animais e seres humanos. Formas solúveis de selênio, como as que contêm íons selenato, SeO(aq), podem atingir valores elevados em águas de regiões de mineração ou próximas a usinas termelétricas a carvão, por exemplo. Uma das formas de removê-lo da água é por meio de sua redução a selênio elementar (Se), usando-se para isso um bissulfito (HSO) em meio ácido, H+(aq), que se transforma em ditionato (S2O).

a) Indique os números de oxidação dos elementos envolvidos nessa oxirredução.

b) Nesse processo, o íon bissulfito funciona como agente oxidante ou redutor?

c) Equacione esse processo, sabendo que, além do Se, formam-se nesse processo ditionato, S2O, e água.

d) De que forma o selênio elementar pode ser removido da mistura?
Texto 2 – O processo de transformar a pele de animais no couro que é usado em sapatos, bolsas, móveis, etc. pode gerar resíduos tóxicos que são descartados com a água empregada ao longo das operações realizadas nos curtumes. Essa água com resíduos químicos, ao ser lançada no solo ou despejada em rios e mananciais, causa danos ao ambiente e à saúde humana.
Curtume: estabelecimento onde se curte (prepara) o couro.

<230>
Um dos produtos presentes em concentração elevada na água proveniente dos curtumes é o cromo. Substâncias que contêm cromo são tóxicas, mas podem chegar a ser altamente tóxicas, caso esse elemento apresente número de oxidação 16.

E por que os íons cromato (CrO) são nocivos à saúde? Porque a disposição espacial dos átomos que constituem esses íons é semelhante à dos átomos dos íons sulfato (SO ), que podem atravessar as membranas celulares livremente, sem causar nenhum problema ao organismo. Em razão dessa semelhança, os íons cromato penetram nas células e afetam seu DNA, ocasionando alterações genéticas.

No processo de tratamento de resíduos industriais com cromo de Nox 16, há basicamente duas etapas químicas:

1a) redução dos íons de cromo com Nox 16 a Cr3+;

2a) precipitação do Cr(OH)3, feita por reação com bases.

Suponha que a redução do CrO ou CrO tenha sido feita por meio de íons bissulfito HSO, em meio ácido (H+). Nessas reações, além da formação de íons Cr3+, obtêm-se íons sulfato (SO) e água.

e) O íon bissulfito funciona como agente oxidante ou redutor nesses processos?

f) Compare o papel do bissulfito nos dois processos (na remoção da água do selênio solúvel – texto 1 – e do cromo de Nox 16).

g) Equacione a reação, supondo que os íons presentes nos efluentes sejam os íons Cr2O .

h) Equacione a reação, supondo que os íons presentes nos efluentes sejam os íons CrO.

i) Equacione, na forma iônica, a reação indicada acima, usada para remover os íons Cr3+(aq) da solução por precipitação com íons OH(aq).



3. A hidrazina (N2H4) é uma substância usada como propelente, eficiente para posicionar em órbita satélites e sondas espaciais. Não se trata de combustível; sua capacidade de impulsionar foguetes não é consequência de processo de combustão – como é comum nesse tipo de mecanismo –, mas de um conjunto de reações que se inicia com a decomposição da hidrazina. Além de essas reações liberarem muito calor – são bastante exotérmicas –, produzem um volume de gases quentes que é relativamente grande, se comparado ao pequeno volume de hidrazina líquida usado. A decomposição de N2H4 é acelerada por ação de um catalisador e, em frações de segundo, a mistura chega a atingir 800 °C.

As equações químicas que representam esse conjunto de reações são:



3 N2H4(ℓ)  4 NH3(g) + N2(g)  N2H4(ℓ)  N2(g) + 2 H2(g)  

4 NH3(g) + N2H4(ℓ)  3 N2(g) + 8 H2(g)

Se somarmos essas equações, poderemos considerar que:

5 N2H4(ℓ)  5 N2(g) + 10 H2(g)

No Brasil, os motores de foguete para satélites usando propelente líquido utilizam, além da hidrazina, o tetróxido de dinitrogênio, N2O4.

a) Como você pode notar, o nitrogênio aparece na constituição de diversas substâncias que participam de processos de lançamento de foguetes que empregam propelentes líquidos. Relacione as fórmulas dessas substâncias, indicando o Nox do N.

b) Quais das reações cujas equações são fornecidas servem de exemplo de reação de oxirredução?

c) Baseado em informações do texto e em seus conhecimentos, explique a afirmação de que a capacidade de impulsionar um foguete não é consequência de processo de combustão, como é comum nesse tipo de mecanismo.

4. Leia a seguir alguns fragmentos de A Tabela Periódica, do escritor e químico italiano Primo Levi (1919-1987).Note que a narrativa revela os conhecimentos do autor sobre metais e seu comportamento diante de ácidos e da água.
[...] Encontrei no porão um garrafão de benzeno técnico com 95 por cento de pureza: melhor do que nada, mas os manuais recomendavam retificá-lo e em seguida submetê-lo a uma última destilação em presença do sódio, para livrá-lo dos últimos vestígios de umidade.

[...]
Retificar: corrigir o que está incorreto ou inadequado; em Química, o termo tem o sentido de “purificar, destilar para retirar impurezas de uma substância líquida”.


<231>
“Nada pior que nascer pobre”, estava eu a remoer, enquanto mantinha na chama de um bico de gás um lingote de estanho dos Estreitos. Pouco a pouco o estanho fundia, e as gotas caíam, chiando, na água de uma vasilha: no fundo desta se formava um enredo metálico fascinante, de formas sempre novas. [...]

Era preciso granular o estanho a fim de que ficasse mais fácil tratá-lo depois com ácido clorídrico. [...] Voar agora: querias ser livre, és livre; querias ser químico, és químico. Vamos, remexe entre venenos, batons e esterco de galinha; faz granular o estanho, verte-lhe ácido clorídrico, concentra, transvasa e cristaliza, se não queres morrer de forme, uma fome que conheces. Compra estanho e vende cloreto de estanho. [...].

[...]

[...] Não é que o ácido clorídrico seja propriamente tóxico: é um daqueles inimigos declarados que te atacam gritando desde longe e dos quais, portanto, é fácil defender-se. Tem um cheiro tão penetrante que quem pode não demora a pôr-se ao abrigo; e não podes confundi-lo com nenhum outro, porque, depois de tê-lo respirado uma vez, escapam-te do nariz dois curtos penachos de fumaça branca [...] e experimentas em teus dentes um sabor acre, como quando chupas um limão. A despeito de nossa capela tão zelosa, as emanações do ácido invadiram todos os aposentos: os papéis de parede mudavam de cor, as maçanetas e puxadores de metal tornavam-se opacos e ásperos ao tato, e de vez em quando nos sobressaltava um baque sinistro: um prego havia acabado de corroer-se, e um quadro, num canto qualquer da casa, tinha vindo ao chão. Emílio punha um prego novo e voltava a colocar o quadro em seu lugar. [...]


LEVI, Primo. A Tabela Periódica. Rio de Janeiro: Relume-Dumará, 1994. p. 62, 183 e 185.

a) Que mudanças ocorrem com o estanho ao ser aquecido na chama de um bico de gás e, depois, ao cair na água?

b) Segundo o texto, a personagem comprava uma substância e vendia outra. Quais eram elas? São substâncias simples ou compostas?

c) Qual é a reação química citada no texto? Equacione-a.

d) Que significado você atribui aos termos concentra e cristaliza, no segundo parágrafo desta página?

e) Qual é a função de concentrar e cristalizar, no contexto da narrativa?



f) O texto aponta algumas propriedades do gás que emana de uma solução de ácido clorídrico concentrado. Qual é o gás? Resuma as propriedades mencionadas.

g) Explique quimicamente a razão de alguns objetos se tornarem opacos e ásperos e de quadros caírem no laboratório onde o autor trabalhava.

h) Qual é a razão de o ácido clorídrico ser comparado a um inimigo declarado?

i) Nesse texto, fala-se de um líquido a ser purificado. Qual é?

j) Para purificar esse líquido, de acordo com o texto, devem-se usar um processo físico e outro químico. Quais são eles?

k) Explique por que o sódio é um secante eficiente e equacione a reação da qual ele participa, no processo de secagem de um líquido com o qual não reage.

l) Para a retirada de umidade, poderia ser utilizado ferro, em vez de sódio? Por quê?

m) Primo Levi, o autor de A Tabela Periódica, teve a vida marcada não só pela Química, como também pelo período em que foi prisioneiro em um campo de concentração, durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945). Faça uma pesquisa e produza um perfil biográfico curto desse escritor, apresentando os principais fatos de sua vida, em ordem cronológica, e suas principais obras.


LEVI, Primo. A Tabela Periódica. Rio de Janeiro: Relume-Dumará, 2001.
Nesse livro, o autor narra sua infância, o surgimento de seu interesse pela Química, seus amores, a prisão em Auschwitz, durante a Segunda Guerra Mundial, e o regresso aos laboratórios do campo de concentração após a guerra.
Secante: que retira água do meio onde se encontra.
<232>

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