Nível II

Uma amostra de $\pu{20 g}$ de uma mistura de sacarose, $\ce{C12H22O11}$, e cloreto de sódio, $\ce{NaCl}$, é dissolvida em $\pu{1 L}$ de água. O ponto de congelamento da solução é $\pu{-0,426 \degree C}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração mássica de sacarose na amostra.

Uma amostra de $\pu{500 mg}$ de uma mistura de cloreto de sódio, $\ce{NaCl}$, e cloreto de magnésio, $\ce{MgCl2}$, é dissolvida água até formar $\pu{1 L}$ de solução. A pressão osmótica da solução em $\pu{25 \degree C}$ é $\pu{0,395 atm}$.

Determine a fração mássica de cloreto de magnésio na amostra.

A análise elementar de um composto indicou uma composição mássica de $\pu{49}\%\,\ce{C}$, $\pu{2,7}\%\,\ce{H}$ e $\pu{48,3}\%\,\ce{Cl}$.

Quando uma amostra de $\pu{10 g}$ desse composto se dissolve em $\pu{80 g}$ de benzeno o ponto de congelamento da solução é $\pu{1,2 \degree C}$.

1. Determine a fórmula empírica do composto.

2. Determine a massa molar do composto.

3. Determine a fórmula molecular do composto.

A queima de $\pu{2,92 g}$ de lisina, um aminoácido composto de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, formou $\pu{5,28 g}$ de $\ce{CO2}$ e $\pu{2,52 g}$ de $\ce{H2O}$.

Em outro experimento todo o nitrogênio em uma amostra de $\pu{2,19 g}$ de lisina foi convertido em $\pu{0,51 g}$ de amônia.

Quando uma amostra de $\pu{73 mg}$ de lisina é dissolvida em água até completar $\pu{100 mL}$ de solução em $\pu{20 \degree C}$, a pressão osmótica da solução é $\pu{12 kPa}$.

1. Determine a fórmula empírica da lisina.

2. Determine a massa molar da lisina.

3. Determine a fórmula molecular da lisina.

Uma amostra de $\pu{0,2 g}$ de polietileno, $\ce{(CH2)_n}$ dissolvida em $\pu{0,1 L}$ de tolueno tem pressão osmótica $\pu{6,3 Torr}$ em $\pu{20 \degree C}$.

1. Determine a massa molar média do polímero.

2. Determine o numero médio de unidades monoméricas em uma molécula do polímero.

A quitosana tem sido utilizada em cicatrização de ferimentos, remoção de proteínas alergênicas de alimentos e liberação controlada de fármacos. Um experimento de laboratório envolveu a síntese da quitosana através tratamento da quitina com excesso de hidróxido de sódio: $$\ce{ (C8H13O5N)_n ->[NaOH] (C6H11O4N)_n }$$ O produto da reação foi isolado e uma amostra de $\pu{10,2 g}$ foi adicionada em $\pu{100 mL}$ de água destilada. O ponto de congelamento desta solução é $\pu{-0,00038 \degree C}$. A solução foi aquecida, mantendo o sistema sob agitação e em refluxo, por um longo tempo, garantindo a quebra completa das unidades poliméricas formando os monômeros. O ponto de congelamento da solução resultante é $\pu{-1,14 \degree C}$.

1. Determine o número médio de unidades monoméricas na estrutura da quitosana.

2. Determine a eficiência da síntese da quitosana utilizando hidróxido de sódio.

Em um experimento para determinar a massa molar de um composto orgânico não eletrólito um estudante dissolveu $\pu{0,03 g}$ do composto em $\pu{10 mL}$ de água.

1. Explique a variação na temperatura da mistura ao longo do experimento.

2. Explique a depressão na curva que ocorre $\pu{30 s}$ após o inicio do experimento.

3. Estime a massa molar do composto orgânico.

Uma amostra de água do mar possui densidade $\pu{1,05 g.mL-1}$, a concentração média de espécies dissolvidas é $\pu{0,8 mol.L-1}$ e a temperatura média $\pu{290 K}$.

Com o objetivo de purificar a amostra de água, uma das extremidades abertas de um longo tubo contendo a solução é envolvido com uma membrana semipermeável, a qual será imersa na água do mar.

Determine a profundidade mínima que o tubo deveria ser imerso.

Uma solução de $\pu{0,01 g}$ de uma proteína em $\pu{10 mL}$ de água em $\pu{20 \degree C}$ tem elevação de $\pu{5,22 cm}$ no aparelho:

A densidade da solução é $\pu{1 g.cm-1}$.

1. Determine a massa molar da proteína.

2. Determine o ponto de congelamento da solução.

3. Explique qual propriedades coligativa, pressão osmótica ou diminuição no ponto de congelamento, é melhor para medir a massa molar de macromoléculas.

Em solução de tetracloreto de carbono, o tetracloreto de vanádio sofre dimerização formando $\ce{V2Cl8}$. Em um experimento, $\pu{6,76 g}$ de $\ce{VCl4}$ foram dissolvidos em $\pu{100 g}$ de tetracloreto de carbono a $\pu{0 \degree C}$. Após certo tempo a mistura alcançou o equilíbrio, sendo a densidade $\pu{1,78 g.cm-3}$. A mistura foi resfriada com nitrogênio líquido, sendo registrada a variação da temperatura com o tempo.

1. Determine o grau de dimerização do tetracloreto de vanádio.

2. Determine a concentração molar de $\ce{VCl4}$ no equilíbrio.

3. Determine a concentração molar de $\ce{V2Cl8}$ no equilíbrio.

O ácido acético comporta-se diferentemente em dois solventes distintos. O ponto de congelamento de uma solução $5\%$, em massa, de ácido acético em água é $\pu{-1,72 \degree C}$. Em benzeno, o abaixamento do ponto de congelamento associado a uma solução $5\%$, em massa, de ácido acético é $\pu{2,32 \degree C}$.

1. Explique a diferença no comportamento do ácido acético em solução.

2. Determine o grau de reação do ácido acético em água.

3. Determine o grau de reação do ácido acético em benzeno.

Quando submersos em águas profundas, os mergulhadores necessitam voltar lentamente à superfície para evitar a formação de bolhas de gás no sangue.

1. Explique o motivo da não formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se de regiões próximas à superfície para as regiões de águas profundas.

2. Explique o motivo da não formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se muito lentamente de regiões de águas profundas para as regiões próximas da superfície.

3. Explique o motivo da formação de bolhas de gás no sangue quando o mergulhador desloca-se muito rapidamente de regiões de águas profundas para as regiões próximas da superfície.

O volume de sangue no corpo de um mergulhador de mar profundo é cerca de $\pu{6 L}$. As células sanguíneas compõem cerca de $55\%$ do volume do sangue. Os restantes $45\%$ formam a solução em água conhecida como plasma. A solubilidade do $\ce{N2}$ no sangue a uma pressão parcial de 1 atm é $\pu{5,8e-4 mol.L-1}$.

Determine o volume de nitrogênio, medido sob $\pu{1 atm}$ e $\pu{37 \degree C}$, eliminado por um mergulhador em profundidade de $\pu{90 m}$ em seu retorno à superfície.

Considere os dados em $\pu{25 \degree C}$.

Determine a entalpia de dissolução do $\ce{KI}$.