Filosofia Na evolução deste livro, determinados objetivos guiaram nossos esforços. O primeiro objetivo está relacionado ao fato de que um livro deve mostrar aos estudantes a importância da química em suas principais áreas de estudo, bem como em seu cotidiano. Achamos que os estudantes ficam mais entusiasmados em aprender química quando vêem a importância da disciplina em seus próprios objetivos e inte-resses. Com isso em mente, incluímos aplicações interessantes e significativas da química. Ao mesmo tempo, o li-vro fornece a base da química moderna que os estudantes precisam para atender aos seus interesses profissionais e, quando for o caso, se preparar para cursos de química mais avançados. O segundo objetivo: queremos que os estudantes vejam não apenas que a química fornece a base para muito do que acontece no mundo, mas também que ela é uma ciência vital, em contínuo desenvolvimento. Assim, mantive-mos o livro atualizado em termos de novos conceitos e aplicações e tentamos transmitir o entusiasmo da área. O terceiro objetivo está ligado ao fato de que sentimos que, se o livro tem como meta apoiar efetivamente o professor , ele deve ser dirigido aos estudantes. Assim, procuramos manter o texto claro e interessante, bastante ilus-trado. Além disso, fornecemos inúmeros elementos de auxílio para os estudantes, entre eles descrições de estratégias de resolução de problemas cuidadosamente alocadas. Em conjunto, temos mais de cem anos de expe-riência como professores. Esperamos que isso esteja evidente na escolha dos exemplos. Organização Nesta edição, os primeiros cinco capítulos oferecem uma visão bastante macroscópica e fenomenológica da química. Os conceitos básicos abordados-como nomenclatura, estequiometria e termoquímica-fornecem os fundamentos necessários para muitos experimentos de laboratório normalmente realizados em química geral. Achamos que uma introdução antecipada da termoquímica é importante porque muitos entendimentos dos pro-cessos químicos são baseados nas considerações de variação de energia. A termoquímica também é relevante quando abordamos as entalpias de ligação. Os quatro capítulos seguintes (capítulos 6 a 9) tratam de estrutura eletrônica e ligação. O foco muda, então, para o próximo nível de organização da matéria: estados da matéria (capítulos 10 e 11) e soluções (Capítulo 13). Esta parte também possui um capítulo de aplicações na química dos materiais modernos (Capítulo 12), que se ba-seia no entendimento dos estudantes sobre ligação química e interações intermoleculares. Os sete capítulos seguintes examinam os fatores que determinam a velocidade e a extensão das reações quími-cas: cinética (Capítulo 14), equilíbrios (capítulos 15 a 17), termodinâmica (Capítulo 19) e eletroquímica (Capítulo 20). Nesta parte também está incluso um capítulo sobre química ambiental (Capítulo 18), no qual os conceitos de-senvolvidos nos capítulos anteriores são aplicados em um debate sobre a atmosfera e a hidrosfera. Após uma discussão sobre química nuclear (Capítulo 21), vêem os quatro capítulos finais, que examinam a química dos não-metais, a química dos metais, a química orgânica e a bioquímica (capítulos 22 a 25). Estes capítu-los estão desenvolvidos de maneira paralela e podem ser abordados em qualquer ordem. Nossa seqüência de capítulos segue uma organização de certa maneira padrão, mas sabemos que nem todos os professores ensinam os tópicos exatamente na ordem em que escolhemos. Assim, asseguramos que os professores possam fazer variações na seqüência de ensino sem prejuízo da compreensão dos estudantes. Em particular, mui-tos professores preferem abordar gases (Capítulo 10) após estequiometria ou termoquímica, em vez de juntamente com estados da matéria. O capítulo sobre gases foi escrito de modo a permitir essa variação sem interrupção no flu-xo do material. É possível também discutir o balanceamento de equações redox (seções 20.1 e 20.2) antecipada-mente, após a introdução das reações redox na Seção 4.4. Há ainda professores que preferem abordar química orgânica (Capítulo 25) logo após ligações (Capítulo 9); com exceção da estereoquímica, introduzida na Seção 24.3, essa mudança também não acarreta nenhum problema. Show A concentração comum ou concentração em massa (C) indica a quantidade em massa de soluto (m1), que se encontra em um volume-padrão de solução (V), sendo expressa em g/L. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça Uma solução foi preparada dissolvendo-se 4,0 g de cloreto de sódio (NaCl) em 2,0 litros de água. Considerando que o volume da solução permaneceu 2,0 L, qual é a concentração da solução final? a) 2g/L b) 4g/L c) 6 g/L d) 8 g/L e) 10 g/L Complete as lacunas da frase a seguir com os valores corretos: “Uma solução que apresenta concentração 80 g/L apresenta ... gramas de soluto, por litro da solução. Portanto, em 10 litros dessa solução devem existir ... gramas de soluto.” Um técnico de laboratório preparou uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) misturando 33 g desse ácido em 200 mL de água, com extremo cuidado, lentamente, sob agitação e em uma capela com exaustor. Ao final, a solução ficou com um volume de 220 mL. A concentração em g/L dessa solução é: a) 0,15 b) 0,165 c) 66 d) 15 e) 150 Em uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH), calcule: a) A concentração em g/L de uma solução que contém 4,0 g de NaOH dissolvidos em 500 mL de solução. b) Para preparar 300 mL de uma solução dessa base com concentração de 5 g/L será preciso quanto de soluto? e) Qual será o volume em mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio que possui exatamente 1 mol dessa substância (NaOH = 40 g/mol), sendo que sua concentração é igual a 240 g/L? (UnB-DF) Em um rótulo de leite em pó integral, lê-se:
 A porcentagem em massa indica-nos a quantidade de gramas de cada componente em 100 g de leite em pó. Calcule a concentração em massa (em g/L) de proteínas em um copo de 200 mL de leite preparado. (Fuvest-SP) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão “diet” e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão “diet” não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados:
Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/L, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente: a) 0,020 b) 0,050 c) 1,1 d) 20 e) 50 (UFRN-RN) Uma das potencialidades econômicas do Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho. O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar nas salinas construídas nas proximidades do litoral. De modo geral, a água do mar percorre diversos tanques de cristalização até uma concentração determinada. Suponha que, numa das etapas do processo, um técnico retirou 3 amostras de 500 mL de um tanque de cristalização, realizou a evaporação com cada amostra e anotou a massa de sal resultante na tabela a seguir:
A concentração média das amostras será de: a) 48 g/L. b) 44 g/L. c) 42 g/L. d) 40 g/L (Unicamp-SP) Evapora-se totalmente o solvente de 250 mL de uma solução aquosa de MgCl2 de concentração 8,0 g/L. Quantos gramas de soluto são obtidos? a) 8,0 b) 6,0 c) 4,0 d) 2,0 e) 1,0 Alternativa “a” C = m1→C = 4,0 g →C = 2,0 g/L Alternativa “e” Nesse caso, temos que passar o valor do volume da solução de mL para L: 1 L ---------- 1000 mL X = 220/1000 X = 0,22 L Agora podemos fazer uma regra de três básica: 33 g de H2SO4 ------------ 0,22 L de solução y = 1 L . 33 g y = 150 g/L a) 1 L
---------- 1000 mL X = 500/1000 X = 0,5 L C = m1→C = 4,0 g →C = 8,0 g/L b) 1 L ---------- 1000 mL X = 300/1000 X = 0,3 L C = m1→5 g/L = m1→ m1 = (5 g/L) . (0,3 L) →
m1 = 1,5 g c) 240 g--------------- 1000 mL (1 L) X = (40 g). (1000 mL) 45 g/L - Primeiro calculamos a concentração da solução feita misturando-se 30 g do leite em pó integral em 200 mL (1 copo) de água. Lembre-se de transformar o volume para L (200 mL → 0,2L): C = m1→ C = 30 g → C = 150,0 g/L - Agora fazemos uma regra de três, visto que a proteína equivale a 30% da massa do leite: 100 % ---------- 150,0 g/L X = 30 . 150 X = 45,0 g/L Alternativa “e” Sabendo que a diferença de massa entre o refrigerante comum e o diet é somente em razão do açúcar: maçúcar = mrefrigerante comum – mrefrigerante diet maçúcar = 331,2 – 316,2 15 g de açúcar
-------- 0,3 L de refrigerante (300 mL) - Primeiramente, calculamos a concentração comum de cada amostra. Como a unidade pedida no exercício é g/L, o volume de 500 mL será passado para litros, dando um resultado de 0,5 L:
C = m1 Amostra 1: Amostra 2: Amostra 3: C1 = 22 g C2 = 20 g C3 = 24 g C1 = 44 g/L C2= 40 g/L C3 = 48 g/L - Tirando a média: Cmédia = C1 + C2 + C3 →Cmédia = (44 + 40+ 48)g/L →Cmédia = 44 g/L Alternativa “d” C = m1 8,0 g/L = __m1__ m1 = 8,0 g/L . 0,25 L Qual a massa de KNO3 possível de ser dissolvida em 0 5kg de água a 30oc?Resposta verificada por especialistas. A massa de KNO3 dissolvida será de 33,6 g.
Qual é o coeficiente de solubilidade do KNO3?Por exemplo, o coeficiente de solubilidade do KNO3 é 31,2 g em 100 g de água a 20 ºC.
Que massa de cloreto de sódio pode ser dissolvida em 500 g de água a 90 C?X =178g de NaCl.
Quantos gramas do sal é dissolvido completamente em 500 g de água?Resposta: em 500 g de água podemos dissolver totalmente 180 g de NaCl a 20ºC.
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Qual a massa de KNO3 possível de ser dissolvida em 0 5kg de água a 30oc *?
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