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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 2 (Química) do ITA 2013

Química · Química: Tabela periódica

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\ mol^{-1}

Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\ C \cdot mol^{-1} = 9,65 \times 10^4\ A \cdot s \cdot mol^{-1} = 9,65 \times 10^4\ J \cdot V^{-1} \cdot mol^{-1}

Volume molar de gás ideal = 22,4\ L\quad (CNTP)

Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\ C

Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\ atm \cdot L \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 8,31\ J \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 1,98\ cal \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1} = 62,4\ mmHg \cdot L \cdot K^{-1} \cdot mol^{-1}

Constante gravitacional (g) = 9,81\ m \cdot s^{-2}

Constante de Rydberg (R_\infty hc) = 2,18 \times 10^{-18}\ J = 13,6\ eV

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\ atm = 760\ mmHg = 101\,325\ N \cdot m^{-2} = 760\ Torr

1\ J = 1\ N \cdot m = 1\ kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}; 1\ pm = 1 \times 10^{-12}\ m; 1\ eV = 1,602 \times 10^{-19}\ J

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^0\text{C} e 760\ mmHg

Condições ambientes: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm

Condições-padrão: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm; concentração das soluções = 1\ mol \cdot L^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (CM) = circuito metálico. (conc) = concentrado.

(ua) = unidades arbitrárias. [A] = concentração da espécie química A em mol \cdot L^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})		 Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})
H 1 1,01 Ca 20 40,08
Li 3 6,94 Cr 24 52,00
B 5 10,81 Fe 26 55,85
C 6 12,01 Cu 29 63,55
N 7 14,01 Zn 30 65,38
O 8 16,00 Ge 32 72,63
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Ag 47 107,90
Mg 12 24,31 I 53 126,90
Al 13 26,98 Xe 54 131,30
P 15 30,97 Ba 56 137,30
S 16 32,07 Pt 78 195,10
Cl 17 35,45 Hg 80 200,60
K 19 39,10 Pb 82 207,20

Assinale a alternativa CORRETA para a substância química que dissolvida em água pura produz uma solução colorida.

  1. A
    \ce{CaCl2}
  2. B
    \ce{CrCl3}
  3. C
    \ce{NaOH}
  4. D
    \ce{KBr}
  5. E
    \ce{Pb(NO3)2}
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Resolução comentada

Soluções aquosas ficam coloridas quando contêm íons capazes de absorver luz visível. Isso ocorre tipicamente com cátions de metais de transição, que têm subnível d parcialmente preenchido: os elétrons passam de um nível d a outro absorvendo parte da luz visível, e a cor que vemos é a complementar.

Íons com configuração de gás nobre ou com subnível d completo (ou vazio) não fazem essa transição e geram soluções incolores.

Analisando cada sal:

  1. \ce{CaCl2}: \ce{Ca^{2+}} é de metal alcalino-terroso, configuração de gás nobre, e \ce{Cl-} também. Solução incolor.
  2. \ce{CrCl3}: o cromo (Z=24) é metal de transição. O \ce{Cr^{3+}} tem configuração [Ar]\,3d^3, com subnível d incompleto. Em água forma \ce{[Cr(H2O)6]^{3+}}, de cor violeta/verde. Solução colorida.
  3. \ce{NaOH}: \ce{Na+} e \ce{OH-} são incolores.
  4. \ce{KBr}: \ce{K+} e \ce{Br-} têm configuração de gás nobre. Incolor.
  5. \ce{Pb(NO3)2}: \ce{Pb^{2+}} é de metal representante (com 5d completo) e \ce{NO3-} é incolor. Solução incolor.

Só o \ce{CrCl3} produz solução colorida.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A\ce{Ca^{2+}} e \ce{Cl-} têm configuração de gás nobre, sem transição eletrônica visível; solução incolor.
  • C\ce{Na+} e \ce{OH-} são incolores; a solução é básica, mas não colorida.
  • D\ce{K+} e \ce{Br-} são íons de camada fechada, logo a solução é incolor.
  • E\ce{Pb^{2+}} não é de transição e \ce{NO3-} é incolor; a solução é incolor.

Assuntos: Tabela periódica, Distribuição eletrônica.

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Fonte: ITA 2013 · Química. Prova oficial ↗