O alumínio é produzido, maioritariamente, a partir da bauxite, que é o principal minério que contém este elemento.
Uma das etapas iniciais do processo de obtenção do alumínio consiste no tratamento do minério para se obter tri-hidróxido de alumínio, Al(OH)3 (M = 78,01 g/mol). Etapas posteriores, I e II, levam à obtenção do alumínio, podendo ser traduzidas por
Complete o texto seguinte, selecionando a opção correta para cada espaço.
Assinale, na folha de respostas, para cada letra, o número da opção selecionada.
Na etapa I, a massa de Al2O3 obtida é ___(a)___ massa inicial de Al(OH)3.
Na etapa II, a variação do número de oxidação do oxigénio é ___(b)___ e, por cada mole de alumínio produzida, ocorre uma transferência de ___(c)___ moles de eletrões.
O alumínio é reduzido ___(d)___.
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Embora tanto as pilhas como os acumuladores forneçam corrente elétrica, são coisas muito diferentes, e dentro das respetivas caixas não têm os mesmos produtos. Os acumuladores têm lá dentro muitas placas de chumbo, e é isso que os torna tão pesados. E também um líquido, por exemplo ácido sulfúrico (que queima a pele e o pano e a madeira) e água. As pilhas, não.
A Figura 5 esquematiza, de forma simplificada, um acumulador, estando representadas apenas duas placas, uma de dióxido de chumbo, PbO2(s), e outra de chumbo, Pb(s), mergulhadas numa solução aquosa de ácido sulfúrico, H2SO4(aq).
No destaque lateral, estão esquematizados os reagentes e os produtos da reação que ocorre na placa de chumbo e que pode ser traduzida por
Quando o acumulador se encontra ligado a um circuito elétrico fechado, os portadores de corrente elétrica, nas placas de chumbo, são ___ e, na solução de ácido sulfúrico, são ___.
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A síntese do amoníaco pode ser chamada aos mais diversos propósitos: até hoje, o processo de Haber-Bosch garante a alimentação de uma população mundial em crescimento. É assim que quase metade do nitrogénio hoje existente no organismo de qualquer pessoa, inclusive o leitor, passou antes pelo processo de Haber-Bosch.
No processo de Haber-Bosch, o gás amoníaco, NH3, largamente usado na indústria de fertilizantes, é produzido, sob determinadas condições de pressão e de temperatura, a partir de di-hidrogénio e de dinitrogénio, numa reação reversível que pode ser traduzida por
A variação do número de oxidação do nitrogénio na reação direta é
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Os artefactos de ferro são fabricados desde a Antiguidade, sendo frequente encontrá-los em naufrágios de diferentes épocas.
Atualmente, a maior parte do ferro é obtida a partir de minério contendo elevada percentagem de trióxido de diferro, Fe2O3(s), num alto-forno, tal como representado na Figura 3.
As reações químicas que ocorrem no alto-forno podem ser traduzidas, de forma simplificada, por
Complete o texto seguinte, selecionando a opção correta para cada espaço.
Escreva, na folha de respostas, cada uma das letras seguida do número que corresponde à opção selecionada.
A reação química apresentada é uma reação de ___ a) ___. Nessa reação, a substância que apresenta ligações metálicas é representada por ___ b) ___.
Tendo em conta as correntes de convecção, representadas no interior do forno, o ar que está a uma temperatura superior situa-se na zona ___ c) ___.
O ferro fundido obtido escorre para o exterior do forno, onde solidifica. Durante este processo de mudança de fase, e enquanto a temperatura se mantém constante, a energia interna do ferro ___ d) ___.
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Nas proximidades do arquipélago das Berlengas, existem vários navios naufragados.
Uma equipa de mergulhadores recolheu, junto a um desses navios, algumas moedas de cobre e de ouro, assim como algumas peças de ferro. A observação destes objetos permitiu constatar que as moedas de cobre apresentavam a sua superfície oxidada, mas mantinham a sua forma original, que as moedas de ouro não apresentavam vestígios de corrosão e que as peças de ferro se apresentavam bastante corroídas.
Ordene os metais cobre, ouro e ferro por ordem crescente do seu poder redutor, fundamentando a ordenação com base nas observações relatadas.
Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.
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O di-hidrogénio, necessário para a produção de amoníaco, pode ser produzido por eletrólise da água.
A eletrólise da água, H2O(l), é uma reação de oxidação-redução provocada pela passagem de corrente elétrica contínua entre dois elétrodos mergulhados na água, formando di-hidrogénio, H2(g), e dioxigénio, O2(g), como se representa esquematicamente na Figura 1. Obtém-se «hidrogénio verde» quando, para a eletrólise da água, se recorre a energia elétrica proveniente de fontes renováveis.
A eletrólise da água pode ser traduzida por
Nesta reação, o hidrogénio
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O armazenamento e o transporte do di-hidrogénio, H2, têm sido estudados com vista à utilização deste gás como recurso energético.
Num laboratório, estuda-se um processo de armazenar quimicamente o H2 sob a forma de hidretos sólidos, mais fáceis e seguros de transportar, como é o caso do hidreto de sódio, NaH, cuja formação pode ser traduzida por
Na reação entre o NaH e a água, forma-se H2, de acordo com a equação
Admita que, nas reações (1) e (2), os reagentes se transformam completamente em produtos de reação e que não existem reações paralelas.
Nas substâncias NaH e H2O, o número de oxidação do hidrogénio é
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Enquanto nos espelhos comuns, na Terra, se utiliza, como superfície refletora, o alumínio, Al, o espelho principal do JWST é revestido por uma camada de ouro, Au.
Na Terra, a superfície refletora de alumínio dos espelhos é protegida por um vidro que impede o contacto do metal com o ar, evitando a sua deterioração.
A reação do alumínio com o dioxigénio do ar pode ser traduzida pela equação
Nesta reação, o alumínio é o
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Na reciclagem de equipamentos eletrónicos, a extração de metais pode ser feita através de diferentes processos.
A água régia é uma mistura de ácido nítrico, HNO3, e ácido clorídrico, HCl, que permite extrair o ouro presente em equipamentos eletrónicos, de acordo com a reação traduzida por
Nesta reação, o ouro é ___, e o HNO3 é o agente ___.
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O ácido nítrico, HNO3(aq) (M = 63,02 g mol⁻¹), é considerado um ácido forte, sendo bastante corrosivo. É um dos compostos químicos mais produzidos mundialmente. Desde 1902, é preparado industrialmente em três etapas sequenciais (processo de Ostwald):
Etapa I) Combustão do amoníaco, NH3 (M = 17,04 g mol⁻¹), para formar monóxido de nitrogénio, NO.
Etapa II) Oxidação do NO a dióxido de nitrogénio, NO2.
Etapa III) Reação do NO2 com água, para formação de HNO3.
Os números de oxidação do nitrogénio nos compostos NH3 e HNO3 são, respetivamente,
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O aço é formado, essencialmente, por ferro, Fe, e carbono, C. Para melhorar algumas das propriedades do aço, como a resistência à corrosão ou ao calor, podem adicionar-se outros elementos.
Adicionando-se cromo, Cr, obtém-se uma liga bastante resistente à corrosão atmosférica. Este aço, em contacto com o dioxigénio, O2, presente no ar, forma uma película sólida protetora, não porosa e impermeável, maioritariamente de trióxido de dicromo, Cr2O3.
Mesmo perante um dano na superfície do aço, a película de Cr2O3 autorrepara-se. Este comportamento dinâmico de autorreparação está esquematizado na Figura 3.
Explique a resistência à corrosão atmosférica deste aço.
Na sua resposta:
apresente a razão pela qual a película torna o aço resistente à corrosão;
fundamente o processo de autorreparação da película, comparando o poder redutor do Fe com o do Cr.
Apresente um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
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Para produzir o NO2(g), recorreu-se a uma reação de oxidação-redução entre o ácido nítrico, HNO3, e o cobre, traduzida por
Cu(s) + 4 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l)
O número de oxidação do nitrogénio na molécula de HNO3 é
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Para preparar uma futura expedição a Marte, na missão Mars 2020 seguiu o módulo MOXIE. Este dispositivo foi concebido para testar, pela primeira vez, a produção local de dioxigénio, O2, a partir do dióxido de carbono, CO2, existente na atmosfera marciana, de acordo com as semirreações traduzidas por
(1) CO2 + 2 e⁻ → CO + O²⁻
(2) 2 O²⁻ → 4 e⁻ + O2
Na semirreação representada em (1), a variação do número de oxidação do carbono é
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Os metais podem sofrer corrosão.
Uma placa de cobre, Cu(s), e uma placa de zinco, Zn(s), foram mergulhadas numa solução contendo iões Pb2+(aq), tendo-se verificado que, passado algum tempo, apenas a placa de zinco tinha sofrido corrosão.
Pode concluir-se que
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Os metais podem sofrer corrosão.
Em canalizações que contenham chumbo pode, a partir de PbCl2, formar-se um óxido de chumbo de fórmula química PbO2.
Nesta transformação, a variação do número de oxidação do chumbo é
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O ião ClO3- pode transformar-se na espécie ClO2 em reações que envolvem transferência de eletrões.
Numa reação em que o ião ClO3- origina a espécie ClO2, a variação do número de oxidação do Cl é
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A reação do ácido sulfúrico com o magnésio pode ser traduzida por
H2SO4(aq) + Mg(s) → H2(g) + MgSO4(aq)
Nesta reação, o ião H+
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O cálcio, Ca, é o elemento metálico mais abundante no corpo humano, encontrando-se maioritariamente nos ossos.
O cálcio reage com a água de acordo com a reação traduzida por
Ca(s) + 2 H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Nesta reação, a variação do número de oxidação do hidrogénio é ______, atuando ______ como redutor.
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A emissão de óxidos de enxofre para a atmosfera, entre os quais o dióxido de enxofre, SO2(g), dá origem ao ácido sulfúrico, H2SO4(aq), presente nas chuvas ácidas.
A formação de H2SO4(aq) a partir de SO2(g) pode ser globalmente traduzida por
2 SO2(g) + 2 H2O(l) + O2(g) → 2 H2SO4(aq)
Nesta reação, o enxofre
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O nitrogénio, N2(g), e o hidrogénio, H2(g), são utilizados na síntese do amoníaco, NH3(g), traduzida por
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
A reação de síntese do amoníaco, sendo uma reação de
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A combustão do metano, CH4(g), pode ser traduzida por
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
Qual é a variação do número de oxidação do carbono na reação considerada?
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