Gases e dispersões

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo I, item 1.1

Considere que o teor de \({\text{CO}}_{2}\left( g \right)\) no ar seco é, aproximadamente, \(0,05 \% \left( m/m \right)\).

O teor de \({\text{CO}}_{2}\left( g \right)\) no ar seco, em ppm, é, aproximadamente,

(A) \(5\times {10}^{6} \text{ppm}\)

(B) \(5\times {10}^{4} \text{ppm}\)

(C) \(5\times {10}^{2} \text{ppm}\)

(D) \(5 \text{ppm}\)

Exame Nacional 2017, época especial — Grupo IV, item 2.3

Quando o iodeto de hidrogénio gasoso se dissolve em água, origina uma solução aquosa de ácido iodídrico, \(HI(aq)\), um ácido forte. Para determinar a concentração de uma solução de ácido iodídrico, titulou-se \(25,00 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução desse ácido com uma solução de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\), de concentração \(0,10 {\text{mol dm}}^{-3}\), usando um indicador apropriado.

Para preparar \(200 {\text{cm}}^{3}\) da solução de \(NaOH(aq)\) usada como titulante, utilizou-se uma solução de \(NaOH(aq)\) de concentração \(0,50 {\text{mol dm}}^{-3}\).

Que volume desta solução foi utilizado na preparação da solução titulante?

(A) \(40 {\text{cm}}^{3}\)

(B) \(100 {\text{cm}}^{3}\)

(C) \(20 {\text{cm}}^{3}\)

(D) \(10 {\text{cm}}^{3}\)

Exame Nacional 2018, 1.ª fase — Grupo V, item 3

Considere uma amostra de \(10 {\text{cm}}^{3}\) de uma qualquer mistura de \({\text{SO}}_{2}\left( g \right)\), \({O}_{2}\left( g \right)\) e \({\text{SO}}_{3}\left( g \right)\), nas condições normais de pressão e de temperatura (PTN).

O número total de moléculas na amostra é

(A) \(2,7\times {10}^{23}\)

(B) \(2,7\times {10}^{20}\)

(C) \(1,3\times {10}^{27}\)

(D) \(1,3\times {10}^{24}\)

Exame Nacional 2018, 2.ª fase — Grupo VII, item 4

Numa mistura gasosa constituída por \(HF(g)\), \({N}_{2}\left( g \right)\) e \(He(g)\), \(\frac{1}{5}\) das moléculas presentes são de \({N}_{2}\left( g \right)\) e \(\frac{1}{4}\) das moléculas presentes são de \(He(g)\).

Nessa mistura, a fração molar de \(HF(g)\) é

(A) \(0,55\)

(B) \(0,45\)

(C) \(0,20\)

(D) \(0,89\)

Exame Nacional 2019, 1.ª fase — Grupo VI, item 2.1

Na estratosfera existe uma camada de ozono, \({O}_{3}\left( g \right)\), que absorve parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol.

Qual é a quantidade de ozono existente numa amostra de ar, de massa \(5\times {10}^{2} g\), numa zona da estratosfera na qual o ar contém \(10 \text{ppm}\) (em massa) de ozono?

(A) \(1\times {10}^{-5} \text{mol}\)

(B) \(1\times {10}^{-4} \text{mol}\)

(C) \(5\times {10}^{-3} \text{mol}\)

(D) \(5\times {10}^{-4} \text{mol}\)

Exame Nacional 2020, 2.ª fase — Grupo I, item 4

Considere uma amostra de ar que contém, no total, \(3,0 \text{mol}\) de moléculas. A fração molar de \({\text{CO}}_{2}\) nessa amostra é \(4,2\times {10}^{-4}\).

Quantas moléculas de \({\text{CO}}_{2}\) existem nessa amostra?

(A) \(8,4\times {10}^{19}\)

(B) \(7,6\times {10}^{20}\)

(C) \(4,8\times {10}^{26}\)

(D) \(4,3\times {10}^{27}\)

Exame Nacional 2021, 1.ª fase — item 8.1

Os componentes maioritários do ar são o nitrogénio, \({N}_{2}\left( g \right)\), e o oxigénio, \({O}_{2}\left( g \right)\).

Considere uma amostra de \({N}_{2}\left( g \right)\) e uma amostra de \({O}_{2}\left( g \right)\), com massas iguais.

Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, pode concluir-se que os volumes das amostras são __________ e que o número de moléculas de cada uma das amostras é __________.

(A) iguais … igual

(B) iguais … diferente

(C) diferentes … igual

(D) diferentes … diferente

Exame Nacional 2021, época especial — itens 10.1, 10.2

Em 1811, Amedeo Avogadro publicou um artigo em que admitia que volumes iguais de gases diferentes, nas mesmas condições de pressão e de temperatura, continham o mesmo número de moléculas.

Na Figura 8, representam-se quatro recipientes iguais (com o mesmo volume e a mesma massa). Posteriormente, encheram-se estes recipientes com gases, identificados pelas respetivas fórmulas químicas, nas mesmas condições de pressão e de temperatura.

a) O número total de átomos contidos nos recipientes é igual em

(A) 1 e 2.

(B) 2 e 4.

(C) 2 e 3.

(D) 3 e 4.

b) Selecione a opção que ordena os recipientes 1, 2 e 3, tendo em conta os respetivos gases, por ordem crescente das suas massas.

(A) \(2<3<1\)

(B) \(1<2<3\)

(C) \(1<3<2\)

(D) \(2<1<3\)

Exame Nacional 2023, 1.ª fase — item 1.2

O relatório Nature’s Solutions to Climate Change, do Fundo Monetário Internacional, publicado em 2019, refere que uma baleia vale por milhares de árvores, no que diz respeito à captura de dióxido de carbono, \({\text{CO}}_{2}\left( g \right)\). As baleias alimentam-se de fitoplâncton, que é composto por seres microscópicos fotossintéticos que capturam o \({\text{CO}}_{2}\) da atmosfera; ao fazê-lo, as baleias incorporam muito carbono no seu organismo. Quando morrem, afundam-se no oceano, depositando, em média, o equivalente a \(33\) toneladas de \({\text{CO}}_{2}\).

Qual das expressões seguintes permite calcular o volume ocupado por \(33\) toneladas de \({\text{CO}}_{2}\) (\(M=44,01 {\text{g mol}}^{-1}\)), em condições PTN?

(A) \(\frac{44,01\times 22,4}{33\times {10}^{6}} {\text{dm}}^{3}\)

(B) \(\frac{33\times {10}^{6}\times 22,4}{44,01} {\text{dm}}^{3}\)

(C) \(\frac{44,01\times 33\times {10}^{6}}{22,4} {\text{dm}}^{3}\)

(D) \(\frac{22,4}{44,01\times 33\times {10}^{6}} {\text{dm}}^{3}\)

Exame Nacional 2025, época especial — item 8.2

A dessalinização da água do mar permite obter água potável a partir de água salgada.

Um dos problemas ambientais associados à dessalinização da água do mar é a descarga, em meio marinho, da salmoura, uma solução aquosa que resulta do processo de dessalinização e que contém todos os sais que, inicialmente, se encontravam dissolvidos na água do mar.

Considere que, por cada metro cúbico de água dessalinizada produzida, são também produzidos \(2 {m}^{3}\) de salmoura.

Comparativamente à água do mar, a concentração de sais na salmoura é maior por um fator de

(A) \(3,0\)

(B) \(2,5\)

(C) \(2,0\)

(D) \(1,5\)

Exame Nacional 2026, 1.ª fase — item 1.3

No podcast de Carlos Fiolhais e David Marçal, Mais lento do que a luz, publicado em 11 de maio de 2023, a astrobióloga Zita Martins refere que um dos requisitos para a procura de vida fora da Terra é a presença dos elementos químicos essenciais para a existência de vida: carbono, hidrogénio e oxigénio, entre outros.

O nosso organismo contém outros elementos químicos que estão presentes em quantidades muito reduzidas, habitualmente expressas em partes por milhão em massa, ppm. O iodo, componente essencial das hormonas da tiroide, existe no corpo humano em, aproximadamente, \(0,25 \text{ppm}\).

A percentagem, em massa, correspondente a \(0,25 \text{ppm}\) é

(A) \(2,5\times {10}^{-3} \%\)

(B) \(2,5\times {10}^{-5} \%\)

(C) \(2,5\times {10}^{-7} \%\)

(D) \(2,5\times {10}^{-9} \%\)

Exame Nacional 2026, época especial — item 2.2

Durante a época dos descobrimentos, os navegadores portugueses enfrentaram muitas dificuldades, de entre as quais o escorbuto, uma doença causada pela deficiência de vitamina C (ácido ascórbico — \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\)). Na tabela seguinte, está apresentado um excerto de um rótulo de um suplemento alimentar.

Para prevenir o escorbuto, os marinheiros consumiam laranjas, que contêm vitamina C. Considere que, em cada \(100 \text{mL}\) de sumo de laranja natural, existem, em média, \(0,050 g\) de vitamina C.

Qual é o volume de sumo de laranja que contém a mesma quantidade de vitamina C do que um comprimido do suplemento alimentar?

(A) \(0,16 {\text{dm}}^{3}\)

(B) \(0,26 {\text{dm}}^{3}\)

(C) \(160 {\text{dm}}^{3}\)

(D) \(260 {\text{dm}}^{3}\)

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo I, item 2

Considere que em \(100 g\) de ar seco existem \(23,14 g\) de \({O}_{2}\left( g \right)\) e que, nas condições normais de pressão e de temperatura (PTN), a massa volúmica do ar seco é \(1,30 {\text{g dm}}^{-3}\).

Determine a percentagem em volume de \({O}_{2}\left( g \right)\) no ar seco.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2017, 2.ª fase — Grupo VI, itens 1.1, 1.2

Considere uma mistura gasosa constituída por \(76,5\,\% \left( m/m \right)\) de nitrogénio, \({N}_{2}\left( g \right)\), e por \(23,5\,\% \left( m/m \right)\) de oxigénio, \({O}_{2}\left( g \right)\).

Na Figura 5, está representado um gráfico do volume, \(V\), ocupado por um gás ideal (como é o caso da mistura gasosa considerada) em função da quantidade, \(n\), de gás, a \(20{ }^{\circ }C\) e \(1 \text{atm}\).

a) [★] Qual é o significado físico do declive da reta representada?

b) [★★] Calcule a massa volúmica da mistura gasosa, a \(20{ }^{\circ }C\) e \(1 \text{atm}\).

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2018, 1.ª fase — Grupo VI, itens 3.1, 3.2

O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético que contém também vestígios de outros componentes. O grau de acidez de um vinagre pode ser expresso pela massa de ácido acético, em gramas, dissolvido em \(100 {\text{cm}}^{3}\) do vinagre.

a) [★] A concentração de ácido acético num determinado vinagre comercial é \(1,3 {\text{mol dm}}^{-3}\).

Determine o grau de acidez desse vinagre comercial.

Apresente todas as etapas de resolução.

b) [★★] Para determinar a percentagem, em massa, de ácido acético num vinagre, a partir do grau de acidez desse vinagre, tem ainda de ser conhecida

(A) a massa volúmica do vinagre.

(B) a massa molar da água.

(C) a massa molar do ácido acético.

(D) a massa de ácido acético em \(100 {\text{cm}}^{3}\) do vinagre.

Exame Nacional 2018, 2.ª fase — Grupo V, item 2.1

Considere uma solução de ácido nítrico cuja concentração é \(3,94 {\text{mol dm}}^{-3}\), contendo \(22,0\,\%\), em massa, de \({\text{HNO}}_{3}\) (\(M=63,02 {\text{g mol}}^{-1}\)).

Calcule a massa volúmica da solução.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2018, 2.ª fase — Grupo VI, item 1.4

O ácido fluorídrico, \(HF(aq)\), é um ácido fraco cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por

\[HF(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{F}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Considere uma solução de ácido fluorídrico, de concentração \(0,080 {\text{mol dm}}^{-3}\). A \(25{ }^{\circ }C\), o pH dessa solução é \(2,14\).

Pretende-se preparar \(500 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução de \(HF(aq)\), de concentração em massa \(4,0\times {10}^{-2} {\text{g dm}}^{-3}\), a partir da solução de concentração \(0,080 {\text{mol dm}}^{-3}\).

Determine o volume da solução de concentração \(0,080 {\text{mol dm}}^{-3}\) que é necessário medir para preparar a solução pretendida.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2018, época especial — Grupo IV, item 4

Admita que a quantidade total de fosfato numa amostra de urina é a soma das quantidades dos iões \({H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\) e \({\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\).

Considere uma amostra de \(50,0 {\text{cm}}^{3}\) de urina na qual a concentração total de fosfato é \(29 {\text{mmol dm}}^{-3}\), sendo a concentração de \({\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\) \(3,0\) vezes maior do que a de \({H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

Calcule o número de iões \({\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\) que existem na amostra de urina.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2019, 1.ª fase — Grupo VI, item 1

Um balão, cheio com \(0,750 \text{mol}\) de hélio (He), tem um volume de \(70,0 {\text{dm}}^{3}\), a uma determinada altitude. A essa altitude recolheu-se uma amostra de \(1,0 {\text{dm}}^{3}\) de ar, medido em condições de pressão e de temperatura idênticas às existentes no interior do balão.

A percentagem em volume de nitrogénio, \({N}_{2}\), na amostra de ar recolhida é \(78\,\%\).

Determine a massa de nitrogénio nessa amostra de ar.

Apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2019, 2.ª fase — item 5

Considere que, em cada ciclo respiratório, o atleta inspira \(0,50 {\text{dm}}^{3}\) de ar e expira o mesmo volume de ar, medidos em condições em que o volume molar de um gás é \(25 {\text{dm}}^{3}\,{\text{mol}}^{-1}\).

Considere ainda que as percentagens em volume de oxigénio, \({O}_{2}\left( g \right)\), no ar inspirado e no ar expirado são \(21\,\%\) e \(16\,\%\), respetivamente.

Qual é a quantidade de \({O}_{2}\left( g \right)\) consumida num ciclo respiratório?

(A) \(1,0\times {10}^{-3} \text{mol}\)

(B) \(7,4\times {10}^{-3} \text{mol}\)

(C) \(3,2\times {10}^{-3} \text{mol}\)

(D) \(4,2\times {10}^{-3} \text{mol}\)

Exame Nacional 2020, época especial — Grupo IV, item 3.2

O etanol, \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\) (\(M=46,08 {\text{g mol}}^{-1}\)), é um dos álcoois mais comuns, podendo ser usado, por exemplo, como biocombustível.

Considere \(14,0 {\text{cm}}^{3}\) de uma mistura de etanol e água, que contém \(8,51 g\) de etanol. Essa mistura tem massa volúmica \(0,868 {\text{g cm}}^{-3}\), à temperatura a que se encontra.

Calcule a fração molar de etanol na mistura.

Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2021, 2.ª fase — item 2.3.2

A Estação Espacial Internacional (EEI) move-se em torno da Terra, numa órbita aproximadamente circular. Admita que a região em que a EEI se move pode ser considerada como vácuo.

Considere que, na zona habitável da EEI, existem \(4,1\times {10}^{-2} \text{mol}\) de moléculas por cada \({\text{dm}}^{3}\) de ar, sendo \(7,0\times {10}^{-3}\) a fração molar de \({\text{CO}}_{2}\). Admita que se consegue recuperar uma quantidade de \({O}_{2}\) igual a \(\frac{2}{5}\) da quantidade de \({\text{CO}}_{2}\).

Determine o volume de ar necessário para se conseguir recuperar \(1,0 g\) de \({O}_{2}\).

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2021, época especial — item 1.2

Os ácidos orgânicos apresentam um grupo funcional característico. O ácido cítrico, \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{7}\) (\(M=192,14 {\text{g mol}}^{-1}\)), cuja fórmula de estrutura da molécula se representa na Figura 1, é uma substância presente nos citrinos.

Um sumo de limão, de massa volúmica \(1,03 {\text{g cm}}^{-3}\), contém \(4,71\,\%\), em massa, de ácido cítrico.

Determine a quantidade de ácido cítrico que existe em \(75,0 {\text{cm}}^{3}\) desse sumo.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2022, 1.ª fase — item 4.1

Um navio transporta metano, \({\text{CH}}_{4}\) (\(M=16,05 {\text{g mol}}^{-1}\)), acondicionado em tanques. Um tanque na sua capacidade máxima contém \(1,17\times {10}^{5} \text{kg}\) de \({\text{CH}}_{4}\) liquefeito. O \({\text{CH}}_{4}\) liquefeito tem massa volúmica de \(0,4241 {\text{g cm}}^{-3}\).

Calcule a massa máxima de \({\text{CH}}_{4}\) que seria possível transportar num tanque, caso esta substância se encontrasse no estado gasoso, em condições PTN.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2022, época especial — item 5.2

No âmbito da agricultura inteligente (ou smart farming), aposta-se na hidroponia, uma técnica de cultivo de espécies vegetais que não necessita de solo e em que se usam ferramentas tecnológicas. Esta forma de cultivo mais sustentável pode ser implantada em meio urbano, permite economizar água e reforça a segurança alimentar.

Nesta técnica, utilizam-se estações hidropónicas constituídas por várias unidades. Uma determinada unidade hidropónica beneficia de um enriquecimento do ar em dióxido de carbono, \({\text{CO}}_{2}\), para valores de \(800 \text{ppm}\) (em volume). A percentagem de referência de \({\text{CO}}_{2}\) no ar é \(0,038\,\%\) (em volume).

Admita que o volume de ar da unidade hidropónica é \(3,0 {\text{dm}}^{3}\) e que, nas condições de pressão e temperatura desta unidade, o volume molar é \(24,0 {\text{dm}}^{3}\,{\text{mol}}^{-1}\).

Calcule o aumento da quantidade de \({\text{CO}}_{2}\), na unidade hidropónica, caso se proceda ao referido enriquecimento do ar em \({\text{CO}}_{2}\), nas condições de pressão e temperatura indicadas.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2026, 1.ª fase — item 2.4

No processo de Haber-Bosch, o gás amoníaco, \({\text{NH}}_{3}\), 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

\[{N}_{2}\left( g \right)+3\,{H}_{2}\left( g \right)⇌2\,{\text{NH}}_{3}\left( g \right)  \Delta H=-92,2 \text{kJ}\]

Em dois recipientes de volume variável, foram introduzidas massas iguais de \({N}_{2}\left( g \right)\) e de \({H}_{2}\left( g \right)\).

Conclua qual dos gases ocupa maior volume, nas mesmas condições de pressão e de temperatura.

Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.

Exame Nacional 2026, 1.ª fase — item 3

Uma solução aquosa de \({\text{NH}}_{3}\) (\(M=17,04 {\text{g mol}}^{-1}\)), com concentração de \(14,8 {\text{mol dm}}^{-3}\), tem massa volúmica de \(0,8980 {\text{g cm}}^{-3}\).

Determine a fração molar do \({\text{NH}}_{3}\) nesta solução.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2019, época especial — Grupo IV, item 5

No âmbito de um estudo sobre poluição, recolheu-se, numa zona da troposfera, uma amostra de ar. Verificou-se que, por cada \(1,0\times {10}^{12}\) moléculas existentes na amostra, \(4,0\times {10}^{2}\) moléculas eram de \({\text{SO}}_{2}\) (\(M=64,06 {\text{g mol}}^{-1}\)).

Determine a concentração em massa (em \({\text{g dm}}^{-3}\)) de \({\text{SO}}_{2}\) na amostra, nas condições normais de pressão e de temperatura (PTN).

Apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2020, 1.ª fase — Grupo IV, itens 5.1, 5.2

A curva de Keeling, obtida a partir de medidas rigorosas efetuadas no observatório de Mauna Loa, no Havai, evidencia o aumento da concentração de \({\text{CO}}_{2}\) na troposfera, nas últimas décadas.

A curva de Keeling representada na Figura 6 traduz a fração molar média de \({\text{CO}}_{2}\), \({x}_{{\text{CO}}_{2}}\), em amostras de ar seco, em função do tempo, \(t\), em anos, a, entre 1958 e 2018.

a) [★] Qual foi o teor médio de \({\text{CO}}_{2}\) nas amostras recolhidas em 1965, em partes por milhão em volume?

(A) \(3,20\times {10}^{-4} \text{ppm}\)

(B) \(3,20\times {10}^{2} \text{ppm}\)

(C) \(3,20\times {10}^{-2} \text{ppm}\)

(D) \(3,20\times {10}^{6} \text{ppm}\)

b) [★★★] Determine, a partir da curva de Keeling representada na Figura 6, a taxa temporal média, entre 1999 e 2015, de variação da massa de \({\text{CO}}_{2}\) por \({\text{dm}}^{3}\) de ar seco (medido em condições PTN), em \({\text{g dm}}^{-3}\,{a}^{-1}\).

Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2020, 2.ª fase — Grupo I, itens 5.1, 5.2

Considere várias amostras retiradas de uma mesma mistura gasosa constituída apenas por \({N}_{2}\left( g \right)\) e por \({O}_{2}\left( g \right)\). As amostras têm massas diferentes, apresentando todas um teor de \(21,2\,\%\), em volume, de \({O}_{2}\left( g \right)\).

a) [★★] Admita que as amostras estão nas mesmas condições de pressão e de temperatura.

Qual dos esboços de gráfico pode representar a massa volúmica, \(\rho \), das amostras em função da quantidade de matéria, \(n\), existente nessas amostras?

b) [★★★] Uma das amostras tem massa \(4,0 g\).

Determine a massa de \({N}_{2}\) nessa amostra.

Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2021, 1.ª fase — item 6.1

Dissolveu-se amoníaco, \({\text{NH}}_{3}\left( g \right)\), em água, tendo-se obtido uma solução de concentração \(2,27 {\text{mol dm}}^{-3}\) e de densidade \(0,98 {\text{g cm}}^{-3}\), a \(25{ }^{\circ }C\).

Determine o número de moléculas de água que existem em \(250 {\text{cm}}^{3}\) de solução.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2022, 2.ª fase — item 5.4.1

No laboratório, existe uma solução concentrada de \({\text{HNO}}_{3}\) (\(M=63,02 {\text{g mol}}^{-1}\); \({K}_{a}\) muito elevado), com \(68\,\%\) (em massa) de \({\text{HNO}}_{3}\) e massa volúmica \(1,41 {\text{g cm}}^{-3}\).

Calcule o volume de solução concentrada que é necessário para preparar \(250 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução diluída de \({\text{HNO}}_{3}\) com pH de \(0,30\).

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2023, 1.ª fase — item 7.3

Numa titulação, a \(25{ }^{\circ }C\), \(10,00 \text{mL}\) de uma solução diluída de ácido nítrico, \({\text{HNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\) (\(M=63,02 {\text{g mol}}^{-1}\)), foram titulados com uma solução padrão de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\), de concentração \(0,100 {\text{mol dm}}^{-3}\). A reação que ocorre pode ser traduzida por

\[{\text{HNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+NaOH(aq)\to {\text{NaNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)\]

O volume de base gasto até se atingir o ponto de equivalência (p.e.) foi \(13,80 \text{mL}\).

A solução aquosa diluída de \({\text{HNO}}_{3}\) foi preparada a partir de uma solução concentrada do mesmo ácido (\(\rho =1,260 {\text{g cm}}^{-3}\) e \(35\,\%\), em massa).

Determine a razão entre as concentrações das duas soluções aquosas de \({\text{HNO}}_{3}\), a concentrada e a diluída.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2023, época especial — itens 4.1, 4.2

A presença de etanol, \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\) (\(M=46,08 {\text{g mol}}^{-1}\)), num indivíduo pode ser detetada por diferentes métodos.

a) [★★] Um dos métodos utilizados envolve um alcoolímetro. No alcoolímetro, o etanol presente no ar expirado reage com o dioxigénio, \({O}_{2}\), presente no ar, sendo convertido em ácido etanoico, \({\text{CH}}_{3}\text{COOH}\). Esta reação pode ser traduzida por

\[{\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}OH(g)+{O}_{2}\left( g \right)\to {\text{CH}}_{3}COOH(g)+{H}_{2}O(g)\]

Considere que o ar contém \(21\,\%\), em volume, de \({O}_{2}\) e admita que o volume molar de um gás à temperatura e à pressão a que ocorre a reação é \(24,0 {\text{dm}}^{3}\,{\text{mol}}^{-1}\).

Qual das expressões seguintes permite calcular, em \({\text{dm}}^{3}\), o volume de ar necessário à reação completa de \(0,0275 g\) de \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\)?

(A) \(\frac{21\times 0,0275\times 24,0}{100\times 46,08}\)

(B) \(\frac{100\times 0,0275\times 24,0}{21\times 46,08}\)

(C) \(\frac{21\times 0,0275}{100\times 46,08\times 24,0}\)

(D) \(\frac{100\times 0,0275}{21\times 46,08\times 24,0}\)

b) [★★★] Um condutor ingeriu duas canecas de cerveja contendo, cada uma, \(0,50 L\) com \(5,2\,\%\), em volume, de \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\). Uma hora depois, o condutor foi submetido a uma análise laboratorial, tendo sido detetados \(0,64 g\) de \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\) por litro de sangue.

Considere que:

nem todo o etanol ingerido chega à corrente sanguínea;

o condutor tem \(6,0 L\) de sangue, e o seu organismo removeu, na primeira hora, \(8,5 g\) de \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\) da corrente sanguínea;

a massa volúmica do etanol é \(0,789 {\text{g cm}}^{-3}\), à temperatura e à pressão do organismo do condutor.

Mostre que \(30\,\%\), em massa, do \({\text{CH}}_{3}{\text{CH}}_{2}\text{OH}\) ingerido chegou à corrente sanguínea durante a primeira hora, após a ingestão das duas canecas de cerveja.

Exame Nacional 2025, 2.ª fase — item 2.5

A passagem de corrente elétrica através da água pode ser facilitada adicionando-se, por exemplo, hidróxido de potássio, \(\text{KOH}\) (\(M=56,11 {\text{g mol}}^{-1}\)), uma base forte muito solúvel em água.

O pH da solução pode ser medido com um aparelho medidor de pH. Este possui dois elétrodos, entre os quais se estabelece uma diferença de potencial, \(U\), que é função do pH da solução.

A Figura 4 apresenta o gráfico do módulo da diferença de potencial, \(\left| U \right|\), em função do pH da solução em análise, a \(25{ }^{\circ }C\).

Admita que, ao medir o pH de uma solução de \(\text{KOH}\), se estabelece uma diferença de potencial aos terminais dos elétrodos idêntica à que se obteria aos terminais de uma resistência de \(2,0\times {10}^{6} \Omega \) percorrida por uma corrente de \(1,75\times {10}^{-7} A\).

Determine a massa de \(\text{KOH}\) necessária para preparar \(500 {\text{cm}}^{3}\) dessa solução.

Apresente todos os cálculos efetuados.