1ª Avaliação – Estudo Guiado

Roteiro de Estudo – 1ª Avaliação de Química

Marque primeiro as alternativas que julgar corretas, depois expanda o painel Mostrar explicação para conferir.

Q 1. Modelos Atômicos

Enunciado literal:

“Além dos conceitos sobre atomística, considere as imagens a seguir para analisar as afirmações dadas:”

Experimento A – tubo de raios catódicos (Thomson)
Experimento B – espalhamento de partículas α (Rutherford)
Postulados de Bohr

Segundo Dalton, átomos de um mesmo elemento químico possuem sempre a mesma massa; sabemos hoje que essa afirmação é verdadeira.
Com o experimento A, Thomson provou que o elétron teria massa.
De posse da razão carga/massa do elétron (1,76 × 10⁸ C g⁻¹) e da carga do elétron (1,60 × 10⁻¹⁹ C) foi possível calcular a massa real do elétron (9,10 × 10⁻²⁸ g). Assim, um cátion trivalente que possui 13 prótons apresenta massa total de seus elétrons igual a 9,10 × 10⁻²⁷ g.
No experimento B de Rutherford, a maioria das partículas α sofreram desvio de sua trajetória.
Com o experimento B, Rutherford organizou o átomo em duas partes: núcleo (pequeno, denso, positivo) e eletrosfera (negativa).
Segundo os postulados de Bohr, quando o elétron salta do nível N para o nível M ele absorve energia; quando ele volta libera a mesma energia em forma de luz.

Alternativas:

I, II, V, VI
III, IV, VI
V e VI
III, V e VI
III e V

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I – Falsa: isótopos ≠ mesma massa.
II – Falsa: o experimento mediu q/m. Conclui-se que o elétron tem massa (não infinita), mas não a “provou” diretamente; além disso, a massa é desprezível frente ao próton.
III – Verdadeira: usando q/m e q obtém-se 9,1 × 10⁻²⁸ g; 10 e⁻ em Al³⁺ → 9,1 × 10⁻²⁷ g.
IV – Falsa: > 99 % passaram reto; só poucas desviaram.
V – Verdadeira: consolida núcleo denso e carga +.
VI – Falsa: descida emite; subida absorve.

Resposta correta: alternativa e) III e V.

Se o enunciado falar “maioria desviou” (Rutherford) ou “absorve ao descer” (Bohr) → sinal de pegadinha.

Q 2. Isótopos de Crômio

Enunciado literal:
“A maioria dos elementos químicos se apresenta na natureza em diferentes isótopos … Analisando o gráfico abaixo, determine a massa atômica aproximada do crômio e o número de nêutrons para cada isótopo. Mostre todos os cálculos pertinentes.”

(dados do gráfico) abundâncias: ⁵⁰Cr 4,31 %; ⁵²Cr 83,76 %; ⁵³Cr 9,55 %; ⁵⁴Cr 2,38 %

Calculei a massa atômica média.
Listei corretamente o nº de nêutrons de cada isótopo.

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1) Massa atômica média

\[ \bar{M}=\frac{50(4,31)+52(83,76)+53(9,55)+54(2,38)}{100} =52,06\;\text{u} \]

2) Número de nêutrons

Isótopo	A	Z = 24	N = A − Z
⁵⁰Cr	50	24	26
⁵²Cr	52	24	28
⁵³Cr	53	24	29
⁵⁴Cr	54	24	30

Monte sempre a média ponderada dividindo por 100. Para N, basta subtrair o número atômico.

Q 3. Postulados de Bohr – Julgue as proposições

\[ \color{blue}{E_n=-2,18\times10^{-18}\ \text{J}\left(\frac{1}{n^{\,2}}\right)} \]

Os átomos não emitem energia continuamente como propunha a física clássica, pois desta forma o elétron colidiria com o núcleo (modelo de Rutherford).
Ao calcular os valores de energia para os níveis \(n=2\) e \(n=4\), obtém-se respectivamente −5,45 × 10⁻¹⁹ J e −1,36 × 10⁻¹⁹ J; logo o nível 4 possui maior energia que o nível 2.
Ao fazer um teste de chama com NaCl observa-se uma coloração amarela em função da emissão de luz devido ao retorno dos elétrons de átomos de sódio de níveis de maior energia para níveis de menor energia.
Segundo Bohr, a energia dos níveis para o átomo de hidrogênio pode ser determinada a partir da equação 1 quando o valor de \(n\) é igual a 1, temos o estado fundamental.
Quando um elétron se move do nível 1 para o nível 5, ele absorve mais energia que quando salta do nível 1 para o nível 4.
A transição eletrônica do nível 6 para o nível 1 libera menos energia do que a transição do nível 4 para o nível 1.

Assinale a opção correta:

Apenas 1 e 2 são corretas
Apenas 1 é falsa
Apenas 2, 3 e 5 são corretas
Apenas 4 e 6 são falsas
Apenas 4 é falsa

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1 – Verdadeira (deveria ser marcada).
2 – \(|E_4|<|E_2|\) ⇒ nível 4 tem maior energia.
3 – Emissão amarela ≈ 589 nm (série de Balmer).
4 – Estado fundamental em \(n=1\).
5 – Quanto maior o salto, maior ΔE absorvido.
6 – ΔE (6→1) > ΔE (4→1), logo é falsa.

Gabarito: alternativa c).

Use o valor absoluto de \(E_n\) e lembre-se: mais distante do núcleo ⇒ energia menos negativa (>).

Q 4. Transição \(n=6 \rightarrow n=1\)

Enunciado literal:
“Considerando um elétron que se move do nível 6 para o nível 1 e os dados da tabela a seguir, responda:”

Cor	Comprimento de onda (nm)
Vermelho	700
Amarelo	580
Azul	480
Violeta	400

Qual o valor de \(\Delta E\)?
Essa energia está sendo liberada ou absorvida? Por quê?
Qual a frequência dessa radiação?
Qual o comprimento de onda em m e em nm correspondente?
Essa radiação é visível? Se sim, qual cor deve prevalecer? Se não, está mais próxima do ultravioleta ou do infravermelho?

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ΔE:
\(\displaystyle \Delta E = -2,18\times10^{-18}\Bigl(\frac1{1^2}-\frac1{6^2}\Bigr) = -2,12\times10^{-18}\ \text{J}\)
Sinal (−) ⇒ energia liberada (emissão de fóton).
Frequência:
\(\displaystyle \nu=\frac{|\Delta E|}{h}= \frac{2,12\times10^{-18}}{6,63\times10^{-34}} = 3,20\times10^{15}\ \text{Hz}\)
Comprimento de onda:
\(\displaystyle \lambda=\frac{c}{\nu}= \frac{3,00\times10^{8}}{3,20\times10^{15}} = 9,4\times10^{-8}\ \text{m}=94\ \text{nm}\)
94 nm está na região ultravioleta, fora da faixa visível (violeta ≈ 400 nm).

Transições até \(n=1\) → série de Lyman (UV). Para aparecer cor visível, observe saltos até \(n=2\).

Q 5. Teste de Chama

Quadro de referência:

Elemento	λ (nm)
Au	267,6
Ag	328,1
Na	589,6
K	404,7
Sr	674,4

Usando a tabela da questão 4, quais elemento(s) emitem radiação no ultravioleta?
Uma amostra desconhecida emite radiação de 4,914 × 10⁻¹⁹ J. Qual elemento do quadro acima estaria na amostra?

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(a) λ < 400 nm → Au e Ag.
(b) \(λ = \dfrac{hc}{E} \Rightarrow 405 nm\) ≈ K (404,7 nm).

Lembre do intervalo visível 400–700 nm. Converter energia → λ de forma rápida ajuda muito!

Q 6. Densidade da Água e Vidrarias

Quadro 1 (massa das adições de 25 mL de água a 28 °C – valores originais):

Vidraria	Massa 1 (g)	Massa 2 (g)	Massa 3 (g)	Média (g)
Béquer	25,86	25,74	25,40	25,66
Pipeta volumétrica	24,78	25,01	25,01	24,93

Quadro 2 – densidade da água (\(ρ\)) em g mL⁻¹ a 28 °C: 0,9962.

Calcule a massa média em gramas.
Determine o volume “calculado” usando ρ.
Estime o erro percentual (25 mL nominais).
Discuta se os resultados estão coerentes.

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Massas médias: Béquer = 25,66 g; Pipeta = 24,93 g.
Volumes: Béquer = \(25,66/0,9962=25,76\) mL; Pipeta = \(24,93/0,9962=25,04\) mL.
Erro %: Béquer → \(\frac{|25,76-25|}{25}\) = 3,0 %; Pipeta → 0,16 %.
Análise: A pipeta volumétrica (classe A) apresenta precisão < 0,3 %. O béquer graduado serve apenas para medidas aproximadas, justificando o erro > 3 %.

Sempre escolha vidraria “TD” (to deliver) para volumes exatos; corrija massa d’água usando a densidade na temperatura do experimento.