Texto e Contexto                GABARITO
                         Compostos de gases Nobres – uma
                   1
contradição
      Em 1962, Bartlet e Lohmann, da Universidade British Columbia (Canadá),
publicaram um trabalho sobre a reação de hexafluoreto de platina com oxigênio:
                                    O2 + PtF6  O2+(PtF6)-
       Nessa reação um elétron da molécula O2 é transferido para o PtF6, resultando
um composto iônico. Ao considerar que a quantidade de energia necessária para
retirar elétrons de moléculas O2 (transformando-as em íons O2+ ) é praticamente igual
à necessária para transformar átomos Xe em íons Xe+ , Bartlett supôs possível a
reação:
                                    Xe + PtF6  Xe+(PtF6)-
      Testou sua previsão e realmente obteve o composto esperado. O resultado
dessa experiência surpreendeu os químicos do mundo inteiro, pois jogou por terra a
idéia até então irrefutável de que os gases nobres fossem inertes, isto é, incapazes de
reagir entre si ou com qualquer outro material.
    Essa experiência abriu as portas para novas tentativas no sentido de obter outros
compostos de gases nobres. Muitas delas lograram êxito.
                                Quadro 13. Alguns compostos de gases nobres

            Gás nobre                                     compostos

             Argônio                                         HArF

             Criptônio                                       KrF2

             Xenônio2                          XeF2 , XeF4 , XeF6 , XeO3 , CsXeF7

             Radônio                                         RnF


      É uma contradição o fato de a estabilidade dos átomos de gases nobres
constituir a linha mestra para o entendimento das ligações entre os demais átomos e
eles próprios formarem compostos. No entanto, deve ficar claro que esses gases
encontram-se na natureza como átomos isolados. A obtenção de seus compostos só
foi possível há poucos anos, em condições específicas, como resultado do acúmulo de
conhecimentos adquiridos pelo ser humano e da sua capacidade de indagação. E
essa capacidade de indagação que torna a ciência dinâmica — o que se acredita ser
verdade hoje pode não o ser amanhã.




1
      Texto adaptado de AMBROGI, Angélica; LISBÔA, Julio Cezar Foschini e SPARAPAN, Elisabete
    Rosim Fachini. Química para o magistério. São Paulo: Editora Hamburg Ltda. 1983. p. 51
2
     No endereço: http://www.abdn.ac.uk/chemistry/ex/cm00/xenon/ podem ser obtidas outras
    informações sobre os compostos de xenônio.
1.   ELABORE um modelo para uma mistura contendo apenas gases nobres, em
     condições normais ambiente.
                                                                     Legenda:

                                                                           Ne (neônio)



                                                                            Ar (argônio)



2.   Por que é mais difícil formar um composto com os gases nobres neônio e hélio do
     que com xenônio e criptônio? EXPLIQUE utilizando as propriedades periódicas
     destes elementos e as informações do texto.

      Os gases nobres hélio e neônio são muito pequenos, ou seja, seus
      elétrons estão muito atraídos devido ao pequeno raio atômico.
      Desta forma, a energia necessária para retirar elétrons destes
      gases nobres é muito alta, dificultando a formação de íons. Os
      gases nobres He e Ne (do 1º e do 2º períodos) não podem
      expandir o octeto e por isso não formam compostos.

     CONDUTIVIDADE ELÉTRICA - GABARITO
      Condutividade elétrica é usada para
especificar o caráter elétrico de um material. Ela
é simplesmente o recíproco da resistividade, ou
seja, inversamente proporcionais e é indicativa
da facilidade com a qual um material é capaz de
conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a
recíproca de ohm-metro, isto é, [(Ω-m)-1].
      Materiais sólidos exibem uma espantosa
faixa de condutividades elétrica e térmica
(Quadro 6 e 7). De fato, uma maneira de classificar materiais sólidos é de acordo com
a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica e o calor; dentro deste esquema
de classificação existem 3 grupamentos: condutores, semicondutores e isolantes.
Metais são bons condutores, tipicamente tendo condutividades da ordem de 107 (Ω-m)-
1
 . No outro extremo estão os materiais com muito baixas condutividades, situando-se
entre 10-10 e 10-20 (Ω-m)-1; estes são os isolantes elétricos. Materiais com
condutividades intermediárias, geralmente entre 10-6 e 104 (Ω-m)-1, são denominados
semicondutores.
      Constitui engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico. Na temperatura
ambiente, no planeta Terra, o material melhor condutor elétrico ainda é a prata.
Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro
70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. O ouro, em qualquer comparação, seja
no mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou
térmica para o cobre. Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente elétrica
deve passar de uma superfície para outra, o ouro leva muita vantagem sobre os
demais materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando
numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico. Entre os citados,
o alumínio seria o pior material para as conexões elétricas, devido à facilidade de
oxidação e à baixa condutividade elétrica da superfície oxidada. Assim, um cabo
            condutor de cobre com os plugues de contatos dourados levam vantagens sobre
            outros metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com prata constitui a
            melhor combinação para a condução da eletricidade ou do calor entre condutores
            distintos.

                      Fonte: Texto adaptado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_el%C3%A9trica


                                    Quadro 9. Condutividade elétrica de materiais

                 Tipo de       Condutividade/                             Tipo de     Condutividade/
 Material                                                 Material
                 ligação         (ohm/cm)                                 ligação       (ohm/cm)
  Prata          metálica         6,3x105                  Níquel         metálica        1,0 x105

  Cobre          metálica         6,0x105                Ferro puro       metálica        1,0 x105

  Ouro           metálica         4,3 x105                 Platina        metálica        0,9 x105

 Alumínio        metálica         3,4 x105                Estanho         metálica       0,86 x105

  Sódio          metálica         2,4x105                 Mercúrio        metálica        0,1x105

Tungstênio       metálica         1,8 x105                 Grafite       covalente       0,007x105
  Zinco          metálica         1,7x105             Cloreto de sódio     iônica         1,0x10-7
 Bronze          metálica         1,5 x105               Diamante        covalente       1,0x10-14
                                            5
  Latão          metálica         1,5 x10                 Quartzo        covalente       1,0x10-14


            1. Qual o metal usado na fiação elétrica? CITE três propriedades que justifique seu
               uso.
                   O cobre é muito usado na fiação elétrica porque é um dos
                melhores condutores elétricos, possui altas temperaturas de
                fusão e ebulição e dúctil.
            2. Qual o metal que tem a maior condutividade? Por que ele não é usado na fiação
               elétrica?
                      A prata é o metal de melhor condutividade, mas é muito caro.
            3. Por que o mercúrio tem menor condutividade elétrica dentre os metais?
                   Porque em condições ambientes ele se encontra na fase
                líquida. Desta forma as partículas estão mais distantes e menos
                organizadas, o que dificulta a condutividade. Além disto não tem
                como produzir fios e é muito tóxico.




            4. Analise o quadro
                                            Quadro 10. Condutividade térmica
Coeficiente de                       Coeficiente de
      Material     condutividade          Material      condutividade
                   (Kcal/s.cm.°C)                       (Kcal/s.cm.°C)
       Prata            0,99             Concreto           0,002
       Cobre            0,92               Água            0,0015
       Ouro             0,70             Cerâmica          0,0011
      Alumínio          0,49              Cortiça          0,0004
       Latão            0,26              Amianto          0,0002
       Ferro            0,16              Madeira          0,0002
        Aço             0,11                Lã            0,000086
      Chumbo           0,083           Fibra de vidro     0,000075
      Mercúrio         0,0197               Ar            0,000057
       Vidro           0,0025            Oxigênio         0,000056
     Gelo (0°C)        0,0022             Isopor          0,000024

Qual o melhor material para conservar por mais tempo uma bebida gelada em um
dia de calor? EXPLIQUE, considerando os dados do quadro 7.
   O isopor é o melhor material para se conservar por mais
tempo uma bebida gelada porque possui o menor valor de
condutividade. Logo a troca de calor entre o material e o meio
será mais difícil.

Gabarito da apostila agosto

  • 1.
    Texto e Contexto GABARITO Compostos de gases Nobres – uma 1 contradição Em 1962, Bartlet e Lohmann, da Universidade British Columbia (Canadá), publicaram um trabalho sobre a reação de hexafluoreto de platina com oxigênio: O2 + PtF6  O2+(PtF6)- Nessa reação um elétron da molécula O2 é transferido para o PtF6, resultando um composto iônico. Ao considerar que a quantidade de energia necessária para retirar elétrons de moléculas O2 (transformando-as em íons O2+ ) é praticamente igual à necessária para transformar átomos Xe em íons Xe+ , Bartlett supôs possível a reação: Xe + PtF6  Xe+(PtF6)- Testou sua previsão e realmente obteve o composto esperado. O resultado dessa experiência surpreendeu os químicos do mundo inteiro, pois jogou por terra a idéia até então irrefutável de que os gases nobres fossem inertes, isto é, incapazes de reagir entre si ou com qualquer outro material. Essa experiência abriu as portas para novas tentativas no sentido de obter outros compostos de gases nobres. Muitas delas lograram êxito. Quadro 13. Alguns compostos de gases nobres Gás nobre compostos Argônio HArF Criptônio KrF2 Xenônio2 XeF2 , XeF4 , XeF6 , XeO3 , CsXeF7 Radônio RnF É uma contradição o fato de a estabilidade dos átomos de gases nobres constituir a linha mestra para o entendimento das ligações entre os demais átomos e eles próprios formarem compostos. No entanto, deve ficar claro que esses gases encontram-se na natureza como átomos isolados. A obtenção de seus compostos só foi possível há poucos anos, em condições específicas, como resultado do acúmulo de conhecimentos adquiridos pelo ser humano e da sua capacidade de indagação. E essa capacidade de indagação que torna a ciência dinâmica — o que se acredita ser verdade hoje pode não o ser amanhã. 1 Texto adaptado de AMBROGI, Angélica; LISBÔA, Julio Cezar Foschini e SPARAPAN, Elisabete Rosim Fachini. Química para o magistério. São Paulo: Editora Hamburg Ltda. 1983. p. 51 2 No endereço: http://www.abdn.ac.uk/chemistry/ex/cm00/xenon/ podem ser obtidas outras informações sobre os compostos de xenônio.
  • 2.
    1. ELABORE um modelo para uma mistura contendo apenas gases nobres, em condições normais ambiente. Legenda: Ne (neônio) Ar (argônio) 2. Por que é mais difícil formar um composto com os gases nobres neônio e hélio do que com xenônio e criptônio? EXPLIQUE utilizando as propriedades periódicas destes elementos e as informações do texto. Os gases nobres hélio e neônio são muito pequenos, ou seja, seus elétrons estão muito atraídos devido ao pequeno raio atômico. Desta forma, a energia necessária para retirar elétrons destes gases nobres é muito alta, dificultando a formação de íons. Os gases nobres He e Ne (do 1º e do 2º períodos) não podem expandir o octeto e por isso não formam compostos. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA - GABARITO Condutividade elétrica é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a recíproca de ohm-metro, isto é, [(Ω-m)-1]. Materiais sólidos exibem uma espantosa faixa de condutividades elétrica e térmica (Quadro 6 e 7). De fato, uma maneira de classificar materiais sólidos é de acordo com a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica e o calor; dentro deste esquema de classificação existem 3 grupamentos: condutores, semicondutores e isolantes. Metais são bons condutores, tipicamente tendo condutividades da ordem de 107 (Ω-m)- 1 . No outro extremo estão os materiais com muito baixas condutividades, situando-se entre 10-10 e 10-20 (Ω-m)-1; estes são os isolantes elétricos. Materiais com condutividades intermediárias, geralmente entre 10-6 e 104 (Ω-m)-1, são denominados semicondutores. Constitui engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico. Na temperatura ambiente, no planeta Terra, o material melhor condutor elétrico ainda é a prata. Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro 70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. O ouro, em qualquer comparação, seja no mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou térmica para o cobre. Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente elétrica deve passar de uma superfície para outra, o ouro leva muita vantagem sobre os demais materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico. Entre os citados, o alumínio seria o pior material para as conexões elétricas, devido à facilidade de
  • 3.
    oxidação e àbaixa condutividade elétrica da superfície oxidada. Assim, um cabo condutor de cobre com os plugues de contatos dourados levam vantagens sobre outros metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com prata constitui a melhor combinação para a condução da eletricidade ou do calor entre condutores distintos. Fonte: Texto adaptado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_el%C3%A9trica Quadro 9. Condutividade elétrica de materiais Tipo de Condutividade/ Tipo de Condutividade/ Material Material ligação (ohm/cm) ligação (ohm/cm) Prata metálica 6,3x105 Níquel metálica 1,0 x105 Cobre metálica 6,0x105 Ferro puro metálica 1,0 x105 Ouro metálica 4,3 x105 Platina metálica 0,9 x105 Alumínio metálica 3,4 x105 Estanho metálica 0,86 x105 Sódio metálica 2,4x105 Mercúrio metálica 0,1x105 Tungstênio metálica 1,8 x105 Grafite covalente 0,007x105 Zinco metálica 1,7x105 Cloreto de sódio iônica 1,0x10-7 Bronze metálica 1,5 x105 Diamante covalente 1,0x10-14 5 Latão metálica 1,5 x10 Quartzo covalente 1,0x10-14 1. Qual o metal usado na fiação elétrica? CITE três propriedades que justifique seu uso. O cobre é muito usado na fiação elétrica porque é um dos melhores condutores elétricos, possui altas temperaturas de fusão e ebulição e dúctil. 2. Qual o metal que tem a maior condutividade? Por que ele não é usado na fiação elétrica? A prata é o metal de melhor condutividade, mas é muito caro. 3. Por que o mercúrio tem menor condutividade elétrica dentre os metais? Porque em condições ambientes ele se encontra na fase líquida. Desta forma as partículas estão mais distantes e menos organizadas, o que dificulta a condutividade. Além disto não tem como produzir fios e é muito tóxico. 4. Analise o quadro Quadro 10. Condutividade térmica
  • 4.
    Coeficiente de Coeficiente de Material condutividade Material condutividade (Kcal/s.cm.°C) (Kcal/s.cm.°C) Prata 0,99 Concreto 0,002 Cobre 0,92 Água 0,0015 Ouro 0,70 Cerâmica 0,0011 Alumínio 0,49 Cortiça 0,0004 Latão 0,26 Amianto 0,0002 Ferro 0,16 Madeira 0,0002 Aço 0,11 Lã 0,000086 Chumbo 0,083 Fibra de vidro 0,000075 Mercúrio 0,0197 Ar 0,000057 Vidro 0,0025 Oxigênio 0,000056 Gelo (0°C) 0,0022 Isopor 0,000024 Qual o melhor material para conservar por mais tempo uma bebida gelada em um dia de calor? EXPLIQUE, considerando os dados do quadro 7. O isopor é o melhor material para se conservar por mais tempo uma bebida gelada porque possui o menor valor de condutividade. Logo a troca de calor entre o material e o meio será mais difícil.