Ficha nº3

 

Massa isotópica e massa atómica relativa média

 

1. Relativamente a substâncias químicas, selecione a opção correta.

(A) Uma substância é sempre elementar.

(B) Uma substância pode ser constituída por átomos de diferentes elementos.

(C) Uma substância composta contém sempre Impurezas, em maior ou menor quantidade.

(D) Uma substância é sempre composta.

 

2. Considere os elementos químicos cujos átomos são representados a seguir (as letras X, Y, R e T não são os verdadeiros símbolos atómicos).

2.1. Indique a constituição atómica dos átomos dos elementos X e Y.

2.2. Identifique o número atómico e o número de massa do átomo do elemento T.

2.3. Qual é o número de protões do átomo do elemento R?

2.4. Selecione os átomos que são isótopos, fundamentando a sua resposta.

 

3. Os átomos podem estabelecer combinações diferentes entre si, originando substâncias com propriedades diferentes. É o que sucede com o elemento oxigénio, pois existe o gás oxigénio (O2), essencial para a vida na Terra, e o gás ozono (O3), que pode ser tóxico, mas também protetor da radiação solar.

3.1 Refira o significado de:

a) 3O

b) O2

c) O3

d) 2O3

3.2 Determine a massa molecular relativa do ozono e refira o seu significado.

 

4. O potássio natural apresenta três isótopos, cujas massas isotópicas relativas e respetivas abundâncias percentuais se apresentam na tabela seguinte.

4.1. O que têm em comum os três isótopos do elemento potássio?

4.2. Selecione a expressão que permite calcular a massa atómica relativa do potássio natural.

 

5. Tendo em atenção a figura e sabendo-se que Ar (C) = 12, calcule Ar (A).

 

6. Calcule a massa atómica relativa do magnésio, com os dados dos respetivos isótopos:

Mg-24: Ar[24Mg] = 23,99; Mg-25: Ar[25Mg] = 24,99; Mg-26: Ar[26Mg] = 25,98

As abundâncias dos isótopos são, respetivamente, 78,99%, 10,00% e 11 ,01 %.

 

7. O quadro seguinte indica os nomes de algumas substâncias. bem como as respetivas fórmulas químicas e as unidades estruturais que as constituem.

Preencha-o corretamente.

 

8. O oxigénio apresenta três isótopos estáveis, de massas isotópicas com os va lores de 16,00, 17,00 e 18,00, cujas abundâncias relativas são, respetivamente, 99,76 %, 0,04 % e 0,20 %.

8.1 De acordo com os valores das massas atómicas relativas e respetivas abundâncias, preveja (sem realizar cálculos) o valor para a massa atómica relativa do oxigénio.

8.2 Determine o valor da massa atómica relativa do oxigénio e compare com a previsão da alínea anterior.

 

9. O flúor apresenta um único isótopo estável com uma massa isotópica relativa de 18,9984.

A representação simbólica desse isótopo é

9.1. Indique a constituição atómica desse isótopo.

9.2. Indique o padrão usado como referência para a determinação da massa atómica de um elemento em unidade de massa atómica.

9.3. Qual é o significado do valor da massa isotópica relativa do flúor-19?

9.4. Apresente os valores da massa atómica relativa média do flúor e da massa atómica do flúor, comparando-os.

 

10. A substância química bromo é formada por moléculas diatómicas (Br2) com massas moleculares relativas de, aproximadamente, 158 , 160 e 162. Com esta informação pode concluir-se que o elemento bromo é formado pelos isótopos:

(A) 80Br e 81Br, apenas.

(B) 79Br e 81Br, apenas.

(C) 79Br e 80Br, apenas.

(D) 79Br, 80Br e 81Br.

 

11. O silício, depois do oxigénio, é o elemento mais abundante na crosta terrestre. A sua massa atómica média é de 28,086. Na Natureza existem três isótopos estáveis cujas massas isotópicas e respetivas abundâncias relativas são:


Determine os valores da massa isotópica X e da abundância relativa Y.

 

12. O boro, de massa atómica relativa 10,81 , tem dois isótopos estáveis, de massas isotópicas Ar[10B] = 10,01 e Ar[11B) = 11,01.

Qual dos dois isótopos é o mais abundante?

 

13. As afirmações seguintes referem-se à constituição do átomo. Selecione a opção correta.

(A) As partículas constuintes do núcleo são os protões e os eletrões.

(B) O protão é uma partícula com carga elétrica unitária positiva.

(C) Num átomo, o número de protões é sempre igual ao número de neutrões.

(D) A massa de um p rotão ê, aproximadamente, Igual à massa do eletrão.

 

14. O néon, 10Ne, descoberto em 1898 pelos químicos ingleses William Ramsay e Morris Travers em Londres, apresenta três isótopos cujas abundâncias relativas surgem evidenciadas no gráfico seguinte.

14.1. De entre as seguintes afirmações, referentes a isótopos de um elemento químico, selecione a correta .

(A) Ne-20 e Ne-21 constituem um par de isótopos, pelo facto de possu írem igual número de massa.

(B) Ne-21 e Ne-22 são isótopos pois representam átomos do mesmo elemento, que diferem apenas no número de neutrões.

(C) Ne-20 e Ne-21 são isótopos porque têm em comum o mesmo número de eletrões.

(D) O isótopo Ne-20, por possuir maior abundância, possui maior número de massa.

14.2. Represente simbolicamente o isótopo mais abundante.

14.3. Calcule a abundância percentual do isótopo Ne-22.

14.4. Calcule a massa atómica relativa do néon.

14.5. O valor encontrado na alínea anterior aproxima-se mais do valor da massa isotópica do Ne-20 porque ...

(A) ... este é o isótopo menos abundante.

(B) ... o Ne-20 é o isótopo mais pesado.

(C) ... o Ne-20 é o isótopo mais leve.

(D) ... este é o isótopo que apresenta maior abundância relativa.

Selecione a opção correta.

 

15. Dois átomos genéricos A e B são isótopos e as suas características constam da tabela seguinte.

Determine o valor da soma do número de neutrões dos átomos A e B.

 

16. A maioria dos elementos químicos encontra-se na natureza como uma mistura de isótopos, A tabela seguinte contém informação sobre os isótopos estáveis do vanádio.

a) O que significa dizer que a massa atómica relativa do vanádio é 50.942?

b) Determine a massa isotôpica relativa do vanádio-50.

 

17. O potássio tem dois isótopos de massas isotópicas Ar[39K] = 38,96 e Ar [41K] = 40,96, e a sua massa atómica relativa é 39,09. Determine as abundâncias de cada um dos isótopos.

 

18. As fórmulas químicas seguintes representam algumas substâncias existentes na água dos oceanos:

H2O, NaCl, CO2, O2 , e MgCl2

18.1 Identifique a(s) fórmula(s) quimica(sJ que indica(m) substância(s) elementar(es).

18.2 Quais as fórmulas químicas que representam substâncias moleculares?

18.3 Identifique as substâncias iónicas e Indique os iões que as constituem.

  

 

19. Selecione a opção correta.

(A) O eletrão é uma partícula de carga elétrica unitária positiva.

(B) Num átomo, o número de protões é igual ao número de neutrões.

(C) O núcleo é a região ele menor massa do átomo.

(D) O átomo apresenta, predominantemente, espaços vazios.

 

20. Um elemento teórico é formado por dois isótopos A e B. A tabela indica a composição isotópica do elemento.

Sabendo-se que o elemento possui massa atómica relativa média igual a 106, determine as abundâncias relativas de cada um dos isótopos.

 

21. O lítio (3Li) é um elemento metálico que não aparece na forma livre na Natureza, e mesmo combinado está longe de ser abundante. Surge combinado com elementos não metálicos na forma de ião monopositivo (catião monovalente) Li3+.

Na tabela seguinte encontra-se a abundância relativa e a massa isotópica relativa dos dois isótopos mais estáveis do lítio.

21.1. Identifique o valor representado pela letra X na tabela.

21.2. Sabendo que a massa atómica relativa média do lítio é 6,940937, selecione a opção que permite determinar o valor de Y.

21.3. Indique a constituição do isótopo lítio-7 na forma de catião monovalente.

 

22. O néon tem três isótopos. As abundâncias relativas dos isótopos

são, respetivamente, 90,51 % e 0,27%.

22.1 Justifique por que razão os átomos de néon referidos são isótopos.

22.2 Indique a abundância relativa do terceiro isótopo, .

22.3 Assumindo que o número de massa é numericamente igual à massa do isótopo, calcule a massa atómica relativa do elemento néon.

 

23. Selecione a opção correta.

(A) Os átomos de um mesmo elemento têm sempre o mesmo número de massa.

(B) O número ele massa ele um dado isótopo é o número inteiro mais próximo da sua massa atómica relativa.

(C) O número de neutrões de um núcleo é característicos átomos de um dado elemento.

(D) A carga nuclear dos átomos de um dado elemento é Igual a (A - Z).

 

24. Por que razão a massa atómica relativa de um ião monoatómico é praticamente igual à massa atómica relativa do átomo que lhe deu origem?

 

25. Um elemento químico genérico possui dois isótopos de massas isotópicas relativas M1 e M2 com abundâncias relativas, respetivamente, de 25% e 75%. Pode, então, afirmar-se que a massa atómica relativa média desse elemento químico é:

 

26. Três elementos químicos, A, B e C, possuem números atómicos consecutivos. O elemento químico C possui carga nuclear +11. Considere que os números de massa ele A e ele B são, respetivamente, 19 e 20 e que o número de neutrões de C é Igual a 12.

26.1 Qual é o número de protões de A e de B?

26.2 Indique o número de massa de C.

26.3 Represente simbolicamente os átomos destes três elementos.

26.4 Represente os iões que os átomos dos elementos A e C têm tendência a formar.

26.5 A que família ela Tabela Periódica pertence o elemento B?

 

27. Numa das simulações Livres do PhET sobre isótopos, disponibilizadas pela Universidade do Colorado em https://phet.colorado.edu/ptjsimulation/isotopes-and-atomic-mass, pode observar-se a imagem seguinte:

27.1. Indique a constituição atómica de cada isótopo de cloro.

27.2. De acordo com a imagem, a massa atómica do cloro é 35,453 u.

Selecione a opção que completa corretamente a afirmação seguinte.

Numa amostra de 100 átomos de cloro, ...

(A) apenas os átomos do isótopo cloro-35 têm uma massa de 35,453 u.

(B) apenas os átomos do isótopo cloro-37 têm uma massa de 35,453 u.

(C) nenhum dos átomos tem uma massa de 35,453 u.

(D) todos os átomos têm uma massa de 35,453 u.

27.3. Porque é que a massa atómica relativa média do cloro é inferior a 36?

27.4. Na mesma simulação é possível confirmar qual seria a massa atómica de um elemento com outras misturas de isótopos. Selecione a opção que indica corretamente a abundância relativa, em percentagem, dos isótopos de cloro-35 e cloro-37 para que a massa atómica do cloro fosse 36,25627 u.

 

28. Uma botija de gás industrial contém dinitrogénio - N2. O elemento nitrogénio apresenta dois isótopos naturais, 14N e 15N, que existem na Natureza em percentagens conhecidas, sendo o mais abundante o isótopo N-14.

28.1. Estes isótopos combinam-se entre si para formar moléculas de dinitrogénio, N2. Indique a constituição destas diferentes moléculas que existem dentro da botija, em termos de partículas elementares.

28.2. "As moléculas de dinitrogénio são quimicamente iguais mas fisicamente diferentes." Justifique esta afirmação cientificamente correta.

28.3. O elemento nitrogénio aparece na TP com Ar (N) = 14,007. Esta massa é a média pesada das massas isotópicas dos dois isótopos referidos anteriormente. Considerando os dados da tabela seguinte:

Verifique que Ar (N) = 14,007.

 

29. Para monitorizar o normal funcionamento de um conjunto de órgãos, é comum utilizarem-se como «marcadores» isótopos radioativos [radioisótopos) de um dado elemento químico que, por serem fáceis de detetar devido às suas emissões, permitem determinar facilmente o que ocorre ao longo do tempo.

Um dos isótopos utilizados é o radioisótopo artificial 123 do iodo.

29.1 Se em vez do radioisótopo iodo-123 se utilizasse o isótopo estável do iodo (iodo-127), esta reação química seria diferente? Justifique.

29.2 Se o iodo-123 fosse estável e existisse na Natureza com uma abundância de 10% face ao iodo-127, determine qual seria a massa atómica relativa do elemento químico iodo . Apresente todos os cálculos.

[Considere a massa atómica do iodo-123 igual a 123 u e a massa atómica do iodo-127 igual a 127 u.)

 

30. Dois Isótopos do mesmo elemento podem representar-se por

Determine os respetivos números atómicos e números de massa.

 

31. Determine a abundância isotópica dos Isótopos do boro, de massas atómicas relativas

 sabendo que a massa atómica relativa do boro é 10,81.

 

32. Na natureza existem quatro isótopos do elemento ferro. As suas abundâncias relativas são:

a) Tendo em conta que o número de massa de um átomo é praticamente igual à sua massa isotópica relativa. estime um valor para a massa atómica relativa do ferro.

b) Por que razão a massa atómica relativa do ferro tem um valor próximo do número de massa do ferro-56?

 

33. Os elementos enxofre e carbono aparecem na Natureza nas variedades estáveis, com a abundância relativa e com as massas isotópicas relativas expressas na tabela.

33.1. Indique a designação dada às variedades de átomos apresentadas para cada elemento.

33.2. Compare a constituição dos átomos das duas variedades de carbono.

33.3. Calcule a massa atómica relativa do enxofre, tendo em conta os dados da tabela.

33.4. Os elementos enxofre e carbono formam um composto CS2 - sulfureto de carbono. Calcule a massa molecular relativa desta substância, considerando Ar (C) = 12,0.

 

34. O elemento X [não representa um símbolo químico existente) apresenta dois isótopos naturais, 

 As massas isotópicas são, respetivamente, 10,0129 e 11,0093.

A abundância relativa do isótopo X-10 é 19,78%.

Calcule a massa atómica relativa do elemento e identifique-o.

 

35. Na tabela seguinte, as letras A, B e e representam, genericamente, três átomos.

Selecione a opção correta.

(A) Os átomos A e B são isótopos.

(B) Os átomos A e C são isótopos.

(C) Os átomos B e C são isótopos.

(D) Não existem isótopos entre estes elementos.

 

36. A massa atómica relativa média de um elemento resulta da média ponderada dos seus isótopos naturais.

Por exemplo, a massa atómica relativa média do elemento boro, Ar(B), é 10,811 e tem em conta as massas isotópicas relativas dos dois isótopos naturais estáveis de boro: o boro-10 com 10,013 e o boro-11 com 11,009.

Determine as abundâncias relativas, em percentagem, dos dois isótopos na Natureza.

 

37. Considere o ião poliatómico .

Sabendo que Z(C) = 6 e Z(O) = 8, selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte.

O número de eletrões do Ião é ...

(A) 36.

(C) 28.

(B) 32.

(D) 24.

 

38. O deutério 21H é um dos isótopos do elemento hidrogénio, para além do prótio 11H e do trítio 31H. A água pesada representa-se por 2H2O, considerando que o átomo de oxigénio é o isótopo mais abundante, 168O.

38.1. De acordo com estes dados, é possível afirmar-se que na molécula de água pesada podem encontrar-se:

(A) 10 protões, 20 neutrões e 10 eletrões.

(B) 9 protões, 9 neutrões e 9 eletrões.

(C) 9 protões, 18 neutrões e 9 eletrões.

(D) 10 protões, 10 neutrões e 10 eletrões.

38.2. Complete as frases.

38.2.1. A molécula 2H2O só difere da molécula H2O em _____ mas possui o mesmo número de ______ e de _______.

38.2.2. A molécula 3H2O difere da molécula 2H2O em _____ e da molécula H2O em _____ , mas possui o mesmo número de ______e de ______.

 

39. Das frases seguintes, selecione a única correta.

(A) Os iões de carga elétrica positiva (catiões) formam-se a partir dos átomos respetivos por captura de eletrões.

(B) Um ião de carga +2 (X2+) possui mais dois eletrões do que o respetivo átomo.

(C) Um ião de carga -1 (X-) possui a mesma carga nuclear e um eletrão a mais relativamente ao átomo que lhe deu origem.

(D) A carga nuclear de um dado ião é diferente da carga nuclear do átomo de que provém.

 

40. A prata tem dois isótopos estáveis de massas isotópicas 107 e 109. As respetivas abundâncias na Natureza são 51 % e 49%.

a) Calcule a massa atómica relativa (média) da prata.

b) Explique. sem recorrer a cálculos. por que razão a massa atómica relativa do elemento prata é próxima de 108.

 

41. Preencha corretamente o quadro seguinte. Caso tenha dificuldade na identificação dos elementos, consulte a Tabela Periódica.

 

42. Isótopos radioativos de iodo ( 13153I) são utilizados no diagnóstico e tratamento de problemas da tiroide, e são, em geral, administrados na forma de sais de iodeto. O número de protões, neutrões e eletrões no ião iodeto é, respetivamente:

(A) 53, 78 e 52

(B) 53, 78 e 54

(C) 53, 131 e 53

(D) 52, 78 e 53

 

43. Considere os iões poliatómicos  .

Sabendo que os átomos de hidrogénio têm um protão, os de nitrogénio têm sete protões, os de oxigénio têm oito protões e os de fósforo têm quinze protões, selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte.

O número de eletrões no ião     é, respetivamente, ...

(A) 44 e 10.

(B) 44 e 12.

(C) 50 e 10.

(D) 50 e 12.

 

44. O alumínio tem um único isótopo estável. o aluminio-27, de massa isotópica relativa 26,98. Indique, justificando, qual a massa atómica relativa do alumínio.

 

45. Considere um hipotético elemento químico X, com número de massa 10a - 1 e com número atómico 4a + 1. O número de neutrões deste átomo é igual a 10.

45.1. Oual é o número atómico deste elemento?

45.2. Sabendo que os átomos de X formam iões X'", selecione a única opção que corresponde à representação simbólica deste ião.

 

46. Um edifício tem 24 apartamentos e uma média de três habitantes por apartamento. Cada habitante consome, por dia, cerca de 200 L de água.

46.1. Indique o volume mínimo que deve ter o reservatório de água do prédio para garantir o abastecimento de água durante um dia sem reabastecimento.

46.2. Indique a ordem de grandeza do valor encontrado em 46.1.

 

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