QUIZ 4: O DESAFIO DO ALQUIMISTA

Um alquimista descreve uma substância: 'É um metal prateado, tão macio que corto com uma faca. Ao tocá-lo na água, ele dança e libera um gás que queima. Ao reagir com um gás amarelo-esverdeado, forma o sal que uso na minha comida'. Quais são, respectivamente, o metal e o gás?

DICA: Identifique o metal alcalino mais famoso e o halogênio usado para desinfetar água. A combinação deles forma um tempero universal.

• sódio (Na) e cloro (Cl)

• cálcio (Ca) e oxigênio (O)

• ferro (Fe) e dióxido de carbono (CO2)

• alumínio (Al) e nitrogênio (N)

Answer explanation

O Sódio é um metal alcalino macio que reage violentamente com a água. O Cloro é um gás amarelo-esverdeado. A reação entre eles forma o cloreto de sódio (NaCl), o sal de cozinha.

Se você quisesse criar uma atmosfera completamente inerte para um experimento sensível e depois usar um elemento do mesmo recipiente para criar uma luz roxa/azulada em um tubo de vácuo, qual elemento seria mais versátil?

DICA: Pense no gás nobre que é usado tanto para proteger filamentos de lâmpadas quanto em letreiros luminosos para obter tons de azul.

• Hélio (He)

• Argônio (Ar)

• Xenônio (Xe)

• Neônio (Ne)

Answer explanation

O Argônio é um gás nobre abundante e barato, ideal para criar atmosferas inertes (ex: em soldagem ou lâmpadas). Quando excitado, emite uma luz na faixa do lilás/azul.

Um paciente tem ossos fracos e anemia. A deficiência de quais dois metais, um alcalinoterroso e um de transição, poderia explicar esse quadro?

DICA: Qual metal forma nossos ossos e qual metal transporta oxigênio em nosso sangue?

• Magnésio (Mg) e Zinco (Zn)

• Sódio (Na) e Manganês (Mn)

• Cálcio (Ca) e Ferro (Fe)

• Potássio (K) e Cobre (Cu)

Answer explanation

O Cálcio (alcalinoterroso) é o principal componente dos ossos, e sua deficiência leva à fraqueza óssea. O Ferro (de transição) é essencial para a hemoglobina, e sua falta causa anemia.

Qual das seguintes combinações de elementos representa um metal leve protegido pela passivação e um ametal que compõe 78% da atmosfera?

DICA: Pense no metal usado em latas de refrigerante e no gás mais abundante (mas pouco reativo) que respiramos.

• Cobre (Cu) e Oxigênio (O)

• Ferro (Fe) e Hidrogênio (H)

• Alumínio (Al) e Nitrogênio (N)

• Zinco (Zn) e Carbono (C)

Answer explanation

O Alumínio é um metal leve cuja superfície é protegida por uma fina camada de seu próprio óxido. O Nitrogênio é o gás mais abundante na atmosfera, compondo cerca de 78%.

Qual elemento gasoso usado para resfriamento criogênico (em estado líquido) e qual é um halogênio usado como antisséptico em ferimentos?

DICA: Para o primeiro, pense no vapor que sai de procedimentos dermatológicos para congelar verrugas. Para o segundo, pense em um líquido marrom para limpar arranhões.

• Nitrogênio (N) e Flúor (F)

• Nitrogênio (N) e Iodo (I)

• Oxigênio (O) e Cloro (Cl)

• Argônio (Ar) e Bromo (Br)

Answer explanation

O Nitrogênio líquido é o criógeno mais comum e acessível. A tintura de Iodo é um antisséptico clássico para a pele. Ambos os elementos são da família dos ametais.

Um fio elétrico (feito de Cobre) é revestido por um plástico (polímero à base de Carbono). Se esse fio superaquecer e queimar, qual gás tóxico ele pode liberar ao se ligar de forma incompleta com o Oxigênio do ar?

DICA: A combustão completa gera um gás que as plantas usam. A combustão incompleta gera um gás que nos impede de usar o oxigênio.

• Monóxido de carbono (CO)
• Dióxido de carbono (CO2)
• Metano (CH4)
• Óxido de nitrogênio (NO)

Answer explanation

A queima incompleta de materiais que contêm carbono (como plásticos) produz monóxido de carbono, um gás perigoso que se liga à hemoglobina.

Um elemento forma íons X2+ com um papel biológico importante na contração muscular e na formação de estruturas rígidas. Outro elemento forma íons Y− e é o halogênio mais reativo. Qual composto eles formariam?

DICA: Identifique o metal alcalinoterroso dos ossos e o halogênio usado em pasta de dente. Lembre-se de balancear as cargas dos íons para formar um composto neutro.

• NaCl
• MgCl2
• CaF2
• KBr

Answer explanation

O Cálcio (Ca) forma o íon Ca2+ e tem as funções biológicas descritas. O Flúor (F) é o halogênio mais reativo e forma o íon F−. Para balancear as cargas, são necessários dois íons de flúor para cada íon de cálcio.

O diamante (Carbono) é extremamente duro, enquanto o Sódio metálico é muito macio. Qual a melhor explicação para essa diferença?

DICA: A dureza de um material depende fundamentalmente de como seus átomos estão 'colados' uns aos outros.

• Ambos têm a mesma estrutura cristalina, mas o sódio é mais denso.
• O diamante é um metal, enquanto o sódio é um não-metal.
• O diamante tem ligações covalentes fortes em uma rede tridimensional, enquanto o Sódio tem ligações metálicas mais fracas.

• O diamante é mais leve que o sódio, tornando-o mais duro.

Answer explanation

No diamante, cada átomo de carbono está ligado a outros quatro por ligações covalentes muito fortes, criando uma estrutura rígida. No sódio, os átomos são mantidos juntos por uma 'nuvem' de elétrons deslocalizados (ligação metálica), que permite que as camadas de átomos deslizem umas sobre as outras.

Se você reagir o Cobre (Cu) com o Oxigênio (O) do ar, formará um óxido preto (CuO). Se você reagir o mesmo Cobre com Cloro (Cl), formará um sal esverdeado (CuCl2​). O que Oxigênio e Cloro têm em comum nesse contexto?

DICA: Pense no que acontece com os elétrons do átomo de Cobre quando ele reage com esses dois elementos.

• Ambos são agentes redutores que doam elétrons ao Cobre.
• Ambos são agentes oxidantes que aceitam elétrons do Cobre.
• Ambos formam compostos gasosos ao reagir com o Cobre.
• Ambos não reagem com o Cobre em condições normais.

Answer explanation

Em ambas as reações, o Cobre é oxidado (perde elétrons, indo de Cu(0) para Cu(2+)), enquanto o Oxigênio e o Cloro são reduzidos (ganham elétrons). Portanto, ambos agem como agentes oxidantes.

Qual dos seguintes pares de elementos inclui um gás nobre utilizado em letreiros luminosos e um metal com aplicações extensivas em embalagens e construção civil devido à sua leveza?

DICA: Pense nas luzes coloridas da cidade e no metal mais comum em latas de refrigerante.

• Neônio (Ne) e Alumínio (Al)

• Xenônio (Xe) e Aço

• Hélio (He) e Ferro (Fe)

• Argônio (Ar)e Cobre (Cu)

Answer explanation

O Neônio é a base dos letreiros luminosos (lâmpadas de néon), e o Alumínio é amplamente utilizado em embalagens e na construção devido à sua notável leveza e resistência à corrosão.