1.
(UFC-199 (UFC-1990.1 0.1 [Q01]) [Q01]) Marque Marque a altern alternati ativa va corret correta: a: Em um mesmo recipiente foram colocados: óleo, gelo e água que se mantêm em equilíbrio conforme a figura abaixo. O sistema apresenta:
a) b) c) d) e) 2.
3 fas fases es e 3 subs substâ tânc ncia ias. s. 2 fases fases em em estado estados s físico físicos s difere diferente ntes. s. 3 fase fases s em um um únic único o esta estado do físi físico co.. 2 subst substânc âncias ias equili equilibra bradas das em 3 fase fases. s. 2 fas fases es e 2 subs substâ tânc ncia ias. s.
(UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q02]) Das soluçõ soluções es abaixo abaixo a qu que e apresenta apresenta menor valor valor de pH pH é: a) HCℓ; 1 M b) HCℓ; 0,1 M c) NaCℓ; 1 M d) NaOH; 0, 0,1 M e) NaOH; 1 M
3.
(UFC-199 (UFC-1990.1 0.1 [Q03]) [Q03]) As reaçõe reações s abaixo abaixo represe representa ntam m efeitos efeitos energéti energéticos: cos: I. II. I I I. IV.
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(s). H2O(l) → H2(g) + ½ O2(1) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(v). H2(g) → 2H(g)
Assinale a alternativa correta: a) b) c) d) e) 4.
I e II II sã são o exoté exotérmic rmicas. as. I e III são são endot endotérmi érmicas cas.. II e IV são são exot exotérmi érmicas cas.. somente somente IV IV é exotér exotérmica mica.. I libera libera maior quantid quantidade ade de energia energia que que III.
(UFC-199 (UFC-1990.1 0.1 [Q04 [Q04]) ]) Obser Observe ve as as ligaç ligações ões exis existen tentes tes no no SO2 e no SO3 e complete as ligações no −− ânion SO 4
Página 1
O S
O
S
O
O
−−
O S O O
O
O
SO2
SO3
SO −4 −
1 ligação simples e 1 ligação dupla
2 ligações simples e 1 ligação dupla
?
−− No SO 4 existem:
a) b) c) d) e) 5.
(UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q05]) [Q05]) Marque Marque a alternativ alternativa a na qual qual o procedi procedimento mento indicado indicado irá reduzir reduzir o volume volume da espécie em questão. a) b) c) d) e)
6.
3 ligações ligações simples simples e uma dupla. dupla. 2 ligações ligações simples simples e uma ligação ligação dupla. dupla. 4 ligaçõ ligações es simples simples.. 1 ligação ligação simples simples e 3 ligações ligações simples. simples. 4 ligações, ligações, sendo sendo 1 delas delas do tipo tipo iônica. iônica.
Introdução Introdução de 1 próton próton no núcleo núcleo do do átomo de de 10Ne. Introdução Introdução de de 1 elétron elétron no átomo átomo de 10Ne. + Introd Introduçã ução o de 1 elétron elétron no no íon 11Na . Retirada Retirada de de 1 próton próton no átomo átomo de 11Na. Retirada Retirada de 1 próton próton e de 1 elétron elétron no 12Mg.
(UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q06]) Marque a alternat alternativa iva que completa completa corretamen corretamente te a afirmação. afirmação. "Cada orbital em um átomo possui possui uma energia energia característica e é visto como uma descrição da região em torno do __________ onde se espera poder encontrar __________." a) b) c) d) e)
7.
próton próton;; vários vários elétro elétrons. ns. elétro elétron; n; vários vários próton prótons. s. núcleo núcleo;; no máximo máximo 2 neut neutrons rons.. núcleo núcleo;; no máximo máximo 2 elétron elétrons. s. próton próton;; pelo menos menos 1 neutron neutron..
(UFC (UFC-19 -1990 90.1 .1 [Q0 [Q07] 7])) Dado Dados s os comp compos osto tos: s: I. II. I I I. IV.
H2SO4 Mg(OH)2 KCl CaO
Marque a alternativa correta: a) I é ácid ácido o e III III é base. base. b) II é base base e IV IV é óxid óxido. o. c) III é base base e IV é óxido. óxido. Página 2
d) I é bas base e e IV é sal. sal. e) II é ácid ácido o e III III é base. base. 8.
(UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q08]) Compostos Compostos aromáticos aromáticos,, contendo contendo o anel benzênico benzênico,, que apresentam apresentam fórmula molecular C7H8O podem pertencer à função: a) b) c) d) e)
ácid ácido, o, somen somente te.. éter, éter, somen somente te.. álcool álcool ou fenol fenol somente somente.. álcool álcool,, éter éter ou fenol fenol.. aldeíd aldeído, o, cetona cetona ou ou éter. éter.
09. A reação:
É chamada de: a) b) c) d) e)
trans transpos posiç ição. ão. isomer isomeriza ização. ção. transes transesteri terific ficação ação.. epimeri epimerização. zação. hidr hidróli ólise. s e.
10. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q10]) [Q10]) As moléculas moléculas dos compostos compostos pertencentes pertencentes ás funções funções cloretos de ácidos, ácidos, anídricos, amidas e ésteres contêm o grupo: a) b) c) d) e)
acil cila. alcox lcoxii. alila. carb carbox oxil ila. a. hidr hidrox oxil ila. a.
11. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q01]) [Q01]) A figura abaixo abaixo mostra um experimento experimento onde um óxido de mercúrio mercúrio puro, de cor vermelha, é aquecido e um gás incolor é recolhido numa proveta invertida. Se após após cessar o borbulhamento, resta um resíduo no tubo de ensaio, podemos concluir que:
01. o óxido de mercúrio é uma substância composta. 02. no final da reação se obtêm mercúrio e oxigênio. 04. os produtos desta reação são substâncias que não podem ser decompostas. 08. o experimento demonstra uma típica reação de decomposição. 16. os produtos desta reação são substâncias simples. Página 3
12. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q02]) [Q02]) Uma solução solução aquosa cuja concentra concentração ção é 2,0 M possui:
01. 2,0 g de soluto por litro de solução; 02. 2,0 moles de soluto por litro de solução; 04. 1,0 mol de soluto em 0,5 litro de solução; 08. 2,0 moles de soluto em 1,0 de solvente; 16. 2,0 g de soluto em 1,0 litro de solvente. 13. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q03]) [Q03]) A figura abaixo abaixo compara os volumes volumes ocupados ocupados por 1 mol de água no estado gasoso e de 1 mol de água no estado líquido, submetidos à 100 °C e 1 atm de pressão. Desta situação deduzimos que:
01. As forças intermoleculares presentes na água no estado líquido são muito mais intensas que no estado vapor. 02. O volume ocupado por uma massa gasosa é muitas vezes maior que o volume desta mesma massa na fase líquida. 04. A densidade de uma substância pode variar conforme seu estado físico. 08. No estado gasoso as distâncias intermoleculares são maiores que nos sólidos e líquidos. 14. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q04]) [Q04]) "A terra falou falou nos anos 80. E falou grosso. grosso. Furacões Furacões medonhos, chuvas chuvas ácidas, secas devastadoras e marés vermelhas foram sinais apocalípticos...". VEJA, n.º 51, 31 dez 89. As chuvas ácidas citadas no texto, são:
01. Soluções ácidas oriundas da ação da água sobre certos gases poluentes, dentre eles o SO 2. 02. Chuvas de álcalis. 04. Chuvas com pH acima de 7. 08. Precipitações pluviométricas em pH inferior a 7 15. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q05]) [Q05]) Sabendo-se Sabendo-se que o peso molecular molecular do oxigênio oxigênio é 32, e que seu número atômico é 8. Marque as alternativas corretas:
01. Uma molécula de oxigênio pesa 32g. 02. Um átomo de oxigênio pesa 32g. 23 04. Em 32g de oxigênio encontramos 12,06 x 10 átomos. 08. O número de unidades atômicas em 16g de oxigênio é igual ao número de unidades. moleculares existentes em 8g de oxigênio. 16. 32 átomos de oxigênio pesam 8g. 32. 8 átomos de oxigênio pesam 32g. 16. (UFC-1990.1 [Q06]) Com relação às funções inorgânicas, inorgânicas, marque a única alternativa alternativa correta:
Página 4
01. H2O2, Ba(OH)2 e KCℓ são bases de Arrhenius. 02. HCℓ, H3O+ e HCN podem atuar como ácidos de Brönsted-Lowry (teoria protônica). 04. NH3, NaCℓ e HCℓ são sais não-oxigenados ou halóides. −
08. NH3, BF3 e F podem agir como ácidos de Lewis. 16. CaO, BaO, e CO 2 são óxidos iônicos. 17. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q07]) [Q07]) Com relação à estrutura estrutura das moléculas moléculas da amônia amônia e do fluoreto de boro, assinale as alternativas corretas:
H
H
F
N
B
H
F
F
01. NH3 pode se combinar com BF3 através de uma ligação simples. 02. NH3 não se combina com o BF3 porque ambas são substâncias neutras. 04. Como o NH3 possui um par de elétrons livres e o BF 3 possui um orbital vazio, torna-se possível uma ligação simples entre ambos compostos. 08. Amônia e fluoreto de boro formam um composto iônico. 18. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q08]) [Q08]) Com base no modelo do quadro quadro periódico, periódico, construiu-se construiu-se um armário (figura (figura abaixo) com capacidade de armazenar em cada um de seus compartimentos, 1 mol de átomos do elemento correspondente na Tabela de Mendeleev (TP). Após ocupar completamente o armário, observou-se que:
01. O armário se mantinha em equilíbrio porque na sua parte inferior estavam armazenados os materiais mais pesados. 02. Os elementos de menor densidade estavam armazenados mais à esquerda, principalmente na 1ª coluna. 04. De modo geral, em cada prateleira (período na TP) do armário havia um crescente aumento de massa no sentido dos comportamentos situados mais a direita. 08. Na CNTP, os materiais estocados na 18ª coluna ocupem todo o volume do compartimento, cuja capacidade é de 1 litro. 16. Os materiais estocados na coluna coluna 2 reagem rápida e completamente com os materiais da coluna 18. 32. Os elementos estocados na região III do armário apresentam propriedades muito semelhantes àqueles armazenados na região I deste armário. 2
2
1
19. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q09]) [Q09]) A configur configuração ação eletrôni eletrônica ca 1s 2s 2p mostra que:
01. 5 elétrons estão distribuídos em 3 orbitais; Página 5
02. 4 elétrons estão distribuídos em 3 orbitais; 04. há 4 elétrons, distribuídos em 3 camadas que reúnem 5 orbitais. 08. 4 elétrons ocupam 3 orbitais de energias diferentes; 16. há igual quantidade elétrons nos 2 primeiros números quânticos principais. 20. (UFC-1 (UFC-1990 990.1 .1 [Q10]) [Q10])
Na resolução desta questão considere a tabela de potenciais eletroquímicos apresentada abaixo. Potenciais-padrão de eletrodo
Meia-reação
Zn
ZnZn H2 CuCu
2H
+
E° (V) 2
+
+ 2e
+ 2e
−
−
Cu +2 + 2e −
+ 0,76 0,00 -0,33
As figuras I, II e III mostram pilhas de Daniel, idênticas em voltagem e atividade, em diferentes esquemas de ligação. Assinale as alternativas corretas:
01. Nos circuitos I e II os amperímetros acusam passagem de corrente elétrica. 02. Nas pilhas A e B do circuito II ocorre a reação: ++ ++ Zn(s) + Zn (aq) Cu (aq) + Cu(s) 04. A corrente elétrica que flui no circuito II tem o dobro da intensidade da que flui no circuito I. 08. Na pilha C do circuito III ocorre a reação: ++ ++ Cu(s) + Zn (aq) Cu (aq) + Zn(s) 16. No circuito III forma-se depósito de zinco no eletrodo de zinco da pilha B e depósito de cobre nos eletrodos de cobre das pilhas A e C. 21. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q11]) Os vizinhos vizinhos do termo C5H12O numa série homóloga são:
01. C6H13O e C7H14O 02. C3H10O e C4H11O 04. C4H10O e C6H14O 08. C6H10O e C7H14O 22. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q12]) [Q12]) Assinale Assinale as alternativas alternativas verdadeiras: verdadeiras:
01. Os alcanos não apresentam isomeria geométrica; alcenos obtêm-se CO2 e H2O; 02. Por combustão dos alcenos 04. Na hidratação dos alcenos obtêm-se alcanos; 08. Os hidrocarbonetos aromáticos dão geralmente, reações de substituição. 23. (UFC-1990.1 (UFC-1990.1 [Q13]) [Q13]) Marque Marque as afirmações afirmações verdadeira verdadeiras: s: Página 6
01. Os éteres não reagem com sódio, possibilitando desse modo diferenciá-los dos ácidos. 02. Os éteres apresentam ponto de ebulição maior que os álcoois. 04. Os éteres não reagem com hidróxido de sódio, o que diferencia os éteres aromáticos dos fenóis. 08. Os éteres são mononucleares, isto é, não ocorrem associados. 16. Os éteres, dada a sua estrutura, não apresentam isômeros. 24. (UFC-1990.1 [Q14]) Considere as equações abaixo: I.
Br2 + CH2
CH CH3 → BrCH2 CBrH CH3
II. III.
CH3 CH CH3 + OH → CH3 CH CH3 + CH2 CH2 + HBr → CH3 CH2Br
−
−
I
2 SO 4→H O + C H CH 2 OH H 2 2 4
25. (UFC-1990.1 [Q15]) Os elementos A, B e C de pesos atômicos 10, 20 e 30, respectivamente, se combinam para formar o composto de fórmula AB 2C. Se 50g de A foram gastos nesta síntese, calcule as quantidades de B e C que reagiram completamente com A, e assinale as alternativas corretas:
01. 200g de B foram usadas para realizar a síntese; 02. foram necessárias 150g de C para realizar a síntese; 04. B requer o dobro (100g) da massa de A; 08. A quantidade de AB2C produzida foi de 200g; 16. Se a quantidade de A for duplicada, as massas dos reagentes B e C deverão duplicar para manter a proporcionalidade (Lei de Proust).
Página 7
Gabarito 1) D 2) A 3) E 4) C 5) A 6) D 7) B 8) D 9) C 10) A 11) 31 (01+02+04+08+16) 12) 06 (02+04) 13) 15 (01+02+04+08) 14) 09 (01+08) 15) 04 (04) 16) 02 (02) 17) 05 (01+04) 18) 05 (01+04) 19) 01 (01) 20) 16 (16) 21) 04 (04) 22) 10 (02+08) 23) 13 (01+04+08) 24) 29 (01+04+08+16) 25) 19 (01+02+16)
Página 8
1. (UFC-1990.2 [Q01]) Uma mistura gasosa de moléculas de água (H2O) e de metano (CH4). Pesos atômicos H = 1, C = 12 e O = 16. Marque a alternativa ERRADA. a) O peso total dos átomos de carbono existentes nesta mistura é o dobro do peso total dos átomos de hidrogênio. b) Há iguais quantidades de átomo de carbono e de oxigênio nesta mistura. c) Se 1(um) mol de H2O e outro de CH4 são misturados, o peso total de mistura gasosa será 34 gramas. d) O número de átomos presentes na mistura é 4(quatro) vezes maior que o número de moléculas nesta mesma mistura. e) O peso total dos átomos de hidrogênio é 6(seis) vezes maior que o peso da totalidade dos átomos de oxigênio nesta mistura. 2. (UFC-1990.2 [Q02]) Assinale a alternativa onde a função química apresentada está de acordo com a classificação indicada: a) 2H2 + O2 → 2H2O - análise b) Na + HCℓ → NaCℓ + ½ H2 - simples troca c) CO(g) + ½ O 2(g) → CO2(g) - dupla troca d) MgCℓ2 + 2NaOH → 2NaCℓ + Mg(OH)2 - oxi-redução e) C(s) + O2(g) → CO2(g) + calor - endotérmica 3. (UFC-1990.2 [Q03]) Uma barra de zinco foi introduzida em uma solução de sulfato de cobre, como seqüência ocorrem duas reações simultâneas:
Marque a opção correta: a) b) c) d) e)
2+
A concentração de íons Cu na solução tende a aumentar. Forma-se um depósito de zinco no fundo do recipiente. Haverá um aumento na quantidade de átomos de zinco da barra. O sistema caminha para o equilíbrio . Os elétrons transferem-se, espontaneamente, dos átomos de cobre para os de zinco.
4. (UFC-1990.2 [Q04]) Assinale a alternativa onde estão corretamente escritas as fórmulas das substâncias: cloreto de magnésio, ácido sulfúrico, carbonato de cálcio, dióxido de enxofre. a) b) c) d) e)
MgCℓ, H2SO4, CaCO2, SO2. MgCℓ2, H2SO3, CaCO2, S2O2. MgCℓ2, H2SO4, CaCO3, SO2. Mg2Cℓ, H2SO4, Ca2CO3, S2O2. MgCℓ, HSO4, CaCO3, SO2.
5. (UFC-1990.2 [Q05]) Juntando-se 1 litro de HCℓ 1 M com 1 litro de NaOH 2 M, obtemos 2 litros de uma solução: Página 1
a) b) c) d) e)
ácida; alcalina; neutra; com pH inferior a sete; 2M de NaCℓ.
6. (UFC-1990.2 [Q06]) O dihidroxocarbonato de sódio e alumínio [AlNa(OH)2CO3] presente em certos, medicamentos, é um poderoso antiácido estomacal porque: 2−
a) ambos os íons hidróxido [ OH ] e carbonato [ CO 3 ] consome ácido [ H ]. −
b) Tanto
3+
Aℓ
quanto
+
Na
+
agem de forma eficaz na neutralização de ácidos. 2−
c) Libera os íons OH e CO 3 que reagem imediatamente entre si e formam ácido carbônico. d) Este composto libera cátions (íons positivos) pouco reativos. e) Esta substância é pouco solúvel, e por conseguinte, não libera seus íons. −
7. (UFC-1990.2 [Q07]) Marque a alternativa correta. A característica básica da Tabela Periódica Moderna é: a) b) c) d) e)
a disposição dos elementos na ordem crescente de seus números atômicos. A disposição seqüencial dos elementos químicos de acordo com seus pesos atômicos. A existência de colunas onde se agrupam elementos de mesmo volume. A existência de períodos, todos com igual quantidade de elementos. Sua organização de acordo com o caráter periódico do estado físico dos elementos.
8. (UFC-1990.2 [Q08]) Marque a alternativa que associa corretamente os nomes dos compostos á esquerda com as estruturas da coluna à direita. (1) butanona (2) 2-metil-propanol-1 (3) 2-metil-propanamina-1 (4) 2-metil-propanóico a) b) c) d) e)
(9) (CH3)2CHCH2OH (10) (CH3)2CHCOOH (11) CH3CH2CHOHCH3 (12) CH3CH2COCH3
2-10, 5-13, 8-12. 1-15, 4-9, 7-12 5-11, 6-16, 8-13 1-13, 2-16, 7-10 3-14, 6-13, 8-15
obs .:
QUESTÃO NULA
9. (UFC-1990.2 [Q09]) Desde o início do século XX, os derivados do ácido barbitúrico e os barbiturados têm sido usados na medicina como soporíferos (produtores de sono). O ácido barbitúrico é uma pirimidina e encontra-se representado no equilíbrio químico abaixo.
Página 2
Tal equilíbrio é um composto típico de: a) b) c) d) e)
reação ácido-base reação de oxi-redução ressonância tautomeria hidrólise
10. (UFC-1990.2 [Q10]) Analise os compostos relacionados abaixo e assinale o único que é capaz de reagir com uma solução diluída de hidróxido de sódio, a 25 °C. a) b) c) d) e)
C6H5OCH3, anisol C6H5CHO, benzaldeído C6H5COOH, ácido benzóico C6H5CH2OH, ácido benzílico C6H5COC6H5, benzofenona.
11. (UFC-1990.2 [Q01]) Faça as ligações ao átomos dos compostos CS2, HCN e SO2 (H = 1 ,C = 6, N = 7, O = 8, S = 16) indicados abaixo, e assinale as alternativas corretas: S C S
H C N
O S O
01.
No HCN existem 1 ligação simples e 1 dupla; 02. No CS2 existem 2 ligações duplas. 04. No SO2 existem 1 ligação dupla e 1 ligação tripla. 08. No HCN existem 1 ligação simples e 1 ligação tripla. 16. No CS2 existem 2 ligações simples. 32. No SO2 existem 2 ligações simples, sendo uma do tipo doador-receptor.
12. (UFC-1990.2 [Q02]) Considere os elementos R, T, X, Z, têm os números atômicos 6, 8, 10 e 11 respectivamente. As fórmulas das substâncias que podem ser obtidas, a partir destes elementos, e o tipo de ligação que elas formam são: 01.
Z2T, iônica 02. R2T, covalente 04. X2, covalente 08. ZT4, iônica
13. (UFC-1990.2 [Q03]) A "reação da térmita" é espetacular. Ela produz, instantaneamente, o ferro fundido incandescente após reação do óxido férrico (Fe2O3) com o alumínio metálico. Dadas as reações: Página 3
2Aℓ + 3/2 O2 → Aℓ2O3 2Fe + 3/2 O2 → Fe2O3
H = -400 kcal/mol ∆H = -200 kcal/mol ∆
Calcule a quantidade de calor libertado na reação de 0,1 mol de Fe 2O3 com o Al. Se você tiver um valor negativo para esta energia marque no cartão o valor absoluto.
14. (UFC-1990.2 [Q04]) Um ovo de galinha pesando exatamente 50 gramas foi imerso em 100ml de uma solução de HCℓ 1M. Após algum tempo, a "casca" do ovo foi totalmente consumida e a concentração de HCℓ da solução ficou 0,8M. Se a "casca" que protege o ovo de galinha for formada exclusivamente de carbonato de cálcio puro, qual o peso, em gramas, do ovo após este processo? Dados: Ca = 40, C= 12, O = 16, H = 1 e C ℓ = 35,5
15. (UFC-1990.2 [Q05]) O orbital é a região do átomo com maior probabilidade de se localizar elétrons. Quanto a estes orbitais podemos dizer que: 01.
Se localizam em torno do núcleo. 02. Têm, todos, formas geométricas semelhantes. 04. Os de energia mais elevada se encontram mais próximos do núcleo. 08. Os orbitais 1s do hidrogênio e os orbitais 1s do flúor são idênticos em forma e volume.
16. (UFC-1990.2 [Q06]) Na fabricação de pilhas fotoelétricas (produção de eletricidade por excitação luminosa), o potássio ou o césio são mais utilizados que o lítio ou o sódio (Li, Na, K, Cs são elementos alcalinos). Marque as alternativas que justificam a maior eficiência desses elementos: 01.
A energia requerida para remover um elétron do césio é menor que a energia gasta para retirar um elétron do lítio. 02. O elétron mais externo do potássio está mais distante do núcleo que o mesmo elétron no sódio. 04. O césio possui menor energia de ionização que o lítio. 08. O potássio e o césio possuem mais elétrons na última camada que o lítio e o sódio.
17. (UFC-1990.2 [Q07]) Dados os pesos atômicos: Na = 23, H = 1, P = 31 e O = 16, marque as alternativas corretas. Em 12 gramas de NaH 2PO4 existe(m): 01.
0,1 mol desta substância. 0,4 mol de oxigênio atômico. 48 átomos de oxigênio. 08. 2,56 gramas de fósforo. 23 16. 72,24 x 10 átomos de hidrogênio. 02. 04.
18. (UFC-1990.2 [Q08]) Quatro soluções de concentração 1 molar foram preparadas a partir das Página 4
substâncias: NaCℓ, Mg(OH)2, NaHCO3 e HCN. Marque as alternativas corretas: 01.
A solução de NaCℓ possui pH igual ao da solução de Mg(OH)2. 02. Apresenta maior pH a solução de Mg(OH)2. 04. A solução de NaCℓ é ácida enquanto a de NaHCO3 é alcalina. 08. A solução de HCN apresenta maior acidez que a solução de NaC ℓ. 16. NaCℓ e NaHCO3 produziram soluções neutras.
19. (UFC-1990.2 [Q09]) Nitrogênio, oxigênio e argônio são constituintes do ar, sendo obtidos por destilação fracionada. O processo consiste na captação de ar atmosférico, filtragem, compressão e separação dos três gases. Revista de Química Industrial, 667, 1990. Marque essas alternativas corretas: 01.
Uma mistura dos três gases citados forma um sistema homogêneo. 02. O processo de destilação fracionada exige que a mistura esteja na fase líquida. 04. A filtragem é um "fenômeno químico" onde as partículas em suspensão são retiradas dos ar atmosférico. 08. Durante a etapa de compressão, a mistura gasosa é separada nos seus constituintes. 16. No processo de destilação fracionada, os constituintes são separados em temperaturas diferentes.
20. (UFC-1990.2 [Q10]) Observe o equilíbrio: H3O
HCℓ + H2O (I) (II)
(III)
+
+
Cℓ
−
(IV)
e assinale as afirmativas corretas segundo o conceito de ácidos e bases de Brönsted/Lowry. 01. 02.
I atua como base, capaz de doar um próton e transforma-se no ácido IV. III e IV são chamados PAR ÁCIDO-BASE CONJUGADOS.
04.
.
H3O
+
+
atua como uma base, capaz de receber o próton e transformar-se no ácido H2O.
08.
.
H3O
16.
.
Cℓ
32.
HCℓ e e
−
e H2O são ácido e base conjugados.
é uma base segundo Brönsted-Lowry. H3 O
+
podem doar prótons; são, portanto, ácidos.
21. (UFC-1990.2 [Q11]) Observe a reação e assinale as alternativas corretas: 2KmnO4 + 16HCℓ → 2MnCℓ2 + 2KCℓ + 8H2O + 5Cℓ2 01.
O manganês sofreu redução. O cloro sofreu oxidação. 04. O manganês obtido nos produtos tem Nox = +4. 08. Todos os átomos de cloro presentes nos produtos têm Nox = -1 16. No permanganato de potássio o manganês possui N ox = +7. 02.
Página 5
22. (UFC-1990.2 [Q12]) Marque as afirmações verdadeiras: 01.
Os álcoois e os fenóis reagem com metais alcalinos e liberam hidrogênio. Os álcoois de baixo peso molecular NÃO são solúveis em água. 04. Os éteres apresentam ponto de ebulição maior que os álcoois. 08. Os éteres não formam pontes de hidrogênio, portanto possuem constantes físicas baixas. 02.
23. (UFC-1990.2 [Q13]) Na síntese abaixo, as etapas reacionais I, II, III, IV e V representam reações de:
01.
Hidrólise em I 02. Hidratação em II. 04. Desidratação em III. 08. Eliminação em IV. 16. Redução em V.
24. (UFC-1990.2 [Q14]) A PETROBRÁS é a estatal brasileira responsável pela prospecção, refino e distribuição do petróleo no Brasil. Marque no cartão-resposta o somatório das sentenças verdadeiras com relação ao petróleo e seus derivados: 01.
O gás de cozinha (propano e butano) é obtido por destilação fraccionada do petróleo. 02. Álcool, etílico, gasolina, querosene e metanol, são obtidos por destilação do petróleo. 04. O aditivo de gasolina tetraetil-chumbo é um dos responsáveis pela poluição do meio ambiente com chumbo. 08. O éter de petróleo é uma mistura de álcool etílico, acetona e éter etílico. 16. As refinarias fazem o craqueamento (craking) das frações pesadas para aumentar a quantidade e melhorar a qualidade de gasolina natural.
25. (UFC-1990.2 [Q15]) Analise a série de compostos abaixo e assinale aqueles que contêm somente compostos oxigenados. 01.
Propanol, propanal, propanamina. 02. Fenol, acetato de sódio, acetamida. 04. Propanona, propanóico, propanoato de metila. 08. Éter etílico, cloreto de etila, dietilamina. 16. Anidrido acético, anilina, clorofórmio.
Página 6
Gabarito 1) E 2) B 3) D 4) C 5) B 6) A 7) A 8) E 9) D 10) C 11) 10 (02+08) 12) 01 (01) 13) 20 (04+16) 14) 49 (01+16+32) 15) 01 (01) 16) 07 (01+02+04) 17) 03 (01+02) 18) 10 (02+08) 19) 19 (01+02+16) 20) 56 (08+16+32) 21) 19 (01+02+16) 22) 09 (01+08) 23) 05 (01+04) 24) 21 (01+04+16) 25) 06 (02+04)
Página 7
1. (UFC-1991.1 [Q01]) Um recipiente contém 150g de uma solução aquosa supersaturada de KNO3 cuja molalidade é 5m, à 30°C. A perturbação desse equilíbrio provoca a deposição de 10 gramas desse sal. Considerando que a fórmula-peso do KNO3 é 100, o gráfico que melhor representa a curva de solubilidade do KNO3 é: a)
b) 130 120 H 110 e 100 d g 90 0 80 0 1 / 70 O 60 N K 50 e 40 d 30 g ( 20 G 10
130 120 H 110 e 100 d g 90 0 80 0 1 / 70 O 60 N K 50 e 40 d 30 g ( 20 G 10
) O
) O
3
3
2
2
20 40 60 80 temperatura ºC c)
20 40 60 80 temperatura ºC d)
130 120 H 110 e 100 d g 90 0 80 0 1 / 70 O 60 N K 50 e 40 d 30 g ( 20 G 10
130 120 H 110 e 100 d g 90 0 80 0 1 70 / O 60 N K 50 e 40 d 30 g ( 20 G 10
) O
) O
3
3
2
2
20 40 60 80 temperatura ºC
20 40 60 80 temperatura ºC
e) 130 120 H 110 e 100 d g 90 0 80 0 1 / 70 O 60 N K 50 e 40 d 30 g ( 20 G 10 ) O 2
3
20 40 60 80 temperatura ºC
2. (UFC-1991.1 [Q02]) Um estudante de Geologia, em pesquisa de campo, adiciona ácido clorídrico diluído sobre uma rocha calcária (carbonatos) provocando o desprendimento de um gás: a) b) c) d)
espontaneamente inflamável. que é comburente. sufocante e tóxico. incolor e inodoro. Página 1
e) incolor e irritante.
3. (UFC-1991.1 [Q03]) Das situações abaixo a que apresenta menor probabilidade de ocorrer reação química é: a) b) c) d) e)
HCℓ + NH4OH AgNO3 + NaCℓ Ag + Au 3CaO + P2O5 Cu + 4HNO3
4. (UFC-1991.1 [Q04]) "... Ao provarem a existência dos quark, os três Nobel de Física colocaram por terra a teoria de que prótons e nêutrons são partículas elementares, ou seja, deixam de ser partículas indivisíveis...". FONTE: ISTO É Senhor, 1101, 24.10.90. Marque a alternativa correta: a) Prótons e nêutrons são partículas integrantes do núcleo atômico. b) Os três "Nobel de Física" mostraram que prótons e nêutrons não possuem carga elétrica. c) Os pesquisadores confirmaram que o átomo é indivisível, tal como supuseram os filósofos gregos. d) Os três pesquisadores colocaram por a terra a idéia de que os elétrons formam, em torno do núcleo, a eletrosfera. e) Se prótons e nêutrons não são partículas elementares, o átomo passa a ser indivisível.
5. (UFC-1991.1 [Q05]) O benzoato de etila quando submetido a hidrólise com hidróxido de sódio dá como produtos o par de compostos indicado na alternativa: a) b) c) d) e)
Ácido benzóico e etanol. Benzoato de sódio e etóxido de sódio. Benzoato de sódio e etanol. Benzaldeído e acetaldeído. Álcool benzílico e acetato de sódio.
6. (UFC-1991.1 [Q06]) O nome correto, segundo as regras da IUPAC, para o composto abaixo é:
a) b) c) d) e)
2, 4, 5-trimetil-5-n-propilhexeno-3. 2, 3, 5-trimetil-2-n-propilhexeno-3. 4, 4, 5, 7-tetrametilocteno-5. 2, 4, 5, 5-tetrametilocteno-3. 2, 3, 5-trimetil-2-isopropilhexeno-3.
Página 2
7. (UFC-1991.1 [Q07]) Brometo de isopropila reage com benzeno em presença de cloreto de alumínio e forma como produto principal: a) b) c) d) e)
bromobenzeno. isopropilbenzeno. n-propilbenzeno. propeno. 1-bromo-3-fenilpropano.
8. (UFC-1991.1 [Q08]) Um íon com carga (+2) tem a seguinte distribuição eletrônica:
alternativa correta: a) b) c) d) e)
Marque a
O átomo que originou este íon tem número atômico = 15. O íon em questão encontra-se no estado excitado. Os dois elétrons retirados do átomo em questão, ocupavam o orbital 4s. Todos os elétrons deste íon têm o mesmo número quântico de spin. Os elétrons que ocupam os orbitais 3p têm energia mais elevada que os elétrons que ocupam os orbitais 2p.
9. (UFC-1991.1 [Q09]) Assinale a alternativa correta em função das relações existentes entre eletronegatividade e ligação química. a) A relação entre as eletronegatividades de dois átomos dá uma indicação do tipo de ligação que pode existir entre eles. b) Quanto mais alto a eletronegatividade, mais ativo é o metal. c) Como os elementos não-metálicos têm valores de eletronegatividade relativamente próximos, a ligação entre elementos não-metálicos é predominantemente iônica. d) As ligações entre átomos iguais são difíceis de ocorrer já que a diferença de eletronegatividade é zero. e) Átomos fortemente eletronegativos não têm possibilidade de formar ligações entre si.
10. (UFC-1991.1 [Q10]) A medida da força eletromotriz (fem) de uma célula eletroquímica (pilha) não se altera quando: a) b) c) d) e)
se modifica a natureza dos metais(eletrodos). Se altera a temperatura da pilha. Há mudança de concentração de solução eletrolítica. O eletrólito é substituído por água destilada. A massa do catodo é aumentada.
11. (UFC-1991.1 [Q01]) Observe o grupo de elementos na forma em que se encontram na tabela periódica e assinale as alternativas corretas:
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01. Os elementos desse conjunto são geralmente denominados "semimetais". 02. O caráter metálico inicia-se neste conjunto de elementos e assume gradativo crescimento no
sentido da esquerda para a direita (b →), em cada período. 04. De modo geral, os elementos que estão à esquerda ( ←a) são bons condutores de eletricidade e calor. 08. O volume atômico destes elementos cresce de baixo para cima. 16. Todos estes elementos têm em comum o mesmo número de elétrons de valência. 12. (UFC-1991.1 [Q02]) No período paleolítico, o granito foi utilizado, como primeira ferramenta e arma do homem, na forma de machados. Este material, atualmente utilizado na pavimentação de rua, é classificado como: 01. Substância simples 02. Substância composta 04. Mistura 08. Elemento químico
13. (UFC-1991.1 [Q03]) A equação 2Cℓ2(g) + 2H2O(g)
4HCℓ (g) + O2(g)
∆
H = +22kcal(endo.)
representa o equilíbrio de 4 gases encerrados em um recipiente. Assinale a alternativa onde há correta correspondência entre as ações realizadas sobre o sistema em equilíbrio (coluna A) e os efeitos observados (coluna B). Coluna A I. II. III. IV.
- aumentar o volume do recipiente de reação. - introduzir átomos de hélio (gás inerte) no sistema. - aumentar a pressão sobre o sistema. - aumentar a temperatura.
Coluna B a) b) c) d)
aumento no número de moléculas de H2O. diminuição do número de moles de Cℓ2. Produção de mais moléculas de O2. Aumento do número de moléculas de Cℓ2.
01. I - b, II - d, III - a, IV - c; 02. I - a, II - c, III - b, IV - d; 04. I - c, II - a, III - d, IV - b;
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08. I - d, II - b, III - c, IV - a;
14. (UFC-1991.1 [Q04]) Um boticário maluco observou que necessita ingerir, semanalmente, 7,98 −3
gramas de fosfato (PO 4 ) para recuperar seu desgaste mental. Por medida de economia ele obtém o fosfato triturando quimicamente os dentes que ele extrai de sua clientela. Supondo que o dente tenha composição Ca5(PO4)3OH, e que, em média, cada dente pesa 14 gramas, quantos dentes precisa extrair, semanalmente, para obter o fosfato de que necessita? Considere 500 a fórmula-peso do Ca5(PO4)3OH e 285g o peso de 1mol do íon fosfato. 15. (UFC-1991.1 [Q05]) Uma das formas de proteger as tubulações subterrâneas(oleodutos, adutoras) contra a corrosão está indicada na figura abaixo. Marque as alternativas corretas.
01. A figura mostra que a corrente gerada pelo anodo, atinge a tubulação através do solo,
bloqueia as correntes de corrosão e retorna ao anodo através de um fio de cobre. 02. Mg e Zn são utilizados como anodo por serem bons fornecedores de elétrons. 04. A massa do anodo é um fator limitante da vida útil da tubulação. 08. A quantidade de corrente que flui não depende da diferença de potencial entre a tubulação e o anodo. 16. Se a resistividade elétrica do solo for bastante elevada, fica mais fácil a corrente gerada pelo anodo eliminar a pilha de corrosão existente na tubulação. 16. (UFC-1991.1 [Q06]) Dois recipientes abertos A e B encontram-se em equilíbrio. O recipiente A contém 1 mol de sódio metálico e no recipiente B há 1 mol de carbeto de cálcio, CaC 2. Se 1 mol de água for adicionado e cada recipiente, observaremos que:
01. Em ambos recipientes haverá desprendimento de gases combustíveis. 02. Forma-se-á solução alcalina no recipiente A e solução ácida no recipiente B. 04. A balança continuará na mesma situação de equilíbrio.
Página 5
08. Somente o recipiente A ocorrerá reação. 16. Tanto o sódio quanto o carbeto de cálcio irão se consumir totalmente.
17. (UFC-1991.1 [Q07]) n átomos de um elemento A, cujo peso atômico é 10, pesam 3 gramas e 2n átomos de um elemento B pesam 9 gramas. Assinale no cartão o valor do peso atômico do elemento B. 18. (UFC-1991.1 [Q08]) Utilizando de metáforas, Santo Tomás de Aquino descreveu, em 1268, o comportamento dos "anjos": "... , Se, portanto, os anjos são compostos de matéria e forma, como foi dito acima, segue-se que seria impossível haver dois anjos da mesma espécie. (...) O movimento de um anjo pode ser contínuo ou descontínuo como ele deseja. (...) E, portanto, um anjo pode estar num momento em um lugar e no outro instante em outro lugar, não podendo existir em qualquer instante intermediário. "Summa Theologia, I: 50, 4 (1268). Considere elétrons, a imagem de "anjos" descrita no texto acima, e assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. O primeiro período do texto descreve o que atualmente se define como "Princípio de
Exclusão de Pauli", isto é, dois elétrons não podem ser da mesma espécie (possuir mesmo conjunto de números quânticos). 02. Planck supôs que um quantum de energia pode ser dividido entre todos os elétrons presentes, tal como predisse Santo Tomás de Aquino no 2º período do texto acima. 04. O "Princípio da incerteza de Heizemberg" e a Lei de Coulomb estão anunciados no terceiro período. 08. O princípio da Dualidade de De Broglie(partícula-onda) e a Regra de Hund estão descritas no terceiro período do texto. 19. (UFC-1991.1 [Q09]) A figura abaixo mostra 3(três) possíveis transições eletrônicas entre os estados excitados B, C e D para o estado fundamental A de um determinado átomo. Se h ν representa a energia de um fóton, marque as alternativas corretas:
01. h ν1 > h ν2 02. O nível A é o de mais alta energia. 04. Os saltos quânticos indicados são acompanhados de emissão de energia. 08. As radiações h ν1, h ν2 e h ν3 possuem diferentes comprimentos de onda. 16. Estas transições eletrônicas ocorrem porque elétrons foram previamente excitados.
20. (UFC-1991.1 [Q10]) Observe as reações químicas abaixo e assinale as alternativas corretas: I. II. III. IV.
MgO + H2O → Mg(OH)2 CO2 + H2O → H2CO3 K2O + 2KCℓ → 2HCℓ + H2O SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O Página 6
01. As reações I e III envolvem óxidos básicos. 02.As reações II e IV envolvem óxidos ácidos. 04. Os óxidos ácidos possuem, geralmente, o oxigênio ligado aos elementos à direita da Tabela
Periódica (não-metais). 08. O caráter básico dos óxidos se acentua na medida em que o oxigênio se liga a elementos mais eletronegativos.
21. (UFC-1991.1 [Q11]) Os íons Fe(II) e Co(III) combinam-se com os ânions nitrato, cloreto, sulfato e cianeto e formam compostos salinos. Assinale as alternativas em que estes compostos estão corretamente formulados: 01. Fe(NO3)2, FeCℓ2, FeSO4, Fe(CN)2; 02. Co(NO3)3, CoCℓ3, Co2(SO4)3, Co(CN)3; 04. Fe3(NO3)2, FeCℓ2, Fe(SO4)2, FeCN; 08. CoNO3, Co3Cℓ3, Co(SO4)3, Co2(CN)3.
22. (UFC-1991.1 [Q12]) A reação apresentada abaixo −
+
C 6H 5O Na + CH 3C ℓ → C 6H 5OCH 3 + NaC ℓ
é um exemplo de : 01. reação de adição necleofílica 02.reação de eliminação 04. reação de radicais livres 08. reação de substituição nucleofílica 16. reação de substituição eletrofílica
23. (UFC-1991.1 [Q13]) O composto 2, 3, 4-trihidroxibutanal, HOCH2CHOHCHOHCHO, pertencente à classe das aldotetroses, apresenta átomos de carbonos assimétricos, isômeros opticamente ativos e isômeros inativos, respectivamente, em números de: 01. 2, 3, 2 02. 2, 4, 2 04. 4, 3, 2 08. 2, 3, 4 16. 4, 2, 4
24. (UFC-1991.1 [Q14]) Com relação aos isômeros pentanal, 2-pentanona e 3-pentanona, assinale as sentenças verdadeiras: 01. A oxidação do pentanal forma 1-pentanol. 02. Somente o pentanal reage com solução de nitrato de prata amoniacal formando espelho de
prata. 04. A redução da 3-pentanona forma um álcool terciário, o 3-pentanol. 08. Somente a 2-pentanona forma iodofórmio quando tratada com uma solução aquosa de iodo e hidróxido de sódio. 25. (UFC-1991.1 [Q15]) Com relação ao hidrocarboneto etino (acetileno), assinale as alternativas Página 7
corretas: 2
01. Os átomos de carbono estão com hibridização do tipo sp . 02. Entre os átomos de carbono, há uma ligação "sigma" e duas ligações "pi". 04. A ligação "sigma" formada pelo entrosamento de dois orbitais sp é mais forte que uma das
ligações "pi". 08. As ligações C - H são do tipo "pi" 16. A geometria da molécula é do tipo trigonal
Página 8
Gabarito 1) B 2) D 3) C 4) A 5) C 6) D 7) B 8) E 9) A 10) E 11) 05 (01+04) 12) 04 (04) 13) 05 (01+04) 14) 01 (01) 15) 07 (01+02+04) 16) 01 (01) 17) 15 (01+02+04+08) 18) 01 (01) 19) 28 (04+08+16) 20) 07 (01+02+04) 21) 03 (01+02) 22) 08 (08) 23) 02 (02) 24) 10 (02+08) 25) 06 (02+04)
Página 9
1. (UFC-1991.2 [Q01]) (...) após bater na mureta de proteção, o caminhão tombou com a carga de ácido muriático provocando um grande engarrafamento e poluindo córregos (...) Jornal Nacional, Rede Globo, 23.04.91. N.B. "ácido muriático" = ácido clorídrico comercial. Com relação ao acidente acima descrito, marque a alternativa correta: a) As águas dos córregos no local do acidente mantiveram valores de pH = 7. b) Os valores de pH das águas dos córregos atingidos elevaram-se rapidamente após o acidente. c) As águas ficaram impróprias para o consumo porque se tornaram alcalinas. d) Com a adição de grandes quantidades de cal(CaO) foi possível conter os vapores do "ácido muriático" que invadiam a estrada e elevar o pH do solo e das águas. e) Várias toneladas de sal de cozinha (NaCℓ) foram despejadas no local do acidente que imediatamente neutralizaram a grande massa de ácido derramado. 2. (UFC-1991.2 [Q02]) Uma mistura de areia, sal de cozinha e feijão pode ser mais bem separada em seus componentes por meio da seguinte seqüência de operações: a) 1. Centrifugação (sedimenta o feijão); 2. Peneiração (separa a areia); 3. Catação (separa o feijão). b) 1. Fusão fracionada (separa o sal); 2. Cristalização (separa a areia). c) 1. Decantação (separa a areia); 2. Peneiração (separa o feijão). d) 1. Peneiração (separa o feijão); 2. Centrifugação (separa a areia). e) 1. Peneiração (separa o feijão); 2. Adição de água à mistura peneirada; 3. Filtração (separa a areia); 4. Destilação simples. 3. (UFC-1991.2 [Q03]) Observe as estrutura abaixo e assinale a em que seus átomos seguem perfeitamente o "modelo do cloreto":
a) b) Cℓ - Be - Cℓ c) N = O d) F - Xe - F e) O = C = O N.º atômico Be = 4 C=6 N=7 O=8 F=9 P = 15 Cℓ = 17
4. (UFC-1991.2 [Q04]) Com relação a um elemento E, que inicia o 4º período da Tabela Periódica, Página 1
marque a alternativa correta: a) Seu elétron de mais alta energia possui n = 4, I = 1 e ml = 0. b) Forma compostos do tipo ECℓ2 e EH2. c) Possui menor volume atômico que o 11Na . d) É muito reativo diante dos halogênios. e) Seu íon é monovalente negativo. 5. (UFC-1991.2 [Q05]) No combate à hiperacidez estomacal, utilizam-se partilhas efervescentes de bicarbonato de sódio (NaHCO3) puro, pesando cada uma 2g. Se o estômago do indivíduo há unicamente 500ml de HCℓ 4,76 x 10-2M, a quantidade de pastilhas necessárias para neutralizar totalmente a solução estomacal é: a) b) c) d) e)
6.
1 2 3 4 5
PESOS ATÔMICOS H=1 C = 12 O = 16 Na = 23 Cℓ = 35,5
+
2
+
3
+
(UFC-1991.2 [Q06]) As espécies H, He , Li e Be são particularmente simples, cada uma possui apenas um elétron. Com relação a estas espécies marque a alternativa correta: +
a) b) c)
Nos casos do H e He o elétron irá ocupar o orbital 1s. Os orbitais 1s de cada espécie são idênticos em forma e volume. Sendo estas espécies isoeletrônicas, devem apresentar propriedades químicas idênticas.
d) e)
H e He diferem de Li e Be porque nas duas últimas espécies o elétron solitário ocupa o orbital 2s. As forças que mantêm o elétron unido ao núcleo de cada espécie têm mesma intensidade.
+
2
+
3
+
7. (UFC-1991.2 [Q07]) O diagrama abaixo demonstra a Lei de Hess para uma seqüência de reações:
A → B ∆H1 = -10Kcal C → D ∆H2 = -25Kcal Página 2
A → D ∆H3 = -50Kcal A entalpia da reação C → A, em Kcal, é: a) b) c) d) e)
+15 +40 +25 - 40 - 25
8. (UFC-1991.2 [Q08]) Dentre os compostos abaixo, aquele que apresenta maior associação entre moléculas através de interações tipo pontes de hidrogênio é: a) b) c) d) e)
Isobutano. n-butanol. Éter-dietílico. Tolueno. Clorobenzeno.
9. (UFC-1991.2 [Q09]) Associe os compostos da coluna à esquerda com as funções correspondentes na coluna da direita. ( ( ( ( ( (
) CH3-CH2-CN ) CH3-CO2-CH3 ) CH3-CO-NH2 ) CH3-CH2-CO2H ) CH3-O-CH2-CH3 ) CH3-NH-CH2-CH3
(a) Ácido carboxílico (b) Álcool (c) Aldeído (d) Amida (e) Amina (f) Cetona (g) Éter (h) Éster (i) Nitrila
A seqüência correta, na 1ª coluna (de cima para baixo), é: a) b) c) d) e)
e, h, i, a, g, d. i, f, e, c, g, d. i, h, d, a, g, e. d, f, e, c, b, i. d, h, i, a, b, e.
10. (UFC-1991.2 [Q10]) Em decorrência da reduzida quantidade de moedas que circulam no país, duplicaram-se a produção e o consumo de balas(fornecidas como troco em substituição às moedas) que deverão causar maior incidência de cáries dentárias pela presença do açúcar neste produto.Com relação aos açúcares, marque a alternativa correta: a) b) c) d) e)
Provoca cáries dentárias devidas à presença do grupo ácido carboxílico R-COOH. Quando proveniente da cana-de-açúcar é um dissacarídio de fórmula C12H22O11. Pertence à classe dos glicídios, que são cetonas de cadeia longa. A glicose, utilizada na produção de balas, é pouco solúvel na água. A "condensação" de uma molécula de glicose, uma de frutose e uma de água resulta na sacarose (Processo de inversão).
11. (UFC-1991.2 [Q01]) Com relação aos "milagres" de Pe. Cícero, transcrevemos de O POVO, Página 3
18.07.91: "...havia um livro de química em francês, ensinando passo a passo como obter um corante vermelho através da combinação de amido, fenolftaleína e bicarbonato de sódio. Foi a comprovação para os que suspeitavam, desde o início, do envolvimento de Marrocos nos milagres." Marque a(s) alternativa(s) correta(s) com relação às substâncias químicas indicadas: 01. O bicarbonato de sódio é um sal ácido. 02. A fenolftaleína é um indicador que torna vermelho o meio ácido. 04. O bicarbonato de sódio, em contato com a água, produz efervescência. 08. O bicarbonato de sódio é um óxido ácido que reage intensamente com o amido, tornando-o
vermelho.
12. (UFC-1991.2 [Q02]) Em um recipiente fechado encontramos as reações em equilíbrio: CaCO3(s)
CaO(s) + CO2(g)
Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Haverá um deslocamento no estado de equilíbrio, quando uma pequena porção de CaCO 3(s)
for introduzida no sistema. 02. O equilíbrio deslocar-se-á para a esquerda, se for adicionado um pouco de CaO (s) 04. Um aumento de pressão sobre o sistema favorecerá o consumo de CaO(s). 08. Se o sistema for aberto, o calor favorecerá a produção de maior quantidade de CaO (s).
13. (UFC-1991.2 [Q03]) Leia com atenção o texto abaixo e marque a(s) alternativa(s) correta(s): "O alto índice de acidez verificado em 16 rios da bacia Amazônica impede a multiplicação do vibrião cholerae. (...) A acidez das águas deve-se à ausência de sais minerais como o cálcio, potássio, ferro, fósforo, magnésio, manganês e outros." FONTE: Folha de São Paulo, 22.04.91. 01. Ca, K, Fe, P, Mg e Mn são sais ácidos. 02. Ca, K, Fe, P, Mg e Mn são elementos metálicos 04. Ca, K, Fe, P, Mg e Mn são elementos químicos. 08. Ca, K, Fe, P, Mg e Mn não são sais minerais.
14. (UFC-1991.2 [Q04]) "A vitamina C, também chamada ácido ascórbico, não se acumula no organismo, e, como sua necessidade diária é reduzida (29mg para o lactente) é inútil ministrar de uma só vez grandes doses em preparados que se vendem nas farmácias". FONTE: Balbach, Alfons. As Frutas na Medicina Doméstica, p. 38. Com base nesta administração diária, determine o número de milimoles de vitamina C que será absorvida pelo lactente em um período de 30 dias. Dados: Fórmula-peso da vitamina C = 174 1 mmol = 0,001 mol. 15. (UFC-1991.2 [Q05]) "O prédio da Assembléia Legislativa foi construído em 1974, hoje apresenta sinais visíveis de deterioração. A estrutura, comprometida pelo enferrujamento dos ferros, e a segurança ameaçada pelos fios elétricos, todos expostos". FONTE: O POVO, 29.06.91 Página 4
O fenômeno "enferrujamento" citado no texto corresponde a: 01. Uma reação de decomposição. 02. Uma reação de oxirredução. 04. Um processo químico em que o ferro adquire elétrons. 08. Um fenômeno físico que só ocorre com o ferro metálico.
16. (UFC-1991.2 [Q06]) "As frutas ácidas, a despeito de sua acidez, exercem ação alcalinizante no organismo, de vez que os diferentes ácidos em combinação com as diversas bases, formam sais ácidos, como sejam os citratos, os malatos etc, que se transformam em carbonatos alcalinos solúveis." FONTE: Balbach, Alfons. As Frutas na Medicina Doméstica, p.68. Com relação as informações acima marque as alternativas corretas: 01. A ação alcalinizante no organismo decorre da ação desses carbonatos que neutralizam a
acidez dos líquidos digestivos. 02. A ingestão de frutas ácidas é recomendada em casos de acidez excessiva. 04. Os ácidos oxálico (melão), capróico (côco) e cítrico (laranja) são hidrácidos. 08. A presença de ácidos nos sumos de determinados frutos como: caju (ac. ascórbico), tamarindo (ac. tartárico), maçã (ac. málico), confere-lhe pH próximos de 14.
17. (UFC-1991.2 [Q07]) "A aplicação de um campo magnético externo aos átomos e íons revela que os elétrons que têm o mesmo valor de número quântico principal, n, e o mesmo número quântico orbital, I, ainda podem ter comportamento diferente e então devem ser distingüidos pela introdução de um outro número quântico". Com relação ao texto acima, transcrito de um compêndio de química, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. O número quântico magnético é a nova função que distinguirá estes elétrons. 02. Há um erro nesta afirmação, porquanto um campo magnético externo não revela diferenças
entre átomos. 04. Se dois elétrons têm iguais valores de n e I, eles são energeticamente idênticos. 08. A aplicação de um campo magnético externo sobre o átomo revela o número quântico de spin, que é necessário para definir a distância do elétron ao núcleo.
18. (UFC-1991.2 [Q08]) "Fabricar diamantes sintéticos ficou mais barato e rápido. Um novo método desenvolvido por pesquisadores da Universidade Rice, em Houston, Texas, simplificou os processos tradicionais caros por usarem grandes quantidades de energia. O novo método usa flúor ou cloro e ganhou o nome de método halogênico". FONTE: Folha de São Paulo, 16.11.90 Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. O método é dito "halogênico" porque flúor, cloro e carbono pertencem à família dos
halogênios. 02. Flúor e cloro são elementos de um mesmo grupo na tabela periódica. 04. Diamante e grafite são constituídos unicamente de carbono, possuem a mesma estrutura e, portanto, propriedades físicas idênticas. 08. Diamante e grafite são elementos químicos de uma mesma família na tabela periódica. 16. Diamante é uma forma alotrópica do carbono. 19. (UFC-1991.2 [Q09]) Um estudante de química analisou um composto orgânico e verificou que Página 5
ele continha 92,31% de carbono, 7,69% de hidrogênio e que a razão entre as massas de suas fórmulas molecular e mínima era igual a 6. Calcule a massa molecular do composto analisado e marque no cartão-resposta. 20. (UFC-1991.2 [Q10]) Na formação de substâncias químicas, orbitais atômicos de mais alta energia dos átomos de carbono, podem reorganizar-se e formar orbitais híbridos. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Os orbitais híbridos formados têm energia mais baixa que os orbitais atômicos formadores 02. Os orbitais atômicos envolvidos numa hibridação devem possuir a mesma forma geométrica. 2 3 04. Nos compostos C2H6 e C2H4 há orbitais híbridos, respectivamente, sp e sp . 2 3 08. Os híbridos sp, sp e sp são casos particulares de ligações químicas onde os orbitais
híbridos formam ângulos de, respectivamente, 180°, 120° e 109°28'. 21. (UFC-1991.2 [Q11]) A figura abaixo mostra a eletrólise de água. A
B
Água ácido sulfúrico
Após decorrido algum tempo, observar-se-á: 01. H2 no tubo A; 02. O2 no tubo B; 04. a formação de substâncias puras gasosas nos tubos A e B; 2H2 O ( l) → 2OH − ( aq) + H2 ( g) + 2e − no tubo A. 08. a semi-reação: 16. um volume gasoso em B, aproximadamente o dobro que o existente em A; 32. experimentalmente, um processo de decomposição de uma substância simples.
22. (UFC-1991.2 [Q12]) Assinale as alternativas onde os compostos são isômeros: 01. 2,3-dimetilbutano e 3-metilpentano. 02. Benzilamina e fenilamina. 04. 2-metil-1-propanol e butanal. 08. 3-metil-2-butanol e 2-metoxibutano. 16. Acetato de fenila e benzoato de metila.
23. (UFC-1991.2 [Q13]) Ao aquecermos uma mistura que contém ácido sulfúrico, metanol e etanol, poderemos obter os compostos: 01. Metóxi-etano. 02. Etóxi-etano.
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04. Metil-etil-cetona. 08. Acetato de metila. 16. Éter metílico.
AℓCℓ 3
24. (UFC-1991.2 [Q14]) Com relação a equação, C6H6 + CH3COCℓ → x + HCℓ Podemos afirmar: 01. Representa uma reação de acilação de Friedel-Crafts. 02. O cloreto de acetila é um reagente alquilante. 04. O cloreto de alumínio é um ácido de Lewis e atua como catalizador. 16. O composto x que se forma na reação é uma metil-cetona. 32. Representa uma reação de substituição nucleofídica em anel aromático.
25. (UFC-1991.2 [Q15]) (...) "Canetas fabricadas no Japão contendo tintas com o solvente tóxico xileno (dimetil-benzeno), têm o mesmo princípio ativo da cola de sapateiro e estão sendo vendidas livremente no país. O xilol, como é também conhecido, tem a mesma toxidade do tolueno, é menos tóxico que o benzeno e se ingerido acima de 15ml pode levar à morte." FONTE: O GLOBO, 29.11.90. Assinale as opções corretas com respeito às substâncias citadas no texto: 01. Com relação às propriedades físicas dos três compostos tóxicos citados, o benzeno é o que
possui menor ponto de ebulição, enquanto o xileno possui o maior valor. 02. Xileno é um hidrocarboneto aromático que pertence à classe dos alcenos. 04. Dada a sua estrutura, o xileno deve apresentar três isômeros: orto, meta e para. 08. Tolueno e xileno são derivados do benzeno, portanto, compostos aromáticos. 16. Quando submetido à hidrogenação catalítica, o xileno perde seu caráter aromático.
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Gabarito 1) D 2) E 3) E 4) D 5) A 6) A 7) C 8) B 9) C 10) B 11) 01 (01) 12) 12 (04+08) 13) 12 (04+08) 14) 05 (01+04) 15) 02 (02) 16) 03 (01+02) 17) 01 (01) 18) 18 (02+16) 19) 78 (02+04+08+64) 20) 09 (01+08) 21) 20 (04+16) 22) 25 (01+08+16) 23) 19 (01+02+16) 24) 13 (01+04+08) 25) 29 (01+04+08+16)
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1. (UFC-1992.1 [Q01]) Desde 1389, em Nápoles, repete-se anualmente o fenômeno da liquefação do sangue de San Genaro. A revista científica NATURE (10out. 91, p. 507) publicou um artigo de L. Galasguelli, rejeitado pela Igreja Católica, onde propõe a "receita" desse fenômeno: Dissolver 25g de FeCℓ3 em 100ml de água. Adicionar, lentamente, 10g de CaCO 3. Colocar a mistura em um saco permeável (tripla de animal) e deixar imerso na água destilada por 4 dias. Despejar a mistura sobre um prato e adicionar 1,7g de NaC ℓ. Após 1 hora forma-se um gel de cor marrom escuro. Para torná-lo líquido é suficiente, agitá-lo levemente. Dados: Peso Atômico: Ca = 40; C = 12; O = 16; Na = 23; Fe = 56; Cℓ = 35,5 Com relação aos compostos utilizados ,marque a alternativa correta: a) Os componentes FeCℓ3 e CaCO3 são, respectivamente, cloreto de ferro(II) e carbonato de cálcio. b) FeCℓ3, CaCO3 e NaCℓ são sais ácidos. c) 0,1 mol é a quantidade de CaCO3 utilizada nesta "receita". d) Se a solubilidade do FeCℓ3 em H2O é 290 g/L, a 1ª solução encontra-se saturada. e) Na 1ª operação (dissolução do FeCℓ3), ocorre um fenômeno químico seguido de um fenômeno físico que é a adição do CaCO 3. 2. (UFC-1992.1 [Q02]) Óculos, cujas lentes são fotocromáticas, em ambientes ensolarados apresentam-se mais escuros e refletores. Já em locais com pouca luminosidade as lentes são francamente transparentes. Tais lentes têm uma película de sais de prata (AgC ℓ, AgBr, Agl). Com a incidência da luz, os íons prata transformam-se em prata metálica (metal brilhante). Marque a alternativa correta: a) Com forte incidência de luz permanecerão, na superfície das lentes, átomos de cloro, bromo, iodo e prata metálica. b) Em ambientes muitos ensolarados ocorre, nas lentes, a oxidação da prata. +
c) Em ambientes pouco iluminados ocorre a reação: Ag → Ag° . d) Classifica-se como irreversível o fenômeno que ocorre na superfície das lentes. e) Sob sol intenso, elétrons são transferidos do íon prata para os ânions presentes. 3. (UFC-1992.1 [Q03]) Apresenta dupla ligação entre seus átomos a molécula: a) b) c) d) e)
N2 Cℓ2 MgO CO2 NH3
Dados: Número atômico H = 1; C = 6; N = 7; O = 8; Mg = 12; C ℓ = 17 4. (UFC-1992.1 [Q04]) “... Os legumes também devem ser colocados de molho com a casca, durante 30 minutos, numa solução de um litro de água com um a colher de sopa de água sanitária”. O texto refere-se a recomendações que o jornal Folha de São Paulo (29.11.91) faz Página 1
para se evitar contaminação pelo bacilo do cólera. Se uma colher de sopa tem capacidade para 10ml e a água sanitária usada contém 37,25g de hipoclorito de sódio, NaOCℓ, por litro de produto, a solução para lavar os legumes tem molaridade aproximadamente igual a: a) b) c) d) e)
0,005 3,725 0,745 0,050 0,372
Dados: Peso Atômico Na = 23; Cℓ = 35,5; O = 16 5. (UFC-1992.1 [Q05]) "Cientista obtém maior frio do Hemisfério Sul. Experiência em unidade da USP de São Carlos congela átomo a 272,9999 graus centígrados negativos". Esta manchete, que circulou através do jornal Folha de São Paulo em 17.10.91, mostra que nossos cientistas conseguiram chegar próximo à mais baixa temperatura já alcançada no mundo (2 microKelvins) e, com relação às moléculas gasosas, concluímos que: a) Nesta temperatura, as moléculas tendem para a dissociação. b) Na temperatura de -273° Celsius (zero absoluto), as moléculas estariam em total repouso. c) Em temperaturas muito baixas, a maioria das moléculas movem-se mais lentamente devido a alta energia cinética de que são portadoras. d) Em se tratando de gases, próximo do zero Kelvin, as forças de atração entre suas moléculas são menores que em temperaturas mais elevadas. e) A energia cinética média das moléculas é diretamente proporcional à temperatura absoluta, porém depende de natureza do gás. 6. (UFC-1992.1 [Q06]) Lâmpadas de vapor de sódio (luz amarela) e vapor de mercúrio (luz branca) são utilizadas na iluminação de praças e avenidas da cidade. A emissão de luz (decorrente dos saltos dos elétrons) é conseqüência da descarga elétrica através desses gases. Com relação a este fenômeno, marque a alternativa correta: a) Ao saltar de uma órbita para outra mais externa o elétron emite energia radiante. b) É espontâneo o "salto quântico" de um determinado número quântico principal para outro de valor mais alto. c) Ondas eletromagnéticas são liberadas no instante em que um elétron passe do estado fundamental para um estado excitado. d) No estado excitado o elétron acumula a energia absorvida durante a descarga elétrica. e) A cor amarela proveniente da "lâmpada de sódio" é um fóton cuja energia é o dobro da diferença entre as energias dos estados fundamental e excitado. 7. (UFC-1992.1 [Q07]) Temos um bloco de lítio e um bloco de sódio, cada um com massa igual a 1 Kg. Sabendo-se que estes dois metais citados pertencem ao grupo dos alcalinos e situam-se, respectivamente, no 2º e no 3º períodos de Tabela Periódica, indique a alternativa correta: a) b) c) d) e)
Há maior quantidade de átomos no bloco de sódio do que no de lítio. Há, no bloco de lítio, a mesma quantidade de átomos existente em 1Kg de potássio (alcalino). Existem quantidades diferentes de átomos nos blocos metálicos citados. Existem quantidades iguais de átomos nos blocos metálicos citados. O número de moles de átomos no bloco de lítio é o mesmo que no bloco de sódio. Página 2
8. (UFC-1992.1 [Q08]) Analise a estrutura do analgésico e antipirético FENACETINA. mostrada abaixo, e marque a alternativa que indica a função representada na referida estrutura:
a) b) c) d) e)
Aldeído Amina Aminoácido Fenol Éter
9. (UFC-1992.1 [Q09]) Ácido 1,2,3-tricarboxi-2-hidroxipropano (I) e ácido 1,2,3- -hidroxipropano (II) formam um par de:
a) b) c) d) e)
Isômeros cis-trans Isômeros estruturais Tautômeros Enantiamorfos Homólogos
10. (UFC-1992.1 [Q10]) Um estudante de Química submeteu o anidrido pentanóico a uma alcoólise e obteve pentanoato de isopropila e ácido pentanóico. O álcool utilizado pelo estudante foi o: a) b) c) d)
1-pentanol 2-pentanol 3-metil-1-butanol 1-propanol Página 3
e) 2-propanoI
11. (UFC-1992.1 [Q01]) Com referência à nova Praça do Ferreira, lê-se em O POVO de 21.12.91: "A iluminação, com o comando acionado por chaves e células fotoelétricas ligadas automaticamente ao por-do-sol, também foi ressaltada pelas pessoas que se dirigiam ( ... )" As referidas células, fundamentadas no efeito fotoelétrico, trabalho com o qual Einstein recebeu seu único prêmio Nobel, funciona da seguinte forma: O eletrodo negativo (recoberto com uma camada de metal alcalino) possui uma diferença de potencial com relação ao eletrodo positivo fazendo com que os elétrons que estão na superfície metálica fiquem na iminência de serem liberados e atraídas pelo anodo. Marque a(s) alternativa(s) que explica(m) corretamente o fenômeno: 01.
Fótons de energia h ν, emitidos pelo sol, irão libertar elétrons da superfície metálica e gerar um fluxo de elétrons através da célula. 02. Substituindo, no catodo, metais alcalinos por metais alcalinos terrosos, os elétrons poderão fluir com mais facilidade. 04. Dentre os metais alcalinos o lítio é o mais eficiente na liberação de elétrons, devido possuir a mais baixa energia de ionização. 08. Após o por-do-sol só haverá fluxo de elétrons no interior de célula se o catado estiver revestido de elementos que possuem maior energia de ionização. 12. (UFC-1992.1 [Q02]) A partir do corrente ano a Autolatina e a Fiat lançam no mercado veículos (Santana e Tempra) equipados com "conversores químicos" - corpos de cerâmica especial ou de metal impregnados com solução de óxidos de Pt, Pd e Rh (catalisadores) que têm a função de transformar alguns gases poluentes em substâncias não-poluentes, todavia, promovem também a oxidação do SO2 a SO3. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Os automóveis "emissionados" (equipados com conversores), poluem a atmosfera com H2SO4 em decorrência da reação do SO3 liberado com os vapores de água. 02. Os catalisadores utilizados nos "conversores químicos" participam como reagentes na troca de gases tóxicos como a hidrocarbonetos e CO por H 2O e CO2. 04. Instalado no tuba de descarga gasosa dos veículos, o "conversor químico" retém as moléculas poluidoras e deixa passar as não-poluentes, assim, o número de átomos no final do processo é menor que no seu início. 08. O "conversor" deve ser substituído periodicamente, porque o catalisador com o qual está impregnado, Pt, Pd ou Rh, é consumido durante a reação. 16. Os fatores que permitem a ampla utilização de platina como catalisador são: sua abundância na natureza, seu baixo custo, e o fato de ser um metal pouca nobre. 13. (UFC-1992.1 [Q03]) "Vem aumentando nos últimos anos o interesse pelos Fulerenos - tipo especial de molécula de carbono em forma de esfera e sempre com número par de átomos de carbono, o mais simétrico deles tem 60 átomos. ( ... ) A nova molécula é considerada como a terceira forma de carbono pura encontrada na natureza..." FONTE: Folha de São Paulo, 20.12.91. Página 4
Com respeito ao Fulereno, conhecido por Buckminsterfulereno, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Fulereno é uma forma alotrópica do carbono. 02. Diamante e grafita são duas outras formas de carbono puro encontradas na natureza, 04. A natureza das ligações entre os átomos de carbono responde pela dureza do diamante e pelo caráter mole da grafita 08. Se cada molécula do Fulereno (Buckminsterfulereno) é formada por 60 átomos de carbono, esta substância tem peso molecular definido, aproximadamente igual a 720. 14. (UFC-1992.1 [Q04]) Soluções de Ba(OH)2, HCℓ, HCℓO4 e MgCO3 foram estocadas em quatro frescos numerados respectivamente I, II, III e IV. Após misturar entre si duas destas soluções, você observará que: 01.
I + II reagem e formam cloreto de bário. II + III, aparentemente, não apresentam reação. 04. II + IV produzem desprendimento de gás. 08. III + IV, aparentemente, não reagem entre si. 16. I + III reagem com liberação de BaO. 02.
15. (UFC-1992.1 [Q05]) "FLUOPON, nome dado ao produto fabricado pela Polícia Militar do Ceará, é uma solução dental fluoretada à base de fluoreto de sódio a 0,05 por cento, recomendado para o bochecho diário. ( ... ) O bochecho diário é capaz de reduzir em 35 a 50% a ocorrência de novas cáries". FONTE: O POVO, 29.12.91. Considerando que em 100ml desta solução há 50mg de NaF, e no bochecho diário são consumidos, em média, 24ml do produto, determine o número de milimoles de fluoreto utilizados após 1 semana de tratamento. Dados: P.A.: Na = 23; F = 19. 16. (UFC-1992.1 [Q06]) Uma barra metálica AB, que possui em suas extremidades cadinhos também metálicos, encontra-se, em equilíbrio, suspensa por um fio. No cadinho A, há 1 mol de carbonato de cálcio e no cadinho B, 1 mol de carbonato de alumínio. Após intenso e prolongado aquecimento, observar-se-á:
01.
Decomposição dos carbonatos em ambos cadinhos. Perda de água em ambas amostras. 04. Evolução gasosa em cada cadinho. 08. Perda do equilíbrio, ficando o lado A mais pesado. 16. Formação de bicarbonato em ambos cadinhos. 02.
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17. (UFC-1992.1 [Q07]) Associe cada substância relacionada no coluna I com seu possível comportamento em água (coluna II). Coluna I I. Potássio. II. Dióxido de enxofre. III. Hidróxido de sódio IV. óxido de sódio.
Coluna II a. dissociação iônica b. reage com desprendimento de hidrogênio c. produz solução ácida d. produz solução básica e. ionização total
Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
I-a; lI-b; lIl-e; IV-c. 02. I-b; Il-e; lll-a; IV-b. 04. I-b; II-c; III-d; IV-d. 08. I-d; lI-c; III-a; IV-d, 16. I-a; lI-e; lII-c; IV-c. 18. (UFC-1992.1 [Q08]) Com relação aos processos químicos que envolvem energia, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Numa transformação à pressão constante, a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes, porque ∆H < 0. 02. Um sistema encontra-se em equilíbrio quando, mantidas as condições exteriores, tende a permanecer no estado em que se encontra. 04. A forma alotrópica mais estável de uma substância é a que apresente menor entalpia. 08. O valor do ∆H de uma reação, depende do número de etapas que compõem este processo. 16. O processo Fe(s) → Fe(I) é exotérmico. 19. (UFC-1992.1 [Q09]) Para tornar um prego de ferro, temporariamente, avermelhado, é suficiente deixá-lo, durante alguns minutos, imerso em uma solução azul de sulfato de cobre. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Cu° é um agente oxidante mais forte que Fe°. 02. Cu° cede elétrons para Fe°. 04. Se trocarmos a solução de sulfato de cobre por uma de cloreto de cobre não haverá deposição de cobre no prego. 08. Com o correr do tempo, há um aumento na concentração de íons cobre na solução, 20. (UFC-1992.1 [Q10]) Um determinado átomo A possui: a. As duas camadas de mais baixa energia totalmente preenchidas. b. Nenhum elétron no 3º número quântico principal. c. Dois elétrons com a seguinte conjunto de números quânticos: n = 4, I = 0, m = 0. Marque as alternativa(s) correta(s): 01. 02.
Trata-se de um átomo em seu estado fundamental. Configura, esta situação, um elemento do 2º período e da 1ª família. 04. O átomo em questão acumula maior energia que os outros átomos típicos deste elemento químico. 08. Os dois últimos elétrons possuem o mesmo conjunto de números quânticos, necessário para Página 6
identificar um orbital. 16. A curiosa configuração em que este átomo se encontra (uma camada intermediária vazia), é uma situação possível de ser experimentada, em algum momento, pelo átomo A, 21. (UFC-1992.1 [Q11]) Observe as ligações químicas entre os átomos das substâncias H2, O2. O3, H2, NaOH e marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Somente O3 possui dupla ligação. 02. H2, O3 e H2O apresentem ligações predominantemente covalentes. 04. Ligações do tipo covalente podem ser observadas em todas estas substâncias. 08. O NaOH apresenta uma ligação química com caráter predominantemente iônica. 16. Tanto o ozônio quanto e água possuem uma ligação do tipo doador-receptor. 22. (UFC-1992.1 [Q12]) A fenilalanina (fórmula abaixo) é um exemplo característico de:
01.
um lipídio. 02. um glicídio. 04. um carboidrato. 08. um aminoácido essencial. 16. uma amina terciária. 23. (UFC-1992.1 [Q13]) Poderemos distinguir facilmente o acetaldeído da acetona através de reação com: 01.
reagente de Grignard. 02. ácida cianídrico. 04. bissulfito de sódio. 08. reagente de Tollens. 16. bromo em tetracloreto de carbono. 32. reagente de Lucas. 24. (UFC-1992.1 [Q14]) O único álcool primário que pode ser obtido, a partir de um alceno correspondente, pela reação com ácido sulfúrico concentrado seguida de hidrólise, é o: 01.
metanol. 02. etanol. 04. 1-propanol. 08. 1-butanol. 16. isobutanol. 25. (UFC-1992.1 [Q15]) Dos seguintes reagentes, são considerados ácidos de Lewis: 01. 02.
AℓCℓ3 04. H2O 08. HC3CH2NH2 Página 7
16.
BF3
32.
(CH3)3 C
+
Página 8
Gabarito 1) C 2) A 3) D 4) A 5) B 6) D 7) C 8) E 9) B 10) E 11) 01 (01) 12) 01 (01) 13) 15 (01+02+04+08) 14) 07 (01+02+04) 15) 02 (02) 16) 13 (01+04+08) 17) 12 (04+08) 18) 06 (02+04) 19) 01 (01) 20) 28 (04+08+16) 21) 14 (02+04+08) 22) 08 (08) 23) 08 (08) 24) 02 (02) 25) 50 (02+16+32)
Página 9
1. (UFC-1992.2 [Q01]) "O buraco na camada de ozônio sobre a região da Antártida aumentou 13 vezes em área, e o volume 4,3 vezes entre 1981 e 1991. O volume de ozônio destruído em 1991 foi estimado em 55 milhões de toneladas." O POVO, 28.03.92 p. 13A. Com relação ao texto acima assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. O ozônio é um gás que possui peso molecular maior que o oxigênio. 02. Se duas moléculas de ozônio produzem três moléculas de oxigênio, a massa deste nova gás
será maior que a do gás destruído. 04. Como o peso atômico do oxigênio é 16, o número de moléculas de ozônio destruídas sobre a Região Antártida, em 1991, é superior a 55 trilhões. 08. Iguais massas de ozônio e de oxigênio molecular ocupam, nas CNTP, o mesmo volume. 16. Se cada grupo de duas moléculas de O 3, transforma-se em três moléculas de O 2, logo a massa de O2 formada, em 1991, a partir da destruição de O3 foi de 82,5 milhões de toneladas. 2. (UFC-1992.2 [Q02]) Com relação ao uso do bromato de potássio, KBrO3, no fabrico de pães, diz o jornal O POVO em 25.03.92: "O uso abusivo e indiscriminado de bromato de potássio no fabrico de pães tem revoltado as donas-de-casa, que denunciam o uso desse produto químico, potencial cancerígeno." Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Ao ser aquecido, o bromato de potássio poderá decompor-se e formar a brometo de
potássio. 02. O KBrO3 contribui para um aumento no volume dos pães, em decorrência da liberação de ozônio e CO2, durante o cozimento. 04. Substituindo o KBrO3 utilizado, por igual número de "moléculas" de KClO3, após aquecimento e supondo decomposição total, será obtida, além do conhecido "sal de cozinha", uma quantidade de oxigênio semelhante àquela produzida pela decomposição do KBrO3. 08. A decomposição de dois moles de bromato de potássio produz cinco moles de outras substâncias. 3. (UFC-1992.2 [Q03]) "O Projeto Ecológico Henfil é o Movimento EFAD denunciaram a existência de depósito irregular de lixo atômico em Interlagos (SP). Durante a inspeção foram encontrados cerca de 300 sacos de 50kg contendo hidróxido de urânio e tório, elementos radiativos, (...) radioatividade alfa e gama foram detectadas no depósito". FONTE: Folha de São Paulo, 30.07.91. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Tais radioatividades resultam da desintegração espontânea de núcleos de certos elementos
químicos. 02. A emissão alfa detectada é formada por partículas de massa definida, equivalente a dois núcleos do elemento hélio. 04. Emissões gama observadas são ondas eletromagnéticas com massa equivalente à de um próton. 08. As emissões beta não foram observadas durante a inspeção, porque as fontes de radioatividade inspecionadas não possuem neutrons. 16. Entre duas placas eletrizadas, foi observado que as partículas alfa sofreram deflexão no sentido da placa negativa e as partículas gama foram atraídas pela placa positiva. 4. (UFC-1992.2 [Q04]) Dadas as configurações:
Página 1
a) b) c)
Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Cada uma das configurações indicadas, representa um determinado valor de número
quântico secundário. 02. Como não há indicação do número quântico principal, que está associado a cada configuração, não é possível afirmar qual delas possui maior energia. 04. A configuração c representa um conjunto de elétrons no estado fundamental. 08. Das três configurações, o conjunto a é o único que não comporta mais elétrons. 16. Se os conjuntos b e c pertencem a um mesmo número quântico principal, os 5 elétrons de b têm energia mais baixa que os 5 elétrons de c . 5. (UFC-1992.2 [Q05]) Os "problemas de pele" da estátua da Liberdade, no Porto de Nova York, estão provocando divergências entre especialistas, disse, em 23.08.91, o "The New York Times": "Cientista da Universidade de MaryLand afirma que a água salgada do porto de Nova York é a responsável pelas manchas.( ... ) Segundo o chefe de laboratório sobre corrosão, da Texas Instruments Inc., a chuva ácida é o que provoca manchas na "pele" verde de 0,25cm que se formou sobre o cobre e protege a estátua." Apesar destas discordâncias, podemos afirmar corretamente que: 01. A chuva ácida, um dos prováveis responsáveis pela formação de manchas na estátua, tem
pH abaixo de 7. 02. Os "problemas de pele" da estátua da Liberdade são fenômenos químicos. 04. A "pele" verde, que se formou sobre a estátua, é um composto químico oriundo de uma reação química entre o cobre do monumento e os constituintes do meio. 08. A chuva ácida se forma, principalmente, pela presença do SO 2 na atmosfera. 6. (UFC-1992.2 [Q06]) Com relação à chantagem sofrida no início deste ano pela indústria alimentícia Nestlé, noticia a Folha de São Paulo (31.01.92):
"Ácido muriático já foi encontrado em três produtos, ( ... ) a substância muda o gosto dos produtos além de alterar os aspectos físicos, É o caso do leite em pó, que fica preto e da Farinha Láctea e do Nescau que ficam empedrados." No que diz respeito à ação do ácido muriático (HC ℓ comercial) sobre estes produtos, marque a (s) alternativa(s) correta(s): 01. As alterações físicas observadas no leite em pó são decorrentes de mudanças químicas. 02. O pH dos produtos adulterados é bem mais alto que o dos produtos padronizados. 04. O contato deste ácido com o alumínio que compõe a embalagem forma a cloreto de
alumínio. 08. Dentre os usuais métodos de separação, a fusão fracionada é o mais adequado processo para purificar o Nescau empedrado. 16. O HCℓ, utilizado pelo chantagista, é um ácido que se enquadra nos conceitos de Arrhenius e de Brönsted-Lowry para estas substâncias. Página 2
7. (UFC-1992.2 [Q07]) Identifique os materiais químicos citados na "tirinha" e assinale a(s) alternativa(s) correta(s):
01. São espécies químicas com ponto de ebulição definido. 02. Somente o ouro é uma substância simples. 04. O petróleo é uma substância composta. 08. O ouro é substância pura, e o petróleo, uma mistura.
8. (UFC-1992.2 [Q08]) Considerando que a bacia petrolífera do Ceará é potencialmente igual ou superior à bacia de Campos-RJ, poderíamos, numa articulação política do Governo do Estado com as Universidades e as bancadas Estadual e Federal, conseguir a instalação de uma refinaria no Ceará e refinar o nosso Petróleo. Assinale a(s) alternativa(s) verdadeira(s) relacionada(s) com uma refinaria: 01. A principal operação numa refinaria é a destilação fracionada do petróleo. 02. O metano (CH4) é o principal componente do gás natural e reage com o oxigênio produzindo
CO2, H2O e calor. 04. O dióxido de carbono, outro componente do gás natural, não é responsável pela efeito estufa e é inflamável. 08. O gás liqüefeito de petróleo (GLP), de uso doméstico, é constituído de propano e butano. 16. A fração gasolina (C6 a C10) apresenta uma pressão de vapor inferior à da fração óleo diesel (C13 a C17) 32. A fração óleos lubrificantes (C 26 a C38) destila numa faixa de temperatura inferior à da destilação da fração óleo diesel. 64. Os alcenos são os mais importantes derivados químicos do petróleo para a produção industrial de plásticos, borracha sintética e outros produtos. 9. (UFC-1992.2 [Q09]) "Planeta água", URGENTE! Rio, ECO-92... Países do primeiro mundo, neste século, têm abusado na produção e/ou no uso de agrotóxicos, armas químicas e biológicas (DDT, BHC, 2,4-D, 2,4,5-T, "Blood gas", 'Vomiting gas", mostarda nitrogenada, lewisita, Página 3
substâncias psicotóxicas, Incapacitantes, Napalm etc.) provocando mutações genéticas irreversíveis e morte de espécies vegetais e animais, inclusive o homem. No Brasil, entidades como a Curadoria do Meio Ambiente de São Paulo e a Organização GREENPEACE têm feito reclamações sobre a contaminação do ar, do solo e da água pelos agentes químicos CFC, BHC e Pentaclorofenol. Com relação aos compostos químicos referidos acima, indique a(s) alternativa(s) correta(s): 01 Os compostos 2,4-D(ácido 2,4-diclorofenoxiacético) e pentaclorofenol têm em comum o
núcleo benzênico. 02. 2,4-D e 2,4,5-T (ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético) são isômeros estruturais. 04. DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis-(p-clorofenil)-etano) é um composto pertencente às funções haleto de alquila e haleto de arila, tendo sido muito utilizado na agricultura dos EEUU e no combate aos insetos transmissores do tifo e da malária na região amazônica, 08. O DDT é um produto orgânico natural, biodegradável e inofensivo ao "planeta água" (TERRA). 16. Na atmosfera, os CFC (CHClF 2, CCl2F2, C?2FC-CClF2 ...) clorofluorcarbono quebram-se com os raios ultravioleta, liberando radicais livres que destroem a camada de ozônio.
10. (UFC-1992.2 [Q10]) O Jornal Folha de São Paulo, em 30.03.92, faz denúncia sobre aditivos "químicos e naturais", utilizados na indústria alimentícia e cita, dentre outros, os antiumectantes: carbonato de cálcio, utilizado em pós para bolos e o carbonato de magnésio, adicionado ao queijo fundido. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Os antiumectantes citados têm fórmulas, respectivamente, CaCO3 e MgCO3 02. Na calcinação (aquecimento sem a participação do oxigênio) destes carbonatos, há liberação
de CO2. 04. Atacadas com ácidos, estas substâncias produzem efervescência com liberação de gás carbônico. 08. O óxido de cálcio pode ser obtido pela decomposição do carbonato de cálcio. 16. A função destes "aditivos" é manter úmidos os pós para bolos e os queijos, já que liberam facilmente moléculas de água.
11. (UFC-1992.2 [Q01]) "No Ceará, de acordo com informações da Cagece, 132 localidades incluindo municípios e distritos têm água fornecida pela empresa. (...) Dados fornecidos pela Cagece revelam que são aplicados 15 miligramas de cloro por litro, sendo o consumo do produto por mês de 170 mil quilos". O POVO, 19.04.92, p.21A. Sabe-se que, a partir do mês de maio passado, a Cagece elevou de 15 para 17mg, a quantidade de cloro por litro, havendo permanecido o consumo de 170t de cloro por mês. a) Que volume de água foi tratado, no mês de maio, pela Cagece? b) Após abastecer completamente uma caixa d'água com capacidade para 1000 litros, haverá mais que 1 mol de átomos de cloro neste recipiente? Justifique. Dados: Peso atômico do cloro = 35,5 12. (UFC-1992.2 [Q02]) Após uma caiação, o pintor deixou o piso da residência bastante suja. Para eliminar os vestígios deste trabalho malfeito dispõe-se das seguintes substâncias: ácido muriático (HCℓ impuro), soda cáustica (hidróxido de sódio), amoníaco (amônia dissolvida n'água) e água destilada. Página 4
a) Qual destas substâncias você escolheria para realizar esta limpeza com mais rapidez e sem necessidade de complementar com abrasivos? Justifique. b) A preparação da "água de cal", CaO + H2O, libera muito calor. Como se classifica este tipo de reação e qual produto forma? 13. (UFC-1992.2 [Q03]) Observe o gráfico que mostra as quantidades da substância C obtidas da combinação, por variações contínuas, da substância A com a substância B.
C 0,6 e d s 0,4 e l o m
0,2 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
1,0 moles de A 0 moles de B
a) Determine, através do gráfico, a relação (em moles) com a qual se combinam as substâncias A e B. b) Quando 0,4 mol da substância A reage com 0,6 mol da substância B, que quantidade de C é obtida e qual quantidade de reagente está em excesso? 14. (UFC-1992.2 [Q04]) Dadas as reações: C2H2(g) → 2C(grafite) + H2(g) CO2(g) → C(grafite) ) + O2(g) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)
H = -53,9Kcal ∆H - +94,2Kcal ∆H = -68,4Kcal ∆
Determine o calor da combustão completa do acetileno. 15. (UFC-1992.2 [Q05]) Considere a reação:
a) Qual o significado da dupla seta na equação? b) Que aconteceria com este sistema se algumas moléculas de N2(g) fossem nele introduzidas? c) Que efeito seria observado se uma pressão externa agisse sobre este sistema? Justifique. 16. (UFC-1992.2 [Q06]) No corrente mês, junto ao viaduto "tatazão", na Av. Leste-Oeste, um caminhão, transportador de ácido sulfúrico, acidentou-se e lançou parte do produto no local. Considere que o H2SO4 transportado tinha concentração 35N e que 50 litros do produto escoaram na via pública. a) Sem levar em conta o aspecto econômico, cite uma substância química que poderia ser utilizada para neutralizar todo o ácido derramado. Justifique a escolha. Página 5
Obs .: A substância de sua escolha deve ser formada por elementos contidos na lista abaixo.
b) Que quantidade, em Kg, da substância que você escolheu é necessária para neutralizar a substância derramada? Elemento:
H
Li
N
O
F
Na
Mg
S
Cℓ
K
Ca
Peso atômico: 1
7
14
16
19
23
24
16
35,5
39
40
17. (UFC-1992.2 [Q07]) Escreva a fórmula estrutural e dê a nomenclatura segundo a IUPAC para: a) b) c) d)
um álcool terciário. um aldeído insaturado e ramificado. uma cetona insaturada. uma amida N,N-dissubstituída.
18. (UFC-1992.2 [Q08]) Dadas as equações:
a) Escreva as estruturas dos compostos A, B e C. b) Denomine as reações I e II. c) Classifique a cadeia carbônica do composto C. 19. (UFC-1992.2E [Q01]) Das misturas abaixo, é sempre homogênea: 01. água e óleo. 02. álcool e serragem; 04. água e álcool; 08. óleo e enxôfre; 16. ferro e areia.
20. (UFC-1992.2E [Q02]) Uma mistura contém 0,1 átomo-grama de cálcio e 0,5 átomo-grama de ferro. Determine a massa, em gramas, da mistura. Dados: P.A. Fe = 56; Ca = 40.
3− 2+ 21. (UFC-1992.2E [Q03]) Se o átomo 14A possui 7 neutrons, os íons A e A são isoeletrônicos, respectivamente, de:
01. 10Ne e 5B; 02. 6C e 10Ne; 04. 4Be e 9F;
Página 6
08. 7N e 9F.
22. (UFC-1992.2E [Q04]) Apresenta ligação dupla entre dois de seus átomos a(s) molécula(s): 01. N2; 02. NH3; 04. CO2; 08. Cℓ2; 16. O2; 32. C2H4.
23. (UFC-1992.2E [Q05]) Determine a soma algébrica dos Nox do enxôfre nas espécies S8, CS2, H2S, H2SO3 e H2SO4.
24. (UFC-1992.2E [Q06]) Após borbulhar SO2 em um recipiente com água seu pH fica abaixo de 7 (sete). Assinale a(s) substância(s) capaz(es) de elevar o valor deste pH. 01. NH3; 02. HCℓ; 04. NaCℓ; 08. NaOH.
25. (UFC-1992.2E [Q07]) O valor do ∆H de uma reação é influenciado por mudanças: 01. no estado físico dos componentes; 02. na temperatura de reação; 04. no número de etapas entre a estado inicial e o final da reação; 08. no estado alotrópico dos reagentes.
+
26. (UFC-1992.2E [Q08]) Submetida a uma eletrólise, uma solução de Ag produziu 108g de prata (cujo peso atômico é 108). Este processo envolveu a transferência de: 01. 2 elétrons: 02. 3 elétrons; 04. 2 motes de elétrons; 08. 1 mol de elétrons; 23 16. 6,02 x 10 elétrons.
27. (UFC-1992.2E [Q09]) Com a fórmula molecular C3H6O podemos representar: 01. isômeros de cadeia; 02. isômeros de função; 04. isômeros geométricos;
Página 7
08. compostos pertencentes às funções álcool, aldeído, cetona e éter.
28. (UFC-1992.2E [Q10]) Assinale as sentenças verdadeiras: 01. A desidratação do álcool etílico produz ácido acético; 02. A hidratação do etino (acetileno) gera etanol; 04. A oxidação do álcool isopropílico produz acetona; 08. A oxidação enérgica de álcoois primários conduz à formação de ácidos carboxílicos; 16. A redução de aldeídos e cetonas produz álcoois; 32. A solução aquosa de dietilamina é ácida.
29. (UFC-1992.2E [Q01]) Considere as substâncias: água, metanol, ozônio, enxofre e ácido sulfúrico. a) Faça a fórmula estrutural de cada uma delas. b) Quais destas são substâncias compostas? 30. (UFC-1992.2E [Q02]) O peso atômico de Y é o dobro do peso atômico de X. Se 5 átomos-grama de X adicionados a 2 átomos-grama de Y equivalem a 360 gramas, determine o peso atômico de X. 31. (UFC-1992.2E [Q03]) Embora possuam carga elétrica negativa, dois elétrons podem ocupar uma mesma região do espaço (orbital). Por que os mesmos não se repelem? 32. (UFC-1992.2E [Q04]) Observe as equações abaixo: Fe(s) → Fe(l)
∆
H = +2,7Kcal/mol.
C(s) + O2(g) → CO2[g)
∆
H = -14,0Kcal/mol.
∆
H = -18,0Kcal/mol.
HCℓ (g) + H2O(l) →
H3O +
(aq)
− + + Cℓ (aq)
a) Dê a denominação específica a cada um dos ∆H. b) Qual a energia, em Kcal/mol, liberado após a produção de 5 moles de CO2(g). 33. (UFC-1992.2E [Q05]) Observe o valor E° em volta do potencial de redução das espécies indicadas: Al 3+ = - 1,66; Zn 2+ = - 0,76; Pb 2+ = - 0,126; Cu 2+ = + 0,34; Ag +
= + 0,80.
a) Dentre os metais Cu, Al, Zn, Ag e Pb, represente a pilha que fornece a maior força eletromotriz. b) Escreva as reações que ocorrem neste pilha. Página 8
34. (UFC-1992.2E [Q06]) Um certo elemento químico X apresenta o elétron mais energético no subnível 3p5. a) Qual o período e a família do sistema periódico em que se encontra este elemento X? b) Quais os números atômicos dos elementos que antecedem e sucedem o elemento X na mesma família do sistema periódico? 35. (UFC-1992.2E [Q07]) Indique as estruturas dos compostos A, B, C, D, E e F no sistema de reações abaixo, sabendo que E e F são isômeros. Mg
CH3CH2Br → A
CH COCH
H O−
H SO
O
3 3 3 3 2 4 → B → C → D →E +
F
36. (UFC-1992.2E [Q08]) Denomine cada uma das estruturas abaixo indicadas segundo a nomenclatura IUPAC: a) CH3CH(CH3)CH2C(CH3)3
c) CH3CHOHCOOH d) CH3COCH2CH CHCH3 e)
(CH 3) 2CHCOOCHCH2CH3 CH3
Página 9
Gabarito 1) 05 (01+04) 2) 09 (01+08) 3) 01 (01) 4) 27 (01+02+08+16) 5) 15 (01+02+04+08) 6) 21 (01+04+16) 7) 10 (02+08) 8) 75 (01+02+08+64) 9) 21 (01+04+16) 10) 15 (01+02+04+08) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) 04 (04) 20) 32 (32) 21) 01 (01) 22) 52 (04+16+32) 23) 06 (02+04) 24) 09 (01+08) 25) 11 (01+02+08) 26) 24 (08+16) 27) 11 (01+02+08) 28) 28 (04+08+16) 29) Não disponível 30) Não disponível 31) Não disponível 32) Não disponível 33) Não disponível 34) Não disponível 35) Não disponível 36) Não disponível
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1. (UFC-1993.1 [Q01]) Observe os "quadrinhos" e assinale a(s) alternativa(s) correta(s): ALI OUTRA!
RÁ! TÔ VENDO UMA MOLÉCULA DE CLORO FLUORCARBONO!
E OUTRA!
E OUTRA ALI!
2 5 9 M I R O M A
E MAIS OUTRA!
PARANÓIA DE ECOLOGISTA É UM SACO …
VOU ACABAR COM ELAS...
01.
Atribui-se aos CFC's (cloro-flúor-carbono), Contidas nos "sprays", a formação de buracos na camada de ozônio da atmosfera. 02. Lindomar, o Pacifista, persegue moléculas formadas por átomos de elementos metálicos. 04. Os CFC's são sólidos de elevado ponto de ebulição. 08. Se os CFC's atingem as camadas superiores da atmosfera, eles devem ser formados por moléculas leves.
2. (UFC-1993.1 [Q02]) Um formigueiro é composto por 2 mil formigas. Cada formiga consome, por dia, 1.500 moléculas de açúcar, cada uma com três tipos de átomos, configurados na seguinte fórmula: C6H12O6. Marque, no cartão-resposta, quantos milhões de átomos são consumidos por estas formigas em 1 dia.
3. (UFC-1993.1 [Q03]) Leia a seguinte citação: ... "A água é retirada do Lago Paranoá, filtrada, passa por um sistema de oxigenação para mantê-la com a acidez adequada e só então chega ao lago das carpas" (VEJA, 09.09.92). Agora, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Após retirada do Lago Paranoá, a água sofre um processo químico: a filtração e um processo físico: a efusão de gases. 02. A filtração é um usual método físico utilizado para elevar o grau de pureza de uma substância. 04. A água mineral engarrafada com gás (CO2) possui maior acidez que a mesma água mineral sem gás. + 08. Como a acidez de um meio é determinada pela presença de íons H , a oxigenação de água no "lago das carpas" favorece a diminuição da acidez por causa do equilíbrio Página 1
4. (UFC-1993.1 [Q04]) "Cosmic Gall" Os neutrinos são muito pequenos, Não têm carga, não têm massa E não interagem de forma alguma. A terra, para eles, é uma bola sonsa Que atravessem sem problema, Como as domésticas cruzam uma sala suja, Ou como os fótons passam pela vidraça. Eles esnobam o gás mais raro, Ignoram a parede mais sólida, Desprezam o aço e o bronze sonoro,(...) Com respeito ao poema indiscrição cósmica do romancista americano John Updike, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Se o neutrino é "muito pequena, não tem carga, não tem massa", ele é idêntica ao elétron. Ao se referir ao "gás mais raro" o autor se está reportando ao gás oxigênio. 04. Os fótons, que atravessam uma vidraça, são partículas tão densas quanto o chumbo. 08. Aço e bronze não são elementos da família dos gases nobres. 02.
5. (UFC-1993.1 [Q05]) "A poluição afeta a "saúde" de prédios em São Paulo. Fuligem, fumaça e corrosivos dispersos no ar sujam fachadas e desvalorizam imóveis, dizem especialistas. A presença de SO2 corrói metais, concreto e mármores."... FOLHA DE SÃO PAULO, 23.08.92, p.8-1. Com referência ao SO2, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
É uma molécula triatômica constituída de um mesmo tipo de átomo. 02. A fuligem e a fumaça se dispersam no ar e formam uma mistura homogênea impossível de ser separada. 04. A presença de SO2 na atmosfera das grandes cidades é, em parte, devida a operações industriais. 08. A corrosão de metais, concreto e mármores na cidade de São Paulo, atribui-se à atmosfera ácida formada a partir do SO2 6. (UFC-1993.1 [Q06]) Assinale as alternativas corretas com relação aos compostos: I. C2H4, etileno; II. CH3CH2OH, álcool etílico; III. CH3COOH, ácido acético; 01.
O composto (I) pode ser obtido pela desidratação do composto (II). 02. Por redução de (II) obtém-se (III); 04. Por oxidação de (III) obtém-se (II); 08. A hidratação do composto (I) gera o (II). 16. Reagindo (II) com (III) resulta o acetato de etila. 32. Por polimerização do composto (I) produz-se o polietileno. 7. (UFC-1993.1 [Q07]) ... "Um estado mental agitado e perturbado resultará em vibrações não Página 2
harmônicas, desorganizadas e aleatórias das células cerebrais. Isto quer dizer que neste estado há uma predominância da entropia às custas de energia livre". Harbans Arora, no texto acima, do seu livro Ciência Moderna sob a Luz do Yoga Milenar, p.29, faz um paralelismo entre os estados energéticos termodinâmicos (entropia e energia livre) e os estados mentais. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Em termodinâmica, um estado energético de partículas como átomos e moléculas pode ser caracterizado pelos parâmetros: entropia e energia livre. 02. A entropia é a medida da desordem de um sistema. 04. Quanto mais desorganizado for o sistema, maior será a sua entropia. 08. Em sintonia com o texto, em um estado mental relaxado e pacífico predominam as vibrações harmônicas das células cerebrais, resultando em uma diminuição de entropia. 8. (UFC-1993.1 [Q08]) Determinado laboratório produz um soro fisiológico que contém 5g de NaCℓ em frasco de 100ml. Se, neste frasco, dissolvermos totalmente mais 5g de NaCℓ a solução resultante apresentar-se-á: 01.
duas vezes mais concentrada. mais diluída. 04. heterogênea. 08. homogênea. 16. com maior quantidade de moléculas de água. 32. com menor quantidade de moléculas de água. 02.
9. (UFC-1993.1 [Q09]) A estrutura, representada na figura, refere-se à molécula do adoçante artificial aspartame. Analise-a e assinale as proposições que contém as funções que estão representadas na referida estrutura.
01.
ácido carboxílico 02. álcool. 04. amida. 08. cetona. 16. éster. 32. éter. 10. (UFC-1993.1 [Q10]) A figura mostra dois geradores de gases (kipp) conectados a um frasco de HCℓ. Na saída de cada kipp há balões infláveis. Após abrir a válvula de passagem de HC ℓ, observar-se-á que:
Página 3
A
B
Zinco Carbonato de em pó cálcio (CaCO)
01.
H2 será produzido no kipp A. 02. CO2 será produzido no kipp B. 04. Os gases produzidos em cada kipp são inflamáveis. 08. Os gases produzidos possuem a mesma massa molecular. 16. Nas mesmas condições de temperatura e pressão, os gases produzidos têm a mesma densidade. 11. (UFC-1993.1 [Q01]) A tabela mostra as propriedades de três substâncias químicas puras: Substância solubilidade em água A insolúvel solúvel B solúvel solúvel C insolúvel insolúvel
solubilidade em querosene
Explique como poderíamos separar as substâncias A, B e C de uma mistura formada pelas três.
12. (UFC-1993.1 [Q02]) ( ... ) "Os finlandeses demonstraram estatisticamente que quem tem 200 microgramas de ferro por litro de sangue é duas vezes mais propenso a sofrer um acidente cardíaco." ( ... ) MANCHETE, 26.09.92, −8 Lembrando que 200 microgramas = 2 xLembrando que 200 microgramas = 2 x 10 g e que a massa por mol de ferro é 56g, determine a quantidade aproximada de ferro em um indivíduo com 5 litros de sangue.
Constante de Avogadro = 6,02 x 1023
13. (UFC-1993.1 [Q03]) Observe o sistema eletroquímico indicado na figura 1 onde acorre a reação espontânea: + + Fe (2aq ) + Ag ( aq )
3+
→ Ag ( s ) + Fe ( aq)
ε°
= + 0,028Volts
a) Explique o que acontece após instalar uma fonte externa de potencial elétrico maior que 0,028 Volts. (figura II). Página 4
b) Na reação espontânea, quem é o agente oxidante e por quê?
14. (UFC-1993.1 [Q04]) Com relação à espécie
O −2 ,
a) Faça sua configuração eletrônica. b) Seu volume é maior ou menor que a do átomo de oxigênio? Justifique. 15. (UFC-1993.1 [Q05]) Os compostos NO e NO2 são atraídos pelo ímã. a) Mostre a estrutura de Lewis do NO. b) Por que estes compostos são atraídos pelo ímã?
16. (UFC-1993.1 [Q06]) Reações endotérmicas ocorrem quando comprimidos efervescentes iguais são colocados em recipientes com iguais quantidades de água. Observe as seguintes experiências: Experiência I : 1 comprimido efervescente é adicionado no recipiente A e 2 comprimidos são
adicionados no recipiente B.
Experiência lI : 1 comprimido inteiro é introduzido no recipiente C e 1 comprimido triturado no
recipiente D.
Experiência III : A água no recipiente E está gelada, no recipiente F está na temperatura do
ambiente e no recipiente G está em ebulição.
Adiciona-se 1 comprimido em cada um dos recipientes E, F e G. Compare os tempos em que se completa cada reação e explique: a) Quais fatores causam mudanças nestes tempos? b) Em cada experiência, qual reação apresenta maior tempo de reação?
17. (UFC-1993.1 [Q07]) Escreva as fórmulas estruturais e os nomes dos cinco compostos aromáticos com a fórmula C7H8O. Página 5
18. (UFC-1993.1 [Q08]) Escreva as estruturas dos compostos orgânicos, representados por letras maiúsculas, na seqüência:
Classifique as cinco reações envolvidas na seqüência acima.
Página 6
Gabarito 1) 09 (01+08) 2) 72 (08+64) 3) 06 (02+04) 4) 08 (08) 5) 12 (04+08) 6) 57 (01+08+16+32) 7) 15 (01+02+04+08) 8) 09 (01+08) 9) 21 (01+04+16) 10) 03 (01+02) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 7
1. (UFC-1993.2 [Q01]) A equação: FeCl
3 → 2H 2 O + O 2(g) 2H 2O 2(aq)
mostra que:
01.
Um mol de cloreto de ferro (III) é formado na reação. O número de moléculas nos produtos é maior que nos reagentes. A massa das substâncias reagentes é menor que a massa das substâncias produzidas. 08. A massa de água formada é maior que a massa do O2 desprendido. 16. Para que a reação tenha início, são necessários, pelo menos, dois moles de H 2O2. 02. 04.
2. (UFC-1993.2 [Q02]) Os veículos movidos a "gasolina" são abastecidos com uma mistura combustível formada de gasolina+álcool. O teor de álcool é determinado tomando-se 50ml da "gasolina comercial" e misturando-se com igual volume de uma solução saturada de NaC ℓ. A mistura é agitada vigorosamente e, após repouso, apresenta 2 camadas líquidas imiscíveis: uma fase aquosa medindo 60ml e uma fase combustível com volume de 40ml. Marque a alternativa correta: 01.
O sistema final é formado por 2 fases e 3 estados. 02. O tear de álcool na "gasolina" é 20%. 04. Gasolina e álcool são imiscíveis em quaisquer proporções. 08. O cloreto de sódio fica dissolvido na fase que contém o combustível fóssil. 16. A concentração de NaCℓ (massa/volume) é maior na fase aquosa (sistema final] do que na solução inicial (solução saturada de NaC ℓ). 3. (UFC-1993.2 [Q03]) Rádios portáteis e brinquedos eletrônicos necessitam, geralmente, de pilhas. Elas fornecem os elétrons necessários ao funcionamento destes objetos. Após prolongado uso elas "se descarregam" e tornam-se inúteis para esta função. Nestas condições podemos dizer que: 01.
As pilhas esgotam todos as elétrons de seu conteúdo. A produção de elétrons resulta de reações eletroquímicas (oxidação-redução) que se processam no seu interior. 04. A pilha ganha massa na medida em que fornece elétrons para as equipamentos. 08. A força eletromotriz produzida por estas pilhas é proporcional à massa dos eletrodos e independe de natureza destes, 02.
4. (UFC-1993.2 [Q04]) As massas molares (massa/mol) do hidrogênio e do carbono são -1 -1 respectivamente, 1 g. mol e 12 g. mol . Deste modo:
01.
Um átomo de hidrogênio e um átomo de carbono pesam, respectivamente, 1g e 12g. 02. Um átomo de carbono é 12 vezes mais pesado que um átomo de hidrogênio. 04. Há maior quantidade de átomos em 12g de carbono que em 1g de hidrogênio. 08. Em 12g de carbono e em 1g de hidrogênio existem igual quantidade de átomos. 5. (UFC-1993.2 [Q05]) A, B e C são soluções de HCℓ nas seguintes concentrações: A = 4 mol/L; B = 2mol/L e C = 1 mol/L. Se a solução C tem o dobro do volume da solução B e a solução B o dobro do volume de solução A, marque a(s) alternativa(s) correta(s): Página 1
01.
A concentração da solução B é o dobro da concentração de solução A. 02. A quantidade de soluto em B é o dobro de existente na solução C. 04. A solução A é aquela que possui maior quantidade de soluto por volume de solução. 08. Nos recipientes encontramos igual quantidade de matéria do soluto. 6. (UFC-1993.2 [Q06]) Ao abrir uma fruta (laranja ou abacaxi), antes mesmo de saboreá-la pela observação da cor que ela apresenta, você imagina o grau de acidez da fruta. Assim, um abacaxi que se apresenta, internamente, muito branco, é bem mais ácido que um amarelado. Marque a (s) alternativa(s) correta(s): 01. 02.
A mudança de cor indica variação no pH do sumo. Corantes naturais contidos nestes produtos sofrem mudanças de cor em função do meio em que se encontram. 04. Frutas ácidas possuem sumos com pH abaixo de 7. 08. Havendo um equilíbrio ácido-base na fruta, ele se desloca no sentido das bases à medida que a fruta amadurece.
7. (UFC-1993.2 [Q07]) "... A cola colorida não deve ser utilizada na pele das crianças(...) Amostras do produto que causou lesões no rosto de uma criança foram enviadas à UFC, ficando constatada a presença do dissulfeto de carbono nas amostras de cor verde, amarela, azul e vermelha. "O POVO, 18.03.93. Com respeito ao dissulfeto de carbono, encontrado nestes produtos, marque a(s) alternativa(s) correta(s). 01.
Possui fórmula mínima CS2. 02. Trata-se de um sal formado por elementos metálicos. 04. É formado por moléculas triatômicas. 08. Trata-se de um óxido básico. 8. (UFC-1993.2 [Q08]) Com relação no poço profundo perfurado em sua fazenda, diz Ney Maranhão: "jorrou uma água horrível, salgada demais", VEJA, 21.04.93. Marque a(s) alternativa (s) correta(s). 01.
Água salgada não é uma substância pura. 02. A água que jorrou é uma mistura. 04. Separam-se os sais da água por meio de evaporação. 08. Uma destilação simples poderia produzir água pura para a senador Maranhão. 16. Por decantação podemos retirar todos os sais de água.
9. (UFC-1993.2 [Q09]) A substância (I) provoca alucinações, vertigem, perda de orientação e amnésia; sendo portanto "empregada para produzir incapacidade temporária...". Identifique as funções orgânicas que estão representadas na referida substância:
(I)
O
H O
C
C
O N
01.
ácido carboxílico; Página 2
02.
álcool; 04. amida; 08. amina; 16. anidrido; 32. éster 64. fenol.
10. (UFC-1993.2 [Q10]) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
As moléculas de alcanos podem associar-se por forças de Van Der Waals; 02. Propano e butano são líquidos nas temperatura e pressão ambientes (t = 25 °C e P = 1 atm); 04. As moléculas de álcoois associam-se através de pontes de hidrogênio: 08. Os alcanos apresentam ponto de ebulição superior ao dos álcoois; 16. Em água, os alcanos são insolúveis enquanto os álcoois metílico, etílico e propílico são solúveis; 32. Na combustão completa do gás de cozinha (propano e butano) obtêm-se monóxido de carbono e água (CO e H2O). 11. (UFC-1993.2 [Q01]) Observe o gráfico que represente os níveis energéticos do átomo de hidrogênio e responda: a) Qual a energia mínima, em eV, necessária para ionizar o elétron do átomo de hidrogênio no estado fundamental? b) O salto quântico I é acompanhado de absorção ou de emissão de energia? Justifique. c) Se a carga nuclear for aumentada (por exemplo, substituição por núcleo de hélio), a energia do nível estacionário n = 1 será modificada? Justifique. Obs.: os modelos apresentados são equivalentes. Fundamente-se naquele que melhor lhe convier.
Página 3
12. (UFC-1993.2 [Q02]) Um hábil soldador aproveitou pedaços regulares de diferentes metais e criou duas chapas metálicas I e lI, finas e idênticas, conforme a modelo abaixo. As duas foram imersas, sob agitação, uma em ácido clorídrico (recipiente A) e a outra em uma solução de cloreto de zinco (recipiente B). Use os dados abaixo e considere não ocorrer formação de pilhas na junção (solda) das chapas metálicas. DADOS: Semi-reação de oxidação Mg → 2e − + Mg 2+ +2,37
ε°
(volts)
Al → 3e − + Al 3+
+1,66 Zn → 2e + Zn +0,76 Fe → 2e − + Fe 2+ +0,44 Ni → 2e − + Ni 2+ +0,25 H 2 → 2e − + 2H + 0,00 2+
−
Cu → 2e − + Cu 2+ −
Ag → e
+
+ Ag
- 0,34 - 0,80
a) Qual metal utilizado na chapa é o mais nobre? Por que? b) Qual a forma assumida por cada chapa, após permanecer, em cada solução, o tempo suficiente para reagir?
13. (UFC-1993.2 [Q03]) O gráfico A mostra a concentração dos reagentes e produtos de reação em equilíbrio na temperatura T1 e pressão P1. Os gráficos I, II e III mostram o comportamento deste sistema após determinadas ações interferirem no equilíbrio. Descreva, em cada caso, o tipo de ação aplicado sobre o sistema e sua conseqüência no sistema anteriormente em equilíbrio (Gráfico A).
Página 4
14. (UFC-1993.2 [Q04]) Uma vela de parafina queima-se, no ar ambiente, para formar água e dióxido de carbono. A parafina é composta por moléculas de vários tamanhos, mas utilizaremos para ela a fórmula C25H52. Tal reação representa-se pela equação: C25H52 + O2 → H2O + CO2
a) Equilibre a reação. b) Quantos mols de oxigênio são necessários para queimar um mol de parafina? c) Quanto pesa esse oxigênio? Dados: Massas molares: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; O = 16 g/mol. 15. (UFC-1993.2 [Q05]) Calcule a fórmula molecular de um composto orgânico, sabendo-se que sua composição centesimal é: C = 64,86%; H = 13,26% e O = 21,88% e que a massa de um mol é 74g. −1 −1 Massas molares H = 1 g.Massas molares H = 1 g. mol ; C = 12 g.; C = 12 g. mol ; O = 16 g.; O = −1 16 g. mol Escreva as estruturas de cinco isômeros do composto encontrado. 16. (UFC-1993.2 [Q06]) Qual o volume de gás carbônico que se obtém, da combustão de 20 litros de gás propano nas C. N.T.P? 17. (UFC-1993.2 [Q07]) Calcule o pH de uma solução de sabão que possui uma concentração de −4 íons hidróxido igual a 10 mol/L. 18. (UFC-1993.2 [Q08]) Escreva os nomes dos compostos abaixo, segundo as regras da, IUPAC.: Página 5
a) CH3CH2CH(CH3)COOH
b)
c)
d)
e)
Página 6
Gabarito 1) 10 (02+08) 2) 02 (02) 3) 02 (02) 4) 10 (02+08) 5) 12 (04+08) 6) 15 (01+02+04+08) 7) 05 (01+04) 8) 15 (01+02+04+08) 9) 42 (02+08+32) 10) 21 (01+04+16) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 7
1. (UFC-1994.1 [Q01]) Considere a situação abaixo e assinale as alternativas corretas: Em um recipiente de dois litros foram encerrados quatro gramas de um certo gás cuja massa molar é 10g .mol-1. 01.
A pressão exercida pelo gás será duplicada com a introdução de mais quatro gramas dessa substância. 02. Se a temperatura absoluta do sistema for duplicada, a pressão do sistema ficará reduzida à metade. 04. A energia cinética média das moléculas gasosas se altera quando há variações, na temperatura de sistema. -1 08. A introdução, nesse sistema, de quatro gramas de um gás, cuja massa molar é 20g .mol duplicará a pressão interna do recipiente. 16. O número aproximado de moléculas encerradas no recipiente pode ser determinado, desde que se conheça a relação de temperatura com a pressão. 2. (UFC-1994.1 [Q02]) No processo de fotossíntese a planta absorve CO2 e elimina oxigênio. Tomando como base a reação seguinte:
Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
A planta requer 1 mol de CO 2 para produzir 1 mol de oxigênio. 02. Para cada mol de glicose produzida são necessárias 6 moléculas de H 2O. 04. O número de moléculas do produto é igual ao número de moléculas reagentes. 08. O número total de átomos contidos nos reagentes é igual à quantidade de átomos existentes nas substâncias produzidas: 16. A glicose produzida e armazenada na planta retém 1/3 do oxigênio utilizado nesse processo. 3. (UFC-1994.1 [Q03]) No etileno, a substituição de um dos átomos de hidrogênio, por um grupo metila conduzirá a formação do ____________ enquanto a substituição de um segundo átomo de hidrogênio por outro grupo metila formará um isômero do ________________. Assinale a seqüência de palavras correspondentes às lacunas, na ordem em que estão no texto. 01. 02. 04. 08.
propano e 2-buteno propeno e 1-buteno propeno e butano propano e butano
4. (UFC-1994.1 [Q04]) "... o oxigênio que se respira carrega o paradoxo da vida e da morte: é fundamental, para o organismo, mas oxida as células, provoca algo parecido com ferrugem." (Folha de São Paulo, 24/05/92). Com relação ao texto, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01, 02. 04. 08.
O oxigênio, por sua capacidade de receber elétrons, é um agente oxidante. O termo ferrugem é comumente utilizado para indicar a fenômeno da oxidação do ferro. O fenômeno da oxidação envolve transferência de elétrons. Se uma determinada vitamina é antioxidante, ela deve ter a função de combater a oxidação das células. Página 1
5. (UFC-1994.1 [Q05]) O ácido acético é um líquido incolor conhecido pelos antigos, uma vez que aparecia como produto da fermentação do álcool existente nas bebidas alcoólicas (vinhos). Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. 02. 04. 08.
O vinagre é uma mistura que contém certa quantidade de ácida acético. O ácido acético puro é denominado ácida acético glacial. O ácido acético pode ser fabricado pela oxidação do álcool etílico ou do aldeído acético O ácido acético possui em sua fórmula 3 (três) átomos de carbono.
6. (UFC-1994.1 [Q06]) O elevado teor de sal na água fornecida pela Companhia de Águas e Esgoto do Ceará (CAGECE) pode ser decorrente, dentre outros fatores, de: 01.
Adição de novos sais, após a água sair da estação de tratamento, tendo como objetivo a redução dos custos de produção. 02. Evaporação de parte do manancial de água, concentrando assim os sais nele existentes. 04. Água que chega à estação de tratamento por ter percorrido solos que permitiram a solubilização de seus sais. 08. Águas de chuva que inundaram os reservatórios de águas para consumo da população. 7. (UFC-1994.1 [Q07]) Estalactites e estalagmites , precipitados minerais, alongados, que ao longo dos anos se formam no teto e no chão das cavernas são originados por ação da água (geralmente de chuvas) sobre a terreno calcáreo (CaCO 3). Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01. 02. 04.
O gás carbônico arrastado pela água de chuva reage com esta formando o ácida carbônico. O ácido carbônico ataca as rochas calcáreas e forma a carbonato ácido de cálcio. Algumas das reações deste fenômeno são: O2(g) + H2O → H2CO3(aq) e CaCO3(s) + H2CO3(aq) → Ca(HCO3)2(aq) 08. Gás carbônico pode ser obtida por adição de HCI a estas rochas. 8. (UFC-1994.1 [Q08]) Marque a(s) alternativa(s) correta(s). Água potável, álcool hidratado e mercúrio: 01. 02. 04. 08.
Na temperatura ambiente têm o mesmo estado físico. Reagem entre si. São substâncias puras. Possuem propriedades físico-químicas semelhantes.
9. (UFC-1994.1 [Q09]) São sais as substâncias: 01.
MgCI2 e Na2O 02. KOH e H 2O 04. NaCI e KBr 08. FeSO4 e AICl3 10. (UFC-1994.1 [Q10]) Em um recipiente há 20g de NaCI dissolvidos em 400 mL, de solução aquosa. Página 2
Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. 02.
A concentração desta solução é de 50g/L. Evaporando metade do volume da solução a concentração de sal fica 100g/L. 04. Na preparação da solução indicada, 20g de NaCℓ são dissolvidos em água até atingir o volume de 400 mL. 08. Na preparação da solução indicada, a 20g de NaC ℓ são adicionados 400mL de água. 11. (UFC-1994.1 [Q01]) Calcule o calor de formação da sacarose, a partir dos elementos, sabendose que: I. C + O2 → CO2 + 94.000 cal II. H2 + ½ O 2 → H2O + 68.000 cal III. C12H22O11 + 12O2 → 12CO2 + 11H2O(l) + 1.349.400 cal 12. (UFC-1994.1 [Q02]) O soldador de uma oficina mecânica tratou 1kg de carbureto, contendo 70% de carbeto de cálcio, com água em excesso. a) Qual o gás obtido pelo soldador na condição acima? b) Qual foi o volume do gás obtido nas CNTP? c) Qual o volume desse gás a 30°C e 2 atmosferas de pressão? Dados: Massas molares: Ca = 40g/mol, C = 12g/mol R = 0,082 atm. L/mol. K e 1 atm = 101.325 Pa 13. (UFC-1994.1 [Q03]) Alcalóide extraída do ópio, a morfina é utilizada para aliviar as dores em pacientes terminais.
O
H H
N CH3
HO
morfina
Com relação a estrutura da morfina, responda: a) b) c) d) e)
Quantos anéis tem a estrutura? Quantos anéis são heterocíclicos? Quantos anéis são aromáticos? Quais as funções orgânicas presentes? Quantos átomos de carbono são assimétricos(quirais)?
14. (UFC-1994.1 [Q04]) Um éster de fórmula molecular C8H16O6 por hidrólise ácida produz um ácido (I) e um álcool (II). Sabendo-se que uma oxidação energética de (II) origina (I) e que uma oxidação cuidadosa de (II) origina um aldeído de cadeia carbônica normal (III), pede-se: a) Escreva as equações das reações envolvidas. Página 3
b) Escreva as estruturas e a nomenclatura segundo a IUPAC para o éster, o ácido, o álcool e o aldeído em questão. 15. (UFC-1994.1 [Q05]) A corrosão do ferro pode ser representada assim: 4Fe(s) + 3O2(g) + 6H2O(l) → 2Fe2O3 . 3H2O Ferrugem a) Que quantidade, em gramas, de ferrugem se forma a partir de 100g de ferro? b) Qual o percentual de ferro na ferrugem? Dados: Massas molares: Fe = 56 g/mol, O = 16 g/mol e H = 1 g/mol. 16. (UFC-1994.1 [Q06]) O recém construído "Canal do Trabalhador" que transfere água da bacia do Jaguaribe para a do Pacoti, possui alguns trechos onde a água percorre tubulações de ferro. Para prolongar seu tempo de vida-útïl estas peças foram postas em contato com pequenas barras de um metal M. Dados os seguintes potenciais padrão de redução: Cr 3+ 2+
Fe
Mg 2+
2H
+
+
3e −
Cr(s)
ε°
= -0,41 V
+
2e
Fe(s)
ε°
= -0,44 V
2e −
Mg(s)
ε°
= -2,37 V
ε°
= -0,0 V
ε°
= -0,34 V
+
+
Cu 2+
−
2e
+
−
2e −
H2(g) Cu(s)
Responda: a) b) c) d)
Qual dos indicados pode ser o metal M? Qual a sua função? Escreva as reações que ocorrem ao ligar ao tubo de ferra a barra do metal M. Qual o agente oxidante e qual o agente redutor?
17. (UFC-1994.1 [Q07]) O esquema abaixo mostra que o elemento cloro combina-se com seu semelhante e com os demais elementos do 3º período da tabela periódica. t
u
v
Na Mg AI
SI
x
P
y
S
z
CI w
a) Indique os compostos binários formados entre o cloro e cada um dos demais elementos do seu período. b) Qual o composto que tem "caráter iônico" mais acentuado e qual o que tem "caráter molecular"? Justifique. c) Dentre os compostos formados, como varia o ponto de fusão? Página 4
18. (UFC-1994.1 [Q08]) Considere os compostos Na2SO4, PCl3 e NaCl. a) Determine o estado de oxidação dos elementos sublinhados. b) Use a notação de Lewis (elétrons por pontos) para representar as ligações em cada um dos compostos indicando, ainda, a quantidade e tipos de ligação (iônica, covalente etc.) existentes em cada molécula.
Página 5
Gabarito 1) 21 (01+04+16) 2) 25 (01+08+16) 3) 02 (02) 4) 15 (01+02+04+08) 5) 07 (01+02+04) 6) 06 (02+04) 7) 15 (01+02+04+08) 8) 01 (01) 9) 12 (04+08) 10) 07 (01+02+04) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 6
1. (UFC-1994.2 [Q01]) Sobre o plano econômico FHC2, em entrevista na Rede Globo (20.03.94), disse o ex-ministro M. Simosen: "Esta sigla FHC 2 não tem nada com economia, mais parece fórmula de inseticida." Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. A sigla FHC2 assemelha-se a uma fórmula química que reúne símbolos dos elementos flúor, hidrogênio e carbono. 02. Se FHC2 fosse a fórmula molecular de um inseticida, sua correspondente fórmula estrutural seria F - C = C - H. 04. A fórmula FHC2 indica que a decomposição de 2 mols deste substância produzirá 4 mols de carbono, 1 mol de hidrogênio molecular (H 2) e 1 mol de flúor molecular (F2). 08. FHC2 seria um composto orgânico, derivado do acetileno, no qual um dos átomos de hidrogênio foi substituído por um átomo de flúor. 16. Uma substância cuja fórmula é FHC2, possui massa molar igual a 25 g/mol. 2. (UFC-1994.2 [Q02]) "Um físico, um químico e um economista escaparam ilesos de um naufrágio. Conseguem salvar apenas uma lata de sardinha. Perdidos numa ilha deserta tratam de pensar como abri-la. A primeira sugestão é do físico: "Vamos esquentar a lata e explodi-la." O químico retruca: "Nada disso. Vamos deixá-la dentro da água salgada para corroer o metal." O economista quieto em seu canto se ilumina todo: "Vamos supor que temos um abridor". (Alan Neto, O Povo, 13.03.94). Com relação às operações acima descritas, marque a(s) alternativa(s) correta(s]: 01. A expansão no volume da lata de sardinha resulta da propriedade que os corpos têm de se dilatarem com o calor. 02. Ao emitir sua sugestão o químico pensou no fenômeno de oxi-redução 04. Em contato prolongado com a água salgada a ferro que compõe a lata sofrerá uma oxidação. 08. Se o economista colocar seu abridor de alumínio (metal mais redutor que o ferro) sobre a lata de sardinha, ocorrerá uma "proteção catódica" e a lata não sofrerá imediata decomposição. 3. (UFC-1994.2 [Q03]) VEJA, em sua edição 1316 (01.12.93) tece loas ao antidepressivo PROSAC, comparando-o com o calmante VALIUM. PROSAC tem como componente ativo a FLUOXETINA, enquanto VALIUM contém DIAZEPAM. CHCH2CH2 O
N
CH
CH3
H
N
Cl
O
N
CF3 FLUOXETINA (Prosac )
DIAZEPAM (Valium )
Marque a(s) alternativa(s) correta(s) com respeito aos componentes ativos desses medicamentos. Página 1
01.Ambos possuem núcleos benzênicos. 02.O grupo carbonila está presente em cada uma das estruturas. 04.Não há carbono quaternário nestas estruturas. 08.Uma das estruturas possui cadeia heterocíclica. 4. (UFC-1994.2 [Q04]) Conta a lenda que Dionísio deu a Midas (rei da Frígia) a poder de transformar em ouro tudo aquilo que tocasse. Em reconhecimento, Midas lhe ofertou uma barra de ouro obtida a partir de uma liga de ferro e chumbo. Considere que nesta transmutação há 206 58 conservação de massa e de carga e que a liga possuía 9 mols de 82 Pb e 2 mols de 26 Fe . A quantidade, em mols de ouro,
197 79 Au ,
produzida por Midas é:
01.09 02.10 04.11 08.12
5. (UFC-1994.2 [Q05]) Indivíduos mais experientes dizem que um método prático para testar a qualidade de uma pulseira feita com liga de ouro e cobre é colocá-la no pulso e realizar esforço físico. Se, após suar bastante, a pulseira não esverdear, conclui-se que é de boa qualidade. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.O esverdeamento da "jóia" deve-se à formação de sais de cobre. 02.Os ácidos contidos na secreção sudorípara em contato com o cobre formam hidróxidos desse metal. 04.Desse experimento conclui-se que o ouro se mantém inatacado porque possui baixo potencial de oxidação. 08.O cobre é um redutor mais forte que o ouro. 16.O potencial de oxidação indica a tendência de uma substância para sofrer oxidação. 6. (UFC-1994.2 [Q06]) Cremes dentais utilizados na assepsia e na preservação da saúde bucal possuem, essencialmente, substâncias alcalinas cuja função é: 01.Neutralizar os hidróxidos presentes na saliva. 02.Neutralizar os ácidos bucais. 04.Reduzir o pH do ambiente bucal. 08.Manter a pH do ambiente bucal próxima do zero. 16.Evitar cáries que se formam em face do meio fortemente básico. 7. (UFC-1994.2 [Q07]) A 1ª, a 2ª e a 3ª energia de ionização (EL) dos metais alcalino terrosos, estão indicados no quadro abaixo: 4Be 12Mg 20Ca 38Sr
1ª El (kcal/mol) +215 +176 +141 +131
2ª El (kcal/mol) 3ª El (kcal/mol) +420 +3550 +346 +1848 +274 +1181 +253 ----
1ª + 2ª El +635 +522 +415 +384
Marque a(s) alternativa(s) correta(s): Página 2
01.A 1ª El é o ∆H da reação M(g) → M(g)+ + e-. 02.A 2ª El é maior que a 1ª El porque o elétron a ser extraído se encontra em um orbital p. 04.A 1ª e a 2ª El decrescem progressivamente em uma família porque a atração nuclear cresce neste sentido. 08.A energia requerida para remover um dos elétrons do átomo ou íon aumenta à medida que o átomo ou íon fica maior. 16.Consome-se mais energia para retirar um elétron do Be+ do que para transformar Ca ou Sr em íons com configuração de gás nobre mais próximo. 32.O substancial aumenta na 3ª El decorre de retirada do elétron de um nível mais interno (n menor). 8. (UFC-1994.2 [Q08]) Pacientes em estado febril agudo são aconselhados a não usar comprimidos antitérmicos, já que estes interferem no processo de defesa orgânica. A aplicação de compressas é o procedimento mais indicado neste caso. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.A febre é conseqüência de reações exotérmicas que se processam no interior do organismo humano. 02.Após algum tempo ocorrerá um equilíbrio em que a compressa e o corpo humano estarão com a mesma quantidade de calor. 04.Com o tempo, haverá um equilíbrio de temperatura entre a compressa e o corpo humano. 08.Segundo Le Chatelier, a aplicação de gelo sobre a corpo desloca as reações de modo a não mais produzirem calor. 9. (UFC-1994.2 [Q09]) O laboratório Fermilab anunciou, bombasticamente, a descoberta do quark top , última peça do conjunto dos quarks (subpartículas descobertas em 1965, as quais formam a base estrutural dos prótons e dos nêutrons). (ISTOÉ, 04.05.94, p. 38). Com relação às teorias sobre o átomo, propostas em um período de 2500 anos, assinale as que ainda hoje são aceitas: 01.Átomos são partículas indivisíveis que constituem a menor porção da matéria (Demócrito e filósofos gregos, sec. V a.C.). 02.Todo átomo é uma minúscula partícula material indestrutível, mantendo massa e dimensão inalteráveis (Dalton, 1808). 04.O átomo é constituído de uma região central, denominada núcleo, muito pequena e de grande massa que concentra toda a carga positiva (Rutherford, 1911 ). 08.Os elétrons giram em redor do núcleo em órbitas circulares bem definidas e, espontaneamente, ao fazê-lo, eles não irradiam energia (Böhr, 1913). 16.É impossível ter absoluta certeza da posição e velocidade de um elétron no átomo (De Broglie/Heizemberg, 1926). 10. (UFC-1994.2 [Q10]) Sobre a candidatura de Eduardo Suplicy à Prefeitura de São Paulo, opina Paulo Francis: "Como prefeito, ele representaria a entropia, um desastre para São Paulo" (ISTO É, 1205, 04.11.82, p. 47). Marque as alternativas corretas: 01.Entropia é a propriedade que define a desordem em um sistema. 02.Um sistema isolado evolui, espontaneamente, no sentido da maior desorganização. 04.Uma maior desorganização pressupõe maior entropia. 08.As moléculas da água no estado vapor têm maior entropia que as mesmas moléculas no estado líquido. 11. (UFC-1994.2 [Q01]) A procaína é um anestésico local cuja fórmula é:
Página 3
O C
O
H
H
C
C
H
H
C2H5 N C2H5
NH2 Identifique as funções orgânicas presentes nesta molécula. 12. (UFC-1994.2 [Q02]) Mostre, através de equações químicas, os produtos formados a partir das hidrólises ácida e alcalina de um éster.
13. (UFC-1994.2 [Q03]) Considerando que os átomos X, Y, Z, pertencentes a elementos de um mesmo período na Tabela Periódica, possuem, respectivamente, dois, seis e sete elétrons de valência: a) escreva as fórmulas eletrônicas do composto mais provável que se forma entre X e Z e indique seu caráter (iônico ou covalente). b) faça uma comparação entre as eletronegatividades de Y e Z. c) escreva as fórmulas eletrônicas dos compostos formados entre Y e Z e entre X e Y. d) qual destes átomos possui menor potencial de ionização? Justifique.
14. (UFC-1994.2 [Q04]) O livro dos recordes (Guinness Publishing) registra que o francês Michael Lotito (Monsieur Mangetout) tem um estômago capaz de digerir 900 gramas de metal por dia. Lotito já saboreou de tudo partes de bicicletas e televisores e até peças de um avião Cesna. Seu último feito foi devorar, em 5 dias, o cesto de um carrinho de supermercado. Determine o número de quilogramas de HCℓ que Lotito teve que produzir em seu estômago, para digerir o carrinho de supermercado, totalmente de ferro, que possuía massa igual a 5.600g. Dados: Massas molares M(Fe) = 56 g/mol; M(Cℓ) = 35,5 g/mol M(H) = 1 g/mol. Obs .: Considere uma simples reação com formação de cloreto de ferro (III).
15. (UFC-1994.2 [Q05]) A, B e C são recipientes que contêm, respectivamente, 10g de NaCℓ em 50mL de solução aquosa, 0,20mol de NaCℓ em 100mL de solução aquosa e 500mL de solução aquosa de MgCℓ2 cuja concentração é 1 mol/L. Dados: M(Na) = 23 g/mol M(Mg) = 24,3 g/mol M(Cℓ) = 35,5 g/mol Página 4
Determine as concentrações em mol/L: a) de solução contida no recipiente A. b) dos íons cloreto após misturar as soluções contidas nos recipientes B e C. c) da solução resultante da mistura das soluções A e B.
16. (UFC-1994.2 [Q06]) O gráfico mostra a curva de solubilidade de um sal em água. Considerando que em uma determinada temperatura 40g deste sal foram dissolvidos em 100g de água, indique: O H e d g 0 0 1 / o t u l o s e d s a m a r G
2
50 A
40
C B
30 20 10
20
30
40
50
ºC
a) a característica desta solução, quanto à concentração, nos pontos A, B e C do gráfico. b) a quantidade de sal que será possível cristalizar, resfriando-se a solução até 30°C. c) a quantidade de sal que será cristalizada, quando se evapora 20g de água a 40°C. 17. (UFC-1994.2 [Q07]) Um "fogão químico" é formado por um recipiente metálico que possui em seu interior uma câmara de reação (figura). Sabendo-se que o "fogão" é alimentado pelos reagentes Zn(s) e CuSO4(aq), que, ao reagirem, liberam 52 kcal por mol de zinco: Reagentes
Produtos
a) escreva a equação da reação que ocorre no interior do "fogão"; b) indique a quantidade de calor, em kcal/mol, liberada pela reação, quando 195,9g de zinco reagem com suficiente quantidade de CuSO4 aquoso; c) determine a quantidade mínima, em mol, de zinco necessária para elevar de 22°C para 100° C a temperatura de 1 litro de água que se encontra em uma panela colocada sobre o "fogão". Considere desprezível a dissipação de calor. Dados: M(Zn) = 65,3 g/mol; M(Cu) = 63,5 g/mol; M(S) = 32 g/mol; M(O) = 16 g/mol; Página 5
d(H2O) = 1 g/mL; c(H2O) = 1 cal/g. °C; Q = m . c . ∆t. 18. (UFC-1994.2 [Q08]) Cada drágea de um determinado complexo vitamínico B + C contém 200mg de vitamina C. A análise de uma amostra de vitamina C cuidadosamente purificada nos fornece 40,91% de Carbono, 4,58% de Hidrogênio e 54,51% de Oxigênio. Sabendo-se que sua massa molar é de 176 g/mol, determine: a) quantas moléculas de vitamina C existem em cada drágea do complexo vitamínico B + C. b) a fórmula molecular da vitamina C. Dados: M(C) = 12 g/mol, M(H) = 1 g/mol M(O) = 16 g/mol.
Página 6
Gabarito 1) 13 (01+04+08) 2) 15 (01+02+04+08) 3) 09 (01+08) 4) 02 (02) 5) 29 (01+04+08+16) 6) 02 (02) 7) 49 (01+16+32) 8) 05 (01+04) 9) 20 (04+16) 10) 15 (01+02+04+08) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 7
1. (UFC-1995.1 [Q01]) Observando o conteúdo do recipiente abaixo, podemos concluir:
Isopor (1 cm 3 ) Água Salgada
Recipiente de vidro 01. 02. 04. 08.
O isopor possui maior densidade que a água salgada e o ferro. A água salgada no estado líquido é uma substância pura e constitui uma única fase. Isopor, água salgada e ferro constituem uma mistura homogênea. A densidade da água salgada é menor que a do ferro.
2. (UFC-1995.1 [Q02]) Na preparação, com água, de 3 (três) jarras de refresco, usou-se um pacote de essência em pó não-volátil para um litro de refresco na primeira: dois pacotes para um litro, na segunda e um pacote e meio para um litro na terceira jarra, obtendo-se as soluções A, B e C, respectivamente: Considerando que os pacotes de essência em pó contêm a mesma quantidade de matéria, concluímos: 01. 02. 04. 08.
A solução A é mais concentrada que a solução B. A solução C é mais diluída que a solução A. Se adicionarmos 1 litro de água em B, a sua concentração será igual à de solução A. Se adicionarmos ½ pacote de essência em pó em C, a sua concentração fica igual à de solução A. 16. Evaporando-se a solução A até ½ litro, a concentração torna-se igual à de solução B. 3. (UFC-1995.1 [Q03]) O dióxido de carbono (CO2) pode ser encontrado nos estados gasoso, líquido e sólido (gelo seco), em condições específicas. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
O CO2 pode ser obtido, no estado gasoso, durante a processo de fermentação em indústrias de cerveja. 02. No processo de respiração dos seres vivos, há formação de CO 2 que será assimilado pelos vegetais no processo de fotossíntese. 04. Os três estados físicos do CO2 (sólido, líquido e gasoso) coexistem no chamado ponto tríplice, a uma determinada temperatura e pressão. 08. O gelo seco é usado, especialmente, na refrigeração, desde carrinhos de sorvetes até geladeiras especiais para conservação de materiais biológicos em laboratório. 16. A estrutura do CO 2 apresenta geometria linear, com ângulo de 180°. 32. A molécula de CO 2 é apoiar, apesar de possuir ligações polares. 4. (UFC-1995.1 [Q04]) "O cientista Linus C. Pauling (1901-1994) ( ... ) tomou-se famoso por suas pesquisas sobre a estrutura das moléculas e sua luta contra as armas nucleares...". (O Estado de São Paulo - 21.08.94) De acordo com o diagrama de Pauling, encontram-se abaixo representadas as configurações eletrônicas de cinco elementos: Página 1
I. II. III. IV. V.
1s2 1s2 1s2 1s2 1s2
2s2 2p6 2s2 2p6 2s2 2p6 2s2 2p6 2s2 2p6
3s2 3s2 3p6 4s1 3s2 3p6 4s2 3d3 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Sobre estes elementos, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Os cinco elementos, de cima para baixo, correspondem, respectivamente, a: gás nobre, metal alcalino-terroso, metal alcalino, metal de transição e halogênio. 02. III e V formam, entre si, um composto covalente. 04. O elemento III possui maior energia de ionização que o elemento V. 08. O elemento V possui menor raio atômico que o elemento III. 16. Os elementos II, III e IV encontram-se no mesmo período da tabela periódica. 5. (UFC-1995.1 [Q05]) Baseando-se na seguinte equação química de fermentação C 6H12 O 6 → 2CO 2 + 2CH 3 CH 2 OH conclui-se que: para 2 mols de glicose, obtêm-se: 01.
4 moléculas de CO 2. 02. 2 moléculas de etanol (álcool etílico). 04. 4 moléculas-grama de CO2. 23 08. 24,08 X 10 moléculas de etanol. 16. 8mols de produtos (CO2 e CH3CH2OH). 6. (UFC-1995.1 [Q06]) Com relação à estrutura das moléculas da trimetilamina e do fluoreto de boro, (CH3)3N e BF3, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): (CH3)3N pode agir como base de Lewis. 02. BF3 pode agir como ácido de Brönsted-Lowry. 04. É possível formar-se uma ligação simples entre os compostos acima, uma vez que a trimetilamina possui um par de elétrons livres e o fluoreto de boro possui um orbital vazio. 08. O produto resultante da reação entre a trimetilamina e o fluoreto de boro é um composto covalente. 01
Dados: Números Atômicos: H = 1; B = 5; C = 6; N = 7; O = 8; F = 9; C ℓ = 17 e Mn = 25. 7. (UFC-1995.1 [Q07]) A reação química entre HCl e NH3 gasoso pode ser observada usando-se o sistema química abaixo:
HCI gasoso
HCI conc.
(NH4Cl)
Tubo de vidro
Névos banco
NH3 gasoso
NH3 conc.
Página 2
Marque a(s) alternativa(s) correta(s), referente(s) ao sistema: 01.
NH4Cℓ é produto de reação química de síntese entre HC ℓ e NH3. + 02. HCℓ é um ácido que doa um próton (H ), no sistema químico. + 04. NH3 é uma base que recebe um próton (H ), no sistema químico. 08.
+ NH4Cℓ é uma substância iônica branca de fórmula química constituída do íon NH 4 e do íon
Cℓ − .
8. (UFC-1995.1 [Q08]) Analise a reação MnO2 + 4HCℓ → MnCℓ2 + 2H2O + Cℓ2 e assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01.O manganês sofreu redução. 02. O cloro sofreu oxidação. 04. Todos os átomos de cloro presentes
ria reação têm Nox = -1. 08. O manganês obtido nos produtos tem Nox = +2. 16. Não houve variação do Nox no manganês. 9. (UFC-1995.1 [Q09]) Os flavorizantes mentol e baunilha (vanilina) são adicionados intencionalmente a balas, doces, sorvetes, chicletes e medicamentos, com a finalidade de suplementar ou modificar seu flavor (sabor e aroma) próprio ou para mascarar o original. Examine as fórmulas estruturais abaixo: CH
OH CH3 H3C
C
OCH3
H CH3
C
MENTOL O
H
VANILDA
Com relação ao mentol e à vanilina, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. 02. 04. 08. 16.
Ambos os compostos apresentam a função fenol. Na vanilina, além da função fenol, estão presentes as funções éter e aldeído. O mentol possui três carbonos terciários e a vanilina, um. De acordo com a IUPAC, o nome do mentol é 5-metil-2-isopropilcicloexanol. Ambos os compostos possuem a mesma massa molecular.
Dados: H = 1, C = 12, O = 16. 10. (UFC-1995.1 [Q10]) A adrenalina à uma substância química responsável pela aceleração dos batimentos cardíacos. Pela análise de sua estrutura, podemos afirmar: CH HO
HO
CHCH2NHCH3 ADRENALINA
Página 3
04. 08. 16.
Desvia o plano de vibração de luz polarizada. Existe em duas formas opticamente ativas. A misture eqüimolar da forma levógira e dextrógira, conhecida como mistura racêmica, é opticamente inativa. 11. (UFC-1995.1 [Q01]) "Eu, filho do carbono e do amoníaco,/monstro de escuridão e rutilância/sofro, desde a epigênesis da infância,/ a influência má dos signos do zoodíaco." (Psicologia de um vencido - Augusto dos Anjos) VEJA, 28.12.94. Para ilustrar os termos usados pelo inesquecível poeta paraibano: a) classifique o carbono e o amoníaco como substância pura ou mistura. b) apresente duas diferenças entre mistura homogênea e mistura heterogênea,
12. (UFC-1995.1 [Q02]) Dê o nome de dois ácidos e de duas bases e descreva duas diferenças entre ácido e base.
13. (UFC-1995.1 [Q03]) "Gás tóxico e incolor cujas moléculas são formadas pela ligação de um átomo de nitrogênio a um de oxigênio, o óxido nítrico tornou-se nos últimos tempos uma das substâncias mais pesquisadas da farmacologia"... (Folha de São Paulo - 17.07.94). Este gás pode ser preparado em laboratório pela redução de ácido nítrico diluído por cobre metálico de acordo com a seguinte equação química: 3Cu + 8HNO3 → 2NO + 3Cu(NO3)2 + 4H2O Partindo-se de 1,9g de cobre puro e de 200ml de uma solução 0,5 mol/l de ácido nítrico, calcule: a) a massa em excesso de um dos reagentes. b) a massa obtida de óxido nítrico, admitindo um rendimento de 100%. DADOS: Elemento Massa Atômica
Cu H 63,5µ 1µ
N 14µ
O 16µ
14. (UFC-1995.1 [Q04]) Adicionando-se água destilada a 5ml de uma solução de hidróxido de sódio 1mol/l, obtêm-se 500ml de solução diluída. Admitindo-se completa dissociação do hidróxido de sódio (NaOH), calcule o pH de solução preparada.
15. (UFC-1995.1 [Q05]) Um processo de produção da amônia pode ser representado pela equação química: N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g) + 26,2kcal
Explique como é afetada a posição de equilíbrio com: a) O aumento da temperatura total do sistema. Página 4
b) A diminuição de pressão total sobre o sistema. c) O aumento da concentração de N2
16. (UFC-1995.1 [Q06]) Dadas as seguintes equações termoquímicas: I)
C ( s) + O 2( g) → CO 2( g)
II) III)
1 H 2( g) + O 2 ( g ) → H 2 O ( l ) 2 2C ( s ) + 3H 2( g) +
1 O 2( g) → C 2 H 6 O ( l ) 2
∆H
= -94kcal
∆H
= -68kcal
∆H
= -74kcal
Determine o calor de combustão do álcool etílico (C 2H6O). 17. (UFC-1995.1 [Q07]) A fórmula molecular C4H10O pode representar várias isômeros. Escreva as fórmulas estruturais e os nomes para um par de: a) b) c) d) e)
isômeros de função; isômeros de posição: isômeros de cadeia; isômeros de compensação (metameria); isômeros ópticos.
18. (UFC-1995.1 [Q08]) Um composto orgânico A contém 85,71% de Carbono e 14,29% de Hidrogênio. Sua massa molecular é 70µ. Quando A reage com HI, fornece um haleto de alquila B. Da hidrólise de B, pelo NaOH em solução aquosa, resulta um álcool terciário C. Submetendo o composto A a uma ozonólise, seguida de hidrólise em presença de Zn em pó, obtemos os compostos D e E. Sabendo-se que a oxidação de D gera ácido acético e a redução de E gera álcool isopropílico, deduza as estruturas para os compostos A, B, C, D e E e escreva os seus respectivos nomes sistemáticos (IUPAC). Dados: massa atômica: C = 12µ; H = 1µ.
Página 5
Gabarito 1) 08 (08) 2) 20 (04+16) 3) 63 (01+02+04+08+16+32) 4) 09 (01+08) 5) 28 (04+08+16) 6) 13 (01+04+08) 7) 15 (01+02+04+08) 8) 11 (01+02+08) 9) 14 (02+04+08) 10) 29 (01+04+08+16) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 6
1.
(UFC-1995.2 [Q01]) A equação Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 mostra que: 01.
a reação não está balanceada. há maior quantidade de átomos de alumínio nos produtos que nos reagentes. os coeficientes que ajustam a equação são: 2, 3, 1 e 3. . 08 a massa dos reagentes não é igual à dos produtos. 02. 04.
2.
(UFC-1995.2 [Q02]) Em contato com o suor da pele, jóias de baixa qualidade ficam esverdeadas dada a presença do cobre em sua composição. Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Trata-se de um fenômeno de oxirredução. Ao mudar de cor, o cobre sofreu oxidação. 04. Após limpar a "jóia", verifica-se que ela aumentou sua massa. 08. Na reação, o cobre é o agente oxidante. 02.
3.
(UFC-1995.2 [Q03]) Três elementos de números atômicos subseqüentes mas de mesmo número de massa, encontram-se em um mesmo período da Tabela Periódica. Com relação a esses elementos, marque a(s) alternativa(s) correta(s). 01.
Possuem igual número de prótons. 02. Devem ter números de nêutrons diferentes. 04. Apresentem as mesmas propriedades químicas. 08. Devem apresentar diferenças nos seus raios atômicos. 4.
(UFC-1995.2 [Q04]) Organize as ligações químicas nas estruturas das moléculas indicadas nas figuras I e II e marque a(s) alternativa(s) correta(s). Dados: H= 1, C =6 , N = 7 e O = 8. H C N
O C O
01.
A estrutura I possui uma ligação covalente simples. 02. A estrutura II possui duas ligações covalentes duplas. 04. A estrutura I possui uma ligação simples e uma tripla. 08. A estrutura II possui uma ligação iônica. 5.
(UFC-1995.2 [Q05]) Historiadores do mundo inteiro protestaram (Veja 1336. p. 107) contra a restauração da Capela Sistina, notadamente a obra Juízo Universal de Michelângelo. Os técnicos estariam usando uma mistura de amônia e bicarbonato de sódio, um poluente mais agressivo que as impurezas que queriam eliminar. Com relação a estas duas substâncias, marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Formam uma solução alcalina. 02. A solução resultante é neutra, porque amônia é básica e bicarbonato de sódio é ácido. 04. A solução abrasiva é formada por duas substâncias ácidas. 08. Em soluções aquosas, amônia forma um par conjugado ácido-base, segundo a reação: NH 3
+ H2O
NH +4
+
OH −
. 16. Os ácidos carboxílicos impregnados na obra são neutralizados com bicarbonato de sódio com os quais reage desprendendo CO 2. 6.
(UFC-1995.2 [Q06]) Assinale a(s) alternativa(s) onde as fórmulas das substâncias cloreto de Página 1
magnésio, brometo de potássio e hidróxido de alumínio estão corretamente representadas:
7.
01.
Mg Cℓ, KBr2 e Aℓ (OH)3;
02.
Mg Cℓ2, K2Br e Aℓ (OH)2;
04.
Mg Cℓ3, KBr e Aℓ (OH):
08.
Mg Cℓ2, KBr e Aℓ (OH)3:
16.
Mg Cℓ, KBr e Aℓ (OH);
(UFC-1995.2 [Q07]) Conhecido colunista social escreveu em sua coluna no O POVO (01.06.94): "Cuidado quando pedir uma coca-cola em San Francisco. O comerciante enche o copo de gelo. Na Espanha, também. Gelo e limão, com o agravante do gelo espanhol ser péssimo, puro oxigênio". Sobre o "gelo espanhol" como referido no texto, há duas hipóteses: I. - é produzido com água oxigenada. II. - é oxigênio puro solidificado Marque a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Pela hipótese I, o "gelo espanhol" seria um bom agente oxidante. 02. Pelas hipóteses I e lI, o "gelo espanhol" deve ter propriedades químicas diferentes do gelo preparado com água potável. 04. Pela hipótese lI, o "gelo espanhol" deveria estar no copo, numa temperatura abaixo de -218° C (ponto de fusão do oxigênio). 08. Pela hipótese lI, o "gelo espanhol" não possui pontes de hidrogênio como há no gelo comum. 8.
(UFC-1995.2 [Q08]) Na formação das moléculas químicas, orbitais atômicos de mais alta energia dos átomos de carbono reorganizam-se e formem orbitais híbridos. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01.
Os orbitais atômicos envolvidos numa hibridação devem possuir a mesma energia. 02. A soma das energias dos orbitais híbridos formados é menor que a soma das energias dos orbitais atômicos formadores. 04. Nos compostos C2H2 (acetileno) e C6H6 (benzeno), os átomos de carbono estão hibridizados, 2 respectivamente, nas formas sp e sp . 08. Os orbitais híbridos nos compostas benzeno e acetileno formam ângulos de respectivamente 120° e 180°. 9.
(UFC-1995.2 [Q09]) Assinale a(s) alternativa(s) em que os compostos são isômeros: 01.
3-etilpentano e 2,4-dimetilpentano. 2-metil-2-propanol e 2-butanona. 04. ácido 3-metilbutanóico e butanoato de metila. 08. N-etiletanamina (dietilamina) e N-metil-1-propanamina (metilpropilamina). 16. etanol (álcool etílico) e metoximetano (éter metílico) 02.
10. (UFC-1995.2 [Q10]) Analisando a estrutura do composto A, podemos identificar as seguintes funções:
Página 2
HO Composto A
O
H H
N
CH 3
HO
01.
álcool. amida. 04. amina. 08. éster. 16. éter. 32. fenol. 02.
11. (UFC-1995.2 [Q01]) No recipiente A, temos 50ml, de uma solução 1M de NaCℓ. No recipiente B, há 300ml de uma solução que possui 30g de NaC ℓ por litro de solução. Juntou-se o conteúdo dos recipientes A e B e o volume foi completado com água até formar 1 litro de solução. Determine a concentração final de solução obtida. Dados: Massas molares, em g/mol, do Na = 23,0 e do C ℓ = 35,5.
12. (UFC-1995.2 [Q02]) Qual a massa de cobre que pode ser depositado por uma corrente elétrica de 33,8mA que atravesse uma solução de sulfato de cobre durante 90,0min? Dados: massa molar do cobre 63,5 g/mol; 1F = 96485 C/mol. 13. (UFC-1995.2 [Q03]) Qual a maior massa de cal que pode ser obtida ao se calcinar uma tonelada de calcário que contém 96,1 cg/g de carbonato de cálcio? Dados (massas molares, em g/mol): Ca = 40; C = 12 e O = 16. 14. (UFC-1995.2 [Q04]) "Eles simplesmente se entreolharam. Detonou, então, uma paixão arrebatadora e seus corpos ficaram inundados da enzima do amor", C 6H5 - NH - CH 2 - CH3". Dados (massas molares, em g/mol) N = 14; C = 12 e H = 1. Com relação a essa substância, determine: a) b) c) d)
sua massa molar. a que grupo funcional pertence. seu nome que nova substância será formada, reagindo-a com ácido nitroso.
15. (UFC-1995.2 [Q05]) a) Equacione a reação de combustão total do butano. b) A partir da equação acima, calcule as quantidades, em litros, de oxigênio consumido e gás Página 3
carbônico produzido na combustão de 13kg de gás butano. Dados (massas molares, em g/mol): C = 12; H = 1: O = 16; para o cálculo do volume gasoso, considere as CNTP. 16. (UFC-1995.2 [Q06]) Escreva a estrutura e o nome sistemático para os seguintes compostos: a) b) c) d)
um haleto de alquila terciário. Um álcool primário opticamente ativo. Um éster que contenha o núcleo benzênico. Uma cetona cíclica.
17. (UFC-1995.2 [Q07]) O cloreto de potássio, KCℓ, é um sólido cristalino, muito utilizado como fertilizante e como intermediário na fabricação de outros compostos de potássio. Sabendo-se que KCℓ (s) + H2O → KCℓ (aq), ∆hdiss = 18,4 kJ/mol, calcule o calor absorvido quando: a) 0,750 mols desse sal são dissolvidos em água. b) 150g desse sal são dissolvidos em água. 18. (UFC-1995.2 [Q08]) Uma amostra de alumínio foi imersa em uma solução de sulfato de cobre 1M. Após algum tempo, a massa do alumínio diminuiu em 9g. Dados (massas molares, em g/mol): Aℓ = 27; Cu = 63,5; S = 32 e O = 16. a) Faça a equação de reação. b) Calcule o número de mols de alumínio consumido. c) Determine, para cada mol de alumínio consumido, o número de elétrons transferidos.
Página 4
Gabarito 1) 15 (01+02+04+08) 2) 03 (01+02) 3) 10 (02+08) 4) 07 (01+02+04) 5) 25 (01+08+16) 6) 08 (08) 7) 15 (01+02+04+08) 8) 00 9) 29 (01+04+08+16) 10) 53 (01+04+16+32) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 5
1.
(UFC-1996.1 [Q01]) Analise a figura abaixo, que exemplifica a maneira pela qual os símbolos dos elementos e os números são utilizados nas fórmulas químicas.
Marque as alternativas corretas: CaNO 3 A fórmula mínima ou empírica do nitrato de cálcio é corretamente representada por . 02. Quando a molécula ou íon de um composto químico contém somente um átomo de um determinado elemento, o subscrito 1 não se faz presente na fórmula. Ca(NO 3 ) 2 04. As fórmulas químicas, tal como a do composto , indicam a natureza e a quantidade relativa dos átomos de cada elemento no composto. 08. A fórmula química do nitrato de cálcio também pode ser corretamente representada por Ca2N2 O 6 . 16. Tanto a fórmula molecular quanto a fórmula mínima ou empirica contêm os símbolos de todos os elementos do composto a que se referem. 01.
2.
(UFC-1996.1 [Q02]) Assinale as alternativas corretas: 01.
O 2-buteno e o 2-butino pertencem à mesma série heteróloga. 02. O 1 -propanol e o 1 -butanol pertencem à mesma série homóloga. 04. O etanol e o etanoato de metila pertencem à mesma série isóloga. 08. O eteno e a etilamina pertencem à mesma série isóloga. 16. A isopropilamina e a isobutilamina pertencem à mesma série homóloga. 3.
(UFC-1996.1 [Q03]) Analise a figura abaixo, a qual ilustra o comportamento da solubilidade de alguns sólidos em água com relação à temperatura, e marque as alternativas corretas:
Página 1
01.
Aplicando o princípio de Le Chatelier, verifica-se que, ao aumentarmos a temperatura, o equilíbrio se desloca no sentido de aumentar a solubilidade dos sais. 02. Quando os sólidos representados no gráfico estão em equilíbrio com suas soluções saturadas, os processos de dissolução são endotérmicos. 04. O cloreto de césio, CsC ℓ, é mais solúvel do que os demais cloretos de metais alcalinos, a qualquer temperatura expressa no gráfico. 08. Existe uma temperatura na qual a solubilidade do KC ℓ é idêntica à do NaCℓ. 16.
A solubilidade dos cloretos dos metais alcalinos é diretamente proporcional ao raio dos seus cátions. 4.
(UFC-1996.1 [Q04]) O iodo é provavelmente o mais antigo anti-séptico em uso corrente. A tintura de iodo (2% em iodo e 2% em iodeto de sódio em etanol) foi primeiramente utilizada em 1839. Marque as alternativas corretas: 01.
O iodo (Z=53) pertence ao quinto período da tabela periódica moderna (IUPAC). 02. Pelo fato de pertencerem ao mesmo grupo da tabela periódica, o iodo e o cloro (Z=17) possuem propriedades químicas semelhantes. 04. O iodo é classificado como um calcogênio. 23 08. Por ocorrer na forma de uma molécula diatômica, um mol de iodo contém 12,04 x 10 átomos. 16. A tabela periódica moderna estabelece que as propriedades dos elementos são funções periódicas das suas massas atômicas. 32. O iodo possui sete elétrons na camada de valência. 5.
(UFC-1996.1 [Q05]) A azidotimidina (AZT) é uma substância utilizada no tratamento da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS). Analise a estrutura molecular do AZT, abaixo representada, e assinale as alternativas corretas:
Página 2
3
01.
Os átomos de nitrogênio que apresentam somente ligações simples possuem hibridação sp . 02. O número total de pares de elétrons não ligantes acrescido do número total de ligações pi é igual a 18. 04. Todos os átomos de oxigênio presentes na estrutura da molécula estão ligados a átomos de carbono híbridos sp. 08. As funções éster e fenol estão presentes na estrutura da molécula. 16. Existem quatro átomos de carbono presentes na estrutura da molécula que apresentam 2 hibridação sp . 6.
(UFC-1996.1 [Q06]) Os óxidos metálicos paramagnéticos, por possuírem elétrons desemparelhados, são de particular interesse na produção de fitas de gravação (K-7). O recobrimento magnético é responsável pela gravação do som. Com base apenas na existência de elétrons desemparelhados no cátion metálico, marque as alternativas que relacionam o óxido metálico apropriado para tal fim: Mg, (Z=12); Ca, (Z=20); V, (Z=23); Cr, (Z=24); Fe, (Z=26). 01.
Fe2O3 02. MgO 04. CaO 08. CrO2 16. V2O5 7.
(UFC-1996.1 [Q07]) O composto (C), utilizado como anti-séptico, é comercialmente conhecido como 4-hexilresorcinol. As reações equacionadas abaixo representam etapas sintéticas de sua obtenção. Assinale as alternativas corretas:
Página 3
01.
A reação (I) é uma acilação e trata-se de uma reação de adição. C H 0 02. A fórmula molecular do composto(C) é 12 18 2 e a reação (I) é uma acilação. 04. Os compostos (A), (B) e (C) apresentam a função álcool. C H O 08. A fórmula mínima ou empírica do composto (C) é 6 9 e na reação (II) ocorreu uma redução da carbonila. 16. Os compostos (A), (B) e (C) não são aromáticos. 8.
(UFC-1996.1 [Q08]) O óxido nítrico (NO) e o monóxido de carbono (CO) são duas das mais nocivas substâncias poluentes originadas de indústrias químicas e dos sistemas de exaustão de veículos automotores. Um método eficiente para reduzir suas concentrações consiste no uso do catalisador de Monel, (uma liga de níquel - cobre), o qual viabiliza cineticamente a reação de N CO 2 transformação desses poluentes em 2 e :
Marque as alternativas corretas: 01.
Os catalisadores não afetam as velocidades das reações químicas. 02. O catalisador de Monel atua na reação diminuindo sua energia de ativação. 04. A reação ocorre mais lentamente sem o uso do catalisador. 08. A expressão que representa corretamente a constante de equilíbrio é dada por K = [N 2 ]1 / 2 [CO 2 ] /[NO ][ CO ] . 16. O uso de catalisadores afeta as energias relativas dos reagentes e produtos, alterando as variações de entalpia e energia livre das reações. 9.
(UFC-1996.1 [Q09]) Durante a guerra do Golfo, 1991, os soldados aqueciam seus alimentos utilizando-se de recipientes plásticos porosos que continham magnésio metálico. Calor era obtido quando pequenas quantidade de água eram adicionadas ao magnésio, produzindo Página 4
hidróxido de magnésio e hidrogênio. Observe o gráfico da figura abaixo e marque as alternativas corretas:
01.
A quantidade X representa a variação de entalpia, ∆H, da reação. Mg( s) 2H 2O(I) Mg(OH) 2 (S) e H 2 (g) e e os produtos , 02. M e N representam os reagentes respectivamente. 04. A reação (M → N) é exotérmica e o fluxo de calor pode ser expresso pelo valor de ∆H = - 80 kcal/mol. 08. Ao ocorrer o processo inverso (N → M), a quantidade X representaria a variação de entropia, ∆S, da reação. 16. Ao ocorrer o processo inverso (N → M), a reação seria endotérmica, com o valor de ∆H = + 80 kcal/mol. 10. (UFC-1996.1 [Q10]) Uma das grandes vantagens do uso das baterias, de níquel-cádmio reside no fato de que as mesmas podem ser recarregadas e conseqüentemente reutilizadas. A razão do processo de descarga total é dada por:
Marque as alternativas corretas: 01.
No processo de descarga, as espécies Cd (s) e Ni(OH)3(S) são reduzidas. 02. A reação anódica do processo de descarga é representada por Cd ( s ) + 2OH (−aq) → Cd(OH) 2( s ) + 2e − 04.
O cádmio, Cd(s), é o agente redutor no processo de descarga. 08. No processo de carga, o agente redutor é o Ni(OH) 2(s). 16. O cádmio, Cd(s), é oxidado em ambos os processos de carga e descarga. 11. (UFC-1996.1 [Q01]) Um dos sistemas de propulsão de foguetes é constituído de uma mistura de NH
hidrazina ( 2 4 ) e peróxido de hidrogênio ( A equação representativa do processo é: N 2H 4( ℓ )
H2O 2
).
+ 2H2 O ( ℓ ) → N2 ( g ) + 4H 2 O ( g) + Calor
a) Determine a variação de entalpia, ∆H, da reação, a 25 °C. b) Escreva as estruturas de Lewis (elétrons por pontos) para os reagentes. Página 5
Dados: Calor molar de formação a 298 K N 2 H 4( ℓ )
−1 = + 12 kcal mol
H 2 O 2( ℓ )
−1 = - 45 kcal mol
H2 O ( g)
−1 = - 58 kcal mol
12. (UFC-1996.1 [Q02]) O óxido de propileno (C) é usado na síntese do polipropilenoglicol, um polímero que é utilizado na produção de assentos, colchões e tapetes. sua obtenção se dá através da reação do hidroperóxido de t-butila ( A ) com o propeno ( B ), fornecendo como subproduto o t-butanol ( D ).
a) Escreva a estrutura e o nome de um composto cíclico isômero de (B). b) Escreva a estrutura e o nome de um álcool primário com cadeia carbônica não ramificada que seja isômero de ( D ).
(CH ) N
3 3 , é uma das substâncias que contribuem para o 13. (UFC-1996.1 [Q03]) A trimetilamina, odor desagradável de peixes e crustáceos. Quando presente em solução aquosa, o seguinte equilíbrio é estabelecido:
a) Utilize-se da teria de Brönsted-Lowry para classificar b) A solução aquosa de trimetilamina resulta em uma solução básica, ácida ou neutra? Justifique.
14. (UFC-1996.1 [Q04]) Um dos constituintes químicos das chamadas "chuvas ácidas" é o ácido (HNO 3 ) . O mármore, usado em monumentos e estátuas, possui a composição química do nítrico CaCO 3 ). Escreva a equação química balanceada que representa o processo carbonato de cálcio ( de desgaste de monumentos e estátuas de mármore pela chuva ácida.
15. (UFC-1996.1 [Q05]) Um lote originado da produção de vinagre é submetido ao controle de qualidade, quanto ao teor de ácido acético ( CH 3COO ). Uma amostra de 50 mL de vinagre é titulada com hidróxido de sódio (NaOH) aquoso. São consumidos 10 mL de NaOH 0,01 mol/L para encontrar o ponto final de titulação com fenolftaleina. Calcule a concentração em mol/L de ácido acético no vinagre. 16. (UFC-1996.1 [Q06]) Os ésteres são responsáveis pelo odor e sabor de muitos frutos e flores. Por exemplo, o odor apresentado pela banana é proveniente de um éster, popularmente Página 6
conhecido como "óleo de banana", cujo nome oficial (IUPAC) é acetato de 3-metilbutila. No laboratório, o "óleo de banana" pode ser preparado de acordo com a reação abaixo, em presença de um catalisador ácido.
a) Escreva a estrutura e o nome de um éster, isômero do ácido acético. b) determine a quantidade de ácido acético necessária para produzir 650 g de "óleo de banana". Dados: Elemento Massa atômica
H 1,0u
C 12,0u
O 16,0u
17. (UFC-1996.1 [Q07]) Uma estudante está interessada em verificar as propriedades do hidrogênio H gasoso e baixas temperaturas. Ela utilizou inicialmente um volume de 2,98 L de 2(g ) , a temperatura ambiente (25°C) e 1 atm de pressão, e resfriou o gás, a pressão constante, a uma H temperatura de 200°C. Que volume de 2(g ) a estudante encontrou no final do experimento? −1 −1 (Constante universal dos gases, R = 0,082 atmL K mol ).
18. (UFC-1996.1 [Q08]) Os popularmente denominados "fósforos", que são utilizados para acender fogões de cozinha, são formados de uma mistura de sólidos clorato de potássio. trisulfeto de tetrafósforo, equação química:
P4 S 3
KCℓO 3
,e
. Por um simples atrito, essa mistura entra em ignição segundo a
16KC ℓO 3 ( s )
+ 3P4 S 3 ( s ) → 16KC ℓ ( s ) + 3P4 O 10 ( g ) + 9SO 2 ( g)
PS
a) Sabendo que o número de oxidação do enxofre no 4 3 é - 4, encontre o número de oxidação dos elementos assinalados em negrito nas fórmulas. b) identifique os agentes redutor e oxidante presentes nessa reação.
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Gabarito 1) 22 (02+04+16) 2) 18 (02+16) 3) 15 (01+02+04+08) 4) 43 (01+02+08+32) 5) 19 (01+02+16) 6) 09 (01+08) 7) 10 (02+08) 8) 14 (02+04+08) 9) 23 (01+02+04+16) 10) 14 (02+04+08) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 8
1.
(UFC-1996.2 [Q01]) Três cientistas, Paul Crutzen do Instituto Max-Plank, na Alemanha, Mário Molina e Sherwood Rowland do mit e caltec, nos Estados Unidos, dividiram o prêmio Nobel de Química de 1995. Explicando os mecanismos químicos que afetam a espessura da camada de ozônio, protetora da Terra, os três pesquisadores contribuíram para a detecção de um dos problemas ambientais mais sérios do nosso planeta. Calcula-se que para cada 1% de perda de ozônio na estratosfera acrescentam-se 2% de radiação ultravioleta na superfície do planeta. Marque as alternativas corretas: 01. O
oxigênio é um exemplo de substância simples. 02. O ozônio é um alótropo do oxigênio. 04. O ozônio é um isômero óptico do oxigênio. 08. O ozônio, assim como o cloro, é um forte agente oxidante sendo, portanto, usado na purificação de água para fins de consumo humano. 16. O ozônio absorve os raios ultravioleta impedindo sua penetração na atmosfera. 2.
(UFC-1996.2 [Q02]) O óxido nítrico (NO), produzido pelo sistema de exaustão de jatos supersônicos, atua na destruição da camada de ozônio através de um mecanismo de duas etapas, abaixo representadas: (1) NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g); (2) NO2(g) + O(g) → NO(g) + O2(g);
H = -199,8 kJ ∆H = - 192,1 kJ ∆
Assinale as alternativas corretas: 01. A
reação total pode ser representada pela equação: O3(g) + O(g) → 2O2(g). 02. No processo total, o NO é um catalisador da reação. 04. Sendo V = k[O3][O] a expressão de velocidade para o processo total, a reação é dita de primeira ordem com relação ao ozônio. 08. Ambas as reações correspondentes às etapas do processo são endotérmicas. 16. A reação total fornecerá 391,9 kJ por mol de oxigênio formado. 3.
(UFC-1996.2 [Q03]) O uso da talidomida no tratamento de enjôo e como sedativo durante a gravidez foi relacionado com malformação congênita. Entretanto, esta droga continua sendo utilizada no tratamento de certos casos de hanseníase e, mais recentemente, como uma opção no tratamento da AIDS. Com base na estrutura da talidomida, representada na figura abaixo, assinale as afirmativas corretas:
os átomos de carbono ligados aos átomos de oxigênio, apresentam hibridação sp 3. 02. O composto apresenta as funções amina e aldeído. 04. As duplas ligações do anel benzênico estão totalmente conjugadas entre si, existindo, inclusive, conjugação dessas duplas com as duplas dos grupos C = O diretamente ligados ao referido anel. 08. Na estrutura da talidomida existem 5 pares de elétrons π. 01. Todos
Página 1
16. A fórmula molecular da talidomida é C13H10N2O4. 4.
(UFC-1996.2 [Q04]) Pesquisadores do Departamento de Química da UFC têm isolado novas substâncias a partir de estudos com plantas nordestinas de uso popular medicinal. Algumas destas substâncias apresentam atividades biológicas antibacteriana, antifúngica e antiviral. Dentre as espécies químicas isoladas encontram-se os compostos (A), (B) e (C), cujas estruturas estão representadas abaixo: O O
H CH3
OH CH3
CH3
C O
CH3
OCH3 (A)
OCH3 O
OH
HO OCH3
O HO 2C
OCH3
CH3
(B)
(C)
Assinale as alternativas corretas: 01. Os
compostos (A) e (C) apresentam apenas as funções álcool e éter. 02. O composto ( C ) apresenta três funções químicas distintas. 04. Os três compostos (A), (B) e (C) , apresentam ligações duplas conjugadas. 08. Existem carbonos quirais (ou assimétricos) no composto (A). 16. Apenas o composto (A) apresenta a função éster. 5.
(UFC-1996.2 [Q05]) A tabela periódica dos elementos contém uma grande quantidade de informações e é utilizada na previsão das propriedades físicas e químicas dos elementos e seus compostos, servindo de base para a compreensão das ligações químicas. Assinale as alternativas corretas: 01. Os
elementos químicos são distribuídos na tabela periódica em ordem crescente de seus números atômicos, de forma que elementos possuidores de propriedades físicas e químicas semelhantes situem-se em colunas verticais denominadas grupos. 02. As propriedades periódicas dos elementos são, também, função das suas massas atômicas. Portanto, excepcionalmente, as posições relativas de alguns elementos, tais como Iodo e Telúrio, Argônio e Potássio, Cobalto e Níquel são mantidas invertidas na tabela periódica moderna em homenagem a Mendeleev. 04. Dentre os elementos: Mg, S, Al e Te, o que possui maior eletronegatividade é o Te. 2+ 9 08. A configuração eletrônica do íon Cu no estado fundamental é representada por [Ar]3d . 5 2 16. O elemento de configuração eletrônica, no estado fundamental, [Ar] 3d 4s é o Ferro. 6.
(UFC-1996.2 [Q06]) A Serotonina (A) é uma molécula que conduz sinais entre células cerebrais (neurotransmissoras) e, além de participar dos mecanismos do sono, da libido e da saciedade, tem ação comprovada nas enxaquecas e depressões. Outra substância importante no organismo humano é o estradiol (B), o qual é produzido pelos ovários e responsável pelas características femininas.
Página 2
CH3
HO
OH
OH
H3C
CH2 CH2NH2
N H
HO
HO
(A)
(B)
(C)
Assinale as alternativas corretas: 01. No
composto (C), os hidrogênios dos grupos OH presentes, possuem a mesma acidez. 02. A fórmula mínima do composto (B) é C 9H12O. 04. As substâncias (B) e (C) apresentam isomeria de posição. 08. As aminas presentes na estrutura do composto (A) são classificadas como primárias. 16. A substância (A) pode atuar como ácido, ao doar um próton do grupo fenólico e, também, como base, ao receber um próton no grupo amina. 7.
(UFC-1996.2 [Q07]) Recentemente, a utilização do MTBE (metil terbutil éter) como antidetonante da gasolina, na concentração 7% em massa de MTBE, em lugar do álcool etílico, tem causado polêmicas. Testes realizados em laboratórios indicam que o novo aditivo produz mais poluição, em forma de monóxido de carbono, do que o álcool etílico, além de ser mais caro. O MTBE é produzido pela seguinte reação: CH3OH(ℓ ) + (CH3)2C CH2(g) metanol
isobuteno
H2SO4
(CH3)3H3C O CH3(ℓ) MTBE
Assinale as alternativas corretas: 01. Na
concentração definida da mistura MTBE-gasolina, para cada 100g de gasolina têm-se 7g de MTBE. 02. Observada a equação representativa da obtenção do MTBE, 16g de metanol ao reagir com 28g de isobuteno produzem 44g de MTBE. 04. Na mistura MTBE-gasolina, podemos considerar o MTBE como soluto, por estar presente em menor quantidade. 08. Sendo o MTBE e a gasolina miscíveis na concentração mencionada, a mistura é definida como solução. 16. Na obtenção do MTBE, ao serem postos para reagir 100g de CH 3OH com 100g de isobuteno, o reagente em excesso será o isobuteno. 8.
(UFC-1996.2 [Q08]) O óxido nitroso (N2O), sintetizado por Priestley, que reconheceu suas propriedades anestésicas em 1746, foi utilizado como tal somente a partir de 1842. Anteriormente, o procedimento utilizado era a embriaguês alcoólica ou uma pancada na cabeça do paciente. Para entender a ação deste composto, é necessário que se conheça a estrutura da molécula. Assinale as alternativas corretas:
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01. As
estruturas são formas de ressonância do N2O. 02. A molécula do N2O é linear. 04. N2O é uma molécula apolar. 08. Tendo o CO2 geometria linear, pode-se prever que será mais solúvel em água do que o N2O. 16. A molécula de N2O pode funcionar como base de Lewis por possuir pares de elétrons não ligantes.
9.
(UFC-1996.2 [Q09]) Durante o processo respiratório ocorrem os seguintes equilíbrios químicos no sangue: (1) H3O+ (aq) + HCO3 (aq) (2) H2CO3 (aq)
K2
K1
H2CO3 (aq) + H2O (l)
CO2 (aq)
+
H2O (l)
Assinale as alternativas corretas: 01. Uma
pessoa que, ao respirar, elimina CO 2 em quantidade maior do que a normal, tem como conseqüência a elevação do pH do sangue. 02. O pH do sangue de uma pessoa poderá ser reduzido se a mesma respirar por algum tempo dentro de um saco de papel, isto é, em uma atmosfera rica em CO2. 04. Segundo o princípio de Le Chatelier uma respiração anormalmente lenta com retenção de CO2 levaria a uma elevação da concentração de H3O+ no sangue. 08. No equilíbrio (1) o íon HCO3 é o ácido conjugado da base H2CO3. 16. O H2CO3 não se enquadra no conceito ácido-base de Arrhenius.
10. (UFC-1996.2 [Q10]) A cidade de fortaleza possui a segunda atmosfera mais agressiva do mundo relativa ao processo de corrosão. Isto tem motivado a realização de pesquisas nos departamentos de química da UFC. Fatores como alta taxa de insolação, velocidade dos ventos, maresia e alto teor de umidade contribuem para este fenômeno. Na formação da ferrugem ocorrem as seguintes reações: 2+
-
2Fe(s) → 2Fe (aq) + 4e 2H2O(l) + O2(g) + 4e- → 4OH- (aq)
E°(V) + 0,44 + 0,40
Assinale as alternativas corretas: 01. a
reação catódica é uma reação de oxidação que libera elétrons, proporcionando a corrosão do metal. 02. O processo total de corrosão do ferro, apresentado acima, é espontâneo e tem potencial de + 0,84 V. 04. O alto teor de umidade associado à maresia facilita a formação do eletrólito. 08. A ocorrência na atmosfera de poluentes industriais, tal como o SO 2, contribui para a aceleração da corrosão pela possibilidade da presença do ácido sulfúrico na superfície do metal. 16. Metais com potenciais padrão de redução mais negativos do que o do Ferro são indicados para serem utilizados como eletrodos de sacrifício, isto é, se oxidam preferencialmente ao ferro. Página 4
11. (UFC-1996.2 [Q01]) Consulte a tabela periódica e identifique, dentre os elementos da 1ª série de transição, aqueles que, ao se ionizarem segundo o processo: M → M3+ + 3e-, assumem configurações eletrônicas dos íons livres, no estado fundamental, contendo 4 elétrons desemparelhados . 12. (UFC-1996.2 [Q02]) Dado o diagrama de entalpia para os processos de adsorção e dissociação de O2 , em superfície de platina:
a) Calcule os valores das variações de entalpia, ∆H, para as seguintes etapas : 1) O2(g) → O2 (adsorvido) 2) O2 (adsorvido) → 2 O (adsorvido ) 3) O2 (g) → 2 O (adsorvido ) b) Calcule o valor da energia de ativação da etapa: O2 (adsorvido ) → 2 O (adsorvido) 13. (UFC-1996.2 [Q03]) Admite-se que a sensação de cansaço, após a prática de exercícios físicos, é conseqüência do acúmulo de ácido lático (Ka = 1,0 x 10 -4) nos músculos. Tal substância se dissocia originando o seguinte equilíbrio químico: CH3CH(OH)COOH(aq) ⇔ CH3CH(OH)COO−(aq) + H+(aq) ácido lático íon lactato Assumindo o valor do pH da corrente sangüínea, pH = 7,0, qual a razão entre as concentrações do íon lactado e do ácido lático? 14. (UFC-1996.2 [Q04]) Os produtos (A), (B), (C) e (D) das reações mostradas abaixo têm as mais variadas aplicações. O etileno (A) é utilizado na obtenção de plásticos, o nitrobenzeno (B) é usado na preparação da anilina, o cloreto de etila (C) é largamente utilizado como solvente e anestésico tópico, e o álcool isopropílico (D) é usado na composição de anticongelantes.
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a) Classifique as reações dadas, considerando as categorias: adição, substituição ou eliminação. b) Dê os nomes dos reagentes orgânicos, presentes nas reações citadas, que originaram os produtos (A), (B), (C) e (D).
05. Pinturas a óleo escurecem com o decorrer do tempo, devido à reação do óxido de chumbo (PbO), usado como pigmento branco das tintas, com o gás sulfídrico (H2S), proveniente da poluição do ar, formando um produto de cor preta, sulfeto de chumbo (PbS). A recuperação de valorosos trabalhos artísticos originais requer o tratamento químico com soluções de peróxido de hidrogênio (H2O2), o qual atua segundo a reação: PbS(s) + 4H2O2(aq) preto
→
PbSO4(s) + 4H2O(l) branco
a) Que volume de solução 0,1 mol/L de H2O2 deve ser utilizado para remover, completamente, uma camada contendo 0,24 g de PbS? b) Escreva a equação balanceada da citada reação que origina o escurecimento das pinturas a óleo.
16. (UFC-1996.2 [Q06]) A indústria automobilística tem utilizado um novo dispositivo de segurança, instalado nos carros, que é constituído por um balão inflável (air bag), o qual, após impacto do veículo, infla em quarenta milisegundos pela injeção de nitrogênio gasoso. Este gás é originado do composto NaN3(s), armazenado no balão, o qual se decompõe através da reação: 2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g) Calcule a quantidade de NaN3(s) necessária para gerar o volume de 50L à temperatura de 27 °C e pressão de 2 atm. Dado:
constante universal dos gases, R = 0,082 L atm/mol. K
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17. (UFC-1996.2 [Q07]) Recentemente, especial atenção tem sido dada aos alfa-hidroxi-ácidos (AHAs). Algumas destas substâncias são utilizadas no tratamento da pele, visando retardar a aparência do envelhecimento das pessoas. Muitos AHAs são de origem vegetal ou animal, tais como os ácidos: glicólico (da cana de açúcar), lático (do leite), málico (da maçã), e cítrico (das frutas cítricas). As fórmulas estruturais destes compostos estão representadas abaixo: H HO
C
OH
O C
H
CH3 OH
C
O C
H
Ácido Glicólico
Ácido Láctico
OH
CH3COOH HO
C
COOH
COOH H
C
OH
CH3COOH
CH3COOH
Ácido Cítrico
Ácido Málico
a) Escreva a fórmula estrutural de um aldeído que apresente um carbono quiral e que seja isômero do ácido lático. b) Qual a hibridação do átomo de carbono do grupo carboxila presente no ácido glicólico?
18. (UFC-1996.2 [Q08]) As pilhas alcalinas têm substituído com grande sucesso as tradicionais pilhas de zinco do tipo Leclanché. Uma das vantagens dessa nova pilha consiste no fato de não ocorrer a formação de gases durante os processos redox, eliminando-se, portanto, os riscos de explosões. As reações redox que ocorrem na pilha alcalina são expressas por: I) 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e−
→
II) Zn(s) + 2OH− (aq)
ZnO(s) + H2O(l) + 2e−
→
Mn2O3(s) + 2OH− (aq)
a) Identifique as reações catódica e anódica. Justifique sua resposta. b) Qual o número de oxidação do manganês e do zinco nas diferentes formas em que se fazem presentes nas reações? c) Sabendo-se que os potenciais padrão de redução, E°, do zinco e do manganês, nos processos I e II, são -1,25V e +0,29V, respectivamente, calcule a voltagem produzida pela pilha.
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Gabarito 1) 27 (01+02+08+16) 2) 07 (01+02+04) 3) 20 (04+16) 4) 26 (02+08+16) 5) 09 (01+08) 6) 22 (02+04+16) 7) 14 (02+04+08) 8) 19 (01+02+16) 9) 07 (01+02+04) 10) 30 (02+04+08+16) 11) Não disponível 12) Não disponível 13) Não disponível 14) Não disponível 15) Não disponível 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível
Página 8
1.
(UFC-1997.1 [Q01]) a presença de materiais indesejáveis no ar altera a composição da atmosfera terrestre, tornando-a praticamente irrespirável. Em São Paulo, foi realizado um rigoroso programa de racionamento do tráfego de veículos automotores, com o objetivo de diminuir os índices de poluição. Com relação a esse problema, escolha a alternativa correta: a) o ar ideal para se respirar deve ser constituído somente de Oxigênio; b) o ar ideal para se respirar deve ser constituído mais de Oxigênio do que de Nitrogênio; c) o ar não poluído e adequado ao ser humano deve ser constituído de Nitrogênio, Oxigênio e Hidrogênio em partes iguais; d) a atmosfera terrestre não poluída é constituída mais de Nitrogênio do que de Oxigênio; e) a atmosfera ideal é uma mistura heterogênea formada de vapor d'água e Oxigênio.
2.
(UFC-1997.1 [Q02]) Observe os compostos abaixo e marque a alternativa correta: H H
H
C
H
C
C
H
3.
H
H
H C
C
C H
H I
a) b) c) d) e)
H
C
H H
H
II
III
o composto III apresenta seis ligações sigma e duas pi; o composto II apresenta duas ligações pi e seis ligações sigma; o composto I apresenta dez ligações sigma e três ligações pi; no composto I, os átomos de Carbono apresentam hibridização tipo sp2; no composto III, os átomos de Carbono apresentam hibridização tipo sp3.
(UFC-1997.1 [Q03]) O gráfico abaixo representa um processo cíclico (ciclo) submetido a um gás ideal:
V(ℓ) 3
1
2 T(K)
Analise-o. A opção em que aparece a correspondência das etapas numeradas (1 →2, 2 →3 e 3 →1), com suas respectivas denominações, é: a) b) c) d) e)
Isobárica, Adiabática e Isotérmica; Isovolumétrica, Isobárica e Isotérmica; Isovolumétrica, Isotérmica e Isobárica; Isotérmica, Isobárica e Isovolumétrica; Isovolumétrica, Isobárica e Adiabática.
Página 1
4.
(UFC-1997.1 [Q04]) As reações orgânicas podem ser classificadas como sendo de adição, substituição e eliminação. Analise as equações químicas apresentadas abaixo: I - CH3Cℓ + KOH
→
CH3OH + KCℓ
II - CH2 = CH2 + Br2 /CCℓ4 III - CH3CH2CH2 - OH
→
HCℓ
→
BrCH2 - CH2Br + CCℓ4
CH3CH= CH2 + H2O + HCℓ
A opção correta é: a) b) c) d) e)
5.
I - caracteriza uma reação de adição eletrofílica; III - caracteriza uma reação de eliminação; III - caracteriza uma reação de substituição nucleofílica; I - caracteriza uma reação de hidrogenação; II - caracteriza uma reação de substituição eletrofílica.
(UFC-1997.1 [Q05]) O Fósforo Branco é usado na fabricação de bombas de fumaça. A inalação prolongada de seus vapores provoca necrose dos ossos. Já o Fósforo Vermelho, usado na fabricação do fósforo de segurança, encontra-se na tarja da caixa e não no palito. Marque a opção correta: a) b) c) d) e)
6.
estas duas formas de apresentação do Fósforo são chamadas de formas alotrópicas; estas duas formas de apresentação do Fósforo são chamadas de formas isotérmicas; a maneira como o Fósforo se apresenta exemplifica o fenômeno de solidificação; o Fósforo se apresenta na natureza em duas formas isobáricas; a diferença entre as duas formas do Fósforo é somente no estado físico.
(UFC-1997.1 [Q06]) De uma maneira geral, a reação dos óxidos de metais alcalinos com água produzem bases, conforme o seguinte exemplo: M2O + H2O → 2 MOH, onde o M é um metal alcalino. Ao reagirmos o óxido de potássio com a água teremos a formação de 2 mols de: a) b) c) d) e)
7.
K2OH; KOH; K2O; K2O3; K(OH)2.
(UFC-1997.1 [Q07]) Detergentes são agentes tensoativos, que são constituídos por moléculas contendo uma parte orgânica apolar e um grupo polar. Os primeiros destes detergentes foram sintetizados na década de 50 e eram os alquilbenzeno-sulfonatos lineares de fórmula típica apresentada abaixo:
Página 2
CH3
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 CH
CH3
-
+
SO3 Na
Considerando a fórmula acima, marque a afirmativa correta: a) b) c) d) e)
8.
a
existem somente 5 átomos de carbono com hibridação do tipo sp3; o átomo de enxofre se encontra com hibridação do tipo sp; existem somente 6 átomos de carbono com hibridação do tipo sp2; o carbono e o sódio têm percentualmente pesos iguais; o alquilbenzeno-sulfonato é insolúvel em água.
(UFC-1997.1 [Q08]) Após a Primeira Guerra Mundial, vários países desenvolveram suas próprias indústrias químicas. Inicialmente, a área que mais se desenvolveu foi a dos compostos aromáticos. A seguir, veio a química dos compostos alifáticos devido ao uso do petróleo como combustível. Leia as alternativas a seguir e escolha a correta: a) b) c) d)
compostos alifáticos são aqueles que possuem apenas átomos de Carbono terciários; os compostos aromáticos são constituídos de aldeídos e cetonas de fórmula geral CnH2nO; o petróleo é uma mistura constituída de hidrocarbonetos de complexidade variável; os hidrocarbonetos formam uma mistura de compostos constituídos de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio; e) os compostos aromáticos possuem todos os átomos de Carbono hibridizados do tipo sp3.
9.
(UFC-1997.1 [Q09]) O níquel é um metal resistente à corrosão, componente de superligas e de ligas como o aço inoxidável e o metal monel (usado em resistências elétricas), sendo também usado na galvanização do aço e do cobre. Considerando o exposto, marque a opção correta. a) b) c) d) e)
o anodo é o eletrodo que sofre redução; o catodo é o eletrodo que sofre oxidação; a niquelagem ocorre no catodo; a niquelagem ocorre no anodo; na eletrólise a reação química gera corrente elétrica.
10. (UFC-1997.1 [Q10]) Considere o gráfico abaixo, representando uma reação química do tipo: 1
R
2
Página 3
Assinale a afirmativa correta: a) b) c) d) e)
a reação química no sentido 1 é endotérmica; a energia de ativação no sentido 1 é igual a I → III; a diferença da energia de ativação nos dois sentidos é I → II; a reação química no sentido 2 é exotérmica; a energia de ativação no sentido 1 é igual I → II.
11. (UFC-1997.1 [Q11]) A prevenção da anemia ferropriva pode ser realizada através de uma solução aquosa de sulfato ferroso (FeSO4. 7H2O ) e ácido ascórbico (C 6H8O6). Marque a alternativa correta: a) um mol do sulfato ferroso usado na preparação da solução contém 1 mol de ferro; b) na estrutura do sulfato ferroso, o átomo de Enxofre forma quatro ligações pi com o átomo de Oxigênio; c) o átomo de Enxofre do sulfato ferroso está com hibridação do tipo sp2; d) no sulfato ferroso, o átomo de Enxofre se encontra na forma de íon +2; e) no sulfato ferroso, o átomo de Ferro se encontra na forma de íons +3.
12. (UFC-1997.1 [Q12]) A Química Ambiental procura, entre outras coisas, adotar formas de atenuar a emissão de substâncias gasosas que depreciam a qualidade do ar. A reação entre os gases monóxido de carbono e oxigênio para produzir dióxido de carbono, de acordo com a equação abaixo, tem grande importância para o estudo ecológico: 2CO(g) + O2(g)
→
2CO2(g)
Considerando a reação simples, assinale a alternativa correta: a) b) c) d) e)
a velocidade de formação do dióxido de carbono independe da concentração dos reagentes; a velocidade de formação do dióxido de carbono independe da temperatura do ambiente; a reação química como mostrada acima não está ajustada em sua estequiometria; a reação é de terceira ordem em relação ao monóxido de carbono; a reação é de terceira ordem em relação aos reagentes.
13. (UFC-1997.1 [Q13]) A energia de ionização do Lítio é maior do que a do Sódio devido ao: a) Sódio ter o peso atômico menor que o Lítio; b) volume atômico do Lítio ser menor que o do Sódio; Página 4
c) Lítio ter o calor de fusão menor que o Sódio; d) elétron do Lítio a ser removido se encontrar num orbital do tipo 3p; e) Lítio ter o calor especifico maior que o Sódio.
14. (UFC-1997.1 [Q14]) São apresentados, abaixo, quatro compostos pertencentes a várias funções orgânicas: CH3OH
,
CH3NH2
,
CH2
CH2
e
A alternativa que corresponde a dois compostos capazes de sofrer reação de adição eletrofílica é: a) b) c) d) e)
Metanol e Metilamina; Metilamina e Eteno; Ciclohexeno e Metilamina; Ciclohexeno e Metanol; Eteno e Ciclohexeno.
15. (UFC-1997.1 [Q15]) Nas câmaras de gás utilizadas nos países que adotam a pena de morte, a execução se dá pela produção de HCN, através da reação do H 2SO4 com o NaCN. Após 30 segundos de aspiração do gás, o condenado fica inconsciente e morre em poucos minutos. O ácido cianídrico (HCN) é produzido de acordo com a reação abaixo: 2NaCN(s) + H2SO4(ℓ)
→
Na2SO4(ℓ) + 2HCN(g)
Marque a alternativa correta: a) b) c) d) e)
a equação exemplifica a reação entre um ácido fraco e uma base volátil; a equação exemplifica a reação entre uma base e um ácido fraco; a equação exemplifica a formação de uma base volátil; a equação exemplifica a formação de um ácido volátil; no ácido cianídrico (HCN) a hibridação do átomo de carbono é do tipo sp3.
16. (UFC-1997.1 [Q01]) A reação de hidrogenação de compostos olefínicos é amplamente utilizada na fabricação de margarinas a partir de óleos vegetais. a) Determine o ∆H° de hidrogenação, sabendo-se que o ∆H° do C2H4(g) é 12,50 Kcal.mol-1, e -1 ∆H° do C2H6(g) é -20,20 Kcal.mol . b) Utilizando-se de fórmulas estruturais, mostre a equação de hidrogenação catalítica (H2 /Pt) do Eteno.
17. (UFC-1997.1 [Q02]) Comprimidos efervescentes utilizados no tratamento da azia, má digestão e ressaca, têm como principais ingredientes o Bicarbonato de Sódio (NaHCO3) e o Ácido Acetilsalicílico (C9H8O4), os quais, em solução aquosa, reagem liberando Dióxido de Carbono (CO2). Página 5
a) Dê a reação química balanceada do processo de liberação do CO2. b) Considerando que em um comprimido exista 1,79g, de ácido Acetilsalicílico, calcule a quantidade, em gramas, de Bicarbonato de Sódio necessária para liberar 0,43 g de CO2. c) Dê nomes e fórmulas estruturais para os compostos (produtos e reagentes) da reação química de liberação do CO2.
18. (UFC-1997.1 [Q03]) O tempo de validade de um alimento em suas características organolépticas e nutricionais depende da embalagem e das condições ambientais. Um dos tipos de acondicionamento necessário para a conservação de alimentos é a folha-de-flandres, constituída de uma liga de Estanho e aço. Analise o gráfico abaixo, que representa a reação de oxidação entre a embalagem e o meio agressivo, e responda:
a) em qual das curvas I ou II, a velocidade da reação química é mais acentuada? Justifique. b) considerando a área da folha-de-flandres constante, calcule a velocidade média da reação química no intervalo entre duas e quatro horas para a curva de maior corrosão.
19. (UFC-1997.1 [Q04]) Em uma reação de substituição nucleofílica em Carbono saturado, observou-se que a velocidade da reação é proporcional tanto à concentração do substrato quanto à do nucleófilo. Quando se utiliza 2-Cloro Butano, um haleto oticamente ativo, como substrato, obtém-se como produto principal da reação um álcool A com configuração invertida, em relação ao substrato, conforme a reação que se segue: H3C H C H3CH2C
Cl + KOH
A + KCl, ∆ H < 0
Considerando a reação acima representada: a) desenhe o gráfico de energia da reação; b) dê o nome e a fórmula espacial do referido álcool. Página 6
20. (UFC-1997.1 [Q05]) O Hidróxido de Lítio (LiOH), é usado no interior das naves espaciais, com o objetivo de eliminar o Dióxido de Carbono (CO2), exalado pelos astronautas, durante a viagem. Considerando que um reservatório de uma nave hipotética tem a capacidade máxima para suportar 50 litros de uma solução com concentração de 2 mols por litro, determine a quantidade em gramas de Hidróxido de Lítio que é necessária para encher tal reservatório.
21. (UFC-1997.1 [Q06]) O Ácido 2 - amino propiônico (Alanina), é um α-aminoácido, que pode formar ligações peptídicas dando origem a proteínas, quando o número de aminoácidos polimerizados é muito grande. A fórmula estrutural da Alanina é apresentada abaixo: O H3C C H
C
OH
NH2 Alanina
Analisando a figura acima: a) mostre os grupos funcionais presentes, com o nome das respectivas funções e indique o Hidrogênio mais ácido. Justifique. b) apresente, utilizando fórmulas estruturais, a equação da reação entre duas moléculas de Alanina, produzindo um dipepitídio e uma molécula de água.
22. (UFC-1997.1 [Q07]) Uma amostra pesando 5,0g de uma liga especial usada na fuselagem de aviões, contendo Alumínio, Magnésio e Cobre, foi tratada com álcali para dissolver o Alumínio e reduziu seu peso para 2,0g. Este resíduo de 2,0g, quando tratado com Ácido Clorídrico para dissolver o Magnésio, reduziu-se a 0,5g de Cobre. Determine a composição centesimal desta liga especial.
23. (UFC-1997.1 [Q08]) A eletrólise é muito empregada na indústria, objetivando o reaproveitamento de metais a partir de sucata. A recuperação do Cobre através de técnica eletrolítica obtém um rendimento de 99,9% e é viável economicamente por ser um metal de alto valor comercial e de variada aplicação. a) Dê as reações químicas (anódica, catódica e da célula). b) Calcule a massa de Cobre eletrorecuperada, quando da passagem de uma corrente de 1,0A através de uma solução ácida de Sulfato de Cobre, após 3,0h de operação. Dado: 1 F = 96.500 C mol-1
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Gabarito 1) D 2) A 3) C 4) B 5) A 6) B 7) C 8) C 9) C 10) E 11) A 12) E 13) B 14) E 15) D 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) Não disponível 20) Não disponível 21) Não disponível 22) Não disponível 23) Não disponível
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1.
(UFC-1998.1 [Q01]) Dentre as opções abaixo, marque a que apresenta fortes indícios de que a amostra nela descrita é um elemento. a) b) c) d)
Um sólido azul que é separado em dois por método físico. Um líquido preto que apresenta faixa de temperatura durante a ebulição. Um líquido incolor que se transforma em sólido incolor por resfriamento. Um sólido branco que, por aquecimento, se torna amarelo e, depois, novamente branco, ao resfriar. e) Um sólido preto que queima completamente em oxigênio, produzindo um único gás incolor.
2.
(UFC-1998.1 [Q02]) O elemento, com configuração eletrônica no estado fundamental é o quarto mais abundante na crosta terrestre.
[Ar]4s 2 3d 6
,
Assinale a opção que corresponde ao nome deste elemento. a) b) c) d) e)
3.
Magnésio. Alumínio. Oxigênio. Níquel. Ferro.
(UFC-1998.1 [Q03]) Considere o gráfico abaixo representativo de um processo cíclico para um gás ideal.
Das afirmativas abaixo, marque a opção correta. a) b) c) d) e)
4.
Na etapa II ocorre uma expansão adiabática. Na etapa l ocorre uma expansão isotérmica. Na etapa lll ocorre uma compressão isobárica. Na etapa lV ocorre uma expansão isométrica. Na etapa l ocorre uma expansão isobárica.
(UFC-1998.1 [Q04]) No envenenamento por monóxido de carbono, CO, as moléculas deste gás Página 1
se ligam aos átomos de ferro da hemoglobina, deslocando o oxigênio e causando, rapidamente, asfixia. Indique quantos pares de elétrons disponíveis existem no monóxido de carbono, para se ligar ao ferro da hemoglobina, através de ligação coordenada dativa. a) b) c) d) e)
5.
1 2 3 4 5
(UFC-1998.1 [Q05]) O etclorvinol é um sedativo hipnótico cujo nome IUPAC é: (E) -1 - cloro - 3 - etil - 1 - penten - 4 - in - 3 - ol. Marque a opção cuja seqüência de termos corresponde à estrutura do etclorvinol dada abaixo.
a) b) c) d) e)
6.
2 carbonos sp, haleto de alquila, isomeria geométrica, 3 insaturações. 2 carbonos sp3, alceno, cadeia insaturada, opticamente inativo. 2 carbonos sp2, alcino, álcool terciário, opticamente ativo. 1 carbono quaternário, enol, 5 insaturações, conjugado. 3 carbonos secundários, haleto vinílico, insaturado, cadeia heterogênea.
(UFC-1998.1 [Q06]) Estabeleça a associação entre o que é afirmado em l, ll, lIl e lV e os gráficos 1, 2, 3 e 4, tendo em vista a variação com o tempo da propriedade indicada em negrito. I.
O volume de dióxido de carbono, CO2, liberado durante a reação de carbonato de cálcio, CaCO3, com o ácido clorídrico, HC ℓ.
II. A massa de catalisador durante a decomposição da amônia, NH 3. III. A massa de óxido de chumbo, PbO, quando aquecida em corrente de hidrogênio, H2. IV. A massa do catodo de cobre, Cu, durante a eletrólise da solução de sulfato de cobre, CuSO4, com eletrodo de cobre e corrente constante. Assinale a opção em que está correta a seqüência das associações.
Página 2
a) b) c) d) e) 7.
I. 2, I. 4, I. 2, I. 4, I. 3,
II. 1, II. 1, II. 3, II. 1, II. 4,
III. 4, III. 2, III. 1, III. 3, III. 2,
IV. 3 IV. 3 IV. 4 IV. 2 IV. 1
(UFC-1998.1 [Q07]) Insetos mordem, picam e ferroam, injetando pequenas quantidades de produtos químicos na pele. Ferroadas de abelhas e mordidas de formigas injetam ácidos, enquanto ferroadas de vespas injetam substâncias alcalinas. Marque a opção que indica o processo de neutralização que poderá aliviar a irritação localizada. a) Ferroadas de vespas podem ser tratadas com solução diluída de leite de magnésia, Mg(OH) 2. b) Ferroadas de abelhas podem ser tratadas com solução de bicarbonato de sódio, NaHCO3. c) Ferroadas e mordidas de insetos podem ser tratadas aplicando uma compressa de cloreto de sódio, NaCℓ. d) A mordedura de formiga pode ser tratada com vinagre, CH3CO2H. e) Ferroadas e mordidas de insetos podem ser tratadas com suco puro de frutas cítricas, HO2CCH2COH(CO2H)CH2CO2H, como limão.
8.
(UFC-1998.1 [Q08]) Quando a nitroglicerina, C3H5N3O9, explode, todos os produtos são gases. Utilizando a equação da reação dada abaixo e os dados a seguir apresentados, calcule o volume total de gases, em litros, produzido nas condições normais de temperatura e pressão, quando 454g de nitroglicerina explodem. Reação: 4C3H5N3O9(ℓ) → 12CO2(g) + 6N2(g) + 10H2O(g) + O2(g). DADOS: Massa molar de C3H5N3O9 = 227g Volume molar nas CNTP = 22,4L
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Marque a opção que apresenta o cálculo correto do volume solicitado. a) b) c) d) e)
9.
22,4 L 44,8 L 156,8 L 324,8 L 649,6 L
(UFC-1998.1 [Q09]) Pesquisas recentes comprovaram a ação antisséptica do óleo essencial de Lippia sidóides (alecrim), que atua contra o odor dos pés e das axilas. Os principais constituintes do alecrim, isolados por pesquisadores da UFC, são mostrados abaixo:
Indique a opção que se relaciona corretamente com as estruturas de I a IV. a) b) c) d) e)
I e II isômeros de função tautômeros isômeros de posição isômeros de posição isômeros de cadeia
III 8 elétrons não ligantes heterocíclico ceto-álcool aromático 10 elétrons π heteroaromático
III e IV isômeros de cadeia isômeros de posição tautômeros isômeros de função isômeros de função
10. (UFC-1998.1 [Q10]) Um recipiente contendo 100 mL de uma solução de HCℓ 0,1 M é utilizado, como modelo em estudo sobre o suco gástrico. Admita que porções desta mesma solução são adicionadas continuamente ao volume inicial. Assinale a opção cujo gráfico representa a correta variação do pH em função do tempo.
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11. (UFC-1998.1 [Q11]) Em média, 90% das pessoas, cujo exame de sangue apresenta concentração de etanol, C2H5OH, de 0,0030 g/(mL de sangue), demonstram sinais óbvios de intoxicação. A concentração fatal é estimada em 0,0070 g/(mL de sangue). Supondo que todo o álcool vai direto para o sangue e que a densidade do etanol é de 0,80 g/mL, assinale a opção em que o volume de uísque (40% em etanol, por volume) corresponde à diferença entre a intoxicação e a dose fatal, para uma pessoa cujo volume de sangue é de 6,0 litros. a) b) c) d) e)
12 mL 22 mL 30 mL 75 mL 120 mL
12. (UFC-1998.1 [Q12]) No estudo da ação do gás venenoso COCℓ2, usado como arma química, Página 5
observa-se o processo de decomposição do mesmo de acordo com a reação:
coc 2(g)
CO(g) + C
2( g)
Partindo de uma situação de equilíbrio, adicionou-se 0,10 mol de CO e o sistema, após algum tempo, chegou a uma nova situação de equilíbrio. Marque a opção que indica como as novas concentrações do equilíbrio estão relacionadas com as antigas. [COCℓ2] a) b) c) d) e)
nova > antiga nova > antiga nova < antiga nova > antiga mesma
[CO]
[Cℓ2]
nova > antiga nova > antiga nova > antiga nova < antiga mesma
nova < antiga nova > antiga nova < antiga nova < antiga mesma
13. (UFC-1998.1 [Q13]) Pesquisas realizadas no Departamento de Química da UFC indicam que o extrato da planta nativa Eugênia uvalha , quando adsorvido em níquel metálico, torna-se um inibidor de corrosão deste metal em solução acidulada de cloreto férrico. Dada a reação de oxidação e os potenciais de oxidação do estado padrão das semi-reações, marque a opção correta: Reação:
Ni(s) + 2Fe3+(aq)
Semi-reações: Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e a) b) c) d) e)
→
Ni2+(aq) + 2Fe2+(aq) Potenciais: Eº(V) = -0,77 Eº(V) = +0,25
O potencial da reação apresentada é de -0,52V. Na reação da experiência, o Fe3+ é agente redutor. A reação apresentada é espontânea. O inibidor aumenta o potencial de oxidação. A reação do Ni é de natureza catódica.
14. (UFC-1998.1 [Q14]) Complete a afirmativa abaixo: A energia fornecida pelos alimentos é determinada em condições de temperatura e pressão constantes, constituindo-se numa medida de ______________________. Assinale a opção escolhida para completar a afirmativa. a) b) c) d) e)
Entalpia. Capacidade térmica. Calor específico. Calor latente. Energia interna.
15. (UFC-1998.1 [Q15]) Verifique as reações abaixo e as afirmativas que as seguem. Página 6
O H3C C O H3C C O
OH +
I
O C
II
+ 2 CH3OH O C
III
H
CH3
+ Cl2
O
piridina
C O
CH3 + CH3CO2H
OCH3 C OCH3 H + H2O
H
O C
AlCl3
CH3
+
HCl
Cl
1.A reação I representa a substituição nucleofílica de um álcool aromático no anidrido acético. 2.A reação II representa a adição nucleofílica de metanol ao benzaldeído. 3.A reação III representa a substituição eletrofílica a uma cetona aromática. Sobre as alternativas acima, podemos dizer que: a) b) c) d) e)
1, 2 e 3 estão corretas. Somente 1 e 2 estão corretas. Somente 2 está correta. Somente 1 e 3 estão corretas. Somente 2 e 3 estão corretas.
16. (UFC-1998.1 [Q01]) O monóxido de carbono é um dos poluentes do ar presente, especialmente, em zona urbana. A pressão do monóxido de carbono de 0,004 atm, no ar, resulta em morte, em pouco tempo. Um carro ligado, porém parado, pode produzir, entre outros gases, 0,60 mol de 4 monóxido de carbono por minuto. Se uma garagem a 27 °C tem volume de 4,1 x 10 L, em quanto tempo, na garagem fechada, atinge-se a concentração letal de CO? Obs: Considere que a pressão, na garagem, permanece constante e que não há monóxido de carbono presente, inicialmente. (Constante dos gases = 0,082 L.atm/mol.k) 17. (UFC-1998.1 [Q02]) Em artigo recente, uma revista de circulação nacional revelou que a Iombina é um dos remédios mais eficazes, na atualidade, no tratamento da impotência sexual em homens.
Página 7
Veja a estrutura numerada acima: a) Indique todos os carbonos assimétricos da Iombina, utilizando a numeração fornecida na estrutura acima; b) Escreva os nomes de três funções orgânicas, envolvendo heteroátomos, presentes na Iombina; c) Sabendo que dos dois produtos de desidratação possíveis para a Iombina aquele que é conjugado é mais estável, complete a estrutura parcial abaixo para apresentar somente este produto. 18. (UFC-1998.1 [Q03]) A CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental) tem registrado, na cidade de São Paulo, altos índices de poluição do ar, por isso, foi decretado o rodízio de carros. Um dos principais poluentes é o ozônio, formado a partir de reações fotoquímicas de gases emitidos por carros e indústrias. Quando há excesso de ozônio, na baixa atmosfera, ocorre um aumento na incidência de problemas respiratórios e irritação nos olhos, nariz e garganta. Um método para determinar a concentração de ozônio no ar consiste na passagem do mesmo através de solução contendo iodeto de potássio, o qual remove o ozônio de acordo com a reação: O3(g) + 2KΙ(aq) + H2O(ℓ)
→
O2(g) + Ι2(aq) + 2KOH(aq)
a) Determine a quantidade em mol de KΙ necessária para reagir com 0,2 mol de O3. b) Quantos mililitros de uma solução 0,1M de KΙ são necessários para detectar, em certo volume de ar, 12 g de O 3, considerando reação completa? c) Se, na experiência do item b, foram obtidos 50,8 g de Ι2, qual o rendimento da reação? 19. (UFC-1998.1 [Q04]) Em cada uma das estruturas de Lewis (1) e (2), ao lado, Z simboliza um elemento do bloco p.
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a) Indique, em cada caso, a qual grupo da Tabela Periódica pertence Z b) Apresente, para cada íon, a geometria e a hibridização do átomo central. 20. (UFC-1998.1 [Q05]) O gráfico abaixo lado relaciona a condutividade elétrica do ácido clorídrico, HCℓ, e do ácido fluorídrico, HF, em várias concentrações de soluções aquosas destes dois ácidos.
a) Explique a diferença observada no gráfico para a condutividade elétrica do HCl e do HF para uma dada concentração; b) Calcule o percentual de dissociação de uma solução de HF 0,1 M a qual tem concentração −3
+
de H de 7,8 x 10 M; c) Compare a condutividade elétrica do ácido acético, HC2H3O2, cuja constante de ionização é −5
1,8 x 10 , com a do HF, que tem constante de ionização 6,8 x 10 de mesma concentração.
−4
, considerando soluções
21. (UFC-1998.1 [Q06]) A amônia fabricada em larga escala para produção de fertilizante é obtida pelo processo Haber na presença de catalisador apropriado, através da reação
Os gráficos 1 e 2 abaixo apresentam os resultados de duas experiências realizadas, na mesma temperatura, para estudo da condição de equilíbrio químico atingida nos dois casos.
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a) Calcule a constante de equilíbrio, considerando os dados obtidos na primeira experiência e apresentados no gráfico 1. b) Calcule a constante de equilíbrio, considerando os dados obtidos na segunda experiência, apresentados no gráfico 2. Compare e justifique os valores obtidos para a constante de equilíbrio. c) Suponha que alguém divulgue o desenvolvimento de um novo catalisador que converte uma maior quantidade de N2 e H2 a NH3 do que o catalisador utilizado no processo Haber, nas mesmas condições. Apresente argumento que justifique sua aceitação ou rejeição desta proposta. 22. (UFC-1998.1 [Q07]) Piretróides são produtos naturais, com potente ação inseticida, oriundos da planta Chrysanthemum cinerariefolium . Alguns são ésteres do ácido crisantêmico e da cinerolona, cujas estruturas são dadas abaixo:
a) Indique o número de isômeros ópticos possíveis para a estrutura do ácido crisantêmico e escreva as estruturas de dois isômeros geométricos da cinerolona; Página 10
b) Escreva Escreva as estruturas estruturas (sem (sem considerar considerar os aspectos aspectos estereoq estereoquímico uímicos) s) e os respectivo respectivos s nomes dos três ácidos carboxílicos provenientes da hidrogenação catalítica do ácido crisantêmico; c) Escreva Escreva a estrutura estrutura dos produto produtos s das reações reações do ácido ácido crisantêmico crisantêmico com hidróxido hidróxido de amônio (NH4OH) e da cinerolona com anídrico acético e piridina.
23. (UFC-1998.1 (UFC-1998.1 [Q08]) [Q08]) Uma das opções para melhorar melhorar o transporte transporte coletivo coletivo das grandes grandes cidades é o uso do trem eletrificado (metrô). Na elaboração do projeto de instalação, cuidados especiais devem ser tomados para evitar o processo de corrosão eletroquímico nas tubulações subterrâneas (gasodutos, adutoras, etc.), provocado pelas perdas de correntes elétricas do sistema de alimentação do trem para a terra (correntes de fuga) que atingem estas tubulações, conforme figura abaixo.
a) A célula célula formada é de natureza natureza galvâni galvânica ca ou eletrolí eletrolítica? tica? Justifiq Justifique. ue. b) Denomine Denomine as regiões regiões X e Y da da figura como como anódica anódica ou catódica, catódica, justifi justificando cando-as. -as. c) Considerand Considerando o o processo processo de oxidação oxidação na tubulação tubulação represent representado ado conforme conforme o gráfico gráfico abaixo, abaixo, diga aonde haverá maior velocidade de consumo do metal, conforme regiões indicadas e justifique.
Página 11
Gabarito 1) E 2) E 3) B 4) B 5) C 6) D 7) B 8) D 9) D 10) C 11) D 12) A 13) C 14) A 15) E 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) Não disponível 20) Não disponível 21) Não disponível 22) Não disponível 23) Não disponível
Página 12
1.
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q01]) 1])Durante a eletrólise de soluções aquosas de iodeto de sódio (NaI), quatro diferentes semi-reações poderiam estar envolvidas nos processos catódico e anódico. Observe as semi-reações de eletrodo abaixo relacionadas: Ia) Na+(aq) + e- → Na(s) Ib) 2 H2O(ℓ) + 2 e- → H2(g) + 2OH-(aq)
E° = - 2,72 V E° = - 0,83 V
Eletrodo II IIa) 2I-(aq) → I2(aq) + 2 eIIb) 2H2O(ℓ) → O2(g) + 4H+(aq) + 4 e-
E° = - 0,54 V E° = - 1,23 V
Eletrodo I
Com base nos valores de E °, assinale a alternativa que relaciona corretamente as semi-reações que ocorrerão no cátodo e ânodo, respectivamente: a) b) c) d) e)
Ib e Ia e Ib e Ia e IIa e
IIa. IIa. IIb. IIb. Ib.
02. O gráfico abaixo ilustra a cinética da reação:
2SO2(g) + O2(g)
® 2SO3(g)
De acordo com o gráfico é correto afirmar. No ponto A as concentrações de SO2 e SO3 são máximas no processo reacional. A concentração de SO2 é reduzida a 1/3 de sua concentração inicial, após 10 s de reação . c) Somente a concentração de SO2 é máxima no processo reacional, após 10 s de reação. d) O ponto A representa o estado de equilíbrio reacional e, portanto, após 10 s não mais ocorre a formação de SO3. e) A meia-vida da reação corresponde ao ponto A e ocorre aos 10 segundos. a) b)
03. Um estudante introduziu 0,4 mol de NH3 gasoso em um recipiente fechado de 1,0 L , a 25°C e observou as variações de concentração das espécies que participam do equilíbrio químico: 2NH3(g) → 3H2(g) + N2(g), ilustradas no gráfico abaixo.
Página 1
Com base nestas observações, é correto afirmar que o equilíbrio é inicialmente estabelecido no tempo: a) b) c) d) e)
4.
t = 10 s. t = 0 s. t = 13 s. t = 16 s. t = 27 s.
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q04]) 4])A chuva ácida, uma das formas de poluição mais agressivas ao meio ambiente, é capaz de destruir ecossistemas terrestres e aquáticos. Tal fenômeno ocorre, principalmente, quando vapores de água se combinam com os gases SO 2 e NO2, liberados por indústrias que utilizam a queima de carvão como fonte de energia.
Com relação a chuva ácida, é correto afirmar que: a)
o baixo valor de pH é decorrente da formação de ácidos, tais como, H2SO4, H2SO3, HNO2 e HNO3. b) o pH é menor do que 7,0, devido à formação dos ácidos H2S, HS2 , HN3 e HCN. c) o baixo valor de pH é decorrente da formação dos sais NaNO3 e Na2SO4. d) os ácidos presentes são substâncias que podem ser neutralizadas por sais, tais como NaCℓ e Na2SO4. e)
5.
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q05]) 5])Uma lei de proteção ao meio ambiente proíbe lançar nos rios dejetos industriais que possuam valores de pH < 5 ou pH > 9. Estarão obedecendo à lei do meio ambiente indústrias que lançam dejetos contendo íons H3O+, cuja concentração é:
a) b) c) d) e) 6.
o processo de formação da chuva ácida é caracterizado por uma reação de neutralização.
0,1 M 10-7 M 0,01M 10-10 M 7M
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q06]) 6])A água (H2O) sofre decomposição pela ação da corrente elétrica, produzindo hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) , segundo a reação equacionada abaixo. Página 2
H2O(ℓ)
◊
H2(g) + 1/2 O2(g)
Baseado nestas informações, assinale a alternativa correta. a)
A água é uma substância pura simples e se decompõe em duas outras substâncias puras compostas: H2 e O2. b) A água e o hidrogênio são substâncias puras compostas, e o oxigênio é uma substância pura simples. c) A água é uma mistura composta das substâncias H2 e O2 , e o hidrogênio e o oxigênio são substâncias simples. d) A água, o hidrogênio e o oxigênio são classificadas como substâncias compostas. e) O hidrogênio e o oxigênio são substâncias puras e não podem originar, por processos químicos, outras substâncias simples.
7.
alternativo às penicilinas, penicilinas, contém os (UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q07]) 7])A Cefalexina, um antibiótico alternativo grupamentos funcionais amida, ácido carboxílico, sulfeto e amina primária. Observe a figura abaixo e assinale a alternativa que é consistente com a estrutura correta da cefalexina, após a substituição das letras R, X, Y e Z pelos grupos funcionais citados.
a) b) c) d) e)
8.
R = OH, R = NH2, R = OH, R = NH2, R = SH,
X = O, X = S, X = S, X = O, X = O,
Y = NH2 Y = OH Y = NH2 Y = OH, Y = NH2
e e e e e
Z=S Z=O Z=O Z=S Z=O
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q08]) 8])Nenhuma teoria convencional de ligação química é capaz de justificar as propriedades dos compostos metálicos. Investigações indicam que os sólidos metálicos são compostos de um arranjo regular de íons positivos, no qual os elétrons das ligações estão apenas parcialmente localizados. Isto significa dizer que se tem um arranjo de íons metálicos distribuídos em um “mar” de elétrons móveis.
Com base nestas informações, é correto afirmar que os metais, geralmente: a) b) c) d) e) 9.
têm elevada condutividade elétrica e baixa condutividade térmica. são solúveis em solventes apolares e possuem baixas condutividades térmica e elétrica. são insolúveis em água e possuem baixa condutividade elétrica. conduzem com facilidade a corrente elétrica e são solúveis em água. possuem elevadas condutividades elétrica e térmica.
(UFC (UFC-1 -199 999. 9.1 1 [Q0 [Q09]) 9])Acidentes com botijões de gás de cozinha são noticiados com bastante Página 3
freqüência. Alguns deles ocorrem devido às más condições de industrialização (botijões defeituosos), e outros por uso inadequado. inadequado. Dentre estes últimos, um dos mais conhecidos conhecidos é o armazenamento dos botijões em locais muito quentes. Nestas condições, e assumindo a lei dos gases ideais, é correto afirmar que: a) b) c) d) e)
a pressão dos gases aumenta, e o seu número de mols diminui. a pressão dos gases diminui, e o seu número de mols diminui. o número de mols permanece constante, e a pressão aumenta. a pressão e o número de mols dos gases aumentam. a pressão e o número de mols dos gases não são afetados pelo aumento de temperatura.
10. 10. (UFC (UFC-19 -1999 99.1 .1 [Q1 [Q10]) 0])Uma das principais aplicações da energia proveniente das reações químicas tem como objetivo proporcionar o conforto térmico aos seres humanos. Por exemplo, em locais onde há inverno rigoroso, utilizam-se luvas que contêm ferro metálico pulverizado em seu interior. O ar atmosférico penetra no interior das luvas, promovendo, lentamente, a reação 4Fe(s) + 3 O2(g) à 2 Fe2O3(s), que libera calor suficiente para manter as mãos confortavelmente aquecidas por muitas horas.
A respeito desta reação, é correto afirmar que: a) b) c) d)
caracteriza um processo endotérmico e espontâneo. envolve uma reação de oxidação-redução exotérmica. absorve grande quantidade de energia devido a oxidação do ferro metálico. a quantidade de calor produzido independe da massa de ferro metálico presente nas luvas. e) libera calor porque os reagentes têm menores conteúdos entálpicos do que os produtos. 11. 11. (UFC (UFC-19 -1999 99.1 .1 [Q1 [Q11]) 1])A indústria farmacêutica apresentou importante inovação, a partir da década de 1960, com a introdução de medicamentos encapsulados em finas camadas de polímeros sólidos, solúveis em água. Dependendo da composição e espessura do polímero, a cápsula contendo o medicamento é dissolvida no organismo de acordo com as suas necessidades.
Assinale a alternativa correta. a) b)
Polímeros apolares seriam mais adequados na composição das cápsulas. Polímeros cujas forças intermoleculares diferem radicalmente das forças intermoleculares da água são muito solúveis neste solvente. c) A solubilidade dos polímeros em líquidos independe da variação da temperatura. d) A solubilidade dos sólidos que experimentam dissoluções exotérmicas, geralmente, diminui com o aumento da temperatura. e) Sólidos muito solúveis em água, geralmente, não dissociam ou ionizam nem tampouco interagem por pontes de hidrogênio.
-Cimeno (usado em perfumaria), Timol (desinfetante em produtos de 12. 12. (UFC (UFC-19 -1999 99.1 .1 [Q1 [Q12]) 2])Para -Cimeno higiene oral) e Mentol (sabor de menta em balas e sorvetes), cujas estruturas estão representadas abaixo, são três substâncias comuns em óleos essenciais.
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De acordo com as estruturas e observando as normas da IUPAC, é correto afirmar. a) b)
O para -Cimeno é um hidrocarboneto, o Timol é um álcool e o Mentol é um fenol. O para -Cimeno é o 1-Isopropil-4-metil-benzeno, o Timol é o 1-Hidroxi-3-metil-6-isopropilbenzeno e o Mentol é o 3-Metil-6-isopropil-ciclohexanol. c) O Timol é um produto de redução do para -Cimeno, enquanto o Mentol é o produto da hidrogenação catalítica completa do Timol. d) O Mentol é o único destes compostos que pode assumir uma conformação em cadeira em que os três substituintes ocupem posições equatoriais. e) Os três compostos possuem carbonos primários, secundários e terciários, e são opticamente ativos.
13. (UFC-1999.1 [Q13])O íon positivo estável (M+) de um determinado elemento (M) possui a seguinte configuração eletrônica no estado fundamental: 1s2 2s2 2p6.
Com base nesta informação, é correto afirmar que o elemento (M) pertence ao: a) b) c) d) e)
terceiro período e ao grupo I A da tabela periódica. primeiro período e ao grupo III A da tabela periódica. primeiro período da tabela periódica e possui número atômico 11. grupo III A da tabela periódica e possui número atômico 10. primeiro período e grupo I A da tabela periódica.
14. (UFC-1999.1 [Q14])Os agregados moleculares são mantidos por interações físicas (forças intermoleculares) distintas daquelas que originam as ligações químicas. Por exemplo, as moléculas de água são mantidas em um agregado molecular, através das ligações de hidrogênio, que são originadas das interações entre as extremidades opostas dos dipolos da água.
Sobre as pontes de hidrogênio, é correto afirmar que: a) b) c) d) e)
ocorrem freqüentemente entre moléculas apolares, em baixas temperaturas. são mais fortes do que as ligações iônicas ou eletrovalentes. contribuem decisivamente para a ocorrência da água no estado líquido, a 25°C e 1 atm. são forças intermoleculares originadas da interação entre dois átomos de hidrogênio . somente ocorrem nos agregados moleculares de água, a 25°C e 1 atm.
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15. (UFC-1999.1 [Q15])Observe as reações orgânicas relacionadas abaixo:
Analise as seguintes afirmativas: 1. A reação I é uma substituição nucleofílica no carbono insaturado de um éster metílico para gerar um ácido carboxílico aromático. 2. A reação II é uma adição nucleofílica à uma olefina monossubstituída para gerar um álcool secundário. 3. a reação III é uma substituição nucleofílica no carbono saturado do cloreto de metila para a formação de um éter aromático. Considerando as afirmativas 1, 2 e 3, assinale a alternativa correta. a) b) c) d) e)
Somente 2 é verdadeira. 1 e 2 são verdadeiras. 1 e 3 são verdadeiras. 2 e 3 são verdadeiras. Somente 1 é verdadeira.
16. (UFC-1999.1 [Q01]) Muitos produtos químicos utilizados na higiene doméstica são absolutamente incompatíveis de aplicação simultânea, por serem bastante reativos e originarem outros produtos, nocivos ao ser humano. Por exemplo, produtos de limpeza que contêm amônia − (NH ) e outros que contêm o ânion hipoclorito ( CℓO ), jamais devem ser misturados por 3
produzirem a cloroamina (NH2Cℓ), que é bastante volátil e de elevado grau de toxidez. NH3(aq) + CℓO-(aq)
→
NH2Cℓ (aq) + OH- (aq)
Com relação às espécies químicas que participam desta reação, pede-se: a) As estruturas de Lewis (representação dos elétrons por pontos) para as espécies químicas moleculares que participam desta reação. b) A hibridação do átomo de nitrogênio e a identificação dos tipos de ligações químicas presentes nos compostos nitrogenados. Página 6
17. (UFC-1999.1 [Q02]) A imprensa mundial veiculou, que no final da copa da França, o atacante Ronaldinho foi acometido por uma crise de "stress". Serotonina e Epinefrina, cujas estruturas são ilustradas abaixo, são dois neurotransmissores atuantes sobre o sistema nervoso central, normalmente relacionados com este tipo de crise:
Com relação a estes dois neurotransmissores, pede-se: a) Escrever o nome daquele que representa um composto heteroaromático. b) Escrever as estruturas tridimensionais (em perspectiva) de um par de enantiômeros, para qualquer um destes neurotransmissores que apresenta isomeria óptica. c) Escrever as estruturas dos dois diastereômeros possíveis na reação de desidratação da Epinefrina. 18. (UFC-1999.1 [Q03]) Recentemente, o controle de pessoas alcoolizadas que conduzem veículos automotores vem sendo exercido pelo uso de equipamentos, popularmente conhecidos por "bafômetros". Um dos métodos utilizados por tais equipamentos baseia-se na reação do álcool Cr O 2−
etílico (CH3CH2OH) com o íon dicromato 2 7 em meio ácido. Se o álcool está presente, além do limite permitido, a coloração do íon dicromato, originalmente laranja-vermelho, muda para verde devido à formação de íons cromo (Cr3+), segundo a equação: CH3CH2OH(aq) + Cr 2O 27− (aq) + H+
3+
→ Cr
(aq) + CH3CO2H(aq ) + H2O (ℓ )
a) Efetue o balanceamento da reação. b) Identifique os agentes oxidante e redutor. Justifique sua resposta. 19. (UFC-1999.1 [Q04]) Um dos métodos de obtenção do chumbo metálico consiste inicialmente da reação do sulfeto de chumbo (que ocorre naturalmente como o mineral galena), o qual é aquecido na presença de oxigênio:
PbS (s ) + 3 / 2O 2(g )
→ Pb (s ) + SO 2(g )
∆H
= -413,7kJ
Posteriormente, o óxido de chumbo é reduzido na presença de carvão, segundo a reação:
PbO (s ) + C (s )
→ Pb (s ) + CO (g )
;
∆H
= +106,8kJ
a) Equacione a reação resultante da formação do chumbo metálico. b) Calcule o ∆H da reação de formação do chumbo metálico e justifique se o processo é endotérmico ou exotérmico. c) Calcule a quantidade de energia calorífica envolvida no processo de formação de Pb(s) a partir de 717g de PbS(s). 20. (UFC-1999.1 [Q05]) Modernamente, os polímeros orgânicos são largamente utilizados pelo homem. Produtos industriais, tais como: brinquedos, utensílios domésticos, tubulações Página 7
hidráulicas, luvas cirúrgicas e automóveis são exemplos comuns de algumas de suas aplicações. As estruturas monoméricas de alguns polímeros estão relacionadas abaixo.
Com relação a estes compostos, pede-se: a) Os nomes de pelo menos três funções orgânicas presentes nas estruturas dadas; a hibridação dos carbonos 1 e 2 da estrutura I; e a hibridação dos carbonos 1, 2 e 5 da estrutura III. b) As estruturas e os nomes (considerando os aspectos estereoquímicos) dos isômeros de cadeia da estrutura III, que não sejam também de posição. c) A reação completa (substrato + reagentes produtos) da hidrólise do composto III, em meio alcalino (H2O/HO ), seguida da neutralização do meio reacional. Dizer se esta reação é de eliminação, adição ou substituição; eletrofílica ou nucleofílica.
21. (UFC-1999.1 [Q06]) O "air-bag"constitui-se de um moderno dispositivo de segurança que tem sido utilizado pela indústria automobilística. Em caso de acidente, a substância azida de sódio (NaN3) se decompõe produzindo nitrogênio gasoso (N2), segundo equação abaixo, que infla automaticamente o "air-bag" e protege os passageiros contra choques violentos. Técnicos em segurança concluíram que um volume de 49 L de N2(g) seria requerido para inflar o "air-bag" e fornecer a segurança necessária aos passageiros da parte frontal do automóvel. Com base nesta conclusão, e assumindo o comportamento dos gases ideais, pede-se:
2NaN 3(s ) →2Na (s ) + 3N 2(g ) a) A quantidade, em gramas, de nitrogênio gasoso necessária para inflar completamente o "airbag" a 2,0 atm de pressão e 25ºC. (R = 0,082 atm.L.K -1.mol-1) b) A quantidade mínima de azida de sódio, em gramas, que deve ser utilizada no processo, considerando um rendimento de 100%. c) Analisar a reação utilizada no "air-bag" e, com base nas propriedades químicas das substâncias envolvidas, indicar os possíveis problemas decorrentes da exposição do sistema à uma atmosfera rica em vapores de água.
22. (UFC-1999.1 [Q07]) Medidas do pH da água pura, realizadas em diferentes temperaturas, indicam diferentes valores. Por exemplo, estes valores são 7,00 e 6,00, para as temperaturas 25ºC e 100ºC, respectivamente. Este dado científico conduz a uma situação aparentemente paradoxal, posto que sabemos que a água pura é neutra. Por outro lado, sabemos, também, que soluções aquosa cujos valores de pH são menores do que 7,00 são classificadas como ácidas. a) Calcule as concentrações de H3O+ e OH-, no equilíbrio, a 100ºC. Página 8
b) Seria a água ácida, a 100ºC? Justifique sua resposta. 23. (UFC-1999.1 [Q08]) Diversos métodos que permitem o controle de poluição do ar atmosférico têm sido desenvolvidos com sucesso. Por exemplo, a indesejável emissão de SO 2 gasoso, por indústrias que utilizam a queima de carvão como fonte de energia, pode ser controlada pelo uso de carbonato de sódio fundido (Na2CO3). A figura abaixo, ilustra o procedimento de extinção do gás SO2, através da reação com o carbonato de sódio.
a) Equacione corretamente a reação que é processada na extinção do SO2 pelo carbonato de sódio fundido. b) Que quantidade de carbonato de sódio, em gramas, seria necessária para reagir completamente com 6,4 toneladas de SO 2? c) Identifique um outro problema relacionado ao meio-ambiente, causado pela utilização deste processo.
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Gabarito 1) A 2) E 3) D 4) A 5) B 6) E 7) B 8) E 9) C 10) B 11) D 12) D 13) A 14) C 15) C 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) Não disponível 20) Não disponível 21) Não disponível 22) Não disponível 23) Não disponível
Página 10
1.
(UFC-2000.1 [Q01]) Uma pessoa que possui amálgama dentário ( mistura sólida composta por Ag2Hg3, Ag3Sn e Sn8Hg), ao morder pequenos pedaços de alumínio, geralmente presentes nas embalagens de chocolates, experimenta uma sensação momentânea de dor aguda. Tal sensação é causada por uma pequena corrente elétrica, que estimula o nervo sensitivo do dente, gerada pela oxidação do alumínio metálico ( Al (s) Al+3(aq) + 3e- ; Eo = 1,66 V ), em contato com o amálgama. Este atua como eletrodo inerte, no qual ocorre a reação de redução do oxigênio (O2 (g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l) ; Eo = 1,23 V), na presença da saliva ( eletrólito ), originando uma célula eletroquímica. Com base nestas informações, é correto afirmar que: a) o amálgama atua como agente redutor do oxigênio e o alumínio é o agente oxidante. b) a voltagem padrão da célula gerada é + 0,43 V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo. c) no amálgama, todos os metais encontram-se originalmente oxidados e experimentam o processo de redução, em conseqüência da oxidação do alumínio. d) como o potencial de oxidação do alumínio ( Al ) é mais positivo do que o potencial de redução do oxigênio (O2), este último atuará como agente redutor. e) a voltagem padrão da célula gerada é + 2,89 V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo.
2.
(UFC-2000.1 [Q02]) O óxido nítrico, NO, é normalmente veiculado pela mídia como um indesejável poluente do meio ambiente. Sabe-se, entretanto, que esta substância é, também, essencial nas atividades digestivas, na regulação da pressão sangüínea e na defesa bacterial, ocorrendo naturalmente em diversos tipos de células do corpo humano. Com relação às ligações químicas presentes na molécula do óxido nítrico, é correto afirmar que: a) b) c) d) e)
3.
são predominantemente iônicas, resultando em uma espécie química apolar. são covalentes apolares, e a molécula do NO é polar. satisfazem à regra do octeto, e o número de oxidação do nitrogênio é +2. são covalentes polares, e a molécula do NO possui momento de dipolo ( µ ≠ 0 ). são covalentes apolares, e a molécula do NO apresenta forte caráter iônico.
(UFC-2000.1 [Q03]) A formação da casca dos ovos das aves é, geralmente, proveniente da reação:
Os íons CO32- são naturalmente produzidos, a partir do metabolismo do CO 2 e do Ca2+, que são convertidos em H2CO3, enzimaticamente, originando os seguintes equilíbrios: CO 2( g) + H 2 O ( l) → H 2 CO 3( aq) H 2 CO 3( aq) → H (+aq) + HCO 3−( aq) HCO 3−( aq) → H (+aq) + CO 23(−aq)
Como as aves não transpiram, faz-se necessária uma intensa respiração para resfriar seus próprios corpos, acarretando na grande liberação de CO2 e, consequentemente, na deficiência Página 1
de íons
CO 23−
, comprometendo a formação da casca dos ovos.
De acordo com o princípio de Le Chatelier, assinale a alternativa que contempla a melhoria do processo de formação da casca dos ovos das aves. a) b) c) d) e)
4.
(UFC-2000.1 [Q04]) O soro caseiro é preparado pela completa dissolução de porções de açúcar (C12H22O11), e de sal de cozinha ( NaCℓ ), em água fervida. Esta solução é bastante eficaz no combate à desidratação crônica, em crianças com elevado grau de desnutrição. Estabelecendose que a massa das porções de açúcar e sal são 0,171 g e 0,585 g , respectivamente, dissolvidos em 500 mL de água, e considerando-se que estas massas são desprezíveis com relação ao volume total da solução, as concentrações de C 12H22O11 e NaCℓ em mol.L-1 nesta solução são, respectivamente: a) b) c) d) e)
5.
Adição de ácido clorídrico à água fornecida às aves. Adição de monóxido de carbono, CO, à água fornecida às aves. Adição de carbonato de sódio, Na2CO3, à água fornecida às aves. Fornecer água destilada às aves. Fornecer soro caseiro ( açúcar e sal de cozinha) às aves.
1,0 x 10-4 e 2,0 x 10-3 0,001 e 0,02 0,005 e 0,10 1,0 x 10-5 e 2,0 x 10-4 3,42 e 11,7
(UFC-2000.1 [Q05]) Estudos recentes têm indicado que o uso inapropriado de lubrificantes ordinários, normalmente encontrados em farmácias e drogarias, tais como loções oleosas e cremes, que contêm vaselina, óleo mineral ou outros derivados de petróleo, acarretam danificações nos preservativos masculinos (camisinhas), os quais são feitos, geralmente, de um material denominado látex ( poli-1,4-isopreno), cujo momento dipolar é aproximadamente igual a zero (µ ≅ 0), e cuja estrutura da unidade monomérica é dada a seguir:
Tais danificações, geralmente, constituem-se de micro-rupturas das camisinhas, imperceptíveis a olho nu, que permitem o fluxo de esperma através das mesmas, acarretando gravidez indesejável, ou na transmissão de doenças sexualmente transmissíveis, particularmente a AIDS. Assinale a alternativa correta. Substâncias apolares seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. Óleos lubrificantes bastante solúveis em tetracloreto de carbono ( CCl 4 ), geralmente, não interagem com o látex. c) Os óleos que provocam danificações nos preservativos são, geralmente, de natureza bastante polar. d) Substâncias, cujas forças intermoleculares se assemelham às presentes no látex, seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. a) b)
Página 2
e)
6.
Substâncias com elevados valores de momento de dipolo seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos.
(UFC-2000.1 [Q06]) Recentemente, foram veiculados na imprensa brasileira os problemas decorrentes da contaminação de refrigerantes e de outros produtos alimentícios, fabricados na Bélgica, com a dioxina, um composto organoclorado bastante tóxico. Tal fato originou o embargo comercial destes produtos em diversos países.
Dioxina Com base na estrutura da dioxina, acima representada, é correto afirmar que sua fórmula: empírica é C6H2OCℓ2, e a hibridação dos átomos de oxigênio é sp 3. b) molecular é C12H4O2Cℓ4, e sua molécula é polar. c) empírica é C12H4O2Cℓ4, e sua fórmula molecular é C6H2OCℓ2. 2 d) empírica é C3HO1/2Cℓ, e a hibridação dos átomos de oxigênio é sp . e) molecular é C12H4O2Cℓ4, e os átomos de oxigênio possuem 3 pares de elétrons não ligantes. a)
7.
(UFC-2000.1 [Q07]) As pesquisas sobre materiais utilizados em equipamentos esportivos são direcionadas em função dos mais diversos fatores. No ciclismo, por exemplo, é sempre desejável minimizar o peso das bicicletas, para que se alcance o melhor desempenho do ciclista. Dentre muitas, uma das alternativas a ser utilizada seria inflar os pneus das bicicletas com o gás hélio, He , por ser bastante leve e inerte à combustão. A massa de hélio, necessária para inflar um pneu de 0,4L de volume, com a pressão correspondente a 6,11 atm, a 25o C, seria: Constante universal dos gases: R = 0,082 L.atm.mol-1.K-1 a) b) c) d) e)
8.
0,4 g 0,1 g 2,4 g 3,2 g 4,0 g
(UFC-2000.1 [Q08]) O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, através da incidência de luz de freqüência apropriada. Tal fenômeno é diretamente influenciado pelo potencial de ionização dos metais, os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas, etc. Com base na variação dos potenciais de ionização dos elementos da Tabela Periódica, assinale a alternativa que contém o metal mais susceptível a exibir o efeito fotoelétrico. a)
Fe Página 3
b) c) d) e)
9.
Hg Cs Mg Ca
(UFC-2000.1 [Q09]) Pequenas variações na concentração hidrogeniônica do organismo humano podem causar efeitos drásticos no funcionamento celular. Por exemplo, se o pH do sangue, que é normalmente 7,45, for alterado para valores menores do que 6,80 ou maiores do que 8,00, pode resultar na morte do indivíduo. Assinale a alternativa que contém o intervalo dos valores de concentração hidrogeniônica, no sangue, suportável ao organismo humano: a) b) c) d) e)
0,10 M ≤ [H+] ≤ 0,30 M 10-8,00 M ≤ [H+] ≤ 10-6,80 M 10-7,20 M ≤ [H+] ≤ 10-6,00 M 6,80 M ≤ [H+] ≤ 8,00 M 10-14,00 M ≤ [H+] ≤ 10-7,00 M
10. (UFC-2000.1 [Q10]) A legislação brasileira atual obriga todos os veículos a serem equipados com um catalisador no sistema de exaustão dos gases provenientes da combustão da gasolina, para a eliminação de poluentes. Os catalisadores são espécies que aumentam a velocidade de uma reação química, promovendo um mecanismo alternativo de reação sem, entretanto, participarem da reação propriamente dita. Com relação às ações dos catalisadores, é correto afirmar que os mesmos diminuem: a energia de ativação da reação. a energia cinética média das moléculas dos reagentes. as interações intermoleculares entre reagentes, facilitando a conversão em produtos. a estabilidade dos produtos, fazendo com que estes se convertam em intermediários de reação. e) o conteúdo energético dos produtos, tornando-os menos estáveis e deslocando o sentido da reação química. a) b) c) d)
11. (UFC-2000.1 [Q11]) As "bolsas frias", que servem como compressas térmicas no tratamento de lesões musculares, são, geralmente, fabricadas com recipientes de plástico, fisicamente divididos em dois compartimentos. Um destes contém nitrato de amônio ( NH4NO3 ) e o outro água ( H2O ). Uma pequena compressão no recipiente provoca o rompimento da divisória, causando a dissolução do NH4NO3 na água, originando o resfriamento da mesma. Com relação ao processo descrito, é correto firmar que : origina-se da decomposição endotérmica do NH4NO3, formando as substâncias simples N2 (g), O2(g) e H2(g). + b) é endotérmico e origina-se da formação das ligações covalentes entre os íons NH 4 e NO3 com a água. c) é exotérmico e o calor liberado provoca o resfriamento da água, devido a o seu baixo valor de calor específico. + d) é endotérmico e origina-se da interação entre os íons NH 4 e NO3 e as moléculas de água a)
Página 4
e)
(hidratação). se origina de uma reação endotérmica de dupla troca com conseqüente formação de N2(g), O2(g) e H2(g).
12. (UFC-2000.1 [Q12]) A "aspirina tamponada" (estrutura II), medicamento mundialmente utilizado como analgésico, antitérmico, antiinflamatório e anti-reumático, pode ser obtida através da transformação química do ácido salicílico (estrutura I ).
Assinale a alternativa que indica corretamente as reações químicas de transformação do ácido salicílico em "aspirina tamponada". a) b) c) d) e)
hidratação e combustão; combustão e hidrólise; salificação e esterificação; hidrogenação e ozonólise; redução e descarboxilação.
13. (UFC-2000.1 [Q13]) Diversos tipos de compostos orgânicos podem ser oxidados a ácidos carboxílicos por ação de vários reagentes tais como KMnO4, HNO3, etc. D-xilose, D-arabinose, D-ribose e D-lixose, por exemplo, são compostos naturais que possuem grupos funcionais que podem ser oxidados a ácidos dicarboxílicos com fórmula molecular C5H8O7. Os compostos naturais, abaixo indicados de maneira simplificada através de fórmulas planas, possuem estruturas assimétricas com carbonos assimétricos.
Com relação a estes compostos, assinale a alternativa que indica corretamente aqueles que fornecem, após oxidação, ácidos dicarboxílicos com estruturas simétricas, ou seja, que possuam plano de simetria (forma meso : inativo por compensação interna). a) b)
D-xilose e D-arabinose; D-xilose e D-ribose; Página 5
c) d) e)
D-arabinose e D-ribose; D-arabinose e D-lixose; D-xilose e D-lixose.
14. (UFC-2000.1 [Q14]) O aroma dos perfumes, geralmente, resulta de misturas de compostos químicos. Moléculas com estruturas químicas semelhantes não possuem necessariamente aromas similares. Nerol e geraniol, por exemplo, cujas estruturas são representadas abaixo, são constituintes naturais de perfumes e exalam diferentes aromas.
Nerol
Geraniol
Com relação às moléculas acima representadas, é correto afirmar que nerol e geraniol são isômeros: a) b) c) d) e)
15.
óticos. de posição. de compensação. geométricos. de função.
A reação do monóxido de carbono ( CO ) com o óxido nítrico ( NO ), produzindo dióxido de carbono ( CO2 ) e nitrogênio molecular ( N 2 ) é representada pelo equilíbrio abaixo: CO (g) + NO (g) CO2 (g) + ½ N2 (g) ; Kc ≅ 1060, à 25 C e 1 atm. Tal processo químico é termodinamicamente favorável, conforme indicado pelo valor da constante de equilíbrio ( Kc). Contudo, na prática, observa-se que a formação de CO 2 (g) e N2 (g), por este processo, ocorre de forma tão lenta que o mesmo não se constitui em um método prático de remoção de CO e NO da atmosfera. Assinale a alternativa correta. a) b) c) d) e)
A velocidade da reação de formação de CO 2 (g) e N2 (g) é lenta devido ao elevado valor de Kc. A velocidade da reação de formação de CO 2 (g) e N2 (g) poderá ser elevada através da redução das concentrações iniciais de CO (g) e NO (g). Pode-se elevar a velocidade da reação de formação de CO 2 (g) e N2 (g), reduzindo-se somente a concentração inicial de CO. O valor de Kc indica que, no equilíbrio, a velocidade da reação no sentido do consumo de CO2 (g) e N2 (g) é 60 vezes maior do que da formação destes. O elevado valor de Kc não necessariamente está relacionado à estabilidade cinética do sistema.
15. A reação do monóxido de carbono (CO) com o óxido nítrico (NO), produzindo dióxido de carbono Página 6
(CO2) e nitrogênio molecular (N2) é representada pelo equilíbrio abaixo: CO (g) + NO (g) → CO2 (g) + ½ N2 (g) ; Kc ≅ 1060, à 25°C e 1 atm. Tal processo químico é termodinamicamente favorável, conforme indicado pelo valor da constante de equilíbrio ( Kc). Contudo, na prática, observa-se que a formação de CO 2 (g) e N2 (g), por este processo, ocorre de forma tão lenta que o mesmo não se constitui em um método prático de remoção de CO e NO da atmosfera. Assinale a alternativa correta. A velocidade da reação de formação de CO2 (g) e N2 (g) é lenta devido ao elevado valor de Kc. A velocidade da reação de formação de CO2 (g) e N2 (g) poderá ser elevada através da redução das concentrações iniciais de CO (g) e NO (g). c) Pode-se elevar a velocidade da rea ção de formação de CO2 (g) e N2 (g), reduzindo-se somente a concentração inicial de CO. d) O valor de Kc indica que, no equilíbrio, a velocidade da reação no sentido do consumo de CO2 (g) e N2 (g) é 60 vezes maior do que da forma ção destes. e) O elevado valor de Kc não necessariamente está relacionado à estabilidade cinética do sistema. a) b)
16. (UFC-2000.1 [Q01]) O besouro bombardeiro ( Brachinus )
repele seus predadores ao expelir substâncias químicas na forma de um "spray químico". Este inseto possui glândulas na extremidade do seu abdômen, as quais contêm dois compartimentos. Um destes contém uma solução aquosa de hidroquinona, C6H4(OH)2, e peróxido de hidrogênio, H2O2, e o segundo compartimento contém uma mistura de enzimas. Quando ameaçado, o besouro comprime as glândulas, provocando a mistura das substâncias contidas nos compartimentos, permitindo que se processe a seguinte reação química exotérmica:
a) Represente as fórmulas moleculares e empíricas, respectivamente, para os reagentes e produtos químicos desta reação. b) Com base nas reações dadas abaixo, calcule a variação de entalpia da reação I.
c) Esboce um gráfico para ilustrar o perfil energético da reação, destacando a função das enzimas na reação I.
17. (UFC-2000.1 [Q02]) O ácido lático (CH3CHOHCO2H) é produzido no corpo humano, como parte
normal do metabolismo, e sua remoção se dá através do fígado, o qual é, também, responsável pelo metabolismo do álcool etílico. Se o indivíduo ingere bebida alcoólica em demasia, o metabolismo do ácido lático pode não ser eficiente, acarretando no acúmulo desta substância no organismo, originando a sensação de fadiga, que contribui para as indesejadas sensações de embriaguez e "ressaca". Página 7
Sendo o ácido lático um ácido monoprótico, isto é, apresenta somente um hidrogênio ionizável, escreva a equação que representa o equilíbrio de dissociação deste ácido em água. -1 b) Se uma solução aquosa de ácido lático 0,10 mol.L apresenta valor de pH = 2,00, qual a concentração de íons H3O+ nesta solução? a)
18. (UFC-2000.1 [Q03]) O estômago humano, ao receber o alimento ingerido, é estimulado a
produzir ácido clorídrico em elevada concentração. A elevada acidez originada (pH = 1,0) é necessária para o processo de digestão das proteínas, que é catalisada pela enzima pepsina.
a)
b)
Para minimizar os efeitos da acidez excessiva do estômago ( azia ), diversos medicamentos são prescritos por médicos, dentre os quais o hidróxido de alumínio, Al(OH) 3. Descreva a equação química balanceada, da reação de neutralização do ácido clorídrico com o hidróxido de alumínio. Qual o volume de uma solução 1,0 M em hidróxido de alumínio necessário para neutralizar completamente um volume correspondente a 10 mL de solução 1,0 M de HC ℓ ?
19. (UFC-2000.1 [Q04]) Ao
realizar um experimento, um estudante aqueceu lentamente um bloco de gelo, que estava inicialmente a -50 oC e 1 atm de pressão, até uma temperatura de 0 oC. Um aquecimento adicional causou a fusão do gelo, cuja variação de entalpia é ∆Hfusão = 6,0 kJ.mol-1, a 0 oC. O estudante prosseguiu o aquecimento desta substância líquida, tendo observado que, a partir de 100 oC, iniciou-se o processo de ebulição, cuja variação de entalpia é ∆Hvaporização = 40,7kJmol-1, a 100 oC. O estudante observou, ainda, que o aquecimento adicional até atingir 200 o C, acarretava em crescente consumo de calor, até o valor 70 kJ.mol-1.
a) Esboce um gráfico temperatura (oC) versus quantidade de calor (kJ.mol-1) para expressar qualitativamente os resultados do experimento acima descrito. b) Qual o significado dos valores de ∆Hfusão e ∆Hvaporização, com relação à natureza das interações entre as moléculas, nos seus respectivos estados físicos? 20. (UFC-2000.1 [Q05]) O grande avanço tecnológico dos equipamentos eletrônicos portáteis foi
acompanhado proporcionalmente pelo desenvolvimento das fontes de energia elétrica de pequeno porte. Isto somente foi possível, através da utilização das reações químicas de transferência de elétrons para desenvolver as baterias (células) de dimensões proporcionais às dos respectivos equipamentos. Por exemplo, as baterias (células) de mercúrio, que são usadas em relógios, calculadoras e micro-câmeras fotográficas, utilizam as seguintes reações químicas:
→ ZnO (s) + H O (l) + 2e- ; Eo = 0,76 V Zn (s) + 2OH- (aq) 2
HgO (s) + H2O (l) + 2e-
→ Hg (l)
+ 2OH- (aq) ; Eo = 0,855 V
a) Considerando o processo descrito, identifique as reações anódica e catódica da célula de mercúrio, e os agentes redutor e oxidante. b) Descreva a reação total e calcule a voltagem padrão ( Eo ) da célula de mercúrio. c) Represente a configuração eletrônica, no estado fundamental, do metal de transição, no Página 8
estado de oxidação em que se encontra em um dos produtos da reação anódica.
21. (UFC-2000.1 [Q06]) Os comprimentos das ligações BF ( 1,31Å ), na molécula do trifluoreto de
boro, são consideravelmente menores do que os previstos para ligações simples entre estes elementos (1,52 Å). Outras evidências experimentais, indicam fortemente a presença do caráter de dupla ligação( B=F ) nesta molécula. Por outro lado, a molécula do BF 3 reage prontamente com amônia, que possui um par de elétrons não ligante (base de Lewis), originando a espécie química F3BNH3, na qual o átomo de boro apresenta quatro ligações covalentes simples. BF3 (g)
+
NH3 (g)
→
F3BNH3 (g)
Com base nestas informações e sabendo que as energias das três ligações BF, na molécula do BF3, são idênticas: a) represente as possíveis estruturas de Lewis para a molécula de BF3. b) represente as estruturas de Lewis para as demais moléculas que participam desta reação.
22. (UFC-2000.1 [Q07]) Inúmeros compostos orgânicos exercem suas atividades biológicas em
função da estereoquímica (disposição relativa dos átomos de uma molécula no espaço). A efedrina (estrutura I), um produto natural isolado de plantas do gênero Ephedra, tem o poder de dilatar as vias respiratórias (sendo usada no tratamento da asma) e de aumentar bastante a pressão sangüínea. Pseudoefedrina (estrutura II), um outro composto isolado das mesmas plantas, atua de modo contrário, isto é, diminuindo a pressão sangüínea.
Com relação às estruturas da efedrina e da pseudoefedrina: informe se os referidos compostos são enantiômeros ou diastereoisômeros entre si. Justifique. b) apresente as estruturas espaciais (tridimensionais) para outros dois possíveis isômeros opticamente ativos de I e II. c) mostre as estruturas de dois estereoisômeros possíveis na reação de desidratação da efedrina. d) classifique cada um dos estereoisômeros resultantes da reação de desidratação da efedrina (item C) como cis ou trans . a)
23. (UFC-2000.1 [Q08]) Os alcenos são compostos orgânicos de grande importância, pois
constituem matéria prima para os plásticos, borrachas, fibras sintéticas, etc., indispensáveis no mundo moderno. Os alcenos são bastante reativos e suas diversas reações (redução, oxidação, polimerização, etc.) originam os mais diversos derivados de interesse científico e comercial. Página 9
Observe o alceno A e as reações indicadas, efetuadas em condições em que não ocorre abertura do anel em nenhum dos casos.
Com relação ao alceno A e as reações indicadas, pede-se: a) complete as reações indicadas (1 a 5) com os respectivos produtos orgânicos principais. Na reação em que for possível mais de um produto prevalece a regra de Markovnikov. b) mostre a estrutura e o nome de um isômero do alceno A que, por reação com H2 na presença de Ni e calor, origine o mesmo produto da reação 1. c) indique o tipo de isomeria existente entre o alceno A e o composto solicitado no item B.
Página 10
Gabarito 1) E 2) D 3) C 4) B 5) E 6) A 7) A 8) C 9) B 10) A 11) D 12) C 13) B 14) D 15) E 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) Não disponível 20) Não disponível 21) Não disponível 22) Não disponível 23) Não disponível
Página 11
1.
(UFC-2001.1 [Q01]) A escassez mundial de água potável é uma dura realidade em alguns países ricos, que já reciclam quimicamente a água utilizada. Tal procedimento tem causado surpresas nas populações humanas, resultando dificuldades na aceitação de consumo. Contudo, a quase totalidade da água disponível no planeta Terra tem sido naturalmente reciclada, desde a formação do planeta, há bilhões de anos. Você não deve espantar-se caso o seu próximo copo de água contenha algumas moléculas que já foram ingeridas por Dom Pedro I ou mesmo por Aristóteles. Assinale a alternativa correta. a) O processo de reciclagem natural da água (chuvas) é representativo exclusivamente de um fenômeno químico. b) A água é uma substância química de difícil purificação, pois entra em ebulição a 0oC, a 1 atm de pressão. c) A água proveniente das chuvas e de processos artificiais de purificação é sempre considerada uma mistura heterogênea de hidrogênio e oxigênio. d) A água é considerada um líquido não volátil, pois, a 25oC, não experimenta o processo de evaporação. e) A água pura é constituída, quanto à massa, de 11,11% de hidrogênio e 88,89% de oxigênio.
2.
(UFC-2001.1 [Q02]) O gráfico abaixo ilustra o comportamento referente à variação da pressão, em função do volume, de um gás ideal, à temperatura constante:
Analise o gráfico e assinale a alternativa correta. a) Quando o gás é comprimido nestas condições o produto da pressão pelo volume permanece constante. b) Ao comprimir o gás a um volume correspondente à metade do volume inicial, a pressão diminuirá por igual fator. c) Ao diminuir a pressão a um valor correspondente a 1/3 da pressão inicial, o volume diminuirá pelo mesmo fator. d) O volume da amostra do gás duplicará, quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. e) Quando a pressão aumenta por um fator correspondente ao triplo da inicial, a razão P/V será sempre igual à temperatura.
3.
(UFC-2001.1 [Q03]) Considere as seguintes reações de oxidação-redução, as quais
Página 1
representam processos espontâneos: Na(s) + Ag+(aq) Na+(aq) + Ag(s) Li(s) + Na+(aq) Li+(aq) + Na(s) Li(s) + Ag+(aq) Li+(aq) + Ag(s) Assinale a alternativa que contém as relações corretas de ordem de grandeza dos potenciais de redução (Eo) para os processos acima relacionados. a) b) c) d) e)
4.
Eo (Na+ /Na) > Eo (Ag+ /Ag) > Eo (Li+ /Li) Eo (Ag+ /Ag) > Eo (Na+ /Na) > Eo (Li+ /Li) Eo (Li+ /Li) > Eo (Na+ /Na) > Eo (Ag+ /Ag) Eo (Li+ /Li) > Eo (Ag+ /Ag) > Eo (Na+ /Na) Eo (Ag+ /Ag) > Eo (Li+ /Li)> Eo (Na+ /Na)
(UFC-2001.1 [Q04]) Os constantes aumentos dos preços dos combustíveis convencionais dos veículos automotores têm motivado a utilização do gás natural (CH 4) como combustível alternativo. Analise o gráfico abaixo, que ilustra as variações de entalpia para a combustão do metano.
Assinale a alternativa correta. a) A entalpia de combustão do metano, ∆Hc = -890,4 kJ/mol, equivale ao valor da somatória das entalpias de formação de um mol de CO2(g) e 2 mols de H2O(g). b) A energia calorífica consumida para a ativação da reação, 175 kJ/mol, é consideravelmente menor do que a energia liberada na combustão do metano, ∆H = -890,4 kJ/mol. c) A reação de combustão do CH4 bem exemplifica um processo exotérmico, com liberação de 965,4 kJ, quando um mol deste gás é consumido para produzir 3 mols de produtos gasosos. d) A formação do estado de transição envolve uma variação de entalpia de 100kJ/mol, e o calor de combustão do CH4 corresponde ao valor, ∆H = -965,4kJ/mol e) O cálculo termodinâmico, rigorosamente correto, do calor de combustão do CH4 envolve todas as etapas representadas no gráfico, isto é: ∆H = (-75 + 100 - 965,4 ) = -940,4 kJ/mol 5.
(UFC-2001.1 [Q05]) Os mecanismos das reações químicas são geralmente estabelecidos a Página 2
partir de hipóteses, baseadas em modelos de cinética de reação e apoiadas por observações experimentais. Por exemplo, com base na teoria das colisões, dois mecanismos hipotéticos podem ser sugeridos para a reação entre o CO2 (g) e H2O(l): .. .O .
C
.. . ................. H O.
I.
.. . . O
H
.. .O .
+ C
. ..O .
..- .. + ..O
H
H
II.
Assinale a alternativa correta. a) A solução contendo os produtos da reação não conduz a corrente elétrica, indicando o mecanismo I. b) A solução final apresentou-se fracamente básica, pH=7,9 à 25oC, indicando o mecanismo II. c) A solução contendo os produtos da reação não conduz a corrente elétrica, indicando o mecanismo II. d) O pH final da reação apresentou-se fracamente ácido, 5,6 à 25oC, indicando o mecanismo II. e) Um dos produtos da reação, após análise específica, possui a função ácido carboxílico, indicando o mecanismo I. 6.
(UFC-2001.1 [Q06]) A exposição do propileno ao óxido nítrico (NO) conduz à formação do peroxiacilnitrato (PAN). Este produto é considerado um agente da poluição ambiental, por ser originado, também, da combustão incompleta da gasolina. Analise as curvas da figura abaixo, que ilustram o comportamento da cinética dessa reação.
Página 3
Assinale a alternativa correta. a) O NO é consumido para formar o intermediário NO2, o qual reage com o propileno para formar o produto PAN. b) O propileno e o dióxido de nitrogênio são reagentes iniciais e conduzem à formação do PAN e NO. c) O propileno e NO são consumidos para formar NO2 e PAN como produtos da reação. d) Após 100 minutos de reação, a concentração do reagente NO é máxima, indicando a formação do intermediário NO2. e) Após 240 minutos de reação, observa-se o consumo total dos reagentes iniciais NO, NO2 e propileno, com a máxima formação do PAN. 7.
(UFC-2001.1 [Q07]) As propriedades físicas e químicas do ouro justificam a importância comercial histórica deste mineral. Dentre estas propriedades, relacionam-se as seguintes: I. sua coloração e reluzente beleza, que o qualificam como um metal precioso; II. é relativamente fácil de ser modelado mecanicamente para compor objetos artísticos; III. não é oxidado ao ar e não é facilmente solúvel em solventes comuns; IV. é cineticamente inerte em soluções alcalinas e em quase todas as soluções ácidas. Dentre as características do ouro acima relacionadas, são propriedades físicas e químicas, respectivamente: a) b) c) d) e)
8.
(I, III) e (II, IV) (II, III) e (I, IV) (I, II) e (III, IV) (III, IV) e (I, II) (II, IV) e (I, III)
(UFC-2001.1 [Q08]) O gálio, que é utilizado na composição dos "chips" dos computadores, apresenta-se como um elemento químico de notáveis propriedades. Dentre estas, destaca-se a de fundir a 30 oC e somente experimentar ebulição a 2403 oC, à pressão atmosférica. Com relação a este elemento, é correto afirmar que: a) sua configuração eletrônica, no estado fundamental, é [Ne]3d104s24p1 , tendendo a formar Página 4
ânions. b) apresenta, no estado fundamental, três elétrons desemparelhados, encontrando-se sempre no estado líquido, independente da temperatura. c) seu íon mais estável é representado por Ga13+, resultando na mesma configuração eletrônica do elemento neônio. d) apresenta-se no estado sólido, em temperaturas acima de 30oC e, no estado líquido, em temperaturas abaixo de 2403 oC. e) experimenta processo de fusão ao ser mantido por um longo período de tempo em contato com a mão de um ser humano normal 9.
(UFC-2001.1 [Q09]) Não obstante os cientistas terem grande capacidade de planejar suas pesquisas para fins de obtenção de produtos específicos, muitos materiais de nobres utilidades para o homem foram descobertos de maneira absolutamente acidental. O teflon, por exemplo, foi descoberto em 1938 por Roy Plunkett, quando pesquisava as propriedades do gás tetrafluoretileno ( C2F4 ), o qual originou um polímero sólido, de cor branca, bastante resistente ao calor. Com relação ao tetrafluoretileno, é correto afirmar que sua molécula e as ligações químicas nela existentes são, respectivamente: a) b) c) d) e)
polar; todas covalentes apolares do tipo pi (π). polar; iônicas (C-F) e eletrovalentes (C-C). apolar; todas covalentes apolares do tipo sigma (σ). apolar; covalentes polares (C-F) e apolares (C-C). iônica; covalentes apolares (F-F) e polares (C-F).
10. (UFC-2001.1 [Q10]) A aplicação de "ondas permanentes" nos cabelos femininos (cabelos cacheados) ocorre por uma reação de oxidação da cisteína (R-SH) à cistina (R-S-S-R). Do modo contrário, para remover as ondas permanentes dos cabelos, é necessário promover-se uma reação de redução de cistina à cisteína. R-S-S-R + 2e
-
2H+
→
2R-SH; Eo = - 340mV
Dados os potenciais de redução das seguintes espécies químicas: HSCH2COONH4 H2O2 KMnO4 Cu(OH)2
Eo = -560mV Eo = 1780mV Eo = 1520mV Eo = -360mV
Assinale a alternativa que relaciona, respectivamente, os compostos adequados à aplicação de ondas permanentes e à sua remoção, considerando-se somente o ponto de vista termodinâmico. a) b) c) d) e)
Cu(OH)2 e KMnO4 HSCH2COONH4 e KMnO4 H2O2 e HSCH2COONH4 H2O2 e KMnO4 HSCH2COONH4 e Cu(OH)2
11. (UFC-2001.1 [Q11]) A natureza atua na fixação do nitrogênio de diversas maneiras. Uma destas, que é responsável por cerca de somente 10% do processo natural total, é proveniente da Página 5
ação da descarga elétrica dos raios sobre a massa atmosférica, que transforma o nitrogênio em óxido nítrico e, posteriormente, em dióxido de nitrogênio. O NO 2 , por sua vez, reage com a água das chuvas produzindo HNO3, que é, então, incorporado ao solo. O 2 , hv
N2 → NO
O
2 →
H2O
HNO NO2 → 3
Dadas as energias de ligação: N2 225 kcal/mol O2 118 kcal/mol NO 162 kcal/mol Assinale a alternativa correta. a) O processo descrito é acompanhado da formação seqüenciada de espécies de mais baixos estados de oxidação do nitrogênio. b) A fixação de nitrogênio é acompanhada de processos seqüenciados de redução, conduzindo à elevação do estado de oxidação do nitrogênio. c) Uma dificuldade admitida para a fixação do nitrogênio é a elevada quantidade de energia requerida para quebrar a tripla ligação . d) Somente com base nos valores das energias das ligações, espera-se que o processo de formação do NO seja termoquimicamente espontâneo. e) O processo descrito constitui-se de uma fonte natural de inibição da formação de chuvas ácidas, seguido de neutralização. 12. (UFC-2001.1 [Q12]) A acidez do solo é considerada um dos graves problemas para a cultura de diversos produtos agrícolas. Dentre as substâncias relacionadas abaixo, qual seria adequada para corrigir um solo ácido? a) b) c) d) e)
HNO3 B(OH)3 C3H7OH CH3CH2COOH CaCO3
13. (UFC-2001.1 [Q13]) A atividade bactericida de determinados compostos fenólicos deve-se, em parte, à atuação destes compostos como detergentes, que solubilizam e destroem a membrana celular fosfolipídica das bactérias. Quanto menor for a solubilidade dos compostos fenólicos em água, maior será a ação anti-séptica. Com relação às solubilidades dos compostos fenólicos I, II e III, em água, assinale a opção correta.
Página 6
a) b) c) d) e)
I é mais mais solúve solúvell que IIII e II mais mais solúv solúvel el que que III. III. I é menos menos solúve solúvell que IIII e II menos menos solúv solúvel el que que III. III. II é menos menos solúv solúvel el que que I e I menos menos solúve solúvell que III. III. II é mais mais solúve solúvell que que I e I mais solúve solúvell que que III. III. I, II e III têm, indivi individualme dualmente, nte, a mesma solubilid solubilidade. ade.
14. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q14]) Um mol de de etileno etilenoglico glicoll ( A ) reage com dois mols de ácido graxo (B) para produzir moléculas contendo dois grupos éster ( diéster C ), conforme ilustrado na reação geral abaixo:
Se a reação ocorre com dois dois diferentes ácidos graxos, uma mistura de diésteres diésteres pode ser obtida. O
O
H3C
(CH 2)16
OH
H3C
(CH 2)12
OH
E D Assinale a alternativa que indica corretamente o número máximo de diésteres que podem ser formados na reação de um mol de etilenoglicol etilenoglicol com uma mistura constituída de um mol de ácido esteárico ( D ) e um mol de ácido mirístico ( E ).
a) b) c) d) e)
2 3 4 5 6
15. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q15]) [Q15]) Determinadas Determinadas substância substânciass macromoleculares, macromoleculares, usadas usadas na fabricação fabricação de fibras têxteis, fios, membranas de dessalinizadores de águas etc. são obtidas através de reação de condensação (com eliminação de H2O sob aquecimento e pressão) de dois compostos Página 7
(monômeros). Uma destas macromoléculas, identificada pelo nome de Nomex, tem a estrutura mostrada abaixo:
Assinale a alternativa que indica corretamente os tipos de compostos necessários para a obtenção do Nomex. a) b) c) d) e)
diác diácid idoo e diá diálc lcoo ooll diés diéste terr e diál diálco cool ol diha dihale leto to e diés diéste terr diác diácid idoo e diam diamin inaa bisf bisfen enol ol e dia diami mina na
16. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q01]) [Q01]) A cisplatina, cisplatina, um complexo complexo inorgânico inorgânico utilizad utilizadoo no tratamento tratamento do câncer de testículos, é preparada através da reação da amônia com o tetracloroplatinato de potássio, segundo a reação: K2PtCℓ4 + 2 NH3
Pt(NH3)2Cℓ2 + 2 KCℓ
Ao utilizarem-se 10g de cada um dos reagentes dados, na preparação desta metalodroga, pedese: a) a quantid quantidade ade máxima máxima de cispl cisplati atina na que será será formada. formada. b) Identificar Identificar o reagente reagente que que estará estará presente presente em excesso excesso na na reação, reação, e o que que será completamente consumido ( reagente limitante ). c) a quantid quantidade ade máxima máxima do do reagente reagente em excesso excesso que que será será consumida consumida..
17. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q02]) [Q02]) O gás d'água, d'água, uma importante importante mistura mistura constituíd constituídaa de CO e H2, utilizada na indústria, é preparado através da passagem de um fluxo de água gasosa sobre carvão, a 1000 ° C. (I) C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g)
Dadas as seguintes informações: (II) C (s) + O2 (g) CO2 (g); (III) 2H 2 (g) + O2 (g) 2H2O (g); (IV) 2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g);
Ho = -393,5kJ o ∆H = -483,6kJ o ∆H =-566,0kJ ∆
Página 8
a) calc calcul ulee o valo valorr ddee ∆Ho para a formação do gás d'água (I), e classifique a reação termoquimicamente. b) represente represente as estrutura estruturass de Lewis Lewis para os agente agentess oxidante oxidante e redutor redutor da reação reação (I), somente somente os que constituem substâncias químicas compostas.
18. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q03]) [Q03]) Escreva a equação iônica iônica balanceada balanceada para a neutralizaç neutralização ão de iguais quantidades de ácido nítrico (HNO3) e metilamina ( CH3NH2). Indique se o valor de pH , após neutralização, será maior ou menor do que 7,0. Justifique.
19. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q04]) [Q04]) O ácido láctico láctico é produzido produzido no organismo organismo humano, através através de um processo de transferência de elétrons, termodinamicamente espontâneo, envolvendo o ácido pirúvico ( CH3COCOOH ). A equação, simplificada, representativa deste processo é: I.
CH3COCOOH + H+ + Ácido pirúvico
A
CH3CHOHCOOH + ácido láctico
B
Dados os potenciais padrão de redução das seguintes semi-reações: II.
CH3COCOOH + 2H+ + 2eÁcido pirúvico
III.
NAD+ + H+ + 2e-
NADH
CH3CHOHCOOH Eo = -190 mV ácido láctico Eo = -320 mV
(NAD = Nicotina Adenosina Difosfato) Com base nestas informações, pede-se: a) identifica identificarr as espécies espécies A e B, na na equação equação da reação reação I.I. Justifique. Justifique. b) calcul calcular ar o pote potenci ncial al padrão padrão da reação reação I. c) identifica identificarr os agentes agentes oxidant oxidantee e redutor, redutor, na reação I.
20. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q05]) [Q05]) Cálcio Cálcio metálico reage reage com hidrogênio hidrogênio gasoso, gasoso, em elevadas elevadas temperaturas, temperaturas, para formar o hidreto de cálcio. a) Descreva Descreva a equação equação química balanceada balanceada para este processo. processo. b) Descreva Descreva as configura configurações ções eletrôni eletrônicas cas dos elemento elementos, s, tal como como encontram-se encontram-se no produto produto da da reação.
21. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q06]) [Q06]) Ao desejar desejar identifica identificarr o conteúdo de um um cilindro cilindro contendo contendo um gás monoatômico puro, um estudante de Química coletou uma amostra desse gás e determinou sua densidade, d = 5,38 g/L, nas seguintes condições de temperatura e pressão: 15 oC e 0,97 atm. Com base nestas informações, e assumindo o modelo do gás ideal: dados: R = 0,082 atmLmol-1 K-1 a) calc calcul ular ar a massa massa mol molar ar do do gás gás b) Iden Identitififica carr o gás gás Página 9
22. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q07]) [Q07]) Muitos dos compostos compostos orgânicos orgânicos,, apesar de bastante bastante difundidos difundidos na natureza, devem ser transformados quimicamente de modo a originar produtos compatíveis para o consumo. Por exemplo, as reações químicas indicadas abaixo permitem obter, a partir do glicerídeo A, produtos de uso comum, tais como, sabão e combustível de origem vegetal. I.
Com relação as reações indicadas, pede-se: a) iden identitififica carr os prod produt utos os B, D, E e F através de suas fórmulas estruturais. b) clas classi sififica carr as as reaç reaçõe õess I, III e IV, como reações de: adição, substituição ou eliminação. c) cara caract cteri eriza zarr as as reaç reaçõe õess I, II, III e IV, como reações de: esterificação, redução, hidrólise ou ácido-base.
23. (UFC-2001.1 (UFC-2001.1 [Q08]) [Q08]) Mentol (fórmula (fórmula plana I, dada dada abaixo) abaixo) pode existir existir em diferentes formas estereoisoméricas. Embora todos os estereoisômeros do Mentol tenham a fragrância característica de hortelã, somente um deles proporciona uma adicional sensação refrescante, tendo alto valor comercial na indústria de cosméticos. Isto mostra a importância de se saber especificar a estereoquímica de um determinado isômero. I.
Página 10
Com relação a estrutura I, pede-se: a) b) c) d)
identifica identificarr os centros centros assimétric assimétricos os (quirais) (quirais) existen existentes tes na molécula. molécula. O número número de isômero isômeross opticame opticamente nte ativo ativoss possívei possíveis. s. O número número de pares pares de enan enantiô tiômero meross (pares (pares dl) dl) possíve possíveis. is. mostre as as fórmulas fórmulas estrutura estruturais is espaciai espaciaiss de um um par de enantiômeros enantiômeros..
Página 11
Gabarito 1) E 2) A 3) B 4) B 5) D 6) A 7) C 8) E 9) D 10) C 11) C 12) E 13) A 14) B 15) D 16) Não disponível 17) Não disponível 18) Não disponível 19) Não disponível 20) Não disponível 21) Não disponível 22) Não disponível 23) Não disponível
Página 12
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01.
O besouro bombardeiro ( Brachinus ) repele seus predadores ao expelir substâncias químicas na forma de um “spray químico”. Este inseto possui glândulas na extremidade do seu abdômen, as quais contêm dois compartimentos. Um destes contém uma solução aquosa de hidroquinona, C 6H4(OH) 2, e peróxido de hidrogênio, H 2O2, e o segundo compartimento contém uma mistura de enzimas. Quando ameaçado, o besouro comprime as glândulas, provocando a mistura das substâncias contidas nos compartimentos, permitindo que se processe a seguinte reação química exotérmica: enzima C H O ( aq ) + 2H O ( l ) ; ∆H I- C H (OH) ( aq ) + H O ( aq ) 6
4
2
2
2
6
4
2
2
I
A) Represente as fórmulas moleculares e empíricas, respectivamente, para os reagentes e produtos químicos desta reação.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens III, VII e IX do programa de química do vestibular. Requer conhecimento em fórmulas química, variação de energia de u ma reação, energia de ativação e catalisadores. Solução: a) A fórmula empírica de uma dada substância é a relação mais simples possível entre as quantidades de átomos presentes na molécula, já a fórmula molecular representa a relação real dos átomos dos elementos que constituem a molécula de uma de terminada substância química. Portanto, para as substâncias químicas envolvidas na reação I, tem-se as seguintes fórmulas:
Substância
Fórmula empírica
Fórmula molecular
hidroquinona peróxido de hidrogênio quinona água
C3H3O HO C3H2O H2O
C6H6O2 H2O2 C6H4O2 H2O
B) Com base nas reações dadas abaixo, calcule a variação de entalpia da reação I. II- C 6H4(OH) 2 ( aq ) C6H4O2 ( aq ) + H2 ( g ) ; ∆HII = 177 kJ III-
H2O ( l ) + ½ O2 ( g )
IV-
H2 ( g )
H2O2 ( aq ) ;
+ ½ O2 ( g )
H2O ( l ) ;
∆HIII
∆HIV
= 94,6 kJ
= -286 kJ
A lei de Hess estabelece que: “quando reagentes são convertidos em produtos, através de diversas etapas, a variação de entalpia, ∆H, será correspondente a somatória das contribuições entalpicas destas etapas intermediárias ”. Portanto, a reação I pode ser concebida como resultado das seguintes etapas: C6H4(OH)2 ( aq )
C6H4O2 ( aq )
H2O2 ( aq )
H2 ( g )
H2O ( l ) + ½ O2 ( g );
+ ½ O2 ( g )
H 2O ( l ) ;
C6H4(OH)2 ( aq ) + H2O2 ( aq ) Os valores ∆HI
+ H2 ( g ) ;
∆HII
,
= ∆HII + ∆HIII +
∆HIII ∆HIV
e
∆HIV
∆HII
∆HIII
= -94,6 kJ
∆HIV
= -286kJ
enzima
= 177 kJ
C6 H4O2 ( aq ) + 2H2O ( l ) ;
, contribuem para a variação total de entalpia:
= 177 – 94,6 – 286 = – 203,6 kJ
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C) Esboce um gráfico para ilustrar o perfil energético da reação, destacando a função das enzimas na reação I. As enzimas atuam como catalisadores para a reação I, diminuindo a energia de a tivação da reação.
Sem uso de catalisador Com uso de catalisador (enzimas) E
Energia de ativação
reagentes produtos Coordenada de reação
02. O ácido lático (CH3CHOHCO2H) é produzido no corpo humano, como parte normal do metabolismo, e sua remoção se dá através do fígado, o qual é, também, responsável pelo metabolismo do álcool etílico. Se o indivíduo ingere bebida alcoólica em demasia, o metabolismo do ácido lático pode não ser eficiente, acarretando no acúmulo desta substância no organismo, originando a sensação de fadiga, que contribui para as indesejadas sensações de embriaguez e “ressaca”. A) Sendo o ácido lático um ácido monoprótico, isto é, apresenta somente um hidrogênio ionizável, escreva a equação que representa o equilíbrio de di ssociação deste ácido em água.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item X do programa de química do vestibular. Requer conhecimento em ácidos e bases e escala de pH. Solução: a) A equação que representa a dissociação do ácido lático em água é: CH3CHOHCO2H (l)
+ H2O (l)
-
+
CH3CHOHCO2 (aq) + H3O (aq)
B) Se uma solução aquosa de ácido lático 0,10 mol.L + concentração de íons H 3 O nesta solução?
-1
apresenta valor de pH = 2,00, qual a
+
pH = -log[H3O ] -1 Se uma solução aquosa 0,10 mol.L em ácido lático apresenta valor de pH = 2,0 -2
[H3O ] = 10 ; [H3O ] = 10 (ou 0,01 M) + como o ácido lático é uma ácido fraco, [H3O ] é menor do que a concentração inicial do ácido. +
-pH
+
03. O estômago humano, ao receber o alimento ingerido, é estimulado a produzir ácido clorídrico em elevada concentração. A elevada acidez originada (pH = 1,0) é necessária para o processo de digestão das proteínas, que é catali sada pela enzima pepsina. A) Para minimizar os efeitos da acidez excessiva do estômago ( azia ), diversos medicamentos são prescritos por médicos, dentre os quais o hidróxido de alumínio, Al(OH) 3. Descreva a equação química balanceada, da reação de neutralização do ácido clorídrico com o hidróxido de alumínio.
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COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens VI, VIII e X do programa de química do vestibular. Requer conhecimento em equações químicas, ajuste de equações químicas, relação de massa das reações químicas, unidades de concentração e ácidos e bases. Solução: a) Al(OH)3 (aq) + 3HCl (aq)
AlCl3 (aq) + 3H2O (l)
B) Qual o volume de uma solução 1,0 M em hidróxido de alumínio necessário para neutralizar completamente um volume correspondente a 10 mL de solução 1,0 M de HCl ? O número de mols presente em 10,0 mL de uma solução 1,0 M em HCl é: n = 1,0 mol/L x 0,01 L = 0,01 mol pela equação química representada no item a, para cada mol de Al(OH) 3 são necessários 3 mols de HCl. Portanto, para reagir completamente com 0,01 mol de HCl, é necessária uma quantidade equivalente a 0,03 mol de Al(OH)3 , e o volume de solução 1,0 M em hidróxido de alumínio correspondente a esta quantidade será: -1
V = 0,03 mol / 1,0 mol.L V = 0,03 L ou 30 mL
04. Ao realizar um experimento, um estudante aqueceu lentamente um
bloco de gelo, que estava inicialmente a -50 C e 1 atm de pressão, até uma temperatura de 0 C. Um aquecimento adicional -1 o causou a fusão do gelo, cuja variação de entalpia é ∆Hfusão = 6,0 kJ.mol , a 0 C. O estudante prosseguiu o o aquecimento desta substância líquida, tendo observado que, a partir de 100 C, iniciou-se o processo -1 o de ebulição, cuja variação de entalpia é ∆Hvaporização = 40,7kJmol , a 100 C. O estudante observou, ainda, o que o aquecimento adicional até atingir 200 C, acarretava em crescente consumo de calor, até o valor 70 -1 kJ.mol . o
o
o
-1
A) Esboce um gráfico temperatura ( C) versus quantidade de calor (kJ.mol ) para expressar qualitativamente os resultados do experimento acima descrito.
COMENTÁRIO
Assunto: Contempla os itens I e VII do programa de química do vestibular. Requer conhecimento em fenômenos físicos e químicos entalpia de mudança de estado. Solução:
200 ) 150 C ( p 100 m e 50 T
0 -50 0
A
B
C
D
70
calor adicionado (kJ/mol)
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A = X kJ
B = X + 6,0 kJ
C = Y kJ
D = Y + 40,7 kJ
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Conforme ilustrado na figura acima, a adição de calor ao agregado molecular de água, 0 o inicialmente a – 50 C, acarreta no aumento da temperatura do bloco de gelo, até atingir 0 C. O calor adicional causa a fusão do gelo, e essa energia é utilizada para romper as forças intermoleculares, que mantêm o agregado molecular no estado sólido. A quantidade de calor necessária para fundir o gelo é chamada de entalpia de fusão ou calor de fusão, ∆ Hfusão = 6,01 kJ/mol. Uma vez que o gelo é fundido, quantidades adicionais de calor causam, novamente, um aumento na temperatura da água 0 até alcançar o valor 100 C, que corresponde à temperatura de ebulição normal da água. A quantidade de calor necessária para promover a mudança do estado líquido para o estado gasoso, de uma determinada substância química, é denominada entalpia de vaporização, ou calor de vaporização, ∆ Hvaporização,. Para a água, a 1atm de pressão, este valor é de 40,7 kJ/mol. Após o processo de vaporização da água, qualquer quantidade de calor adicionado, causará um aumento contínuo na temperatura do sistema. Para a situação em questão, observa-se o consumo de uma quantidade de o calor total de 70 kJ/mol, correspondendo a uma temperatura de 200 C, do sistema. B) Qual o significado dos valores de ∆Hfusão e ∆Hvaporização , com relação à natureza das interações entre as moléculas, nos seus respectivos estados físicos? Os parâmetros ∆Hfusão e ∆Hvaporização são as energias requeridas para romperem as forças intermoleculares, que mantêm o agregado molecular de água no estado sólido, e líquido, respectivemente.
05. O grande avanço tecnológico dos equipamentos eletrônicos portáteis foi acompanhado proporcionalmente pelo desenvolvimento das fontes de energia el étrica de pequeno porte. Isto somente foi possível, através da utilização das reações químicas de transferência de elétrons para desenvolver as baterias (células) de dimensões proporcionais às dos respectivos equipamentos. Por exemplo, as baterias (células) de mercúrio, que são usadas em relógios, calculadoras e micro-câmeras fotográficas, utilizam as seguintes reações químicas: Zn (s)
+
–
–
2OH (aq) –
HgO (s) + H2O (l)
o
ZnO (s) + H2O (l) + 2e ;
+ 2e
Hg (l)
E = 0,76 V
–
+
o
2OH (aq) ;
E = 0,855 V
A) Considerando o processo descrito, identifique as reações anódica e catódica da célula de mercúrio, e os agentes redutor e oxidante.
COMENTÁRIO
Assunto: Contempla os itens IV e XI do programa de química do vestibular. Requer conhecimento distribuição eletrônica nos átomos e eletroquímica. Solução: a) A reação anódica, descreve o processo de oxidação e, portanto, é representada pela equação química: Zn (s) + 2OH (aq) ZnO (s) + H2 O (l) + 2e A reação catódica descreve o processo de redução e, portanto, é representada pela equação quimica: HgO (s) + H2O (l) + 2e Hg (l) + 2OH (aq) Agente oxidante = HgO Agente redutor = Zn o
B) Descreva a reação total e calcule a voltagem padrão ( E ) da célula de mercúrio.
Zn (s)
+
-
-
2OH (aq)
HgO (s) + H2O (l) Zn (s) + Hg) (s)
ZnO (s) + H2O (l) + 2e ;
+ 2e
-
Hg (l)
+
ZnO (s) + Hg (l)
-
2OH (aq) ;
o
E = 0,760 V o
E = 0,855 V
o
E = 1,615 V
A voltagem padrão da célula é resultante do somatório dos potenciais padrão dos processos anódico e catódico: o
E = 0,760 V + 0,855 V = 1,615 V
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C) Represente a configuração eletrônica, no estado fundamental, do metal de transição, no estado de oxidação em que se encontra em um dos produtos da reação anódica. O metal de transição presente na reção anódica é o zinco (Zn). No produto desta reação, o zinco encontra-se na forma de óxido de zinco, ZnO, ou seja, no estado de oxidação 2+. Portanto, a configuração eletrônica deste íon metálico, no e stado fundamental é: 2 2 6 2 6 10 1s 2s 2p 3s 3p 3d 06.
Os comprimentos das ligações BF ( 1,31Å ), na molécula do trifluoreto de boro, são consideravelmente menores do que os previstos para ligações simples entre estes elementos ( 1,52 Å ). Outras evidências experimentais, indicam fortemente a presença do caráter de dupla ligação( B=F ) nesta molécula. Por outro lado, a molécula do BF3 reage prontamente com amônia, que possui um par de elétrons não ligante (base de Lewis), originando a espécie química F3BNH3, na qual o átomo de boro apresenta quatro ligações covalentes simples. BF3 (g) + NH3 (g) F3BNH3 (g) Com base nestas informações e sabendo que as energias das três ligações BF, na molécula do BF3, são idênticas: A) represente as possíveis estruturas de Lewis para a molécula de BF3. COMENTÁRIO
Assunto: Contempla o item V do programa de química do vestibular. Requer conhecimento estruturas de Lewis. Solução: a) Os elementos do grupo 3 A, particularmente boro e alumínio, tendem a formarem compostos com menos de oito elétrons na camada de valência do átomo central. O boro possui configuração 2 2 1 eletrônica 1s 2s 2p , tendo um total de três elétrons de valência. O boro reage com os halogênios para formar uma classe de compostos com fórmula geral BX 3, onde X = halogênio. Assim, no BF 3, há somente seis elétrons ao redor do átomo de boro. A deficiência de densidade eletrônica do átomo de boro é compensada pela deslocalização eletrônica proveniente dos átomos de flúor, de elevadas eletronegatividades. Como não há diferença química entre átomos de mesmo elemento, as seguintes estruturas de ressonânicia, todas contendo duplas ligações entre B e F, contribuem para o híbrido de ressonância neste composto.
O fato de que o comprimento das ligaçoes B-F, no BF 3, serem menores do que o comprimento de uma ligação simples, reforça a atribuição das contribuições das estruturas de ressonância, mesmo embora, em cada caso, o boro a resente car a formal –1, e o flúor +1.
B)
represente as estruturas de Lewis para as demais moléculas que participam desta reação. As estruturas de Lewis para as demais moléculas que participam desta reação são:
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07. Inúmeros compostos orgânicos exercem suas atividades biológicas em função da estereoquímica (disposição relativa dos átomos de uma molécula no espaço). A efedrina (estrutura I), um produto natural isolado de plantas do gênero Ephedra, tem o poder de dilatar as vias respiratórias (sendo usada no tratamento da asma) e de aumentar bastante a pressão sangüínea. Pseudoefedrina (estrutura II), um outro composto isolado das mesmas plantas, atua de modo contrário, isto é, diminuindo a pressão sangüínea.
I (efedrina)
II (pseudoefedrina)
Com relação às estruturas da efedrina e da pseudoefedrina: A) informe se os referidos compostos são enantiômeros ou diastereoisômeros entre si. Justifique. B) apresente as estruturas espaciais (tridimensionais) para outros dois possíveis isômeros opticamente ativos de I e II. C) mostre as estruturas de dois estereoisômeros possíveis na reação de desidratação da efedrina. D) classifique cada um dos estereoisômeros resultantes da reação de desidratação da efedrina (item C) como cis ou trans .
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XIII e XIV do programa de química do vestibular. Requer conhecimentos de: isomeria espacial (geométrica e óptica) e de reações orgânicas (reações de eli minação). Solução: Efedrina e pseudoefedrina são moléculas com carbonos assimétricos e são assimétricas, ou seja, têm atividade ótica. Entretanto não são objeto e imagem através de um espelho plano, logo, são isômeros oticamente ativos denominados diastereoisômeros. Efedrina e pseudoefedrina são isômeros óticos (diastereoisômeros) com dois carbonos assimétricos e n 2 0 consequentemente, é previsto um total de 2 = 2 = 4 isômeros oticamente ativos (n = N de carbonos assimétricos). Portanto, são possíveis dois outros isômeros oticamente ativos de efedrina e pseudoefedrina (sem levar em consideração o centro assimétrico constituído pelo átomo de nit rogênio, visto que, de modo geral, estereoisômeros possíveis não são isolados em consequência da inversão de configuração em torno do nitrogênio). Os outros dois possíveis isômeros opticamente ativos de I e II são seus respectivos enantiômeros IV e III, ou seja, as imagens especulares de I e II, respectivamente:
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Os compostos estereoisômeros possíveis na reação de desidratação (eliminação de água para formar alcenos) são:
Obedecendo a ordem de prioridade estabelecida em relação ao número atómico dos átomos (N = 7 > C = 6 > H = 1) diretamente ligados aos carbonos da ligação dupla, o composto III representa o isômero trans, enquanto o IV, o isômero cis.
08. Os alcenos são compostos orgânicos de grande importância, pois constituem matéria prima para os
plásticos, borrachas, fibras sintéticas, etc., indispensáveis no mundo moderno. Os alcenos são bastante reativos e suas diversas reações (redução, oxidação, polimerização, etc.) originam os mais diversos derivados de interesse científico e comercial. Observe o alceno A e as reações indicadas, efetuadas em condições em que não ocorre abertura do anel em nenhum dos casos. H2
1
Ni (catalisador), ∆
Br2 CCl4 (solvente), 25 ºC
2
CH2 3
Alceno A
HBr 25 ºC, ausência de luz e peróxidos H2O
4 +
H (catalisador), 25 ºC
KMnO4 diluído em H2O, a frio, meio neutro
5
Com relação ao alceno A e as reações indicadas, pede-se: A) complete as reações indicadas (1 a 5) com os respectivos produtos orgânicos principais. Na reação em que for possível mais de um produto prevalece a regra de Markovnikov. B) mostre a estrutura e o nome de um isômero do alceno A que, por reação com H2 na presença de Ni e calor, origine o mesmo produto da reação 1. C) indique o tipo de isomeria existente entre o alceno A e o composto solicitado no item B.
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COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XIII e XIV do programa de química do vestibular. Requer conhecimentos de: isomeria ( plana ), nomenclatura e reações químicas ( r eações de adição ). Solução: Todas as reações indicadas representam reações de adição à ligação dupla carbonocarbono (Reações de alcenos), denominadas especificamente de acordo com a ordem apresentada, de: adição de hidrogênio (hidrogenação), adição de halogênios (bromo), adição de ácidos halogenídricos (ácido bromídrico), adição de água (hidratação) e formação de glicóis (oxidação). Os respectivos produtos são:
Um isômero de A e que por hidrogenação origine o mesmo produto (metilciclopentano) da reação 1 deve ter a mesma estrutura carbônica, diferenciando-se neste caso, apenas com relação à posição da ligação dupla. Assim, a hidrogenação dos compostos B, C ou D (são possíveis três estruturas isoméricas) origina também o metilciclopentano:
1-metil-ciclopenteno 3-metil´ciclopenteno 4-metil-ciclopenteno Os compostos A e B, C ou D, diferenciam-se apenas pela posição da ligação pi ( π) e, são isômeros de posição.
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portanto,
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ COMISSÃO COORDENADORA DO VES TIBULAR a
COMENTÁRIOS DA PROVA DE QUÍMICA – 1 ETAPA – 2000
01.
Uma pessoa que possui amálgama dentário (mistura sólida composta por Ag 2Hg3, Ag 3Sn e Sn 8Hg), ao morder pequenos pedaços de alumínio, geralmente presentes nas embalagens de chocolates, experimenta uma sensação momentânea de dor aguda. Tal sensação é causada por uma pequena corrente elétrica, que estimula o nervo sensitivo do dente, gerada pela oxidação do alumínio metálico ( +3 o Al (s) Al (aq) + 3e ; E = 1,66 V ), em contato com o amálgama. Este atua como eletrodo inerte, + o no qual ocorre a reação de redução do oxigênio (O 2 (g) + 4H (aq) + 4e 2H2O(l) ; E = 1,23 V), na presença da saliva ( eletrólito ), originando uma célula eletroquímica. Com base nestas informações, é correto afirmar que: A) o amálgama atua como agente redutor do oxigênio e o alumínio é o agente oxidante. B) a voltagem padrão da célula gerada é + 0,43 V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo. C) no amálgama, todos os metais encontram-se originalmente oxidados e experimentam o processo de redução, em conseqüência da oxidação do alumínio. D) como o potencial de oxidação do alumínio ( Al ) é mais positivo do que o potencial de redução do oxigênio (O2), este último atuará como agente redutor. E) a voltagem padrão da célula gerada é + 2,89 V, e independe do número de elétrons envolvidos no processo.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens I e XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de eletroquímica , e substâncias puras e misturas. Solução: O alumínio, dentre as espécies presentes, é o elemento que apresenta o menor potencial de redução, consequentemente esta espécie sofrerá oxidação, atuando como agente redutor. Portanto as alternativas A e D estão incorretas. No amálgama, todos os metais encontram-se no estado de oxidação zero, e não são susceptíveis aos processos de redução. Portanto, a alternativa C está incorreta. A outra espécie presente no meio, é o oxigênio ( O2 ) que possui potencial de redução maior do que o do alumínio, experimentando, portanto o processo de redução. Desta forma, as semi-reações da célula gerada são: +3 o Al (s) Al (aq) + 3e E = 1,66 V + o O2 (g) + 4H (aq) + 4e 2H2 O(l) E = 1,23 V A voltagem padrão da célula será: o E cela = 1,23 V + 1,66 V = 2,89 V A voltagem padrão da célula é dada pela equação acima descrita, e só depende dos potenciais padrão dos agentes oxidante e redutor. Desta forma, a voltagem padrão da célula gerada independe do número de elétrons envolvidos no processo, e somente a alternativa E está correta.
02. O óxido nítrico, NO, é normalmente veiculado pela mídia como um indesejável poluente do meio ambiente. Sabe-se, entretanto, que esta substância é, também, essencial nas atividades digestivas, na regulação da pressão sanguínea e na defesa bacterial, o correndo naturalmente em diversos tipos de células do corpo humano. Com relação às ligações químicas presentes na molécula do óxido nítrico, é correto afirmar que: WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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A) B) C) D) E)
são predominantemente iônicas, resultando em uma espécie química apolar. são covalentes apolares, e a molécula do NO é polar. satisfazem à regra do octeto, e o número de oxidação do nitrogênio é +2. são covalentes polares, e a molécula do NO possui momento de dipolo ( µ ≠ 0 ). são covalentes apolares, e a molécula do NO apresenta forte caráter iônico.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens IV e V do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em distribuição eletrônica dos elementos, tabela periódica e ligações químicas. Solução: A molécula de óxido nítrico, NO, é formada pela combinação de um átomo de nitrogênio com um átomo de oxigênio, ambos elementos não metálicos. Como há diferença de eletronegatividade entre estes dois elementos, o caráter desta ligação é covalente polar. A molécula do óxido nítrico é linear, diatômica heteronuclear, e, portanto, possui momento de dipolo (µ ≠ 0), sendo classificada como molécula polar. Desta forma, as opções A, B e E estão incorretas. O nitrogênio possui 5 elétrons em sua camada de valência e o oxigênio 6. Portanto, a espécie molecular neutra NO apresenta um total de 11 elétrons nos orbitais moleculares de mais altas energias, não obedecendo a regra do octeto, e a alternativa C está incorreta. Pelo exposto, somente a alternativa D está correta. 03. A formação da casca dos o vos das aves é, geralmente, proveniente da reação: Ca
2+ (aq)
+ CO3
2(aq)
CaCO3(s)
2-
2+
Os íons CO3 são naturalmente produzidos, a partir do metabolismo do CO 2 e do Ca , que são convertidos em H2CO3, enzimaticamente, originando os seguintes equilíb rios: CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) HCO3
(aq)
H2CO3 (aq) +
H
H
-
(aq) + (aq)
+ HCO3 + CO3
(aq)
2(aq)
Como as aves não transpiram, faz-se necessária uma intensa respiração para resfriar seus próprios 2corpos, acarretando na grande liberação de CO 2 e, conseqüentemente, na deficiência de íons CO3 , comprometendo a formação da casca dos ovos. De acordo com o princípio de Le Chatelier, assinale a alternativa que contempla a melhoria do processo de formação da casca dos ovos das aves. A) B) C) D) E)
Adição de ácido clorídrico à água fornecida às aves. Adição de monóxido de carbono, CO, à água fornecida às aves. Adição de carbonato de sódio, Na2CO3, à água fornecida às aves. Fornecer água destilada às aves. Fornecer soro caseiro ( açúcar e sal de cozinha) às aves.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IX do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em equilíbrio químico. Solução: O princípio de Le Chatelier estabelece que: “ Qualquer perturbação externa causada em um sistema em equilíbrio provoca uma reação contrária no sentido de minimizar tal perturbação, e estabelecer novamente o estado de equilíbrio ”. A alternativa A está incorreta, pois a adição de ácido clorídrico (HCl) à + água, resulta na adição de íons H ao sistema, acarretando no aumento da concentração dos reagentes das 2reações II, III e IV, o que implica, também, na diminuição da concentração dos íons CO3 , com consequente comprometimento da formação das cascas dos ovos. A adição de monóxido de carbono não acarreta em alterações do equilíbrio, e, portanto, a alternativa B está incorreta. A alternativa C está correta, pois a adição 2de Na2CO3 conduz ao aumento da concentração de íons CO 3 no sistema, com consequente deslocamento do equilíbrio I, no sentido da formação de CaCO 3. As alternativas D e E estão incorretas, pois a concentração da água é admitida ser constante durante todo o processo em equilíbrio, e o soro caseiro é uma solução aquosa de NaCl e açúcar (sacarose), os quais não participam dos sistemas reacionais. 04. O soro caseiro é preparado pela completa dissolução de porções de açúcar (C 12H22O11), e de sal de cozinha ( NaCl ), em água fervida. Esta solução é bastante eficaz no combate à desidratação crônica,
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em crianças com elevado grau de desnutrição. Estabelecendo-se que a massa das porções de açúcar e sal são 0,171 g e 0,585 g , respectivamente, dissolvidos em 500 mL de água, e considerando-se que estas massas são desprezíveis com relação ao volume total da solução, as concentrações de C12H22O11 e NaCl em mol.L-1 nesta solução são, respectivamente: A) B) C) D) E)
1,0 x 10-4 e 2,0 x 10-3 0,001 e 0,02 0,005 e 0,10 1,0 x 10-5 e 2,0 x 10-4 3,42 e 11,7
COMENTÁRIO
Assunto: Contempla o item VIII do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em unidade de concentrações das soluções. Solução: A concentração molar de uma solução, é dada por: M = n/V(L) Onde M = molaridade; n = número de mols do soluto e V(L) = volume da solução em litros. Para o sal (NaCl), o número de mols será: n = 0,585 g/58,5 gmol-1 = 0,01 mol, e a concentração molar será: M = 0,01 mol / 0,5 L = 0,02 mol.L-1 ou 2,0 x 10-2 mol.L-1 Similarmente, para o açúcar (C12H22O11), o número de mols será: n = 0,171 g / 342 g.mol-1 = 0,0005 mol, e a concentração molar será: M = 0,0005 mol / 0,5 L = 0,001 mol.L-1 ou 1,0 x 10-3 mol.L-1. Portanto alternativa B está correta. 05. Estudos recentes têm indicado que o uso inapropriado de lubrificantes ordinários, normalmente
encontrados em farmácias e drogarias, tais como loções oleosas e cremes, que contêm vaselina, óleo mineral ou outros derivados de petróleo, acarretam danificações nos preservativos masculinos (camisinhas), os quais são feitos, geralmente, de um material denominado látex ( poli-1,4-isopreno), cujo momento dipolar é aproximadamente igual a zero (µ ≅ 0), e cuja estrutura da unidade monomérica é dada a seguir: H3C
H C
H2C
C CH2
Tais danificações, geralmente, constituem-se de micro-rupturas das camisinhas, imperceptíveis a olho nu, que permitem o fluxo de esperma através das mesmas, acarretando gravidez indesejável, ou na transmissão de doenças sexualmente transmissíveis, particularmente a AIDS. Assinale a alternativa correta. A) Substâncias apolares seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. B) Óleos lubrificantes bastante solúveis em tetracloreto de carbono ( CCl4 ), geralmente, não interagem com o látex. C) Os óleos que provocam danificações nos preservativos são, geralmente, de natureza bastante polar. D) Substâncias, cujas forças intermoleculares se assemelham às presentes no látex, seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. E) Substâncias com elevados valores de momento de dipolo seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. COMENTÁRIO
Assunto: Contempla os itens V e VIII do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimentos em interações físicas e químicas e em solubilidade Solução: Muitas pessoas leigas sabem que substâncias apolares, como o óleo, e substâncias polares, como a água, não se misturam. Contrariamente, substâncias polares são solúveis entre si, bem como as apolares são, WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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também, solúveis entre si. Contudo, estas mesmas pessoas ignoram que este fenômeno básico pode contribuir para a disseminação de doenças, como a AIDS. O látex ( poli-1,4-isopreno ), é um polímero com baixíssimo momento de dipolo, portanto quase apolar, que é solúvel na maioria das loções oleosas e cremes, que contêm vaselina, óleo mineral ou outros derivados de petróleo, os quais são, também, pouco polares, ou mesmo apolares. As danificações causadas por estes materiais nos preservativos são, geralmente, imperceptíveis ao olho humano, porém são de dimensões suficientes para permitirem a passagem do vírus HIV ou de espermatozóides. Portanto, mesmo sabendo que o uso de l ubrificantes causa o aumento da resistência dos preservativos, não é aconselhável adquiri-los, sem o devido conhecimento das suas propriedades. Obviamente, as substâncias adequadas para tal uso, são aquelas cujas forças intermoleculares diferem significativamente das presentes no látex, isto é, são polares, além de apresentarem a desejada propriedade lubrificante. Portanto, a alte rnativa E está correta.
06. Recentemente, foram veiculados na imprensa brasileira os problemas decorrentes da contaminação de refrigerantes e de outros produtos alimentícios, fabricados na Bélgica, com a dioxina, um composto organoclorado bastante tóxico. Tal fato originou o embargo comercial destes produtos em diversos países. Cl
Cl
O
O
Cl
Cl
dioxina Com base na estrutura da dioxina, acima representada, é correto afirmar que sua fórmula: A) B) C) D) E)
3
empírica é C6H2OCl2, e a hibridação dos átomos de oxigênio é sp . molecular é C12H4O2Cl4, e sua molécula é polar. empírica é C12H4O2Cl 4, e sua fórmula molecular é C 6H2OCl2. 2 empírica é C3HO1/2Cl, e a hibridação dos átomos de oxigênio é sp . molecular é C12H4O2Cl4, e os átomos de oxigênio possuem 3 pares de elétrons não ligantes.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens III, IV e V do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em leis ponderais, fórmulas químicas, distribuição eletrônica dos elementos, polaridade e hibridação. Solução: A fórmula empírica de uma dada substância é a relação mais simples e inteira entre as quantidades de átomos presentes na molécula. Como a fórmula molecular da dioxina é C 12H4O2Cl4, sua fórmula empírica é C6H2OCl2. Os átomos de oxigênio formam duas ligações covalentes com os átomos de carbono dos anéis aromáticos, e possuem dois pares de elétrons não-ligantes (isolados). Desta forma, 3 possuem quatro pares de elétrons estereoativos, e sua hibridação é sp . A molécula da dioxina é apolar e, portanto, somente a alternativa A está correta.
07. As pesquisas sobre materiais utilizados em equipamentos esportivos são direcionadas em função dos mais diversos fatores. No ciclismo, por exemplo, é sempre desejável minimizar o peso das bicicletas, para que se alcance o melhor desempenho do ciclista. Dentre muitas, uma das alternativas a ser utilizada seria inflar os pneus das bicicletas com o gás hélio, He , por ser bastante leve e inerte à combustão. A massa de hélio, necessária para inflar um pneu de 0,4 L de volume, com a pressão o correspondente a 6,11 atm, a 25 C, seria: -1 -1 Constante universal dos gases: R = 0,082 L.atm.mol .K A) B) C) D) E)
0,4 g 0,1 g 2,4 g 3,2 g 4,0 g
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COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item II do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em lei dos gases ideais. Solução: PV = nRT Onde P = pressão (atm), V = volume (L), T = temperatura (K), n = número de mols e R = constante universal -1 -1 dos gases (L.atm.mol .K ). Logo: n = PV/RT -1 -1 n = 6,11 atm x 0,4 L / 0,082 L.atm.mol .K x (273+25)K n = 0,1 mol n = massa/massa molar -1 massa molar do He = 4 g.mol -1 massa de hélio = 4 g.mol x 0,1 mol = 0,4 g. A alternativa A está correta. 08. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, através da incidência de luz de freqüência apropriada. Tal fenômeno é diretamente influenciado pelo potencial de ionização dos metais, os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas, etc. Com base na variação dos potenciais de ionização dos elementos da Tabela Periódica, assinale a alternativa que contém o metal mais susceptível a exibir o efeito fotoelétrico. A) B) C) D) E)
Fe Hg Cs Mg Ca
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IV do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em Tabela Periódica. Solução: O efeito fotoelétrico está diretamente associado ao potencial de ionização do metal. Quanto menor o potencial de ionização, menor será a energia necessária para promover a retirada do elétron em particular, e, consequentemente, mais fácil ocorrerá o efeito fotoelétrico. A energia de ionização, na tabela periódica, varia de maneira diretamente proporcional à carga nuclear efetiva, e inversamente ao raio atômico. Dentre os elementos relacionados nas alternativas, o césio possui menor energia de ionização, sendo, portanto, o metal mais suceptível à exibir o efeito fotoel étrico. A alternativa C está correta. 09. Pequenas variações na concentração hidrogeniônica do organismo humano podem causar efeitos drásticos no funcionamento celular. Por exemplo, se o pH do sangue, que é normalmente 7,45, for alterado para valores menores do que 6,80 ou maiores do que 8,00, pode resultar na morte do indivíduo. Assinale a alternativa que contém o intervalo dos valores de concentração hidrogeniônica, no sangue, suportável ao organismo humano: A) B) C) D) E)
+
0,10 M ≤ [H ] ≤ 0,30 M -8,00 + -6,80 10 M ≤ [H ] ≤ 10 M -7,20 + -6,00 10 M ≤ [H ] ≤ 10 M + 6,80 M ≤ [H ] ≤ 8,00 M -14,00 + -7,00 10 M ≤ [H ] ≤ 10 M
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item X do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em conceito de ácidos e ba ses e escala de pH. Solução: [H+] pH = -log + -pH [H ] = 10 Como o pH não pode ser superior a 8,00 e nem inferior a 6,80; a concentração hidorgeniônica não pode ser -6,80 -8,00 -8,00 + -6,80 superior a 10 M e nem inferior a 10 M. Ou seja, 10 M ≤ [H ] ≤ 10 M. A alternativa B está correta. WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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10. A legislação brasileira atual obriga todos os veículos a serem equipados com um catalisador no sistema de exaustão dos gases provenientes da combustão da gasolina, para a eliminação de poluentes. Os catalisadores são espécies que aumentam a velocidade de uma reação química, promovendo um mecanismo alternativo de reação sem, entretanto, participarem da reação propriamente dita. Com relação às ações dos catalisadores, é correto afirmar que os me smos diminuem: A) a energia de ativação da reação. B) a energia cinética média das moléculas dos reagentes. C) as interações intermoleculares entre reagentes, facilitando a conversão em produtos. D) a estabilidade dos produtos, fazendo com que estes se convertam em intermediários de reação. E) o conteúdo energético dos produtos, tornando-os menos estáveis e deslocando o sentido da reação química.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IX do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em velocidade das reações químicas, fatores que influenciam a velocidade das reações químicas. Solução: Os catalisadores promovem um mecanismo reacional alternativo, com consequente diminuição da energia de ativação das reações, aumentando suas velocidades, sem que, entretanto, alterem a energia e a estabilidade dos reagentes. O emprego dos catalisadores, não implica em diminuição das interações intermoleculares entre os reagentes, o que provocaria, também, uma diminuição na velocidade da reação ( efeito contrário do observado ). A ação dos catalisadores, é acompanhada da formação de complexos ativados, cujos conteúdos energéticos são menores do que os observados originalmente nas reações. Portanto, a alternativa A está correta.
11. As “bolsas frias”, que servem como compressas térmicas no tratamento de lesões musculares, são, geralmente, fabricadas com recipientes de plástico, fisicamente divididos em dois compartimentos. Um destes contém nitrato de amônio ( NH4NO3 ) e o outro água ( H 2O ). Uma pequena compressão no recipiente provoca o rompimento da divisória, causando a dissolução do NH 4NO3 na água, originando o resfriamento da mesma. Com relação ao processo descrito, é correto firmar que : A) origina-se da decomposição endotérmica do NH4NO3, formando as substâncias simples N 2(g), O2(g) e H2(g). + B) é endotérmico e origina-se da formação das ligações covalentes entre os íons NH4 e NO3 com a água. C) é exotérmico e o calor liberado provoca o resfriamento da água, devido a o seu baixo valor de calor específico. + D) é endotérmico e origina-se da interação entre os íons NH 4 e NO3 e as moléculas de água (hidratação). E) se origina de uma reação endotérmica de dupla troca com conseqüente formação de N 2(g), O2(g) e H2(g).
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens V, VI e VII do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em ligações químicas, princípios de reatividade e t ermoquímica. Solução: A reação que representa corretamente o processo de dissolução do NH 4 NO3 é dada por: NH4NO3 ( s )
+
H2O
–
–1
NH4 ( aq ) + NO3 ( aq ) ; ∆H = 6,7 kcal. Mol
O processo é endotérmico, conforme sugerido no enunciado da questão, o que justifica o valor positivo da variação do conteúdo térmico do mesmo. Portanto, somente a alternativa D está correta.
12. A “aspirina tamponada” (estrutura II), medicamento mundialmente utilizado como analgésico, antitérmico, antiinflamatório e anti-reumático, pode ser obtida através da transformação química do ácido salicílico (estrutura I ). O
O
C
C OH
OH
-
O Na
+
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C O
CH3
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Estrutura I
Estrutura II
Assinale a alternativa que indica corretamente as salicílico em “aspirina tamponada”. A) B) C) D) E)
reações químicas de
transformação do ácido
hidratação e combustão; combustão e hidrólise; salificação e esterificação; hidrogenação e ozonólise; redução e descarboxilação.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XIII e XIV do Programa de Química do Vestibular. Comentário: requer conhecimento sobre funções orgânicas, grupos funcionais, classes de reações e tipos de reações. Solução: O ácido salicílico (estrutura I) contém os grupos funcionais carboxila (da função orgânica ácido carboxílico) e hidroxila (da função orgânica fenol). O hidrogênio do grupo carboxila foi substituído pelo íon sódio, originando um sal, na reação conhecida como salificação. Na outra reação química, o hidrogênio da hidroxila foi substituído por um grupo acila (CH3-C=0), originando um produto com a função orgânica éster, na reação conhecida como esterificação. Portanto, a “aspirina tamponada” (estrutura II), foi produzida através das reações de salificação e esterificação, sendo, consequentemente correta, a alternativa C. 13. Diversos tipos de compostos orgânicos podem ser oxidados a ácidos carboxílicos por ação de vários reagentes tais como KMnO 4, HNO3, etc. D-xilose, D-arabinose, D-ribose e D-lixose, por exemplo, são compostos naturais que possuem grupos funcionais que podem ser oxidados a ácidos dicarboxílicos com fórmula molecular C5H8O7. Os compostos naturais, abaixo indicados de maneira simplificada através de fórmulas planas, possuem estruturas assimétricas com carbonos assimétricos.
H
O
H
O
H
C
C
H
O
O C
C
HO
C
H
H
C
OH
HO
C
H
H
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
OH
H
C
OH
H C
OH
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
C
C H 2O H D-Xilose
C H 2O H D- Arabinose
CH2 OH
CH 2OH D-Ribose
D-Lixose
Com relação a estes compostos, assinale a alternativa que indica corretamente aqueles que fornecem, após oxidação, ácidos dicarboxílicos com estruturas simétricas, ou seja, que possuam plano de simetria (forma meso : inativo por compensação interna). A) B) C) D) E)
D-xilose e D-arabinose; D-xilose e D-ribose; D-arabinose e D-ribose; D-arabinose e D-lixose; D-xilose e D-lixose.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XII, XIII e XIV do Programa de Química do Vestibular. Comentário: requer conhecimento de isomeria, funções orgânicas e tipos de reações. Solução: Todas as estruturas possuem os grupos funcionais aldeído (-CHO) e álcool (-OH) primário, sendo portanto possíveis de oxidação para originarem ácidos dicarboxílicos. Entretanto, somente as estruturas Dxilose e D-ribose, originam, ácidos dicarboxílicos com estruturas simétricas, isto é, com plano de simetria (compostos meso ). Este plano, no caso, perpendicular ao eixo principal destas moléculas (ácidos dicarboxílicos), divide-as em duas partes em que uma é a imagem especular (através do espelho plano) da outra. Logo, a resposta correta, é a alternativa B. 14. O aroma dos perfumes, geralmente, resulta de misturas de compostos químicos. Moléculas com
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OH
OH
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estruturas químicas semelhantes não possuem necessariamente aromas similares. Nerol e geraniol, por exemplo, cujas estruturas são representadas abaixo, são constituintes naturais de perfumes e exalam diferentes aromas. Nerol Geraniol Com relação às moléculas acima representadas, é correto afirmar que nerol e geraniol são isômeros: A) B) C) D) E)
óticos. de posição. de compensação. geométricos. de função.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item XIII do Programa de química do Vestibular Comentário: requer conhecimento sobre o assunto isomeria na qu ímica orgânica. Solução: Os compostos Nerol e Geraniol são semelhantes: possuem a mesma cadeia carbônica, ambos têm duas ligações duplas carbono-carbono e ambos têm uma hidroxila. A diferença entre eles está na ligação dupla próxima à hidroxila em que, no nerol, os dois substituintes maiores de cada carbono da ligação dupla estão no mesmo lado (isômero cis ), enquanto, no geraniol, estes mesmos dois substituintes estão em lados opostos (isômero trans). Compostos isoméricos deste tipo, são denominados isômeros cis e trans ou isômeros geométricos. Logo, a alternativa correta é a D. 15. A reação do monóxido de carbono ( CO ) com o óxido nítrico ( NO ), produzindo dióxido de carbono ( CO2 ) e nitrogênio molecular ( N 2 ) é representada pelo equilíbrio abaixo: CO (g) + NO (g)
60
o
CO2 (g) + ½ N2 (g) ; Kc ≅ 10 , à 25 C e 1 atm.
Tal processo químico é termodinamicamente favorável, conforme indicado pelo valor da constante de equilíbrio ( Kc). Contudo, na prática, observa-se que a formação de CO 2 (g) e N2 (g), por este processo, ocorre de forma tão lenta que o mesmo não se constitui em um método prático de remoção de CO e NO da atmosfera. Assinale a alternativa correta. A) A velocidade da reação de formação de CO2 (g) e N2 (g) é lenta devido ao elevado valor de Kc. B) A velocidade da reação de formação de CO2 (g) e N2 (g) poderá ser elevada através da redução das concentrações iniciais de CO (g) e NO (g). C) Pode-se elevar a velocidade da reação de formação de CO 2 (g) concentração inicial de CO.
e N2 (g), reduzindo-se somente a
D) O valor de Kc indica que, no equilíbrio, a velocidade da reação no sentido do consumo de CO2 (g) e N2 (g) é 60 vezes maior do que da formação destes. E ) O elevado valor de Kc não necessariamente está relacionado à estabilidade cinética do sistema.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IX do programa de química do vestibular Comentários: Requer conhecimento em cinética e equilíbrio quími co. Solução: Embora algumas reações, particularmente aquelas que envolvem pequenas moléculas gasosas ou íons em solução, se processem rapidamente, há muitas reação espontâneas que, na verdade, ocorrem muito lentamente. Este é caso da reação apresentada na questão. o O ∆G para esta reação, a 25 C e 1 atm, é –82,2 kcal/mol, indicando que a reação é espontânea nestas o 60 condições. Na verdade, K c a 25 C é tão grande (≅ 10 ) que esses dois gases tóxicos, mesmo nas baixas concentrações encontradas na exaustão dos automóveis, deveriam se combinar, quase completamente, para formar dióxido de carbono e nitrogênio molecular. Infelizmente, entretanto, essa reação ocorre tão lentamente, sob condições ordinárias, que não oferece um método prático de remoção de CO e NO da atmosfera. Este exemplo, bem ilustra a necessária diferença conceitual entre estabilidades termodinâmica e cinética. No primeiro caso, o que determina a espontaneidade da reação é a diferença entre os conteúdos energéticos dos reagentes e produtos, enquanto que, no segundo caso a velocidade da reação é WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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determinada pela energia de ativação. Em outras palavras, estabilidade termodinâmica e cinética não necessariamente estão relacionadas entre si. A alternativa E é a única que está correta.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ COMISSÃO COORDENADORA DO VES TIBULAR a
COMENTÁRIOS DA PROVA DE QUÍMICA – 2 ETAPA – 2001
01.
A cisplatina, um complexo inorgânico utilizado no tratamento do câncer de testículos, é preparada através da reação da amônia com o tetracloroplatinato de potássio, segundo a reação: K2PtCl4 + 2 NH3
Pt(NH3)2Cl2 + 2 KCl
Ao utilizarem-se 10g de cada um dos reagentes dados, na preparação desta metalodroga, pede-se:
Assunto:
Contempla os itens III e VI do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em massa molar e relações de massa das reações químicas. Solução: A) A quantidade máxima de cisplatina que será formada. K2PtCl4 + 2 NH3 415,2 g 2 X 17 g
Pt(NH3)2Cl 2 + 2 KCl 300 g 2 X 74,6 g
a partir de 10 g de K2PtCl4, a quantidade de cisplatina formada será:
10,0 gK 2 PtCl 4 x
300,0 gPt ( NH 3 ) 2 415,2 gK 2 PtCl 4
=
7,23gPt ( NH 3 ) 2 Cl 2
a partir de 10 g de NH3, a quantidade de cisplatina formada será:
10,0 gNH 3 x
300,0 gPt ( NH 3 ) 2 34,0 ggNH 3
=
88,23 gPt ( NH 3 ) 2 Cl 2
logo, a quantidade máxima de cisplatina formada será 7, 23 g. B) Identificar o reagente que estará presente em excesso na reação, e o que será completamente consumido ( reagente limitante ). A quantidade de NH3 necessária para reagir completamente com 10 g de K 2PtCl4, será:
10,0 gK 2 PtCl 4 x
34,0 gNH 3 415,2 gK 2 PtCl 4
=
0,8 gNH 3
A quantidade de K2PtCl4 necessária para reagir completamente com 10 g de NH 3, será: WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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10,0 gNH 3 x
415,2 gK 2 PtCl 4 34,0 gNH 3
= 122,1gK 2 PtCl 4
Portanto, o NH3 caracteriza-se como o reagente em excesso e o K2PtCl4 como o reagente limitante para esta reação, o qual será consumido completamente. C) A quantidade máxima do reagente em excesso que será consumida. A quantidade máxima de NH 3 que consumida será 0,8 g.
02. O gás d’água, uma importante mistura constituída de CO e H 2, utilizada na indústria, é preparado o
através da passagem de um fluxo de água gasosa sobre carvão, a 1000 C. (I) C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g)
Dadas as seguintes informações: o
(II) C (s) + O2 (g) CO2 (g); (III) 2H 2 (g) + O2 (g) 2H2O (g); (IV) 2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g);
Assunto: Contempla os itens Lewis e lei de Hess. Solução: A) calcule o valor de
o
∆H
V
e
VII
∆H
= -393,5kJ o H = -483,6kJ ∆ o ∆H =-566,0kJ
do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em estruturas de
para a formação do gás d’água (I), e classifique a reação termoquimicamente.
Aplicando a lei de Hess:
C (s) + O2 (g) CO2 (g); H2O (g) H 2 (g) + ½O2 (g); CO2 (g) CO (g) + ½O2 (g); C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g)
o
∆H
= -393,5kJ ∆H = 241,8kJ o ∆H = 283,0kJ o
∆H
o
= 131,3kJ
Portanto é uma reação endotérmica. B) represente as estruturas de Lewis para os agentes oxidante e redutor da reação (I), somente os que constituem substâncias químicas compostas. O elemento C muda de estado de oxidação de zero para +2 na substância composta CO, portanto sofre uma oxidação, sendo classificado como agente redutor. Já o H muda de +1 na substância composta H 2O para zero na substância simples H2, sofrendo uma redução, sendo a molécula H 2O classificada como agente oxidante.
.. ..
O
H
H
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Escreva a equação iônica balanceada para a neutralização de iguais quantidades de ácido nítrico (HNO3) e metilamina ( CH3NH2). Indique se o valor de pH , após neutralização, será maior ou menor do que 7,0. Justifique.
03.
Assunto: Contempla os itens IX e X do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em equilíbrio químico, ácidos e bases fortes e fracos e propriedades ácidos bases dos sais. Solução: Como o HNO3 é um ácido forte, e CH3NH2 é uma base fraca, a equação iôni ca líquida é: +
H3O (aq) + CH3NH 2 (aq)
+
CH3NH3 (aq) + H2O (l) +
-
Após a neutralização, a solução contém CH3NH3 , um ácido fraco, e NO3 , que não possui propriedades ácidas ou básicas. Portanto, o pH resultante será menor do que 7, 0.
04.
O ácido láctico é produzido no organismo humano, através de um processo de transferência de elétrons, termodinamicamente espontâneo, envolvendo o ácido pirúvico ( CH3COCOOH ). A equação, simplificada, representativa deste processo é: I.
CH3COCOOH + H + + Ácido pirúvico
CH3CHOHCOOH + ácido láctico
A
B
Dados os potenciais padrão de redução das seguintes semi-reações: II.
CH3COCOOH + 2H + + 2eÁcido pirúvico
III.
NAD+ + H+ + 2e -
CH3CHOHCOOH ácido láctico
NADH
(NAD = Nicotina Adenosina Difosfato) Com base nestas informações, pede-se:
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Eo = -190 mV Eo = -320 mV
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Assunto: Contempla o item XI do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em classificação de células e agentes oxidante e redutor. Solução: A) identificar as espécies A e B , na equação da reação I. Justifique. De acordo com as equações dadas, para que o processo seja termodinamicamente espontâneo, a única possibilidade que satisfaz esta condição é descrita como: +
-
CH3COCOOH + 2H + 2e CH3CHOHCOOH + + NADH NAD + H + 2e CH3COCOOH
+
+ H
o
E = -190 mV o E = 320 mV +
+ NADH
o
CH3CHOHCOOH + NAD ; E = 130 mV
A = NADH + B = NAD B) calcular o potencial padrão da reação I. o
Calculado acima: E = 130 mV C) identificar os agentes oxidante e redutor, na reação I. Agente oxidante: CH3COCOOH Agente redutor: NADH
05. Cálcio metálico reage com hidrogênio gasoso, em elevadas temperaturas, para formar o hidreto de
cálcio. Assunto: Contempla os itens III, IV e VI do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em fórmulas químicas, configuração eletrônica dos ele mentos e equações químicas. Solução: A) Descreva a equação química balanceada para este processo. -
Hidretos metálicos contêm hidrogênio, com número de oxidação –1. Como o cálcio tem Nox=+2, deve haver dois íons H 2+ por íon Ca , e a fórmula do hidreto de cálcio deve ser CaH2. Ca (s) + H2 (g) CaH2 (s) B) Descreva as configurações eletrônicas dos elementos, tal como encontram-se no produto da reação. 2+
2
2
6
2
Ca : 1s 2s sp 3s 3p 2 H : 1s
6
06. Ao desejar identificar o conteúdo de um cilindro contendo um gás monoatômico puro, um estudante
de Química coletou uma amostra desse gás e determinou sua densidade, d = 5,38 g/L, nas seguintes o condições de temperatura e pressão: 15 C e 0,97 atm. Com base nestas informações, e assumindo o modelo do gás ideal: -1
-1
dados: R = 0,082 atmLmol K
Assunto: Contempla o item II do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos em lei dos gases ideais. Solução: A) calcular a massa molar do gás WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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Considerando um volume de 1 litro de gás, sua massa é de 5,38 g ( d = 5,38 g/L). Portanto usando a equação do gás ideal:
PV
w
=
=
nRT , fazendo n
mRT
m
=
w
, onde m = massa e w = massa molar do gás. Substituindo na equação do gás ideal, temos:
5,38 gx0,082 Latmmol 1 K 1 x 288,15 K −
=
−
0,97atmx1,00 L
PV
w 131,05 g / mol =
B) Identificar o gás Verificando-se os elementos químicos da tabela periódica, o gás que possui a massa atômica mais próxima da encontrada é o Xenônio ( 131,3 uma ).
07. Muitos dos compostos orgânicos, apesar de bastante difundidos na natureza, devem ser transformados quimicamente de modo a originar produtos compatíveis para o consumo. Por exemplo, as reações químicas indicadas abaixo permitem obter, a partir do glicerídeo A, produtos de uso comum, tais como, sabão e combustível de origem vegetal. O
I.
H3 C
(CH2)7
CH
CH
(CH2)7
O
O
CH2 +
H3C
(CH2)7
CH
CH
(CH2)7
H3C
(CH2)7
CH
CH
(CH2)7
O
O
CH2
O
CH2
+ 3H 2 O
H (catalizador)
3B +
C
A
II.
B + NaOH
III.
B + H3C-OH
IV.
E + H2
D + H2O
H
+
E + H2O
Pd
F
o
26 C, 2 atm
Com relação as reações indicadas, pede-se:
Assunto: Contempla os itens VI, XIII e XIV do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos sobre equações químicas, funções químicas e grupos funcionais, tipos de reagentes e classes de reações. Solução: A) identificar os produtos B, D,
E
e F através de suas fórmulas estruturais.
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Na reação 1, ocorre a hidrólise ácida do éster (glicerídeo A) originando o correspondente ácido carboxílico (B) e glicerol (C). Na reação 2, o ácido B é neutralizado pela base (NaOH), originado o sal D. Na reação 3, o ácido carboxílico + B é esterificado em presença de metanol (MeOH) e catalizador ácido (H ) produzindo o éster E. Na reação 4, o éster E é hidrogenado (H2 /Pd) na reação conhecida como redução, produzindo o éster saturado F.
B = H3C–(CH2)7 –CH=CH–(CH2)7 –CO2H D = H3C–(CH2)7 –CH=CH–(CH2)7 –CO2Na E = H3C–(CH2)7 –CH=CH–(CH2)7 –CO2Me F = H3C–(CH2 )16 –CO2Me B) classificar as reações I, III e IV, como reações de: adição, substituição ou eli minação. Reação I: substituição ( do grupo –OCH 2– do éster por –OH no ácido ) Reação III: substituição ( do grupo –OH do ácido por –OMe no éster ) Reação IV: adição ( hidrogenação da ligação C=C no produto E ). C) Caracterizar as reações I, II,
III
e IV, como reações de: esterificação, redução, hidrólise ou ácido-base.
Reação I: hidrólise; reação de transformação do éster A no ácido B por ação da água em meio áci do. Reação II: ácido-base; reação do ácido ( composto B ) com a base ( NaOH ), transformando o ácido carboxílico B no correspondente sal D. Reação III: esterificação; transformação do ácido ac. carboxílico B no éster metílico E. Reação IV: redução; hidrogenação da ligação C=C ( adição ).
08. Mentol (fórmula plana I, dada abaixo) pode existir em diferentes formas estereoisoméricas. Embora
todos os estereoisômeros do Mentol tenham a fragrância característica de hortelã, somente um deles proporciona uma adicional sensação refrescante, tendo alto valor comercial na indústria de cosméticos. Isto mostra a importância de se saber especificar a estereoquímica de u m determinado isômero. 10
CH3 5 6
4
1
3
OH
2 9
8
7
H3C
CH3 I
Com relação a estrutura I, pede-se:
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Assunto: Comtempla o ítem XIII do Programa de Química do Vestibular. Requer conhecimentos sobre isomeria espacial: isom. ótica. Solução: A) identificar os centros assimétricos (quirais) existentes n a molécula. Centros assimétricos ou quirais, aqueles ligados a quatro substituintes ( átomos ou grupos ) diferentes entre si, como observado em C–1, C–2 e C–5. B) O número de isômeros opticamente ativos possíveis. n 3 Como são 03 centros assimétricos diferentes, são possíveis 2 (n = número de carbonos assimétricos), ou seja, 2 = 8 isômeros opticamente ativos. C) O número de pares de enantiômeros (pares dl) possíveis. A existência de 8 isômeros opticamente ativos, sendo dois a dois enantiomorfos, implica em 4 pares de enantiômeros (4 pares dl ). D) mostre as fórmulas estruturais espaciais de um par de enantiômeros. Por exemplo, CH
CH3
3
5
5 6
4
6
4
1
3 2
1 3
HO
OH
2
ou
CH3
CH3 OH
OH 5
6
6
1
3 2
5
4
4
1
3 2
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QUÍMICA – 1.ª FASE UFC 2001 01. A escassez mundial de água potável é uma dura realidade em alguns países ricos, que já reciclam quimicamente a água utilizada. Tal procedimento tem causado surpresas nas populações humanas, resultando dificuldades na aceitação de consumo. Contudo, a quase totalidade da água disponível no planeta Terra tem sido naturalmente reciclada, desde a formação do planeta, há bilhões de anos. Você não deve espantar-se caso o seu próximo copo de água contenha algumas moléculas que já foram ingeridas por Dom Pedro I ou mesmo por Aristóteles. Assinale a alternativa correta. A) O processo de reciclagem natural da água (chuvas) é representativo exclusivamente de um fenômeno químico. o B) A água é uma substância química de difícil purificação, pois entra em ebulição a 0 C, a 1 atm de pressão. C) A água proveniente das chuvas e de processos artificiais de purificação é sempre considerada uma mistura heterogênea de hidrogênio e oxigênio. o D) A água é considerada um líquido não volátil, pois, a 25 C, não experimenta o processo de evaporação. E) A água pura é constituída, quanto à massa, de 11,11% de hidrogênio e 88,89% de oxigênio. COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens I e VI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de substâncias e misturas, fenômenos físicos e químicos e estequiometria. Solução: A água é uma substância composta por Hidrogênio e Oxigênio, na relação de 2:1, respectivamente. Para um mol desta substância, a proporção em massa é de 2g:16g dos respectivos elementos. Desta forma, a massa de 1 mol de água é 18 g, o que leva a uma relação percentual de 11,11% em Hidrogênio e 88,89% em Oxigênio, e somente a alternativa E está correta. 02. O gráfico abaixo ilustra o comportamento referente à variação da pressão, em função do volume, de um gás ideal, à temperatura constante: 2600 ) g 2300 H m m 2000 (
(8; 2250)
(10; 1800)
o ã 1700 s s e r 1400 P
(15; 1200)
1100 (26; 692,3)
800 500 7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
Volume (L)
Analise o gráfico e assinale a alternativa correta. A) Quando o gás é comprimido nestas condições o produto da pressão pelo volume permanece constante. 1 WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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B) Ao comprimir o gás a um volume correspondente à metade do volume inicial, a pressão diminuirá por igual fator. C) Ao diminuir a pressão a um valor correspondente a 1/3 da pressão inicial, o volume diminuirá pelo mesmo fator. D) O volume da amostra do gás duplicará, quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. E) Quando a pressão aumenta por um fator correspondente ao triplo da inicial, a razão P/V será sempre igual à temperatura. COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item II do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de lei dos gases e equação de estado dos gases ideais. Solução: O gráfico da questão é típico de uma isoterma para um gás ideal. Nestas condições, o produto da pressão pelo volume é sempre constante. Para os dados apresentados no gráfico: P x V = 8 x 2250 = 18000 10 x 1800 = 18000 15 x 1200 = 18000 26 x 692,3 = 18000 Portanto, somente a alternativa A está correta.
03. Considere as seguintes reações de oxidação-redução, as quais representam processos espontâneos: +
Na(s) + Ag (aq) + Li(s) + Na (aq) + Li(s) + Ag (aq)
+
Na (aq) + Ag(s) + Li (aq) + Na(s) + Li (aq) + Ag(s)
Assinale a alternativa que contém as relações corretas de ordem de grandeza dos potenciais de o redução (E ) para os processos acima relacionados. A) B) C) D) E)
o
+
o
+
o
+
E (Na /Na) > E (Ag /Ag) > E (Li /Li) o + o + o + E (Ag /Ag) > E (Na /Na) > E (Li /Li) o + o + o + E (Li /Li) > E (Na /Na) > E (Ag /Ag) o + o + o + E (Li /Li) > E (Ag /Ag) > E (Na /Na) o + o + o + E (Ag /Ag) > E (Li /Li)> E (Na /Na)
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de células eletroquímica, agentes oxidante e redutor. Solução: Para um espécie provocar a oxidação de outra, ou seja, atuar como agente oxidante, seu potencial padrão de redução deve ser maior do que o da espécie a ser oxidada. De modo contrário, para uma espécie atuar como agente redutor, ou seja provocar a redução de uma segunda espécie, seu potencial padrão de redução deve ser menor do que o da espécie a ser reduzida. Portanto, e com base nas reações de oxidação-redução dadas na questão, a relação de magnitude dos potenciais padrão de redução das espécies é: o + o + o + E (Ag /Ag) > E (Na /Na) > E (Li /Li) Somente a alternativa B está correta. 04. Os constantes aumentos dos preços dos combustíveis convencionais dos veículos automotores têm motivado a utilização do gás natural (CH 4) como combustível alternativo. Analise o gráfico abaixo, que ilustra as variações de entalpia para a combustão do metano. ∆H
(kJ) estado de transição
100 0
0,0
CH4 (g) + 2O2 -75,0 -
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-965,4
CO2 (g) + 2H2O
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Assinale a alternativa correta. A) A entalpia de combustão do metano, ∆Hc = -890,4 kJ/mol, equivale ao valor da somatória das entalpias de formação de um mol de CO 2(g) e 2 mols de H2O(g). B) A energia calorífica consumida para a ativação da reação, 175 kJ/mol, é consideravelmente menor do que a energia liberada na combustão do metano, ∆H = -890,4 kJ/mol. C) A reação de combustão do CH 4 bem exemplifica um processo exotérmico, com liberação de 965,4 kJ, quando um mol deste gás é consumido para produzir 3 mols de produtos gasosos. D) A formação do estado de transição envolve uma variação de entalpia de 100kJ/mol, e o calor de combustão do CH4 corresponde ao valor, ∆H = -965,4kJ/mol E) O cálculo termodinâmico, rigorosamente correto, do calor de combustão do CH 4 envolve todas as etapas representadas no gráfico, isto é: ∆H = (-75 + 100 – 965,4 ) = -940,4 kJ/mol
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens VII e I X do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de variação de energia, entalpia de formação e energia de ativação para uma reação química. Solução: A energia necessária para a formação do estado de transição, denominada energia de ativação, é igual a: ∆Ha
= 100 – (-75) = 175 kJ/mol
A variação de entalpia total da reação será: ∆Hcombustão
= ∆Hprodutos - ∆Hreagentes
∆Hcombustão
= -965,4 – (75,0) = -890,4 kJ/mol
correspondendo, portanto, um processo exotérmico. Somente a alternativa B e stá correta.
05. Os mecanismos das reações químicas são geralmente estabelecidos a partir de hipóteses, baseadas em modelos de cinética de reação e apoiadas por observações experimentais. Por exemplo, com base na teoria das colisões, dois mecanismos hipotéticos podem ser sugeridos para a reação entre o CO2 (g) e H2O(l): I.
.. .O .
C
.. . . O
.. . ................. H O.
.. .O .
+ C
. ..O .
H
II.
. . .. O H
.. .. .O .
.. C ................. ..O H
.. .O .
H
H
H C
..- .. + ..O
.. O +
-
. . .. .O . C
H
. O. . .
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.. .O .
.. . O.
+ H
H
+
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Assinale a alternativa correta. A) A solução contendo os produtos da reação não conduz a corrente elétrica, indicando o mecanismo I. o B) A solução final apresentou-se fracamente básica, pH=7,9 à 25 C, indicando o mecanismo II. C) A solução contendo os produtos da reação não conduz a corrente elétrica, indicando o mecanismo II. o D) O pH final da reação apresentou-se fracamente ácido, 5,6 à 25 C, indicando o mecanismo II. E) Um dos produtos da reação, após análise específica, possui a função ácido carboxílico, indicando o mecanismo I.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens VIII, X e XIII do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de classificação das soluções, conceito de ácidos e bases, escala de pH e funções químicas. Solução: Nos mecanismos propostos no quesito, ambos ocorrem com a formação de espécies químicas carregadas, sendo portanto condutoras de corrente elétrica. Desta forma, essa evidência é concordante com os dois mecanismos. No mecanismo I, ocorre a fo rmação de íons OH , originando um o meio ligeiramente básico (pH > 7, à 25 C). No mecanismo II, ao contrário, ocorre a formação de íons + o H , originando um meio ligeiramente ácido (pH < 7, à 25 C). A função ácido carboxílico é representada pelo grupo RCOOH, e não se faz presente nas propostas mecanisticas. Portanto, somente a alternativa D é está correta. 06. A exposição do propileno ao óxido nítrico (NO) conduz à formação do peroxiacilnitrato (PAN). Este produto é considerado um agente da poluição ambiental, por ser originado, também, da combustão incompleta da gasolina. Analise as curvas da figura abaixo, que ilustram o comportamento da cinética dessa reação.
C (M) 3,0 -
2,0 -
1,0 -
PAN
NO
NO2
Propileno 0
100
200
240
Tempo (min) Assinale a alternativa correta. A) O NO é consumido para formar o intermediário NO 2, o qual reage com o propileno para formar o produto PAN. B) O propileno e o dióxido de nitrogênio são reagentes iniciais e conduzem à formação do PAN e NO. C) O propileno e NO são consumidos para formar NO2 e PAN como produtos da reação. D) Após 100 minutos de reação, a concentração do reagente NO é máxima, indicando a formação do intermediário NO2.
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E) Após 240 minutos de reação, observa-se o consumo total dos reagentes iniciais NO, NO 2 e propileno, com a máxima formação do PAN.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IX do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de cinética química. Solução: A análise do gráfico apresentado conduz á observação de que os reagentes iniciais são somente o NO e o propileno. O NO2 é formado durante a reação, na forma de um intermediário, e não é considerado reagente inicial. O NO, começa a ser consumido desde o início da reação, atingindo a concentração mínima no tempo, t= 100 minutos, para formar o NO 2, que reage com o propileno para formar o PAN. O PAN alcança sua concentração máxima no tempo, t= 240 minutos, constituindo-se como o único produto da reação. Portanto, somente a alternativa A está correta. 07. As propriedades físicas e químicas do ouro justificam a importância comercial histórica deste mineral. Dentre estas propriedades, relacionam-se as seguintes: I. sua coloração e reluzente beleza, que o qualificam como um metal precioso; II. é relativamente fácil de ser modelado mecanicamente para compor objetos artísticos; III. n ão é oxidado ao ar e não é facilmente solúvel em solventes comuns; IV. é cineticamente inerte em soluções alcalinas e em quase todas as soluções ácidas. Dentre as características do ouro acima relacionadas, são propriedades físicas e químicas, respectivamente: A) (I, III) e (II, IV) B) (II, III) e (I, IV) C) (I, II) e (III, IV) D) (III, IV) e (I, II) E) (II, IV) e (I, III)
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item I do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de fenômenos físicos e químicos. Solução: Um fenômeno físico é caracterizado pela manutenção da integridade química da matéria, quando experimentado. Já os fenômenos químicos, ao serem experimentados, ocorrem com mudanças nas composições das espécies. Portanto, somente a alternativa C está correta. 08. O gálio, que é utilizado na composição dos “chips” dos computadores, apresenta-se como um elemento o químico de notáveis propriedades. Dentre estas, destaca-se a de fundir a 30 C e somente o experimentar ebulição a 2403 C, à pressão atmosférica. Com relação a este elemento, é correto afirmar que: 10
2
1
A) sua configuração eletrônica, no estado fundamental, é [Ne]3d 4s 4p , tendendo a formar ânions. B) apresenta, no estado fundamental, três elétrons desemparelhados, encontrando-se sempre no estado líquido, independente da temperatura. 13+ C) seu íon mais estável é representado por Ga , resultando na mesma configuração eletrônica do elemento neônio. o D) apresenta-se no estado sólido, em temperaturas acima de 30 C e, no estado líquido, em o temperaturas abaixo de 2403 C. E) experimenta processo de fusão ao ser mantido por um longo período de tempo em contato com a mão de um ser humano normal
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item IV do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos em distribuição eletrônica dos átomos e tabela periódica. 10 2 1 Solução: O Ga possui configuração eletrônica [Ar]3d 4s 4p , e está localizado no grupo 13 (IIIA) da tabela periódica. Como possui três elétrons na camada de valência, o mesmo tende a perder esses 3+ elétrons, sendo o cátion Ga seu íon mais estável. O Ga apresenta ainda, uma característica marcante o o que é a grande diferença entre seus pontos de fusão ( 30 C, à 1 atm ) e ebulição ( 2403 C, à 1 atm ). o o Desta forma, em temperatura abaixo de 30 C, o Ga apresenta-se no estado sólido, entre 30 C e 2403 o o C no estado líquido, e acima de 2403 C no estado gasoso. Devido ao seu baixo ponto de fusão, o Ga 5 WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR
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pode ser fundido pelo simples contanto com o corpo humano ( 37 C ), por um longo período de tempo. Portanto, somente a alternativa E está correta.
09. Não obstante os cientistas terem grande capacidade de planejar suas pesquisas para fins de obtenção de produtos específicos, muitos materiais de nobres utilidades para o homem foram descobertos de maneira absolutamente acidental. O teflon, por exemplo, foi descoberto em 1938 por Roy Plunkett, quando pesquisava as propriedades do gás tetrafluoretileno ( C 2F4 ), o qual originou um polímero sólido, de cor branca, bastante resistente ao calor. Com relação ao tetrafluoretileno, é correto afirmar que sua molécula e as ligações químicas nela existentes são, respectivamente:
A) B) C) D) F)
polar; todas covalentes apolares do tipo pi ( π). polar; iônicas (C-F) e eletrovalentes (C-C). apolar; todas covalentes apolares do tipo sigma (σ). apolar; covalentes polares (C-F) e apolares (C-C). iônica; covalentes apolares (F-F) e polares (C-F).
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos em ligação iônica, ligação covalente, moléculas polares e apolares, estrutura molecular. Solução: A molécula de C 2F4, tetrafluoroetileno, é formada pela combinação de dois átomos de carbono e quatro átomos de flúor. Nesta molécula, existe uma dupla ligação covalente carbonocarbono ( C=C ), e quatro covalentes simples carbono-flúor ( C-F ). Na ligação C=C, como não existe diferença de eletronegatividade entre os átomos de mesmo elemento, a mesma é classificada como covalente apolar. Ao contrário, nas ligações do tipo C-F, há diferença de eletronegatividade entre os dois elementos, caracterizando-as como ligações covalentes polares. A estrutura molecular para o C 2F4 é a seguinte:
F
F C
C
F
F
Portanto, geometricamente, a molécula é considerada apolar, e somente a alternativa D está correta.
10. A aplicação de “ondas permanentes” nos cabelos femininos (cabelos cacheados) ocorre por uma reação de oxidação da cisteína (R-SH) à cistina (R-S-S-R). Do modo contrário, para remover as ondas permanentes dos cabelos, é necessário promover-se uma reação de redução de cistina à cisteína. + o R-S-S-R + 2e 2H 2R-SH; E = - 340mV Dados os potenciais de redução das seguintes espécies químicas: HSCH2COONH4 H2O2 KMnO4 Cu(OH)2
o
E = -560mV o E = 1780mV o E = 1520mV o E = -360mV
Assinale a alternativa que relaciona, respectivamente, os compostos adequados à aplicação de ondas permanentes e à sua remoção, considerando-se somente o ponto de vista termodinâmico. A) B) C) D) E)
Cu(OH)2 e KMnO4 HSCH2COONH4 e KMnO4 H2O2 e HSCH2 COONH4 H2O2 e KMnO4 HSCH2COONH4 e Cu(OH)2
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Assunto: Contempla o item XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos em potenciais padrão de redução e reações redox espontâneas. Solução: Para a aplicação das ondas permanentes nos cabelos, é necessário fazer uma oxidação da cisteína à cistina. O potencial envolvido neste é processo é +340 mV. Desta forma, faz-se necessário o uso de um agente oxidante que tenha potencial padrão de redução mais positivo do que +340 mV. Para a remoção das ondas permanentes, por sua vez, o processo inverso é necessário, isto é, provocar a redução da cistina à cisteína. O potencial padrão de redução para este processo é de –340 mV. Para isto, faz-se necessário o uso de um agente redutor que tenha potencial padrão de redução mais negativo do que –340 mV. Portanto, somente a alternativa C está correta. 11. A natureza atua na fixação do nitrogênio de diversas maneiras. Uma destas, que é responsável por
cerca de somente 10% do processo natural total, é proveniente da ação da descarga elétrica dos raios sobre a massa atmosférica, que transforma o nitrogênio em óxido nítrico e, posteriormente, em dióxido de nitrogênio. O NO2 , por sua vez, reage com a água das chuvas produzindo HNO 3, que é, então, incorporado ao solo.
N2
O2, h ν
NO
O2
NO2
H2O
HNO3
Dadas as energias de ligação: N2 225 kcal/mol O2 118 kcal/mol NO 162 kcal/mol Assinale a alternativa correta. A) O processo descrito é acompanhado da formação seqüenciada de espécies de mais baixos estados de oxidação do nitrogênio. B) A fixação de nitrogênio é acompanhada de processos seqüenciados de redução, conduzindo à elevação do estado de oxidação do nitrogênio. C) Uma dificuldade admitida para a fixação do nitrogênio é a elevada quantidade de energia requerida para quebrar a tripla ligação N N. D) Somente com base nos valores das energias das ligações, espera-se que o processo de formação do NO seja termoquimicamente espontâneo. E) O processo descrito constitui-se de uma fonte natural de inibição da formação de chuvas ácidas, seguido de neutralização. COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens IV, V, V I, X e XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos em propriedades periódicas dos elementos, ligações químicas, entalpia padrão de formação, reações redox, conceitos de ácido e bases. Solução: No processo de fixação do nitrogênio, ocorrem sucessivas oxidações do átomo de nitrogênio, conduzindo a mudanças de estados de oxidação, desde zero ( para o N 2 ) até +5 ( para o HNO3 ). Uma considerável dificuldade para a ocorrência de tal fenômeno, é a grande energia necessária para romper a tripla ligação N N, na molécula de N 2 ( 225 kcal/mol ). Portanto, somente a alternativa C está correta.
12. A acidez do solo é considerada um dos graves problemas para a cultura de diversos produtos agrícolas. Dentre as substâncias relacionadas abaixo, qual seria adequada para corrigir um solo ácido? A) B) C) D) E)
HNO3 B(OH)3 C3H7 OH CH3CH2COOH CaCO3
COMENTÁRIO Assunto: Contempla o item X do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos em conceitos de ácidos e bases e propriedades ácidos bases dos sais. 7 WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR
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Solução: O aumento da concentração de dióxido de carbono no solo, proveniente da oxidação de matéria orgânica, tende a aumentar sua acidez: CO2(g)
+
+
H2O(l)
-
H (aq) + HCO3 (aq) +
O carbonato de cálcio aplicado no solo, reage com os H (aq), formando o íon bicarbonato, com conseqüente diminuição da acidez CaCO3 (s) + H2O (l) 2-
+
CO3 (aq) + H (aq)
Ca
2+
2-
(aq) + CO3 (aq) -
HCO3 (aq)
Portanto, somente a alternativa E está correta. 13. A atividade bactericida de determinados compostos fenólicos deve-se, em parte, à atuação destes compostos como detergentes, que solubilizam e destroem a membrana celular fosfolipídica das bactérias. Quanto menor for a solubilidade dos compostos fenólicos em água, maior será a ação antiséptica. Com relação às solubilidades dos compostos fenólicos I, II e III, em água, assinale a opção correta. OH
OH
OH
CH
3
CH CH 3 CH
3
CH II
I A) B) C) D) E)
III
3
I é mais solúvel que II e II mais solúvel que III. I é menos solúvel que II e II menos solúvel que III. II é menos solúvel que I e I menos solúvel que III. II é mais solúvel que I e I mais solúvel que III. I, II e III têm, individualmente, a mesma solubilidade.
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens V e XII do Programa de Química do Vestibular. Comentário: Requer conhecimentos sobre ligações químicas, moléculas polares e apolares, ligação de hidrogênio, grupos substituintes e cadeias carbônicas. Solução: Os três compostos são monohidroxilados. Com relação a este detalhe, os três possuiriam a mesma polaridade e seriam igualmente solúveis no solvente polar água. Entretanto, o composto II possui um grupo alquila ( metila ) apolar que o torna menos solúvel em água que I. Por outro lado, III, além do grupo metila possui um outro grupo ( isopropila ) apolar, maior que o grupo metila tornando-o, conseqüentemente, menos solúvel em água que II e, muito menos solúvel que I. Logo, a resposta correta é: I mais solúvel que II e II mais solúvel que III, ou seja, a opção A. 14. Um mol de etilenoglicol ( A ) reage com dois mols de ácido graxo (B) para produzir moléculas contendo dois grupos éster ( diéster C ), conforme ilustrado na reação geral abaixo: O
O H2C
OH
catalisador +
OH
H2C
H2C
O
R +
2 OH
R
H2C
O
R
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A
B
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O
C
2H2O
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Se a reação ocorre com dois diferentes ácidos graxos, graxos, uma mistura de diésteres pode ser obtida. Assinale a alternativa que indica corretamente o número máximo de diésteres que podem ser formados na reação de um mol de etilenoglicol com uma mistura constituída de um mol de ácido esteárico ( D ) e um mol de ácido mirístico ( E ).
O
O
(CH 2)16
H 3C
OH
E
D Ácido Esteárico A) B) C) D) E)
OH
(CH 2)12
H3C
Ácido Mirístico
2 3 4 5 6
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XIII e XI V do Programa de Química do Vestibular. Comentário:Requer conhecimentos sobre grupos funcionais, funções orgânicas (ácidos carboxílicos, ésteres e álcoois) e sobre reações orgânicas (substituição nucleofílica). nucleofílica). Solução: Etilenoglicol reage com dois mols de moléculas de ácido graxo para originar moléculas contendo dois grupos éster (diéster), conforme mostrado na equação abaixo: O
O H 2C
OH +
O
R + 2H2O
2
OH
H2C
H2C
catalisador
A
H2C
OH
R
O
R
O
B
C
Como são dois ácidos graxos diferentes, uma mistura de 03 (três) diésteres: F, G e H, é formada. O
O
H2C
O
C
(CH3)16
H2C
O
C
(CH3)16
CH3
H2C
O
C O H2C CH3 WWW.ALEXQUIMICA.COM.BR 9 PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
O
C
O
(CH3)12
CH3
(CH3)12
CH3
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O
H2C
O
C
(CH3)16
CH3
H2C
O
C
(CH3)12
CH3
O
Somente a alternativa B está correta.
H
15. Determinadas substâncias macromoleculares, usadas na fabricação de fibras têxteis, fios, membranas de dessalinizadores de águas etc. são obtidas através de reação de condensação (com eliminação de H2O sob aquecimento e pressão) de dois compostos (monômeros). (monômeros). Uma destas macromoléculas, macromoléculas, identificada pelo nome de Nomex, tem tem a estrutura mostrada mostrada abaixo: abaixo: O
O
O
N
N
N
N
H
H
H
H
O
Nomex Assinale a alternativa que indica corretamente os tipos de compostos necessários para a obtenção do Nomex. A) diácido e diálcool B) diéster e diálcool C) dihaleto e diéster D) diácido e diamina E) bisfenol e diamina
COMENTÁRIO Assunto: Contempla os itens XIII e XI V do Programa de Química do Vestibular. Comentário: Requer conhecimentos sobre grupos funcionais e funções orgânicas (ácidos carboxílicos, aminas, amidas, álcoois, fenóis, ésteres e haletos orgânicos). Solução: Como pode ser visto na estrutura, o produto Nomex contém dois átomos de nitrogênio. Conseqüentemente, somente as opções D e E são viáveis em primeira mão, visto que, somente elas apresentam funções amina ( no caso, composto com dois dois átomos de nitrogênio – diamina ). Porém, a opção E, existe também composto com a função fenol ( no caso bisfenol ), o que não ocorre na estrutura do Nomex. Logo, fica como alternativa correta a opção D, corroborada pela presença no Nomex de carbonilas, oriundas no caso e specífico, de ácido carboxílico ( diácido ).
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solução comentada Prova de Química 08 questões 01 Considere um recipiente recipiente de 10 L contendo um mistura gasosa de 0,20 mol de metano, metano, 0,30 mol de o hidrogênio e 0,40 mol de nitrogênio, a 25 C. Admitindo-se o comportamento do gás ideal, pede-se: Dado: R = 0,082 atmLmol -1K-1 A) a pressão, em atmosferas, no interior do recipiente. Questão 1 Comentários: requer conhecimentos dos gases. Solução:
Dado o número de mols de cada componente, a lei do gás ideal é usada para calcular a pressão total do sistema: n = 0,20 mol de CH 4 + 0,30 mol de H 2 + 0,40 mol de N2 = 0,90 mols de gases V = 10 L T = 298 K PV = nRT ; P = nRT/V = 2,20 atm
B) as pressões parciais dos componentes Solução: Para calcular as pressões parciais de cada componente, usa-se a mesma relação PV = nRT. PCH4 = 0,20molx0,082 atmLmol-1K-1x298K/10L = 0,489 atm PH2 = 0,30molx0,082 atmLmol-1K-1x298K/10L = 0,734atm PN2 = 0,40molx0,082 atmLmol-1K-1x298K/10L = 0,979 atm. Idêndicos resultados resultados são obtidos através dos cálculos cálculos efetuados com as frações molares dos dos componentes.
02 Comumente, observamos observamos o envelhecimento dos papéis de livros livros ou cadernos, através do aparecimento de uma coloração amarela nos mesmos. Esse processo é devido à presença do sulfato de alumínio Al2(SO4)3, utilizado como aditivo para a melhor fixação das tintas de canetas, minimizando o seu espalhamento. O sulfato de alumínio, entretanto, hidrolisa na presença de um mínimo de umidade ( 4% a 7% de H2O ) originando a espécie química [Al(H 2O)6]3+. Uma das moléculas moléculas de água ligadas ao 3+ Al , por sua vez, experimenta desprotonação, originando o íon hidroxila que permanece ligado ao Al3+. O ambiente químico resultante tem características ácidas, propiciando o ataque às fibras de celulose, e deteriorando as folhas de papel. A) Descreva a equação do processo ácido-base mencionado, envolvendo o [Al(H 2O)6]3+. Questão 2 Comentários: requer conhecimento em constante de equilíbrio, conceitos de ácidos e bases, escala de pH
Solução: [Al(H2O)6]3+(aq) + H2O(l)
⇌
[Al(H2O)5(OH)]2+(aq) + H 3O+(aq)
B) Dê a expressão da constante de equilíbrio para este processo Solução: K = [ [Al(H 2O)5(OH)]2+][H3O+] / [[Al(H2O)6]3+] C) Sabendo que o valor de K a = 1,0 x 10 -5, calcule o valor valor de pH de uma solução 0,1M de [Al(H 2O)6]3+ Solução:
03. Muitos equívocos provenientes de diversas atividades humanas são cometidos por negligência no conhecimento científico sobre a natureza dos materiais. Por exemplo, a Estátua da Liberdade foi originalmente construída através o revestimento pleno de toneladas de ferro por camadas de cobre, ambos metálicos. Considere os valores dos potenciais padrão de eletrodo para as seguintes semireações:
Fe2+ + 2e- Fe Fe3+ + e- Fe2+ Cu2+ + 2e- Cu O2 + 4H+ + 4 e-
2H2O
; ; ; ;
Eo = Eo = Eo = Eo =
-0,440V 0,770V 0,337V 1,230V
Pede-se: A) uma descrição sucinta sobre as possíveis reações químicas entre os materiais citados, na presença de oxigênio. Questão 3, Comentários: requer conhecimento em conceito e classificação de célula, potenciais padrão das células. Solução: Inicialmente o oxigênio atmosférico promove a oxidação da camada externa de cobre: 2Cu 2Cu2+ + 4e; Eo = -0,337V O2 + 4 H+ + 4 e- 2H2O ; Eo = 1,230V ______________________________________________ ________________________________________ ______ 2+ 2Cu + O2 + 4 H+ Cu + H2O; Ecel = 0,893V
A seguir, os íons Cu 2+ experimentam processo de redução, na presença de ferro metálico: Cu2+ + 2e- Cu ; Eo = -0,337V 2+ Fe + 2e- ; Eo = 0,440V Fe ______________________________________________ ________________________________________ ______ Cu2+ + Fe ; Ecel = 0, 0,103V 103V Cu + Fe 2+ Os íons Fe2+, agora expostos à presença de oxigênio e umidade, experimentam processo complementar de oxidação a Fe 3+.
B) de acordo com a descrição efetuada no ítem (A), quais são as conseqüências dessas reações na conservação da Estátua da Liberdade? Solução: As reações de oxidação e redução dos materiais que compõem a Estátua da Liberdade ocorrem espontaneamente, espontaneamente, promovendo constantes desgastes na sua estrutura, exigindo manutenção exaustiva, no sentido de proteger sua superfície.
04. Um indicador da validade das chamadas carnes-vermelhas, para fins comestíveis, comestíveis, é a sua coloração. A coloração marrom das carnes envelhecidas resulta dos processos de oxidação do sangue, indicando a não adequação de seu consumo. Entretanto, a adição de nitratos às carnes, retarda os processos de oxidação, bem como o desenvolvimento da bactéria do botulismo. Nitrato é oxidado a nitrito, que é convertido a óxido nítrico. Este último reage com a forma oxidada do sangue (heme-proteínas) mantendo a coloração vermelha original das carnes frescas.
A) Descreva as estruturas de Lewis dos íons nitrato, nitrito e do óxido nítrico. Questão 4
Comentários: requer conhecimento conceitos fundamentais e estruturas de Lewis.
Solução:
..
O N
-
..
O
..
N
-
.
N
..
O
B) Quais os estados de oxidação dos átomos de nitrogênio presentes nestas três espécies? Os estados de oxidação dos átomos de nitrogênio presentes nas espécies citadas são: nitrato (+5) ; nitrito (+3): óxido nítrico ( +2)
05. A molécula de diflureteno, C 2H2F2, apresenta três fórmulas estruturais distintas, que são caracterizadas por diferentes posições dos átomos de flúor e hidrogênio, ligados aos átomos de carbono. A) Escreva as estruturas de Lewis dos três isômeros estruturais do difluoreteno, relacionados na questão. Questão 5 Comentários: Requer conhecimento em estruturas de Lewis, polaridade das moléculas. Solução:
F
F C
C
C H
H
F
H C
I
C F
H
II
F
H C
H
F
III
B) Classifique estas espécies químicas, quanto suas polaridades moleculares. Justifique. Devido a maior eletronegatividade do flúor em relação ao carbono e hidrogênio, as nuvens eletrônicas que caracterizam as ligações covalentes envolvendo estes elementos apresentarão maior densidade na proximidade dos átomos de flúor. flúor. Nas moléculas I e II, como os átomos de F e H estão em posição cis, as estruturas resultarão resultarão em momentos de dipolo dipolo diferentes diferentes de zero, e tais espécies são polares. Na estrutura III, os átomos de F e H estão em posição trans, e o momento de dipolo resultante será zero, resultando em uma molécula apolar.
06. O ácido oxálico é encontrado, em baixas concentrações, em alguns vegetais importantes na alimentação humana, tal como o espinafre. Apesar de ser uma substância tóxica, é bem tolerado pelo organismo humano em concentrações abaixo do limite de toxicidade. Os sucos concentrados de espinafre, entretanto, podem conter quantidades excessivas do ácido oxálico, que ultrapassem tais limites. Por este motivo, a indústria de sucos de espinafre exerce um controle rigoroso em seus produtos, analisando os teores de ácido oxálico, através de titulação com o íon permanganato, de acordo com a seguinte reação: 5H2C2O4(aq) + 2MnO4– (aq) + 6H+ (aq)
10CO2(g) + 2Mn2+ (aq) + 8H2O(l)
A) Represente a configuração eletrônica do manganês, tal como se encontra nos reagentes e produtos. Questão 6 Comentários: requer conhecimento em classificação de células eletroquímicas, agentes oxidante e redutor e cálculo de potencial formal de reações redox. Solução:
Nos reagentes ( MnO 4- ) : Mn+7 : 1s22s22p63s23p6 Nos produtos ( Mn2+): 1s22s22p63s23p63d5
B) Sabendo-se que uma amostra de 20 mL mL de suco de espinafre reagiu completamente com 24 mL de uma solução 0,20 M em íons permanganato, calcule a concentração molar, em ácido oxálico, neste suco. A quantidade, em mol, de íons MnO 4– contidos em 24 mL de uma solução 0,20 M será: n = M x V; onde M = concentração molar da solução e V = volume da solução em litros n = 0,20 mol L -1 x 0,024 L = 0,0048 mol de íons MnO4–
07. Abaixo, são indicadas duas seqüências reacionais possíveis (1 e 2) na obtenção do ácido 4-metoxi-3nitrobenzóico, nitrobenzóico, a partir do metoxibenzeno (anisol). OCH3
OCH3
OCH3
OCH3 NO2
NO2
1. CH3
a
OCH3
b OCH3
CH3
c
CO2H
d
OCH3
OCH3 NO2
2. CH3
a
b
CO2H
e
CO2H
d
Tendo-se em vista as reações indicadas, pede-se: A) informar todos os reagentes necessários para cada diferente tipo de reação. Questão 7
Comentários: requer conhecimento em classes de reações: substituição e oxidação e, tipos de reagentes. Solução As diferentes reações envolvidas nas duas seqüências reacionais são: alquilação, nitração e oxidação; na alquilção: H 3CCl e AlCl 3 (existem outros catalizadores possíveis); na nitração: HNO 3 e H2SO4; na oxidação: KMnO4/H+ ou K2Cr2O7/H+.
B) considerando apenas os efeitos de orientação (orto/meta/para dirigentes) de grupos presentes no anel benzênico, indique com justificativa, qual seqüência reacional (1 ou 2) possibilita obter o ácido 4metoxi-3-nitrobenzóico metoxi-3-nitrobenzóico com melhor rendimento. seqüência reacional 2; justificativa: o produto b resultante da alquilação é comum às duas seqüências reacionais. Na seqüência 1, a nitração de b leva a formação de dois isômeros (aprox. 50%) pois, ambos os grupos presentes são orto orientadores. Como um deles é indesejado, a porcentagem do produto final (d) será diminuída. diminuída. Na seqüência seqüência 2, a oxidação de b precedendo a nitração, leva a e onde ambos os grupos (-CO 2H e –OMe) orientam para a mesma posição (meta a –CO 2H e orto a –OMe) dando um só produto (d), portanto, com maior rendimento relativamente à seqüência reacional 1.
08. As cores das flores devem-se, geralmente, às propriedades das substâncias químicas nelas presentes. Em diversos casos, pequenas modificações estruturais em uma determinada substância são responsáveis por diferentes cores observadas. Tal fenômeno é decorrente das alterações de um ou mais grupos funcionais, ao modificar-se o pH do meio (seiva). Este é o princípio físico-químico dos indicadores ácido-base. As substâncias I e III são responsáveis pelas colorações vermelho e azul das flores da papoula. Tais substâncias são originadas de II (fórmula estrutural ilustrada abaixo) que exibe a coloração violeta somente na faixa de valores 6,0 ≤ pH ≤ 8,0. OH
+
HO
O
HO OH OH
OH
I VERMELHO
O
O O
Y X
OH OH
Y X
OH
HO
O O
_
OH OH
II
III
VIOLETA (pH 6,0 - 8,0)
AZUL
Com relação às estruturas (I, II e III) representadas no esquema reacional acima e considerando apenas as informações dadas, pede-se: A) os nomes de três funções orgânicas presentes na estrutura II e de uma presente na estrutura I. Questão 8 Comentários: requer conhecimento em: equilíbrio químico envolvendo ácidos e bases (conceitos de Bronsted-Lowry, pH/pOH), ligações químicas, séries orgânicas e funções orgânicas/grupos funcionais. Solução:
estrutura I: função orgânica = fenol (ou enol); estrutura II: funções orgânicas = fenol, éter e cetona (ou enol).
B) um exemplo real de uma substância química representativa de X e outro de Y. X: ácido, tais como: HCl, H 2SO4, CH3CO2H, etc; Y bases, tais como: NaOH, NaHCO 3, CH3CO2Na, etc.
C) Em que faixas de valores de pH da seiva as flores apresentariam coloração azul e vermelha, respectivamente. coloração azul: 8,0 < pH ≤ 14,0; coloração vermelho: 0,0
≤
pH < 6,0
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Solução Comentada - Prova de Química - UFC 2002 15 questões 01.
Com a atual crise energética mundial, cresceu o interesse na utilização do H 2 como combustível, devido à grande quantidade de energia liberada por grama na sua combustão. Contudo, os balanços energético e econômico envolvidos na utilização imediata desse combustível ainda são desfavoráveis. Analise a reação abaixo. 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) + 478 kJ Assinale a alternativa correta. A) A combust o de um mol de H2(g) consome ½ mol de O2(g), formando um mol de H 2O(g), e liberando 239 kJ de calor. B) A reaç o inversa, de decomposiç o de um mol de água, fornece quatro mols de átomos de hidrogênio. C) A reaç o representativa do processo acima descrito envolve transferência de íons hidrogênio (H3O+). D) Por serem esp cies isoeletrônicas, hidrogênio e oxigênio reagem prontamente para formar água. E) A quantidade de energia envolvida no processo descrito independe da quantidade de material consumido. Questão 1, alternativa A Assunto: itens III, VI e VII do programa de química do vestibular.
Comentários: requer conhecimentos conceituais fundamentais, relações de massas nas reações químicas e termoquímicas. Soluç o: pela estequiometria da reaç o, tem -se a seguinte relaç o em mols dos reagentes (H 2 e O2) e do produto (H2O), respectivamente: 1:½:1, com uma variaç o total de entalpia de 239 kJ/mol de H 2 consumido ou de H2O formado. Portanto, somente a alternativa A correta.
02. Considere a esp cie química molecular hipot tica XY2, cujos elementos X e Y possuem eletronegativi-
dades 2,8 e 3,6, respectivamente. Experimentos de susceptibilidade magn tica indicaram que a esp cie XY2 apolar. Com base nessas informações, XY2 s o, respectivamente:
correto afirmar que a estrutura e as ligações químicas da mol cula
A) piramidal e covalentes polares. B) linear e covalentes polares. C) bipiramidal e covalentes apolares. D) angular e covalentes apolares. E) triangular e covalentes apolares. Questão 2, alternativa B Assunto: item V do programa de química do vestibular.
Comentários: requer conhecimento de ligaç o química, polaridade e fórmulas estruturais. Soluç o: há uma considerável diferença dos valores de eletronegatividade dos átomos X e Y, o que justifica serem as ligações químicas presentes na mol cula de XY 2 do tipo covalente polar. Neste caso, a densidade de carga negativa tende a concentrar-se na esp cie Y. Como os experimentos de susceptibilidade magn tica indicaram ser esta esp cie apolar, teremos por conseqüência o requerimento de uma geometria linear para a mol cula XY2. Portanto, somente a alternativa B correta. 03. Pesquisas indicam que a capacidade de memorizar fatos ou informações no c rebro humano está
relacionada com a liberaç o de adrenalina das glândulas para a circulaç o sangüínea, dentre outros d iversos fatores. Isto explica a grande capacidade de recordarmos fatos vividos em situações de fortes emoções. Dada a fórmula estrutural da adrenalina, HO H HO
CHCH N
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C) C18H26N2O6 D) C9H13NO3 E) C9/13H13/9N1/9O3/9
Quest o 3, alternativa D
Assunto: item III do programa de química do vestibular. Coment rios: requer conhecimento em leis ponderais e fórmulas químicas. Soluç o: a fórmula empírica de uma dada substância a re laç o mais simples e inteira entre as quantidades de tomos presentes na mol cula. A fórmula molecular da adrenalina, C9H13NO3, j representa a relaç o inteira mais simples entre os tomos dos elementos que a comp em. Portanto, esta, tamb m, corresponde a sua fórmula empírica, e a alternativa D a correta.
04. Uma das estrat gias da indústria cosm tica na fabricaç o de desodorantes baseia-se no uso de
substâncias que obstruem os poros da pele humana, inibindo a sudorese local. Dentre as substâncias utilizadas, inclui-se o sulfato de alumínio hexahidratado, Al 2(SO4)3.6H2O. A configuraç o eletrônica correta do alumínio, tal como se encontra nessa esp cie química, : A) B) C) D) E)
id ntica à do elemento neônio 1s22s22p63s23p1 id ntica a do íon Ca2+ 1s22s22p3 (1s22s22p6)2
Quest o 4, alternativa A Assunto: o item IV do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em distribuiç o eletrônica nos tomos. Soluç o: o alumínio possui configuraç o eletrônica no estado fundamental 1s 22s22p63s23p1. No composto Al2(SO4)3.6H2O, o Al encontra-se no estado de oxidaç o 3+, tendo, portanto, cedido tr s el trons da sua camada de val ncia, adquirindo a configuraç o eletrônica 1s22s22p6, id ntica ao do elemento neônio (Ne). Portanto, somente a alternativa A correta.
05. O dióxido de nitrog nio (NO 2)
um g s vermelho-marron, freqüentemente visível durante perí odos de elevada poluiç o sobre as grandes cidades. O referido g s formado pela reaç o entre o monóxido de nitrog nio, emitido como resíduo de processos industriais, e o oxig nio atmosf rico: 2 NO( g ) + O2( g ) 2 NO2 ( g ) Considerando as possíveis interpretaç es da equaç o química dada, assinale a alternativa correta. A) Duas mol culas de NO reagem com um tomo de O2 para fornecer duas mol culas de NO2. B) O coeficiente 2, em 2 NO, indica a participaç o de duas mol culas de nitrog nio e duas de
oxig nio. C) A equaç o balanceada indica que h uma correlaç o de dois mols de tomos de N para quatro mols de tomos de O nos reagentes. D) A aus ncia de coeficiente para o O2 indica que o mesmo n o participa efetivamente da reaç o. E) A equaç o n o est balanceada, pois existem duas mol culas de O 2 nos produtos e somente uma nos reagentes. Quest o 5, alternativa C Assunto: itens III e VI do programa de química do vestibular.
Coment rios: Requer conhecimento em leis ponderais e equaç es químicas. Soluç o: A equaç o química balanceada, para uma determinada reaç o, indica a relaç o entre quantidades molares de tomos e/ou mol culas de reagentes e produtos envolvidos na mesma, atrav s dos coeficientes (à esquerda de cada esp cie), denominados coeficientes estequiom tricos. Para a reaç o dada na quest o, a equaç o balanceada indica que h uma correlaç o de dois mols de tomos de N para quatro mols de tomos de O, nos reagentes. Portanto, somente a alternativa C correta.
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A) B) C) D) E)
Zn2+(aq) + 2e– Zn(s), Eo = – 0,76 V O zinco met lico oxidado espontaneamente na presença do íon lítio. O lítio met lico um agente redutor mais forte do que o zinco met lico. O íon lítio e o zinco met lico, em soluç o eletrolítica, formam uma c lula galvânica. O potencial padr o da reduç o de dois mols de íons Li +, – 6,10 V. Dentre os metais alcalinos, o lítio possui a mais elevada energia de ionizaç o.
Quest o 6, alternativa B Assunto: item XI do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em classificaç o de c lulas eletroquímicas, agentes oxidante e redutor e c lculo de potencial formal de reaç es redox. Soluç o: de acordo com as equaç es dadas, para que o processo seja espontâneo, necess ria a seguinte relaç o entre as semi-reaç es: Zn2+(aq) + 2eZn(s) Eo = - 0,76 V 2Li(s) 2Li+(aq) + 2eEo = 3,05 V ________________________________________________ Zn2+(aq) + 2Li(s) Zn(s) + 2Li+(aq); Eo = 2,29 V O íon Zn2+(aq) reduzido pelo Li(s) que, por sua vez, oxidado a Li+. Isso ocorre devido ao menor valor de potencial de reduç o do íon Li +(aq) (-3,05 V) em relaç o ao do íon Zn 2+(aq) (-0,76 V). Dessa forma, o Li(s) um agente redutor mais forte do que o Zn(s). Na reaç o descrita, o Li(s) atua como agente redutor enquanto que o Zn 2+ atua como agente oxidante. Portanto, somente a alternativa B correta.
07. Dentre as diversas alternativas de uso da energia solar, os denominados “aquecimentos solares
ativos” baseiam-se nos efeitos t rmicos originados das reaç es químicas. Por exemplo, a reaç o rever sível de formaç o do sulfato de sódio decahidratado pode ser usada para estocar energia solar. Em temperaturas acima de 32,3 oC, o sal hidratado absorve calor, liberando mol culas de gua, formando soluç o concentrada do sal. Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oC, o sal rehidratado e calor liberado da reaç o reversa. Na2SO4.10H2O(s) + calor Na2SO4(aq) + 10H2O(l) Na2SO4(aq) + 10H2O(l) Na2SO4.10H2O(s) + calor Assinale a alternativa correta. A) A efici ncia na troca de calor durante o processo ser tanto maior quanto menores forem as variaç es de temperatura experimentadas, T 2 – T1 (T2 > 32,3 oC > T1). B) Em temperaturas acima de 32,3 oC, as ligaç es químicas H-O s o quebradas liberando calor. C) O calor envolvido nas reaç es origina-se da quebra das ligaç es Na-S, S-O e da formaç o das ligaç es do sal hidratado. xot rmico em valores de temperatura acima de 32,3 oC, tornandoD) O processo reversível descrito se endot rmico em temperaturas abaixo de 32,3 oC. E) As variaç es de calor das reaç es originam -se da liberaç o ou da absorç o de gua d a rede cristalina do sal. Quest o 7, alternativa E Assunto: itens V e VII do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em energia das ligaç es químicas e variaç o de energia das reaç es químicas. Soluç o: nos sistemas de aquecimento solares ativos, a energia do sol capturada por uma mudança química ou física endot rmica que mais tarde pode ser revertida para liberar a energia armazenada. A formaç o reversível de um sal hidratado (Na 2SO4.10H2O(s)), por exemplo, pode ser usada para armazenar energia durante os dias ensolarados e liberar energia no período noturno ou em dias nublados. No exemplo descrito nesta quest o, o Na2SO4.10H2O(s) usado com essa finalidade. Em temperaturas acima de 32,3 oC, o sal hidratado absorve calor e libera as mol culas de gua de sua rede cristalina, formando uma soluç o concentrada de sulfato de sódio, Na 2SO4(aq). Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oC, o sal rehidratado e calor liberado na reaç o reversa: Na2SO4.10H2O(s) + calor → Na2SO4(aq) + 10H2O(l) (acima de 32,3 oC) Na2SO4(aq) + 10H2O(l) Na2SO4.10H2O(s) + calor (abaixo de 32,3 oC) →
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08. Os dentes humanos s o compostos essencialmente de carbonato de c lcio, CaCO3, e hidroxiapatita,
[Ca10(PO4)6(OH)2]. Apesar de serem a composiç o do corpo humano de maior dureza, os dentes s o atacados por cidos, originando as c ries. Quando regularmente utilizadas, as pastas de dentes contendo íons fluoretos (F-) ocasionam a substituiç o dos íons hidroxilas da hidroxiapatita, formando a fluoroapatita [Ca10(PO4)6F2]. Essa substância apresenta maior dureza menos susceptível ao ataque cido, tornando os dentes mais resistentes às c ries. Assinale a alternativa que justifica corretamente os dados científicos relatados acima. A) Dureza e acidez s o consideradas, respectivamente, exemplos típicos de propriedades química e física das substâncias. B) Os íons hidroxilas liberados da reaç o da hidroxiapatita com os íons fluoretos reagem com os íons carbonatos, formando o [CO 3(OH)2]. C) Os íons fluoretos participam da mol cula da fluoroapatita, atrav s de ligaç es covalentes apolares com os tomos de c lcio. D) Os íons fluoretos formam ligaç es iônicas mais fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa. E) Dentre os halog nios, o fl or possui a menor eletronegatividade, sendo, portanto, o mais reativo. Quest o 8, alternativa D Assunto: itens I, IV, V e VI do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em propriedades físicas e químicas, propriedades periódicas dos elementos, ligaç o química e princípios de reatividade. Soluç o: a substituiç o dos íons OH – por íons F– origina a fluoroapatita. Esta substância apresenta maior dureza menos susceptível ao ataque cido, tornando os dentes mais resistentes às c ries. Os íons fluoretos formam ligaç es iônicas mais fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa. Portanto, a alternativa D a correta.
09. Os alvejantes s o comumente constituídos de agentes oxidantes, que retiram el trons dos materiais
coloridos, transformando-os em outras substâncias incolores, normalmente sol veis em gua. Por exemplo, na limpeza de uma peça de roupa branca manchada de iodo (cor p rpura), pode-se aplicar uma soluç o aquosa de tiossulfato de sódio (Na 2S2O3), que originar produtos incolores e sol veis em gua, conforme indicado abaixo. I2 (s) + 2Na2S2O3 (aq) 2NaI (aq) + Na2S4O6 (aq) O valor aproximado do volume mínimo, em mL, de uma soluç o 1,0 M de Na 2S2O3, necess rio para reagir completamente com 2,54 g de I 2, ser : A) 40 B) 10 C) 20 D) 0,01 E) 0,04 Quest o 9, alternativa C Assunto: item VIII do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em unidades e c lculos de concentraç o das soluç es. Soluç o: para reagir com 2,54g de I 2, s o necess rios 3,16g de Na2S2O3. O volume de soluç o 1M de Na2S2O3 que cont m essa quantidade da referida substância : V = 3,16g /1mol.L-1x158g.mol-1 = 0,02L = 20mL. A alternativa C a correta.
10. O monóxido de carbono (CO), um veneno metabólico,
incolor, inodoro e se apresenta no estado gasoso, à temperatura ambiente. Isto confere ao CO a denominaç o de “poluente imperceptível”. Quando inalado, o CO interfere no transporte de O 2 no sangue, ao combinar-se com a hemoglobina, para formar a carboxihemoglobina. k1 Oxihemoglobina + CO(g) Carboxihemoglobina (aq) + O2(g) k–1 Dado que a cin tica da reaç o de formaç o da carboxihemoglobina cada um dos reagentes, assinale a alternativa correta.
de p rimeira ordem em relaç o a
A) A express o que representa corretamente a lei de velocidade da reaç o
inversa
v = k–1[carboxihemoglobina] / [O2], e k–1 adimensional. B) A lei de velocidade da reaç o direta dada por v = k 1[oxihemoglobina][CO], e as dimens es de k1
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E) A etapa lenta da reaç o n o
influenciada pelas concentraç es da oxihemoglobina e de monóxido
de carbono. Quest o 10, alternativa B Assunto: item IX do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em velocidades das reaç es químicas, ordem de reaç es químicas, fatores que influenciam a velocidade das reaç es químicas. Soluç o: na reaç o dada na quest o, se a mesma de primeira ordem em cada um dos reagentes, implica que a reaç o global de segunda ordem. Desta forma, a lei que expressa velocidad v= -1 -1 k1[oxihemoglobina]x[O 2], e a constante de velocidade k 1 tem dimens es L⋅mol ⋅s . Portanto, a alternativa B a correta.
11. Em geral, os corantes e pigmentos naturais, respons veis pelas belas coloraç es observadas nos
animais e nas plantas, s o obtidos por extraç o em soluç o. Assim, uma extraç o eficient e requer que o corante apresente elevada solubilidade no solvente utilizado. Analise a estrutura do corante amarelo luteolina, representada abaixo, e assinale a alternativa que relaciona o solvente mais adequado para a obtenç o da luteolina por extraç o, a partir de plantas. OH OH O
OH
OH
O
A) n-hexano (C6H14) B) tetracloro-etileno (C2Cl4) C) tetracloreto de carbono (CCl4) D) benzeno (C6H6) E) lcool etílico (C2H6O) Quest o 11, alternativa E Assunto: itens III, V, VIII e XIII do Programa de Química do Vestibular.
Coment rio: requer conhecimento sobre fórmulas químicas, fórmulas estruturais, mol culas polares e apolares, ligaç o de hidrog nio, solubilidade e funç es orgânicas/grupos funcionais. Soluç o: observando-se a estrutura da luteolina, verifica-se a presença de grupos funcionais fortemente polares (quatro grupos –OH, um grupo –O– e um grupo C=O), o que confere à mol cula uma alta polaridade. Entre os solventes listados, apenas o lcool etílico altamente polar (forças intermoleculares por ligaç es de hidrog nio). Os grupos funcionais da luteolina, especialmente –OH, podem estabelecer fortes “ligaç es de hidrog nio” com mol culas do lcool (Et–O–H), favorecendo, portanto, uma maior solubilidade do corante luteolina nesse solvente. Os demais solventes relacionados s o apolares ou pouco polares e n o estabelecem ligaç es de hidrog nio. Portanto, a alternativa E a correta.
12. A temperatura normal de ebuliç o do 1-propanol, CH3CH2CH2OH,
97,2 oC, enquanto o composto metoxietano, CH3CH2OCH3, de mesma composiç o química, entra em ebuliç o normal em 7,4 oC. Assinale a alternativa qu
compatível com esta observaç o experimental.
A) O mais elevado ponto de ebuliç o do 1-propanol deve-se principalmente às ligaç es de hidrog nio. B) O 1-propanol e o metoxietano ocorrem no estado líquido, à temperatura ambiente. C) Geralmente, os lcoois s o mais vol teis do que os teres, por dissociarem mais facilmente
o íon H+. D) Em valores de temperatura abaixo de 7,4 oC, a press o de vapor do metoxietano maior do que a press o atmosf rica. E) Em valores de temperatura entre 7,4 e 96 oC, a press o de vapor do 1-propanol sempre maior do que a de igual quantidade do metoxietano.
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Quest o 12, alternativa A Assunto: itens III e V do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimentos conceituais fundamentais e de ligaç es químicas. Soluç o: a temperatura de ebuliç o de uma substância a temperatura na qual a press o de vapor de um líquido igual à press o externa do meio. A temperatura normal de ebuliç o a temperatura, na qual a substânc ia entra em ebuliç o quando a press o externa igual a 1 bar. O ponto de ebuliç o de uma substância reflete a força das interaç es intermoleculares que atuam na mesma. No ponto de ebuliç o, deve ser fornecida uma energia suficiente para romper as forças a trativas entre as mol culas. O 1-propanol e o metoxietano possuem a mesma composiç o elementar, C 3H8O. No entanto, possuem funç es químicas diferentes. No 1-propanol, a presença do grupo OH favorece as ligaç es de hidrog nio, tornando maior a atraç o entr e suas mol culas do que entre as do metoxietano. Desta forma, para romper as interaç es no 1-propanol, necess ria uma maior quantidade de energia do que no metoxietano. Conseqüentemente, o 1 -propanol possui uma maior temperatura de ebuliç o. Portanto, a alternativa A a correta.
13. Os amino cidos s o compostos orgânicos que, por condensaç o,
originam as proteínas, biopolímeros essenciais aos processos vitais das c lulas. O amino cido (+) lisina (estrutura ao lado) apresenta, o em soluç o aquosa, uma rotaç o óptica específica ([α ]20 D ) de + 13,5 (c 2, H2O). Com base na an lise estrutural, da (+) lisina tem: A) B) C) D) E)
correto afirmar que a mol cula
H C
HO2C
(CH2)4 -NH2
NH2
um plano de simetria. uma configuraç o S e n o pode ser dextrogira. um nico carbono assim trico com configuraç o R. um nico carbono assim trico com configuraç o S. uma configuraç o R e n o pode ser levogira.
Quest o 13, alternativa D Assunto: item XIII do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento sobre isomeria plana ou estrutural e isomeria espacial (isomeria óptica). Soluç o: a mol cula (+) lisina tem um nico carbono assim trico [carbono substituintes (ligantes) diferentes: , sendo por conseguinte, 2, 2H, 2)4NH2 e assim trica. O texto da quest o informa que o amino cido dextrogiro: (+) lisina, [α]D = + 13,5o. Observando-se a escala de prioridades dos grupos ligantes (H 2N 2C 2N(CH 2)4 -se que a estrutura apresenta a ordem crescente de prioridade no sentido anti= 3 > H hor rio, sendo, portanto, de configuraç o S. Logo, a opç o D a correta.
14.
O íon cianeto (CN-), quando na forma de cido cianídrico (HCN), um agente tóxico, n o somente originado dos sais iônicos utilizados em processos industriais, mas tamb m naturalmente da hidrólise da “amigdalina”, substância presente em sementes de maç , ameixa e p ssego. A partir dessa infor maç o, considere o equilíbrio químico descrito abaixo HCN(g) + H2O(aq)
CN- (aq) + H3O+ (aq); Ka = 1 x 10-10.
Assinale a alternativa correta. A) A elevada acidez do HCN destacada pelo valor de pKa = 10. Em soluç es com valores de pH acima de 10, h o favorecimento da formaç o do HCN. B) O HCN considerado um cido forte, e o valor de K a justifica as mais elevadas concentraç es de íons CN- e H3O+ comparativamente ao HCN, no equilíbrio. C) O íon cianeto uma base relativamente forte, raz o pela qual reage prontamente com cidos fracos ou fortes para formar o cianeto de hidrog nio.
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Quest o 14, alternativa C Assunto: item X do programa de química do vestibular.
Coment rios: requer conhecimento em cidos e bases fracos e fortes, conceito e escala de pH. Soluç o: a uma dada temperatura, a força de um cido medida quantitativamente pela magnitude da sua constante de ionizaç o, K a, que corresponde à constante de equilíbrio para a ionizaç o do cido. Quanto maior for o valor de K a, mais forte ser o cido e maior ser concentraç o de íons + H3O no equilíbrio. O baixo valor de K a para o HCN indica que o mesmo um cido bastante fraco e, conseqüentemente, possui uma baixa percentagem de ionizaç o. No equilíbrio, existe uma maior concentraç o da esp cie n o dissociada, HCN, comparativamente às esp cies CN - e H3O+. A baixa acidez do HCN justificada pela forte basicidade do íon CN- (bom doador de el trons), o qual reage prontamente com cidos fracos ou fortes para formar o cianeto de hidrog nio (HCN). Portanto, a alternativa C correta.
15. As reaç es orgânicas relacionadas abaixo possibilitam a preparaç o de compostos de interesse
comercial, por exemplo, os protetores solares (a), e a preparaç o de mat ria prima (b, c) para a fabricaç o de inseticidas, corantes, pigmentos e anti-s pticos. O
O OCH 3 X.
C
+
C Cl
AlCl3
(a)
CH 3 Y.
OCH 3
CH 2 Br
+
Luz Br 2
ultravioleta
(b) Cl FeCl3 Z.
+
Cl2
ausência de luz
(c)
Analise as seguintes afirmativas, relacionadas com as reaç es X Y e Z: I. X uma reaç o de substituiç o, caracterizada como alquilaç o de Friedel -Crafts. II. Y uma reaç o de adiç o, caracterizada como halogenaç o. III. Z uma reaç o de substituiç o, c aracterizada como halogenaç o. Com base nas informaç es acima, assinale a alternativa correta. A) I e II s o verdadeiras. B) I e III s o verdadeiras. C) Somente II verdadeira. D) II e III s o verdadeiras. E) Somente III verdadeira. ,
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Quest o 15, alternativa E
Assunto: item XIV do programa de química do vestibular. Coment rios: requer conhecimento sobre classes de reaç es (substituiç o, adiç o ou eliminaç o) e tipos de reagentes. A quest o pode ser resolvida mesmo sem um conhecimento específico, requerendo apenas um conhecimento b sico do assunto. Soluç o: a reaç o X envolve uma substituiç o (do H por grupo benzoíla). Por m, n o introduzido um grupo alquila no produto (os próprios reagentes n o cont m grupo alquila). Logo, n o pode ser alquilaç o; a reaç o Y de halog enaç o (introduç o do halog nio Br), mas n o ocorre uma adiç o, e sim a substituiç o de um tomo de H pelo tomo de Br; na reaç o Z, ocorre a substituiç o do H pelo halog nio Cl, caracterizando uma reaç o de substituiç o e de halogenaç o (cloraç o). Log o, somente a afirmativa III est certa e, portanto, a alternativa E a correta.
6ROXomRFRPHQWDGDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV 01.
Uma propriedade do carbonato de cálcio, a sua solubilidade em meio ácido, é responsável por uma das maravilhas da natureza: as formações das estalactites e estalagmites nas cavernas de calcário. Infelizmente, essa propriedade é, também, responsável pela degradação de importantes obras de arte, causada pela “chuva ácida”, originada da poluição da atmosfera pela presença de ácido sulfúrico, dentre outros produtos químicos.
A) Escreva a equação química balanceada para a reação entre o carbonato de cálcio e o ácido sulfúrico.
Solução A equação química balanceada para esse processo é: CaCO3(s) + H2SO4(aq) Æ CaSO4(aq) + CO2(g) + H2O(l)
B) Qual o volume mínimo de solução 0,1 mol.L –1 em ácido sulfúrico necessário
para reagir
completamente com 10 gramas de carbonato de cálcio?
Solução 10 gramas de CaCO3 correspondem a 0,1 mol desse composto. Pela equação descrita no item (A), para consumir 1 mol de CaCO3 será necessário reagir a quantidade equivalente a 1 mol de H2SO4. Portanto, 0,1 mol de H 2SO4 é requerido para a completa reação de 0,1 mol de CaCO3. Como M = n/V, onde M = molaridade da solução, n = número de mols do soluto e V = volume da –1 solução em litros, o volume mínimo de solução 0,1 mol.L em ácido sulfúrico necessário para reagir completamente com 10 gramas de carbonato de cálcio será: V = 0,1 mol / 0,1 mol L –1 = 1 L. 02.
A quantidade de energia liberada na queima de combustíveis é denominada entalpia de combustão. As entalpias de combustão de algumas substâncias são dadas na tabela I. Para comparar a eficiência da combustão de diferentes combustíveis, são necessárias especificações de algumas condições. TABELA I
Substância Entalpia de combustão (kJ.mol -1) Hidrogênio, H2 –286 Metanol , CH3OH –726 Etanol, C2H5OH –1367 Octano, C8H18 –5470 o (*) calculada para o gás comprimido a 0 C
Densidade (g/mL) 0,07 (*) 0,79 0,80 0,70
Identifique, dentre as substâncias relacionadas na tabela I, a que teria a maior eficiência nas seguintes situações:
A) aplicações nas quais o uso da menor massa do combustível é o mais importante requerimento, por exemplo nos foguetes espaciais. Justifique.
Solução O calor liberado por grama de substância será: H2 : ∆H = –286 kJ mol–1 / 2 g mol–1 = –143,0 kJ g–1 CH3OH: ∆H = –726 kJ mol –1 / 32 g mol–1 = –22,69 kJ g–1 C2H5OH: ∆H = –1367 kJ mol –1 / 46 g mol–1 = –29,72 kJ g –1 C8H18: ∆H = –5470 kJ mol–1 / 114 g mol –1 = –47,98 kJ g –1 A substância que libera a maior quantidade de energia por grama é o H 2, apresentando, portanto, a
B) aplicações nas quais o uso do menor volume do combustível é o mais importante requerimento, por exemplo, nos veículos automotores. Justifique.
Solução A massa de 1 mL de cada substância será: H2 : 0,07 g; CH 3OH: 0,79 g; C2H5OH: 0,80 g e C 8H18: 0,70 g. Portanto, a energia liberada por mL de substância será: H2 : ∆H = CH3OH: ∆H = C2H5OH: ∆H = C8H18: ∆H =
–10,01 kJ mL–1 –1
–17,93 kJ mL –1 –23,78 kJ mL –1 –33,59 kJ mL
A substância que libera a maior quantidade de energia por mL é o C8H18 (octano), apresentando, portanto, a maior eficiência nesta situação.
03.
As “lentes fotocromáticas”, utilizadas em óculos, constituem uma solução sólida de cloreto de prata no material vítreo que as compõe. Quando expostas à luz solar, essas lentes escurecem por causa da formação de átomos de prata metálica. Os átomos de cloro, também originados dessa reação, permanecem retidos na rede do material vítreo, permitindo que o processo seja revertido, na ausência da luz solar. Com base nas informações fornecidas, pede-se:
A) a equação química balanceada para representar o processo responsável pelo escurecimento das lentes fotocromáticas.
Solução AgCl(s)
Æ
Ag(s) + Cl
B) as configurações eletrônicas da prata e do cloro, nos estados de oxidação em que se encontram, sob exposição da luz solar.
Solução + – Sob a ação da luz solar, os íons Ag são reduzidos para Ag e os íons Cl oxidados a Cl. Portanto, suas configurações são: 10
1
Ag: [Kr]4d 5s 2
5
Cl: [Ne]3s 3p
04.
Quando um filme fotográfico é revelado, o brometo de prata, componente do material da película, reage com hidroquinona (revelador), em meio alcalino, para produzir prata metálica (parte escura do negativo) e quinona. 2 AgBr(s) + C6H4(OH)2(aq) + 2 OH–(aq) Æ2Ag(s) + 2 Br–(aq)+ C6H4O2(aq)+ 2H2O(l)
A) Escreva as semi-reações de oxidação-redução do processo de revelação de filmes fotográficos. Solução Processo de redução: 2AgBr(s) + 2e Æ 2Ag(s) + 2Br (aq) (catodo) –
–
Processo de oxidação: C6H4(OH)2(aq) + 2OH–(aq) Æ C6H4O2(aq)+ 2H2O(l) + 2e– (anodo)
B) Identifique os agentes redutor e oxidante, presentes nesse processo. Solução Agente redutor: C6H4(OH)2(aq) (hidroquinona) Agente oxidante: 2AgBr(s) (brometo de prata)
C) Sabendo que o valor do potencial padrão da célula, Eo = 0,10 V, e que o potencial de meia-célula para a reação de formação da prata metálica é 0,80V, calcule o potencial de meia-célula para a reação de formação da quinona.
Solução o
o
o
E (célula) = E (semi-reação catódica) + E (semi-reação anódica) o 0,10V = 0,80V + E (semi-reação anódica) o E (semi-reação anódica) = –0,70V
05.
Os oxiácidos apresentam correlações estruturais que influenciam sobremaneira as forças ácidas dessas substâncias. Os dados da tabela II indicam que o aumento da acidez dos hipohaletos ácidos HClO, HBrO e HIO são dependentes dos valores de eletronegatividade dos seus respectivos haletos. TABELA II
Oxiácido HXO
Eletronegatividade do átomo X
pKa
3,2
7,53
3,0
8,69
2,7
10,6
Ácido Hipocloroso HClO Ácido Hipobromoso HBrO Ácido Hipoiodoso HIO
Já para a série de oxiácidos relacionados na tabela III, o íon haleto permanece constante na composição, porém varia o número de átomos de oxigênio, observando-se mudanças mais drásticas nas forças ácidas dessas substâncias. TABELA III
Ácido Hipocloroso HClO Cloroso HClO2 Clórico HClO3 Perclórico HClO4
Eletronegatividade do átomo Cl
pKa
3,2
7,53
3,2
2,00
3,2
≅ 1,00
3,2
≅ 0,30
A) Represente as estruturas de Lewis dos oxiácidos relacionados na tabela II, analise-as e justifique a variação da acidez observada.
Solução
H
..
O ..
..
Cl : ..
..
H
O ..
..
Br : ..
..
H
O ..
..
I:
..
B) Represente as estruturas de Lewis dos oxiácidos relacionados na tabela III. ..
..
O ..
H
: Cl ..
H
:O: ..
: Cl
O ..
..
..
H
O ..
: Cl ..
:O :
O Cl ..
: O:
:O :
..
O ..
H
:O :
C) Justifique as variações observadas nas forças ácidas das substâncias relacionadas na tabela III. Solução As espécies relacionadas na tabela III diferem significativamente quanto aos estados de oxidação do átomo de cloro: HClO: +1; HClO 2: +3; HClO3: +5 e HClO4: +7. Como a densidade eletrônica do Cl diminui com o aumento de seu estado de oxidação, ele terá maior tendência em atrair para si a densidade eletrônica nas suas vizinhanças, acarretando o enfraquecimento das ligações O-H, aumentando o poder de dissociação dos íons hidrogênio. Isto justifica a escala de acidez apresentada.
06.
O sal de sódio do ácido trifosfórico, Na 5P3O10, é um dos componentes de alguns detergentes sintéticos utilizados na lavagem de roupas. Os íons P3O105– atuam seqüestrando íons Ca2+ e Mg 2+, comumente presentes nas denominadas águas duras, impedindo seus depósitos, e promovendo o “amaciamento” dos tecidos.
A) Apresente as fórmulas químicas dos dois compostos formados a partir das interações entre o íon P3O105– e os íons Ca
2+
2+
e Mg .
Solução Os compostos são: Ca5(P3O10)2 e Mg5(P3O10)2 , respectivamente.
B) Admitindo que 3,68g de Na5P3O10 foram necessários para remover completamente os íons Ca2+ presentes em uma amostra de 10 L de água, calcule a concentração em mol.L–1 em íons cálcio nessa água.
Solução A reação em questão é: 2+
+
2Na5P3O10(aq) + 5Ca (aq) Æ Ca5(P3O10)2(s) + 10Na (aq) 3,68g de Na5P3O10 correspondem a 0,01 mol. Logo: 2+
0,01 mol Na5P3O10 x (5 mols Ca /2 mols Na5P3O10) = 0,025 mol Ca
2+
07.
Na cenoura, existe um pigmento alaranjado denominado β-caroteno que, nos organismos dos mamíferos, sofre oxidação para produzir uma substância chamada retinal (I). Reações bioquímicas convertem o retinal (I) em derivados de grande importância biológica, tais como, vitamina A (II), fator de crescimento e, neoretinal b (III), responsável pela química da visão. Observe as estruturas I, II e III, abaixo. O
7
11
9 8
10
13
OH
H 12
14
I
II
7
11
9 8
12
10
14 13
O H
III
A) Considerando as reações de laboratório, indique os reagentes necessários para converter I em II e classifique esta reação.
Solução Os reagentes necessários para a conversão de aldeído em álcool são boro-hidreto de sódio (NaBH4) em meio aquoso ácido ou básico, ou hidreto de alumínio e lítio (LiAlH 4) em meio aquoso ácido ou básico, ou ainda, hidrogênio (H 2) em presença de catalisador (níquel, paládio) sob aquecimento ou pressão. Trata-se de uma reação de redução.
B) Escreva a estrutura do produto orgânico de reação entre II e o cloreto de etanoíla. Solução II (álcool) + CH3–COCl (cloreto de ácido) produz o éster: O O
C) Indique as configurações (estereoisomeria) das ligações duplas C9C10 e C13C14 do composto I. Solução As configurações em I são: C9C10, trans ou E; C13C14, trans ou E.
D) Indique as configurações (estereoisomeria) das ligações duplas C11C12 e C13C14 do composto III. Solução As configurações em III são: C11C12, cis ou Z; C13C14, trans ou E.
08.
Freqüentemente, a preparação de substâncias para síntese orgânica é acompanhada da formação de produtos secundários, exigindo, portanto, uma purificação. Um dos métodos de purificação é o da extração com solventes, que utiliza o princípio de “polar dissolve polar e apolar dissolve apolar”. Os compostos IV e V, abaixo, foram obtidos em quantidades apreciáveis, como uma mistura. A mistura dos compostos IV e V, foi submetida à reação com NaOH e, em seguida, H2O foi adicionado com o objetivo de separá-los.
CO2H
CH3
CO2H
CH3
IV
V
A) Escreva a estrutura do derivado formado através da reação com NaOH. Solução Somente IV, um ácido carboxílico, reage com a base NaOH, originando um sal de ácido: O C
ONa
C
ONa
O
B) Classifique a reação. Solução Trata-se de uma reação ácido base.
C) Indique o composto (IV ou V) que foi removido na fase aquosa a partir da mistura (IV + V), após reação com NaOH, seguido de extração com H2O. Justifique, com palavras, sua indicação.
Solução Após a reação com NaOH, forma-se o sal, um composto iônico, que é ainda mais polar que o próprio ácido carboxílico. Como a água é um solvente bastante polar, logicamente, o composto removido na fase aquosa é o IV (na forma de sal). O hidrocarboneto, apolar ou muito pouco polar, não se solubiliza na água, permitindo a separação.
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01. Uma das ações desejadas para contribuir com a diminuição dos níveis de CO2 da atmosfera
terrestre consiste em promover sua utilização em processos limpos. Nesse sentido, pesquisas recentes apontam para a possibilidade do seu uso como gás trocador de calor, em substituição aos gases refrigerantes convencionais, que causam danos adicionais ao meio ambiente. Com relação ao CO2 , é correto afirmar que:
A) B) C) D) E)
sua molécula é angular, e a hibridação do átomo de carbono é sp3. quando dissolvido em água destilada, origina uma solução alcalina. 23 um mol de moléculas de CO2 contém exatamente 6,02 · 10 átomos. as ligações químicas presentes na molécula são do tipo covalente apolar. quando submetido a altas pressões, apresenta comportamento distinto de um gás ideal.
Questão 01, alternativa E
Assunto: Contempla os itens II, III, V e X do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de gases, número de Avogadro, ligação química e ácidos e bases. Solução: Quando submetido a altas pressões, o CO 2, ou qualquer outro gás, apresenta um comportamento diferente daquele apresentado por um gás ideal, uma vez que o modelo do gás ideal pressupõe a condição de baixíssima pressão. Portanto, somente a alternativa E está correta. 02.
Sulfitos (compostos contendo íons SO32–) são normalmente utilizados como conservantes de vinhos. Contudo, o limite de tolerância de pessoas alérgicas a essas substâncias é de 10 ppm 2– 2– (partes por milhão) de SO3 . Para certificar-se da real concentração de SO3 em vinhos, pode-se utilizar o método de doseamento fundamentado na reação química descrita pela equação abaixo: 2–
SO3 (aq) + H2O2 (aq)
SO42– (aq) + H2O.
Analise os dados descritos na questão e assinale a alternativa correta. A) Íons SO32– são oxidados, originando íons SO42– , atuando, portanto, como agentes oxidantes. B) A reação não envolve processos de transferência de elétrons, e se diz que é de substituição eletrofílica. C) No processo de doseamento de SO32– , H2O2 é reduzido a H2O e atua como agente redutor. D) Uma amostra que contém 0,001g de SO32– em 1kg de vinho satisfaz o limite de tolerância estabelecido. E) Uma amostra que contém 10 mols de SO32– por 1kg de vinho é equivalente à concentração 10ppm em SO 32–. Questão 02, alternativa D
Assunto: Contempla os itens VIII e XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de unidades de concentração e eletroquímica. Solução: Na reação descrita, o íon sulfito, SO32–, é oxidado a sulfato, SO42–, atuando portanto como agente redutor. Já o peróxido de hidrogênio, H2O2, é reduzido a água, H2O, atuando como agente oxidante. Uma amostra, contendo 0,001g (1 mg) em 1Kg de solução, equivale a uma concentração de 1 ppm, portanto, dentro do limite de tolerância estabelecido. Somente a alternativa D está correta.
03.
O cabelo humano é composto principalmente de queratina, cuja estrutura protéica varia em função das interações entre os resíduos aminoácidos terminais, conferindo diferentes formas ao cabelo (liso, ondulado, etc). As estruturas relacionadas abaixo ilustram algumas dessas interações específicas entre pares de resíduos aminoácidos da queratina.
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O C -
H C CH2 CH2 CH2 CH2 NH3+ H N
N H OOC H2C H2C C H C O
2
1
O C H C CH2 S
N H S H2C C H
H N
C O
4
3
O C H C CH2 OH H N
N H O C H2C C H OH C O
5
6
Assinale a alternativa que relaciona corretamente as interações específicas entre os resíduos 1–2, 3–4 e 5–6, respectivamente.
A) B) C) D) E)
Ligação iônica, ligação covalente e ligação de hidrogênio. Ligação iônica, interação dipolo-dipolo e ligação covalente. Ligação covalente, interação íon-dipolo e ligação de hidrogênio. Interação dipolo-dipolo induzido, ligação covalente e ligação iônica. Ligação de hidrogênio, int eração dipolo induzido-dipolo e ligação covalente.
Questão 03, alternativa A
Assunto: Contempla o item V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de ligação química. Solução: As interações presentes entre as p roteínas indicadas são: 1–2 (–NH3+--–OOC–) 3–4 (–S—S–)
ligação iônica
ligação covalente
5–6 (–OH—O=C–)
ligação de hidrogênio
Portanto, somente a alternativa A está correta.
04. As reações químicas metabólicas são fortemente dependentes da temperatura do meio. Como conseqüência, os animais de sangue frio possuem metabolismo retardado, fazendo com que os mesmos se movimentem muito mais lentamente em climas frios. Isso os torna mais expostos aos predadores em regiões temperadas do que em regiões tropicais.
Assinale a alternativa que justifi ca corretamente esse fenômeno.
A) Um aumento na temperatura aumenta a energia de ativação das reações metabólicas, B) C) D) E)
aumentando suas velocidades. Um aumento na temperatura aumenta a energia cinética média das moléculas reagentes, aumentando as velocidades das reações metabólicas. Em temperaturas elevadas, as moléculas se movem mais lentamente, aumentando a freqüência dos choques e a velocidade das reações metabólicas. Em baixas temperaturas, ocorre o aumento da energia de ativação das reações metabólicas, aumentando suas velocidades. A freqüência de choques entre as moléculas reagentes independe da temperatura do meio, e a velocidade da reação independe da energia d e ativação.
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Questão 04, alternativa B
Assunto: Contempla o item IX do pr ograma de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de fatores que i nfluenciam a velocidade das reações. Solução: Com o aumento da temperatura, a energia cinética média das moléculas aumenta, assim como aumenta também o número de moléculas que têm elevados valores de energia. Isto é, mais moléculas terão energia suficiente para romper a barreira de energia de ativação da reação. Como conseqüência, ocorre um aumento da velocidade da r eação. Portanto, somente a alternativa B está correta. 05.
Quando átomos são ionizados, suas propriedades são alteradas drasticamente. Como exemplos, podemos relacionar:
I. um agregado de moléculas de bromo (Br2) possui coloração vermelha. Já os íons
brometos (Br–), presentes nos cristais de brometo de sódio, NaBr, são incolores; + II. o sódio metálico (Na) reage violentamente com água (H2O), enquanto os íons Na são + estáveis em meio aquoso [Na (H2O)n]; III. moléculas de cloro (Cl2) constituem um gás venenoso de coloração verde claro. Já os íons cloretos (Cl–), presentes no sal de cozinha (NaCl), são incolores e de baixíssima toxicidade. Assinale a alternativa correta.
A) Os raios iônicos dos ânions são menores do que os dos respectivos átomos neutros que os originam.
B) As propriedades dos átomos e de seus íons de origem são fortemente dependentes dos elétrons de valência. C) As energias de ionizações dos íons são idênticas às dos respectivos átomos de ori gem. D) Os íons sódio hidratados [Na+(H2O)n] constituem um exemplo típico de interações dipolodipolo. E) A energia de ionização do bromo é maior do que a do cloro, posto que seu raio atômico é maior. Questão 05, alternativa B
Assunto: Contempla os itens IV e V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de propriedades periódicas dos elementos e ligações químicas. Solução: Devido à expansão da nuvem eletrônica da camada de valência, os raios dos ânions são maiores do que os dos respectivos átomos neutros que os originam. Como a energia de ionização constitui-se de um parâmetro atômico dependente do raio, as energias de ionizações dos íons são distintas da dos respectivos átomos de origem. As propriedades dos átomos e de seus íons de origem são fortemente dependentes dos elétrons de valência. Desta forma, somente a alternativa B está correta. 06.
A água apresenta-se no estado líquido, à temperatura ambiente e à pressão atmosférica, e entra em o ebulição a uma temperatura que é cerca de 200 C mais elevada do que a do ponto de ebulição previsto teoricamente, na ausência das ligações de hidrogênio. Com relação às ligações de hidrogênio, assinale a alternativa correta.
A) Ocorrem entre moléculas, onde o átomo de hidrogênio é ligado covalentemente aos átomos B)
C) D)
E)
mais eletropositivos, pelos seus pares de elétrons ligantes. Originam-se da atração entre os átomos de hidrogênio de uma molécula de água, que têm carga parcial negativa, e o átomo de oxigênio de uma outra unidade molecular, que tem carga parcial positiva. No estado sólido, as ligações de hidrogênio presentes na água são mais efetivas, resultando em efeitos estruturais que conferem menor densidade ao estado sólido do que ao líquido. Quanto maior for a eletronegatividade do átomo ligado ao hidrogênio na molécula, maior será a densidade de carga negativa no hidrogênio, e mais fraca será a interação com a extremidade positiva da outra molécula. São interações muito mais fortes do que as ligações covalentes polares convencionais, e desempenham papel fundamental na química dos seres vivos. ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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Questão 06, alternativa C
Assunto: Contempla o item V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de ligações químicas. Solução: A ligação de hidrogênio é um tipo especial de interação dipolo-dipolo entre a extremidade de densidade de carga positiva (átomo de hidrogênio) de uma molécula polar, e a extremidade de densidade de carga negativa (átomos de O, N ou F) de uma outra unidade molecular. No estado sólido, as ligações de hidrogênio presentes na água são mais efetivas, resultando em efeitos estruturais que conferem maior volume e, portanto, menor densidade ao estado sólido do que ao líquido. Portanto, somente a alternativa C está correta. 07.
A aplicação do princípio de Le Chatelier possibilita o controle da direção e da extensão de uma determinada reação química. Um exemplo típico é o equilíbrio entre as formas cor de rosa e azul dos íons cobalto. [Co(H2O)]2+ (aq) + 4Cl– (aq)
[CoCl4]2+ (aq) + 6 H2O (l) ; ∆H = 120cal/mol
cor de rosa
azul
Assinale a alternativa que apresenta uma ação sobre o sistema, que favorece a formação da solução de cor azul.
A) B) C) D) E)
Diminuição da concentração de Cl–. Diminuição da temperatura. Diluição da solução. Aumento da concentração de água. Adição de cloreto de sódio aquoso.
Questão 07, alternativa E
Assunto: Contempla o item V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de alteração de equilíbrio: Princípio de Le Chatelier. Solução: O Princípio de Le Chatelier estabelece que: se uma força externa é aplicada a um sistema em equilíbrio, o sistema se ajusta de tal modo que a força seja parcialmente anulada, de modo que o mesmo volte à posição de equilíbrio. A palavra “força” significa uma mudança na concentração de uma das espécies, pressão, volume, ou temperatura do sistema em equilíbrio. Um aumento da concentração de uma das espécies, faz com que a reação tenda a se deslocar no sentido do maior consumo daquela espécie. Um aumento na temperatura favorece a reação endotérmica ( ∆H > 0), contrariamente, uma diminuição na temperatura favorece a reação exotérmica (∆H < 0). Na reação descrita na questão, um aumento na temperatura favorece a formação do [CoCl4]2– (reação endotérmica), e uma diminuição favorece a formação do [Co(H2O))]2+ (reação exotérmica). A adição de cloreto de sódio aquoso à solução acarreta o aumento da concentração dos íons Cl – no meio. Conseqüentemente, a reação se deslocará no sentido de consumir os íons Cl – adicionados, ou seja, formação do [CoCl4]2+ (cor azul). Portanto, somente a alternativa E está correta.
08.
As células a combustível, capazes de converter energia das reações de oxidação-redução de reagentes químicos gasosos diretamente em eletricidade, são consideradas tecnologias prontas para substituir combustíveis derivados do petróleo. A célula a combustível hidrogênio-oxigênio baseia-se na conhecida reação de formação de água, onde os gases são oxidados e reduzidos, em compartimentos de eletrodos separados por solução eletrolítica 2H 2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + Energia Assinale a alternativa correta. – – A) Hidrogênio é reduzido no anodo, segundo a semi-reação H2(g) + 4OH (aq) → 4H2O(l) + 4e B) Oxigênio é reduzido no catodo, segundo a semi-reação O2(g) + 2H2O(l) + 4e– → 4OH–(aq) C) Hidrogênio é oxidado no anodo, segundo a semi-reação 2H+(aq) + 4OH–(aq) → 4H2O(l) + 4e–
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D) Oxigênio é oxidado no anodo, segundo a semi-reação O2(g) + 2H2O(l) + 4e– → 4OH–(aq) – – E) Oxigênio é reduzido no catodo, segundo a semi-reação 2O (g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH (aq) Questão 08, alternativa B
Assunto: Contempla o item XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de célula eletroquímica, conceito de eletrodos e semi-reações. Solução: Na célula à combustível hidrogênio-oxigênio, o oxigênio é reduzido no catodo e o hidrogênio é oxidado no anodo, segundo as semi-reações:
Anodo:
2H2(g) + 4OH–(aq)
Catodo:
O2(g) + 2H2O(l) + 4e–
4H2O(l) + 4e– 4OH–(aq)
Portanto, somente a alternativa B está correta. 09.
Compostos de zinco são largamente utilizados na indústria cosmética. O óxido de zinco (ZnO), um adstringente típico, é comumente adicionado aos cosméticos para contrair tecidos e reduzir a camada oleosa da pele. O peróxido de zinco (ZnO2), utilizado em desodorantes, tem a capacidade de remover odores, através da oxidação de aminas e ácidos graxos expelidos na sudorese. Assinale a alternativa correta.
A) As fórmulas empíricas corretas do óxido de zinco e do peróxido de zinco são ZnO e Zn1/2 O, B) C) D) E)
respectivamente. O óxido de zinco e o peróxido de zinco são espécies químicas alotrópicas e isoeletrônicas. Nos compostos ZnO e ZnO 2, os respectivos estados de oxidação do zinco e do oxigênio são idênticos. O óxido de zinco e o peróxido de zinco constituem exemplos de isômeros geométricos. A configuração eletrônica do zinco, tal como se apresenta nos compostos ZnO e ZnO2, é [Ar]3d10.
Questão 09, alternativa E
Assunto: Contempla os itens III, IV e V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de fórmulas químicas, configuração eletrônica dos elementos e ligação química (isomeria). Solução: A fórmula mínima de uma substância é a menor relação de números inteiros entre seus elementos. Dessa forma, as fórmulas moleculares do óxido de zinco, ZnO, e peróxido de zinco, ZnO2, são idênticas às suas fórmulas mínimas. No ZnO, o zinco apresenta estado de oxidação +2 e o oxigênio –2, já no peróxido de zinco, o zinco apresenta estado de oxi dação +2 e o oxigênio –1. Conseqüentemente, a configuração eletrônica do zinco, tal como se apresenta nos compostos ZnO e ZnO2, é [Ar]3d10. Portanto, somente a alternativa E está correta. 10.
Comumente, muitas substâncias químicas são sugeridas para atuar como germicidas, em substituição aos eficientes desinfetantes derivados de haletos de amônio quaternário. Dentre essas, incluem-se: amônia (em solução aquosa), bicarbonato de sódio, borato de sódio e o ácido acético. Contudo, investigações sobre a ação destes compostos sobre culturas de Staphylococcus aureus e Salmonella choleraesuis comprovaram que tais substâncias não têm a capacidade de matar bactérias, o suficiente para classificá-las como desinfetantes. Com relação aos íons amônio quaternário, é correto afirmar que podem ser formados por:
A) quatro grupos orgânicos ligados ao átomo central de nitrogênio e possuem carga positiva. B) quatro íons haletos ligados ao átomo central de nitrogênio e possuem carga positiva. ALEXQUIMICA.COM.BR PROF. ALEXANDRE OLIVEIRA
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C) quatro átomos de nitrogênio ligados ao átomo central do íon haleto e possuem carga negativa. D) dois átomos de nitrogênio e dois íons haletos ligados ao átomo central do hidrogênio e possuem carga positiva. E) dois grupos alquila e dois íons haletos ligados ao átomo central de nitrogênio e não possuem carga. Questão 10, alternativa A
Assunto: Contempla os itens III e V do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de fórmulas químicas e ligação química. Solução: O íon amônio quaternário pode ser formado por quatro grupos orgânicos ligados ao átomo central de nitrogênio, e possuem carga positiva (R4N+). Portanto, somente a alternativa A está correta. 11.
Geralmente, os produtos de limpeza são bastante específicos e são formulados com base no conhecimento das reações químicas. Por exemplo, produtos contendo ácido fosfórico (H3PO4), que reage com o óxido férrico (Fe2O3), formando um composto incolor e solúvel em água, possibilitam a limpeza de superfícies de peças metálicas enferrujadas. a Fe2O3(s) + b H3PO4(aq) vermelho
c Fe(PO4)36–(aq) + d H2O(l) + e H+ (aq) incolor
Analise a reação acima e assinale a alter nativa correta.
A) Para a = 1, a relação algébrica dos coeficientes ( c + d + e ) = ( 23 – b )
satisfaz o
balanceamento correto da equação química. 6– B) Uma vez que ácido fosfórico é consumido dos reagentes para formar Fe(PO4)3 , após a reação
se completar, o meio se tornará alcalino. 3+ 2+ C) No processo descrito, o íon Fe foi reduzido a Fe , e o íon fosfato oxidado a fosfito. D) Os átomos de ferro encontram-se ligados por covalência (Fe2 ), e por ligação iônica (Fe2+ – (PO4–)) nos reagentes e produtos, respectivamente. E) A concentração de uma solução resultante da remoção completa de 2 mols de Fe2O3 por 1 L de solução 12 M de H3PO4 será 14 M, em Fe(PO4)36– . Questão 11, alternativa A
Assunto: Contempla os itens V, VI, VIII, X e XI do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de ligação química, balanceamento de equações químicas, ácidos e bases, reações de óxido-redução e cálculos de concentrações. Solução: Os valores de a, b, c, d e e que satisfazem ao balanceamento correto dessa equação são 1, 6, 2, 3 e 12, respectivamente. Portanto ( c + d + e ) = ( 23 – b ), e a alternativa A está correta. 12.
Dentre as diversas utilidades da água líquida, cita-se sua elevada capacidade de extinguir incêndios, que é decorrente, principalmente, do seu elevado calor de vaporização ( vap= 9,72 kcal/mol, a 100oC). Assinale a alternativa correta.
A) O calor de vaporização de uma substância resulta do rompimento das interações B) C) D) E)
intermoleculares do estado gasoso. A evaporação de 18 g de água, a 100 oC, libera 9.720 calorias, acarretando o resfriamento da vizinhança. A evaporação de 1g de água, a 100 oC, pode causar o resfriamento da vizinhança, correspondente a 540 calorias. O elevado calor de vaporização da água resulta do fato de ela ocupar maior volume no estado líquido do que no estado sólido. A evaporação de um líquido, por se constituir em um fenômeno químico, envolve o rompimento de ligações químicas.
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Questão 12, alternativa C
Assunto: Contempla os itens I, V e VII do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de fenômenos químicos e físicos, interações intermoleculares e entalpia de mudança de estado. Solução: A evaporação de um líquido constitui um exemplo de fenômeno físico. Para que isso ocorra, é necessário que o líquido absorva calor do meio correspondente ao seu calor de vaporização. Sendo o o calor de vaporização da água, vap= 9,72 kcal/mol, a 100 C, significa que ao evaporar 18 g de H 2 O ocorre uma absorção de 9.720 cal de energia. Para a evaporação de 1 g de H 2O, ocorrerá a absorção de 540 cal de energia, que será retirada do meio, conseqüentemente provocando um resfriamento da vizinhança correspondente à mesma variação energética. Portanto, somente a alt ernativa C está correta. 13.
O oxigênio (O 2), gás essencial ao processo de respiração humana, liga-se à proteína hemoglobina nos pulmões para formar a oxihemoglobina, que é transportada no sangue. O oxigênio é então liberado nos músculos a partir da oxihemoglobina, conforme o equilíbrio químico descrito abaixo, que é dependente do pH do sangue. hemoglobina + O2
oxihemoglobina
Um maior valor do pH do sangue, nos pulmões, favorece a reação de formação da oxihemoglobina, e um menor valor do pH do sangue nos músculos favorece a decomposição da oxihemoglobina com liberação de O2. Considerando o equilíbrio químico descrito, e assumindo os valores de pH = 7,8 nos pulmões e pH = 7,3 nos músculos, assinale a alternativa correta. – A) A concentração de HO é menor nos pulmões que nos músculos, e o equilíbrio desloca-se para
B) C) D) E)
a direita. A concentração de H+ é maior nos pulmões que nos músculos, e o equilíbrio desloca-se para a esquerda. As concentrações de H + e HO – são iguais nos pulmões e nos músculos e não afetam o equilíbrio. A concentração de H + é menor nos pulmões que nos músculos, e o equilíbrio desloca-se para a direita. A concentração de H + é menor nos músculos que nos pulmões, e o equilíbrio desloca-se para a esquerda.
Questão 13, alternativa D
Assunto: Contempla os itens IX e X do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de equilíbrio químico e escalas de pH e pOH.. Solução: Como o equilíbrio químico é determinado pelo pH do sangue, um maior valor de pH nos pulmões (pH = 7,8) implica em menor concentração de H +. Por outro lado, conforme dado na questão, um maior valor de pH nos pulmões favorece a captação de O 2, ou seja, formação de oxihemoglobina. Conseqüentemente, ocorre o deslocamento do equilíbrio para a direita. Portanto, a alternativa D é a correta. 14.
Geralmente, as águas subterrâneas do semi-árido nordestino apresentam elevados teores de carbonato de cálcio, CaCO 3, e recebem a denominação de “águas duras”. Neste tipo de água, os sabões, CH 3(CH2)nCO2Na, originam um precipitado sólido, acarretando, conseqüentemente, maior consumo desse produto para a remoçã o de sujeiras. O maior consumo de sabão para a remoção de sujeiras, em “águas duras”, é decorrente da:
A) B) C) D) E)
formação de ácidos carboxílicos na reação entre o sabão e CaCO 3. alta concentração de sais de sódio na r eação entre o sabão e CaCO 3. formação de sais de cálcio na reação entre o sabão e CaCO 3. formação de um precipitado de CH 3(CH2)nCO2(CO3). elevada solubilidade do sabão em ág uas duras.
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Questão 14, alternativa C
Assunto: Contempla os itens V, VII, X, XIII e XIV do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos de solubilidade, propriedades dos ácidos, bases e sais, reação de neutralização e formação de sais. Solução: (A) A formação de ácidos carboxílicos ocorreria em água ácida (H3O+) e não por ação de CaCO3; (B) a presença de CaCO3, logicamente, não implica em alta concentração do sal de sódio; (D) a formação de CH3(CH2)nCO2(CO3) não faz sentido (–CO2 –CO3–); (E) uma elevada solubilidade do sabão em água dura facilitaria sua ação de limpeza, determinando um menor consumo e, devido à concentração de sais inorgânicos na água, provavelmente o sabão não teria elevada solubilidade neste tipo de água; (C) no caso, a possibilidade fica por conta da reação entre o ânion carboxilato do sal de sódio (sabão) e o cátion divalente cálcio (Ca++), formando o sal de cálcio [H3C(CH2)nCO2]–2Ca++, o que justifica um maior consumo de sabão. Portanto, a alternativa C está correta. . Determinadas substâncias utilizadas como anestésicos locais, tais como I, característica a presença de um mesmo fragmento estrutural na molécula.
15
II
e
III
, têm como
CH3 N O H3C O
H3C
N H2C H2C O
O
I
II O CH3
H3C N H3C
C H2C H2C
O
CH3
III
Analise as estruturas I, II e III e assinale a alternativa que indica corretamente o mesmo produto, que seria obtido na reação de hidrólise ácida (H2O/H+) de I, II e III. A) Fenol B) Ácido benzóico C) Benzeno D) Benzoato de sódio E) 2-(dimetil-amino)etanol
Questão 15, alternativa B
Assunto: Contempla os itens XII, XIII e XIV do programa de química do vestibular. Comentários: Requer conhecimentos sobre grupos alquila, acila e arila/cadeias carbônicas cíclicas, saturadas e insaturadas; funções orgânicas, grupos funcionais e reação de substituição, no caso, hidrólise. Solução: Conforme visto nas estruturas, as três substâncias são ésteres, todas contendo o fragmento benzoato. Logo, a hidrólise ácida forneceria, em todos os casos, o ácido benzóico como um dos produtos. Portanto, a alternativa correta é a B.
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV
.
3+
O gráfico abaixo ilustra as relações entre as quantidades, em gramas, do íon Al – reações efetuadas com um dado ânion halogênio (X ).
e do produto das
3,952 3,458 2,964 2,470 1,976 1,482 0,988 0,494 0,000 0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
De acordo com as informações contidas no gráfico e considerando que a quantidade do ânion halogênio posta para reagir foi fixada em 1,97g:
A) Identifique o halogênio que participa da reação. Justifique, através de cálculos e do uso da tabela periódica.
B) Identifique os reagentes limitantes das etapas , e ,,, respectivamente. Justifique.
4XHVWmR 3+
A) A equação química balanceada que representa corretamente a reação entre o íon Al e um 3+ – halogênio X é: Al + 3X– → AlX3. Tem-se, portanto, que 1 mol do reagente metálico gera 1 mol do produto AlX 3. Para se identificar o halogênio que participa da reação, podese partir de qualquer ponto da etapa (I) do gráfico. Tomando-se, por exemplo, o ponto onde a massa de alumínio é igual 0,400 g, e sabendo-se que: 27,0 g de Al → 1 mol de Al (Dados contidos na Tabela Periódica) e 0,400 g de Al → nAl ; onde n é o número de –2 moles, tem-se que nAl = 1,4815 x 10 mol. Como a relação entre o reagente metálico e produto é de 1:1, tem-se, então que o número de moles do produto AlX 3, nAlX3, é igual a 1,4815 x 10–2 mol. Assim: 1,4815 x 10 –2 mol de AlX3 → 1,976 g de AlX 3 (ponto do gráfico relativo a 0,400 g de Al) e 1,000 mol de AlX 3 → MM (massa molar) de AlX 3. Como MM(AlX3) = MAAl + 3MA(halogênio) ⇒ 133,38 g/mol = 27,0 g/mol + 3MA (halogênio) ⇒ 3MM(halogênio) = 133,38 g/mol – 27,0 g/mol ⇒ 3MA(halogênio) = 106,38 g/mol ⇒ MA(halogênio) = 35,46 g/mol. Logo, o halogênio que participa da reação é o &ORUR. B) Na etapa (I) verifica-se o aumento da formação do produto com a adição de alumínio. Portanto, RPHWDO$OpRUHDJHQWHOLPLWDQWHGDHWDSD, . Na HWDSD,,, por outro lado, a adição de alumínio não aumenta a quantidade de produto formado o que implica necessariamente na atribuição do KDORJrQLRFRPRUHDJHQWHOLPLWDQWH .
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.
Um dos principais poluentes industriais, o gás NO, pode ser convertido ao íon nitrato, NO 3 , em meio aquoso, originando uma solução ácida. –
A) Com base nestas informações, escreva a equação química balanceada. B) Considerando que uma dada quantidade de NO foi completamente convertida ao íon NO3– (de acordo com a equação química apresentada corretamente no item A), em um reator fechado de volume definido (200 mL), e que foram necessários 20,00 mL de uma solução aquosa 0,01 M de NaOH para a neutralização completa do meio, calcule esta quantidade de NO em mol.
4XHVWmR
A) A equação química balanceada é: 12
+ 2
12
+ 2
H
B) De acordo com a equação química balanceada tem-se que a conversão de 1 mol de NO gera 4 + moles de íons H3O . Como foram necessários 20,00 mL de uma solução aquosa 0,01 M de + NaOH para neutralizar completamente o meio, ou seja, para consumir todos os íons H3O – presentes, tem-se que o número de moles dos íons OH , nOH–, (oriundos da dissociação da base NaOH em meio aquoso) deve ser igual ao número de moles dos íons H 3O +. Sabendo que em 20,00 mL de solução 0,01 M de NaOH o número de moles dos íons OH – é 2,00 x 10–4 mol, temse que o número de moles dos íons H 3O + é, também, 2,00 x 10 –4 mol. Como a neutralização foi completa, de acordo com a equação química balanceada, 1 mol de NO gera 4 moles de íons H 3O + – e 1 mol de NO 3 . $VVLPRQ~PHURGHPROHVGH12p[ PRO.
. O estudo da dependência da velocidade da reação hipotética A + B
C, com relação à variação de concentração de um dos reagentes, é realizado, mantendo-se constantes a concentração do outro reagente e a temperatura. Respeitando-se essas condições, considere o gráfico de velocidade de reação, v, versus a concentração dos reagentes em mol/L ([A], [B]), para os dois experimentos distintos abaixo.
[B] = constante
→
[A] = constante
0,0336
0,0060
0,0300 0,0048
0,0264 0,0228
0,0036
0,0192 0,0156
0,0024
0,0120 0,0108 0,0084
0,0012 0,0048 0,0012
0,0000 0,0
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0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
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A) Com base apenas nas informações fornecidas no gráfico, qual a ordem total da reação? Justifique.
B) Admitindo que a concentração do reagente B e a temperatura foram mantidas constantes, e que a velocidade da reação aumentou em dezesseis (16) vezes, em quanto aumentou a concentração do reagente A? Justifique.
C) Considerando a temperatura constante, o que deve ser feito para aumentar a velocidade da reação sem alterar a expressão da constante de equilíbrio da reação? 4XHVWmR
A) Os gráficos de v YV [ ] dos experimentos , e ,, mostram que a velocidade da reação é proporcional ao quadrado da concentração do reagente A e diretamente proporcional à 2 concentração do reagente B. A lei de velocidade da reação é, portanto, v = k[A] [B], onde k é a constante de velocidade. /RJRDRUGHPWRWDOGDUHDomRpLJXDOD. 2
B) De acordo com a lei de velocidade v = k[A] [B], HPTXDWURYH]HV . C) Adicionar um FDWDOLVDGRU.
. Visando a montagem de uma célula eletroquímica, cuja voltagem produzida seja suficiente para acender uma lâmpada de 1,0 V, um estudante dispõe no laboratório, além de um frasco contendo solução aquosa saturada de KCl, os seguintes materiais: (OHWURGR
6ROXomR$TXRVDGH
3RWHQFLDO3DGUmRGH5HGXomR( HP9
Te
TeSO4
+ 0,84
Cd
CdSO4
+ 0,40
Cu
CuSO4
– 0,34
A) Baseado nas informações contidas na tabela, escreva as equações das semi–reações de oxidação e de redução relativas à configuração de uma célula eletroquímica cuja voltagem produzida seja maior ou igual a 1,0 V. Justifique numericamente.
B) Identifique corretamente as soluções (a), (b) e (c), e os eletrodos (a) e (b) no digrama da célula eletroquímica abaixo apresentado, considerando os materiais disponíveis (tabela e enunciado da questão) que satisfazem à solução do item (A):
V
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV 4XHVWmR &X(aq) + 2e(g) (E ´ = +0,34V); &iWRGR: A) Semi-reações corretas: ÆQRGR: Cu (s) 2+ – 0 0 Te(aq) + 2e(g) 7H(s) (E ´ = +0,84V). A soma das duas semi-reações resulta em um SRWHQFLDOGHFpOXODLJXDOD9 . 0
2+
–
0
B)Solução (a): CuSO4; Solução (b): TeSO4; Solução (c): KCl; Eletrodo (a): Cu; Eletrodo: Te.
. A ligação covalente é fortemente caracterizada pela presença de densidade eletrônica ao longo do eixo internuclear entre os dois átomos que interagem. Esta ligação, por sua vez, pode ser tão mais forte quanto maior for o grau de superposição entre os orbitais de valência das espécies envolvidas. Considerando a interação entre dois átomos de nitrogênio, onde se pode ter ligações simples (N N), dupla (N=N) e tripla (N≡N), pede-se que:
A) Relacione, em ordem crescente de energia, as ligações N N, N=N e N≡N. Justifique. B) Relacione as ligações N N, N=N e N≡N em ordem crescente de comprimento de ligação. Justifique. 4XHVWmR
A) A formação de ligações múltiplas (pi, π) ocorre através do aumento da densidade eletrônica presente entre os dois núcleos envolvidos. Portanto, a energia necessária para quebrar um mol de ligações triplas será maior do que para as duplas e, conseqüentemente, para as simples ligações. E( N N) < E(N=N) < E(N≡N). B) Quanto maior for a densidade eletrônica presente no eixo de ligação, mais favorável será a aproximação dos dois núcleos envolvidos. Portanto, a ordem crescente de comprimentos de ligação será: N≡N < N=N < N N.
Geralmente,
os compostos inorgânicos de elevado caráter iônico são mais solúveis em água. Alguns haletos de sódio, entretanto, não obedecem esta regra geral, conforme ilustrado no gráfico abaixo:
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV 1,4
1,2 & D 1,0 / O R P0,8 D X J i 0,6 P H H G D 0,4 G L O L E X O R 0,2 6
0,0 1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
'LIHUHQoDGH(OHWURQHJDWLYLGDGH
Considerando que diversos outros fatores contribuem para a solubilidade dos sólidos e que se deseja enfocar somente os parâmetros listados na tabela abaixo, justifique corretamente a ordem de solubilidade observada no gráfico. Parâmetros termodinâmicos envolvidos no processo de solubilização de alguns haletos de sódio em água a 25 oC.
NaF
9DULDomRGH(QWDOSLD5HWLFXODU + N-PRO 930
NaBr
752
–753
NaI
704
–713
6XEVWkQFLD
9DULDomRGH(QWDOSLDGH+LGUDWDomR + N-PRO
–929
*Energia necessária para a quebra do retículo cristalino.
4XHVWmR
O processo de solubilização dos sólidos em água envolve, no mínimo, a etapa de absorção de energia necessária para a quebra do sólido cristalino ou retículo cristalino (variação de entalpia reticular) e a etapa de liberação de energia do processo de hidratação (variação de entalpia de hidratação). Dessa forma, a análise desses dois parâmetros, para cada composto em estudo, revela uma maior energia liberada no processo de solubilização do composto NaI (Σ∆H = –9), seguido do NaBr (Σ∆H = –1) e do NaF (Σ∆H = +1). Esse resultado indica que a ordem de solubilidade é NaF < NaBr < NaI, o que justifica a seqüência apresentada no gráfico.
.
Feromônios são substâncias químicas usadas na comunicação entre indivíduos da mesma espécie. Uma determinada espécie de formiga emite o feromônio de alarme ,,, ao se preparar para a luta e, ao pressentir perigo de morte, emite o feromônio ,,. Estes dois feromônios podem ser obtidos a partir das reações abaixo:
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CH3(CH2)4CH=CH(CH2)4CH3
O3 , H2O
,,
Reação 1
,,,
Reação 2
(Zn)
,
,,
+ H2
Pt
A) Escreva a estrutura química do feromônio ,,. B) Escreva a estrutura química do feromônio ,,,. C) Determine a massa de
obtida na reação 1, quando forem empregados 336,00 g do alceno, considerando-se um rendimento reacional de 50%. ,,
4XHVWmR
A reação 1 envolve a ozonólise do alceno , em meio redutivo de zinco, levando à clivagem da ligação C=C para gerar duas moléculas iguais de aldeído. Assim, o feromônio ,, trata-se do aldeído hexanal (Item A). A reação 2 envolve a redução do aldeído ,,, através de hidrogenação catalítica, para formar o respectivo álcool como produto. Desta forma, o feromônio ,,, é o álcool hexan-1-ol (Item B).
O
OH
H Feromônio ,,
Feromônio ,,,
As massas molares de , e ,, são 168 e 100, respectivamente. De acordo com o balanceamento da reação 1, cada 1 mol de , deve gerar 2 mols de ,,. Assim, 336,00 g de , correspondem a 2 mols e devem gerar 400,00 g (4 mols) de ,,, quando a reação apresentar um rendimento de 100%. Para um rendimento de 50%, deve-se obter 200,00 g do feromônio ,,.
.
Os alcalóides ,, ,, e ,,,, representados abaixo, foram isolados da pele de sapos. Destes, somente um é produzido pelo próprio sapo. Os outros dois são transferidos ao sapo através da ingestão de abelhas e formigas que contêm estes alcalóides.
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CH3 C
H
H2C
H
H
C
OH
HC N N
H3C
H
H H H
,
CH3
CH3
,,
N H
H
,,,
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As características de cada alcalóide, em função da sua procedência, estão contidas no quadro abaixo. 3URFHGrQFLD
sapo
&DUDFWHUtVWLFD
apresenta o hidrogênio mais ácido
abelha
apresenta plano de simetria
formiga
apresenta uma amina secundária
A partir das informações, pede-se que:
A) Identifique o alcalóide que é produzido pelo próprio sapo. B) Classifique o alcalóide produzido pela abelha como quiral ou aquiral. C) Escreva a estrutura química de um diastereoisômero do alcalóide produzido pela formiga.
4XHVWmR
A maior polarização da ligação O–H presente no alcalóide ,, faz com que esta molécula seja a que apresenta o hidrogênio mais ácido. Assim, ,, é o alcalóide produzido pelo sapo (Item A). A partir da informação de que o alcalóide produzido pela abelha apresenta plano de simetria, ele deve ser classificado como aquiral (Item B), sem que seja necessário conhecer a sua estrutura. A molécula ,,, é a produzida pela abelha.
H CH3
plano de simetria
N H
H
,,,
A molécula , é a única que apresenta a função amina secundária (nitrogênio ligado a dois carbonos), sendo assim produzida pela formiga. Os alcalóides ,, e ,,, são aminas terciárias (nitrogênio ligado a três carbonos). Um diastereoisômero do alcalóide , pode ser representado, invertendo-se a estereoquímica de 1 a 3 centros estereogênicos da molécula, ou, ainda, invertendo-se a geometria da ligação C=C (Item C).
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Na tentativa de montar o intrincado quebra-cabeça da evolução humana, pesquisadores têm utilizado relações que envolvem elementos de mesmo número atômico e diferentes números de massa para fazer a datação de fósseis originados em sítios arqueológicos. Quanto a estes elementos, é correto afirmar que são:
A) B) C) D) E)
isóbaros. isótonos. isótopos. alótropos. isômeros.
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Isótopos são definidos como elementos de diferentes números de massa e mesmo número atômico. Dessa forma, apenas a alternativa C está correta. .
No estado gasoso, a reação entre hidrogênio e oxigênio é termodinamicamente espontânea. O calor liberado é aproveitado, inclusive como fonte de energia (ex.: combustível de foguetes). Apesar disto, moléculas de O 2 e H2 presentes em um recipiente, nas CNTP, podem permanecer quimicamente inalteradas durante anos, desde que nenhuma intervenção externa ocorra. Assinale a alternativa correta.
A) O gás N2, por ser mais polarizável que o gás O 2, reage preferencialmente com o gás H 2, evitando a reação deste com o oxigênio molecular.
B) O equilíbrio 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l)
é deslocado para a esquerda ao se aumentar a
concentração de O 2. C) A variação de entalpia da reação 2H 2(g) + O2(g) → 2H2O(l) apresenta valor positivo ( ∆H>0). D) Nas CNTP, hidrogênio e oxigênio jamais reagirão, mesmo sob qualquer ação externa. E) A reação 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) é termodinamicamente espontânea, porém com elevada energia de ativação. 4XHVWmRDOWHUQDWLYD(
Conforme explicitado no enunciado da questão, a reação entre hidrogênio e oxigênio nas CNTP é fortemente favorável. Fatores cinéticos, todavia, fazem com que esta reação ocorra lentamente, fazendo-se necessário o uso de fatores externos para acelerar o processo. Portanto, somente a alternativa E é verdadeira.
.
O íon cádmio (Cd2+) apresenta elevado grau de toxidez. Essa observação é atribuída a sua capacidade de substituir íons Ca 2+ nos ossos e dentes, e íons Zn 2+ em enzimas que contêm enxofre. Assinale a alternativa que representa corretamente as configurações eletrônicas dos íons Cd 2+, Zn2+ e Ca2+, respectivamente.
A) B) C) D) E)
[Kr]4d10 − [Ar]3d10 − [Ne]3s23p6 [Kr]4d85s2 − [Ar]3d10 − [Ar]4s1 [Kr]4d95s1 − [Ar]3d104s1 − [Ar]4s1 [Kr]4d105s2 − [Ar]3d104s2 − [Ar]4s2 [Kr]4d105s25p2 − [Ar]3d104s24p2 − [Ne] 3d24s2
4XHVWmRDOWHUQDWLYD$
As configurações eletrônicas corretas dos íons Cd 2+, Zn2+ e Ca2+ são, respectivamente, [Kr]4d 10, [Ar]3d10 e [Ne]3s23p6 o que corresponde à alternativa A.
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De acordo com os resultados de uma pesquisa, publicados em 1993, as aspirinas tamponadas apresentam em sua composição, geralmente, carbonato de magnésio (MgCO 3), que tem a capacidade de atuar apenas como antiácido. Sob o rigor conceitual científico, entretanto, as denominadas aspirinas tamponadas são muito mais uma ilusão comercial do que realidade. Observe o equilíbrio abaixo: CO3
2(aq)
+
+ (aq)
H
-
HCO3
(aq)
Sabendo que os valores das constantes de dissociação ácida (K a) e de protonação da base (K b) considerada são, respectivamente, 5,6 x 10 –11 e 2,1 x 10 –4, assinale a alternativa que justifica a utilização do composto MgCO3 como antiácido no meio estomacal (solução ácida, pH ≅ 2,7).
A) Os íons OH –, originários da reação de dissociação da água no meio estomacal, neutralizam B) C) D) E)
completamente os íons H + deixando o pH neutro. Assim, para reduzir a acidez estomacal, é necessário apenas a ingestão de água. – O sal MgCO3 poderia compor uma solução tampão, caso o ácido presente no estômago fosse o HCO 3 . Assim, a capacidade desse sal de atuar como antiácido deve-se apenas ao fato de que K a << Kb. Como o valor de K a << Kb , tem-se que a reação predominante no meio estomacal é a reação de – dissociação do ácido HCO 3 . Nesse caso, a ingestão de MgCO 3 aumentará a sensação de acidez estomacal. A elevada concentração de íons H + no estômago desloca o equilíbrio da reação de protonação da base para a esquerda, reduzindo o pOH do meio. A ação antiácida do carbonato de magnésio seria mais eficaz, caso a constante de dissociação ácida, K a, fosse bem maior que a de protonação da base, K b.
4XHVWmRDOWHUQDWLYD%
Define-se solução tampão como uma mistura homogênea de um par conjugado ácido–base fraco cujo valor de pH é estabilizado pela capacidade de doação (ácido fraco) e recepção de prótons (base fraca). Dessa forma, apenas a alternativa B é correta.
.
A denominação popular de “lixeiro”, dada aos moluscos marítimos, tem base científica no conhecimento de que estas espécies apresentam grande concentração de uma classe particular de proteínas denominadas metatioeneinas. A elevada quantidade de átomos de enxofre, espécie rica em elétrons, nas metatioeneinas, justifica a afinidade destas por elementos metálicos, tais como Cr, Mn e Cu. Assinale a alternativa que relaciona corretamente propriedades comuns aos metais citados.
A) São classificados como elementos representativos que apresentam baixos valores de potencial de B) C) D) E)
ionização e, por conseqüência, apresentam baixa densidade. São elementos de transição interna que apresentam elevado caráter metálico tendo forte afinidade, portanto, por ácidos de Lewis ( σ). São elementos de transição que apresentam facilidade em experimentar reações de oxidação, originando íons que atuam como ácidos de Lewis. São elementos que, por se encontrarem na porção intermediária da tabela periódica, apresentam elevados valores de afinidade eletrônica e grande facilidade em formar ânions. São elementos que, por apresentarem elevado caráter metálico, são pobres condutores de eletricidade e encontram-se no estado líquido a temperatura ambiente.
4XHVWmRDOWHUQDWLYD&
Os elementos representativos, os de transição e os de transição interna, apresentam, respectivamente, os subníveis s ou p, o subnível d e o subnível f como o mais energético. As configurações eletrônicas dos elementos Cr, Mn e Cu são, respectivamente [Ar]3d 54s1, [Ar]3d 54s2 e [Ar]3d104s1, o que os caracteriza como elementos de transição. Estes elementos apresentam, de maneira geral, forte tendência a perder elétrons, isto é, a experimentar reações de oxidação, o que os caracteriza como ácidos de Lewis. Assim, apenas a alternativa C está correta.
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–5
Sabendo que a solubilidade do cloreto mercuroso (calomelano, Hg 2Cl2) em água a 25oC é 3,0 x 10 g/100mL, qual o volume mínimo necessário (em L) de uma solução aquosa 0,01 M de NaCl para dissolver –4 o 3,0 x 10 g de Hg2Cl2 a 25 C? OBS: Considere o equilíbrio: Hg2Cl2(s)
A) B) C) D) E)
Hg2
2+ (aq)
+
2Cl
(aq)
3,2 x 103 L 6,4 x 107 L 15,3 x 106 L 19,2 x 105 L 38,4 x 104 L
4XHVWmRDOWHUQDWLYD% –6
A partir da informação de solubilidade, tem-se que a concentração do sal Hg 2Cl2 em água é 0,63 x 10 M (3,0 x –4 – 10 g/L) o que implica que as concentrações dos íons Hg 22+ e Cl são, respectivamente, 0,63 x 10 –6 e 1,26 x 10– 6 M. Logo, o produto de solubilidade, K ps = [Hg22+][Cl–]2, do calomelano em água é igual a 1,0 x 10 –18. A presença do íon Cl– na solução de NaCl tem o efeito de reduzir a solubilidade do sal Hg 2Cl2 devido ao efeito do íon comum. Resolvendo-se o equilíbrio, após a adição do composto Hg 2Cl2 à solução aquosa de NaCl, tem-se que as concentrações dos íons Hg 22+ e Cl– são, respectivamente, 1,0 x 10 –14 e 0,01 M. Dessa forma, a concentração do sal Hg 2Cl2 na solução 0,01 M de NaCl é igual a 1,0 x 10 –14M o que representa uma massa de 4,72 x 10–12g. Assim, 3,0 x 10 –4g do sal Hg2Cl2 requerem, no mínimo, 6,4 x 10 7 L da solução 0,01 M de NaCl
para a dissolução. A alternativa B, portanto, está correta.
. “AR EM TUBULAÇÃO FAZ CONTA DE ÁGUA DISPARAR” (Folha de São Paulo, 27 de agosto de 2001). Esse fenômeno ocorre porque o ar ocupa rapidamente os espaços vazios nas tubulações de água. Quando o fornecimento é regularizado, a água empurra a solução gasosa acumulada nas tubulações fazendo o hidrômetro girar rapidamente. Sabendo que há uma pressão moderada na tubulação, analise as afirmativas I, II e III, e assinale a alternativa correta. I. O ar é constituído de uma solução gasosa real, cujos componentes nas CNTP experimentam
interações de atração que o tornam mais denso, se comparado a uma mistura ideal de mesma composição. II. O ar ocupa rapidamente os espaços vazios nas tubulações devido a sua elevada densidade, uma vez que trata-se de uma mistura heterogênea. III. Deve-se esperar uma redução na velocidade de rotação do hidrômetro em dias frios. A) B) C) D) E)
Somente I e II são verdadeiras. Somente II é verdadeira. Somente III é verdadeira. Somente I e III são verdadeiras. Somente II e III são verdadeiras.
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O ar é uma mistura gasosa homogênea e, portanto, uma solução. Ademais, trata-se de uma solução real na qual, em pressões moderadas, as interações de atração prevalecem sobre as de repulsão. Nesse caso, a mistura torna-se mais densa, comparativamente à situação idealizada. A redução na temperatura implica em um aumento de densidade o que torna a solução gasosa mais densa. As considerações expostas indicam as afirmativas I e III como corretas, o que corresponde à alternativa D.
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV . Recentemente, uma pesquisa publicada na revista Nature (Ano: 2000, vol.405, pg. 681,) mostrou que a habilidade das lagartixas (víboras) em escalar superfícies lisas como uma parede, por exemplo, é resultado de interações intermoleculares. Admitindo que a parede é recoberta por um material apolar e encontra-se seca, assinale a alternativa que classifica corretamente o tipo de interação que prevalece entre as lagartixas e a parede, respectivamente:
A) B) C) D) E)
íon – íon. íon – dipolo permanente. dipolo induzido – dipolo induzido. dipolo permanente – dipolo induzido. dipolo permanente – dipolo permanente.
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Como se trata de superfícies secas, não há dissociação de substâncias iônicas e, portanto, não há interação entre íons. Como o material da parede é apolar, não há dipolo permanente, logo, a interação que prevalece é do tipo dipolo induzido – dipolo induzido, e somente a alternativa C está correta.
. Fugir da poluição das grandes cidades, buscando ar puro em cidades serranas consideradas oásis em meio à fumaça, pode não ter o efeito desejado. Resultados recentes obtidos por pesquisadores brasileiros mostraram que, em conseqüência do movimento das massas de ar, dióxido de enxofre (SO 2) e dióxido de nitrogênio (NO2) são deslocados para regiões distantes e de maior altitude. Curiosamente, estes poluentes possuem propriedades similares, que relacionam-se com a geometria molecular. Assinale a alternativa que descreve corretamente essas propriedades.
A) B) C) D) E)
Trigonal plana; polar, sp 3 3 Tetraédrica; apolar, sp 2 Angular; apolar, sp Angular; polar, sp 2 Linear; apolar, sp
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As substâncias em discussão contêm elétrons não ligantes que induzem a deformação da geometria molecular a fim de minimizar a repulsão. Essa deformação ou angularização, por conseguinte, implica na polaridade das moléculas, uma vez que há uma resultante de momento de dipolo diferente de zero. O esquema de hibridação que explica a geometria molecular observada, considerando o número e tipo de ligação química envolvida, é o sp2. Nesse caso, a única alternativa correta é a D.
. As estátuas de metal, em geral confeccionadas em cobre metálico, apresentam coloração típica. Com o passar do tempo, todavia, observa-se o aparecimento de uma coloração verde que é atribuída ao produto da reação de oxidação do cobre pelo ar. Considerando que tintas protetoras contendo metal podem funcionar como 2+ ânodo de sacrifício e conhecendo-se o valor do potencial padrão de redução da reação Cu + 2e → Cu; 0 E = + 0,34 V, analise a tabela abaixo. −
7LQWD
I II III IV CCV/UFC/Vestibular 2004
0HWDO3UHVHQWH QD7LQWD Pb
Zn Sn Fe
6HPLUHDomRGH5HGXomR
Pb4+ + 2e Zn2+ + 2e Sn2+ + 2e Fe2+ + 2e −
Pb2+ → Zn → Sn → Fe
→ −
−
−
3RWHQFLDO3DGUmR GH5HGXomR( 9 +1,67
0,76 −0,14 −0,44 −
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV V
Ti2+ + 2e
Ti
−
→
Ti
−1,63
Considerando somente as informações contidas na questão, assinale a alternativa que apresenta a tinta mais eficaz na proteção de uma estátua de cobre. A) B) C) D) E)
Tinta I Tinta II Tinta III Tinta IV Tinta V
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À exceção do chumbo (Pb), todos os metais apresentam valores negativos de E 0, ou seja, o processo de redução destes metais não é espontâneo, de acordo com a relação entre a variação da energia livre de Gibbs ( ∆G) e o potencial padrão de redução: ∆G0 = –nFE0 (onde n é o número de elétrons envolvidos na reação de redução e F é a constante de Faraday). O metal mais eficiente nesse sentido, portanto, é o titânio (Ti), correspondente à alternativa E.
. Durante o processo de produção da “carne de sol” ou “carne seca”, após imersão em salmoura (solução aquosa saturada de cloreto de sódio), a carne permanece em repouso em um lugar coberto e arejado por cerca de três dias. Observa-se que, mesmo sem refrigeração ou adição de qualquer conservante, a decomposição da carne é retardada. Assinale a alternativa que relaciona corretamente o processo responsável pela conservação da “carne de sol”. A) B) C) D) E)
Formação de ligação hidrogênio entre as moléculas de água e os íons Na + e Cl–. Elevação na pressão de vapor da água contida no sa ngue da carne. Redução na temperatura de evaporação da água. Elevação do ponto de fusão da água. Desidratação da carne por osmose.
4XHVWmRDOWHUQDWLYD(
A adição de um soluto não volátil a um solvente qualquer implica na redução da pressão de vapor deste. A alternativa E, portanto, está correta, uma vez que as moléculas do solvente tendem a passar de uma região de maior pressão de vapor (carne) para uma de menor pressão de vapor, a salmoura. .
Anticongelantes são moléculas que, sob determinadas condições, são capazes de interagir com a água, fazendo com que seu ponto de congelamento baixe para –35 oC. Embora o etilenoglicol (I) seja o anticongelante mais amplamente usado, este é bastante tóxico. Se ingerido, o etilenoglicol é convertido em ácido oxálico (II) seguido do diânion oxalato (III), o qual é capaz de sequestrar íons cálcio do organismo humano. Ultimamente, o etilenoglicol vem sendo substituído pelo propilenoglicol (IV), por ter eficiência anticongelante similar e não ser tóxico.
O
O
OH HO
OH HO
,
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O O
,,
O
OH HO
,,,
O
,9
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV Analise as estruturas acima e assinale a alternativa correta.
A) B) C) D) E)
I e II são denominados, respectivamente, 1,2-etanodiol e ácido etanóico. I e III são mais solúveis em solventes orgânicos do que em água. I e IV são isômeros de posição, com fórmula molecular C 2H6O2. II e III podem se interconverter através de uma reação do tipo ácido-base. III e IV apresentam deslocalização de elétrons (conjugação) em suas estruturas.
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O tratamento de um ácido carboxílico (RCO 2H) com uma base leva à formação de um ânion carboxilato (RCO 2 ). Este, por sua vez, pode reagir com um ácido para retornar à forma de ácido carboxílico. Esta reação pode ser classificada como do tipo ácido–base, o que corresponde à alternativa D. –
.
Recentemente, o Governo Federal lançou um programa que incentiva a produção de biodiesel para geração de energia elétrica. Sabendo que o biodiesel pode ser obtido, a partir de óleos vegetais, os quais são compostos por triglicerídeos, assinale a alternativa correta.
O H2C HC
O O
O O
R1 R2
+
CH3CH2OH
catalisador
Biodiesel
+
H2C
OH
HC
OH
H2C
OH
co-catalisador
H2C
O
R3
triglicerídeo
A) B) C) D) E)
glicerol
O biodiesel é uma mistura de ésteres etílicos de cadeia longa. O triglicerídeo é um alquil éter de cadeia longa derivado do glicerol. O etanol atua como um eletrófilo na reação de formação do biodiesel. A substituição do EtOH por metanol forma éteres metílicos como o biodiesel. A reação de formação do biodiesel é classificada como substituição eletrofílica.
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Triglicerídeos são alquil ésteres de cadeia longa, derivados do glicerol. Na reação em questão, trata-se de ésteres etílicos devido à reação com etanol. Portanto, apenas a alternativa A é correta. .
Alguns ácidos orgânicos são comumente conhecidos através de nomes “engraçados”, tais como ácido traumático (I), ácido constipático (II) e ácido complicático (III). Analise as estruturas destes ácidos e assinale a alternativa correta.
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6ROXomR&RPHQWDGD3URYDGH4XtPLFD TXHVW}HV O
O
HO
OH ,
O H
O H3C
O
CH3
H
HO
CH3 12
O
A) B) C) D) E)
CH3 H OH
,,
OH
O CH2
,,,
O
I, II e III apresentam em comum a função ácido carboxílico e a presença de centros quirais. I é uma molécula acíclica aquiral e II e III apresentam sistemas cíclicos quirais em suas estruturas. A nomenclatura IUPAC de I é ácido 2-undecenodióico e a configuração da ligação dupla é cis. II apresenta as funções álcool, ácido carboxílico e cetona na sua estrutura, sendo esta última conjugada. III possui 5 centros quirais em sua estrutura, permitindo a existência de 2 5 esteroisômeros.
4XHVWmRDOWHUQDWLYD%
A molécula , apresenta uma cadeia aberta (acíclica) e é aquiral (possui plano de simetria). As moléculas ,, e ,,, são moléculas que apresentam anéis (sistemas cíclicos) em suas estruturas com 02 e 06 centros estereogênicos (centros quirais), respectivamente. Dessa forma, apenas a alternativa B é correta.
.
Uma das estrelas do atletismo brasileiro, Maurren Maggi, foi proibida de participar dos Jogos PanAmericanos de 2003, após ter sido detectado no exame anti-doping desta atleta o esteróide anabolizante clostebol, cuja estrutura está representada abaixo. Esta substância encontrava-se presente numa pomada cicatrizante usada pela atleta após depilação. Analise a estrutura do clostebol e assinale a alternativa correta.
CH3
OH
CH3
O Cl
A) B) C) D) E)
O clostebol apresenta grupos acila e arila. O clostebol apresenta a função cloreto de acila. O clostebol apresenta 3 carbonos sp 3 quaternários. O clostebol apresenta 2 oxigênios com hibridação sp 2. O clostebol apresenta átomos com elétrons não ligantes.
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Dentre os átomos que compõem a estrutura do clostebol, apenas o oxigênio e o cloro possuem elétrons não ligantes. Logo, apenas a alternativa E está correta.
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Solução Comentada de Química 01.
Grande parte das fotocélulas utiliza o composto seleneto de cádmio(II), uma vez que sua condutividadeelétricavariaemfunçãodaintensidadedaluzincidente.Apresençadesulfetode mercúrio(II) como contaminante é absolutamente indesejável, posto que afeta o funcionamento dessesdispositivosatravésdareaçãoirreversíveldeformaçãodoscompostossulfetodecádmio(II) eselenetodemercúrio(II).Pede-se:
A)aequaçãoquímicabalanceadaquerepresentacorretamenteareaçãoentreselenetodecádmio(II) esulfetodemercúrio(II). B)opercentualdecontaminaçãodafotocélula,sabendoqueareaçãodafraçãopuradeselenetode cádmio(II)comH2S,CdSe(aq)+H2S(aq)→CdS(s)+2H+(aq)+Se2–(aq),em1,0Ldeácido clorídrico(HCl)0,3molL–1originaumasoluçãocujopHfinaléiguala0,4.Considere,antesda contaminação,umaquantidadeinicialde10,0gdeselenetodecádmio(II).Justificaratravésde cálculosnuméricos. Questão01,Comentários/Assuntos:ItensVI,VIII,IXeXdoProgramadeQuímica
A) aequaçãoquímicabalanceadaquerepresentacorretamenteareaçãoé: CdSe+HgSHgSe+CdS
B) OpHfinal,0,4([H+]Total=0,4molL–1),éresultadodosomatóriodeíonsH +produzidos peladissociaçãodoHClepelareaçãoCdSe(s)+H2S(aq)→CdS(s)+2H+(aq)+Se2–(aq). Dessaforma,[H+]rea ão=[H+]Total–[H+]HCl=0,1molL–1.Essaconcentraçãocorresponde,de acordocomaequaçãoquímicabalanceada,a0,05moldeCdSe(MM=191,0g/mol),ouseja,9,55g. Opercentualdecontaminaçãoé,portanto,de10,0 − 9,55 x100 = 4,5%(±0,1%). 10,0
02.Pesquisasrecentessugeremquedietasricasemselênio(normalmentenaformadesaisdecloreto)
podem intensificar a atividade de enzimas inibidoras do câncer de mama. A presença deste elementoemconcentraçõessuperioresa5,00ppmnacorrentesanguínea(V=5,5L),todavia,pode conduziraoóbitohumano.Arespeitodocompostotetracloretodeselênio,pede-se: A)ahibridaçãodoátomocentralconsistentecomaestruturadeLewismaisestáveldeacordocom oconceitodecargaformal. B)ovolumemáximo(emmL)quepodeseringeridodeumsucodefrutasquecontém9,73x10 –3mol detetracloretodeselênioporlitro,talqueaconcentraçãodeselênionacorrentesanguíneanãoconduza aoóbitohumano.Considerequetodoocompostoétransportadoparaacorrentesanguíneaequea densidadedasoluçãoeadosanguesãoiguaisa1g/cm3.Justificaratravésdecálculosnuméricos. Questão02,Comentários/Assuntos:ItensV,VIeVIIIdoProgramadeQuímica
A) A hibridação do átomo central, Se, consistente com a estrutura de Lewis mais estável, de 3 acordocomoconceitodecargaformal(ilustradaabaixo)é sp d. .. .. :Cl .. .. :Cl ..
..
Se
: Cl .. ..
Cl .. :
B)A concentração máxima de5 ppm corresponde, nacorrente sanguínea (V = 5,5 L), a uma massade2,75x10 –2gdeSe(MM=79,0g/mol),istoé,3,48x10–4moldeSe.Acomposição percentualdeSenocompostoSeCl4(MM=221,0g/mol)éde35,75%,oquecorresponde,em1L desucodefruta,a3,48x10 –3moldeSe.Tem-se,portanto,queaquantidademáximadeSeem mol,3,48x10–4,estácontidaem 100mL desuco.Logo, esteé ovolume máximode sucoque podeseringerido.
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Química
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03.OaspectobrilhanteecoloridodeumadasluasdeJúpiter(luaIo)éatribuídoàpresençadeformas
alotrópicasdoenxofre,taiscomoS2,S6,S8eS12,cujasconcentraçõessãodependentesdascondiçõesde pressãoe temperatura.Umaamostradeenxofrede1,309gcolocadaemumrecipiente hermeticamente fechadode1,0L,a477oC,origina uma pressão correspondentea 0,314atm devido à formação de apenas umadestas formas alotrópicas, completamente no estado gasoso. Ao elevar-se a temperatura destaamostra,nomesmorecipiente,para612oC,observa-seoaumentodapressãopara0,7848atm,eo equilíbrioentreaformaalotrópicaexistentea477oCeaformaS2,estávelatemperaturassuperioresa 600 oC. Considerando o volume constante e todas as formas alotrópicas no estado gasoso (comportamentoideal,R=0,0821atmL/molK),determine,apresentandooscálculosnuméricos: A)aconstantedeequilíbrio(Kp)dareaçãodeconversãoalotrópicaa612oC.
B) a pressão parcial (em atm) do gás H2, a 612 oC, mínima necessária para promover a reação da transformaçãototaldogásS2formadonestatemperatura(ItemA)paraproduzirapenasogásH2S. Questão03,Comentários/Assuntos:ItensII,III,VIeIXdoProgramadeQuímica
A)Parasecalcularaconstantedeequilíbriodareaçãodeconversãoalotrópicaa612oC,é necessário, inicialmente, determinar a forma alotrópica presente a 477 oC. Como o comportamentoéideal,utiliza-seaequaçãodosgasesideais(PV=nRT)parasecalcularo número de moles de enxofre e, em seguida, determinar a massa molar (MM) da forma alotrópica: n=
PV 0,314atm.1L m −3 = = 5,099x10 mol ∴ como n = 0 , 0821 atm.L RT MM .750K mol.K
MM =
m 1,309g = = 256,72g / mol n 5,099x10 −3 mol
Amassamolar(MM)calculadamostraqueaformaalotrópicaéS8.Dessaforma,aconversão alotrópicaa612 oCdizrespeitoàreação S8(g)4S2(g) .Parasecalcularaconstantede equilíbriodessareaçãoa612oC,torna-senecessária adeterminaçãodaspressõesparciaisdas formasalotrópicasS8eS2noequilíbrio.Nessatemperatura,édadoqueapressãototal,pT=pS8 +pS2,é0,7848atm.Pelarelaçãoestequiométricadareação,tem-sequepS2=4pS8,logopT = 5pS8 =0,7848 atm pS8 = 0,15696 atm e pS2 =0,62784 atm. Considerando as relações estequiométricasedeequilíbrio: pS8,atm pS2,atm Início 0,314 0 Variaçãodepressão –x +4x Pressãoparcialnoequilíbrioa612oC 0,314–x 4x Fazendo x = pS8 , tem − se que K p o
=
(pS )4 2
pS 8
=
(4x )4 =0,989(±0,02). (0,314 − x )
B)A612 C,apressãoparcialdogásS2(0,62784atm)correspondea8,64x10–3mol.Areação 2H2(g)+S2(g)→2H2S(g)indicaqueparacada1moldeS2deve-seconsiderar2moldeH2a fimdenãoseobservarreagentelimitantenomeioreacional.Respeitando-seessarelação,temsequeaquantidade,emmol,deH2necessáriaparareagircompletamentecom8,64x10 –3mol deS2é1,728x10–2mol.Essevalor,quandoaplicadoàequaçãodosgasesideais,correspondea umapressãoparcialde1,2555atm( ±0,01).
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Pág.2de
04. A ação
anti-séptica de agentes desengordurantes comerciais deve-se, em parte, à presença do compostofosfatodesódio(Na3PO4)cujaionizaçãoemáguadáinícioaumareaçãodedissociação básica envolvendo três etapas de transferência de próton, com valores de pKb iguais, respectivamente,a1,35,6,79e11,80a25oC.Pede-se,nessatemperatura: A) as reações de dissociação básica consistentes com os valores de pKb 1,35, 6,79 e 11,80, respectivamente.IndiqueaoladodireitodasequaçõesovalordepKb correspondenteacada reação. B) a massa (em mg) de Na3PO4 mínima necessária para realizar a reação de saponificação completa de 297,00 mg da gordura do bife, o triglicerídeo (triéster do 1,2,3-propanotriol) tristearina(MM=891,10g/mol)em1,0Ldesolução.Justificaratravésdecálculosnuméricos.
Questão04,Comentários/Assuntos:ItensVI,IX,XeXIVdoProgramadeQuímica
A) Astrêsreaçõespedidassão: -
-
-
-
-
-
PO43 (aq)+H2O(l)HPO 42 (aq)+OH (aq)pKb1=1,35 HPO42 (aq)+H2O(l)H 2PO4 (aq)+OH (aq)pKb2=6,79 -
-
H2PO4 (aq)+H2O(l)H 3PO4(aq)+OH (aq)pK b3=11,80
B)Umtriglicerídeoqualquer(triésterdo1,2,3-propanotriol)requer3moldeOH–para experimentarumareaçãodesaponificaçãocompleta.Comosequersaponificar3,333x 10–4mol(m=297,00mg)dotriglicerídeotristearina,necessita-sede9,9989x10–4mol de íons hidroxila, OH–, em 1,0 L de solução. Considerando as etapas de dissociação básicadoíonPO43–emágua,tem-sequeaetapadeconstantedeequilíbriosignificativaé a primeira, cuja expressão de equilíbrio é Kb1 = [OH–]2 /[PO43–] = 4,467 x 10–2. A quantidadedeíonsOH–produzidanasegundaenaterceiraetapaédesprezívelemrelação à primeira. Aplicando-se o valor de [OH–] necessária para a reação completa de saponificação,9,9989x10–4 M,naexpressãodaconstante deequilíbrio da1ªetapade dissociação,tem-seque[PO43–]=2,234x10–5mol/L.EssaconcentraçãodeíonPO43– corresponde,em1,0Ldesolução,a2,234x10 –5moldosalNa3PO4(MM=164g/mol), ouseja,3,67mg( ±0,01).
05.Aaçãodecertoscompostosinorgânicoséfascinante.Ácidosulfúrico,porexemplo,removeos
elementosqueconstituemaáguadeumasériedecompostosorgânicos,talcomonareaçãoabaixo: (A)C12H22O11(s)+(B)H2SO4(l)→(C)C(s)+(D)H2O(g)+(E)H2SO4(aq) Quantoàreação,pede-se: A) a função do ácidosulfúrico no meio reacional após expressar corretamente os coeficientes estequiométricos(A),(B),(C),(D)e(E)daequaçãoquímicabalanceada.
B)amassadeC12 H22O11 (emkg)necessáriaparaseproduzirexatamente5,00Ldeágua(dH2O = 1,00g/mL),considerandoumrendimentode70%.Justificaratravésdecálculosnuméricos. Questão05,Comentários/Assuntos:ItensVIeIXdoProgramadeQuímica
A) Oscoeficientesestequiométricos(A),(B),(C),(D)e(E)são,respectivamente, (1),(1), (12),(11)e(1), C12H22O11(s)+H2SO4(aq)12C(s)+11H 2O(g)+H2SO4(aq) . De acordo com a equação química balanceada, o ácido sulfúrico atua como CATALISADORdareação. CCV/UFC/Vestibular2005
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Pág.3de
B)5,00LdeH2Ocorrespondema277,47moldeH2O.Sabendoqueestaquantidadediz respeitoaumrendimentode70%,ter-se-ia396,38moldeH2O,casoorendimentofossede 100%.Comoparacada1moldeC12H22O11forma-se11moldeH 2Odeacordocoma equação química balanceada, para 396,38 mol de H2O necessita-se de 36,04 mol de C12H22O11(MM=342,22g/mol),ouseja,12,33kg( ±0,01).
06.Umadasetapasdaproduçãoindustrialdeácidonítricoenvolveareaçãodecombustãodaamônia
(T = 1123 K) que, dependendo das condições, pode originar, além de água, NO ou N2como produto principal, conforme representado no gráfico de energia versus caminho de reação, ilustradoabaixo. (I) l a i c n e t o P a i g r e n E
(II)
4NH3
4NH3
4NO ∆H=
-958kJmol-1
4N2
-1306kJmol-1
∆H=
CaminhodeReação
Sabendoquetodasasespéciesencontram-senoestadogasoso,pede-se,apartirdasinformações contidasnográficoenoenunciadodaquestão: CCV/UFC/Vestibular2005
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A)aequaçãotermoquímicadocaminhoreacionalcujavelocidadeémaisafetadapeloaumentoda temperatura. B) a velocidade de consumo de oxigênio em relação a velocidade de formação do produto principaldareaçãodemaiorenergiadeativação,sabendo-sequeavariaçãodeconcentração desteéiguala10,0mol.L–1acadacinco(05)minutos.Justificaratravésdecálculosnuméricos. Questão06,Comentários/Assuntos:ItensVIeIXdoProgramadeQuímica
A) O caminho reacional cuja velocidade é maisafetada por variaçõesdetemperaturaé aqueledemaiorenergiadeativação,ouseja,ocaminho(I),cujaequaçãotermoquímicaé: 4NH3(g)+5O 2(g)→4NO(g)+6H 2O(g) ∆H=–958kJ/mol
B) De acordo com a equação química balanceada para o caminho reacional de maior energiadeativação,tem-seque: ∆[ NO] ∆t
=
10,0molL−1 5 min
=
2molL−1 min −1 ∴
1 ∆[O2 ] 1 ∆[ NO] − = 5 ∆t 4 ∆t
∆[O 2 ]
−
∆t
=
5 ∆[ NO] 5 * 2molL−1 min −1 = 4 ∆t 4
=2,5molL-1min–1. 07.Oprocessodetingimentoda fibrade algodão(100%
envolveasreaçõesabaixo:
R1
H N
H N
N N
O
celulose) com um corante dotiporeativo
O S
OSO2Na
N
NaOH T=70oC
(II)
celulose-OH
R1
H N N
O
O S
O-Celulose
N R2
R2 CoranteReativo
H N
N
CoranteReativo-Celulose
(III)
(I)
A) Escrevaaestruturadamoléculaorgânica (II),sabendoqueestaéformadaapartirdeuma reaçãodeeliminação. B) Escreva a estrutura de um derivado de (I) que contenha os grupos acetamida e isonitrila, substituindoapenasosgruposR1eR2. C)Analiseosderivadosde(I),abaixo,eindiquequaldelesapresentaosnitrogêniosheterocíclicos maisbásicos. Derivado R1 H (I)-a Me (I)-b EtCO (I)-c OH (I)-d
R2
NO2 NH2 OH F
Questão07,comentário/Assuntos:ItensX,XIII-4eXIV-2doProgramadeQuímica
ItemA) Ointermediárioorgânico (II)éumavinilsulfona,cujaestruturaérepresentada abaixo: O H N
H N
N
O S
R1 N
N
R2
(II) CCV/UFC/Vestibular2005
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ItemB)Oderivadodocorantereativo (I)quecontémosgruposacetamida(etanoamida)e isonitrilaéapresentadoabaixo: O H N
H N
N
O S OSO2Na
N
N
O NC
ItemC)Ocorantereativoqueapresentaosnitrogêniosheterocíclicosmaisbásicosé(I)-b.
08.Moléculasorgânicas,deestruturarelativamentesimples,sãoresponsáveisporcertosaromasde
bebidasealimentos.Analiseatabelaabaixoerespondaositensseguintes. ESTRUTURA
ODOR
UÍSQUE OH
I II III
BANANA CRAVO
A)Sabendoqueahidrólisedamolécula II,responsávelpeloodordebanana,geracomoprodutos amoléculaIeácidoacético,indiqueaestruturadamoléculaII. B)Amolécula III,responsávelpeloodordecravo,podeserobtidaemtrêsetapas,apartirda seqüênciareacionalabaixo.IndiqueaestruturadamoléculaIII. OCOCH3
OH
1)CH2N2 2)Zn/EtOH 3)H2O/H +
III
CH2CHClCH 2Cl
Questão08,comentário/Assuntos:ItemXIV-2doProgramadeQuímica
ItemA)AmoléculaII,responsávelpeloodordebanana,éoésterabaixo: O
O
II CCV/UFC/Vestibular2005
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ItemB)AmoléculaIII,responsávelpeloodordecravo,encontra-seilustradaabaixo: OH
OCH3
CH2CH=CH2
III
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37. Após
a ingestão de bebidas alcoólicas destiladas, uma das sensações doorganismo humano é a necessidade de saciar a sede, uma das desagradáveis características da chamada “ressaca”. Em parte, isto se deve ao elevado grau de miscibilidade exotérmica do álcool etílico (C2H5OH)em sistemas aquosos, que induz a desidratação do organismo através da diurese. Assinale a alternativa correta. A) OprocessodedissoluçãodeC 2H5OHemH2OenvolveaformaçãodeligaçõesquímicasO–O. B) Ocalorliberadonoprocessodescritoéresultantedeumfenômenoexclusivamentequímico. C) AelevadamiscibilidadedoC 2H5OHemH2Oéatribuídaàreaçãodedesidrataçãodoálcool. D) AmiscibilidadedoC 2H5OHemH2Oéfavorecidapelasinteraçõesdehidrogênio. E) Adissoluçãodoálcooletílicoemáguaocorreatravésdaabsorçãodecalor.
Questão37–AlternativaD
Assunto: ItensI,V,VII,VIIIeXIVdoProgramadeQuímica
O processo de mistura do álcool etílico em água é classificado por físico, posto que não ocorre alteração nacomposição química dassubstânciasque compõem a solução. Oprocessoé favorecido pelasinteraçõesintermoleculares(ligaçõesdehidrogênio),sendocorreta,portanto,aalternativa D.
38.Genericamente,osprovadoresdecaféafirmam:“parasefazerumbomcafé,deve-seobservara temperaturadaáguaafimdenãoremoverogás CO2ealterarosabor”. (1)
(2)
(3)
Quantoaostermossublinhados,assinaleaalternativaqueosclassificacorretamente. A) (1) – propriedadequímica;(2) – substânciacomposta; (3) – compostocovalente. B) (1) – propriedadefísica;(2) – substânciacomposta; (3) – compostomolecular. (3) – compostoiônico. C) (1) – propriedadefísica;(2) – substânciasimples; (3) – substânciacomposta. D) (1) – propriedadequímica;(2) – mistura; E) (1) – propriedadefísica;(2) – elemento; (3) – compostoiônico. Questão38–AlternativaB
Assunto: ItemIdoProgramadeQuímica
Amedida datemperaturanão alteraacomposiçãoda substância. Logo,trata-sedeumapropriedade física. Água é uma substância composta e CO2, um composto molecular. Tem-se, portanto, que a alternativacorretaéaB.
39.Alteraçõesnageometriamolecularafetamdiretamenteaenergiadasreaçõese,conseqüentemente,
o grau de espontaneidade destas. A observação de elevados valores de constante de equilíbrio para a formação do ânion monovalente hexafluoreto de fósforo, a partir da reação entre o compostopentafluoretodefósforoeoânionfluoreto,exemplificaaafirmaçãoanterior.Assinalea alternativa que indica, corretamente, a mudança de hibridação experimentada pelo átomo de fósforonessareação: 3 3 2 A) sp d →sp d B) sp3d2 →sp3d3 C) sp3→sp3d D) sp2→sp3 E) sp→sp2
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Questão39–AlternativaA
Assunto:ItemVdoProgramadeQuímica F F
P
F F
-
F
+F-
F F
P
F F
F A reação em discussão, F , requera mudança dehibridaçãodo 3 átomo de fósforo doesquema sp d no composto pentafluoretode fósforo paraoesquema sp3d2no ânionmonovalentehexafluoretodefósforo.Aalternativacorretaé,portanto, A.
40.AatividadecontraceptivadosDIUs(DiafragmasIntra-Uterinos)modernoséatribuída,emparte,à
ação espermaticida desais decobre(II)quesão gradativamente liberados porestes diafragmas no úterofeminino.Quantoaossaisdecobre(II)emmeioaquoso,assinaleaalternativacorreta. A) Apresentaminteraçõesíon-dipolo. B) Permanecemnoestadosólido. C) Envolveminteraçõesentreespéciesapolares. D) Aconfiguraçãoeletrônicadoíoncobre(II)é[Ar]3d 8. E) Oíoncobre(II)encontra-senaformareduzida,Cu 2– . Questão40–AlternativaA
Assunto:ItemIV,VeVIIIdoProgramadeQuímica
Ossaisdecobresãosubstâncias iônicasque,emsoluçãoaquosa,apresentam interaçõesdotipoíondipolo.Aalternativacorretaé,portanto,aA.
41. Uma das
fontesde produção do “combustívellimpo”H2 (considere o comportamento de um gás ideal) é a reaçãode eletrólise daágua que, naausência de oxigênio eem um ambientefechado, geraummeioalcalino.Sabendoque,aofinaldeumaeletrólise,opHdasoluçãoé9,00,assinalea alternativaqueindicaovolume(emL)ocupadoporestegása1,0atme30oC.R=0,0821atmL/molK. A) 1,96x10–7 B) 1,72x10–6 C) 1,48x10–5 D) 1,24x10–4 –3 E) 1,12x10
Questão41–AlternativaD
Assunto:ItemII,VIeXdoProgramadeQuímica
ParapH=9,00,tem-sepOH=5,00e,portanto,1,00x10 –5moldeOH–.Deacordocomaequação químicabalanceada,2H2O(l)+2e– →H 2(g)+2OH–(aq),1,00x10–5moldeOH–implicaem5,00x 10–6moldeH2.Aplicandoessainformaçãonaequaçãodosgasesideais,PV=nRT,a30oC(303K)e 1,0 atm (R = 0,0821 atmL/molK), tem-se que o volume de H2 gerado é de 1,24 x10–4 L . A alternativacorretaé,portanto,aD.
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42.Umadadacélulagalvânicasecaéconstituídadeumeletrododegrafiteeóxidodemanganês(IV),
no compartimento catódico, e de cloreto de amôniumeum eletrodo metálico, no compartimento anódico. Durante a reação, verifica-se, nesta parte da célula, a formação do composto [M(NH3)4]2+. Sabendo que o potencial da célula é 1,50 V e baseado somente nas informações abaixo,assinaleaalternativaqueindicacorretamenteometalquecompõeoânodo. –
Reação
Potencial de redução, V
–
MnO2(s)+H2O(l)+e →MnO(OH)(s)+OH (l) MnO42–(aq)+2H2O(l)+2e–→MnO2(aq)+4OH–(aq) Cd(OH)2(aq)+2e– →Cd(s)+2OH –(aq) Zn2+(aq)+2e–→Zn(s) Cr2+(aq)+2e–→Cr(s) Ag+(aq)+1e–→Ag(s) A) B) C) D) E)
+0,74 +0,60 –0,81 –0,76 –0,90 +0,80
Mn Zn Cr Ag Cd
Questão42–AlternativaB
Assunto:ItemXIdoProgramadeQuímica A espécie redox ativa presente no compartimento catódico é o íon Mn(IV), o que corresponde à reaçãodereduçãoMnO2(s)+H2O(l)+e– →MnO(OH)(s)+OH–(l),cujopotencialdereduçãoé +0,74V.Afimdeobterumpotencialdecélulaiguala1,50V,aúnicasemi-reaçãopossíveléade oxidação do zinco, Zn(s) → Zn2+(aq)+2e– , cujopotencial de oxidação é +0,76 V. Aalternativa corretaé,portanto,aB. 43.
Uma área emergente da Química contemporânea denominada Química Supramolecular se fundamenta em novas substâncias cujas propriedades são decorrentes da incorporação de subunidades moleculares ou iônicas com características específicas. Um exemplo é o composto Esferaplex, que seforma atravésdainteração“hóspede-hospedeiro” entreoíonLi+eamolécula doEsferando,conformerepresentaçãoabaixo. CH3
CH3
H3C
CH3 CH3 H3C
CH3
O H3C
O O
O
CH3 CH3
Li (Hóspede)
O
O
H3C
CH3
H3C
O
Li O O
H3C CH3
CH3
O
O
CH3
H3C
O
CH3 CH3
CH3
H3C
CH3
∆Ho<0
CH3
Esferando (Hospedeiro)
Esferaplex (Supermolécula)
AcercadoEsferaplexécorretoafirmar: A) apresentaemsuaestruturaumétermisto. B) apresentaemsuaestruturacentrosquirais. C) podesofrerreaçãodotipoadiçãoeletrofílica. D) apresentaátomoscomhibridaçãosp 3,sp2 esp. E) éformadoatravésdeumprocessoendotérmico. CCV/UFC/Vestibular2005
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Questão43–AlternativaA
Assuntos:ItensVII,XII,XIIIeXIVdoProgramadeQuímica Asupermoléculaapresentaemsuaestruturaumétermisto(Ar-O-Me).Assim,aalternativacorretaéaA.
44. O processo
de formulaçãode medicamentosrequer,alémdaespécie farmacologicamenteativa, a participação de compostos carreadores de fármacos, tais como as ciclodextrinas α e β, representadasabaixo. OH O
OH O
OH OH
O
HO
O HO OH
OH O HO
O HO O HO
O OH OH
O HO
O HO
OH OHO
OH HO O
O
OH O
O
HO
O HO OH
O
O OH OH
HO O HO
OH O OH
OH
O
HO OH O
OH O HO
HO
O
OH
α -Ciclodextrina
OH O HO
O
OH
β-Ciclodextrina
Quantoàsciclodextrinas αeβ écorretoafirmar: A) apresentamunidadeshomocíclicasunidasporligaçõesC–O–C. B) apresentamligaçõespolarizadasdotipoC–C,C–OeO–H. C) sãosolúveisemáguaatravésdeinteraçõescovalentes. D) sãomoléculascíclicas,saturadaseheterogêneas. E) sãomoléculashomólogasentresi. Questão44–AlternativaD
Assuntos:ItensVeXIIIdoProgramadeQuímica As ciclodextrinassãomoléculascíclicas, saturadas (sóapresentam ligações simples) eheterogêneas (apresentamumátomodeoxigênionosistemacíclico).Portanto,aalternativacorretaéa D.
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01.OcompostoNa2SiF6
é adicionadona água potávelcomoumafonte deflúor,elementobastante eficiente 2na proteção da cárie dentária. O íon SiF6 reage com a água, de acordo com a seguinte equação não balanceada: 2–
–
+
SiF6 (aq)+H2O(l)F (aq)+H (aq)+SiO2(s)
A)ApresenteasestruturasdeLewisparaasespéciesSiF 62–eSiO2.(até4,0pontos)
Assunto:Itens5,6e8doProgramadeQuímicadoVestibular. AsestruturasdeLewispedidassão:
.. . . F .. ..F . . ..
. . ..F .. .. . . ..F
Si
.. . .. . . F . . ..F . O .. ..
Si
.. O ..
B)IndiqueahibridaçãodoSinoSiF 62–enoSiO2.(até4,0pontos) SiF62–:sp3 d2,SiO2:sp
C) Amassa,emgramas,deNa2SiF6necessáriaparapreparar0,25Ldeumasolução0,010molL–1será:
(até2,0pontos) M
n
=
V ( L )
0 ,010molL
1
−
m
=
m
=
MMxV ( L ) m
=
188 ,1gmol 1 x0 ,25 L −
0 ,470g
02.Dadasasreações: I.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) II.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) easenergiasdeligação:
Ligação
Entalpia deligação(kJ/mol)
H–H N N H–Cl Cl–Cl N–H
432 942 428 240 386
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A)Determineo Hparaasreações IeII. (até6,0pontos)
Assunto: Item7doProgramadeQuímicadoVestibular. Aplicando-sealeideHesstem-se:
I.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) H2(g) 2H(g) H=432kJ Cl2 (g) 2C(g) H=240kJ 2H(g)+2Cl(g)2HCl(g) H=–856kJ H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) H=–184kJ
II.N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) 3H2(g)6H(g) H=1296kJ N2(g)2N(g) H=942kJ 6H(g)+2N(g)2NH3(g) H=–2316kJ 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) H=–78k J
B)Baseadoapenasnosvaloresde H,qualdasreaçõesémaisfavorável? (4,0pontos) Areaçãomaisfavoráveléaquelamaisexotérmica,portanto,areação I.
03.Dadastrêssoluçõesaquosasa25 oC:NaCl(soluçãoI),NaF(soluçãoII)eNH 4Cl(soluçãoIII). A)Apresenteaordemcrescentedeacidezparaestastrêssoluções. (até4,0pontos) Assunto: Item10doProgramadeQuímicadoVestibular. NaF,NaCl,NH4Cl
B)JustifiquesuarespostaparaoitemAatravésdousodeequaçõesquímicas . (até6,0pontos) H O
2 + NaCl(s)Na (aq)+Cl-(aq)
Nãoocorreráhidrólisedenenhumdosíons,portanto,omeioseráneutro. H O
2 + NaF(s)Na (aq)+F-(aq)
OcorreráahidrólisedoíonF –:
F-(aq)+H2O(l)HF(aq)+OH-(aq) Portanto,omeioserábásico. H O
+ 2 NH4Cl(s)NH 4 (aq)+Cl (aq) +
OcorreráahidrólisedoíonNH 4 :
NH4+(aq)+H2O(l)NH 3(aq)+H3O+(aq) Portanto,omeioseráácido.
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04.Ográficoaseguirapresentaospontosdeebuliçãoemfunçãodamassamolarparaasmoléculasdotipo H2X,ondeXéumelementodogrupo16databelaperiódica.
A)Defina,emfunçãodapressãodevapor,atemperaturadeebulição. (até4,0pontos)
Assunto: Itens1e3doProgramadeQuímicadoVestibular. Temperatura de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão externa.
B) Desenhe umgráfico,apresentandoo perfil dapressãode vapor em função damassamolarparaesses hidretos.(6,0pontos)
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05. Considere a seguinte mistura em
equilíbrio: 3H2(g)+N 2(g) parciais:PH2=0,01atm,PN2=0,001atm,PNH3=0,004atm.
2NH3(g) com as seguintes pressões
A) Calcule a constante de equilíbrio em função das pressões parciais, Kp, para essa reação. (até 4,0
pontos)
Assunto:Item9doProgramadeQuímicadoVestibular. Kp
Kp
=
[ P( NH 3 )] 2 [ P(H 2 )]3 [P( N 2 )] (0,004) 2
=
3
(0,01) (0,001)
5
1,6 x10
−
1,0 x10
−
=
9
=
1,6 x10
4
B) Considere que após 5 minutos do equilíbrio ser atingido, é adicionado H2(g), de modo que sua pressão parcial é elevada para 0,10 atm. Desenhe um gráfico, mostrando o perfil qualitativo das pressõesparciaisdetodasasespéciespresentesemfunçãodotempo. (6,0pontos)
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06.Considereasseguintesreaçõeselementares: – etapalenta etapaI:HOOH+I–HOI+OH –
–
etapaII:HOI+I I etaparápida 2+OH
– + etaparápida etapaIII:2OH +2H3O 4H 2O –
+
reaçãoglobal:2I +HOOH+2H3O I2+4H2O
A)Qualaetapadeterminantedavelocidadedareação?(5,0pontos)
Assunto: Item9doProgramadeQuímicadoVestibular. Aetapadeterminantedavelocidadedareaçãoéaetapalenta.Portanto,etapaI. CCV/UFC/Vestibular2006
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B)Apresenteaexpressãodaleidevelocidadeparaareaçãoglobal. (5,0pontos) –
v=k[HOOH][I ]
07. Abaixo se encontram as estruturas de trêsexplosivos, osquaispodemser obtidos pela reação do ácido nítricocomosálcóoiscorrespondentes. ONO2 ONO2
ONO2 O2NO ONO2 ONO2 ONO2
ONO2
EGDN
NG
O 2NO
PETN
A) Represente a reação de formação do explosivo PETN, levando em consideração a correta estequiometriadareação.(até4,0pontos)
Assunto:Itens6,13e14doProgramadeQuímicadoVestibular A)
AreaçãodeformaçãodoexplosivoPETN,comacorretaestequiometria,encontraserepresentadaabaixo: OH
ONO2
HO
+4HNO3
O2NO
+4H2O
OH
HO
ONO2
O2NO
B)IndiqueanomenclaturadoálcoolquegerouoexplosivoEGDN.(3,0pontos)
B)Oálcoolquegerouoexplosivo EGDNpodereceberasseguintesnomenclaturas: Etilenoglicol,1,2-etanodiolouEtano-1,2-diol C) Indique qual das duasnomenclaturas melhor descreve o explosivo NG: trinitroglicerina outrinitrato deglicerina(3,0pontos)
C)Anomenclaturadoexplosivo NGétrinitratodeglicerina,poissetratadeumésterdo ácidonítricoenãodeumnitrocomposto.
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Química
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08.Doisisômeros AeB,defórmulamolecularC8H10O,apresentamasseguintescaracterísticas: ISÔMERO
CARACTERÍSTICAS
A
–componenteisoladodecogumelo –sofrereaçãodesubstituiçãoeletrofílica –possuiumcentroquiral
B
–componenteisoladodeóleoderosa –sofrereaçãodesubstituiçãoeletrofílica –produzoácido2-feniletanóico,quandoreagecomK2 Cr2O7 /H2SO4
A)Representeaestruturadamolécula A,desconsiderandoaconfiguraçãodocentroquiral. (3,0pontos)
Assunto:Itens13e14doProgramadeQuímicadoVestibular A)OisômeroAapresentaaseguinteestrutura: OH
B)Representeaestruturadamolécula B.
(3,0pontos)
B)OisômeroBapresentaaseguinteestrutura: OH
C)AreaçãodamisturaracêmicadeA,comcloretodeetanoílaoucomanidridoacéticoepiridina,geraa molécula C, que é empregada em perfumaria por ter odor de gardênia. Represente os dois enantiômerosdeC. (até4,0pontos)
C)OsdoisenantiômerosdeCapresentamasseguintesestruturas: H3C
O
H
H
O
O CH3
O e
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Química
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SoluçãoComentadadaProvadeQuímica
37. A dissoluçãodo ouroem água régia (umamisturadeácido nítrico eácido clorídrico) ocorre segundo a equaçãoquímica: –
+
–
–-
Au(s)+NO 3 (aq)+4H (aq)+4Cl (aq) AuCl 4 (aq)+2H2O(l)+NO(g) Comrelaçãoàreaçãoacima,assinaleaalternativacorreta.
A) B) C) D) E)
Onitratoatuacomoagenteoxidante. OestadodeoxidaçãodoNpassade+5para–3. Ocloretoatuacomoagenteredutor. Ooxigêniosofreoxidaçãode2elétrons. Oíonhidrogênioatuacomoagenteredutor.
Questão37–AlternativaA Assunto:Item3doProgramadeQuímicadoVestibular.
Aequaçãobalanceadaé: Au(s)+NO3–(aq)+4H+(aq)+4Cl–(aq)AuCl4–(aq)+2H2O(l)+NO(g) –
Observa-se que ocorrea oxidação do Au (agente redutor)e redução doNO 3 (agente oxidante) a NO. – Nestaetapa,oestadodeoxidaçãodonitrogêniopassade+5(NO3 )para+2(NO).Ocloreto,ooxigênio eohidrogênionãosofremnenhumprocessoredoxnessareação.Portanto,aalternativacorretaéa A. 38.OCCl4eoSiCl4, apesar de serem compostoscomsemelhanças em suas geometrias e nahibridaçãodo átomo central, possuem reatividades bastante diferentes. Um deles, por exemplo, reage com água enquanto que o outronão reage. Aprimeiraetapa dessareaçãoé a formação de uma espéciena qual o oxigênio da água se liga ao átomo central através de uma ligação coordenada. Com base nessas informações,assinaleaalternativacorreta.
A) OCCl4, por ser uma espécie bastante polar, reage coma molécula de água,enquantoqueo SiCl4, apolar,nãoreage.
B) A maior eletronegatividade do átomo de silício, em relação ao carbono, faz com que o SiCl4 não reajacomágua. C) A presença de orbitais d vazios na camada de valência do Si faz com que o SiCl4 reaja com a moléculadeH2O. D) ComooátomodecarbononoCCl4 não obedeceà regradoocteto,omesmopodereceberelétronsda águaemsuacamadadevalência. E) AsligaçõesapolaresnamoléculadeSiCl4fazemcomqueamesmareajacomaáguaformandouma espécieintermediáriacomgeometriaoctaédrica. Questão38–AlternativaC Assunto:Itens4e5doProgramadeQuímicadoVestibular.
OSi,noSiCl4(moléculaapolar),possuiorbitais dvaziosnacamadadevalência(3d).Dessaforma,a água doa um dos pares de elétrons isolados no oxigênio para os orbitais 3ddo silício, formando um intermediário comgeometria bipirâmidetrigonal. Já namolécula de CCl4 (moléculaapolar), comoos orbitaisdevalênciadocarbono estãototalmente preenchidos,o mesmonão possuiorbitais disponíveis parareceberelétronsdamolécula de água,fazendocomqueamoléculadeCCl4sejainertecomrelação àreaçãocomágua.Portanto,aalternativacorretaéa C.
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39.AporcentagemdeTiO2emumminériopodeserdeterminadaatravésdaseguintereação:
3TiO2(s)+4BrF3(l)3TiF4(s)+2Br2(l)+3O2(g) Se12,0gdominérioproduzem0,96gdeO 2,aporcentagemaproximadadeTiO2nesseminérioéde:
A) B) C) D) E)
10% 20% 30% 40% 50%
Questão39–AlternativaB Assunto:Item6doProgramadeQuímicadoVestibular.
Ti=47,9g/molO=16,0g/molTiO2=79,9g/mol
0,96 gO2 x
239,7 gTiO2 96,0 gO2
2,397 gTiO2 x
=
2,397 gTiO2
100% =
12,0 gTiO2
19,97% ~ 20%
Portanto,aalternativa Béacorreta 40. Uma das reações que podem ocorrer em uma atmosfera poluída é representada pelo equilíbrio químico abaixo:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) H>0
Considerando tratar-se de uma reação simples e elementar, analise as afirmativas abaixo e marque a alternativacorreta.
A) B) C) D) E)
Aordemtotaldareaçãoé2. Aumentando-seapressãodosistema,nãosealteraaposiçãodoequilíbrio. Aumentando-seatemperaturadosistema,oequilíbriodesloca-separaaesquerda. Areaçãoédeterceiraordem,comrelaçãoaoNO,edeprimeiraordem,comrelaçãoaoO2. Areaçãoédesegundaordem,comrelaçãoaoNO,edeprimeiraordem,comrelaçãoaoO2.
Questão40–AlternativaE Assunto:Itens7e9doProgramadeQuímica.
Tratando-se de uma reação elementar, a ordem da reação em relação a cadareagente está relacionada ao coeficiente estequiométrico de cada um. Logo, a reação é de segunda ordem, comrelação ao NO, primeira ordem, com relação aoO2, e terceira ordemtotal. Aumentando-sea pressão ou a temperatura dosistema,oequilíbrioédeslocadoparaadireita.Portanto,aalternativacorretaéa E. 41. As pilhas alcalinas são compostas basicamente de grafite (carbono, C), pasta de dióxido de manganês (MnO2) e zinco (Zn) em meio alcalino dehidróxido depotássio (KOH). Dados os potenciaispadrãode redução: –
–
o
Zn(OH) 2(s)+2e Zn(s)+2OH (aq)E =–0,90V –
–
o
2MnO2(s)+H2O(l)+2e Mn2O3(s)+2OH (aq)E =+0,60V +
–
o
K (aq)+e K(s)E=–2,93V
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Assinaleaalternativacorreta.
A) B) C) D) E)
Odióxidodemanganêsfuncionacomocatodo. Avoltagempadrãodapilhaé–0,30V. Ohidróxidodepotássiofuncionacomocatodo. Agrafitefuncionacomoeletrododesacrifício. Ohidróxidodezincofuncionacomocatodo.
Questão41–AlternativaA Assunto:Item11doProgramadeQuímica.
Apartirdassemi-reaçõesdadas,areaçãoglobaldapilhaé: o Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)E =1,50V, na qual o Zn funciona como anodo, e o MnO2 funciona como catodo. A grafite funciona como um eletrodoinerte,ouseja,apenascomoumcondutordecorrenteelétrica. Portanto,aalternativacorretaéa A. 42.Acantaridina( I),umpesticidaisoladodamosca,apresentaaseguinteestrutura: O CH3
O
O
CH3
O
(I) Acercadestamolécula,pode-seafirmar,corretamente,que:
A) B) C) D) E)
temumenantiômero. éumamoléculaquiral. apresentaatividadeóptica. apresentaplanodesimetria. contémdoiscarbonosquirais.
Questão42–AlternativaD Assunto:Item13doProgramadeQuímica
Amolécula (I)temumplanodesimetria,oqueaclassificacomoumamoléculaaquiral(nãoapresenta atividadeóptica).Apesar de(I) conterquatrocentros estereogênicos (carbonos quirais), trata-sedeum composto meso,nãotendoenantiômero.Assim,aalternativacorretaéa D. 43.AformatotalmenteionizadadoEDTA,umseqüestrantedemetais,encontra-serepresentadaabaixo. CO2
O2C N N
CO2
O2C
Sobreestamolécula,pode-seafirmar,corretamente,que:
A) B) C) D) E)
ébastantesolúvelemhexano. apresentaquatrogruposcarboxilatos. possuivinteparesdeelétronsnãoligantes. seqüestrametaisporinteraçõesíon-dipoloinduzido. ++ éumseqüestrantemaiseficientedeCa empHácido.
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Questão43–AlternativaB Assuntos :Itens5,8,10e13doProgramadeQuímica.
Aformatotalmenteionizada doEDTA é bastantepolar, devendoser solúvel em solventes polares. Os – quatro grupos –CO2 são denominados íons carboxilatos e seqüestrammetais através deinteraçõesdo ++ tipo íon-íon. O EDTA é um seqüestrante mais eficiente de Ca empH básico. Amolécula apresenta vinte e dois pares de elétrons não ligantes (dois dos nitrogênios e vinte dos oxigênios). Portanto, a alternativa Béacorreta. 44.AnaliseasestruturasdosantioxidantesBHAeBHTabaixo. OH H3C
CH3
H3C
CH3
CH3
OH H3C
H3C
OCH3
CH3
CH3
CH3
BHT
BHA
Acercadessasduasmoléculas,écorretoafirmarque:
A) B) C) D) E)
sofremreaçãodeadiçãoeletrofílica. 3 possuemcarbonossp secundários. sãoalcoóisalifáticoscíclicos. apresentamogruposec-butila. sãofenóissubstituídosem ortoe para.
Questão44–AlternativaE Assuntos :Itens12,13e14doProgramadeQuímica 3
O BHA e o BHT são fenóis orto- e para-substituídos que apresentam carbonos sp primários e quaternários no grupo terc-butilapresente nas duas moléculas. Como são fenóis, estes sofrem reações desubstituiçãoeletrofílica.Destaforma,aalternativa Eéacorreta.
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Química
01. O gráfico a seguir representa a variação do pH de 50 mL de uma solução aquosa de um ácido H 3X em
função do volume de NaOH 0,30 molL -1 adicionado.
A) Considerando-se que o pK a1 é aproximadamente 2, quais os valores de pK a2 e pKa3?
B) Qual a concentração, em molL-1, da solução de H 3X?
Comentário da Questão 01
Assunto: Item 1.5 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) Pelo gráfico, observa-se que a espécie H3X apresenta três equilíbrios em função do pH. Se o primeiro equilíbrio se estabelece em pH aproximadamente 2 (pKa1), os dois equilíbrios subseqüentes ocorrem em pH 4 e 10 (pKa2 e pKa3, respectivamente). -1 B) O volume de NaOH 0,30 molL necessário para neutralizar todo o ácido foi de 100 mL, ou seja, 0,03 mol de NaOH. Como a reação com NaOH é 1:3 (H 3X:NaOH), a quantidade, em mol, de H3X será 0,01 mol. Sendo o volume de 50 mL, a concentração da solução de H3X é de 0,20 molL-1. A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale quatro pontos, e o item B, seis.
02. Quando fótons com energia
Ø atingem uma superfície metálica, elétrons são ejetados (removidos) dessa superfície com uma certa energia cinética (E c) (efeito fotoelétrico). Em experimentos separados, fótons de mesma energia são incididos em superfícies de Ti, Ni e Zn. Sabendo-se que a energia incidida (Einc) é dada pela fórmula Einc= Ø + Ec, em que Ø = energia de “ligação” do elétron ao átomo (característica de cada espécie e dependente do potencial de ionização), responda ao que pede. ≥
A) Em qual das espécies os elétrons serão ejetados com maior energia cinética?
B) Justifique sua resposta ao item A.
Comentário da Questão 02
Assunto: Item 1.3.1 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) Dentre as espécies Ti, Ni e Zn, o Ti é a que terá elétrons ejetados com maior velocidade (maior energia cinética). B) Sendo Einc= Ø + Ec , e sabendo-se que a energia incidente é a mesma nos três experimentos, a superfície que terá elétrons ejetados com maior energia cinética será a que tiver menor Ø (menor energia de “ligação” do elétron ao átomo). Ø será menor quanto menor for a energia de ionização do metal. A questão está dividida em dois itens, cada um valendo cinco pontos.
03. As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas e químicas das moléculas,
como, por exemplo, a temperatura de fusão. Considere as moléculas de F2, Cl2 e Br2. A) Quais as principais forças intermoleculares presentes nessas espécies?
B) Ordene essas espécies em ordem crescente de temperatura de fusão.
Comentário da Questão 03
Assunto: Item 1.4.4 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) As moléculas de F2 , Cl2 e Br2 são todas apolares. Portanto, as forças intermoleculares nelas presentes são do tipo interações de London. B) Como essas interações aumentam com o aumento do número de elétrons na molécula, a ordem crescente de interações é F2, Cl2, Br2, que, por sua vez, é a mesma ordem de temperatura de fusão. A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale quatro pontos, e o item B, seis.
04. O manganês é um metal de transição com elevada importância na indústria siderúrgica, sendo utilizado
na composição de ligas metálicas para a produção de aço. Na natureza, sua principal fonte é o minério pirolusita (MnO2), que é empregado para a obtenção de ferromanganês, de acordo com a seguinte reação: MnO2 (s) + Fe2O3 (s) + 5 C (s) Mn (s) + 2 Fe (s) + 5 CO (g) “ferromanganês” A) Quantos elétrons estão envolvidos nessa reação?
B) Em uma reação com 70% de rendimento, qual é a massa (em gramas) de ferro que é obtida a partir de 173,8 g de pirolusita com 20% de impurezas?
Comentário da Questão 04
Assunto: Item 2.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) De acordo com a reação balanceada, há variação no nox do Mn de +4 para 0 e, no nox do Fe, de +3 para 0, perfazendo um total de dez elétrons. Igual número é observado na variação do nox do C, que passa de 0 para +2. B) Para o cálculo da massa de ferro, tem-se que: m Fe
m Fe
m Fe m Fe
173,8 g =
86,9 g.mol
1
−
x111,8 g.mol
70 x 223,6 g 100 80 x156,5 g = 100 =
∴
∴
m Fe
=
1
−
∴
m Fe
=
=
m MnO2 MM MnO2
xMM Fe
∴
223,6 g . Supondo rendimento de 70%, tem-se:
156,5 g . Considerando 20% de impureza, tem-se:
mFe ≅ 125,2 g.
A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale dois pontos, e o item B, oito.
o
-1
05. Considere uma solução a 25 C contendo 0,20 mol.L de Sr
2+
e 0,20 mol.L-1 de Ba2+, à qual se adiciona
lentamente Na2SO4 para dar origem a compostos insolúveis. Dados: Kps (SrSO4) = 8 x 10-7 mol2.L-2; Kps (BaSO4) = 1 x 10 -10 mol2.L-2. 2−
A) Estime a concentração de íons SO 4 no momento em que ocorrer a precipitação do primeiro composto insolúvel.
B) Desconsiderando a existência de diluição, estime a concentração de íons Ba 2+ quando iniciar a precipitação de SrSO4.
Comentário da Questão 05
Assunto: Item 2.4 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) O primeiro composto insolúvel será BaSO 4, em função do menor valor de K ps. Sabe-se que K ps (BaSO4) = 1x10 10 2 2 2 2 10 [Ba ] [SO 4 ] ∴ [SO 4 ] = ∴ SO 4 = 5x10 mol.L-1. 0,20 −
+
−
−
−
[
B) Tem-se Kps (SrSO4) = Sr
Portanto, [Ba
2+
]
=
1x10
2+
10
−
−
6
∴
] [SO 24 ] −
[Ba 2 ] +
=
∴
−
[SO 24 ] −
2,5x10
5
−
8x10 7 = 0,20 −
∴
SO 24
−
=
4x10
6
−
mol.L-1.
mol.L-1.
4x10 A questão está dividida em dois itens, sendo que cada item vale cinco pontos.
06. O gráfico abaixo expressa a variação de concentração de uma determinada espécie em função do tempo
de experimento, a uma temperatura constante, segundo uma cinéti ca de primeira ordem. Dado: ln2 = 0,693. 0,4 1 -
L . l o 0,3 m / o ã ç a r 0,2 t n e c n o c 0,1
0,0
I II III
0
300
600
900
1200
1500
t / min A) Qual é o valor da constante de velocidade?
B) Em qual dos estágios – I, II ou III –, indicados na figura anterior, detecta-se a maior velocidade instantânea para essa reação? Justifique sua resposta.
Comentário da Questão 06
Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) Para uma cinética de primeira ordem, tem-se que: t 1
=
2
ln 2 k
=
0,693 . Utilizando o conceito de tempo de k
meia-vida e as informações da figura, calcula-se a constante de velocidade (k) da seguinte forma:
k =
0,693 300 min
∴
k = 2,31 x 10 -3 min-1.
B) No estágio I tem-se a maior velocidade instantânea, que é indicada pelo ângulo de inclinação de uma reta
tangente a um dado ponto, ou seja, quanto maior o ângulo de inclinação, maior a velocidade instantânea da reação. A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale quatro pontos, e o item B, seis.
07. O oseltamivir (Tamiflu®, I) é um antiviral isolado da planta asiática Illicium verum e empregado no
tratamento da gripe aviária.
O
O
O
NH2
NH
I O
A) Indique o nome da função orgânica em I que possui o par de elétrons livres mais básico.
B) Determine a composição centesimal (uma casa decimal) de I considerando-se a sua massa molar um número inteiro.
Comentário da Questão 07
Assunto: Itens 1.2, 1.5 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) A função orgânica em I que tem o par de elétrons livres mais básico é denominada amina. B) A fórmula molecular de I é C16H28N2O4, e sua massa molar, 312. Assim, a sua composição centesimal é: C (61,5%), H (9,0%), N (9,0%), O (20,5%). A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale dois pontos, e o item B, oito. 08. O BAL ( British Anti-Lewisite), I, é um agente quelante empregado como antídoto nos envenenamentos por composto de arsênio (ex.: Lewisite, II) e outros metais pesados. A substituição da hidroxila em I
pelo grupo ácido sulfônico, na forma do seu sal sódico, gera o agente quelante DMPS, que é muito mais solúvel em água que o BAL. Cl OH
H
As
Cl
SH
SH
I
Cl
H
II
A) Represente a estrutura do DMPS.
B) Considerando-se que o metal tem maior afinidade por enxofre que por oxigênio, e que I reage com II para formar um sistema cíclico de cinco membros, represente a equação balanceada dessa reação.
Comentário da Questão 08
Assunto: Itens 1.5, 2.2 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. A) A estrutura do DMPS é a representada abaixo: SO3Na SH
SH
B) A equação balanceada da reação de I com II encontra-se representada abaixo: Cl OH
OH H
As
Cl
H S
SH
2 HCl
As SH
Cl
H
S
Cl
H
A questão está dividida em dois itens, sendo que o item A vale quatro pontos, e o item B, seis.
Química
37.
A energia de rede (U) para um composto iônico MX pode ser definida como a energia necessária para ocorrer a seguinte reação: MX (s) M+ (g) + X- (g)
Considere os seguintes compostos: NaF, NaCl, CaF 2, CaCl2, LiF e LiCl. Com base nas informações, assinale a alternativa correta. A) Todos os compostos apresentados são espécies apolares. B) A temperatura de fusão do LiCl é maior que a temperatura de fusão do LiF. C) A temperatura de fusão do NaF é menor que a temperatura de fusão do NaCl. D) O módulo da energia de rede do LiCl é maior que o módulo da energia de rede do LiF. E) O módulo da energia de rede do CaF2 é maior que o módulo da energia de rede do CaCl 2. Questão 37 – Alternativa E Assunto: Item 1.4 do Programa de Química
do Vestibular. O módulo da energia de rede será tanto maior quanto maior for a carga do cátion e do ânion e menor for o raio de ambos. Portanto, a alternativa E está correta. 38.
Alguns compostos químicos são tão instáveis que sua reação de decomposição é explosiva. Por exemplo, a nitroglicerina se decompõe segundo a equação química abaixo: x C3H5(NO3)3 (l) y CO2 (g) + z H2O (l) + w N2 (g) + k O2 (g) A partir da equação, a soma dos coeficientes x + y + z + w + k é igual a: A) 11 B) 22 C) 33 D) 44 E) 55
Questão 38 – Alternativa C Assunto: Item 2.2 do Programa de Química
A equação química balanceada é: 4 C3H5(NO3)3 (l) Portanto, a alternativa C está correta. 39.
do Vestibular.
12 CO2 (g) + 10 H 2O (l) + 6 N2 (g) + 1 O2 (g)
Quando o dióxido de enxofre reage com cloro (ambos gasosos), originam-se dois produtos: o cloreto de tionila (SOCl2) e o monóxido de cloro (OCl2). Com relação a essa reação, é correto afirmar que: A) o SOCl2 possui geometria molecular em gangorra. B) um ácido de Brönsted reage com uma base de Brönsted. C) o oxigênio possui maior raio atômico entre os elementos presentes. D) o enxofre varia seu estado de oxidação de –4 nos reagentes para +4 nos produtos. E) o cloro é o reagente limitante quando 12,8 g de dióxido de enxofre reagem com 14,2 g de cloro com 100% de rendimento.
Questão 39 – Alternativa E Assunto: Itens 1.3, 1.4, 1.5 e
2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A equação balanceada é: SO2 (g) + 2 Cl2 (g)
SOCl2 (g) + OCl2 (g)
142 gCl 2 = 28,4 gCl 2 . 64,1gSO2 64,1gSO2 = 6,41gSO 2 ; logo, o Cl 2 é o reagente limitante. 14,2 gCl 2 x 142 gCl 2 Portanto, a alternativa E está correta. 12,8 gSO2 x
40.
A 0 oC e 1 atm, 19,5 g de sulfeto de zinco puro reagem estequiometricamente com oxigênio, de acordo com a reação: 2 ZnS (s) + 3 O 2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO 2 (g)
Assumindo comportamento ideal, o volume (em L) de SO2 gerado será de aproximadamente: Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1. A) 1,1 B) 2,2 C) 3,3 D) 4,5 E) 5,6 Questão 40 – Alternativa D Assunto: Item 2.1 do Programa de Química
m SO 2 n SO 2
=
=
do Vestibular.
19,5g ZnS × 128,2g SO 2 ∴ m SO 2 195g ZnS m SO 2 ∴ n SO = 0,2 mol 2 MM SO 2
=
12,82g
0,2mol × 0,082atm.L.mol −1.K −1 × 273K ∴ VSO VSO 2 = 2 1atm
≅
4,5L
Portanto, a alternativa D está correta.
41.
Em um balão volumétrico, foram colocados 6 g de hidróxido de sódio impuro e água destilada até completar um volume de 250 mL. Para a neutralização completa de 50 mL desta solução, foram necessários 60 mL de H 2SO4 0,1 mol.L-1. Sabendo que as impurezas existentes são inertes na presença de H2SO4, o percentual de pureza do hidróxido de sódio utilizado é igual a: A) 10 B) 20 C) 40 D) 60 E) 80
Questão 41 – Alternativa C Assunto: Item 2.4 do Programa de Química
n H 2 SO 4
=
0,060L × 0,1mol ∴ n H SO 2 4 1L
do Vestibular.
=
0,006mol
Pela estequiometria da reação H2SO4 + 2 NaOH
n NaOH
=
Na2SO4 + 2 H2O, tem-se que:
0,006mol H 2SO 4 × 2mol NaOH ∴ n NaOH 1mol H 2SO 4
=
0,012mol em 50 mL de solução.
Para 250 mL, tem-se que nNaOH = 0,060mol. Assim, a massa do NaOH puro (mNaOH) é igual a:
m NaOH
=
n NaOH
×
MM NaOH ∴ m NaOH
Percentualmente, tem-se que: % NaOH puro Portanto, a alternativa C está correta.
=
=
0,060mol × 40g.mol −1 ∴ m NaOH
2,4g × 100 ∴ % NaOH puro 6,0g
=
40% .
=
2,4g
42. Considere as seguintes semi-reações a 25
o
C:
Zn2+ (aq) + 2eZn (s) + Ag (aq) + e Ag (s)
Eo = –0,76 V Eo = +0,80 V
Uma diferença de potencial de 0,97 V se estabelece entre o eletrodo de zinco imerso em uma solução contendo Zn2+ nas condições-padrão e o eletrodo de prata imerso em uma solução de cromato de prata (AgCrO4) parcialmente solubilizado. Considerando a concentração de cromato igual a 0,01 mol.L -1, o produto de solubilidade do AgCrO4 é: Dados: R = 8,314 J.K -1.mol-1; F = 96.500 C.mol -1. A) 10-14 B) 10-12 C) 10-10 D) 10-8 E) 10-6 Questão 42 – Alternativa B Assunto: Item 2.6 do Programa de Química
do Vestibular. Observando-se o número de elétrons transferidos, tem-se a seguinte reação global: Zn (s) + 2Ag+ (aq)
Zn2+ (aq) + 2Ag (s), onde E océl
1,56V .
= +
RT [ Zn 2 + ] 1 o − 0,059 log − ∴ E cél = E ln cél nF [Ag + ] 2 2 [Ag + ]2 0,059 E cél = E océl + log[Ag + ]2 ∴ 0,97 = 1,56 + 0,059 log[Ag + ]∴[Ag + ] = 10 −10 mol.L−1 2 A formação do AgCrO4 é dada por: Ag + (aq) + CrO −4 (aq) → AgCrO4 (s) E cél = E océl
Assim: K ps = [Ag + ][CrO −4 ] ∴ K ps Portanto, a alternativa B está correta. 43.
=
10 −10 × 0,01∴ K ps = 10 −12
A capsaicina (I) é responsável pelo gosto picante da pimenta vermelha. O ardor causado por essa molécula pode ser aliviado através da ingestão de líquidos capazes de solubilizá-la. O
H3CO N H
I HO
Assinale o líquido mais adequado para reduzir a sensação de ardor causado pela pimenta. A) B) C) D) E)
Aguardente de cana Água mineral Água-de-coco Refrigerante Chá-mate
Questão 43 – Alternativa A Assunto: Item 2.4 do Programa de Química do Vestibular.
A estrutura da capsaicina é apolar, sendo, pois, mais solúvel em aguardente de cana (devido ao seu alto teor de etanol) que em água ou líquidos aquosos. Portanto, a alternativa A está correta.
44.
Os Nanokids pertencem a um grupo de nanomoléculas chamadas Nanoputians, construídas de forma que suas estruturas se assemelhem aos seres humanos. Acerca da estrutura do Nanokid representada abaixo, desconsiderando rotação em torno de ligação simples, é correto afirmar que: O
A) B) C) D) E)
O
os braços encontram-se entre si em posição orto. o tronco apresenta sete ligações pi conjugadas. as pernas são formadas por carbonos sp3 e sp2. a cabeça é formada por um anel homocíclico. as mãos contêm seis átomos de carbono.
Questão 44 – Alternativa B Assunto: Item 3.1 do Programa de Química do Vestibular. O tronco da estrutura apresentada do Nanokid tem sete ligações pi
aromático e uma na ligação tripla. Portanto, a alternativa B está correta.
conjugadas, sendo três em cada anel
Solução Comentada da Prova de Química VTB 2008 – 2ª ETAPA
01. Na análise de 5 (cinco) diferentes compostos (A, B, C, D e E) formados apenas por nitrogênio e oxigênio, observou-se que as relações de massas entre ni trogênio e oxigênio em cada um deles eram: Composto
Massa de Nitrogênio (g)
Massa de Oxigênio (g)
A
2,8
1,6
B
2,8
3,2
C
2,8
4,8
D
2,8
6,4
E
2,8
8,0
A) Se a massa molar do composto C é 76 g.mol –1, determine as fórmulas químicas para os compostos A, B, C, D e E.
B) Indique os estados de oxidação do nitrogênio nos compostos A, B, C, D e E.
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Assunto: item 1.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (Até 5,0 pontos) Verifica-se que, permanecendo constante a massa do nitrogênio, as massas do oxigênio, entre si, estão em uma relação simples de números inteiros (lei das proporções múltiplas), ou seja, 1:2:3:4:5. Analisando isoladamente o composto C, que possui massa molar de 76 g.mol –1, determina-se a quantidade de N e O nessa massa:
Como a massa atômica do nitrogênio é 14 g.mol –1 e a do oxigênio é 16 g.mol –1, significa que, para n = 1 mol do composto C, há n = 2 mol de nitrogênio e n = 3 mol de oxigênio, ou seja, a fórmula molecular de C é N 2O3. Como a proporção de oxigênio nos compostos obedece à relação 1:2:3:4:5, as fórmulas moleculares de A, B, C, D e E são, respectivamente: N 2O, N2O2, N2O3, N2O4 e N2O5. B) (Até 5,0 pontos) Os estados de oxidação do nitrogênio, nos compostos N 2O, N2O2, N2O3, N2O4 e N2O5, são respectivamente: +1, +2, +3, +4 e +5.
02. Considere duas soluções de iodo (I 2), sendo uma em água (H 2O) e outra em tetracloreto de carbono (CCl4), ambas com mesma concentração e em volumes iguais. As duas soluções são misturadas e agitadas por um tempo. Em seguida, elas são separadas por decantação.
A) Assumindo que a concentração de I 2 nas duas soluções é inferior ao ponto de saturação nos dois solventes, o que acontecerá com a concentração do I 2 nas duas soluções após a decantação?
B) Justifique sua resposta ao item A em função das polaridades dos solventes.
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Assunto: itens 1.1 e 1.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (Até 2,0 pontos) A concentração da solução aquosa diminuirá e, na solução de tetracloreto de carbono, aumentará. B) (Até 8,0 pontos) Como o I2 é uma molécula apolar, ela terá maior solubilidade em solventes apolares. Ao misturar as duas soluções, haverá remoção do I 2 do meio aquoso para o meio de tetracloreto de carbono (solvente apolar) devido à maior solubilidade do I 2 em tetracloreto de carbono em relação à água.
03. O ácido fosfórico, H 3PO4, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita, Ca 5(PO4)3F, e o ácido sulfúrico, H 2SO4, de acordo com a seguinte equação química: Ca5(PO4)3F (s) + 5 H 2SO4 (l)
→
3 H3PO4 (l) + 5 CaSO 4 (s) + HF (g)
Considere a reação completa entre 50,45 g de fluoroapatita com 98,12 g de ácido sulfúrico.
A) Qual é o reagente limitante da reação?
B) Determine a quantidade máxima de ácido fosfórico produzida.
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Assunto: item 2.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (Até 5,0 pontos) O reagente limitante é a espécie que reage completamente. Inicialmente determinaremos a quantidade de ácido sulfúrico necessária para reagir com 50,45 g de fluoroapatita:
massa H 2 SO4
=
50,45 gCa5 ( PO4 ) 3 F .
490,6 gH 2 SO4
=
504,5 gCa5 ( PO4 ) 3 F
49,06 gH 2 SO4
Para que o Ca 5(PO4)3F seja o reagente limitante, serão necessários 49,06 g de H 2SO4. A quantidade de Ca 5(PO4)3F para reagir com 98,12 g de H 2SO4 será:
massa Ca5 ( PO4 ) 3 F
=
98,12 gH 2 SO4 .
504,5 gCa5 ( PO4 ) 3 F 490,6 gH 2 SO4
=
100,9 gCa5 ( PO4 )
Para que o H 2SO4 seja o reagente limitante, serão necessários 100,9 g de Ca 5(PO4)3F. Como, no meio reacional, existem apenas 98,12 g de H 2SO4, o ácido sulfúrico (H 2SO4) está em excesso e a fluoroapatita (Ca 5(PO4)3F) é o reagente limitante da reação. B) (Até 5,0 pontos) A quantidade máxima de produtos será determinada pelo reagente limitante da reação:
massa H 3 PO4
=
50,45 gCa5 ( PO4 ) 3 F .
294,1 gH 3 PO4 504,5 gCa5 ( PO4 ) 3 F
=
29,41 gH 3 PO4
04. Considere um recipiente hermeticamente fechado com capacidade de 1000 L e a uma temperatura de 27 oC, onde é adicionado 1 L de água. Despreze os efeitos da temperatura sobre a densidade da água. Dados: densidade da água = 1g.mL –1; pressão de vapor da água a 27 oC = 0,035 atm e R = 0,082 atm.L.mol –1.K –1
A) Nessas condições, haverá a evaporação completa desta massa de água? Justifique numericamente a sua resposta, considerando gás com comportamento ideal.
B) Sabendo que o calor de vaporização da água a 100 oC é 40,7 kJ.mol –1, qual deverá ser a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 L de água?
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Assunto: itens 2.1 e 2.3 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (Até 7,0 pontos) Pela equação dos gases ideais, tem-se que: n
0,035 atm.1000 L =
0,082 atm.L.mol
1
−
.K
1
−
.300 K
. Assim, n = 1,42 mol. A partir desta quantidade em
mol, pode-se calcular a massa de água (massa molar = 18,0 g.mol –1) como sendo aproximadamente 26,0 g. Como a densidade da água é 1 g.mL –1, tem-se que 26,0 mL deverão ser evaporados. Assim, pode-se afirmar que não haverá a evaporação completa de 1 L de água. B) (3,0 pontos) Para uma quantidade de 1 L ou 1000 mL com densidade de 1 g.mL –1, tem-se 1000 g de água. Esta massa equivale a aproximadamente 55,6 mol de água. Como o calor de vaporização é 40,7 kJ por mol de água, tem-se que a quantidade de calor necessária para vaporizar 55,6 mol é aproximadamente 2263 kJ.
05. Considere o equilíbrio químico que se estabelece a partir de uma solução de acetato de sódio 0,1 mol.L –1 em meio aquoso, sabendo que o seu grau de hidrólise é 0,1%.
A) Preencha corretamente a tabela abaixo com as concentrações em mol.L –1 de CH3COO – , CH 3COOH e OH – . Considere constante a concentração de H 2O. CH3COO –
CH3COOH
OH –
no início quantidade consumida ou formada no equilíbrio
B) Qual é o valor da constante de hidrólise para a solução de acetato de sódio 0,1 mol.L –1 na condição de equilíbrio?
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Assunto: itens 2.2 e 2.5 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução:
A) (Até 7,0 pontos) Equilíbrio químico estabelecido: CH3COONa + H2O
⇌
CH3COOH + NaOH ou CH 3COO – + H2O
⇌
CH3COOH + OH –
[CH 3COOH][OH ] −
Sabendo que a constante de hidrólise é K h
=
e que o grau de hidrólise é
[CH 3COO ] −
quantidade de matéria hidrolisada
[OH − ] = [CH 3 COONa ]
α=
quantidade de matéria inicial
=
0,1% (ou 0,001) , tem-
se que: [OH – ] = α.[CH3COONa] ∴ [OH – ] = 1.10 –4 mol.L –1. Pela estequiometria da reação, determina-se que, no equilíbrio, [CH 3COOH] = 1.10 –4 mol.L –1. A concentração de CH 3COO – é (0,1 – 1.10 –4) mol.L –1 = 0,0999 mol.L –1. CH3COO –
CH3COOH
OH –
0,1
0
0
1.10 –4
1.10 –4
1.10 –4
1.10 –4
1.10 –4
no início quantidade consumida ou formada no equilíbrio
0,0999
≈
0,1
B) (Até 3,0 pontos) −
K h
=
[CH 3 COOH ][OH ]
=
1.10
4
−
mol.L 1 .1.10 −
−
4
−
1
−
mol.L
1
K h
∴
−
[CH 3 COO ]
0,1 mol.L
=
1.10
7
−
mo
06. A) Preencha as lacunas abaixo com as palavras corretas. Um dado sistema gasoso ideal é constituído por moléculas em movimento constante, uniforme, ________________
e
________________
que
________________. as
dimensões
As
distâncias
moleculares,
intermoleculares
minimizando
a
são
muito
possibilidade
de
________________. As moléculas se chocam entre si e/ou com as paredes do recipiente que as contém de modo elástico com uma dada força, originando a ________________ do sistema.
B) O gráfico abaixo representa curvas de distribuição de número de moléculas em função da velocidade média para gases ideais. X
s a l u c é l o m e d o r e m ú N
0
Y
Z
velocidade média / m.s
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4000
2000
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Considere os seguintes sistemas: – gás H2 a 100 K; – gás Cl2 a 100 K; – gás Cl2 a 1000 K. Faça a correta associação entre estes sistemas e as curvas X, Y e Z. Justifique sua resposta.
Assunto: item 2.5 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (Até 5,0 pontos). Os termos corretos são, respectivamente: aleatório, linear, maiores, choques, pressão.
B) (Até 5,0 pontos). X = Cl 2 a 100 K; Y = Cl 2 a 1000 K e Z = H 2 a 100 K. XeY
→
para uma mesma espécie de gás, quanto maior a temperatura, maior a velocidade média das moléculas.
Xe Z
→
a uma mesma temperatura, moléculas de H 2 têm maior velocidade média em função de sua menor massa molar.
07. A auroglaucina é um pigmento laranja natural que apresenta o núcleo básico I. O
R1
R2
R3
I
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A) Sabendo que a estrutura da auroglaucina apresenta uma carbonila de aldeído não conjugada, uma hidroxila ligada a carbono sp2 e um grupo heptil, represente a estrutura deste pigmento, substituindo R 1, R 2 e R 3 pelos átomos ou grupos adequados.
B) Represente a estrutura de um tautômero da auroglaucina, o qual apresente duas carbonilas em sua estrutura.
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Assunto: itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (5,0 pontos). De acordo com as informações apresentadas, R 1 = OH, R 2 = H e R 3 = CH2(CH2)5CH3. Assim, a estrutura do pigmento é a seguinte: O
H
HO
B) (5,0 pontos). A estrutura do tautômero do pigmento que apresenta dois grupos acila é a seguinte: O
H
O
08. A patulina (I) é uma molécula bicíclica de origem fúngica, que pode ser obtida pela reação abaixo: O
O O HO
O
H (catalítico) O
OHC
(d /l )-I OH
A) Sabendo que a rotação óptica do produto da reação é zero, indique a proporção de cada um dos enantiômeros formados.
B) Indique o tipo de reação apresentado na formação de I.
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Assunto: item 3.2 do Programa de Química do Vestibular da UFC. Solução: A) (5,0 pontos). A mistura equimolar (1:1) de dois enantiômeros (racemato ou mistura racêmica) tem valor de rotação óptica igual a zero. Assim, o produto da reação é composto por 50% de cada um dos enantiômeros. B) (5,0 pontos). A reação empregada na formação de I é de adição.
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Solução Comentada da Prova de Química
37. Considere um átomo que apresenta os seguintes números quânticos para o elétron de valência: n = 4, l = 1 e ml = 1. Com relação a este átomo, é correto afirmar que:
A) B) C) D) E)
pode ser um metal de transição. pode possuir no máximo 20 elétrons. possui raio atômico menor do que o carbono. possui menor eletronegatividade do que o cálcio. possui primeira energia de ionização maior do que a do bário.
Questão 37 – Alternativa E Assunto: Item 1.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: As configurações eletrônicas possíveis para esta série de números quânticos são: 1s22s22p63s23p63d104s24p3 e 1s 22s22p63s23p63d104s24p6, ou seja, o átomo pode possuir no máximo 33 ou 36 elétrons (o que se afirma em B está, portanto, errado). Analisando a Tabela Periódica dos Elementos, conclui-se que esse conjunto de números quânticos para o elétron de valência se refere ao As ou Kr (o que se afirma em A está, portanto, errado). Ambos os átomos possuem raio atômico maior do que o carbono, possuem eletronegatividade maior do que a do cálcio e primeira energia de ionização maior do que a do bário. Portanto, a alternativa E está correta.
38. Uma característica dos halogênios é a formação de compostos com elementos do mesmo grupo, por exemplo, o ClF 3 e o ClF 5. A geometria molecular e a hibridação do átomo central nessas duas espécies são respectivamente:
trigonal plana, bipirâmide trigonal, sp 2 e sp3d. em forma de T, bipirâmide trigonal, sp 3d e sp 3d. pirâmide trigonal, bipirâmide trigonal, sp3 e sp3d. em forma de T, pirâmide de base quadrada, sp 3d e sp 3d2. pirâmide trigonal, pirâmide de base quadrada, sp 3 e sp3d2.
A) B) C) D) E)
Questão 38 – Alternativa D Assunto: Item 1.4 do Programa de Química do Vestibular. Solução: As estruturas do ClF 3 e ClF5 são respectivamente: .. ..
. .
F
. .
. .
. .
F
..
F
..
. .
. .
..
Cl
F
..
.
.
Cl
..
. . . .
F
F
. .
..
. .
. .
..
..
..
F
F
..
..
. .
..
Geometria molecular: em forma de T Hibridação sp3d Portanto, a alternativa D está correta.
Geometria molecular: pirâmide de base quadrada Hibridação sp3d2
39. A força dos ácidos e bases depende de uma série de propriedades das substâncias. Assim, a força de um ácido de BrØnsted do tipo H 2E é inversamente proporcional à força da ligação H–E. Com relação às espécies H 2O, H2S e H2Se, é correto afirmar que:
A) B) C) D) E)
a ligação H–O é mais fraca do que a ligação H–S, que é mais fraca do que a ligação H–Se. o íon HS – é uma base mais forte do que o HSe – devido à maior densidade de carga. as espécies H2O, H2Se e H2S não são consideradas ácidos de BrØnsted. o íon HS – é um melhor receptor de próton do que o íon HO – . a ordem crescente de acidez é H 2O, H2Se e H2S.
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Questão 39 – Alternativa B Assunto: Itens 1.4 e 1.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução: Para as substâncias apresentadas na questão, a acidez aumenta na seguinte ordem: H 2O < H2S < H2Se. Uma explicação para esta seqüência é que, com o aumento do raio atômico de E, a base conjugada (Hse – , HS – e HO – ) diminui sua densidade de carga, portanto possui menor atração pelo próton. Conseqüentemente a ligação H–O é mais forte do que a ligação H–S que, por sua vez, é mais forte do que a ligação H–Se. Desta forma, quanto maior o raio atômico de E maior a acidez da espécie H 2E e menor a basicidade da espécie HE – . Portanto, somente a alternativa B está correta.
40. Em um recipiente fechado com capacidade para 2,0 L, encontra-se uma mistura de gases ideais composta por 42,0 g de N 2 e 16,0 g de O 2 a 300 K. Assinale a alternativa que expressa corretamente os valores das pressões parciais (em atm) do gases N 2 e O2, respectivamente, nessa mistura.
Dado: R = 0,082 atm.L.mol –1.K –1
A) B) C) D) E)
18,45 e 6,15 16,45 e 8,15 14,45 e 10,45 12,45 e 12,15 10,45 e 14,15
Questão 40 – Alternativa A Assunto: Item 2.1 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
Pode-se calcular o número de moles de cada gás, de acordo com n
=
m M
, com n N2 = 1,5 mol e n O2 = 0,5
mol. Usando a equação dos gases ideais (p T.V = nT.R.T), encontra-se a pressão total da mistura para n T = 2,0 mol: pT = 24,60 atm. De posse destes valores, calculam-se as frações molares por meio de χi =
ni , nT
com χ N 2 = 0,75 e com χO 2 = 0,25. Com estes valores, determinam-se as pressões parciais usando a lei de Dalton: p i = χi .p T . Assim, tem-se que p N2 = 18,45 atm e p O2 = 6,15 atm. Portanto, a alternativa A está correta.
41. Considerando um reservatório mantido à temperatura constante, tem-se estabelecido o equilíbrio químico PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl 2(g). Sendo que as pressões parciais no equilíbrio são p PCl5 = 0,15 atm, p PCl3 = 0,30 atm e pCl2 = 0,10 atm. Assinale a alternativa correta para o valor de K p (em atm) da reação. A) 0,05 B) 0,10 C) 0,15 D) 0,20 E) 0,25 Questão 41 – Alternativa D Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
Para esta reação reversível em condição de equilíbrio, tem-se que K P =
p PCl 3 . p Cl 2 p PCl 5
. Pela substituição
dos valores de pressão parcial fornecidos, determina-se que K P = 0,20 atm. Portanto, a alternativa D está correta.
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42. Considere a reação química a NO(g) + bHNO3(aq) → c NO2(g) + d H2O(l) e a seguinte afirmativa: “Nesta célula _______________, o NO atua como agente _______________, o HNO 3 atua como agente _______________, o número de elétrons transferidos é igual a _______________ e o somatório dos coeficientes estequiométricos a+b+c+d é igual a _______________”. o
Dados os potenciais de redução: E ( NO3
−
/ NO 2 )
0,78V e E o( NO / NO) 2
=+
1,05V , assinale a
=+
alternativa que apresenta a seqüência correta dos termos que preenchem as lacunas.
A) B) C) D) E)
galvânica, redutor, oxidante, dois, sete eletrolítica, redutor, oxidante, dois, sete galvânica, oxidante, redutor, dois, sete eletrolítica, redutor, oxidante, sete, dois galvânica, oxidante, redutor, sete, dois
Questão 42 – Alternativa B Assunto: Item 2.6 do Programa de Química do Vestibular. Solução: De acordo com a equação global fornecida, tem-se que as semi-reações são: −
NO3 ( aq ) + 2H
+
( aq ) +
e
−
→
NO2 (g ) + H 2 O(l)
e
NO( g ) + H 2 O (l) → NO2 ( g ) + 2H
+
( aq ) +
2e
−
. Deste
modo, a equação global devidamente balanceada é NO (g) + 2HNO3(aq) → 3NO2(g) + H2O(l). Pela análise do potencial padrão de eletrodo fornecido para cada par redox, tem-se uma célula eletrolítica, com NO sendo agente redutor, HNO 3 sendo agente oxidante, com dois elétrons sendo transferidos e o somatório dos coeficientes estequiométricos sendo igual a sete. Portanto, a alternativa B está correta.
43. Os compostos I-III foram identificados na secreção das glândulas mandibulares da formiga Manica rubida. O
O
I
II O
III
Acerca destes compostos, é correto afirmar que:
A) B) C) D) E)
III é denominado 4-metil-3-undecanona. II reage com H 2/Pd para formar III. I tem menor ponto de fusão que II. I e II reagem com 2[Ag(NH 3)]OH. I-III são cetonas insaturadas.
Questão 43 – Alternativa C Assunto: Itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução: O composto III é denominado 4-metil-3-decanona. A redução de II não forma III, mas, sim, um derivado deste com uma metila em C-6. Cetonas não reagem com 2[Ag(NH 3)]OH (Reagente de Tollens). A cetona III não é insaturada. Como II tem uma cadeia carbônica maior que I, esse último terá um menor ponto de fusão. Portanto, a alternativa C é a correta.
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44. O composto I é empregado na composição de bloqueadores solares por absorver radiação UVB. Esta molécula é um [a] que contém um grupamento [b] na posição 4 e que pode ser formada pela esterificação do ácido carboxílico correspondente com um álcool de cadeia [c] denominado [d]. Assinale a alternativa que apresenta a seqüência correta dos termos [a], [b], [c] e [d]. CO2 CH2 CHCH2 CH2CH 2CH3 CH2CH 3
N
I
A) B) C) D) E)
[a] éster aromático; [a] éter aromático; [a] éster alifático; [a] éster aromático; [a] éter alifático;
[b] dimetilamino; [b] dietilamino; [b] etilamino; [b] metilamino; [b] amino;
[c] alifática ramificada; [c] alifática linear; [c] alifática linear; [c] aromática; [c] alifática ramificada;
[d] 2-etil-1-hexanol. [d] 2-metil-1-hexanol. [d] 1-etil-2-hexanol. [d] 1-etil-1-hexanol. [d] 2-metil-1-hexanol.
Questão 44 – Alternativa A Assunto: Itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
O composto I é um éster aromático (ArCO 2R) que contém um grupamento dimetilamino na posição 4 e pode ser formado pela reação de esterificação do ácido carboxílico correspondente (ArCO 2H) com um álcool de cadeia alifática ramificada, denominado 2-etil-1-hexanol. Portanto, a alternativa A é a correta.
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Química 01. A formação dos compostos iônicos é geralmente um processo exotérmico cuja energia liberada será tanto
maior quanto maior for a força de interação entre o cátion e o ânion. O gráfico abaixo apresenta a energia de formação para os haletos de lítio (LiF, LiCl, LiBr e LiI). -700
) l o m J K ( o ã ç a m r o f e d a i g r e n E
1 -
-650
-600
-550
-500
-450
-400
I
II
III
IV
A) Associe os compostos I, II, III e IV aos haletos correspondentes.
B) Justifique sua resposta ao item A.
Questão 01 Assunto: Item 1.4 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até 4,0 pontos) . I = LiF; II = LiCl; III = LiBr; IV = LiI B) (até 6,0 pontos) . A energia de ligação (em módulo) de um determinado composto é tanto maior quanto
maior for a atração entre os átomos envolvidos na ligação. Para compostos iônicos, a energia de ligação é diretamente proporcional ao produto das cargas do cátion e do ânion e inversamente proporcional à distância entre as cargas, a qual é dependente dos raios dos íons. Nos compostos apresentados, as cargas do cátion e do ânion e o raio do cátion são constantes. Portanto, a energia de ligação será inversamente proporcional ao raio do ânion, o qual aumenta na série: F – Cl – < Br – < I – .
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02.
A energia de ionização de um elemento químico é a energia necessária para que ocorra o seguinte processo: Cu(g) Cu+(g) + e – E1 + – Ca(g) Ca (g) + e E2 + – K(g) K (g) + e E3 + – Cr(g) Cr (g) + e E4 O baixo valor da energia de ionização de alguns elementos químicos, como o tungstênio, possibilita a utilização destes elementos em células fotoelétricas. A) Coloque os valores de E 1, E2, E3 e E4 em ordem crescente de energia.
B) Justifique sua resposta em função da carga nuclear efetiva (configuração eletrônica dos elementos).
Questão 02 Assunto: Item 1.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (4,0 pontos). E3 < E2 < E4 < E1 B) (até 6,0 pontos) . De um modo geral, dentro de um período
na Tabela Periódica, a energia de ionização aumenta com o aumento da carga nuclear efetiva (da esquerda para a direita). Como todos os elementos apresentados pertencem ao mesmo período (quarto), a energia de ionização será tanto maior quanto maior for a eletronegatividade do elemento. Portanto, E 3 < E2 < E4 < E1.
03.
Água dura é uma denominação usada para classificar uma amostra de água que contém íons de cálcio, magnésio e, ocasionalmente, ferro, nas formas de cloreto, bicarbonato e sulfato. O método analítico usual para medir a dureza da água é através da titulação com EDTA2– (etilenodiamintetraacético na sua forma salina). Ca2+(aq) + EDTA2– (aq)
CaEDTA(aq)
A) Apresente as fórmulas químicas para o bicarbonato de cálcio e para o sulfato de magnésio.
B) Apresente as configurações eletrônicas dos íons Ca 2+ e Mg2+.
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Questão 03 Assunto: Itens 1.2 e 1.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até 4,0 pontos) . CaHCO3, Al2(SO4)3 B) (até 6,0 pontos) . Ca2+: 1s22s22p63s23p6
Mg2+: 1s22s22p6 04.
O dióxido de carbono é um dos mais importantes gases indutores do efeito estufa, responsável pela elevação da temperatura média global. Estudos indicam que este gás pode ser mantido nas proximidades do fundo do mar, onde é dissolvido e reage com carbonato de cálcio sólido, que é formado pelas conchas marinhas, para produzir bicarbonato de sódio solúvel. A) Escreva a equação química devidamente balanceada relativa à reação acima.
B) Qual é a quantidade, em gramas, de bicarbonato de sódio que deverá ser produzida a partir de 22,0 g
de dióxido de carbono?
Questão 04 Assunto: Item 2.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até 5,0 pontos) . CO2 (g) + H2O (l) + CaCO3 (s) → Ca(HCO3)2 (aq) B) (5,0 pontos). A estequiometria da reação estabelece a relação CO2:Ca(HCO3)2 como
sendo 1:1. Considerando MCO2 = 44,0 g.mol e MCa(HCO3)2 = 162,0 g.mol , tem-se que a quantidade de Ca(HCO3)2 que deverá ser produzida a partir de 22,0 g de CO2 será de 81,0 g. –1
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–1
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05. A)
A água do mar apresenta composição química quase constante ao longo dos séculos, e os íons presentes em maior percentual em massa são Cl – , Na+ e SO 24− . Supondo uma solução constituída pela mistura de 15 mL de NaCl 0,1 mol.L –1 e de 45 mL de Na 2SO4 0,3 mol.L –1, determine as concentrações de Cl – , Na+ e SO 24− .
B) Praticamente toda a acidez da chuva ácida pode ser atribuída à presença de H 2SO4 e HNO3.
Assumindo que uma amostra de 300,0 mL de água de chuva foi titulada com NaOH 0,01 mol.L –1 e que foram gastos 9,0 mL desta solução para atingir o ponto final, determine a concentração de H3O+.
Questão 05 Assunto: Item 2.4 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até 6,0 pontos) . Considerando a dissociação existente:
NaCl
→
Na+ + Cl – e Na2SO4
→
2Na+ +
2
SO 4
−
15mLx0,1mol.L 1 1 ∴ [ NaCl] = 0,025mol.L [ NaCl] = 60mL 45mLx0,3mol.L 1 1 ∴ [ Na 2SO 4 ] = 0,225mol.L [ Na 2SO 4 ] = 60mL −
−
−
−
Desta forma, tem-se que [Na +] = [Na+]clor + [Na+]sulf ∴ [Na+] = 0,250 mol.L –1, [Cl-] = 0,025 mol.L –1 e [ SO 24 − ] = 0,225 mol.L –1. B) (4,0 pontos). Tendo-se uma titulação de ácido forte por base forte e pela relação M1V1 = M 2V2,
tem-se que [H3O+] = 3,0x10 –4 mol.L –1.
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06.
Na sociedade moderna, o combustível denominado de gás natural é largamente utilizado, sendo constituído principalmente de metano (CH4) e contendo pequenas quantidades de etano e propano. Considere a reação química abaixo e os resultados experimentais. CH4 (g) + 2 O2 (g)
→
CO2 (g) + 2 H2O (l)
Experimento
[CH4]o / mol.L – 1
[O2]o / mol.L – 1
v / mol.L – 1.s – 1
1 2 3
0,15 0,15 0,30
0,10 0,20 0,20
1,2x10-3 2,4x10-3 4,8x10-3
A) Qual é a expressão correta da lei de velocidade para esta reação?
B) Qual é o valor da constante de velocidade para esta reação?
Questão 06 Assunto: Item 2.5 do Programa de Química Solução: A) (5,0 pontos). Pela análise dos dados
do Vestibular.
experimentais fornecidos, observa-se que, quando a concentração de um dos reagentes é mantida constante e a concentração do outro reagente é duplicada, a velocidade da reação também duplica. Isto indica que a reação é de primeira ordem com relação a CH4 e de primeira ordem com relação a O 2. Portanto, a expressão da lei de velocidade pode ser dada por v = k[CH4][O2].
B) (5,0 pontos). A partir da expressão da lei de velocidade e da substituição de qualquer conjunto
de dados experimentais fornecidos (1, 2 ou 3), tem-se que k = 0,08 L.mol –1.s –1.
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07.
A Finasterida (I) é uma molécula empregada no tratamento da calvície, mas que tem seu uso proibido nos esportes. O N H
H
H
O
N H
H
H
I
A) Classifique o tipo de cadeia orgânica de I quanto à natureza dos átomos.
B) Indique o número de carbonos quaternários na molécula de I.
Questão 07 Assunto: Item 3.1 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (5,0 pontos) Cadeia heterocíclica ou cadeia heterogênea. B) (5,0 pontos) A molécula I possui 02 (dois) carbonos quaternários.
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08.
O ácido mevalônico pode ser obtido a partir do ácido meváldico e da mevalolactona, conforme esquema abaixo. HO
HO CO 2 H
H 3C
HO
a
CO2 H H 3C
O
b H 3C
OH
O
CHO
Ácido meváldico
Ácido mevalônico
Mevalolactona
A) Indique o(s) reagente(s) necessário(s) para converter o ácido meváldico no ácido mevalônico.
B) Indique o(s) reagente(s) necessário(s) para converter a mevalolactona no ácido mevalônico.
Questão 08 Assunto: Item 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (5,0 pontos) Borohidreto de sódio (NaBH4) ou H2/Pt (H2/Pd ou H2/Ni). B) (5,0 pontos) H2O/H+.
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37. O fósforo é um elemento químico com elevada importância para o ser humano. É obtido a partir da
reação de redução de fosfato de cálcio com carvão ou dióxido de enxofre (I). O fósforo sofre processo de fusão a uma temperatura de 44 oC (II). Sua densidade é igual a 1823 kg.m -3 (III). O fósforo reage fortemente com halogênios gerando compostos tais como PCl 3 e PCl5 (IV). Os termos I, II, III e IV se referem, respectivamente, às propriedades: A) química, física, física e química. B) química, química, física e química. C) física, física, química e química. D) química, química, química e física. E) física, química, química e física.
Questão 37 – Alternativa A Assunto: Item 1.1 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
Propriedades químicas de uma substância ou elementos são aquelas que descrevem o tipo de reação química (fenômeno químico) que uma substância (ou elemento) pode sofrer. Por outro lado, propriedades físicas são aquelas que podem ser observadas e medidas sem provocar mudanças na composição química da substância ou elemento. A reatividade de uma espécie química é um exemplo de uma propriedade química, enquanto que propriedades tais como temperatura de fusão e densidade são exemplos de propriedades físicas. Portanto, a alternativa A está correta. 38. Considere três soluções aquosas, A, B e C, todas a 25 oC. Medidas de pH destas soluções mostraram os
seguintes resultados:
Solução
pH
A B C
> 7,0 7,0 < 7,0
Considerando as espécies NaCl, NH4Cl, NaF, CH3COONa, NaCN, NaNO3 e Li2SO4, é correto afirmar que as soluções A, B e C são respectivamente: A) NaCl, NaF e NaCN B) NaCN, NaNO3 e NH4Cl C) NaNO3, CH3COONa e NaCl D) Li2SO4, NH4Cl e NaNO3 E) NaF, NaCN e CH3COONa Questão 38 – Alternativa B Assunto: Item 1.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
NaCl NaCl(s) + H2O(l) → Na+(aq) + Cl-(aq) (não ocorre hidrólise pH = 7,0) NaNO3 NaNO3(s) + H2O(l) → Na+(aq) + NO3-(aq) (não ocorre hidrólise pH = 7,0) Li2SO4 Li2SO4(s) + H2O(l) → 2Li+(aq) + SO42-(aq) (não ocorre hidrólise pH = 7,0) NaF NaF(s) + H2O(l) → Na+(aq) + F-(aq) (ocorre hidrólise do F -) F-(aq) + H2O(l) ⇋ HF(aq) + OH-(aq) (pH > 7,0) CH3COONa CH3COONa(s) + H2O(l) → Na+(aq) + CH3COO-(aq) (ocorre hidrólise do CH3COO-) CH3COO-(aq) + H2O(l) ⇋ CH3COOH(aq) + OH-(aq) (pH > 7,0) NaCN NaCN(s) + H2O(l) → Na+(aq) + CN-(aq) (ocorre hidrólise do CN-) CN-(aq) + H2O(l) ⇋ HCN(aq) + OH-(aq) (pH > 7,0) NH4Cl NH4Cl(s) + H2O(l) → NH4+(aq) + Cl-(aq) (ocorre hidrólise do NH4+) NH4+(aq) + H2O(l) ⇋ NH3(aq) + H3O+(aq) (pH < 7,0) Portanto, a alternativa B está correta. Vestibular 2008.2
Conhecimentos Gerais
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39. A figura abaixo representa o diagrama da variação de entalpia para uma reação química do tipo R
⇋
P,
devidamente balanceada e na condição de equilíbrio.
Considerando um recipiente fechado, com volume e temperatura constantes, em que R e P possuem massas molares diferentes, pode-se afirmar, corretamente, que: A) o uso de um catalisador aumenta a energia de ativação desta reação química. B) a massa da espécie R é igual à massa da espécie P, na condição de equilíbrio. C) o máximo apresentado na curva indica a formação de um estado de transição. D) a reação química ocorre em duas etapas, sendo uma etapa lenta e uma etapa rápida. E) a energia de ativação possui, em módulo, o mesmo valor nos dois sentidos da reação. Questão 39 – Alternativa C Assunto: Item 2.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: O uso de um catalisador diminui a energia de ativação desta reação química (o que se afirma em A
está, portanto, errado). Na condição de equilíbrio, o número de moles da espécie R é igual ao número de moles da espécie P (o que se afirma em B está, portanto, errado). O máximo apresentado na curva indica a formação de um estado de transição (afirmativa correta). A reação química ocorre em uma etapa (o que se afirma em D está, portanto, errado). A energia de ativação possui valores diferentes (100 kJ.mol -1 ou 150 kJ.mol-1) nos dois sentidos da reação (o que se afirma em E está, portanto, errado). Portanto, a alternativa C está correta. 40. A polaridade de uma molécula é uma propriedade que depende principalmente de seu arranjo eletrônico.
As espécies PCl 5, PCl3, SF4 e XeF4 são, respectivamente: A) polar, polar, polar e apolar. B) apolar, polar, apolar e polar. C) apolar, polar, polar e apolar. D) apolar, apolar, polar e polar. E) polar, polar, apolar e apolar. Questão 40 – Alternativa C Assunto: Item 1.4 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
As geometrias e polaridades das espécies apresentadas são: Cl
..
Cl Cl
P
Cl
Cl
F F
P Cl Cl
Cl
Apolar
F
S
. .
F
..
F
Xe F
..
F
F
Polar
Polar
Apolar
Portanto, a alternativa C está correta. Vestibular 2008.2
Conhecimentos Gerais
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41. Considerando os dados fornecidos abaixo, assinale a alternativa que corretamente apresenta o valor da
variação de entalpia padrão de formação para o Fe2O3 (s), em kJ.mol-1.
o
∆H f
Fe2O3 (s) + 3 C (grafite) → 2 Fe (s) + 3 CO (g) C (grafite) + O2 (g) → CO2 (g) CO (g) + ½ O 2 (g) → CO2 (g) A) B) C) D) E)
/ kJ.mol-1 493 -394 -283
-526 -626 -726 -826 -926
Questão 41 – Alternativa D Assunto: Item 2.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
2 Fe (s) + 3 CO (g) → Fe2O3 (s) + 3 C (grafite) 3 C (grafite) + 3 O 2 (g) → 3 CO2 (g) 3 CO2 (g) → 3 CO (g) + 3/2 O 2 (g) RG: 2 Fe (s) + 3/2 O 2 (g) → Fe2O3 (s) ∆H of = -826 kJ.mol-1 Portanto, a alternativa D está correta. 42. Marque com V ou F, conforme seja verdadeira ou falsa, cada uma das afirmativas sobre equilíbrio
químico. ( ) Para uma reação química, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos reagentes a partir dos produtos para uma reação exotérmica. ( ) Para uma reação química, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos produtos a partir dos reagentes para uma reação endotérmica. ( ) Para uma reação química na qual a variação de entalpia é nula, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos produtos. ( ) Para uma reação química na qual a variação de entalpia é nula, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos reagentes. Assinale a alternativa que apresenta a seqüência correta. A) V, V, V, V B) V, V, F, F C) F, F, V, F D) V, F, V, F E) F, V, F, V Questão 42 – Alternativa B Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução: Para uma reação química, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos reagentes a
partir dos produtos para uma reação exotérmica (verdadeira). Para uma reação química, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos produtos a partir dos reagentes para uma reação endotérmica (verdadeira). Para uma reação química na qual a variação de entalpia é nula, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos produtos (falsa). Para uma reação química na qual a variação de entalpia é nula, a elevação de temperatura deve favorecer a formação dos reagentes (falsa). Portanto, a alternativa B está correta. 43. A estabilidade dos cicloalcanos cresce na seguinte ordem: ciclopropano < ciclobutano < ciclopentano.
Assinale a alternativa que explica esta diferença de estabilidade. A) Índice de octanos B) Regra de Saytzeff C) Força de Van der Waals D) Teoria da tensão dos anéis E) Energia de ligação dos átomos Vestibular 2008.2
Conhecimentos Gerais
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Questão 43 – Alternativa D Assunto: Item 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
A teoria da tensão dos anéis, proposta por Baeyer, em 1885, explica o aumento da estabilidade do ciclopropano para o ciclopentano em função da diminuição da tensão do anel. Assim, a alternativa D está correta. 44. Assinale a alternativa que apresenta a correlação correta entre a molécula e sua característica. Molécula
1) Tetracloreto de carbono 2) Ciclohexanona 3) Acetato de metila 4) 2-Clorobutano 5) Benzonitrila A) B) C) D) E)
Característica
a) Apresenta quiralidade b) Molécula apolar c) Possui um carbono sp d) Cetona e) Derivado do ácido etanóico
f) Solúvel em hexano g) Sofre substituição h) Heteroaromático i) Estereoisômero cis j) Sofre adição
1g, 2b, 3f, 4c, 5h 1j, 2g, 3c, 4i, 5a 1f, 2a, 3g, 4d, 5e 1a, 2j, 3g, 4e, 5b 1b, 2d, 3e, 4a, 5c
Questão 44 – Alternativa E Assunto: Itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução:
O tetracloreto de carbono é uma molécula apolar, a ciclohexanona é uma cetona, o acetato de metila é derivado do ácido etanóico, o 2-clorobutano apresenta quiralidade, e a benzonitrila possui um carbono sp. Assim, a alternativa E está correta.
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Conhecimentos Conhecimen tos Gerais
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Química 01.
O ácido sulfúrico é um dos produtos químicos de maior importância comercial, sendo utilizado como matéria-prima para diversos produtos, tais como fertilizantes, derivados de petróleo e detergentes. A produção de ácido sulfúrico ocorre a partir de três etapas fundamentais: I. combustão do enxofre para formar dióxido de enxofre; II. conversão do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre a partir da reação com oxigênio molecular; III. reação do trióxido de enxofre com água para formar ácido sulfúrico. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) Apresente as equações químicas balanceadas para as reações das etapas I, II e III.
B) Determine a quantidade máxima, em gramas, de ácido sulfúrico que pode ser produzido a partir da
combustão completa de 1.605 g de enxofre.
Questão 01 Assunto: itens 1.2 e 2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2(g) + 1/2 O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) B) (até quatro pontos)
A partir das reações apresentadas no item A, pode-se considerar como reação global: S(s) + 3/2O2(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) 1.605 g de enxofre correspondem a 50 moles de enxofre. Como a reação ocorre na proporção 1:1 em relação ao enxofre e ao ácido sulfúrico, serão produzidos, no máximo, 50 moles de ácido sulfúrico, o que corresponde a 4.906 g.
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Química
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02.
A hidrazina, N2H4, é um produto altamente tóxico e explosivo. Dadas as semi-reações de redução apresentadas abaixo, responda o que se pede a seguir. ClO– + H2O + 2e– → 2OH– + Cl– N2H4 + 2H2O + 2e– → 2NH3 + 2OH–
Eo = 0,90 V Eo = – 0,10 V
A) Explique por que não é aconselhável misturar água sanitária, uma solução à base de NaClO, com
soluções de limpeza de vidros à base de NH 3. Justifique sua resposta por meio das reações químicas envolvidas.
B) Apresente as estruturas de Lewis das espécies neutras envolvidas nas reações.
Questão 02 Assunto: itens 1.4 e 2.6 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até sete pontos)
Ao se misturar soluções que contêm ClO – com soluções que contêm NH3, pode ocorrer a formação de hidrazina, N2H4, de acordo com as semi-reações: ClO–+ H2O + 2e– → 2OH– + Cl– Eo = 0,90 V 2NH3 + 2OH– → N2H4 + 2H2O + 2e– Eo = 0,10 V Reação global: ClO– + 2NH3 → N2H4 + H2O + Cl– Eo = 1,00 V Logo, a mistura pode levar à toxicidade e/ou à explosão.
B) (até três pontos) H
..
N H
H H
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H ..
..
N
N
H
Química
. . . .
O
H
H
H
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03.
Os gráficos abaixo correspondem à variação de pH de uma solução aquosa contendo 50 mL dos ácidos HA e HB, ambos a 0,1 mol.L –1, em função do volume de NaOH 0,1 mol.L –1 adicionado a cada um dos ácidos. Ácido HB
Ácido HA
H p
H p
7 7
50
50
VNaOH / mL
VNaOH / mL
Responda o que se pede a seguir. A) Associe HA e HB aos ácidos HNO3 (ka ≈ 20) e HF (k a = 7,2 x 10–4).
B) Justifique sua resposta ao item A por meio de equações químicas.
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Questão 03 Assunto: item 1.5 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até quatro pontos)
HA = HF; HB = HNO3. B) (até seis pontos) Para HF, as reações envolvidas são: HF(aq) + NaOH(aq) → NaF(aq) + H2O(l) NaF(aq) → F–(aq) + Na+(aq) O íon Na+ não sofre hidrólise. Já o íon F – sofre reação de hidrólise, gerando um meio básico com valor de pH maior que 7: F–(aq) + H2O (l) → HF(aq) + OH–(aq) Para HNO3, as reações envolvidas são: HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l) NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3–(aq) Os íons Na+ e NO3– não sofrem hidrólise, com o pH do meio sendo igual a 7.
04. Considere uma solução aquosa de ácido acético,
de concentração qualquer. Com a temperatura constante, se em determinado volume desta solução for adicionado acetato de sódio, irá ocorrer um deslocamento do equilíbrio químico. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) Em que sentido este equilíbrio químico será deslocado?
B) Justifique sua resposta ao item A em termos de constante de equilíbrio (K a).
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Questão 04 Assunto: item 2.5 do Programa de Química do Vestibular.
A) (cinco pontos)
O equilíbrio será deslocado no sentido dos reagentes, ou seja, no sentido de diminuir a ionização do ácido acético. B) (até cinco pontos)
Sendo a temperatura constante, o valor de K a permanece constante. Para a reação química ⇋ CH3COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO–(aq), tem-se que: Ka
H O + CH COO − 3 3 =
[CH 3COOH] Portanto, para que K a permaneça constante, o aumento da concentração de íons acetato no meio implicará aumento da concentração de ácido acético.
05.
Quanto menor for o valor da energia de ativação de uma reação, maior será a velocidade reacional. Do mesmo modo, quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de formação dos produtos. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) O aumento da concentração dos reagentes implica decréscimo no valor da energia de ativação?
Justifique sua resposta.
B) Represente graficamente, para uma reação endotérmica, a variação da energia (kcal.mol –1) como
função do caminho da reação, considerando o processo sem catalisador e com catalisador.
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Questão 05 Assunto: item 2.5 do programa de Química do Vestibular.
A) (até cinco pontos)
O aumento da concentração dos reagentes não implica decréscimo no valor da energia de ativação, pois tal energia não é função da concentração dos reagentes. B) (cinco pontos)
A Energia kcal.mol-1
A - Sem catalisador B - Com catalisador
B
∆H
>0
Caminho da reação
06.
Assim como a temperatura de ebulição e a pressão de vapor em uma temperatura específica, o calor de vaporização (∆Hvap) de um líquido pode ser utilizado para estimar a magnitude das forças de atração intermoleculares. Com base nessa informação, responda o que se pede a seguir. A) Classifique em ordem crescente de valores de ∆Hvap as seguintes substâncias: H 2O, CH4 e H2S.
B) Indique, para cada substância do item A, a força intermolecular que deve ser vencida para que ocorra
a sua vaporização.
Questão 06 Assunto: itens 1.4 e 2.3 do Programa de Química do Vestibular.
A) (quatro pontos)
CH4 , H2S , H2O. B) (até seis pontos)
CH4 - forças de London; H2S - dipolo-dipolo; H2O - dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio.
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07.
O geraniol e o nerol são substâncias voláteis com odor agradável presentes no óleo essencial das folhas da erva-cidreira. Durante o processo de secagem das folhas, estes compostos podem sofrer reação de oxidação branda para gerar uma mistura de dois compostos, chamada genericamente de citral, que possui um forte odor de limão. A reação de hidrogenação catalítica das misturas nerol/geraniol e citral leva à formação do produto (I). CH2OH CH2OH
Nerol
Geraniol [O]
oxidação branda
OH
H2 /Ni calor
?
I
Citral
Responda o que se pede a seguir. A) Classifique o tipo de isomeria existente entre o geraniol e o nerol e represente as estruturas químicas
dos constituintes do citral.
B) Indique a nomenclatura oficial (IUPAC) do produto I e determine o número de estereoisômeros
opticamente ativos possíveis para este composto.
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Questão 07 Assunto: itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
O tipo de isomeria existente entre o geraniol e o nerol é a isomeria geométrica. As estruturas químicas dos produtos da reação de oxidação branda do geraniol e do nerol para formar o citral são os aldeídos: CHO CHO
B) (até quatro pontos)
O composto I é um álcool de nomenclatura 3,7-dimetil-1-octanol. Apenas um carbono assimétrico está presente na estrutura de I; desta forma, o composto possui dois estereoisômeros opticamente ativos. 08.
A benzocaína é um anestésico tópico útil no alívio das dores provenientes de amigdalites e faringites, sendo também utilizada em intervenções dentárias e gástricas. A benzocaína pode ser obtida sinteticamente por meio de uma reação de derivatização do PABA (ácido para-aminobenzóico), um dos primeiros ingredientes de proteção usado nos filtros solares químicos. Observe o esquema reacional proposto para a síntese do PABA e da benzocaína. CH3
CO2H O H3CCCl
A
I NH2
KMnO4 H2O
B
II
H2O, OH
CH3CH2OH
calor
H
III
IV
Benzocaína
NH2 (PABA)
Responda o que se pede a seguir. A) Represente as estruturas químicas dos compostos A e B.
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B) Represente a estrutura química da benzocaína.
Questão 08 Assunto: item 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
Na etapa I, ocorreu uma reação de substituição nucleofílica, também denominada de reação de acilação ou acetilação. A estrutura do composto A é: CH3
NHCOCH3
Na etapa II, aconteceu uma reação de oxidação. A estrutura do composto B é: CO2H
NHCOCH3 B) (quatro pontos)
A benzocaína foi formada na etapa IV, por meio da reação de esterificação do PABA, utilizando-se etanol em meio ácido. A sua estrutura química é: CO2CH2CH3
NH2
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Química 01.
O ácido sulfúrico é um dos produtos químicos de maior importância comercial, sendo utilizado como matéria-prima para diversos produtos, tais como fertilizantes, derivados de petróleo e detergentes. A produção de ácido sulfúrico ocorre a partir de três etapas fundamentais: I. combustão do enxofre para formar dióxido de enxofre; II. conversão do dióxido de enxofre em trióxido de enxofre a partir da reação com oxigênio molecular; III. reação do trióxido de enxofre com água para formar ácido sulfúrico. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) Apresente as equações químicas balanceadas para as reações das etapas I, II e III.
B) Determine a quantidade máxima, em gramas, de ácido sulfúrico que pode ser produzido a partir da
combustão completa de 1.605 g de enxofre.
Questão 01 Assunto: itens 1.2 e 2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2(g) + 1/2 O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) B) (até quatro pontos)
A partir das reações apresentadas no item A, pode-se considerar como reação global: S(s) + 3/2O2(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) 1.605 g de enxofre correspondem a 50 moles de enxofre. Como a reação ocorre na proporção 1:1 em relação ao enxofre e ao ácido sulfúrico, serão produzidos, no máximo, 50 moles de ácido sulfúrico, o que corresponde a 4.906 g.
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02.
A hidrazina, N2H4, é um produto altamente tóxico e explosivo. Dadas as semi-reações de redução apresentadas abaixo, responda o que se pede a seguir. ClO– + H2O + 2e– → 2OH– + Cl– N2H4 + 2H2O + 2e– → 2NH3 + 2OH–
Eo = 0,90 V Eo = – 0,10 V
A) Explique por que não é aconselhável misturar água sanitária, uma solução à base de NaClO, com
soluções de limpeza de vidros à base de NH 3. Justifique sua resposta por meio das reações químicas envolvidas.
B) Apresente as estruturas de Lewis das espécies neutras envolvidas nas reações.
Questão 02 Assunto: itens 1.4 e 2.6 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até sete pontos)
Ao se misturar soluções que contêm ClO – com soluções que contêm NH3, pode ocorrer a formação de hidrazina, N2H4, de acordo com as semi-reações: ClO–+ H2O + 2e– → 2OH– + Cl– Eo = 0,90 V 2NH3 + 2OH– → N2H4 + 2H2O + 2e– Eo = 0,10 V Reação global: ClO– + 2NH3 → N2H4 + H2O + Cl– Eo = 1,00 V Logo, a mistura pode levar à toxicidade e/ou à explosão.
B) (até três pontos) H
..
N H
H H
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H ..
..
N
N
H
Química
. . . .
O
H
H
H
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03.
Os gráficos abaixo correspondem à variação de pH de uma solução aquosa contendo 50 mL dos ácidos HA e HB, ambos a 0,1 mol.L –1, em função do volume de NaOH 0,1 mol.L –1 adicionado a cada um dos ácidos. Ácido HB
Ácido HA
H p
H p
7 7
50
50
VNaOH / mL
VNaOH / mL
Responda o que se pede a seguir. A) Associe HA e HB aos ácidos HNO3 (ka ≈ 20) e HF (ka = 7,2 x 10–4).
B) Justifique sua resposta ao item A por meio de equações químicas.
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Questão 03 Assunto: item 1.5 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até quatro pontos)
HA = HF; HB = HNO3. B) (até seis pontos) Para HF, as reações envolvidas são: HF(aq) + NaOH(aq) → NaF(aq) + H2O(l) NaF(aq) → F–(aq) + Na+(aq) O íon Na+ não sofre hidrólise. Já o íon F – sofre reação de hidrólise, gerando um meio básico com valor de pH maior que 7: F–(aq) + H2O (l) → HF(aq) + OH–(aq) Para HNO3, as reações envolvidas são: HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l) NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3–(aq) Os íons Na+ e NO3– não sofrem hidrólise, com o pH do meio sendo igual a 7.
04. Considere uma solução aquosa de ácido acético,
de concentração qualquer. Com a temperatura constante, se em determinado volume desta solução for adicionado acetato de sódio, irá ocorrer um deslocamento do equilíbrio químico. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) Em que sentido este equilíbrio químico será deslocado?
B) Justifique sua resposta ao item A em termos de constante de equilíbrio (K a).
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Questão 04 Assunto: item 2.5 do Programa de Química do Vestibular.
A) (cinco pontos)
O equilíbrio será deslocado no sentido dos reagentes, ou seja, no sentido de diminuir a ionização do ácido acético. B) (até cinco pontos)
Sendo a temperatura constante, o valor de K a permanece constante. Para a reação química ⇋ CH3COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO–(aq), tem-se que: Ka
H O + CH COO − 3 3 =
[CH 3COOH] Portanto, para que Ka permaneça constante, o aumento da concentração de íons acetato no meio implicará aumento da concentração de ácido acético.
05.
Quanto menor for o valor da energia de ativação de uma reação, maior será a velocidade reacional. Do mesmo modo, quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de formação dos produtos. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. A) O aumento da concentração dos reagentes implica decréscimo no valor da energia de ativação?
Justifique sua resposta.
B) Represente graficamente, para uma reação endotérmica, a variação da energia (kcal.mol –1) como
função do caminho da reação, considerando o processo sem catalisador e com catalisador.
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Questão 05 Assunto: item 2.5 do programa de Química do Vestibular.
A) (até cinco pontos)
O aumento da concentração dos reagentes não implica decréscimo no valor da energia de ativação, pois tal energia não é função da concentração dos reagentes. B) (cinco pontos)
A Energia kcal.mol-1
A - Sem catalisador B - Com catalisador
B
∆H
>0
Caminho da reação
06.
Assim como a temperatura de ebulição e a pressão de vapor em uma temperatura específica, o calor de vaporização (∆Hvap) de um líquido pode ser utilizado para estimar a magnitude das forças de atração intermoleculares. Com base nessa informação, responda o que se pede a seguir. A) Classifique em ordem crescente de valores de ∆Hvap as seguintes substâncias: H 2O, CH4 e H2S.
B) Indique, para cada substância do item A, a força intermolecular que deve ser vencida para que ocorra
a sua vaporização.
Questão 06 Assunto: itens 1.4 e 2.3 do Programa de Química do Vestibular.
A) (quatro pontos)
CH4 , H2S , H2O. B) (até seis pontos)
CH4 - forças de London; H2S - dipolo-dipolo; H2O - dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio.
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07.
O geraniol e o nerol são substâncias voláteis com odor agradável presentes no óleo essencial das folhas da erva-cidreira. Durante o processo de secagem das folhas, estes compostos podem sofrer reação de oxidação branda para gerar uma mistura de dois compostos, chamada genericamente de citral, que possui um forte odor de limão. A reação de hidrogenação catalítica das misturas nerol/geraniol e citral leva à formação do produto (I). CH2OH CH2OH
Nerol
Geraniol [O]
oxidação branda
OH
H2 /Ni calor
?
I
Citral
Responda o que se pede a seguir. A) Classifique o tipo de isomeria existente entre o geraniol e o nerol e represente as estruturas químicas
dos constituintes do citral.
B) Indique a nomenclatura oficial (IUPAC) do produto I e determine o número de estereoisômeros
opticamente ativos possíveis para este composto.
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Questão 07 Assunto: itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
O tipo de isomeria existente entre o geraniol e o nerol é a isomeria geométrica. As estruturas químicas dos produtos da reação de oxidação branda do geraniol e do nerol para formar o citral são os aldeídos: CHO CHO
B) (até quatro pontos)
O composto I é um álcool de nomenclatura 3,7-dimetil-1-octanol. Apenas um carbono assimétrico está presente na estrutura de I; desta forma, o composto possui dois estereoisômeros opticamente ativos. 08.
A benzocaína é um anestésico tópico útil no alívio das dores provenientes de amigdalites e faringites, sendo também utilizada em intervenções dentárias e gástricas. A benzocaína pode ser obtida sinteticamente por meio de uma reação de derivatização do PABA (ácido para-aminobenzóico), um dos primeiros ingredientes de proteção usado nos filtros solares químicos. Observe o esquema reacional proposto para a síntese do PABA e da benzocaína. CH3
CO2H O H3CCCl
A
I NH2
KMnO4 H2O
B
II
H2O, OH
CH3CH2OH
calor
H
III
IV
Benzocaína
NH2 (PABA)
Responda o que se pede a seguir. A) Represente as estruturas químicas dos compostos A e B.
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B) Represente a estrutura química da benzocaína.
Questão 08 Assunto: item 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
A) (até seis pontos)
Na etapa I, ocorreu uma reação de substituição nucleofílica, também denominada de reação de acilação ou acetilação. A estrutura do composto A é: CH3
NHCOCH3
Na etapa II, aconteceu uma reação de oxidação. A estrutura do composto B é: CO2H
NHCOCH3 B) (quatro pontos)
A benzocaína foi formada na etapa IV, por meio da reação de esterificação do PABA, utilizando-se etanol em meio ácido. A sua estrutura química é: CO2CH2CH3
NH2
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37.
Com relação às espécies CsH e H2Se, assinale a alternativa correta. A) O CsH é um composto molecular, enquanto o H 2Se é um composto iônico. B) A geometria molecular do CsH é angular, enquanto a do H 2Se é linear. C) O estado de oxidação do hidrogênio nos dois compostos é +1. D) A temperatura de fusão do CsH é maior que a do H 2Se. E) Ambos reagem com água liberando íons H3O+. Questão 37 – Alternativa D
Assunto: itens 1.2, 1.4 e 1.5 do Programa de Química do Vestibular. O hidreto de césio (CsH) é um composto iônico, enquanto o hidreto de selênio (H 2Se) é um composto molecular. Conseqüentemente, a temperatura de fusão do CsH é maior que a do H 2Se. As geometrias moleculares do CsH e do H 2Se são linear e angular, respectivamente. O estado de oxidação do hidrogênio é –1 no CsH e +1 no H 2Se. As reações com água são: CsH(s) + H2O(l) → H2(g) + Cs+(aq) + OH-(aq) e H2Se(g) + 2H2O(l) → 2H3O+(aq) + Se2-(aq). Portanto, a alternativa D está correta.
38.
A primeira energia de ionização do fósforo é maior que a primeira energia de ionização do enxofre. A partir desta afirmação, assinale a alternativa correta. A) As energias de ionização do fósforo e do enxofre seguem a tendência esperada dentro de um mesmo período da Tabela Periódica dos Elementos. B) Devido às configurações eletrônicas do enxofre e do fósforo, o elétron de valência do enxofre sofre maior repulsão que o do fósforo. C) A maior eletronegatividade do fósforo com relação ao enxofre faz com que seu elétron de valência seja mais atraído pelo núcleo. D) O elétron de valência do fósforo, por estar mais distante do núcleo, sofre maior repulsão que o do enxofre. E) Como o fósforo possui menor raio atômico que o enxofre, seu elétron de valência sofre menor repulsão. Questão 38 – Alternativa B
Assunto: item 1.3 do Programa de Química do Vestibular. As configurações eletrônicas do fósforo e do enxofre são: P: 1s 22s22p63s23p3 e S: 1s22s22p63s23p4. O elétron adicional do enxofre (3p4) ocupa um orbital previamente ocupado por outro elétron, e isto gera maior repulsão em seu elétron de valência, o que faz com que necessite de menor energia para poder removê-lo (energia de ionização). Esta tendência é uma exceção na Tabela Periódica (terceiro período), uma vez que, possuindo maior carga nuclear efetiva, menor raio atômico e maior eletronegatividade, a tendência esperada seria o enxofre possuir maior energia de ionização que o fósforo. Portanto, a alternativa B está correta.
39.
Os ácidos H2SO4, H 3PO4 e HClO4 são de grande importância na indústria (por exemplo, na produção de fertilizantes). Assinale a alternativa que apresenta corretamente a ordem crescente de acidez destas espécies. A) H3PO4, H2SO4, HClO4. B) H2SO4, H3PO4, HClO4. C) HClO4, H2SO4, H3PO4. D) HClO4, H3PO4, H2SO4. E) H3PO4, HClO4, H2SO4.
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Questão 39 – Alternativa A
Assunto: item 1.5 do Programa de Química do Vestibular. Um dos fatores que influenciam na acidez dos oxiácidos é o estado de oxidação do átomo central. Na série apresentada, o P no H 3PO4 tem estado de oxidação +5, o S no H 2SO4 tem estado de oxidação +6 e o Cl no HClO4 tem estado de oxidação +7. Com o aumento no estado de oxidação do elemento central, ocorre um enfraquecimento da ligação O-H, deixando o próton mais fácil de ser liberado. Desta forma, a ordem crescente de acidez é H3PO4, H2SO4, HClO4. Portanto, a alternativa A está correta. 40.
Considerando a reação de combustão completa da sacarose (C 12H22O11) e de acordo com os valores de entalpia padrão de formação abaixo, assinale a alternativa que expressa corretamente o valor da entalpia padrão de formação (em kJ/mol) de um mol de sacarose. Dados: ∆H of (H2O, l) = – 286 kJ/mol; ∆H of (CO2, g) = – 394 kJ/mol; o
∆H f
A) B) C) D) E)
(O2, g) = 0; ∆H ocombustão (C12H22O11, s) = – 5.654 kJ/mol.
220. 110. – 1.110. – 2.220. – 4.440.
Questão 40 – Alternativa D
Assunto: item 2.3 do Programa de Química do Vestibular. Usando a Lei de Hess, as equações termoquímicas envolvidas são: 11 H2(g) + 11/2 O2(g) → 11 H2O(l)............................................... 11 x (– 286) = – 3.146 kJ/mol 12 C(s) + 12 O2(g) → 12 CO2(g)....................................................12 x (– 394) = – 4.728 kJ/mol 12 CO2(g) + 11 H2O(l) → C12H22O11(s) + 12 O2(g)............................................... + 5.654 kJ/mol Reação global: 12 C(s) + 11 H2(g) + 11/2 O2(g) → C12H22O11(s)........................... – 2.220 kJ/mol Portanto, a alternativa D está correta. 41. A amônia (NH3), utilizada em refrigeração e em
diferentes processos químicos industriais, atualmente se tornou uma das matérias-primas fundamentais. O processo catalítico industrial Haber-Bosch para sua produção é conduzido a 550 °C e 200 atm. De acordo com a reação química N 2(g) + 3 H2(g) ⇋ 2 NH3(g), assinale a alternativa correta. A) A taxa de consumo de N2 é desfavorecida em altas pressões. B) A taxa de formação de NH 3 é favorecida em baixas pressões. C) A taxa de consumo de H2 é igual à taxa de formação do NH3. D) A taxa de consumo de N2 é três vezes superior à taxa de consumo do H 2. E) A taxa de formação de NH 3 é duas vezes superior à taxa de consumo do N 2. Questão 41 – Alternativa E
Assunto: item 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Considerando que reagentes e produto se encontram no estado gasoso e que para a formação de dois moles do produto tem-se o consumo de quatro moles de reagentes, a formação de NH 3 é favorecida em elevadas pressões. Pela estequiometria da reação, observa-se que, para a formação de dois moles de NH3, tem-se o consumo de um mol de N2 e de três moles de H 2. Deste modo, a taxa de formação de NH3 é duas vezes superior à taxa de consumo de N 2. Portanto, a alternativa E está correta. 42.
O principal componente da cal, importante produto industrial fabricado no Ceará, é o óxido de cálcio (CaO). A produção de CaO se processa de acordo com a seguinte reação química: ∆ CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) Considerando o comportamento ideal, assinale a alternativa que expressa corretamente o volume (em L) de CO2 gerado na produção de 561 kg de CaO a 300 K e 1 atm. Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K. A) 22,4. B) 224. C) 2.460. D) 24.600. E) 246.000.
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Questão 42 – Alternativa E
Assunto: item 2.1 do Programa de Química do Vestibular. Tem-se que um mol de CaO corresponde a 56,1 g; assim, em 561.000 g, têm-se 10.000 moles. Como para a formação de 1 mol de CaO se forma também 1 mol de CO2, com a aplicação da Equação Geral 10.000mol x 0,082atm L . / mol.K x 300K dos Gases Ideais, pV = nRT, tem-se V = ∴ 1atm V = 246.000 L. Portanto, a alternativa E está correta.
43.
A cânfora é uma cetona que possui um odor penetrante característico. É aplicada topicamente na pele como anti-séptica e anestésica, sendo um dos componentes do ungüento Vick Vaporub . Na seqüência abaixo, a cânfora sofre transformações químicas em três etapas reacionais (I, II e III).
O
I
II
OH
III
De acordo com esta seqüência reacional, é correto classificar as etapas reacionais I, II e III como sendo, respectivamente: A) oxidação, eliminação, substituição. B) redução, substituição, eliminação. C) redução, eliminação, adição. D) oxidação, adição, substituição. E) oxidação, substituição, adição. Questão 43 – Alternativa C Assunto: item 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
Na reação I, a cetona foi convertida a um álcool secundário por meio de uma reação de redução de carbonila. Na reação II, o álcool secundário sofreu uma reação de eliminação de água para gerar um alceno. Na reação III, o alceno foi convertido ao alcano correspondente por meio de uma reação de adição de hidrogênio. Portanto, a alternativa C está correta.
44.
Um dos motivos de preocupação e conflito nas famílias diz respeito aos distúrbios do sono em adolescentes. Na fase da puberdade, o organismo atrasa em até quatro horas a produção da melatonina, hormônio que regula a necessidade de dormir. Sobre a estrutura da melatonina, representada abaixo, é correto afirmar que:
O N CH3O
H N H
A) B) C) D) E)
apresenta um anel heterocíclico. contém as funções éter e amina secundária. representa um composto opticamente ativo. apresenta dez carbonos com hibridização sp2. contém quatro pares de elétrons não-ligantes.
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Questão 44 – Alternativa A Assunto: itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
O composto apresenta um ciclo contendo um nitrogênio ligado a dois carbonos; portanto, possui um anel heterocíclico. Na estrutura, estão presentes as funções éter e amida monossubstituída. Não existem carbonos assimétricos na estrutura; desta forma, o composto não apresenta atividade óptica. Na estrutura estão presentes nove carbonos com hibridização sp 2. Cada átomo de oxigênio possui dois pares de elétrons não-ligantes, e o átomo de nitrogênio possui um par de elétrons não-ligantes. A presença de dois oxigênios e dois nitrogênios na molécula perfaz um total de seis pares de elétrons nãoligantes. Portanto, a alternativa A está correta.
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Química 01. O raio atômico (ou iônico) é uma propriedade periódica que exerce grande influência na reatividade dos átomos (ou dos íons).
A) Explique, em termos de carga nuclear efetiva, a variação apresentada pelo raio atômico (ou iônico) dentro de um mesmo período da Tabela Periódica.
B) Considere os seguintes pares de espécies: i) Al+ e Al2+; ii) F e F- e iii) Li e Li+. Indique, para cada par, a espécie que apresenta o maior raio.
Questão 01 Comentários Assunto: Item 1.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até sete pontos) A carga nuclear efetiva (Zef) pode ser definida como a atração que é efetivamente exercida pelo núcleo sobre os elétrons mais externos. Dentro de um mesmo período da Tabela Periódica, Z ef aumenta com o aumento do número atômico da esquerda para a direita. Quanto maior for o valor de Zef, maior será a atração núcleo-elétron e consequentemente menor será o raio atômico (ou iônico). Isso explica a diminuição do raio atômico (ou iônico) dentro de um mesmo período da esquerda para a direita em função do aumento de Z ef.
B) (até três pontos) Para os pares de espécies apresentados em i, ii e iii, tem-se, respectivamente, Al+, F- e Li.
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02. A escala de acidez das soluções aquosas é uma consequência direta da reação de autodissociação da água: 2H2O(l) ⇋ H3O+(aq) + OH-(aq) Os gráficos I, II e III correspondem aos valores de pH e pOH para uma amostra de água pura em três temperaturas diferentes, sendo uma delas 25 oC. 12 11 I
10 9 8 H 7 O 6 p 5
4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
pH
14 13 12 11 10 9 8 H O 7 p 6 5 4 3 2 1 0
II
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
pH
15 14 13 12 11 10 9 H 8 O 7 p 6 5 4 3 2 1 0
III
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
pH
A) Qual é o gráfico que apresenta os dados obtidos em um maior valor de temperatura?
B) Para o menor valor de temperatura, qual é o pH para uma amostra de água pura?
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Questão 02 Comentários Assunto: Itens 1.5 e 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (seis pontos) A 25 oC, a constante de equilíbrio para a reação de autodissociação da água é igual a 1,0 x 10 -14, logo pKw = 14, ou pH + pOH = 14. A constante de equilíbrio para uma reação aumenta com o aumento da temperatura. Analisando os gráficos apresentados, observa-se que, para o gráfico II, pH + pOH = 14, sendo, portanto, o gráfico correspondente a 25 oC. Já para o gráfico I, tem-se que pH + pOH = 12; logo, esse gráfico corresponde a T > 25 oC. No gráfico III, pH + pOH = 15, consequentemente T < 25 oC.
B) (quatro pontos) Uma amostra de água pura possui [H 3O]+ = [OH-], ou seja, pH = pOH. Logo, pelo gráfico III, o valor de pH nessa condição é 7,5.
03. Considere a reação química entre NH 3 e O2: aNH3(g) + bO2(g) → cNO(g) + dH2O(g). Os gráficos I e II correspondem à massa de NO formada em função da massa dos reagentes.
7
I
g 6 / A e 5 t n e g a 4 e r o d 3 a s s a 2 m
1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13
massa de NO / g
18 16 g / 14 B e 12 t n e g 10 a e r o 8 d a s 6 s a m 4
II
2 0 0
1
2
3
4
5 6 7 8 9 massa de NO / g
10 11 12 13
A) Apresente a reação química devidamente balanceada.
B) Associe as espécies A e B aos respectivos reagentes.
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Questão 03 Comentários Assunto: Item 2.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (quatro pontos) A equação química balanceada é 4NH 3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g).
B) (até seis pontos) Tomando-se como base a quantidade máxima de NO formada, 12 g, tem-se que: 68 g NH3 160 g O 2 12 g NO. = 6,8 g NH3 e 12 g NO. = 16 g O 2 . 120 g NO 120 g NO Portanto, o reagente A é NH 3, e o reagente B é o O 2, ou seja, o gráfico I corresponde à massa de NH3, e o gráfico II corresponde à massa de O 2. 04. Revestimento metálico de zinco sobre ferro é obtido pela redução de íons Zn 2+ a partir da eletrólise de uma solução aquosa contendo estes íons. A) Considerando que ferro e zinco formam um par galvânico, indique, a partir dos valores de potencial padrão de eletrodo, fornecidos abaixo, que metal atuará como ânodo e que metal atuará como cátodo neste par galvânico. Justifique sua resposta em função dos valores de potencial padrão de eletrodo fornecidos. Dados: Zn2+(aq) + 2e- ⇋ Zn (s) E0 = - 0,76 V Fe2+(aq) + 2e- ⇋ Fe (s) E0 = - 0,44 V
B) Considerando que, em uma célula eletrolítica, a intensidade de corrente elétrica para a redução de íons Zn2+ varia com o tempo, de acordo com o gráfico abaixo, determine o número de moles de zinco metálico reduzido sobre ferro. Dado: Assuma que um mol de elétrons corresponde a uma carga de 96.500 C. 2,0
1,5 s e r è p m1,0 A / I
0,5
0,0 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
t / horas
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Questão 04 Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até quatro pontos) O zinco e o ferro formarão um par galvânico. Por possuir um potencial padrão de eletrodo mais negativo que o ferro, o zinco atuará como ânodo e o ferro como cátodo. B) (até seis pontos) A carga elétrica é fornecida pela relação q = i.t, sendo q a carga elétrica relativa à reação de redução, i a corrente de redução e t o tempo de redução. Assim, a carga de redução será dada pela área abaixo da curva i.t. O gráfico pode ser dividido em duas áreas, A 1 e A2. 2,0
1,5 s e r è p 1,0 m a / I
A
1
A
2
0,5
0,0 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
t / horas
As áreas A1 e A2 são calculadas por: b.h 3.600 s.1,0 A = =1.800 C e A A1 = 2 = b.h = 7.200 s.1,0 A = 7.200 C . 2 2 A carga total de redução corresponde à soma A 1 + A2 = 1.800 C + 7.200 C = 9.000 C. A reação de redução é: Zn 2+(aq) + 2e - → Zn(s). Assim, a estequiometria da reação indica que, para cada mol de Zn 2+ reduzido, dois moles de elétrons são consumidos. Como para um mol de elétrons tem-se 96.500 C, o número de moles de elétrons consumidos (n) será igual a: n = 9.000 C /96.500 C mol-1 ≅ 0,09 mol. Logo, serão reduzidos aproximadamente 0,045 mol de zinco. 05. A reação de fotossíntese é 6CO 2(g) + 6H2O(l) → C6H12O6(s) + 6O2(g). Estima-se que, em uma floresta tropical, cerca de 34.000 kJ m -2 de energia solar são armazenados pelas plantas para realização da fotossíntese durante o período de um ano. A partir dos valores de entalpia padrão de formação fornecidos abaixo, calcule: Substância CO2(g) H2O(l) C6H12O6(s) O2(g)
Entalpia padrão de formação (kJ mol-1) -394 -286 -1.275 0
A) a massa de CO2 que será retirada da atmosfera por m 2 de floresta tropical durante o período de um ano.
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B) a massa de O2 que será adicionada à atmosfera por m 2 de floresta tropical durante o período de um ano.
Questão 05 Comentários Assunto: Item 2.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até seis pontos) De acordo com a reação da fotossíntese 6CO 2(g) + 6H2O(l) entalpia padrão para esta reação será: 0
0
0
→
C6H12O6(s) + 6O2(g), a variação de
0
∆H reação = H f , C H O − (6H f , CO + 6H f , H O ) 6 12 6 2 2 0
∆H reação = 0
∆H reação
- 1275 - [6(-394) + 6(-286)]
= -1275 - (-4080)
0
∆H reação
= 2805 kJ. Assim, o consumo de seis moles de CO 2, ou seja, 264 g de CO 2, necessitará de 2805 kJ de energia. Dessa maneira, o consumo de CO 2 por metro quadrado de floresta tropical durante o período de um ano será: 34.000 kJ m -2 .264 g 2 . m CO 2 = = 3200 g m 2805 kJ −
B) (até quatro pontos) 2805 kJ de energia liberarão seis moles de O 2, ou seja, 192 g de O 2. Portanto, a massa de O 2 liberada para a atmosfera será: 34.000 kJ m-2 .192 g −2 . mO = ≅ 2327 g m 2805 kJ 2
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06. A tabela abaixo apresenta os resultados obtidos para o estudo cinético de uma reação química elementar genérica na forma aA + bB + cC → D + E. Experimento 1 2 3 4
[A] 0,10 0,20 0,10 0,10
[B] 0,10 0,10 0,20 0,10
[C] 0,10 0,10 0,10 0,20
velocidade da reação / mol L –1 s –1 8,0 x10 – 4 1,6 x10 –3 1,6 x10 –3 3,2 x10 –3
A partir destes resultados, determine:
A) a lei de velocidade da reação.
B) o valor da velocidade da reação quando [A] = [B] = [C] = 0,20 mol L-1.
Questão 06 Comentários Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (seis pontos) A velocidade da reação pode ser definida por v = k[A] a[B]b[C]c, sendo v a velocidade da reação; k a constante de velocidade e os expoentes a, b e c, a ordem da reação em relação a A, B e C, respectivamente. Analisando os dados da tabela, vê-se que, ao dobrar a concentração de A, a velocidade da reação dobra. O mesmo comportamento é observado para B. Quando a concentração de C dobra, a velocidade da reação quadruplica. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação a A e a B e de segunda ordem em relação a C. Assim, os valores dos expoentes são a = b = 1 e c = 2. A seguir, a constante de velocidade pode ser determinada empregando os dados tabelados, sendo igual a 8 L3 mol-3 s-1. Assim, tem-se v = 8[A][B][C]2. B) (até quatro pontos) Considerando [A] = [B] = [C] = 0,20 mol L –1 na equação da lei de velocidade, tem-se que o valor da velocidade da reação é igual a 1,28 x10 –2 mol L –1 s –1.
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07. O glutaraldeído (I) é um desinfetante bactericida muito efetivo contra bactérias Gram-positivas e Gramnegativas. Também é efetivo contra Mycobacterium tuberculosis, alguns fungos e vírus, inclusive contra o vírus da hepatite B e o HIV. Considerando a sequência reacional abaixo, responda os itens a seguir. ozonólise
A →
O
A + H2
B
O (I)
→ Ni
A) Considerando que a fórmula molecular de A é C5H8, que este composto forma o glutaraldeído (I) por ozonólise e que adiciona 1 mol de H2 para formar o composto B, represente as estruturas moleculares dos compostos A e B.
B) Indique a classe de reação química envolvida na formação do composto B.
Questão 07 Comentários Assunto: Itens 3.2.3 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até oito pontos) Composto A Composto B
Por sua fórmula molecular, o composto A apresenta dois graus de insaturação. Um deles é referente a uma ligação dupla C=C, evidenciada pela adição de 1 mol de H 2. O outro grau de insaturação se refere à estrutura de anel, evidenciada pela formação de dialdeído após a ozonólise. O composto B é um cicloalcano formado pela adição de hidrogênio à dupla ligação do composto A.
B) (dois pontos) Hidrogenação catalítica ou adição de hidrogênio.
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08. O ibuprofeno (I) atua como analgésico e anti-inflamatório, enquanto o alminoprofeno (II) é um derivado do ácido propanoico que tem utilidade no tratamento de inflamações e doenças reumáticas.
(I) Ibuprofeno
(II) Alminoprofeno
A) Considerando que ambas as substâncias apresentam isomerismo óptico, quantos carbonos assimétricos possui cada uma?
B) Represente os estereoisômeros para o composto I por meio de projeções de Fischer.
Questão 08 Comentários Assunto: Item 3.2 do Programa de Química do Vestibular. Solução: A) (até quatro pontos) O ibuprofeno e o alminoprofeno apresentam apenas um carbono assimétrico, isto é, carbono ligado a quatro substituintes diferentes.
B) (até seis pontos) As projeções de Fischer para os enantiômeros do composto I são: H
H
H13C10
COOH
CH3
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HOOC
C10H13
CH3
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37.
Sabendo-se que a temperatura de ebulição de uma substância depende da intensidade das forças intermoleculares presentes, assinale a alternativa que corretamente apresenta as substâncias em ordem crescente de temperatura de ebulição. A) H2, N2, O2, Br2 B) N2, Br2, O2, Br2 C) Br2, O2, N2, H2 D) Br2, N2, H2, O2 E) O2, Br2, N2, H2 Questão 37 – Alternativa A Assunto: Itens 1.1, 1.3 e 1.4 do Programa de Química do Vestibular.
A temperatura de ebulição de uma substância é aquela na qual a pressão de vapor se iguala à pressão externa. Nesta temperatura ocorre mudança de fase, com passagem do estado líquido para o estado vapor. Esta temperatura será tanto maior quanto mais fortes forem as interações intermoleculares (forças intermoleculares) presentes nas substâncias. Para o caso das substâncias apolares, estas interações são do tipo forças de dispersão as quais são tanto mais fortes quanto maior for o número de elétrons presentes na molécula ou quanto maior for a massa molar. Dessa forma, a ordem crescente de temperatura de ebulição é H2, N2, O2, Br2. Portanto, a alternativa A está correta. 38.
Óxido férrico (Fe2O3), que é popularmente conhecido como ferrugem, é o composto originado pela corrosão do ferro (reação química entre ferro metálico e oxigênio molecular). Assinale a alternativa que corretamente apresenta a reação química balanceada para este processo. A) 2Fe(s) + O3(g) → Fe2O3(s) B) Fe2(s) + 3O(g) → Fe2O3(s) C) 2Fe(s) + 3H2O(l) → Fe2O3(s) D) 2Fe(s) + E) FeO(s) +
3 2 1 2
O2(g) O2(g)
→
→
Fe2O3(s) Fe2O3(s)
Questão 38 – Alternativa D Assunto: Item 2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A reação química entre ferro metálico (Fe) e oxigênio molecular (O 2), formando a ferrugem (Fe 2O3), é: 2Fe(s) + 39.
3 2
O2 (g)
→
Fe2O3(s). Portanto, a alternativa D está correta.
O ferro metálico pode ser produzido a partir da reação do Fe 2O3 com CO de acordo com a seguinte equação química não balanceada: xFe2O3(s) + yCO(g)
→
wFe(s) + zCO2(g)
Considere a reação completa entre 1,60 g de Fe 2O3 e 3,00 g de CO e assinale a alternativa correta. A) O reagente limitante desta reação é o monóxido de carbono. B) A quantidade máxima de ferro metálico produzida será de aproximadamente 1,12 g. C) Após a reação se completar, restará 0,58 g de monóxido de carbono no meio reacional. D) A quantidade máxima de dióxido de carbono produzida será de aproximadamente 4,60 g. E) Se o rendimento for de 80%, serão produzidos aproximadamente 2,50 g de ferro metálico. Questão 39 – Alternativa B Assunto: Item 2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A equação química balanceada é Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g). Para a reação completa entre 1,60 g de Fe 2O3 com 3,00 g de CO, tem-se: Reagente limitante: Fe2O3
1,60 g Fe 2 O3 x
84,0 g CO 159,8 g Fe2 O3
Quantidade máxima de ferro metálico produzida: Vestibular 2010 – 1ª Etapa
≈
0,84 g CO
1,60g Fe2 O3 x
Química
;
111,8 g Fe 159,8g Fe2 O3
≈1,12
g Fe
;
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Excesso de monóxido de carbono no meio reacional = 3,00 g – 0,84 g = 2,16 g; Quantidade máxima de CO2 produzida:
1,60 g Fe2 O3 x
132,0 g CO2 159,8 g Fe2 O3
≈
1,32 g CO2
.
Considerando 80% de rendimento para esta reação química, a quantidade máxima de ferro metálico produzida será 1,12 g x 0,80 ≈ 0,90 g. Portanto, a alternativa B está correta. 40.
A reação de explosão da nitroglicerina acontece quando este composto é submetido a uma onda de choques provocada por um detonador, causando sua decomposição de acordo com a reação: 4C3H5(NO3)3(l)
→
6N2(g) + O2(g) + 12CO2(g) + 10H2O(g)
Considerando que esta reação ocorre a 1,0 atm e a 298,15 K e que os gases gerados apresentam comportamento ideal, assinale a alternativa que corretamente indica o volume total (em L) de gás produzido quando ocorre a explosão de quatro moles de nitroglicerina. Dado: R = 0,082 atm L mol-1 K -1.
A) B) C) D) E)
509 609 709 809 909
Questão 40 – Alternativa C Assunto: Itens 2.1 e 2.2 do Programa de Química do Vestibular.
A estequiometria da reação indica que a decomposição de quatro moles de nitroglicerina produz 29 moles de moléculas gasosas. Usando a equação dos gases PV = nRT, tem-se que V = nRT/P. Substituindo os valores de T = 298,15 K, P = 1 atm, n = 29 mol, e sabendo que R = 0,082 atm L mol -1 K –1, determina-se que V = 709 L. Portanto, a alternativa C está correta. 41.
O pH é um dos parâmetros físico-químicos utilizados no monitoramento ambiental de lagos e rios. Este parâmetro pode ser medido experimentalmente montando-se uma célula galvânica com um eletrodo de hidrogênio (ânodo), sendo a pressão do gás hidrogênio igual a 1,0 bar, e com um eletrodo de calomelano (cátodo), com a concentração de cloreto igual a 1,0 mol L –1. As semirreações e os respectivos valores de potenciais de eletrodo padrão para os dois eletrodos são dados abaixo. Assinale a alternativa que corretamente indica o pH de uma solução aquosa em que o potencial de eletrodo da célula medido experimentalmente a 298,15 K foi de 0,565 V. Dados: R = 8,314 J K –1 mol –1 e F = 96.500 C mol –1.
Hg2Cl2(s) + 2e – ⇋ 2Hg(l) + 2Cl – (aq) 2H+(aq) + 2e – ⇋ H2(g) A) B) C) D) E)
E0 = +0, 270 V (cátodo) E0 = 0,000 V (ânodo)
1 2 3 4 5
Questão 41 – Alternativa E Assunto: Item 2.6 do Programa de Química do Vestibular.
A reação global é: Hg2Cl2(s) + H2(g) 0
E
=
E
E
=
E
0
−
−
RT nF
[H ]2 [Cl ]2 +
ln
0,059 n
→
2Hg(l) + 2H+(aq) + 2Cl – (aq). Sabendo que
−
e fazendo as devidas substituições e simplificações, tem-se que
pH 2 +
2
−
2
log[H ] [Cl ]
, onde n é a quantidade de elétrons transferidos. Sabendo que
[Cl – ] = 1 mol L –1 e que o valor de E 0 é 0,270 V, tem-se E = 0,270 −
0,059 2
+
2
log[H ]
. Por definição,
pH = -log [H+]. Assim, E = 0,270 + 0,059pH . Para E = 0,565 V, o valor do pH é igual a 5. Portanto, a alternativa E está correta.
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42.
Metano (CH4) é o gás produzido a partir da biomassa, e a sua queima na indústria, para obtenção de energia térmica, corresponde à seguinte reação: CH4(g) + 2O2(g)
→
CO2(g) + 2H2O(l)
Se a velocidade de consumo do metano é 0,01 mol min –1, assinale a alternativa que corretamente expressa o número de moles de CO2 produzido durante uma hora de reação. A) 0,3 B) 0,4 C) 0,5 D) 0,6 E) 0,7 Questão 42 – Alternativa D Assunto: Item 2.5 do Programa de Química do Vestibular.
A estequiometria da reação indica que, para cada mol de CH4 consumido, há a formação de um mol de CO2. A partir da velocidade da reação, sabe-se que 0,01 mol de CH 4 é consumido por minuto, com 0,6 mol de CH4 sendo consumido em uma hora (60 minutos). Logo, 0,6 mol de CO 2 será produzido em uma hora. Portanto, a alternativa D está correta. 43.
Furosemida é um diurético que se encontra na lista de substâncias proibidas pela Agência Mundial Antidoping. Acerca de sua estrutura, representada abaixo, é correto afirmar que há um:
A) B) C) D) E)
total de catorze átomos pertencentes à cadeia carbônica. anel aromático de benzaldeído com três substituintes. total de quatro heteroátomos na cadeia carbônica. total de dezesseis pares de elétrons não-ligantes. anel heterocíclico do tipo tetra-hidrofurano.
Questão 43 – Alternativa A Assunto: Itens 3.1 e 3.2 do Programa de Química do Vestibular.
A estrutura apresenta catorze átomos na cadeia carbônica. A estrutura apresenta um ácido benzoico com três substituintes. A estrutura apresenta dois heteroátomos na cadeia carbônica: o oxigênio do anel furano e o nitrogênio na posição orto à carboxila. A estrutura apresenta cinco átomos de oxigênio, perfazendo um total de dez pares de elétrons nãoligantes, a estes se somam dois pares de elétrons não-ligantes dos dois átomos de nitrogênio e três pares de elétrons não-ligantes do átomo de cloro. Ainda se observa a não disponibilidade de elétrons nãoligantes para o átomo de enxofre na hibridização assumida. Assim, a molécula tem quinze pares de elétrons não-ligantes. A estrutura apresenta um heterociclo de cinco átomos, contendo um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de carbono sp2, que é conhecido como furano. Portanto, a alternativa A está correta.
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