A respeito das propriedades das substâncias em geral é possível afirmar que:

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1 1 Uma solução química pode ser definida como uma mistura homogênea de uma ou mais substâncias, onde não podem ser observadas separações de fases. Uma solução pode incluir diferentes combinações nas quais substâncias sólidas, líquidas e gasosas podem atuar tanto como soluto quanto como solvente. Analisando as afirmações abaixo julgue qual seria a afirmação incorreta: (a) A água do mar corresponde a uma solução aquosa constituída de muitos sais e algumas substâncias gasosas tais como o dióxido de carbono e o oxigênio. (b) O processo onde as moléculas de solvente circundam e interagem com as moléculas ou íons do soluto é chamado de hidrólise. (c) A amálgama já foi extremamente utilizada em restaurações dentais. Esse material pode ser considerado como uma solução onde o mercúrio líquido é dissolvido em um sólido metálico. (d) A água dissolve facilmente sólidos iônicos tais como o cloreto de sódio por ser um solvente polar. 3 Considerando que o ácido clorídrico P.A. (para análise) apresenta uma concentração de HCl de 37% e uma densidade de 1,18 g/ml. Analise as afirmações abaixo e informe a correta: (a) A concentração em gramas por litro desse ácido é igual a 200,5 g/l. (b) Para retirar este ácido de seu recipiente original poderia ser utilizada uma bureta. (c) A titulação de uma solução diluída deste ácido poderia ser feita com ácido acético. (d) Na titulação de um ácido forte com base, os indicadores fenolftaleína, vermelho de metila e metilorange são comumente utilizados. 4 A figura abaixo é a representação gráfica da influência da temperatura sobre a solubilidade de alguns sais inorgânicos em água. Analisando o gráfico informe a afirmativa correta. 2 A princípio todas as substância podem existir nos três principais estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso. A figura abaixo ilustra a organização atômica das substâncias em geral nos três estados. A respeito das propriedades das substâncias em geral é possível afirmar que: (a) Para se observar as propriedades físicas de uma substância é necessário provocar mudanças na composição dessa substância. (b) A massa que representa a quantidade de matéria em uma amostra de determinada substância pode ser considerada uma propriedade extensiva. (c) Uma propriedade extensiva independe da quantidade de matéria. (d) A densidade, definida como o volume de uma amostra sobre sua massa é considerada uma propriedade intensiva. e) N.D.A. (Chang, 2010, chemistry) (a) Em aproximadamente 55 o C o cloreto de potássio é mais solúvel que o brometo de sódio. (b) A diminuição da temperatura da solução aumentaria a solubilidade da maior parte dos sais inorgânicos apresentados acima. (c) Uma solução saturada de brometo de potássio a 20 o C apresenta uma massa de soluto maior do que uma solução saturada de sulfato de sódio a 80 o C. (d) O nitrato de potássio é a substância menos solúvel a 25 o C.

2 5 As imagens abaixo figuram alguns exemplos de materiais frequentemente utilizados nos mais variados tipos de laboratório. Observe as afirmações abaixo e indique qual delas está incorreta: 6 A titulação consiste em um procedimento no qual, através de uma solução padrão é possível calcular a concentração de uma solução desconhecida. As figuras abaixo consistem em exemplos comuns de titulação ácido-base. Observe as imagens e informe qual das afirmativas está correta. (a) As figuras a, i, l, b e j são conhecidas respectivamente por: cadinho de porcelana, balão volumétrico, bico de Bunsen, triângulo de porcelana e erlenmeyer. (b) A figura d é conhecida por balão de decantação e é utilizada para separação de líquidos imiscíveis. (c) Para realizar o aquecimento de líquidos viscosos a figura f representa a vidraria mais indicada. (d) As figuras c, e, g, e h são conhecidas por: condensador, funil de Buchner, anel para funil e tubo de ensaio. (a) As soluções I e II consistem na titulação de uma base por ácidos fracos. (b) Na titulação da solução III a solução padrão é um ácido forte. (c) Nas titulações II e II os titulantes são ácidos polipróticos. (d) Na solução IV ocorre a titulação de um ácido por uma base fraca.

3 7 Considere as afirmações abaixo acerca de técnicas básicas de laboratório e julgue qual delas está incorreta. (a) A zona externa da chama de um Bico de Bunsen corresponde à região da chama onde os gases sofrem combustão completa. Esta região é comumente chamada de zona oxidante. (b) Para medições de líquidos onde é necessária uma elevada precisão a pipeta volumétrica é mais adequada que a pipeta graduada. (c) Um dos indicadores mais utilizados em titulação ácido base é a fenolftaleína. Este indicador apresenta coloração vermelho-rosa em meio ácido e é incolor para meio alcalino. (d) O erlenmeyer pode ser utilizado tanto para realizar titulações, quanto para aquecimento de líquidos. 8 As reações químicas apresentam significativa importância no cotidiano de um laboratorista. Observe as sentenças abaixo e julgue qual delas está correta. (a) A reação:, consiste na dissociação de um sólido iônico pela água. Após o final da reação todo o sólido se encontra dissociado em seus respectivos cátions e ânions. (b) Uma reação de precipitação é aquela que resulta em um produto solúvel. (c) A reação:, indica uma reação de neutralização com desprendimento de nitrogênio. (d) A oxidação do magnésio para forma o óxido de magnésio pode ser representada pela reação:. 9 A estequiometria pode ser definida como o estudo quantitativo de reagentes e produtos em uma reação química (Chang, 2010, Chemistry). Esta é uma ferramenta muito útil a todos os usuários de um laboratório. Analise as afirmativas abaixo e julgue qual delas é a incorreta. (a) Na reação N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g), é possível afirmar que serão produzidos 12,044x10 23 moléculas de gás amônia ao final da reação. (b) Um reagente em excesso é aquele que apresenta uma quantidade maior do que a necessária para reagir com o reagente limitante. (c) A massa molecular de uma substância corresponde à soma das massas atômicas dos elementos presentes na substância. (d) O número 6,022x10 23 corresponde ao número de Arrhenius e indica o número de átomos presentes em um mol de determinada substância. 10 (Questão Discursiva) O chefe de um laboratório de pesquisa pede ao laboratorista que prepare uma solução 0,5 mol/l de hidróxido de sódio e uma solução 0,3 mol/l de ácido clorídrico. Explique detalhadamente qual procedimento necessário para o preparo destas soluções (cálculos químicos, vidrarias e equipamentos utilizados, reagentes etc). Após o preparo da solução como o laboratorista poderia se certificar se a concentração das soluções preparadas está correta? Explique o procedimento necessário para que o laboratorista encontre esta resposta. 11 Com base na estrutura química e atômica, os materiais são classificados em: (a) Metais, cerâmicos e polímeros. (b) Metais, cerâmicos, polímeros e compósitos. (c) Metais, cerâmicos, polímeros, compósitos e materiais avançados. (d) Mecânicos, elétricos, térmicos, magnéticos e ópticos. 12 As propriedades dos materiais de engenharia dependem da relação entre: (a) Tipo de material, composição, síntese e processamento. (b) Microestrutura, composição, síntese e processamento. (c) Ligação química, estrutura atômica, síntese e processamento. (d) Ligação química, estrutura atômica, microestrutura, composição.

4 13 O contorno de grão é uma região interfacial que separa dois ou mais grãos com diferentes orientações na rede cristalina. Esta região influencia diversas características dos materiais, entre quais pode-se citar: (a) Estrutura cristalina, estrutura atômica e propriedades mecânicas. (b) Estrutura cristalina, estrutura atômica e propriedades térmicas. (c) Estrutura cristalina, estrutura atômica e propriedades elétricas. (d) Deformação plástica, difusão e movimento de discordâncias. 14 São exemplos de categorias de materiais avançados: (a) Biomateriais, nanoestruturados, inteligentes e semicondutores. (b) Argilas, elastômeros, aços e vidros. (c) Estruturais, aeroespaciais, magnéticos e vidros. (d) Estruturais, nanoestruturados, inteligentes e cerâmicas. 15 A expressão fibra de vidro é frequentemente utilizada para denominar o polímero reforçado com fibra de vidro (PRFV). Este material tem alta resistência à tração, flexão e impacto, sendo muito empregados em aplicações estruturais. Quanto ao tipo de material o PRFV estaria corretamente enquadrado na categoria de: (a) Cerâmico. (b) Vidro. (c) Compósito. (d) Composto. (e) N.D.A 16 Materiais cerâmicos são compostos formados entre elementos metálicos e não-metálicos. O termo cerâmica vêm do grego, que significa massa queimada indicando que as propriedades deste materiais normalmente surgem após um tratamento térmico em alta temperatura (Callister, 2010, Materials Science and Engineering An Introduction). A respeito dos materiais cerâmicos é incorreto afirmar: (a) A sílica é um dos componentes necessário para formação do vidro. (b) As argilas são exemplos de materiais cerâmicos. (c) O vidro apresenta estrutura cristalina enquanto o quartzo é um material amorfo. (d) As cerâmicas apresentam predominância de ligações químicas do tipo iônica. 17 Os polímeros são macromoléculas cuja estrutura consiste na repetição de monômeros ligados covalentemente. De acordo com a composição química e interações intermoleculares, há grande variedade de tipos de polímeros. Um determinado grupo de polímeros que é de fundamental importância na engenharia, pela possibilidade de utilização em altas temperaturas é denominado de: (a) Termoplásticos. (b) Termofixos. (c) Termovítreos. (d) Termotransitivos. 18 Os aços são ligas ferro-carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos; existem milhares de ligas que possuem composições e/ou tratamentos térmicos diferentes (Callister, 2010, Materials Science and Engineering An Introduction). Com relação ao aço é correto afirmar: (a) É uma liga metálica composta de ferro, níquel e cromo. (b) É uma liga metálica composta de ferro, alumínio e prata. (c) É uma solução sólida substitucional cuja concentração de carbono não ultrapassa 1%. (d) É uma solução sólida intersticial cuja concentração de carbono não ultrapassa 2%.

5 19 As borracha são materiais altamente resistentes a tensões mecânicas, agentes atmosféricos e solventes orgânicos, que têm sido utilizadas na fabricação de juntas, tubos flexíveis e revestimento de materiais elétricos. A propriedade mecânica que mais diferencia os elastômeros dos demais grupos de polímeros é: 22 Os resultados obtidos a partir da termogravimetria (TG) são expressos em geral na forma de gráficos que são chamados de curas termogravimétricas ou curvas TG. De acordo com os gráficos abaixo, assinale a alternativa correta. (a) A elevada deformação elástica. (b) A elevada deformação plástica. (c) Elevados valores de módulo de Young. (d) Elevada dureza. 20 (Questão Discursiva) Fale sobre as propriedades mecânicas e térmicas dos três tipos básicos de materiais. (I) 21 Vários tipos de técnicas podem ser empregados na caracterização de materiais dentre elas as análises térmicas. Dadas as opções abaixo, qual delas mais se adequada para definição das análises térmicas? (a) É um conjunto de técnicas por meio das quais uma propriedade física de uma substância e/ou de temperatura, enquanto essa substância é submetida a uma programação controlada de temperatura e sob uma atmosfera especifica. (b) É um conjunto de técnicas por meio das quais qualquer propriedade de uma substância e/ou de temperatura, enquanto essa substância é submetida a uma programação controlada de temperatura e sob uma atmosfera especificada. (c) É um conjunto de técnicas por meio das quais qualquer propriedade de uma substância e/ou de temperatura sob uma atmosfera especificada. (d) São técnicas por meio das quais uma propriedade químicas de uma substância e/ou de temperatura, enquanto essa substância é submetida a uma programação controlada de temperatura e sob uma atmosfera especificada (II) (III) (IV)

6 (a) O gráfico I são curvas TGs e foram obtidas através da TG modo dinâmico ou convencional (b) Os gráficos II e III não são curvas TGs (c) Apenas o gráfico IV é uma curva TGs (d) Os gráficos II e IV são curvas TGs obtidas no modo dinâmico ou convencional (e) N.D.A 23 - A técnica de difração de raios X (DRX) tem sido amplamente usada em várias áreas da caracterização e pesquisa de materiais. Sobre este assunto, assinale a alternativa correta. (a) Essa técnica baseia-se na interação dos raios X com o arranjo regular dos átomos de um reticulado cristalino gera o fenômeno de difração de acordo com a lei de Bragg (nλ=2.d.senθ). Essa técnica fornece informações estruturais do material, tais como tamanho e orientação dos cristais, grau de cristalinidade, bem como a identificação química qualitativa e quantitativa. (b) Essa técnica baseia-se na interação dos raios X com o arranjo regular dos núcleos atômicos com números de spin, I, diferente de zero de um reticulado cristalino gera o fenômeno de difração de acordo com a lei de Bragg (nλ=2.d.senθ). Essa técnica fornece informações estruturais do material, tais como tamanho e orientação dos cristais, grau de cristalinidade, bem como a identificação química qualitativa e quantitativa. (c) DRX é um ensaio destrutivo pouco utilizado em polímeros, uma vez que não sendo os polímeros 100% cristalino, não é possível observar o fenômeno de difração de rios X para esses materiais. (d) É uma técnica que permite a determinação da estrutura do material através do correlacionamento da energia absorvida contra a frequência, na faixa de megahertz (MHz) do espectro magnético. Ela usa as transições entre níveis de energia rotacionais dos núcleos componentes das espécies (átomos ou íons) contidas na amostra quando está sob a influência de um campo magnético e sob a concomitante irradiação de ondas de rádio na faixa de frequências acima citada. 24 Em uma aula prática sobre TG, um aluno fez um experimento em triplicata (três amostras) do mesmo material que ele denominou de A1, A2 e A3. As massas de cada amostra foram 5, 20 e 5 mg. Para cada amostra foram usadas taxas de aquecimento diferentes (10, 10 e 5 C/min, respectivamente). Analisando essa situação, qual das alternativas abaixo está correta? (a) As curvas TGs das três amostras são iguais, pois são de amostra de mesmo material. (b) As curvas TGs das três amostras são iguais, pois a diferença de massa foi compensada com a diferença de taxa de aquecimento. (c) As curvas TG das amostras A1 e A3 são iguais, pois as suas massas são iguais. (d) As curvas TG das amostras A1, A2 e A3 não são iguais, pois as massas e as taxas de aquecimento são diferentes. 25 Dada a curva de DSC abaixo de um polímero semicistalino, assinale a alternativa correta em relação aos picos assinalados de 1 a 4. (a) 1= transição vítrea; 2= temperatura de fusão cristalina; 3= temperatura de reticulação e 4= temperatura de cristalização. (b) 1= transição vítrea; 2= temperatura de cristalização; 3= temperatura de fusão cristalina e 4= temperatura de decomposição. (c) 1= temperatura de reticulação; 2= transição vétrea; 3= temperatura de fusão cristalina e 4= temperatura de decomposição. (d) 1= temperatura de cristalização; 2= transição vítrea; 3= temperatura de fusão cristalina e 4=temperatura de decomposição.

7 26 Os fatores que afetam as curvas de DSC podem ser agrupados em fatores relacionados à amostra e fatores instrumentais. Analisando as alternativas abaixo, qual delas está correta? (a) A utilização de pequena quantidade de amostra melhora a resolução dos picos da curva de DSC, enquanto que não se observa alteração na curva de DSC se a mostra está na forma de pó, fibra ou corpo único. (b) Taxa de aquecimento lenta melhora a resolução dos picos da curva de DSC, enquanto que taxa de aquecimento rápida permite a detecção de pequenas transições. Por outro lado, o tipo de gás usado na atmosfera do forno não tem influência sobre a curva de DSC. (c) A utilização de nitrogênio como atmosfera no forno do DSC é importante quando se quer evitar que a amostra interaja com o meio. (d) A forma da amostra (pó, fibra, pasta, etc) não interfere na curva de DSC De acordo os difratogramas abaixo, assinale a alternativa correta. (a) O difratograma I foi obtido de material polimérico amorfo (b) O difratograma II foi obtido de um sólido cristalino (c) O difratograma II foi obtido de um sólido amorfo ou de um líquido; enquanto que o difratograma III foi obtido de um polímero semi-cristalino (d) O difratograma I foi obtido de um sólido cristalino, enquanto que o difratograma III de um polímero totalmente amorfo 28 (Questão Discursiva) Descreva um procedimento para a determinação do grau de cristalinidade, X c, de um polímero semicristalino utilizando a análise de DSC. 29 (Questão Dsicursiva) Comente as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), abordando sistema de funcionamento, preparo da amostra e aplicações.. 30 (Questão Discursiva) Comente as técnicas de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), abordando sistema de funcionamento, preparo da amostra e aplicações. Em que situações é mais recomendado o uso do TEM e do MEV?