PROVA ESPECIALMENTE ADEQUADA DESTINADA A AVALIAR A CAPACIDADE PARA A FREQUÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR DOS MAIORES DE 23 ANOS

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1 PROVA ESPECIALMENTE ADEQUADA DESTINADA A AVALIAR A CAPACIDADE PARA A FREQUÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR DOS MAIORES DE 23 ANOS (Decreto Lei n.º 64/2006, de 21 de Março) 2010 PROVA DE QUÍMICA Data da prova: 28/06/2010 1

2 Instruções gerais 1. A duração da prova é de 90 minutos. 2. Deverá disponibilizar ao docente vigilante um documento válido de identificação (bilhete de identidade, carta de condução ou passaporte). 3. Identifique claramente as questões a que responde. 4. A prova inclui na página 3 uma tabela de constantes e uma tabela periódica. 5. Para as respostas ou rascunhos só pode utilizar as folhas distribuídas pelo docente vigilante. 6. É interdito o uso de lápis. Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta. 7. Não utilize qualquer tipo de corrector. Se necessário risque ou peça a troca de folha. 8. Pode utilizar máquina de calcular não gráfica. Não é autorizada a utilização de quaisquer ferramentas de natureza electrónica (telemóvel, pda, computador portátil, leitores/gravadores digitais de qualquer natureza ou outros não especificados). 9. Nas questões que envolvam cálculos deverá apresentar todas as etapas de resolução. A sua ausência leva à atribuição da classificação de zero na questão. 10. Uma resposta com mais do que uma opção assinalada é considerada errada. 11. As respostas certas têm a cotação indicada na tabela de resposta (página 4). 12. É obrigatória a devolução deste enunciado no final da prova. 2

3 Constantes Constante de Avogadro N A =6,02x10 23 mol 1 Volume molar de um gás (PTP) V m =22,4 dm 3.mol 1 3

4 PROVA DE QUÍMICA Nome: Nº BI: Data: / / Local de Emissão: Pergunta Cotação (pontos) Resposta Verdadeira (V) Falsa (F) pontos (20 valores) 4

5 Parte I A abundância dos principais elementos químicos é semelhante em todo o Universo. As abundâncias relativas ao hidrogénio de alguns elementos no Universo encontram se apresentadas no gráfico da Figura 1. Figura 1 1. Com base neste gráfico podemos afirmar que: 1.1. O carbono é o quarto elemento mais abundante no Universo O lítio é o metal alcalino mais abundante no Universo. 2. Relativamente ao lítio, um dos primeiros elementos formados, pode afirmar se que: 2.1. Todos os electrões do átomo de lítio caracterizam se pelo mesmo conjunto de números quânticos No estado fundamental um dos electrões do átomo de lítio pode caracterizar se pelo conjunto de números quânticos n = 1, l = 0, m l = 0 e m s = ½. 3. Relativamente aos elementos dos grupos 1 e 17 da Tabela Periódica, nos quais se incluem o lítio e o flúor, verifica se que: 3.1. O elemento metálico do grupo 1 que tem maior raio atómico é o lítio A energia de ionização do flúor é inferior à energia de ionização do lítio As configurações electrónicas dos átomos dos metais alcalinos, no estado de menor energia, apresentam como característica comum um electrão de valência. 5

6 4. Actualmente, a troposfera é constituída por azoto, N 2, oxigénio, O 2, água, H 2 O, e dióxido de carbono, CO 2, além de diversas espécies minoritárias, como o hidrogénio, H 2, o metano, CH 4, e o amoníaco, NH Tendo por base a regra de Hund, a configuração electrónica de um átomo de azoto no estado fundamental é 1s 2 2s 2 2px 3 2py 0 2pz As moléculas de N 2 e de O 2, são ambas representadas correctamente por X X, sendo o X os átomos de azoto ou oxigénio Tanto a molécula H 2 O como a molécula CO 2 têm um átomo central de oxigénio e de carbono, respectivamente, no entanto a molécula H 2 O é angular enquanto a molécula CO 2 é linear A molécula NH 3 apresenta uma geometria triangular plana, devido às repulsões que se estabelecem entre o par de electrões não ligante no átomo de azoto e os restantes três pares de electrões de valência ligantes. Parte II O amoníaco, NH 3, é uma substância inorgânica importante, sendo um dos compostos de azoto mais conhecidos. Obtém se industrialmente através do processo de Haber Bosch, fazendo reagir o hidrogénio e o azoto gasosos. A síntese do amoníaco pode ser representada por: 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2 NH 3 (g) 5. O gráfico da Figura 2 representa a evolução das concentrações dos componentes numa mistura reaccional (contendo inicialmente uma mistura de H 2 (g) e de N 2 (g)) em função do tempo, em recipiente fechado. I Concentração II III Tempo Figura 2 6

7 5.1. As curvas II, III e I simbolizam a evolução das concentrações de H 2 (g), N 2 (g) e de NH 3 (g), respectivamente A densidade do amoníaco é de 0,626 g dm 3, à pressão de 0,989 atm e a uma temperatura de 55 C. Numa amostra de 500 cm 3 desse gás, nessas condições de pressão e de temperatura, existem 1, moléculas de amoníaco Num recipiente fechado de capacidade 1,5 dm 3, uma mistura constituída por 1,5 mol de H 2 (g), 2,0 mol de N 2 (g) e 2,0 mol de NH 3 (g) encontra se a 500 C. A essa temperatura, a constante de equilíbrio da reacção é Kc=0,30. Tendo por base o valor do quociente de reacção, Qc, conclui se que a concentração de amoníaco, na mistura reaccional, irá diminuir até se estabelecer o equilíbrio Na reacção de formação do amoníaco a espécie redutora é o H 2 (g) e o elemento que se oxida é o hidrogénio. 6. Suponha que dispunha de uma solução aquosa de amoníaco de concentração mássica de 3, g dm 3, e que pretendia preparar, a partir desta, 500 cm 3 de uma solução mais diluída de concentração 0,500 mol dm Para preparar a solução aquosa de amoníaco mais diluída será necessário um volume de 1, dm 3 da solução mais concentrada Se na solução aquosa diluída de NH 3 a concentração de iões OH (aq) for de 2, mol dm 3, a concentração de iões H 3 O + (aq) será de 3, mol dm 3, o que permite concluir que se trata duma solução básica. 7. O amoníaco é utilizado na síntese dum sal complexo que é usado na indústria têxtil, o sulfato de tetraaminocobre (II) mono hidratado. A reacção da síntese pode ser traduzida por: CuSO 4. 5 H 2 O(aq) + 4 NH 3 (aq) [Cu (NH 3 ) 4 ] SO 4. H 2 O(aq) + 4 H 2 O(l) Na síntese laboratorial deste composto utilizou se uma amostra impura de sulfato de cobre penta hidratado, CuSO 4. 5H 2 O, de massa 5,30 g, contendo 2% (m/m) de impurezas inertes, na presença de amoníaco em excesso. Obteve se 3,32 g de sal complexo. Tendo por base os dados fornecidos conclui se que o rendimento da síntese efectuada foi de 38,7%. 7