Ministério da Educação Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro

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1 Ministério da Educação Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro Professor de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico Edital Nº 59/2013 Área: AC-02 Química Caderno de Questões Você recebeu do fiscal um CADERNO DE QUESTÕES e um CADERNO DE RESPOSTAS. O CADERNO DE QUESTÕES consta de 10 (dez) páginas, numeradas sequencialmente, incluindo o espaço para rascunho. O CADERNO DE RESPOSTAS consta de 9 (nove) páginas, numeradas sequencialmente. Esta é uma prova dissertativa, com o valor máximo de 60 (sessenta) pontos. O valor de cada questão está registrado ao lado do número da questão ou do item. 1 Confira, no cartão grampeado ao CADERNO DE RESPOSTAS, o seu nome, o número de identidade e o de inscrição, além do código da Área de Atuação/Conhecimento para a qual você está concorrendo. Em caso de incorreções, comunique ao fiscal de sala. 2 Verifique se o número do código impresso na folha de resposta da questão 05 (didático-pedagógica) corresponde ao código constante da filipeta no Caderno de Respostas. 3 O tempo de duração previsto para a realização desta prova é de 04 (quatro) horas. 4 Para qualquer tipo de rascunho, somente será permitida a utilização das folhas constantes do CADERNO DE QUESTÕES. Não é permitido ao candidato destacar qualquer folha deste caderno. 5 O desenvolvimento das questões só será considerado se transcrito, a caneta de corpo transparente de tinta azul ou preta, para o espaço destinado à resposta de cada questão no CADERNO DE RESPOSTAS. 6 Evite rasuras. Instruções 7 Será excluído do Concurso o candidato que efetuar qualquer registro, que possa identificá-lo, no caderno de questões e/ou de respostas. 8 O candidato somente poderá retirar-se da sala após decorridos 60 (sessenta) minutos do início da prova. 9 Os 03 (três) últimos candidatos deverão permanecer na sala e entregar juntos a prova ao fiscal, assim que a concluírem ou ao final do tempo de duração previsto para a sua realização. 10 Terminada a prova, entregue ao fiscal de sala o CADERNO DE QUESTÕES e o CADERNO DE RESPOSTAS.

2 TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS - 1 -

3 Questão 01 (15 pontos) O termo manganês deriva de magnes (magnético), devido à sua semelhança com o cromo e o ferro. O dióxido de manganês foi considerado um composto de ferro até 1774, quando o químico e farmacêutico sueco Carl Wilhelm Scheele o reconheceu pela primeira vez como um elemento químico. No mesmo ano, o engenheiro de minas sueco, Johan Gottlieb Gahn, tornou-se o primeiro pesquisador a isolar o referido elemento químico. Muitas aplicações são reservadas ao manganês nos setores metalúrgico e não-metalúrgico. Sobre esse elemento e alguns de seus compostos, pede-se responder os itens a seguir. A) A dissolução de compostos iônicos em água depende da formação de ligações entre os íons e a água. Alguns óxidos metálicos reagem com a água resultando em soluções com caráter ácido, enquanto outros óxidos metálicos reagem com a água formando soluções básicas. Explique, através das regras de Fajans, por que o óxido de Mn(VII) exibe um caráter ácido, enquanto o óxido de Mn(II) exibe um caráter básico, sabendo-se que as reações formam, respectivamente, ácido permangânico e hidróxido manganoso. A carga nuclear efetiva (Z*) e o efeito de blindagem (B) são parâmetros muito utilizados para a discussão das propriedades periódicas dos elementos químicos. A tabela abaixo mostra os valores de duas sucessivas energias de ionização para alguns metais de transição do quarto período da tabela periódica. Tabela 1 Valores da primeira e segunda energias de ionização, em kj/mol, para metais de transição do quarto período. Com base nas informações fornecidas, responda em seguida. B) Dentre os elementos da tabela, o zinco é aquele que apresenta o maior valor para a primeira energia de ionização, enquanto o cobre é aquele que apresenta o maior valor para a segunda energia de ionização. Explique por que isso ocorre. C) A primeira energia de ionização do cromo é menor que a primeira energia de ionização do manganês. Entretanto, a segunda energia de ionização do cromo é superior à segunda energia de ionização do manganês. Explique por que isso ocorre. D) O permanganato de potássio serve para eliminar as bactérias e os fungos da pele, sendo também um bom cicatrizante para as feridas. Ele também é utilizado como agente oxidante em muitas reações químicas em laboratório e na indústria. No laboratório de química geral e inorgânica, um aluno do IFRJ colocou em um tubo de ensaio iguais volumes de solução de permanganato de potássio, ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio. Após agitação do sistema, ele observou o descoramento da solução, que antes exibia uma cor violeta, além do desprendimento de um gás. Essas observações experimentais o deixaram curioso e ele pediu a sua ajuda. Então, escreva a reação, equilibrada pelo método do íon-elétron, que reduza o íon permanganato a manganês (II), em meio ácido, com o peróxido de hidrogênio. (Questão continua na próxima página) - 2 -

4 E) Carl Wilhelm Scheele, responsável pela descoberta de inúmeros compostos e elementos químicos, preparou pela primeira vez o gás cloro em A obtenção de gás cloro em laboratório pode ser realizada através da oxidação de soluções de ácido clorídrico, normalmente utilizando fortes agentes oxidantes como o permanganato de potássio ou o dióxido de manganês. A reação entre o ácido clorídrico e o dióxido de manganês, além de gás cloro, tem como produtos o cloreto de manganês (II) e a água. Considere que 174,0 g de dióxido de manganês, com 67,35 % de pureza, foram pesados e transferidos para um kitassato. Logo depois, adicionaram-se 87,60 g de ácido clorídrico ao kitassato. Calcule o volume de gás cloro produzido, se a temperatura da reação era de 65,00 ºC e a pressão de 0,9880 atm. Questão 02 (10 pontos) Nas primeiras décadas do século XX, os gases nobres ainda eram tidos como elementos inertes. Tal falta de reatividade foi uma forte influência nas teorias iniciais sobre as ligações químicas. Os primeiros compostos de gases nobres só foram sintetizados após 1960, depois de muitas tentativas frustradas. O primeiro composto produzido foi o XePtF e, alguns meses depois, vieram as sínteses do XeF e XeF. As energias de ionização dos gases nobres são muito altas, mas decrescem de cima para baixo ao longo do grupo. A energia de ionização do xenônio é suficientemente baixa para que ele perca elétrons para elementos extremamente eletronegativos como o flúor e o oxigênio. Essas sínteses deram origem à química dos gases nobres e hoje são conhecidos diversos compostos de xenônio. Isso torna o xenônio o gás nobre com a química mais rica, formando vários compostos com flúor e oxigênio. Nos últimos anos, também têm sido relatados compostos com ligações Xe-N e Xe-C. Sobre esse elemento e alguns de seus compostos, pede-se responder aos itens A e B. A) Escreva as estruturas de Lewis com a carga formal de cada elemento químico e a geometria molecular prevista, segundo a teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência, para os compostos XeF, 2 XeF, XeOF e XeOF. Mostre a hibridação do átomo central em cada caso He 2 e He2 B) Considere as espécies diatômicas. Utilizando a teoria do orbital molecular, calcule a ordem de ligação e preveja se a formação de cada uma dessas espécies é possível

5 Questão 03 (10 pontos) Três compostos de coordenação à base de cobalto com nox igual a +3, etilenodiamina, sulfato, cloro e amônia foram identificados por um aluno como sendo a mesma substância. Ao constatar o erro, seu orientador solicitou que fossem realizados testes de identificação para as três amostras. Inicialmente, as substâncias desconhecidas foram denominadas como composto A, composto B e composto C e, em seguida, foram separadas duas alíquotas de cada uma para serem feitos dois testes: no primeiro, foi utilizada uma solução de nitrato de prata e, no segundo, foi adicionada uma solução de cloreto de bário. Após os testes, foram obtidos os seguintes resultados: Tabela 2 Resultados dos testes de identificação das amostras Sabendo-se que ambos os compostos de coordenação são octaédricos e que o total de ligantes etilenodiamina é igual a dois, pede-se o seguinte: A) a fórmula química e o nome dos compostos de coordenação A, B e C. Identifique também os compostos que apresentam alguma relação isomérica estrutural, informando o tipo de isomeria presente. B) as estruturas dos isômeros geométricos do composto C

6 Questão 04 (15 pontos) Um técnico precisou preparar uma solução tampão com ph igual a 5,00. Ao verificar de quais ácidos fracos ele dispunha no laboratório para realizar o procedimento, foram encontrados o ácido fórmico (HCOOH), o ácido furoico (C H OCOOH) e o ácido butírico (C H COOH) Dados: Ka(HCOOH) = 1,80 x 10 ; Ka(C4H3OCOOH) = 6,78 x 10 e Ka(C3H7COOH) = 1,52 x 10, respectivamente. Logo, responda aos itens A, B e C. A) Qual dos ácidos será a escolha mais adequada para que o técnico possa preparar a solução tampão no ph desejado? Justifique. B) A 1,695 L da solução ácida de concentração 0,1500 M foram adicionados 15,2589 g de hidróxido de sódio. Indique a massa do reagente em excesso e a quantidade, em gramas, do sal formado, sabendo-se que o rendimento da reação foi de 98,8%. C) A partir de 1,000 L do ácido 0,1500 M, que massa de sal deve ser adicionada para a formação da solução tampão desejada? D) Após adicionar hidróxido de sódio a 500 ml da solução tampão preparada anteriormente, o ph da solução alterou-se para 5,10. Qual foi o volume de base acrescentado à solução tampão? 3 Dado: d(naoh) = 2,13 g/cm. CONSTANTES FÍSICAS E FATORES DE CONVERSÃO: 1 1 Constante dos Gases = 8,314 J.mol.K Constante dos Gases = 0,08206 atm.l.mol.k

7 QUESTÃO 05 - DIDÁTICO-PEDAGÓGICA (10 pontos) [...] É preciso que saibamos que, sem certas qualidades ou virtudes como a amorosidade, respeito aos outros, tolerância, humildade, gosto pela alegria, gosto pela vida, abertura ao novo, disponibilidade à mudança, persistência na luta, recusa aos fatalismos, identificação com a esperança, abertura à justiça, não é possível a prática pedagógico-progressista, que não se faz apenas com ciência e técnica. Aceitar e respeitar a diferença é uma dessas virtudes sem o que a escuta não se pode dar. (Freire, 1996) [...] Pensar certo, do ponto de vista do professor, tanto implica o respeito ao senso comum no processo de sua necessária superação quanto o respeito e o estímulo à capacidade criadora do educando. Implica o compromisso da educadora com a consciência crítica do educando cuja promoção da ingenuidade não se faz automaticamente. (Freire, 1996) No livro Pedagogia da Autonomia, Paulo Freire aponta os saberes necessários à prática educativa. Considerando os fragmentos de texto acima destacados, disserte sobre a relação entre esses fragmentos e os saberes apontados pelo autor, a partir dos seguintes tópicos: = Relação ensino, pesquisa e extensão = Relação entre a prática docente e a construção do sujeito autônomo em tempos de inclusão

8 Rascunho - 7 -

9 Rascunho - 8 -

10 Rascunho - 9 -

11 Rascunho