Programa de Pós-Graduação em Química

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1 1/12 Programa de Pós-Graduação em Química PROVA DE CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS Nível: DOUTORADO Duração da Prova: 4 horas São José do Rio Preto, 16 de Março de 2015.

2 QUESTÕES DE QUÍMICA 2/12 Código de Matrícula: Questão 1. Os alcanos, alcenos e aromáticos são hidrocarbonetos amplamente utilizados na indústria química como reagentes de partida para obtenção de diversas moléculas orgânicas. Acerca de reações envolvendo essas classes de compostos, responda as questões abaixo: a) Se você fizer uma mistura de uma solução de ácido clorídrico (HCl) com o 2-metilpropeno, vai haver reação? Se a mistura for de uma solução de HCl com benzeno, também vai ocorrer reação? Explique e exponha o mecanismo da reação, caso ela ocorra. Se não ocorrer reação justifique o motivo. b) Numa reação do butano com Br 2 na presença de luz, os produtos formados são 2-bromobutano (98%) e 1-bromobutano (2%), justifique a diferença de percentuais entre esses produtos e mostre o mecanismo da reação.

3 3/12 Questão 2. Reações de substituição eletrofílica são características dos compostos aromáticos. Se você for fazer uma reação de um eletrófilo, por exemplo (Cl + ) com o clorobenzeno, em qual posição este eletrófilo vai ser substituído preferencialmente? E este mesmo eletrófilo com o benzaldeído? Justifique sua resposta.

4 Questão 3 - Com relação ao Grupo do Titânio, Grupo 4, temos os seguintes dados: Elemento Z Raio Covalente Raio Iônico Eletronegatividade de Pauling (Å) (Å) Ti 22 1,32 0,68 1,5 Zr 40 1,45 0,80 1,4 Hf 72 1,44 0,80 1,3 4/12 Responda: (a) Qual o estado de oxidação mais comuns destes metais do grupo do Ti? Justifique sua resposta. (b) Explique o comportamento destes metais com relação às variações dos raios covalente e iônico, e eletronegatividade. (c) Estes elementos são relativamente inertes, mas podem formar complexos na reação com HF, conforme a equação abaixo. No complexo formado, qual o estado de oxidação do titânio, justificando sua resposta. Utilizando a teoria de repulsão dos pares isolados deduza a geometria apenas do complexo de titânio com flúor no composto H 2 [TiF 6 ]. Ti + 6 HF H [ TiF ] + 2 H 2 6 2

5 Questão 4 Responda: 5/12 a) Quais informações a medida de Susceptibilidade Magnética pode fornecer para auxiliar na caracterização de compostos de coordenação? É possível diferenciar os compostos Na 3 [Fe(CN) 6 ] e Na 4 [Fe(CN) 6 ] a partir desta técnica? Justifique sua resposta aplicando o modelo da Teoria do Campo Cristalino com a representação correta dos termos configuracionais e também dando os nomes corretos a cada composto de coordenação. b) Utilizando a Teoria de Ligação de Valência (hibridização), seria possível prever o comportamento destes dois compostos citados no item a) e portanto, diferenciá-los? Justifique sua resposta aplicando esta teoria aos dois compostos. Dados: Fe (Z = 26); Na (Z = 11), C (Z = 6); N (Z = 7)

6 6/12 Questão 5. A capacidade calorífica a pressão constante para 1 mol do gás dióxido de carbono varia de acordo com a expressão: C p (J/K) = a + bt + c/t 2, sendo: Composto a b (K -1 ) c (K 2 ) CO 2 (g) 44,22 8,79x ,62x10 5 Considerando um gás ideal calcule: q, W, U e H, quando a temperatura se eleva de 0 o C a 100 o C a pressão constante.

7 7/12 Questão 6. A reação 2 A P é de segunda ordem, com k = 3,50x10-4 L. mol -1 s -1. Calcule o tempo necessário para a concentração de A passar de 0,260 mol. L -1 para 0,011 mol. L -1.

8 8/12 Questão 7. A titulação de 100 ml de uma solução de ácido fraco monoprótico com NaOH 0,094 mol L -1 consumiu 27,6 ml de solução. Sabendo-se que o pka do ácido é 9,71 determine a) A concentração do ácido b) O ph no ponto de equivalência.

9 9/12 Questão 8. A determinação iodométrica de cobre é baseada na oxidação de iodeto por íons cobre(ii) para formar Cu +. Uma massa de 3,026 g de um sal de cobre(ii) foi dissolvido em um balão volumétrico de 250 ml. Uma alíquota de 50 ml foi analisada pela adição de 1,0 g de KI e o iodo liberado foi titulado com Na 2 S 2 O 3 0,0467 mol.l -1 consumindo 23,3 ml desta solução. Encontre a porcentagem em massa de cobre no sal. Dados MM Cu = g/mol I é 3 I - S 4 O é 2 S 2 O 3-2 Cu +2 + I - +é CuI