MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI DIAMANTINA MINAS GERAIS PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI DIAMANTINA MINAS GERAIS PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO EDITAL Nº 009/2017, DE 21 DE DEZEMBRO DE 2016 SELEÇÃO DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM QUÍMICA 2ª ETAPA - PROVA ESCRITA NÚMERO DE INSCRIÇÃO: Instruções: Somente identifique sua prova com o número de inscrição. Coloque o número de inscrição no cabeçalho de todas as folhas. Conferir se a prova contém 8 (oito) questões. Realizar a prova com caneta azul ou preta. Não será permitido o uso de qualquer tipo de calculadora. As questões devem ser respondidas no espaço destinado as mesmas, não sendo permitido o uso do verso da folha. Não é permitida consulta bibliográfica e o uso de aparelhos eletrônicos e celulares. A prova é constituída de 8 (oito) questões de igual valor. TABELA PERIÓDICA Nº Atômico N Elemento E Massa Atômica M 1 H 1,008 3 Li 6,9 11 Na 23,0 19 K 39,1 37 Rb 85,5 55 Cs 132,9 87 Fr (223) 4 Be 9,0 12 Mg??? 20 Ca 40,1 38 Sr 87,6 56 Ba 137,3 88 Ra (226) 5 B 10, Al 21 Sc 45,0 39 Y 88,9 22 Ti 47,9 40 Zr 91,2 57/71 72 Hf 178,5 89/ Ku (261) 23 V 50,9 41 Nb 92,9 73 Ta 180,9 105 Ha (260) 24 Cr 52,0 42 Mo 95,9 74 W 183,8 25 Mn 54,9 43 Tc (99) 75 Re 186,2 26 Fe 55,8 44 Ru 101,1 76 Os 190,2 27 Co 58,9 45 Rh 102,9 77 Ir 192,2 28 Ni 58,7 46 Pd 106,4 78 Pt 195,1 29 Cu 63,5 47 Ag 107,9 79 Au 197,0 30 Zn 65,4 48 Cd 112,4 80 Hg 200,6 27,0 31 Ga 69,7 49 In 114,8 81 Tl 204,4 6 C 12,0 14 Si 28,1 32 Ge 72,6 50 Sn 118,7 82 Pb 207,2 7 N 14,0 15 P 31,0 33 As 74,9 51 Sb 121,8 83 Bi 209,0 8 O 16,0 16 S 32,1 34 Se 79,0 52 Te 127,6 84 Po (210) 9 F 19,0 17 Cl 35,5 35 Br 79,9 53 I 126,9 85 At (210) He 4,0 10 Ne 20,2 18 Ar 39,9 36 Kr 83,8 54 Xe 131,3 86 Rn (222) Lant anídi os Actin ídios 57 La 138,9 89 Ac (227) 58 Ce 140,1 90 Th 232,0 59 Pr 140,9 91 Pa (231) 60 Nd 144,2 92 U 238,0 61 Pm (147) 93 Np (237) 62 Sm 150,4 94 Pu (242) 63 Eu 152,0 95 Am (243) 64 Gd 157,3 96 Cm (247) 65 Tb 158,9 97 Bk (249) 66 Dy 162,5 98 Cf (251) 67 Ho 164,9 99 Es (254) 68 Er 167,3 100 Fm (253) 69 Tm 168,9 101 Md (256) 70 Yb 173,0 102 No (253) 71 Lu 175,0 103 Lr (257)

2 Questão 01: Os metais alcalinos geralmente são mais reativos do que os metais alcalinos terrosos do mesmo nível (ou período). Além disso, a reatividade dos metais alcalinos aumenta de cima para baixo, baseando-se na tabela periódica. Como consequência destas características, quando é adicionado potássio (K) em água, a reação é mais explosiva do que quando é adicionado lítio (Li) em água. Se for colocado o indicador fenolftaleína nas duas soluções resultantes, uma cor mais intensa é esperada no recipiente onde ocorreu a reação com o K. Sobre as reações envolvendo os metais alcalinos, responda: a) Apresente as equações químicas balanceadas das reações químicas mencionadas entre o K (e Li) com a água. Explique a diferença na coloração! b) Explique porque o K é mais reativo do que o Li nesta reação. 2

3 Questão 02: Quais das seguintes combinações de condições mais favorecem o comportamento ideal de um gás confinado (sistema) em um recipiente? i) pressão externa baixa e temperatura do sistema baixa; ii) pressão externa baixa e temperatura do sistema alta; iii) pressão externa alta e temperatura do sistema alta. Justifique a sua resposta explicando como cada uma das duas condições da opção escolhida favorece o comportamento ideal. 3

4 Questão 03: Fósforo e oxigênio reagem para formar dois óxidos de fósforo diferentes. A porcentagem de massa do fósforo em um deles é 43,64% e, no outro, 56,34%. a) Escreva a fórmula empírica de cada óxido de fósforo. b) A massa molar do primeiro óxido é 284 g mol -1 e a do segundo, 220 g mol -1. Determine a fórmula molecular e nomeie cada óxido. c) Escreva uma equação química balanceada para a formação de cada um dos óxidos. 4

5 Questão 04: Examine o seguinte equilíbrio: CO (g) + H 2 O (g) CO 2 (g) + H 2 (g) Considerando volume e temperatura constantes, responda: a) Se a pressão parcial de CO2 aumenta, o que acontece com a pressão parcial de H2? Explique sua resposta. b) Se a concentração de CO aumenta, o que acontece com a pressão parcial de H2? Explique sua resposta. c) Se a concentração de H2O diminui, o que acontece com a constante de equilíbrio da reação? Explique sua resposta. Questão 05: Utilizando a figura abaixo, esboce um gráfico da distribuição das espécies de H2CO3 (H2CO3, HCO3 - e CO3 2- ) em solução aquosa em função do ph. Dados: pka1 = 6,37 e pka2 = 10,25 5

6 Questão 06: A combustão de 0,579 g de ácido benzoico (AB) numa bomba calorimétrica com excesso de oxigênio resultou num aumento da temperatura do calorímetro de 2,08 C, permitindo-se assim determinar a capacidade calorífica do calorímetro (Ccal). O calorímetro foi posteriormente esvaziado e recarregado com 1,732 g de glicose (G) na presença de excesso de oxigênio, sendo que esta combustão resultou num aumento da temperatura de 3,64 C. Com base nestas informações e nos dados abaixo, calcule os valores de Ccal e da entalpia de combustão molar da glicose ( Hc,m.). Assumir que não há diferenças entre a energia interna e a entalpia de combustão ( UC = HC). Dados: Hcomb.(AB) = 26,38 kj g 1 ; M(G) = 180,16 g mol 1 ; HC = Ccal T. 6

7 Questão 07: O cloreto de etila (CE) é decomposto em fase gasosa a 650 C conforme a seguinte reação: CH3CH2Cl(g) HCl(g) + C2H4(g) A Tabela a seguir reúne os dados obtidos para essa reação onde foi medida a velocidade inicial da reação em função da concentração inicial do reagente. Experimento [CE]/M Velocidade (V)/M s 1 1 0,010 1, ,015 2, ,030 4, ,040 6, Com base nestes dados, calcule a Ordem da Reação em relação ao CE (n) e determine a Constante de Velocidade (k) da reação. Dados: V = k[ce] n. 7

8 Questão 08: Um volume de 300 ml de uma solução aquosa de 0,100 M de sulfato de cobre (CuSO4) foi eletrolisada aplicando-se uma corrente de 863 ma durante 1,0 h, conforme as semi-reações descritas abaixo. Eletrodos inertes de Pt foram utilizados como catodo e anodo. 2H2O(l) O2(g) + 4H + (aq.) + 4e - Cu 2+ (aq.) + 2e - Cu(s) Dados: F = C mol 1 ; q = i t; pv = nrt; R = 0,082 atm L K 1 mol 1. Com base nestes dados, informe: a) A quantidade de elétrons (em mol) que foram consumidos na eletrólise. b) O volume de oxigênio gasoso produzido no anodo nas condições de 25 C e 0,90 atm (assumir comportamento ideal para o gás) c) A concentração final do íon Cu 2+ (aq.) em solução após término da eletrólise assumindo-se que não houve redução significativa no volume da solução. 8

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