GGE RESPONDE ITA 2017 QUÍMICA

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1 GGE RESPNDE 0. Pode-se utilizar etais de sacrifício para proteger estruturas de aço (tais coo pontes, antenas e cascos de navios) da corrosão eletroquíica. Considere os seguintes etais: I. Aluínio II. Magnésio III. Paládio IV. Sódio V. Zinco Assinale a opção que apresenta o(s) etal(is) de sacrifício que pode() ser utilizado(s). Apenas I, II e V. b) Apenas I e III. c) Apenas II e IV. d) Apenas III e IV. e) Apenas V. Pode ser utilizados etais co aior potencial de oxidação que o ferro, tais coo Al, Mg e Zn. Na é extreaente reativo, portanto, não é recoendável. ALTERNATIVA: A 0. A reação do ercúrio etálico co excesso de ácido sulfúrico concentrado a quente produz u gás ais denso do que o ar. Dois terços deste gás são absorvidos e reage copletaente co ua solução aquosa de hidróxido de sódio, forando,6 g de u sal. A solução de ácido sulfúrico utilizada te assa específica igual a,75 g-c~ e concentração de 80 % e assa. Assinale a alternativa que apresenta o volue consuido da solução de ácido sulfúrico, e c. b) c) d) e) 5 Hg S H S ( NaH HgS Na S,6g,6g n(na S ) 0, ol 6g / ol n(s ) n(nas ) 0, ol (conc) S H ( Coo apenas fora absorvidos, então: n(s )(total) 0,5ol Logo: n(h S ) n(s ) x0,5 ol (H S ) 0,0 ol x98 g/ol 9, g (HS ) 80% solução x (H S ) 80% V solução solução 9, 6,75g 0,8 6,75g Vsolução d,75 g / c ALTERNATIVA: B c H 0,0 ol 0. U frasco fechado conté dois gases cujo coportaento é considerado ideal: hidrogênio olecular e onóxido de nitrogênio. Sabendo que a pressão parcial do onóxido de nitrogênio é igual a /5 da pressão parcial do hidrogênio olecular, e que a assa total da istura é de 0 g, assinale a alternativa que fornece a porcentage e assa do hidrogênio olecular na istura gasosa. % b) 6% c) 8% d) 0% e) % P = P 5 N H Pela Lei de Dalton, teos: P X = P X 5 nn nh = n + n 5 n + n n TTAL N TTAL H N H N H N H = n Þ = Þ 5 M 5 M N H N H H M N N = (I) 5 M H N + H = 0 (II) (I) e (II): H M N + H = 0 5 M H Substituindo os valores das assas olares, teos: H 0 + H = 0 Þ 9 H + H = 0g 5,0 0 = 0 Þ = g H H percentual de H será: 00% = 0% 0 0. A reação quíica genérica XY te lei de velocidade de prieira orde e relação ao reagente X. À edida que a reação ocorre a ua teperatura constante, é ERRAD afirar que a constante de velocidade da reação não se altera. b) o tepo de eia-vida do reagente X peranece constante. c) a energia de ativação da reação não se altera. d) a velocidade da reação peranece constante. e) a orde de reação não se altera. Segundo odelo de ª orde: V= k[x] Assi, co o tepo, [x] cai, reduzindo a velocidade. 05. Barreiras téricas de base cerâica são epregadas e projetos aeroespaciais. Considere os ateriais a seguir: I. BN II. Fe III. NaN IV. NaSi0 V. SiC Assinale a opção que apresenta o(s) aterial(is) geralente epregado(s) coo coponente(s) principal(is) de barreiras téricas e projetos aeroespaciais. GGE RESPNDE 07 QUÍMICA

2 GGE RESPNDE Apenas I e V. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas III e IV. e) Apenas V. Trata-se de ua questão de nível anoral de dificuldade. aluno é obrigado a saber detalhes técnicos sobre projetos aeroespaciais. Ua cerâica deve ser forada por u sólido corante, o que exclui os itens II e IV nitrito de boro (BN), por sua vez, é u excelente condutor de calor. Por isso esse coposto tabé não pode ser utilizado coo barreira térica. bs: nitrito de boro e o carbeto de silício possue uitas propriedades e aplicações e cou, coo a elevada dureza e o uso coo abrasivos. Abos são sólidos corantes. 06. A adição de certa assa de etanol e água diinui a teperatura de congelaento do solvente e 8,6 C. Sabendo que a constante crioscópica da água é de,86 C-kg-oF, assinale a porcentage e assa do etanol nesta istura. 0,0%. b) 8,6%. c) 5,0% d),5%. e) 6,0%. Aditindo que o etanol não se ioniza e água tc Kc w i i 8,6,86 w w 0olal Há 0 ols de etanol para cada Kg de água Coo Metanol= 6g/ol então 60g de etanol para cada 000g de H 60 % etanol = 00,5 % 60 A curva I representa a titulação ácido forte-base forte, de odo que o valor de Ka>>. Assi pka ph 7,0 08. Considere duas soluções, X e Y, de u eso soluto genérico. A solução X te 9% e assa do soluto, enquanto a solução Y possui 8% e assa do eso soluto. Quer-se obter ua terceira solução, que tenha 0% e assa deste soluto, a partir da istura de u volue Vx da solução X co u volue VY da solução Y. Considerando que todas as soluções envolvidas exibe coportaento ideal, assinale a opção que apresenta a razão Vx/V CRRETA. /9. b) 9/. c) 9/. d) /9. e) 8/9. Aditindo que o volue da solução seja praticaente o volue do solvente puro: Para x: 9% 00 0,9 0,5 9 0,9 5 E da suposição d V x d Vx 9 d Vx 5 Para analogaente: ' 0,9 8 ' ' ' ' ' ' 0,08 0, e ' d V ' d V 9 para a istura teos: 9 8 d Vx d V ' 0% 00 0, ' ' d Vx d Vx d V d V Na figura ao lado são respectivaente apresentadas as curvas de titulação de 50 L de soluções aquosas 0, ol IF dos ácidos I, II e III, tituladas co ua solução aquosa 0, ol L - e NaH. Baseado nas inforações contidas na figura, assinale opção ERRADA. 9 9 V 8 5 V 0, Vx V 5 9 x 508 V 08 V V 500 V x x Vx + 00 V = 508 Vx + 08 V 6 V = 668 Vx Vx 6 0, V 668 SEM ALTERNATIVA ph Volue de titulante / L A constante de ionização do ácido III é aproxiadaente 0-9. b) A região W da curva de titulação do ácido II é ua região-tapão. c) No ponto X o ph da solução I é igual ao pka do ácido I. d) ponto Y é o ponto de equivalência do ácido II. e) No ponto Z, para todos os ácidos o ph só depende da quantidade e excesso de H - adicionada. 09. diagraa de van Arkel-Ketelar apresenta ua visão integrada das ligações quíicas de copostos binários, representando os três tipos clássicos de ligação nos vértices de u triângulo. s vértices esquerdo e direito da base corresponde, respectivaente, aos eleentos enos e ais eletronegativos, enquanto o vértice superior do triângulo representa o coposto puraente iônico. Co base no diagraa, assinale a opção que apresenta o coposto binário de aior caráter covalente. CC b) CN c) C d) N e) F GGE RESPNDE 07 QUÍMICA

3 GGE RESPNDE II VERDADEIR CH C H PC CH C C H P III VERDADEIR CH CH CH KMN quente C H C diagraa de Van Arkel-Ketelar perite avaliar o caráter da ligação quíica e copostos binários. caráter covalente é aior para substâncias que estão ais próxias do vértice do triângulo e que se localiza o flúor. bserve o diagraa abaixo, que reproduz o diagraa apresentado na questão:. E relação às funções terodinâicas de estado de u sistea, assinale a proposição ERRADA. A variação de energia interna é nula na expansão de n ols de u gás ideal a teperatura constante. b) A variação de energia interna é aior do que zero e u processo endotérico a volue constante. c) A variação de entalpia é nula e u processo de várias etapas e que os estados inicial e final são os esos. d) A variação de entropia é aior do que zero e u processo endotérico a pressão constante. e) A variação de entropia é nula quando n ols de u gás ideal sofre expansão livre contra pressão externa nula. A expansão livre de u gás ideal anté a teperatura constante, ocorrendo o auento de volue, naturalente auentando o estado de desorde olecular, ou seja, S > 0. ponto que representa cada substância é obtido quando são traçadas retas paralelas aos lados do triângulo passando pelos eleentos que fora a substância. Assi, a substância de aior caráter covalente é o F. 0. São feitas as seguintes proposições a respeito de reações quíicas orgânicas: I. Etanoato de etila co aônia fora etanaida e etanol. II. Ácido etanóico co tricloreto de fósforo, a quente, fora cloreto de etanoíla. III. n-butilbenzeno co peranganato de potássio, a quente, fora ácido benzóico e dióxido de carbono. Das proposições acia, está(ão) CRRETA(S) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas II. d) apenas II e III. e) I, II e III. I VERDADEIR CH C CH CH NH CH C NH CH CH H. A 5 C, o potencial da pilha descrita abaixo é de 0,56 V. Sendo E (Cu + /Cu) = + 0, V, assinale a opção que indica aproxiadaente o valor do ph da solução. Pt(s) H(g, bar), H + (aq, x ol L - ) Cu + (aq,,0 ol L - ) Cu(s) 6,5 b) 5,7 c),7 d),0 e),5 Reação: H( g ) H ( aq) e Cu (M ) e Cu ( aq) ( s) Usando equação de Nernst: o 0,059 [ H ] E E log n PH [ Cu ] 0,059 [ H ] 0,56 0, log 0, 0,059 log[ H ] 0, 0,059 ph ph,7. A pressão de vapor da água pura é de,8 torr a 5 C. São dissolvidos 0,0 g de cloreto de sódio e 00,0 g de água pura a 5 C. Assinale a opção que indica o valor do abaixaento da pressão de vapor da solução, e torr., b), c) 5,6 d),8 e), GGE RESPNDE 07 QUÍMICA

4 GGE RESPNDE PV KT W i PV 0 c) 0g / 58,5g / ol,7ol / kg 0,00kg i (q ) ( ) Wnacl KT M 8 0,08olal PV 0,08,7 0,06 PV d) PV 0,06,8 TRR, TRR. Considere que a decoposição do N5, representada pela equação quíica global N5 N + apresente lei de velocidade de prieira orde. No instante inicial da reação, a concentração de N5 é de 0,0 ol L- e a velocidade de consuo desta espécie é de 0,0 ol L- in-. Assinale a opção que apresenta o valor da constante de velocidade da reação global, e in-. 0,00 d) 0, b) 0,0 e) 0, c) 0,0 e) VN5 = K[N5] (ª rde) Quando: [N5] = 0,0M V N5 = 0,0 M/in Assi: K 0,0 M/in 0,0 Entretanto: Vreação VN o K[ N5 ] = 5 0, Min-[ N5 ] K Global Na etapa II (expansão adiabátic, vale: C Pk Vk P V, onde P. CV V Assi: Pk P V k Coo e V Vk, então : V V k V Pk P V V V k k 5. U otor pulso-jato é ua áquina térica que pode ser representada por u ciclo terodinâico ideal de três etapas: I. Aqueciento isocórico (cobustão). II. Expansão adiabática (liberação de gases). III. Copressão isobárica (rejeição de calor a pressão atosféric. Considerando que essa áquina térica opere co gases ideais, indique qual dos diagraas pressão versus volue a seguir representa o seu ciclo terodinâico. 6. Deseja-se depositar ua caada de 0,85 g de níquel etálico no catodo de ua célula eletrolítica, ediante a passage de ua corrente elétrica de 5 A através de ua solução aquosa de nitrato de níquel. Assinale a opção que apresenta o tepo necessário para esta deposição, e inutos., b),7 c) 5,9 d) 9, e) 7,0 Reação: Ni(aq + e Ni(s) ) Ni = 0,85g Ni = 0,85g 0,05 ol 58,7g / ML b) Q e.f nni x0,05 0,09 ol n e x F 0,09x96500C 798,5 C Assi: t = Q 798,5C 560 s 9, in i 5C / S GGE RESPNDE 07 QUÍMICA

5 GGE RESPNDE 7. Considere as seguintes proposições para espécies quíicas no estado gasoso: I. A energia de ionização do íon Be + é aior do que a do íon He +. II. oento dipolar elétrico total da olécula de XeF é aior do que o da olécula de XeF. III. A energia necessária para quebrar a olécula de F é aior do que a energia necessária para quebrar a olécula de. IV. A energia do orbital s do átoo de berílio é igual à energia do orbital s do átoo de boro. Das proposições acia, está(ão) CRRETA(S) apenas I. b) apenas I e IV. c) apenas II. d) apenas II e III. e) apenas IV. I. Verdadeiro. núero atôico do Berílio é aior que o do Hélio, logo a atração ao elétron é aior, logo necessita de ais energia. II. Falso. XeF te geoetria quadrado planar e XeF é linear, logo abos são apolares. III. Falso. apresenta duas ligações a sere quebradas e F apenas ua. IV. Falso. Berílio apresenta núero atôico diferente do Boro, logo energia diferente. ALTERNATIVA: A 8. Considere as proposições a seguir: I. A reação do ácido butanóico co a etilaina fora N-etilbutanaida. II. A reação do ácido propanóico co -propanol fora propanoato de propila. III. -etil-,-dietil-pentano é u isôero estrutural do,,,- tetraetil-pentano. IV. -propanol é u coposto quiral. Das proposições acia estão CRRETAS apenas I e II. b) apenas I, II e III. c) apenas II. d) apenas II, III e IV. e) apenas III e IV. I.F corre ua reação ácido-base forando-se u sal de aônio. II. V CH CH CH CH CH CH H III. V VI. F CH CH C CH CH CH H 9. Assinale a opção que indica a técnica de quíica analítica epregada e etilôetros (bafôetros) que utiliza dicroato de potássio. Calorietria. b) Densietria. c) Fotoetria. d) Gravietria. e) Voluetria. Nos bafôetros, o consuo de dicroato é analisado pela udança de cor de solução no processo de oxidação do álcool. Logo, a técnica é a fotoetria. 0. São feitas as seguintes proposições a respeito dos hidrocarbonetos cuja fórula olecular é C5H0: I. Existe apenas seis isôeros do C5H0. II. Pelo enos u dos isôeros do C5H0 é quiral. III. E condições abiente e na ausência de luz todos os isôeros do C5H0 são capazes de descolorir água de broo. Das proposições acia é (são) CRRETA(S) apenas I. b) apenas II. c) apenas ITI. d) apenas I e III. e) apenas II e III. I - Ao se considerar cicloalcanos, encontra-se ais isôeros. (Falso) II - (Verdadeiro) QUIRAL III - A alta estabilidade do ciclopentano ipede a reação co Br sob baixas teperaturas. (Falso) ALTERNATIVA: B. Gás cloro é borbulhado e ua solução aquosa concentrada de NaH a quente, obtendo-se dois ânions X e Y. Quais são estas espécies X e Y? b) Co a adição de solução aquosa de nitrato de prata poder-se-ia identificar estes ânions? Justifique sua resposta utilizando equações quíicas e descrevendo as características do(s) produto(s) forado(s). C ( 6H 5C C H( ) X Y H CH C CH H b) Si. Pois os íons Ag + foraria u precipitado branco co C. Ag C AgC(s) GGE RESPNDE 07 QUÍMICA 5

6 GGE RESPNDE. Abos os íons sulfeto e sulfito reage, e eio ácido, co o íon broato, provocando o apareciento de ua coloração no eio reacional. Escreva as equações quíicas balanceadas que representa as reações que provoca o apareciento de coloração no eio reacional. b) Escreva a equação quíica balanceada que representa a reação envolvendo o sulfito quando há excesso do agente redutor. Nestas condições, explique o que ocorre co a coloração do eio reacional. 5S 5S 8H H 8Br b) Co excesso de reduzindo o S Br S Br Br 5S 5S H H, o efeito redutor é ais pronunciado, Br a Br descolorindo a solução: Br Br S. Considere o polinôio p(x) = x - ( + )x + ( + )x - ( + )x +. Deterine os núeros reais a e b tais que p(x) = (x + ax + )(x + bx + ). b) Deterine as raízes de p( x). p p x x bx x ax abx ax x bx x x a bx abx a bx a b I ab ab b a b II I II a a b b) p a a b x x x x x 8 x x 8 7 i 7 x Logo as raízes de p(x) são: i 7 ir7,,,. Após inalar ar na superfície, ua pessoa ergulha até ua profundidade de 00, e apneia, se exalar. Desconsiderando as trocas gasosas que ocorre nos alvéolos pulonares, calcule a pressão parcial do nitrogênio e do oxigênio do ar contido no pulão do ergulhador. I Ao nível do ar, as frações dos gases nitrogênio e oxigênio são XN dadas, aproxiadaente, por: 0,8 e Xo 0,. A cada 0 de profundidade, a pressão auenta e at, logo, e 00, a pressão auenta e 0at. Devido à pressão PTTAL at abiente de at, Assi, P P X P 0,,at TTAL P P X P 0,8 6,8at N TTAL N N 5. Co base no fato de que o esalte dentário é sujeito à desineralização, explique coo se fora o ácido lático na saliva huana. b) coo o ácido lático provoca a desineralização. c) coo a uréia contida na saliva ajuda a proteger contra a desineralização do esalte dentário causada pelo ácido lático. ácido láctico é forado pela ferentação de açúcares por parte das bactérias. C6H 6 CH H b) esalte dentário é forado por hidróxi-apatita Ca 5 Ca( aq) H P 5 (H)(P ) (s) Na presença de ácido láctico, há u auento na quantidade de íons H, o que consoe H, e desloca o equilíbrio para a direita, o que destrói o esalte dentário. C) A uréia é ua substância ligeiraente alcalina. auento da [H - ] provoca o deslocaento do equilíbrio para a esquerda, protegendo o esalte. 6. Descreva a síntese da ureia, desenvolvida por Wöhler e 88, a partir do cianeto de prata, oxigênio olecular e cloreto de aônio. AgCN ( AgCN AgCN( aq) NHC ( aq) AgC ( s) NHCN( aq) 7. Considere que a radiação de copriento de onda igual a 7 n seja usada no processo de fotossíntese para a produção de glicose. Suponha que esta radiação seja a única fonte de energia para este processo. Considere tabé que o valor da variação de entalpia padrão da reação de produção de glicose, a 5 C, seja igual a +808 kjol -. Escreva a equação que representa a reação quíica de produção de u ol de glicose pelo processo de fotossíntese. b) Calcule a variação de entalpia envolvida na produção de ua olécula de glicose, via fotossíntese, a 5 C. c) Calcule a energia de u fóton de radiação co copriento de onda de 7 n. d) Quantos destes fótons (7 n), no ínio, são necessários para produzir ua olécula de glicose? GGE RESPNDE 07 QUÍMICA 6

7 GGE RESPNDE 6C ( + 6 H ( ) C6H (s) 6 6 ( H=+808 kj/ol b) ol = 6,0.0 MLÉCULAS 6,0.0 oléculas kj olécula...x 808 X= kj, kj 6,0.0 c) E=hf = h.c d) fóton..., J Y fótons..., J 8 6, =,66 0 J A partir destas inforações e considerando que se deseja obter, de fora segura, o áxio de trabalho por ciclo, quais deve ser a pressão e a teperatura no ponto de intersecção entre os processos I e II do ciclo terodinâico (vide Questão 5)? b) Na istura de gases que opera e cada ciclo há ua fração de cobustível, o qual te a reação de cobustão dada por: CH ( + ( C ( + H( e que Qv é o calor liberado a volue constante, por graa de etano. Considerando a capacidade calorífica olar a volue constante da istura de gases igual a 5 JK - ol -, qual é a assa de etano utilizada pelo ciclo projetado no ite anterior? Para o caso de trabalho áxio, podeos usar a relação de Carnot B Y= 0 fótons 8. Considere as reações quíicas reversíveis I e II: A C I. Br S Br S II. ( ( ( k K A respeito das reações I e II responda às solicitações dos itens a e b, respectivaente: Sabendo que a reação I ocorre e eio ácido e que a sua reação direta é sujeita à lei de velocidade dada por v K [Br ][S ][H ], expresse a lei de velocidade para a reação reversa. b) Calcule a constante de equilíbrio da reação II dadas as seguintes reações e suas respectivas constantes de equilíbrio: N ( hv ( N( N( ( ( ( ( g ) N ( ( K K eq eq,0x0,0x0 9 b) bserve que a reação II corresponde ao inverso da soa das reações dadas N( g ) N( ( g ) ( N( g ) N( ( g ) ( g ) ( ( g ) I Keq II Keq Q Qq Qq Q f f w TA TB TB TA TB TA Sendo assi, o trabalho será áxio quando aior for a diferença de teperaturas entre as fontes fria e quente Logo TB=00K Podeos ainda, ainda, usar que: P A P = B P B P B at TA TB b) A queia do etano correspondente ao calor na etapa I, que é a volue constante. Portanto: =.0.CH CH = 0,00g 0. Considere as substâncias o-diclorobenzeno e p-diclorobenzeno. Escreva as fórulas estruturais de abas as substâncias. b) Para abas as substâncias, forneça u noe sisteático diferente daquele inforado no enunciado. c) Qual das duas substâncias te aior ponto de ebulição? Justifique sua resposta. C C C K C I II Keq Keq ,5 0 b), diclorobenzeno, diclorobenzeno C 9. Sobre u otor pulso jato coo o apresentado na Questão 5, considere verdadeiras as seguintes afirações: I. A teperatura de fusão do aterial que copõe a câara de cobustão é 500 K, e acia de 00 K o aterial do otor coeça a sofrer desgaste considerável pelos gases de cobustão; II. aterial do otor resiste a pressões de até 0 at; II. otor opera, e cada ciclo terodinâico, co 0, ol de ua istura de gases co coportaento ideal, iniciando o ciclo e pressão atosférica e a teperatura de 00 K. c) s oentos de dipolo no, diclorobenzeno não se acuula, de fora que a olécula é polar. C C 0 GGE RESPNDE 07 QUÍMICA 7

8 GGE RESPNDE Já o, diclorobenzeno é apolar, pois: C 0 apolar C Logo o ponto de ebulição de, diclorobenzeno é aior que o do, diclorobenzeno. GGE RESPNDE 07 QUÍMICA 8