de Na (%) Quantidade remanescente 0 46 Tempo (h)

Transcrição

1 Informações de Tabela Periódica Elemento H C N F Al P S Cl K Cu Massa atômica (u) ,5 9 6,5 Número atômico Constantes: Constante de Faraday = C mol K w 1, a 5 º C R 1,987 cal mol K 8,1 J mol K 0,08 atm Lmol K 0 Potencial-padrão de redução: Ered Ag Ag 0,80V Constante do produto de solubilidade K ps do cloreto de prata: K ps 1,8 10 In 0,69 In 1,099 In5 1, Questão 01 Considere o decaimento radioativo do Na como um processo cinético de 1ª ordem, conforme mostrado no gráfico abaio. Quantidade remanescente de Na (%) Tempo (h) Para este radioisótopo, determine: A) a constante de decaimento, k ; e B) o tempo de meia-vida, em horas. kt a) mm0 e k e 1 ln 6k 100 ln ln ln100 6k 0,69 1,099,0 6 k k 0,06h 1 b) ln p k 0,69 p 0,06 p 15 h

2 Considere 0 ml de uma solução 0,015 mol/l de Ag, em água, contida em um recipiente. Titula-se essa solução com KCl 0,010 mol/l, a uma temperatura de 5 º C, até que seja atingido o ponto de equivalência. Um dispositivo é montado, de modo que um eletrodo de prata seja mergulhado nessa solução e o seu potencial medido em relação a um eletrodo-padrão de hidrogênio (EPH). Calcule: a) o volume de KCl necessário para atingir o ponto de equivalência; b) o potencial quando a concentração de Ag 5 na solução for equivalente a e molar, onde e representa o número de Neper; e c) o potencial no ponto de equivalência. Questão 0 0 ml de Ag 0,015 mol/l correspondem a 0,6 mmol de Ag Como a reação é 1:1 Ag aq Cl (aq) AgCl(s) São necessários 0,6 mmol de Cl, ou seja, 0,6 mmol de KCl (aq) Como a solução de KCl é 0,01 mol/l, o volume necessário é: 0,6 mmol 60 ml (a) 0,01 mol/l Vamos estabelecer a equação de Nernst, usando logaritmos neperianos: 0 RT E E ln Q c nf RT Usando os dados da prova,,57 10 F 0,57 10 Assim, E E ln Q c n 0 0 Como Ag ( aq) e Ag E 0,80V 0 Temos n 1 e E 0,80 V 1 Q c Ag item (b) estabelece Ag e 5. Logo, Q 5 c e. 5 Assim: E 0,80,57 10 ln e 0,80, ,67V No item (c) temos uma solução saturada em AgCl, resultante da precipitação de. Ag 1, Logo, Qc ,8 Assim, 5 10 E 0,80,57 10 ln 0,80, , 0,51V 1,8 k 10 AgCl Como ps AgCl 1,8 10, Questão 0 Escreva as fórmulas das substâncias estáveis, nas CNTP, formadas apenas pelos elementos especificando os tipos de ligações químicas envolvidas. A, D e E Considerando as condições propostas e as características eletromagnéticas de cada tipo de ligação, tem-se os seguintes compostos formados: AD(s) composto iônico D (g) substância molecular A (s) n substância metálica Eg gás monoatômico, sem ligação química. Deve-se salientar que o isótopo curto. D é radioativo e, portanto, as substâncias das quais ele faz parte podem ter um período de vida bs.: E por ser gás nobre é estável na forma monoatômica.

3 Um gás possui uma faia de efusão que corresponde a 5,0% da taa do gás hidrogênio. Uma massa m desse gás, que ocupa um volume de 1, 00 L a 1, 00 atm e a 9,5 º C, é a mesma de sulfanilamida, um soluto não volátil, dissolvida em 100 g de acetona. Se a pressão de vapor da acetona pura a 9,5 º C é 00 mmhg, calcule: A) a massa m ; e B) a pressão de vapor da solução de sulfanilamida NS 6 8 em acetona à mesma temperatura. Questão 0 a) v H MM gás MM gás 16 g/mol v gás MM ( H ) m pv RT MM pv MM 11 m 1, 5g RT 0,008 1,5 b) A solução tem a proporção de 1,5g de sulfanilamida em 1000g de acetona. 1,5g 7,7 10 mol de sulfanilamida 17g/mol 1000g 17, mol de acetona 58g/mol A fração molar de sulfanilamida é: 7,7 10,0 10 7, , Assim, p, mmHg 1,68 mmhg Logo, a pressão de vapor da solução é 98, mmhg Questão 05 poli(vinil-butiral) ou PVB é produzido a partir do poli(acetato de vinila) ou PVA em duas etapas. Na primeira, ocorre a alcóolise básica do PVA com metanol, gerando um precipitado de poli(álcool vinílico) ou PVAl. Na segunda, o PVAl dissolvido em água quente reage com butanal na presença de ácido sulfúrico, dando origem a um precipitado de PVB, cujo mero (estrutura que se repete) não possui hidroila livre. a) Escreva as fórmulas estruturais dos polímeros I e II da rota sintética abaio. Etapa 1: ( HC C ( + H Base () I + C Etapa : I HS nc H II nh 7 b) Num processo de bancada, similar ao descrito anteriormente, utilizam-se 17 g de um PVAl que apresenta razão massa de PVA1 g 58. Sabendo-se que % das hidroilas reativas deste PVAl número de mols de hidroila reativa mol permanecerão inertes, gerando-se assim, em (II), um copolímero de PVAl e PVB, determine a fração mássica de PVB no copolímero formado.

4 a) H C C ba s e H b) H a 7 Nº (H) inerte: 0, 100 =,0 mol,0 mol PVAI Massa mol g/ mol = 1056 g Nº (H) que reage = 100 0,7 = 7,0 mol b Para cada mol H 1 mol PVB,8mol H 1.1 mol PVB massa PVB = 1,1 mol 1 g/mol = 161,88 g massa (PVB) %PVB massa total 161,88 PVB 100% (161,88 1,68) PVB 8,6% Estrutura do copolímero Questão 06 Um tubo vertical graduado, dotado de um êmbolo de peso não desprezível e sem atrito e de um dispositivo elétrico para produzir centelhamento, contém uma mistura gasosa composta de amônia NH e fosfina PH em equilíbrio térmico. Introduz-se, então, um volume de oigênio gasoso que contém apenas a massa necessária para a oidação estequiométrica dos reagentes presentes. Após a estabilização à temperatura original, o deslocamento do êmbolo indica um aumento de volume de 150 cm. Provoca-se o centelhamento elétrico e, após o término da reação de combustão e o retorno à temperatura inicial, identifica-se um volume parcial de 0,0cm de nitrogênio gasoso. Considerando que os únicos produtos reacionais nitrogenado e fosforado são, respectivamente, nitrogênio gasoso e pentóido de difósforo, determine o volume da mistura original, antes da introdução do. Sejam a o volume de NH e b o volume de PH na mistura inicial. Determine o volume de necessário à oidação estequiométrica: NH N H V V

5 a a NH N H V V PH P s 5 H V V b y y b Logo, o volume de colocado 150cm corresponde a a b. Como o volume parcial de N é 0cm : V V a a a 0 a 0cm 0 b b 150 b 60cm Volume de mistura inicial: 100cm Questão 07 A reação de 1g de fósforo branco com uma solução de ácido nítrico gera óido nítrico e 98 g de ácido fosfórico. Sabendo que o rendimento da reação é100%, determine o grau de pureza do fósforo. Semi reações. idação: 16H P HP H 0e Redução: e H HN N H Igualando os elétrons, tem-se: 8H P 1HP 60H 60e 60e 60H 0HN 0N0H Global: 0HN 8H P 1HP 0N Portanto: 1g de P 198g de H P m 98g m 1g de P Logo: 1g da amostra 100% 1g do P 5% de pureza Questão 08 Considere um recipiente adiabático conforme a ilustração abaio, no qual 1000 g de uma solução aquosa de NaH, a 0% em massa, e a uma temperatura inicial t i o 5 C temperatura. Calcule a temperatura t f da solução após a diluição. Dados:, são diluídos a 0% em massa, com água à mesma 5

6 o - Para o sistema NaH água a 5 C : 1o 1 a 0% :H 10 J / g de solução; c P 5, Jg.. C 1o 1 a 0% :H 76 J / g de solução; c P 6, Jg.. C 1o 1 - Calor específico da água líquida: c P 18, Jg.. C o - Estado de referência para entalpia: água líquida a 0 C t i = 5 C H 5 C t f =? NaH 0% Recipiente termicamente isolado NaH 0% Recipiente termicamente isolado Calculo da massa de água que é necessário acrescentar: 1000g a 0%: 00g NaH 700g H 00g de soluto requerem 100g da água para que a solução seja 0% : 00g de NaH em 1500g de solução Logo, é necessário acrescentar 500g de H. 1000g a 0% 10J/g 1000g J 1500g a 0% 76 J/g 1500g J Assim, Q J Q mcθ =1500,6 θ θ 18ºC, Temperatura final: 6, 8ºC bs: A dissolução do NaH é eotérmica, logo haverá aumento de temperatura. A adição de brometo de hidrogênio a propeno, na ausência de peróidos, gera como produto principal o - bromopropano (adição Markovnikov). Entretanto, a mesma adição, na presença de peróidos, leva principalmente à formação do 1-bromopropano (adição anti-markovnikov). Proponha um mecanismo adequado para cada uma destas reações e eplique a diferença observada com base nesses mecanismos. Questão 09 Aneo: Mecanismo de Markovnikov: 6

7 Mecanismo de anti-markovnikov: Nas duas reações os produtos formados são aqueles relacionados a formação do intermediário de maior estabilidade que corresponde ao carbocátion secundário (mecanismo iônico) e ao radical secundário (mecanismo radicalar). Dentre os produtos da reação de hidrólise total do composto abaio, um reage com bromo em tetracloreto de carbono a 5ºC para gerar, como produto, uma mistura de dois isômeros; outro reage com ácido nítrico em presença de ácido sulfúrico, produzindo ácido pícrico. Com base nessas informações, determine as estruturas dos produtos de todas as reações mencionadas. N N H Questão 10 N N N NH N N H + H H + NH Reação com Br/ CCl. NH NH NH + Br CCl 5 C + Br Br Br Br Nitração em meio Sulfúrico. N H H S + H N N H N N N 7

8 Professores Adair Daniel Dalton Franco Everton Gildão Nelson Thé Tostes Welson Colaboradores Aline Alkmin Carolina Chaveiro José Diogo Lilian Resende Rubem Fraga Digitação e Diagramação Daniel Alves João Paulo de Faria Valdivina Pinheiro Desenhistas Leandro Bessa Rodrigo Ramos Vinicius Ribeiro Projeto Gráfico Vinicius Ribeiro Assistente Editorial Valdivina Pinheiro Supervisão Editorial José Diogo Rodrigo Bernadelli Marcelo Moraes Copyright limpo01 A Resolução Comentada das provas do IME poderá ser obtida diretamente no LIMP Pré-Vestibular, ou pelo telefone (6) As escolhas que você fez nessa prova, assim como outras escolhas na vida, dependem de conhecimentos, competências, conhecimentos e habilidades específicos. Esteja preparado. 8