Processo de Seleção e Admissão aos Cursos de Mestrado e de Doutorado para o Semestre Edital n 002/PPGQMC/2014

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1 Processo de Seleção e Admissão aos Cursos de Mestrado e de Doutorado para o Semestre Edital n 002/PPGQMC/2014 EXAME DE SELECÃO PARA O MESTRADO Primeira Etapa: Provas de Química Analítica e de Físico-Química Parte-1: Caderno de Questões de Proposições Múltiplas Instruções: 1-) O candidato deverá devolver o caderno de questões ao término da prova. 2-) O candidato deverá inserir, na tabela da penúltima folha do caderno de questões, o valor relativo à somatória das alternativas consideradas corretas para cada questão. 3-) O candidato deverá preencher e assinar a penúltima folha do caderno de questões (esta folha não deve ser destacada). 4-) O candidato poderá destacar e levar consigo a última folha do caderno. Não é permitida a remoção de qualquer outra folha do caderno de questões. 5-) Todas as questões envolvem proposições múltiplas (somatórias), e a pontuação de cada questão será atribuída com base na quantidade de proposições corretas assinaladas pelo candidato. Acertos parciais serão considerados, se aplicáveis, para todas as questões da prova. Todavia, caso haja a marcação de uma ou mais proposições incorretas a questão não será pontuada.

2 Química Analítica Questão 01. Some a(s) alternativa(s) correta(s): (01) Uma célula galvânica utiliza uma reação química espontânea para gerar eletricidade enquanto uma célula eletrolítica requer uma fonte externa de energia elétrica para a sua operação. (02) Em voltametria, a aplicação de correntes em reações conduzidas em células eletrolíticas leva a alterações de potencial, que são medidas e representadas em um voltamograma. (04) Em cromatografia de íons, detectores de ionização em chama são utilizados para fornecer uma diferença de potencial associada à eluição de determinada espécie a partir da coluna cromatográfica. (08) Em espectrometria de absorção atômica, átomos livres, capazes de absorver radiação eletromagnética em frequências específicas, podem ser produzidos em chamas ou em atomizadores eletrotérmicos. (16) Em eletroforese capilar, espécies distintas são separadas através da migração em tubos capilares, sob ação de um campo elétrico. (32) A espectrometria de massa destina-se à análise e determinação de espécies orgânicas e inorgânicas, baseando-se na separação das espécies ionizadas com base na razão massa/carga de cada espécie. Questão 02. Com base nas informações da Tabela abaixo, some a(s) alternativa(s) correta(s): Ácido pka Bromoacético 2,9 Fórmico 3,74 Benzoico 4,2 Fenilacético 4,31 Butanoico 4,818 (01) Uma solução 0,01 mol L -1 de ácido fenilacético possui ph maior que uma solução 0,01 mol L -1 de ácido fórmico. (02) Uma solução de ácido benzoico 0,1 mol L -1 produziria uma concentração de íons H 3 O + superior à de uma solução de HCl de mesma concentração. (04) O ph de uma solução 0,100 mol L -1 de ácido fórmico será menor que o ph de uma solução de formiato de sódio de mesma concentração. (08) No ponto de equivalência de uma titulação de ácido bromoacético com NaOH, a solução adquire ph 7,0. (16) O ácido butanoico possui como base conjugada o íon butanoato, cujo valor de K b equivale a 6,58 x (32) A mistura de quantidades molares equivalentes de uma solução contendo ácido acético e de outra contendo ácido fenilacético resultaria em uma solução tampão.

3 Questão 03. Considere um experimento em que a uma solução contendo íons Cu 2+ são adicionadas gotas de NH 3 e HCl, individualmente, conforme os dados mostrado abaixo: Frasco Procedimento Resultado observado 1 Formação de Adição de 2 gotas de NH 3 0,1 mol L -1 precipitado gelatinoso 2 3 Adição de 20 gotas de NH 3 1,0 mol L -1 à mistura da etapa anterior Adição de 10 gotas de HCl 1,0 mol L -1 à mistura resultante da etapa 2 Solução adquire coloração azul Solução torna-se transparente Questão 04. Uma alíquota de 0,4105 g de uma amostra contendo Mg(OH) 2 (58,31 g mol -1 ) foi dissolvida em 30,0 ml de HCl 0,1154 mol L -1. O excesso de HCl foi, então, titulado com solução padrão de NaOH 0,1241 mol L -1, e foram requeridos 18,75 ml para que fosse visualizado o ponto final da titulação. Some as alternativas corretas: (01) O procedimento descrito caracteriza uma titulação de retorno, ou retrotitulação. (02) O negro de eriocromo-t poderia ser empregado como indicador para esta titulação. (04) A concentração de Mg(OH) 2 na amostra é de 16,1% m/v. (08) A amostra possui 1,38 mol kg -1 de Mg(OH) 2. (16) O excesso de HCl na solução após a adição da alíquota de 30,0 ml é de 1,15 mmol. (32) No ponto final da titulação de HCl com NaOH, a solução adquire ph < 6,0. Com base nas observações descritas na tabela, é correto afirmar que: (01) Na etapa 1, ocorre precipitação de Cu(OH) 2, em decorrência da produção de íons OH - a partir da dissociação de NH 3. (02) Na etapa 2, a coloração azul intensa é decorrente da formação de precipitado de [Cu(OH) 4 ] 2-, em função da adição de excesso de NH 3. (04) Na etapa 3, a coloração azul da solução desaparece em função da formação do complexo [CuCl 4 ] 2-, já que o ligante Cl - desloca o ligante OH do complexo com Cu 2+ (08) A coloração característica da solução obtida na etapa 2 é decorrente da formação de complexos de Cu 2+ com NH 3, como [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+. (16) Na etapa 3, a adição de HCl à solução resulta no consumo de NH 3 livre que se encontra em equilíbrio com os íons complexos, resultando em deslocamento de equilíbrio com consequente dissociação dos complexos formados entre Cu 2+ e NH 3. (32) A adição de gotas de HNO 3 à mistura obtida na etapa 1 resultaria na dissolução do precipitado.

4 Físico-Química Questão 05. O tempo de meia-vida no processo de decaimento radioativo de primeira ordem do 90 Sr é de 28,1 anos a 36,6 C. Suponha que 1,00 g deste elemento foi ingerido por uma criança recém-nascida. Qual é a massa de 90 Sr que restará no corpo deste indivíduo quando ele tiver cinco anos? (assuma que nada se perca metabolicamente). Responda fornecendo a soma das alternativas que correspondem ao valor correto: (01) 0,821 g. (02) 884 ng. (04) 0,884 g. (08) 0,715 g. (16) 821 ng. (32) 715 ng. Questão 06. As figuras abaixo representam como a pressão do gás ideal varia com o volume e a temperatura. Responda fornecendo a soma das alternativas corretas em relação a este modelo: (01) As curvas da figura (A) são isotérmicas e da (B) são isocóricas. (02) O coeficiente angular das curvas da figura (A) equivale ao produto nrt. (04) O coeficiente angular das curvas da figura (B) equivale ao produto R/nV. (08) A figura (A) mostra que a dependência da pressão com o recíproco do volume é linear, tal como previsto pela Lei de Boyle. (16) A figura (A) mostra que a dependência da pressão com a temperatura é linear, tal como previsto pela Lei de Raoult. (32) O conjunto de curvas das figuras (A) e (B) evidencia que a pressão aumenta com a temperatura e diminui com o aumento do volume. Questão 07. Considere, no clássico experimento de uma haste de ferro metálico com uma solução concentrada de HCl(aq), a reação completa de 56,0 g de 56 Fe(s), mas em duas situações: (a) um recipiente sem tampa, ao nível do mar e a 25 ºC e (b) um recipiente fechado de volume constante. Em relação ao trabalho produzido pela expansão do gás formado, responda fornecendo a soma das alternativas corretas: (01) O w realizado pelo sistema em (b) é zero. (02) O w realizado pelo sistema em (a) é -207 J. (04) O w realizado pelo sistema em (a) é zero. (08) O w realizado pelo sistema em (b) é -128 J. (16) O w realizado pelo sistema em (a) é -1,28 kj. (32) O w realizado pelo sistema em (a) é -2,5 kj. Questão 08. Alguns conceitos importantes da Físico-Química de Colóides estão erroneamente descritos nas afirmações abaixo. Responda fornecendo a soma das alternativas corretas: (01) Uma amostra de nanopartículas de prata dispersas em água é uma solução coloidal. (02) Em um colóide liofóbico, a fase dispersante é sempre aquela que existe em maior quantidade. (04) Embora o leite de caixinha contenha no rótulo o termo UHT, onde o H significa Homogeneizado, este é uma mistura heterogênea. (08) Uma solução do polímero hidrossolúvel PEO(aq) é uma solução coloidal, pois é um colóide liofílico. (16) A nuvem e a espuma de barbear são exemplos de aerossóis, isto é, dispersões de líquidos no ar. (32) As emulsões o/w e w/o são dispersões coloidais e são termodinamicamente instáveis. w pdv U q w d[ A] v k[ A] dt pv = nrt Formulário: 1 atm = Pa = 760 mmhg 1 L = 1 dm 3 R = 8,314 J K -1 mol -1 = 0,0821 atm dm 3 K -1 mol -1

5 Processo de Seleção e Admissão aos Cursos de Mestrado e de Doutorado para o Semestre Edital n 002/PPGQMC/2014 EXAME DE SELECÃO PARA O MESTRADO Prova de Química Analítica - Respostas Questão 01 Questão 02 Questão 03 Questão 04 Prova de Físico-Química - Respostas Questão 05 Questão 06 Questão 07 Questão 08 Nome do Candidato (em LETRA DE FORMA) Assinatura

6 Processo de Seleção e Admissão aos Cursos de Mestrado e de Doutorado para o Semestre Edital n 002/PPGQMC/2014 EXAME DE SELECÃO PARA O MESTRADO GABARITO PARA CONFERÊNCIA (esta folha pode ser destacada) Prova de Química Analítica Questão 01 Questão 02 Questão 03 Questão 04 Prova de Físico-Química Questão 05 Questão 06 Questão 07 Questão 08