Instruções CURSOS. Nota

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1 PROCESSO SELETIVO 2008/1 9 de dezembro de 2007 CADERNO DE RESPOSTAS PROVA DISCURSIVA DE QUÍMICA CURSOS CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MINERAÇÃO, QUÍMICA LICENCIATURA E QUÍMICA INDUSTRIAL Istruções 1. Este cadero é destiado à trascrição das resostas defiitivas da rova discursiva de Química. 2. Este é o úico documeto que servirá de base ara a avaliação da rova. 3. Verifique se o cadero está comleto ou se há alguma imerfeição gráfica que ossa gerar dúvidas. Se ecessário, eça sua substituição ates de iiciar a rova.. Destaque a idetificação que está o rodaé desta caa. 5. Ates de resoder, leia cuidadosamete cada questão da rova. 6. As resostas deverão ser trascritas com caeta esferográfica de coro trasarete e de tita reta (coforme item 99 do Edital). 7. Na correção das rovas, serão cosiderados o coteúdo, a caacidade de estruturação lógica, a técica e a coerêcia, os termos do item 118 do Edital. 8. Coforme os ites 97 e 120 do Edital, NÃO serão corrigidas rovas resodidas a láis ou que coteham qualquer sial que ossibilite idetificar o(a) cadidato(a). OSERVAÇÃO: Os fiscais ão estão autorizados a forecer iformações acerca do reechimeto deste cadero de resostas. IMPRESSÃO DIGITAL Nota POLEGAR DIREITO POLEGAR ESQUERDO Destacar

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3 QUÍMICA 3 RESPOSTA DA QUESTÃO 1 a) A fusão ocorre quado uma substâcia assa do estado sólido ara o estado líquido. O estado sólido é caracterizado ricialmete elo arrajo esacial orgaizado de átomos ou moléculas, a uma distâcia relativamete equea. Já o estado líquido se caracteriza or uma maior liberdade de movimeto das moléculas ou átomos uma distâcia média um ouco suerior àquela do estado sólido. Portato ara assar ao estado líquido, os átomos ou moléculas do sólido devem romer as forças de atração existetes. Quato mais fortes as iterações, mais alta será a temeratura de fusão. Como ode ser visto a tabela e as figuras, o diamate é raticamete ifusível, já que a searação etre seus átomos evolve a quebra de ligações químicas. Para a fusão do grafite, basta que as camadas laas de átomos de carboo se searem. Como etre as camadas há aeas iterações de va der Waals e estas são mais fracas que ligações químicas roriamete ditas, o rocesso ode ocorrer a 600K. b) No diamate a hibridização dos átomos de carboo é s 3 e o grafite, s 2. No caso do grafite, a hibridização s 2 ermite a existêcia de ligações dulas alteradas com ligações simles, de forma semelhate ao que ocorre o bezeo. Dizemos que as dulas ligações se cojugam ao logo das camadas laas, ermitido o movimeto raticamete livre dos elétros esses laos. Por isso observa-se correte elétrica com a alicação de uma difereça de otecial. O mesmo ão se observa ara o diamate, ois a estrutura do mesmo ão existem elétros i caazes de se deslocarem or todas a estrutura, o que faz dessa substâcia um isolate. RESPOSTA DA QUESTÃO 2 a) Uma reação eletroquímica ocorrerá esotaeamete a direção em que resultar um otecial global da reação ositivo. Como ode ser visto a figura, o otecial de redução do ío Cu 2+ é maior que o otecial de redução do ío S 2+. Esera-se ortato que Cu 2+ sofra redução e S se oxide. Portato a reação de redução do S 2+ deve ser ivertida ara o cálculo do otecial da reação, como mostrado abaixo: Cu e - Cu E 0 = +0,337V S S e - E 0 = +0,10V Cu 2+ + S Cu + S 2+ E 0 = +0,77V Portato este deve ser o otecial aroximado observado o voltímetro. b) Como ode ser visto a reação escrita o item (a), o eletrodo de cobre gahará massa e o eletrodo de estaho erderá.

4 RESPOSTA DA QUESTÃO 3 a) Pela estequiometria da reação, 2 mols do âio cosomem 51 mols de O 2. Portato, o úmero de mols de oxigêio ode ser calculado como abaixo: 2 x 315 g do âio 51 mols de O 2 32,5 g do âio x mols de O 2 X = 2,63 mols de O 2 Através do úmero de mols, alicado a equação dos gases ideais, temos: RT V = P 1 1 2,63molx0,082atmLK mol x298k V = V=2,8 L 1,5atm b) A estrutura geérica de um detergete caracteriza-se or sua atureza afifílica, ou seja, existe uma cabeça olar e uma calda aolar. Quado essas substâcias são dissolvidas em água, formam-se estruturas micelares, que são aglomerados de moléculas, ode as cabeças olares estão voltadas ara a água e as caldas aolares estão voltadas ara o iterior da micela. A sujeira (artículas evolvidas or materiais gordurosos) migra ara detro da micela e desta forma odem ser trasortados, resultado o rocesso de limeza. [ RESPOSTA DA QUESTÃO a) Os calores de fusão ou vaorização são os valores de eergia ecessários ara afastar as moléculas os rocessos de mudaça de fase. Na assagem do estado sólido ara o líquido, a distâcia média etre as moléculas ão se altera sigificativamete, equato a assagem do líquido ara o gás as distâcias itermoleculares se alteram bastate. Portato, o último caso a eergia ecessária será maior. b) Na série observada o gráfico, a olaridade das moléculas aumeta do butao ara água. No caso do butao existem aeas iterações de va der Waals (ormalmete mais fracas). O éter etílico é olar e or isso areseta iterações diolo-diolo além das de va der Waals. Na água observa-se a reseça de ligações de hidrogêio, a mais forte detre essas iterações. RESPOSTA DA QUESTÃO 5 a) A equação balaceada ara a oxidação da glicose ode ser observada abaixo: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O Com base o texto, aeas 0% da eergia é emregada as cotrações musculares e ervosas. Os 60% restates maifestam-se como calor. Cálculo da eergia liberada a queima de glicose O volume de água que o atleta trasira é aquele ecessário ara cosumir 60% da eergia resultate da queima de 5 g de glicose. 180 g de glicose 2800 kj 5 g de glicose X X = 700 kj (equivalete a 100% da eergia liberada) Portato, 60% de 700 KJ corresode a 20 kj.

5 Cálculo do volume de água trasirado elo atleta H 2 O(l) H 2 O(g) H=0kJ mol g de H 2 O 0kJ Y 20kJ Y = 189 g de H 2 O Como a desidade da água é de aroximadamete 1g ml -1, o volume de água que o atleta deve trasirar, afim de que ão ocorra variação de temeratura corórea é de 189 ml. b) Trabalho muscular ecessário a subida da escada O trabalho ecessário ara subir a escada corresode à variação de eergia otecial do homem. W=mgh W=100 kg x 10 m s -2 x 10 m W= 10 J = 10 kj 0% 10 kj 60% Z Z=15 kj Cálculo da variação de temeratura caso ão ocorra trasiração Q=mc t t=q/mc t=1,5x10 J / 100 kg x x10 3 J kg -1 0 C -1 t 3,75x10-2 o C RESPOSTA DA QUESTÃO 6 a) Cosiderado que s rereseta a solubilidade do hidróxido de bário em mol L -1, temos: a(oh) 2 (s) H 2 O a 2+ (aq) + 2OH - (aq) Ks = [a 2+ ].[OH - ] 2 Ks = s.(2s) 2 Ks = s 3 Ks s= 3 s= 3 3x10 s= 3 75x10 6 s=,22x10-2 mol L -1 b) A equação balaceada ara a eutralização é: H 2 SO (aq) + a(oh) 2 (aq) aso (s) + 2H 2 O(l) Para exlicar o rocesso é ecessário observar que a solubilidade do sulfato de bário é muito meor que a do hidróxido de bário (baseado-se o valor do Ks). No oto de equivalêcia, todo o hidróxido de bário será covertido em sulfato de bário, o que sigifica que haverá uma dimiuição a codutividade da solução (dimiuição da itesidade do brilho da lâmada), devido à dimiuição de íos em solução. Logo aós a adição do rimeiro excesso de ácido sulfúrico, observar-se-á um ovo aumeto da lumiosidade. O oto ode a luz se aaga e volta a brilhar oderá ser usado como idicativo de que o oto de equivalêcia foi atigido.

6 RESPOSTA DA QUESTÃO 7 6 a) As lihas do gráfico reresetam otos de T e P os quais fases diferetes coexistem em equilíbrio. Acima do oto crítico (à direita da liha vertical otilhada), o gás ão ode coexistir com a fase líquida, mesmo em situações de alta ressão. Abaixo do oto crítico (à esquerda da liha vertical otilhada), as fases liquida e gasosa odem coexistir. Essa é a ricial difereça etre os coceitos de gás ou vaor. b) Pela aálise do gráfico ode-se afirmar que acima da ressão citada ocorre o feômeo de fusão e abaixo desse valor ocorre a sublimação. RESPOSTA DA QUESTÃO 8 a) A equação que rereseta o rocesso é: NH 3 (g) + H 2 O(l) feolftaleía NH + (aq) + OH - (aq) (vermelho) Como o detergete existe amôia, esta roduzirá um meio básico como reresetado a equação acima. Na reseça do idicador feolftaleía, a coloração vermelha aarecerá a roua. Na medida em que o temo trascorre, a amôia evaora, o que rovoca dimiuição do H. Isso exlica o desaarecimeto da macha vermelha. b) Os sabões aresetam NaOH em sua comosição. Ao cotrário da amôia, essa é uma base ão volátil. Ao lavar a roua com o sabão, sem ates lavar com água ara retirar a feolftaleía, haverá ovamete o aarecimeto da macha vermelha. RESPOSTA DA QUESTÃO 9 a) Cosidere que, P e CO2 são, resectivamete, úmero de mols de butao, roao e dióxido de carboo, (1) o valor da ressão ates da queima, (2) o valor da ressão deois da queima e (3) o úmero de mols de CO 2 em fução das quatidades de butao e roao iiciais (levado-se em cota o úmero de carboos da cadeia), temos: ( + )RT 1,25 = (1) V CO RT 0,5 = 2 (2) 8V 2 = + 3 (3) CO Dividido (1) or (2) temos: 1,25 ( = 0,5 + V )RT 8V x RT CO 2

7 ( + ) 8 2,5 = x () CO 2 7 Substituido (3) em () temos: 8( 2,5 = ) Rearrajado a última exressão temos: ( + 3 P + ) = 8 2,5 X + 3X = 3,2 Como X + X P = 1, temos: X + 3(1 X ) = 3,2 Logo, a fração molar de butao será dada or X = 0, 2 ou 20% b) Ao aumetar a temeratura, aumeta-se a eergia ciética média das moléculas. Como o volume é costate, a freqüêcia de colisões com a arede do reciiete aumeta, tedo como coseqüêcia um aumeto o valor da ressão. RESPOSTA DA QUESTÃO 10 a) b) 1-metil-2-itrobezeo ou 1-metil--itrobezeo