PROVA ESCRITA DE QUÍMICA. PRIMEIRA PARTE - QUESTÕES DISCURSIVAS (70 pontos)

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2 COLÉGIO PEDRO II DIRETORIA GERAL SECRETARIA DE ENSINO CONCURSO PÚBLICO PARA PROFESSORES DE ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO = 2002 = PRIMEIRA PARTE - QUESTÕES DISCURSIVAS (70 pontos) Responda às questões propostas, atendo-se ao espaço delimitado. A Tabela de Classificação Periódica encontra-se no final da prova. 1 a QUESTÃO: Baseando-se na teoria dos orbitais moleculares, justifique a inexistência da molécula de berílio no estado fundamental (Be 2 ). 2 a QUESTÃO: O potássio é encontrado em adubos químicos, vidros e etc., e o selênio, em xampus anticaspa. Estes elementos estão localizados no quarto período da tabela de classificação periódica. Justifique a diferença no tamanho dos átomos destes elementos. 3 a QUESTÃO: Utilizando-se do conhecimento de ligações químicas, justifique a diferença de solubilidade do hidróxido ferroso e do hidróxido férrico. 4 a QUESTÃO: O azul de bromotimol é um indicador que assume coloração azul em meio básico ou neutro, e amarela em meio ácido. Ao adicionarmos um pedaço de gelo seco a um becker contendo água e azul de bromotimol, o sistema adquire uma determinada coloração. Utilize uma equação química para justificar a coloração obtida e identifique a faixa de ph. 5 a QUESTÃO: A água sanitária possui efeito bactericida, fungicida e alvejante, sendo usada no tratamento de água e limpeza. A sua fabricação é realizada por meio da reação do cloro com soda cáustica produzindo hipoclorito de sódio, cloreto de sódio e água. a) Identifique o agente oxidante e o agente redutor. b) Qual é a soma dos menores coeficientes inteiros dos reagentes na equação quimica?

3 6 a QUESTÃO: "Cold Comfort " (saco frio) são sacos fechados, cheios com água, no interior de um outro saco contendo nitrato de amônio. Quando se aperta firmemente o conjunto, o saco interno se rompe e a água e o nitrato de amônio se misturam. 80 g de nitrato de amônio foram dissolvidos em água suficiente para se obter 1,0 L de solução. Sendo o H de dissolução igual a 26 Kcal.mol -1 e o calor específico da solução aquosa de nitrato de amônio igual a 1 cal. g -1. o C -1, determine de quantos graus Celsius a temperatura da solução foi aumentada ou diminuída. Considere a densidade da solução igual a da água, isto é: 1g. ml a QUESTÃO: Uma pilha de combustível é um dispositivo que converte em eletricidade a energia da reação entre um combustível e um oxidante. Não é necessariamente uma pilha reversível; os reagentes são proporcionados à pilha por uma fonte externa, na medida da necessidade. A pilha combustível mais conhecida é a de hidrogênio-oxigênio usada nos programas das naves Gemini, Apollo e do Ônibus Espacial. Considere as semi - equações a seguir: 2H 2 O (g) + 2e - H 2(g) + 2 OH - (aq) E 0 = - 0,83 V 2H 2 O (g) + O 2 (g) + 4 e - 4 OH - (aq) E 0 = + 0,40 V Escreva a equação global da pilha, indicando as semi-equações do ânodo, do cátodo e calcule a ddp correspondente. 8 a QUESTÃO: A cinética da redução do NO (g) pelo H 2 (g) formando N 2 (g) e H 2 O (g) foi estudada a 904 o C, obtendo-se os dados a seguir: Concentração dos reagentes(mol.l -1 ) Velocidade de formação do N 2 (g) (mol.l -1.s -1 ) NO (g) H 2 (g) 0,420 0,122 0,1356 0,210 0,122 0,0339 0,210 0,244 0,0678 0,105 0,488 0,0339 Determine a velocidade de formação do N 2 (g), no instante em que as concentrações, mol.l -1, do NO (g) e do H 2 (g) são respectivamente 0,400 e 0,200.

4 9 a QUESTÃO: Uma indústria de produtos de limpeza elimina como resíduo "água amoniacal". Com o objetivo de determinar a concentração de amônia (NH 3 ) neste despejo, um técnico químico procedeu à seguinte análise: Retirou uma amostra de 10,0g de "água amoniacal," ferveu com NaOH em excesso e toda a amônia produzida foi recolhida em 60,0 ml de solução 0,45 mol. L -1 de H 2 SO 4. O ácido sulfúrico em excesso, isto é, o que não foi neutralizado pelo NH 3, consumiu exatamente 10,0 ml de solução 0,40 mol.l -1 de NaOH para sua total neutralização. Determine a porcentagem de amônia na "água amoniacal " analisada. 10 a QUESTÃO: Recentemente, por ter sido localizado em muitas habitações, o gás raro Radônio tornou-se centro de muita atenção. O Radônio-222 emite partícula α e tem meia vida de 3,82 dias. Escreva a equação nuclear do processo de desintegração e calcule o tempo necessário para que uma amostra deste radionuclídeo reduza sua atividade a 6,25% da atividade original. 11 a QUESTÃO: No Ensino Médio, é comum os professores afirmarem que a adição de hidrácidos halogenados a alcenos segue a regra de Markovnikov. Porém, a adição de ácido bromídrico em presença de peróxidos é uma exceção a esta regra. Indique, em etapas, o mecanismo de reação que justifique a inversão à regra de Markovnikov. 12 a QUESTÃO: Considere a seqüência reacional abaixo onde X, Y e Z são os principais produtos orgânicos formados: KMnO 4 H 2SO 4 X + Y X + OH H + a quente Z Sabendo-se que Z corresponde a um isômero funcional de um ácido carboxílico, escreva: a) a fórmula estrutural plana de um isômero funcional de Y de cadeia normal. b) a nomenclatura, de acordo com a IUPAC, para o composto Z. 13 a QUESTÃO:

5 Um laboratorista recebeu uma seqüência de reações a serem efetuadas. Porém, parte desta seqüência estava ilegível, o que não o impediu de realizar seu trabalho, já que tinha bom conhecimento químico. Indique a fórmula estrutural plana dos compostos orgânicos que o referido laboratorista deduziu serem as lacunas A, B e C na seqüência reacional abaixo indicada. O A H 2 O OH HCl B O - refluxo C 14 a QUESTÃO: Indique, esquematicamente, as diversas operações de uma síntese laboratorial possível, para obtenção do m-bromo-clorobenzeno, a partir do benzeno, com o auxílio de quaisquer reagentes inorgânicos necessários. SEGUNDA PARTE - DISSERTAÇÃO (Valor: 30 pontos)

6 Desenvolva o tema sorteado sob a forma de Dissertação, em duas etapas que contemplem: a) o seu conhecimento pleno do assunto. b) O conteúdo abordado no Ensino Médio, estabelecendo uma relação direta da aplicação dos conceitos fundamentais visando a contextualização do assunto. Você deve utilizar, no mínimo, três e, no máximo, cinco páginas. Se desejar, utilize as folhas para rascunho, sem destacá-las do corpo da prova. Entretanto, para efeito de avaliação, o rascunho não será considerado. TEMAS PARA DISSERTAÇÃO 1. Ligações Químicas. 2. Classificação Periódica. 3. Funções da Química Inorgânica. 4. Soluções. 5. Equilíbrio Químico. 6. Eletrólise. 7. Termoquímica. 8. Isomeria. 9. Substituição Aromática Eletrofílica. 10. Acidez e Basicidade em Moléculas Orgânicas.