Simulado de Conhecimentos Específicos

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1 1A 1 1 H 1,0 3 Li 7,0 11 Na 3,0 19 K 39,0 37 Rb 85,5 55 Cs 133,0 87 Fr (3) A 4 Be 9,0 1 Mg 4,0 0 Ca 40,0 38 Sr 88,0 56 Ba 137,0 88 Ra (6) Elementos de Transição 3B 4B 5B 6B 7B 8B 1B B A 4A 5A 6A 7A 178,5 181,0 184,0 186,0 190,0 19,0 195,0 197,0 01,0 04,0 07,0 09,0 (10) (10) () ,0 11,0 1,0 14,0 16,0 19,0 0,0 45,0 48,0 51,0 5,0 55,0 56,0 59,0 59,0 63,5 65,0 70,0 73,0 75,0 79,0 80,0 89,0 91,0 93,0 96,0 (99) 101,0 103,0 106,0 108,0 11,0 115,0 119,0 1,0 18,0 17,0 131, Série dos Lantanídios Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Série dos Actinídios (66) (61) (6) (63) (6) (65) He B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar 7,0 8,0 31,0 3,0 35,5 40, Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Tabela Periódica CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS (COM MASSAS ATÔMICAS REFERENTES AO ISÓTOPO 1 DO CARBONO) Unq Unp Unh Uns Uno Une 84,0 Número Atômico Símbolo Massa Atômica ( ) = Nº de massa do isótopo mais estável Série dos Lantanídios La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 138, ,0 144,0 (147) 150,0 15,0 157,0 159,0 16,5 165,0 167,0 169,0 173,0 175,0 Série dos Actinídios Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr (7) 3,0 (31) (38) (37) (4) (43) (47) (47) (51) (54) (53) 101 (56) 10 (53) 103 (57) 3 1 Dados: Constante de Avogadro = 6,0 10 átomos.mol Produto iônico da água, K, a 5 ºC = 1,0 10 W 14 F = Coulombs 1 1 R = 0,08 atm.l.mol.k Nome: Sede: Turma: - 1 -

2 01. (UFPA/006) No Brasil a gasolina vendida nos postos de combustíveis deve conter 5% de álcool anidro (teor mínimo de etanol de 99,5%). Porém, em testes feitos na UFPA, constataram-se casos de adulteração da gasolina pela adição de álcool hidratado (teor de etanol = 94%). Diversos testes, como a destilação fracionada, são realizados permanentemente para o controle da qualidade dos combustíveis. Considerando o texto acima e as situações descritas abaixo, faça o que se pede: a) No experimento representado pela figura abaixo, bolinhas idênticas foram adicionadas a volumes iguais de gasolina, adulterada e não adulterada, em recipientes idênticos, A e B. Com base no exposto, identifique em qual dos recipientes (A ou B) está a gasolina adulterada. Justifique sua resposta. (Até 4,0 pontos) b) Na análise de uma amostra de gasolina por destilação fracionada, foram obtidas, dentre outras, três substâncias: 3-metilhexano;,,4-trimetil-pentano (isooctano) e n-octano. Escreva a ordem em que foram coletadas as três substâncias no processo de destilação fracionada. Justifique sua resposta. (Até 6,0 pontos) a) Na gasolina adulterada (etanol a 94%) a densidade (0,81 g/ml) da mistura líquida é superior àquela encontrada para a gasolina não adulterada (0,75 g/ml). Desta forma, quando o combustível estiver adulterado, a bolinha encontrará um líquido de densidade maior e, portanto, deve ficar localizada numa região de menor profundidade. Logo, a gasolina adulterada está na amostra A da figura. b) A ordem de obtenção das substâncias é, respectivamente, 3-metil-hexano,,,4-trimetil-pentano e n-octano. Os compostos serão destilados conforme for mais fácil sua alteração do estado líquido para o gasoso. No caso destes hidrocarbonetos, o de menor massa molar (3-metil-hexano) apresenta menor ponto de ebulição e assim passará primeiro à fase gasosa. Para aqueles com mesma massa molar, a presença de ramificações diminui a quantidade de interações, fazendo cair o ponto de ebulição. Logo, o,,4-trimetil-pentano (ramificado) é destilado antes do n-octano. 0. (UFPA/005) Para separar uma mistura de tolueno e ácido benzóico, um estudante realizou as seguintes operações: 1. solubilizou a mistura em clorofórmio (CHCl 3) e transferiu para um funil de separação contendo solução aquosa de NaOH a 5%;. após agitar e aliviar a pressão no funil, deixou o sistema em repouso e observou a formação de duas fases, I e II, como mostrado abaixo. Estruturas do ácido benzóico e do tolueno: Dados: Densidade (g.cm -3 ) CHCl 3 = 1,49 e H O = 1,0 Com auxílio das informações fornecidas, faça o que se pede: a) Identifique as fases orgânica e aquosa e justifique de qual dessas fases o tolueno poderá ser recuperado (Até 06 pontos) b) Escreva a equação química representativa da reação que ocorre no experimento. (04 pontos) a) O funil da figura apresenta um sistema heterogêneo no qual a fase II é mais densa que a fase I. Deste modo, a fase I corresponde à água (d = 1,0 g/ml), enquanto que a fase II representa a parte orgânica (CHCl 3 ) cuja densidade do solvente é 1,49 g/ml. Uma vez que o tolueno é um hidrocarboneto, sua natureza polar é muito fraca, o que dificulta em muito sua solubilização em água (polar). Logo, o tolueno poderá ser recuperado da fase na qual esteja mais presente, ou seja, na fase II. b) No experimento, o ácido benzóico (espécie polar) será solubilizado na fase aquosa. Nela, entra em contato com NaOH (aq) e assim haverá uma reação de neutralização do tipo ácido-base, que pode ser equacionada como mostrado abaixo. (aq) + NaOH (aq) H O (l) + Na(aq) - -

3 03. (CHRISTUS/009) A energia livre padrão da reação, representada pela equação: SO (g) + O (g) SO 3 (g) à temperatura de 5 0 C é igual a 14 kj.mol 1. Em um dado instante, a pressão parcial de cada gás é igual a 10,0 bar. Responda: a) Qual a energia livre da reação, nas condições citadas? (04 pontos) b) Nas condições mencionadas, o sistema está em equilíbrio? Em caso negativo, qual a direção espontânea da reação? Justifique. Dados: R = 8,3J/mol.K; ln x =,303 log x (Até 06 pontos) a) A variação de energia livre ( G) de uma reação é dada pela expressão G = G 0 + RTlnQ. A 5ºC (98K), o valor de G pode ser encontrado como mostrado abaixo. G = G 0 + RTln p (SO 3 ) ::: G = RT x ln 100 ::: G = ,3 x 98 x,303log0,1 P (SO ) x p(o ) 100 x 10 G = ,4 ::: G = ,4 J/mol ::: G 147,7 kj/mol b) Para haver equilíbrio é preciso G = 0, o que não é o caso. Quando G é negativo significa que o processo ocorre de maneira espontânea, portanto a reação caminha no sentido dos reagentes para os produtos, ou seja, o sistema favorece o sentido direito do processo. 04. (CHRISTUS/009) Considere a reação eletroquímica, dada pela equação: Cl (g) + Br (aq) Cl (aq) + Br (l) Determine para a reação: a) O agente oxidante. (0 pontos) b) A fem padrão da célula. (03 pontos) c) Se a constante de equilíbrio é maior ou menor do que um. (Até 05 pontos) Dados: Cl (g) + e Cl (aq) E 0 = + 1,36V Br (l) + e Br (aq) E 0 = + 1,09V a) Cl (g), pois experimenta processo de redução e promove a oxidação do brometo. b) E 0 = E 0 OXIDAÇÃO + E 0 REDUÇÃO = 1,09 + 1,36 = + 0,7V c) O potencial de uma reação eletroquímica é medido com base na equação de Nernst E = E 0 0,059 logq n Quando há equilíbrio têm-se E = 0 e Q = K. Assim, para determinar o valor da constante de equilíbrio (K), faz-se como abaixo. 0 = 0,7 0,059logK :::::: logk 9 :::::: K 10 9 Isto mostra que a constante de equilíbrio é bem superior a (UFMA/008) Considere 0,8 mol de Zn mergulhado em 1,8 mol de uma solução diluída de HCl e responda: a) A quantidade de HCl é suficiente para consumir todo o Zn? Justifique sua resposta. (Até 06 pontos) b) Qual é o volume de hidrogênio liberado nas CNTP? (Até 04 pontos) a) A reação que ocorre é representada pela equação Zn (s) + HCl (aq) ZnCl (aq) + H (g). Desta equação percebe-se que em proporções molares, a quantidade de HCl (aq) deve ser o dobro da quantidade de Zn (s). Portanto, havendo 0,8 mol de metal para reagir, será necessária uma quantidade de 1,6 mol de HCl (aq) à sua reação total. Logo, a quantidade de HCl (aq) presente é mais que suficiente para consumir todo o Zn (s). b) O volume de hidrogênio liberado pode ser encontrado a partir da quantidade gasta de zinco como a seguir. V (L) = 0,8 mol Zn (s) x 1 mol H (g) x,4 L H (g) = 17,9 L H (g) 1 mol Zn (s) 1 mol H (g) - 3 -

4 06. (UFPA/007) A vitamina C (ácido ascórbico) é de grande importância para sistemas bioquímicos, farmacológicos, eletroquímicos e de processamento de alimentos, dentre outros. A análise química quantitativa realizada em um comprimido comercial indicou a presença de 1,760 g desse ácido. O ácido ascórbico é um ácido fraco, pois tem Ka 1 = Após algum tempo em solução aquosa, o ácido ascórbico sofre uma reação formando o ácido deidroascórbico (Equação 1). Considerando apenas Ka 1, pois Ka é muito menor, calcule o ph inicial da solução resultante da dissolução de 1,760 g de ácido ascórbico em meio copo (100 ml) de água pura. (Até 10 pontos) Num comprimido há 1,760g de ácido ascórbico, C 6 H 8 O 6 (176 g/mol), o que significa 0,01mol desta espécie. Quando colocado em um copo com 100mL (0,1L) de água gera uma solução de concentração 0,1 mol/l. O processamento de seu equilíbrio aquoso pode ser montado como a seguir. C 6 H 8 O 6 (aq) + H O (l) H 3 O + (aq) + C 6 H 7 O 6 (aq) Início 0,1 mol/l 0 0 Fim 0,1 mol/l x x Pela equação de ionização (Ka), vamos encontrar a concentração de íons hidrônio. Ka = [H 3 O + ][ C 6 H 7 O 6 ] :::::: 5 x 10 5 = [H 3 O + ] :::::: [H 3 O + ] =,4 x 10 3 mol/l [C 6 H 8 O 6 ] 0,1 ph = log[h 3 O + ] ::::: ph = log (,4 x 10 3 ) ::::: ph = log,4 + 3 log10 ::::: ph =, (UFMA/007) Para a seguinte fórmula: a) Qual é o número máximo possível de estereoisômeros que podem existir? Justifique. (Até 04 pontos) b) Supondo que os carbonos e 3 de um dos estereoisômeros possíveis, giram (desviam) a luz polarizada em ângulos de +30 e 5, respectivamente, quais seriam os valores dos ângulos de giro da luz polarizada dos carbonos e 3 do enantiômetro correspondente? (Até 0 pontos) c) É possível que a estrutura acima possa apresentar um isômero meso? Justifique sua resposta. (Até 04 pontos) a) Os carbonos numerados como C e C3 são quirais. Logo, para determinar a quantidade de isômeros ópticos possíveis basta fazer n, em que resultará em 4 compostos distintos. b) O enantiômero (imagem especular) apresentaria desvios para C e C3 respectivamente iguais a 30º e + 5º. c) Não. Um caso de composto meso ocorre quando há na molécula carbonos quirais e iguais, o que não se verifica nesta substância. 08. (UFMA/008) Determine a Fórmula Molecular para um hidrocarboneto cuja massa molar é 78,0 g/mol. A porcentagem do elemento carbono é de 9,31%. (Até 10 pontos) 1 Cálculo do número de mol de carbono presente em 1,0 mol (78g) do hidrocarboneto. n (mol C) = 9,31% x 78g x 1mol C = 6 mol 100% 1 g 6 mol de carbono correspondem a 7g deste elemento, deixando apenas 6g do total para o hidrogênio. Para o H, 6g equivalem a 6 mol, o que levará a um hidrocarboneto de fórmula C 6 H

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