Professora Sonia IME 2019

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1 IME 09 QUESTÕES BJETIVAS Teste 0 Valor: 0,5 Admita que uma solução aquosa 0,000 molar de ácido tricloroacético cogele a -0,95 º. osidere, aida, que a costate de abaixameto do poto de cogelameto (K c) da água seja,860 º.kg.mol - e que,00 L de solução coteha,00 kg de solvete. valor da costate de dissociação (K a) do ácido tricloroacético será: (A), (B),8.0 5 () 7,66.0 (D),6.0 (E),5.0 Resolução: alterativa E T : poto de cogelameto do solvete puro 0 T : poto de cogelameto da solução c 0 o o o ΔT T T 0 0,95 0,95 abaixameto do poto de cogelameto o K,860.kg.mol (cos ta te de abaixameto do poto de cogelameto) V,00 L m solvete,00 kg soluto solvete M 0,000 mol.l (cocetração molar de ácido tricloroacético) W m solvete (kg) molalidade i α q fator de va' t off soluto M soluto M V V M V 0,000 mol.l,00 L W 0,000 mol.kg m (kg),00 kg ΔT K W i c o o 0,95,860.kg.mol 0,000 mol.kg i i,875 i α q q,875 α α 0,875 Para o ácido tricloroacético : K a α M α 0,875 0,000 mol.l 0,0065 Ka 0, 875 0,5 K 0,5 a K,5 0 a [email protected]

2 Teste 0 Valor: 0,5 As moléculas abaixo são utilizadas como agetes atioxidates: Tais agetes ecotram utilização a química medicial devido a sua habilidade em capturar radicais livres, espécies muito ocivas ao corpo, pois oxidam o DA, causado iúmeras doeças. A atividade atioxidate desses compostos está relacioada a sua capacidade de doar elétros ou radicais hidrogêio. Baseado esse coceito, é de se esperar que a ordem decrescete de atividade atioxidate das moléculas seja: (A) (I) > (II) > (III) (B) (I) > (III) > (II) () (II) > (I) > (III) (D) (II) > (III) > (I) (E) (III) > (I) > (II) Resolução: alterativa E Quato maior o úmero de pares de elétros ão ligates existetes a molécula e de radicais hidrogêio, maior a atividade atioxidate. (I) tem pares e radicais hidrogêio [email protected]

3 (I) tem 0 pares e radicais hidrogêio (III) tem pares e radicais hidrogêio oclusão: III I II. Teste 0 Valor: 0,5 osidere as reações abaixo: g ½ g I g ½ g g II Assiale a alterativa correta. (A) decréscimo de etropia é meor a reação (I) do que a reação (II). (B) acréscimo de etropia a reação (I) é maior do que a reação (II). () decréscimo de etropia é meor a reação (II) do que a reação (I). (D) acréscimo de etropia a reação (II) é maior do que a reação (I). (E) A variação de etropia é igual em ambas as reações. [email protected]

4 Resolução: alterativa A etropia S mede a desordem do sistema. (g) (g) ( ) (I) S iicial : maior estado de desordem; S fial : meor estado de desordem; maior etropi a (reagetes o estado gasoso). meor etropia (produto o estado líquido) ( I) : dim iuição de etropia,5 mol de gases 0 mol de gases. (g) (g) (g) S iicial: maior estado de desordem S fial: meor estado de desordem (,5 mol de reagetes o estado gasoso) ( mol de produto o estado gasoso) (II) : dim iuição de etropia,5 mol de gases mol de gases. (II) oclusão : o decréscimo de etropia é meor a reação II do que a reação ( I). Teste 0 Valor: 0,5 É requerido que fazedas produtoras de leite bovio cotrolem a acidez do leite que está aguardado o processameto. Essa acidez é resultate da coversão da lactose em ácido lático (ácido -hidroxipropaoico) por ação de microrgaismos: 6 Um fazedeiro decidiu fazer um experimeto para determiar a taxa de geração de ácido lático o leite armazeado: retirou uma amostra de 50 cm de leite, cuja cocetração de ácido lático é de,8 g/l, e, depois de três horas, utilizou 0 cm de uma solução 0, molar de a para eutralizá-la. oclui-se que a taxa média de produção de ácido lático por litro de leite é: (A) 0,5 mg/l.s (B) 0, mg/l.s () 0,50 mg/l.s (D) 0,67 mg/l.s (E),00 mg/l.s Resolução: alterativa ocetração iicial de ácido lático,8 g / L.800 mg / L V 50 cm 0,05 L (volume da solução de ácido lático) a a 6 5 Utilizou se 0 cm (0,0 L) de uma solução 0, mol /L de a para a eutralização. L 0,0 L a , mol de a a 0,00 mol m 0,00 90 g 0,6 g 60 mg m 6 60 mg ocetração fial do ácido lático 7.00 mg / L V 0,05 L Variação de cocetração 7.00 mg /L.800 mg /L 5.00 mg /L Variação de tempo h.600 s s v 5.00 mg /L s ocetração t 0,50 mg /L.s [email protected]

5 Teste 05 Valor: 0,5 Escolha a alterativa que apreseta as substâcias relacioadas em ordem crescete de solubilidade em água, a 5 º e atm: (A) Bromo < dissulfeto de carboo < butaol < etaol < brometo de potássio. (B) Metao < eopetao < dietilcetoa < t-butaol < -butaol. () idróxido de alumíio < carboato de cálcio < carboato de magésio < itrato de prata < sulfato de bário. (D) Isobutao < p-diclorobezeo < o-diclorobezeo < o-itrofeol < p-itrofeol. (E) romato de chumbo (II) < romato de bário < carboato de sódio < carboato de magésio < clorato de magésio. Resolução: alterativa D (A) Icorreta. Dissulfeto de carboo (S ) < Bromo Etaol. Br < Butaol < Brometo de potássio KBr < (B) Icorreta. eopetao (maior cadeia carbôica do que o metao e apolar) < Metao (apolar) < dietilcetoa (apreseta o grupo carboila, logo é meos polar do que os alcoóis) < -butaol (apreseta hidroxila) < t-butaol (apreseta hidroxila e é mais ramificado do que o -butaol; possui meor cadeia pricipal). () Icorreta. arboato de magésio Mg < Sulfato de bário alumíio A < arboato de cálcio a < itrato de prata Ag. BaS < idróxido de (D) orreta. Isobutao (apolar) < p-diclorobezeo (meos polar do que o isômero orto) < o- diclorobezeo (mais polar do que o isômero para) < o-itrofeol (meos polar do que o isômero para) < p-itrofeol (mais polar do que o isômero orto). Pbr < arboato de magésio Bar < orato de magésio < arboato de sódio (E) Icorreta. romato de chumbo (II) bário Mg Mg < romato de a. Teste 06 Valor: 0,5 Assiale a alterativa correta: (A) A estrutura primária de uma proteía é defiida pela ordem em que os amioácidos adeia, timia, citosia e guaia se ligam etre si. (B) A estrutura secudária de uma proteía é defiida por coformações locais de sua cadeia pricipal que assumem padrões específicos, tais como hélices α e folhas β. () A estrutura terciária de uma proteía é defiida pelo modo coforme duas ou mais cadeias polipeptídicas se agregam etre si. (D) As ezimas são proteías que atuam como catalisadores biológicos e que se caracterizam pela sua capacidade de reagir, simultaeamete, com milhares de substratos de grade diversidade estrutural. (E) A glicose, a ribose e a frutose são ezimas que devem ser obrigatoriamete igeridas a dieta dos seres humaos, uma vez que ossos orgaismos ão coseguem sitetizá-las. Resolução: alterativa B (A) Icorreta. Adeia, timia, citosia e guaia são bases itrogeadas do DA, ou seja, ão são amioácidos. [email protected] 5

6 Adeia (A) Timia (T) Guaia (G) itosia () (B) orreta. A estrutura secudária de uma proteía é defiida por coformações locais de sua cadeia pricipal que assumem padrões específicos, tais como hélices α e folhas β. Estas estruturas são resultates das ligações de hidrogêio etre grupos e e lembram uma mola. () Icorreta. A estrutura quaterária de uma proteía é defiida pelo modo coforme duas ou mais cadeias polipeptídicas se agregam etre si. (D) Icorreta. As ezimas são catalisadores biológicos e ão têm a capacidade de reagir, simultaeamete, com milhares de substratos, pois são específicas para acelerar determiadas vias metabólicas. (E) Icorreta. A glicose, ribose e frutose são moossacarídeos. bservações teóricas: Fote: [email protected] 6

7 Teste 07 Valor: 0,5 osidere as represetações, ão idetificadas, dos seguites polímeros: polibutadieo, poliestireo, poli(cloreto de viila), poli(metacrilato de metila) e poli(cloreto de viilideo). om base essas estruturas, avalie as seteças a seguir: I poli(cloreto de viilideo) apreseta isomeria óptica equato o poli(cloreto de viila) ão apreseta isomeria óptica. II polibutadieo pode apresetar estereoisômeros cis e tras. III A massa molar do mero do poliestireo é maior do que a do mero do polibutadieo. IV A trasesterificação do poli(metacrilato de metila) com etaol produz acetato de metila mais o poli(álcool viílico). É correto apeas o que se afirma as seteças: (A) II e III. (B) I e II. () II e IV. (D) I, III e IV. (E) I, II e III. Resolução: alterativa A I Icorreta. poli(cloreto de viilideo) ão apreseta isomeria óptica, pois ão possui carboo quiral ou assimétrico, equato o poli(cloreto de viila) apreseta isomeria óptica, pois possui carboo quiral ou assimétrico. Poli(cloreto de viilideo) Poli(cloreto de viila) II orreta. polibutadieo pode apresetar estereoisômeros cis e tras, pois apreseta dois carboos ligados por dupla ligação e cada um deles ligados a dois ligates diferetes etre si. is-polibutadieo Tras-polibutadieo [email protected] 7

8 III orreta. A massa molar do mero do poliestireo 0 g.mol é maior do que a do mero do polibutadieo 5 g.mol. (mero do Poliestireo) M.M. = 8 x + 8 x = 0 M = 0 g.mol - Poliestireo (mero do Polibutadieo) M.M. = x + 6 x = 5 M = 5 g.mol - Polibutadieo IV Icorreta. A trasesterificação do poli(metacrilato de metila) com etaol produz metaol mais o poli(metacrilato de etila). + + Metaol Poli(metacrilato de metila) Etaol Poli(metacrilato de etila) Teste 08 Valor: 0,5 Assiale a alterativa VERDADEIRA: (A) A eergia de ligação a molécula de é maior que o ío +. (B) A eergia de ligação a molécula de é maior que o ío +. () A molécula de tem maior eergia de ligação que os íos e. (D) A ligação dupla tem o dobro da eergia da ligação simples. (E) ío é mais estável que o ío +. Resolução: alterativa B Teoria evolvida: os diagramas de eergia de orbitais moleculares são costruídos a partir de resultados experimetais (via espectroscopia fotoelétrica o UV) ou a partir de cálculos teóricos. osiderado: orbital ligate σ ; orbital atiligate orbital ligate π ; orbital atiligate * σ ; * π ; [email protected] 8

9 úmero de elétros ligates úmero de elétros atiligates rdem de ligação. Diagrama de ível de eergia de orbital molecular de molécula diatômica homouclear (a direita do grupo da tabela periódica) e orbital atômico dos átomos costituites para o (a ordem de x, y e z pode variar), ão está em escala: s * p z p * p x ; p * p y p x ; p y ; p z p x ; p y ; p z p p x ; p p y s p z s * s s s s s s * s s s s s Átomo Átomo rbitais moleculares Diagrama de ível de eergia de orbital molecular de molécula diatômica heterouclear (a direita do grupo da tabela periódica) e orbital atômico dos átomos costituites para o e (a ordem de x, y e z pode variar), ão está em escala: s * p z p * p x ; p * p y p x ; p y ; p z p x ; p y ; p z p p x ; p p y s p z s s * s s s * s s s s Átomo : meos eletroegativo rbitais moleculares s s s Átomo : mais eletroegativo [email protected] 9

10 Diagrama de ível de eergia de orbital molecular de molécula diatômica heterouclear (a direita do grupo da tabela periódica) e orbital atômico dos átomos costituites para o e (a ordem de x, y e z pode variar), ão está em escala: s * p z p * p x ; p * p y p x ; p y ; p z p x ; p y ; p z s p z p p x ; p p y s s * s s s * s s s s Átomo : meos eletroegativo rbitais moleculares s s s Átomo : mais eletroegativo (A) Falsa. A eergia de ligação a molécula de é meor que o ío, pois a ordem de ligação a molécula de,5 é meor do que a ordem de ligação o ío : s s p amada de valêcia : s s p amada de valêcia * * * σ σ σ σ σ z π x π y π x : s s s s p p p p 0 5 rdem de ligação,5 *. : s s p : s s p amada de valêcia amada de valêcia amada de valêcia ou : s s p : s s p amada de valêcia [email protected] 0

11 * * σ σ σ σ σ z π x π y : s s s s p p p 0 rdem de ligação * (B) Verdadeira. A eergia de ligação a molécula de é maior que o ío, pois a ordem de ligação a molécula de : s s p amada de valêcia : s s p amada de valêcia é maior do que a ordem de ligação o ío,5 x y z * * σ σ σ σ π π σ : s s s s p p p 0 rdem de ligação *. : s s p amada de valêcia : s s p amada de valêcia x y z * * σ σ σ σ π π σ : s s s s p p p 9 rdem de ligação,5 () Falsa. A ordem de ligação do ío,5 que é maior do que a ordem de ligação do ío,5 maior eergia de ligação do que o ío. : s s p amada de valêcia : s s p amada de valêcia * é maior do que a ordem de ligação da molécula, ou seja, a molécula de tem : s s s s pz px py px p y * * * * σ σ σ σ σ π π π π 0 6 rdem de ligação * [email protected]

12 : s s p amada de valêcia : s s p amada de valêcia * * * σ σ σ σ σ π π π : s s s s p p p p z x y x 0 5 rdem de ligação,5 * : s s p amada de valêcia 5 : s s p amada de valêcia : s s s s pz px py px p y * * * * σ σ σ σ σ π π π π 0 7 rdem de ligação,5 (D) Falsa. A ligação dupla é meor do que a ligação simples, ou seja, a ligação dupla (6, kj/mol) 6,8 kj/mol, porém, a tem mais eergia do que a ligação simples razão etre estes valores ão é. (E) Falsa. ío ordem de ligação : * é meos estável que o ío ordem de ligação :, pois a ordem de ligação do ío é meor do que a ordem de ligação do ío. : s s p amada de valêcia 5 : s s p amada de valêcia * * * * σ σ σ σ σ z π x π y π x π y : s s s s p p p p p 0 6 rdem de ligação * : s s p : s s p amada de valêcia amada de valêcia amada de valêcia ou : s s p : s s p amada de valêcia * * σ σ σ σ σ z π x π y : s s s s p p p 0 rdem de ligação * [email protected]

13 Teste 09 Valor: 0,5 Quato à precipitação do hidróxido férrico K é correto afirmar que PS 6,0.0 em uma solução 0,00 molar de Fe +, (A) idepede do p. (B) ocorre somete a faixa de p alcalio. () ocorre somete a faixa de p ácido. (D) ão ocorre para p <. (E) ocorre somete para p. Resolução: alterativa D Tem-se o seguite equilíbrio: Fe() Fe K,0 0 (s) (aq) (aq) PS KPS Fe Fe KPS correrá precipitação (deslocameto para a esquerda). Fe 0,00 mol /L 0 mol /L 6 0, mol /L mol /L 0 log log 0 p oclusão: quato à precipitação do hidróxido férrico é correto afirmar que ocorre em p maior do que três, ou seja, ão ocorre para p meor do que três. 6 Teste 0 Valor: 0,5 Assiale, detre as alterativas, aquela que correspode às fuções orgâicas geradas após a hidrólise ácida total da molécula abaixo: [email protected]

14 +(A) Ácido carboxílico, amia, álcool. (B) Amia, ácido carboxílico, álcool, aldeído. () Álcool, cetoa, éster, éter. (D) Amida, aldeído, cetoa. (E) Éter, amida, ácido carboxílico. Resolução: alterativa A a hidrólise ácida total da molécula, o grupo itrilo é trasformado em amida e depois em ácido carboxílico; o grupo éster é trasformado em ácido carboxílico e álcool e o grupo amida é trasformado em amia e ácido carboxílico: + + / - Ácido carboxílico Ácido carboxílico Álcool + Amia Ácido carboxílico As fuções orgâicas geradas após a hidrólise ácida total da molécula são: ácido carboxílico, amia e álcool. [email protected]

15 QUESTÕES DISSERTATIVAS DADS Iformações de Tabela Periódica Elemeto F Mg Al K a u Br Massa atômica (u),00,0,0 6,0 9,0,0 7,0 5,5 9,0 0,0 6,5 80,0 úmero atômico ostates: ostate de Faraday: F = mol - ostate Uiversal dos Gases = 0,08 atm L K - mol- =,00 cal K - mol- = 8, J mol- K- 0, log 0, 0,5 Dados: Poteciais-padrão de redução a 5 o : A e A i e i u e u Fe e Fe ΔE ΔE ΔE ΔE o red o red o red o red,66 V 0,5 V 0, V 0,6 V Equação de erst: 0 0,059 E E log Q oversão: T(K) = t( o ) + 7 Questão 0 (valor,0) osidere a equação de dissociação do composto A, que ocorre a uma determiada temperatura: A B (g) (g) (g) Desevolva a expressão para o cálculo da pressão total dos gases, que se comportam idealmete, em fução do grau de dissociação () as codições de equilíbrio. Resolução: p p (pressão iicial; gás A) A p α αp αp (equilíbrio; gases B e em fução de p) P pα αp αp p αp K total A B (g) (g) (g) p 0 0 (iício; tem se apeas o gás A) αp αp αp (durate; gases B e em fução de p) B p α α p p αp αp αp αp P pa p [email protected] 5

16 total α KP p () α P p αp Ptotal Ptotal p α p () α Substituido () em (), vem : K P α P p Ptotal α α K α α total P utro modo de resolução: p V R T p V R T A B B p α (g) (g) (g) P A (g) (g) (g) V 0 0 (iício; tem se apeas o gás A) Etão, A B p RT 0 0 (iício) p p p α α α RT RT RT (durate) p p p α α α RT RT RT (equilíbrio) K p p α α p p RT RT p α RT p α K P () RT α o equilíbrio : P p p p total A B p p p Ptotal α α α RT RT RT p Ptotal α RT p Ptotal () RT α [email protected] 6

17 Substituido () em (), vem : K P Ptotal α P α α K α α total P α Questão 0 (valor,0) Uma pequea célula eletroquímica blidada, formada por eletrodos de alumíio e de íquel, deve operar a temperatura costate de 98 K. Para tato, recebe uma camisa de refrigeração, isolada do meio extero, cotedo 00 g de água. Supodo que a célula trasfere ao exterior, de maeira reversível, uma carga de Faraday, calcule a elevação da temperatura que ocorrerá a água detro da camisa de refrigeração. Ademais, sabe-se que essa célula apreseta uma variação de potecial a razão de,5 0 V/K. osidere que o calor específico da água de refrigeração é de,0 J/g.K. Resolução: T 98 K ΔU,5 0 V.K var iação de potecial K 98 K,5 0 V ΔU' ΔU' 98,5 0 V q J. V (c arg a de Faraday) m 00 g c,0 J. g. K Q m c ΔT (calor abosorvido) Q E m c ΔT q ΔU' E q ΔU' (eergia potecial elétrica) q ΔU' ΔT m c J. V 98,5 0 V ΔT 00 g,0 J. g. K ΔT 0,7 K Questão 0 (valor,0) Mistura-se a água cotida em dois recipietes, desigados por A e B, de forma adiabática. ada um cotém a mesma massa m de água o estado líquido. Iicialmete, as temperaturas são T o recipiete A e T+T o recipiete B. Após a mistura, a água atige a temperatura fial de equilíbrio térmico. Mostre que a variação de etropia do processo de mistura é positiva. Dado: T ΔS mcp, ode T e T são duas temperaturas em dois estados diferetes do processo e T c p é o calor específico da água, cosiderado costate. [email protected] 7

18 Resolução: equilíbrio iicial equilíbrio Recipiete A Massa de água f f m T iicial T QA m cp Tf T T T alor específico da água c Recipiete B Massa de água m Q m c T T T T T T T T alor específico da água c o equilíbrio térmico: QA QB 0. Etão, m c T T m c T T T 0 f P f P f m cp T T T T T 0 f f Tf TT T T T 0 T T T f (I) Substituido T f Tf T T SA m cp SA m cp T T Tf T T SB m cp SB m cp T T T T S S S mistura A B P P as equações a seguir, vem : T T T T Smistura m cp m cp T T T T T T T Smistura m cp T T T T T Smistura m cp T T T T T T T 0 T T T T T T T T T T T T T T T T 0 T TT T T TT 0 T 0 Para qualquer valor de T, T será maior do que ze T T T T T mistura 0 T T m cp T T T 0 S 0 B P f ro. Etão, [email protected] 8

19 Questão 0 (valor,0) Adicioa-se letamete K r a uma solução que cotém Ag 8 0 molar e Pb,5 0 molar. Desprezado-se a variação de volume, qual será a cocetração do sal que começou a precipitar primeiro, o exato mometo em que o segudo sal começar a precipitar? Dados: K Ag r,6 0 Resolução: PS e KPS(Pbr ),8 0. [Ag ] 8 0 mol /L; Kr é adicioado. Ag r Ag r K,6 0 PS PS K Ag r (precipitação), r,6 0 r r,5 0 mol / L [Pb ],5 0 mol /L; Kr é adicioado. Pbr Pb r K,8 0 PS PS K Pb r (precipitação),8 0,5 0 r,8 0 r,5 0 r,0 0 mol /L 6 omo,0 0 mol /L,5 0 mol /L, coclui se que Pbr precipita primeiro. 6 segudo sal Agr começará a precipitar quado r,5 0 mol /L. Etão, aa log amete para o Pbr, vem : Pbr Pb r K,8 0 PS PS K Pb r (precipitação),8 0 Pb,5 0 6,8 0 Pb, Pb 7, 0 mol / L (o exato mometo em que o segudo sal começa a precipitar). [email protected] 9

20 Questão 05 (valor,0) oloque os seguites ácidos em ordem decrescete de acidez: ácido fluoroacético, ácido metaossulfôico, ácido tricloroacético, ácido trifluoroacético e ácido trifluorometaossulfôico. Resolução: Quato maior for o efeito idutivo egativo ( I S), mais positivado ficará o átomo de oxigêio localizado o grupo da carboxila ou do grupo sulfôico e, cosequetemete, o átomo de hidrogêio será liberado com mais facilidade em solução aquosa. ácido carboxílico trifluoracético é mais forte do que o ácido carboxílico tricloracético, pois o flúor á mais eletroegativo do que o cloro gerado um efeito idutivo egativo ( I S) maior. Já o ácido carboxílico tricloroacético é mais forte do que o ácido carboxílico fluoracético, pois são três átomos de cloro, gerado um efeito idutivo egativo ( I S) maior, cotra um átomo de flúor. Ácido trifluoracético F F F + + F F F Radicais elétro-atraetes (produz efeito idutivo -I s ) (aumeto da força ácida) Ácido tricloroacético + + Radicais elétro-atraetes (produz efeito idutivo -I s ) Ácido fluoroacético (aumeto da força ácida) + + F F Radical elétro-atraete (produz efeito idutivo -I s ) (aumeto da força ácida) efeito ressoate gerado pelo grupo S (sulfôico) é maior, comparativamete, ao efeito ressoate gerado pelo grupo (carboxila), devido à maior quatidade de átomos de oxigêio ligados ao exofre. ácido sulfôico trifluormetaossulfôico será mais forte do que o ácido sulfôico metaossulfôico, pois a preseça dos três átomos de flúor produzirá um efeito idutivo egativo ( I S) maior a estrutura. [email protected] 0

21 Ácido trifluormetaossulfôico F F F S Radicais elétro-atraetes (produz efeito idutivo -I s ) F + + F S F (aumeto da força ácida) Ácido metaossulfôico S Radical elétro-repelete (produz efeito idutivo +I s ) + + S (dimiuição da força ácida) A ordem decrescete de acidez é dada por : ácido trifluormetaossulfôico ácido metaossulfôico ácido trifluoracético ácido tricloroacético ácido fluoracético. Questão 06 (valor,0) Sabe-se que o ío cobre (II) tem tedêcia a reagir quase que totalmete u. A costate de equilíbrio dessa reação, deomiada costate de formação (K f), permite avaliar a estabilidade desse ío a solução. com a amôia, em meio aquoso, formado o ío osidere uma célula voltaica, a 5 º, em que uma semicélula é costituída por uma haste de cobre mergulhada em 50,0 ml de solução aquosa 0,0 mol/l de us e a outra por uma haste de ferro mergulhada em 50,0 ml de solução aquosa 0,5 mol/l de FeS. Adicioado-se 50,0 ml de solução aquosa,80 mol/l de ao compartimeto que cotém us, obtém-se uma fem de 0,87 V a célula. Determie a costate de formação do Resolução: A semicélula é formada por hastes de cobre e ferro. u De acordo com os poteciais-padrão de redução forecidos o cabeçalho da prova, vem:. o u e u ΔE red 0, V (mater) Re dução u e u o Fe e Fe ΔE red 0, 6 V (iverter) xidação Fe Fe e 0, V 0,6 V Global u Fe ΔE Emaior E u Fe meor ΔE 0, V ( 0,6 V) 0,80 V A haste de cobre é mergulhada em 50,0 ml de solução aquosa 0,0 mol L de us e a haste de ferro é mergulhada em 50,0 ml de solução aquosa 0,5 mol /L de FeS. Adicioado-se [email protected]

22 50,0 ml de solução aquosa,80 mol/l de ao compartimeto que cotém us, obtém-se uma fem de 0,87 V a célula. A partir destas iformações e utilizado a equação de erst, pode-se calcular a cocetração dos íos u. FeS 0,5 mol.l Fe 0,5 mol.l (compartimeto sem adição de outra solução) o 0,059 E E log Q (equação de erst) mols úmero de mols de elétros trasferidos Q : relação etre as cocetrações dos cátios E o 0,80 V E 0,87 V u Global Fe 0,059 0,5 mol.l 0,87 V 0,80 V log u 0,5 mol.l 0, V log 0,059 u 0, 5 mol.l log u u u Fe,5 0 mol.l,5 0 mol.l l og 0 u u total 5,5 0 mol.l (equilíbrio),80 mol.l V 50 ml 0,05 L V V, 80 mol.l 0,05 L 0, mol V 50 ml 50 ml 00 ml 0, L 0, mol ', mol.l (iicial) 0, L us u 0,0 mol.l V 50 ml 0,05 L (solução de us ) u V u u total (solução de us ) 0,0 mol.l 0,05 L 0,0 mol u 0,0 m u ' u ol ' 0, mol.l (iicial) V 0, Deve-se, etão, aalisar o equilíbrio de formação. [email protected]

23 f mol mol mol L L L 5 mol mol L M L f u f u u( ) K? 0,, 0 (iício) M M M (durate),5 0, M (equilíbrio) 5 mol 5 L M 0, M,5 0 0,,5 0 0, mol.l K K f u( ) 0, 5,5 0, 0, K, , 0,5 Questão 07 (valor,0) Sabedo que a molécula A é um hidrocarboeto com massa molar 8 g/mol, determie as estruturas dos compostos A a E o esquema de reações abaixo: Resolução: A molécula A é descrita o esquema reacioal forecido como um hidrocarboeto que sofre hidratação. Para que isto ocorra a molécula tem que apresetar isaturação, ou seja, existem duas possibilidades: ou. Etão para a massa molar de 8 g/mol, vem: ; 8 (alceo) 8 8 (eteo; ) 8 (alcio) , (ão covém) [email protected]

24 S;0 Disidrmalocar(7Sxaç + A (Eteo) + B (Etaol) + B (Etaol) (Dietil - éter) r eterotaeçãula + + A (Eteo) + []B (Etaol) B (Etaol) idcoc)ão + D (Ácido etaoico) D (Ácido etaoico) + S (oreto de tioila) (oreto de etaoila) + S (g) + (g) + + (oreto de etaoila) E (Etaamida) u seja, A (Eteo) B (Etaol) (Dietil - éter) D (Ácido etaoico) E (Etaamida) [email protected]

25 Questão 08 (valor,0) Estabeleça a relação etre as estruturas de cada par abaixo, idetificado-as como eatiômeros, diastereoisômeros, isômeros costitucioais ou represetações diferetes de um mesmo composto. a) b) c) d) e) Resolução: a) e Trata-se da represetação do mesmo composto, diclorocicloexao a forma de cadeira e barco, ou seja, tem-se coformação. [email protected] 5

26 b) E A E A A E E (posição equatorial) E A E E A (posição axial) A A e Tras is Trata-se da represetação de isômeros tras e cis do, diclorocicloexao, ou seja, tem-se diasteroisômeros. c) e Metóxipropao Etoxietao Trata-se de metâmeros (isômeros costitucioais; metameria). d) e) s e Trata-se da represetação do mesmo composto but, dieo com rotação da ligação sigma σ. s R R R R R R Apreseta isomeria óptica R R F F e F F Trata-se de um caso especial de isomeria óptica (compostos alêicos) o qual a molécula ão apreseta plao de simetria. 6 [email protected]

27 Questão 09 (valor,0) A massa molar de um polímero pode ser determiada por meio do tempo de reteção em colua cromatográfica (cromatografia líquida), tedo por base uma curva de calibração, massa molar versus tempo de reteção, obtida por padrões de massa molar cohecida. osidere a curva de calibração liear obtida com padrões de poli(metacrilato de metila) de massa molar (M w) variável etre 560 g/mol e 60 g/mol, a seguir. osidere agora um polímero obtido por meio da reação estequiométrica de esterificação etre o ácido tereftálico e o etileo glicol. Se esse polímero apreseta um tempo de reteção de 8 miutos, determie a massa de água, em quilogramas, que deve ser retirada do meio reacioal, de forma que o equilíbrio da reação de esterificação seja deslocado completamete para o lado dos produtos. Resolução: A partir da curva de calibração liear obtida com padrões de poli(metacrilato de metila) de massa molar (M w ) pode-se determiar a massa molar deste polímero aalisado-se a semelhaça etre os triâgulos retâgulos formados a figura ; Log 0, (dado) Por semelhaça, vem : Log 60 Log560 6 Log M Log log 0, 0,6 Log 560 Log M M Log Log M 0,6 Log 0, 560 M 0, , 0,5 (dado) M,5 560 M,5 560 g /mol 800 g /mol [email protected] 7

28 De acordo com a curva de calibração, após 8 miutos tem-se 800 g de poli(metacrilato de metila), supodo que a icliação da curva deste polímero seja muito próxima à icliação da curva obtida para o PET, a massa molar utilizada pode ser a mesma. Reação estequiométrica de esterificação etre o ácido tereftálico e o etileo glicol produzido PET (deslocada completamete para a direita): + ácido tereftálico etileoglicol M 0 8 PET g.mol 9 g.mol 800 g.mol 9 g.mol 00 mol mol 00 mol 00 mol água m 00 8 g 700 g m água água 7, kg + politereftalato de etileo PET Questão 0 (valor,0) Um recipiete A, dotado de uma válvula a parte superior, está totalmete preechido por uma solução de mols de em 800 g de água. recipiete A foi, etão, coectado ao recipiete B previamete evacuado, fechado por válvula e com volume de,6 L. Em um dado mometo, as válvulas foram abertas deixado o sistema esta codição durate tempo suficiete para atigir o equilíbrio. Após o equilíbrio, as válvulas foram fechadas e os recipietes foram descoectados. Sabedo-se que: todo o processo ocorreu à temperatura costate de 00 K; a costate de ery para a solubilidade do a água, K, expressa em fração molar vale /0 atm - ; a variação de volume da fase líquida pode ser desprezada; o gás tem comportameto ideal. alcule o úmero de mols de que migraram para o recipiete B em fução de. [email protected] 8

29 Resolução: gás carbôico ( ) se dissolve a água coforme o equilíbrio: Soluto(g) Solvete( ) Solução( ). Um aumeto de pressão favorece o deslocameto para a direita e cosequete formação da solução. A solubilidade do gás carbôico ( ) dissolvido em água é proporcioal à pressão parcial do gás carbôico (B) acima da água, ou seja, a Lei de ery é obedecida. A lei de ery á aplicada quado o gás ão iterage fortemete com o solvete e a pressão parcial e a cocetração do soluto são baixas, ou seja, quado o gás e a solução são ideais. álculo de : M 6 g.mol 8 g.mol m água () água.800 g água m água.800 g água 00 mol água 00 mol M 8 g.mol água álculo da pressão parcial (p) : V B,6 L R 0,08 atm.l.mol.k.mol T 00 K B úmero de mols de R T p V R T p p B B B VB B 0,08 atm.l.mol.k.mol 00 K,6 L p 5 atm B : úmero de mols de B total que " migraram" para o recipiete B dissolvido em água ates das válvulas serem abertas : úmero de mols dissolvido em água o equilíbrio [email protected] 9

30 omo é um valor muito pequeo : total total X X total B B X K p B K p (I) Pela lei de ery, vem : B K p B mol atm 5 B atm 00 5 B 0 50 B B B B 0,0 5 B B água 0 B Substituido os valores de (00 mol), K ( atm ) e p 5 atm em (I), vem : 5 00 mol 0 [email protected] 0