USCS MEDICINA - Primeiro Semestre - Primeira Prova UNIVERSIDADE MUNICIPAL DE SÃO CAETANO DO SUL

Transcrição

1 USCS MEDICINA - Prieir Seestre - Prieira Prva UNIVERSIDADE MUNICIPAL DE SÃO CAETANO DO SUL 01. A pólvra negra é u aterial energétic utilizad para ipriir vient a u bjet, send cnstituída pr 75 % de nitrat de ptássi (atua c xidante), 15 % de carbn e 10 % de enxfre (abs atua c cbustível). A taxa de queia da pólvra e aras é ua característica extreaente iprtante, pis, se a velcidade de liberaçã ds gases fr elevada, expldirá a câara u can da ara e, se a queia da pólvra fr uit lenta, será ineficiente e prjétil sairá d can c puca energia. Pr iss, taanh e a geetria ds grânuls de pólvra sã fundaentais para cntrle da velcidade de cbustã. A figura apresenta alguns frats de grânuls de pólvra existentes n cérci. a) Equacine a reaçã de cbustã da substância presente na pólvra negra que gera u óxid respnsável pela chuva ácida. Indique qual ds cpnentes da pólvra negra pde ser separad ds deais pr dissluçã fracinada utilizand-se água c slvente. b) Qual ds três frats de grânuls de pólvra deve apresentar air velcidade de queia? Justifique sua respsta c base na teria das clisões efetivas. a) Reaçã de cbustã d óxid respnsável pela chuva ácida SO 3 : S O SO SO 1 O SO 3 O nitrat de ptássi KNO 3 pde ser separad ds deais pr dissluçã fracinada utilizandse água c slvente, pis nitrats sã slúveis e água. b) O frat de grã ultiperfurad deve apresentar air velcidade de queia, pis apresenta a air superfície de cntat. Quant air a superfície de cntat, air núer de clisões efetivas e, tabé, air a velcidade da reaçã. 1

2 0. J. J. Thsn cntribuiu para cnhecient da estrutura da atéria quand, utilizand tubs de rais catódics, deduziu que át nã era indivisível, as si cnstituíd de pequenas partículas que sfria desvis e direçã a ând quand subetidas a u cap elétric. Durante s ensais, a pressã interna d tub fi reduzida até 10 3 at e, a ligar geradr de alta vltage, surgiu u rai luins que sfreu u desvi e funçã d cap elétric gerad. a) Qual ne da partícula detectada pr Thsn? C ele deduziu a natureza da carga elétrica dessa partícula? b) Cnsiderand que a cnstante universal ds gases vale ,08 at L l K e que a cnstante de Avgadr vale 6,0 10 l, calcule núer de léculas presentes e u tub de rais catódics de vlue intern igual a 600 L, preparad para ser utilizad a 7 ºC. a) Ne da partícula detectada pr Thsn: elétrn. Thsn verificu que s rais catódics pde ser desviads na presença de u cap elétric. Deduçã: feixe de partículas que sai d pl negativ (cátd) sfre u desvi acentuad e direçã à placa psitiva, lg te natureza negativa.

3 b) Cálcul d núer de léculas presentes n tub: 3 P 10 at R 0,08 at L l K V 600 L 0,6 L T 7 ºC K P V n R T 10 at 0,6 L n 0,08 at L l K 300 K 10 at 0,6 L n 0, ,08 at L l K 300 K n,5 10 N 6,0 10 l n A léculas 5 3 l 3 1 n 1,5 10 léculas,5 10 l 6,0 10 l l A reaçã entre etilen C C C C Br, de acrd c a seguinte equaçã: 3 e bret de hidrgêni (Br) prduz bret de etila C C ( g ) Br( g ) C C Br( g ) Δ 61 kj 3 O gráfic apresenta estud cinétic d cainh dessa reaçã. a) Cnsiderand que a energia de ativaçã da reaçã seja 140 kj, deterine valr da energia d cplex ativad. Classifique a reaçã e relaçã a calr absrvid u liberad. b) A tabela apresenta a energia de ligaçã entre alguns áts. Ligaçã C C C = C C C Br Br Energia (kj/l) X 366 De acrd c a tabela, deterine valr da energia da ligaçã C Br. 3

4 a) Deterinaçã d valr da energia d cplex ativad: Δ C C ( g ) Br( g ) 3C C Br( g) 61 kj Re agentes (pel gráfic) 44,8 kj Pr duts Δ Pr duts 61 kj 44,8 kj 44,8 kj 61 kj E Re agentes a Re agentes 16, kj Re agentes Re agentes 140 kj (energia de ativaçã) E E Cplex ativad Re agentes a E 16, kj 140 kj E Cplex ativad Cplex ativad 156, kj Pr duts Classificaçã da reaçã e relaçã a calr absrvid u liberad: extérica, pis a variaçã de entalpia é negativa Δ 61 kj. b) Deterinaçã d valr da energia da ligaçã C Br: "Quebra " Entalpia psitiva "Fraçã" Entalpia negativa C C C C Br C C C ; C ; C C; C ; C (reagente; quebra) 4 C 1 C C (reagente; quebra) kj kj.66 kj Br Br (reagente; quebra) 366 kj C C Br C ; C ; C ; C C; C ; C ; C Br 3 C C Br (prdut; fraçã) 5 C 1 C C 1 C Br 3 C C Br (prdut; fraçã) kj kj 1 X 3 4

5 E C C Br 3C CBr Δ 61 kj Δ CBr quebra fraçã 61 kj.66 kj 366 kj kj kj 1 X 61 kj.63 kj.41 X X 61 kj.63 kj.41 X 81 kj 81 kj/l 04. Os eleents xigêni, carbn, hidrgêni e ferr estã presentes na cpsiçã eleentar édia de u ser huan nral de 70 kg nas quantidades apresentadas na tabela. Eleent Massa lar (g/l) Massa (g/70 kg) Oxigêni Carbn idrgêni Ferr 56 4, O ferr, apesar de necessári e pequenas quantidades, é fundaental para b funcinaent d rganis. Sua ausência pde prvcar aneia, caracterizada pela falta de FeSO, heglbina n rganis. Medicaents à base de sulfat ferrs 4 assa lar 15 g /l, pde ser utilizads n cbate à aneia. a) Escreva s eleents xigêni, carbn e hidrgêni e rde crescente de quantidade de áts n rganis. Calcule a prprçã entre núer de áts de carbn e de hidrgêni presentes n rganis de u ser huan nral de 70 kg. b) Cnsidere que, para cbater sintas de aneia, u indivídu precise ingerir 4 g de ferr pr dia. Calcule a assa, e g, de FeSO 4 necessária para fabricar u cpriid de assa ttal igual a g que cntenha a assa de ferr indicada. Calcule a prcentage e assa de FeSO nesse cpriid. 4 a) Eleents xigêni, carbn e hidrgêni e rde crescente de quantidade de áts n rganis: carbn < xigêni < hidrgêni. (g presente e 70 kg) Eleent Massa lar (g/l) Massa (g/70 kg) n M (assa lar) g n Oxigêni g.l Oxigêni 1.718,75 l g Carbn n 1 g.l Carbn g idrgêni n 1 g.l idrgêni l l l.718,75 l l Carbn Oxigêni idrgêni 5

6 Cálcul da prprçã entre núer de áts de carbn e de hidrgêni presentes n rganis de u ser huan nral de 70 kg: g ncarbn l l 1 1 g.l g 3 3 nidrgêni l 5 7 l l 1 1 g.l idrgêni Carbn l : l 5 7 l 5 7 l : 5 7 l 5 7 l l 0 3 : 0 (prprçã) b) Cálcul da prcentage e assa de FeSO 4 n cpriid: Fe 55,8 (vide classificaçã periódica frnecida) M M Fe 55,8 g.l FeSO g.l l FeSO 1 l Fe FeSO4 FeSO4 15 g FeSO 4 15 g 4 g 55,8 g 114,4 g 55,8 g 4 g Cálcul da prcentage e assa de FeSO 4 nesse cpriid: g.000 g (assa ttal d cpriid).000 g 100 % 114,4 g 114,4 g 100 % p.000 g p 5,7 % p 05. O au cheir d esgt é resultad da decpsiçã anaeróbica de atéria rgânica, prduzind gás sulfídric ( S). Esse gás representa u perig, pis é capaz de crrer cncret, causand rpient da tubulaçã. Alé diss, a presença d gás sulfídric, dependend de sua cncentraçã, pde trazer efeits danss a ser huan, c stra a tabela. Cncentraçã (g S/kg de ar) Efeits dr de cabeça e vôits lhs lacriejantes dans respiratóris e perda d lfat edea pulnar (perig de rte) alterações n sistea nervs central rte pr paralisia respiratória ( Adaptad.) 6

7 a) Escreva a fórula eletrônica d gás sulfídric. Indique a qual funçã quíica essa substância pertence. b) Cnsidere que u indivídu esteja e u abiente fechad, de vlue igual a 1 3, ttalente preenchid c ar de densidade de 1,3 kg/ 3, que cnté 3,1 g de gás sulfídric. De acrd c a tabela, qual sinta esse indivídu deve apresentar nessas cndições? a) Fórula eletrônica d gás sulfídric: Funçã quíica a qual gás sulfídric pertence: ácid u ácid inrgânic. b) Sinta que esse indivídu deve apresentar nas cndições descritas n text: dans respiratóris e perda d lfat. 3 1 de ar 3 1 de ar 3 1 1,3 kg 1 ar 3 ar 15,6 kg de ar 1,3 kg de ar ar 3,1 g S 3.10 g de S g S 00 15,6 kg de ar 15,6 kg de ar kg de ar Cncentraçã (g S/kg de ar) Efeits 100 < 00 < 300 dans respiratóris e perda d lfat 06. Manchas de id (I ) e tecids pde ser eliinadas clcand-se sbre elas ua sluçã de ácid ascórbic. O cntat entre essas duas substâncias prve ua reaçã de xidrreduçã que transfra I, cpst arr e puc slúvel e água, e idet (I ), inclr e uit slúvel e água. A reaçã entre ácid ascórbic e id está representada a seguir. a) Explique prque I é puc slúvel e água. Indique a espécie quíica que atua c redutra na reaçã. b) Qual cr sistea representad pela equaçã apresentará se a ele fre adicinadas gtas de C? Justifique sua respsta c base n princípi de Le Chatelier. 7

8 a) O I é puc slúvel e água, pis é aplar apresenta plaridades diferentes. Indicaçã da espécie quíica que atua c redutra na reaçã: ácid ascórbic. R 0 e a água é plar R 0, u seja, Ácid ascórbic I Ácid dehidrascórbic I Re duçã I e I I : agente xidante Ácid ascórbic : agente redutr b) Cr: arr. C a adiçã de gtas de C C C a cncentraçã de cátins equilíbri será deslcad para a esquerda n sentid da fraçã de I (arr). auentará e Ácid ascórbic I Ácid dehidrascórbic I Deslcaent para a esquerda Marr Auent de cncentraçã 07. O descraent de vegetais verdes durante czient crre e funçã da degradaçã da clrfila, causada pela presença de íns + na água. Para ipedir esse descraent, pde-se acrescentar à água bicarbnat de sódi (NaCO 3) que, a ser hidrlisad, prduz íns O, que neutraliza a acidez da sluçã. A lécula de clrfila está representada a seguir. a) Qual a funçã rgânica indicada pel núer 1? Qual tip de iseria espacial existente na ligaçã indicada pel núer? b) Equacine a hidrólise d ín bicarbnat 3 CO. Cnsiderand que a sluçã hidrlisada pssui cncentraçã de íns O igual a 10 6 l/l e que prdut iônic da água 14 10, deterine p dessa sluçã. (K w ) vale 8

9 a) Funçã rgânica indicada pel núer 1: éster R COO R '. Tip de iseria espacial existente na ligaçã dupla indicada pel núer : geétrica cis-trans. b) Equacinaent da hidrólise d ín bicarbnat 3 CO (aq) O CO (aq) O (aq) 3 3 Deterinaçã d p da sluçã: K 10 W 14 6 O 10 l /L KW O l /L p lg p lg10 p 8 8 CO : 08. Ns ans 190 surgira diverss prduts n cérci cntend eleent radiativ rádi, pis supstaente teria prpriedades terapêuticas. U deterinad prdut cntinha ua istura ds isótps 6 Ra e 8 Ra. Sabe-se que tant rádi-6 c rádi-8 decae 4 0 eitind 5 partículas alfa 1 β, até frare u át estável. α e 4 partículas beta a) Escreva a equaçã que representa a reaçã de decaient d rádi-6, indicand tds s núers atôics e de assa das espécies participantes dessa reaçã. Dê ne d eleent frad a final desse decaient. b) Cnsidere que prdut supstaente terapêutic cntinha 50 g de rádi-8 e que, após 3 ans, verificu-se que 46,875 g desse isótp decaíra cpletaente. Deterine a eia-vida, e ans, desse isótp. 9

10 a) Equaçã que representa a reaçã de decaient d rádi-6: Ra 5 4 Pb Ra 5 4 E A 88 1 Z A A Z Z 8 (Pb chub, vide classificaçã periódica frnecida) Ra 5 4 Pb Ne d eleent frad a final desse decaient: chub. b) Deterinaçã da eia-vida, e ans, d rádi-8: Tep ttal 4 t 4 t 3 ans t t 50 g 50 g 46,875 g 3,15 g Tep ttal 3 ans 3 ans 4 5,75 ans g 5 g 1,5 g 6,5 g 3,15 g 1 1 inicial res tante 1 t t t t A verificaçã da cntainaçã de sluções c íns Cd + pde ser feita ergulhand-se nelas u fi etálic adequad. Se huver íns Cd + na sluçã, fi será revestid pr ua caada de cádi sólid. U labratóri pssuía para essa verificaçã fis de aluíni, de cbre e de ur. Cnsidere s ptenciais de reduçã a seguir: Cd ( aq ) e Cd( s) 3 A ( aq ) 3e A( s) Cu aq e Cu s Au ( aq ) e Au ( s) E E E E 0,40 V 1,66 V 0,34 V 1,68 V a) Qual fi etálic, dentre s existentes n labratóri, deve ser utilizad para verificar a cntainaçã da sluçã pr íns Cd +? Calcule a ddp da reaçã envlvida nessa verificaçã. 10

11 b) Cnsidere que a reçã ds íns Cd + de ua sluçã cntainada seja feita pr ei de ua eletrólise, utilizand-se eletrds inertes e ua fnte de crrente cntínua que frneça ua crrente elétrica de intensidade 5 A. Cnsiderand a cnstante de Faraday igual a C/l, calcule tep, e segunds, necessári para rever 5,6 g de cádi dessa sluçã. a) Fi etálic a ser utilizad: aluíni. De acrd c text se huver íns Cd + na sluçã, fi será revestid pr ua caada de cádi sólid, u seja, cátin cádi sfrerá reduçã e fi etálic sfrerá xidaçã ( etal d fi deverá apresentar enr ptencial de reduçã). De acrd c s ptenciais frnecids, apenas cátin aluíni apresenta ptencial de reduçã 1,66 V 0,40 V. enr d que ptencial de reduçã d cátin cádi Cálcul da ddp da reaçã envlvida na verificaçã: Cd ( aq ) e Cd( s) E 0,40 V ( 3; anter) 3 A ( aq ) 3e A( s) E 1,66 V ( ; inverter) Re duçã 3Cd ( aq ) 6e 3Cd( s) Oxidaçã 3 A( s) A ( aq ) 6e Glbal Equaçã envlvida 3Cd ( aq) A( s) 3Cd( s) A ( aq) air ΔE E E enr ΔE 0,40 V 1,66 V Cd Cd ΔE 1,6 V b) Cálcul d tep e segunds: 1F C 5,6 g 1 Cd 11 (vide classificaçã periódica frnecida na prva) M 11 g. l Cd ( aq ) e Cd( s) C 11 g Q 5,6 g C 5,6 g Q 11 g Q C A.s i 5 A Q i t A.s 5 A t A.s t 5 A t s 3 11

12 10. A teperatura de ebuliçã de substâncias rgânicas depende d tip de interaçã interlecular, da assa lar e d tip de cadeia carbônica apresentad pr suas léculas, enquant a reatividade dessas sustâncias está relacinada à presença de deterinads grups funcinais. Alcóis priáris, pr exepl, sfre xidaçã gerand ácids carbxílics e hidrcarbnets sfre reações de substituiçã. Cnsidere as substâncias rgânicas etanl, prpan-1-l, pentan e etilbutan, e s seguintes valres de teperaturas de ebuliçã: 8,0 ºC, 36,1 ºC, 78,0 ºC e 97,0 ºC. a) Preencha a tabela existente n cap de Resluçã e Respsta assciand as substâncias às suas respectivas teperaturas de ebuliçã. Tabela existente n cap de Resluçã e Respsta: Substância Teperatura de ebuliçã (ºC) 8,0 36,1 78,0 97,0 b) Escreva a fórula estrutural d ácid carbxílic prduzid na xidaçã d etanl. Indique a quantidade de cpsts diferentes que pde ser frads pela nclraçã d etilbutan. a) Tabela preenchida: Substância Teperatura de ebuliçã (ºC) Metilbutan 8,0 Pentan 36,1 Etanl 78,0 Prpan-1-l 97,0 Quant air a cadeia carbônica e ua série hólga, air a interaçã interlecular e, cnsequenteente, air a teperatura de ebuliçã. Cadeia carbônica (3 C) d prpan-1-l > Cadeia carbônica d etanl ( C). T.E (97,0 C) T.E (78,0 C) prpan1 l e tanl Quant air núer de raificações e u isôer, enr a interaçã interlecular e, cnsequenteente, enr a teperatura de ebuliçã. O etilbutan é raificad e pentan nã é, u seja, a teperatura de ebuliçã d etilbutan é enr d que a teperatura de ebuliçã d pentan u a teperatura de ebuliçã d pentan é air d que a teperatura de ebuliçã d etilbutan. T.E (36,1 C) T.E (8,0 C) pen tan etilbutan Pr fi, s alcóis listads apresenta air teperatura de ebuliçã e relaçã as hidrcarbnets listads, pis faze ligações de hidrgêni. Cnclusã : T.E T.E T.E T.E. Metilbutan Pen tan E tanl Pr pan1 l 1

13 O b) Representaçã crreta da fórula estrutural d ácid carbxílic (Etanic) prduzid na xidaçã d etanl: O O O O C C u C C u 3 C C u C O O O O Observe: [ 3 C C O ]C 3 C O O Quantidade de cpsts diferentes que pde ser frads pela nclraçã d etilbutan: quatr. Cl 3 C C C C 3 3 C C C C 3 C 3 C 3 Cl C C C C 3 3 C C C C Cl C 3 C 3 Cl Observe: 3 C C C C 3 + Cl Cl Cl + 3 C C C C 3 Cl C 3 C 3 C C C C 3 + Cl Cl Cl + C C C C 3 C 3 Cl C 3 3 C C C C 3 + Cl Cl Cl + 3 C C C C 3 C 3 C 3 Cl 3 C C C C + Cl Cl Cl + 3 C C C C C 3 C 3 Cl 13

14 14