Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Programa de Pós-Graduação em Química

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1 Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Programa de Pós-Graduação em Química PR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CADERNO DE PROVAS INFORMAÇÕES GERAIS PARA A RESOLUÇÃO DA PROVA: As respostas devem ser escritas à caneta (preta ou azul) nos locais indicados para a resolução de cada uma das questões. Todas as folhas do caderno de provas devem conter o código do candidato (mesmo quando a questão não for resolvida) e em cada folha é necessário assinalar se a resolução da questão continua em outra folha avulsa. Folhas avulsas de respostas devem ser solicitadas ao aplicador de prova e devem conter o código do candidato. Em todas as questões que envolvem cálculos, os mesmos deverão ser apresentados na resolução. Questões respondidas à lápis serão desconsideradas para a correção, assim como folhas sem o código do candidato ou com assinaturas. Todas as eventuais folhas de rascunho utilizadas deverão ser entregues junto à prova. A prova tem duração de quatro (04) horas. É permitido o uso de calculadora científica. Não é permitida a consulta a nenhum material impresso ou digital sob pena de desclassificação do candidato. Celulares, smartphones e similares devem permanecer desligados durante a prova. Código do Candidato: DADOS DO CANDIDATO: Nome completo: CPF: Código do candidato: Assinatura:

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3 01. Calcule o ph e a percentagem de desprotonação de: (a) uma solução 0,5 mol L -1 do ácido cloroacético em água; (b) uma solução 0,5 mol L -1 do ácido tricloroacético em água; (c) explique por que as percentagens de desprotonação nos dois casos são tão diferentes. O valor do K a do ácido cloroacético é 1,4 x 10-3 e do ácido tricloroacético é 3,0 x 10-1.

4 02. Com relação aos átomos da tabela periódica, (a) como o raio atômico varia na horizontal e na vertical? Explique porque ocorre está variação. (b) a primeira energia de ionização dos átomos segue a mesma variação apresentada para o raio atômico? Justifique.

5 03. Porque geralmente os materiais em que predomina a ligação covalente são menos densos que aqueles em que predomina a ligação metálica ou a ligação iônica?

6 04. Suponha que, em uma mistura em equilíbrio de HCl, Cl 2 e H 2, a concentração de H 2 seja 1,0 x10-11 mol.l -1 e que a do Cl 2 seja 2,0 x mol.l -1. Qual é a concentração molar de HCl, no equilíbrio, a 500 K, dado K c = 4,0 x para H 2(g) + Cl 2(g) 2 HCl(g)?

7 05. No metano, uma parte de hidrogênio combina com três partes de carbono em massa. Se uma amostra de um composto A contendo apenas carbono e hidrogênio contém 32,0 g de carbono e 8,0 g de hidrogênio, a amostra poderia ser o metano? Em caso negativo, mostre que a lei de múltiplas proporções é seguida para o metano e para a substância A.

8 06. (a) Use o diagrama de nível de energia de OM dado e rotule os níveis de energia de acordo com o tipo de orbitais a partir do qual eles foram originados, sejam eles orbitais sigma ou pi, e se eles são ligantes ou antiligantes. (b) Como o fato de a eletronegatividade de N diferir da de O afeta o diagrama de nível de energia orbital molecular do NO 1+ comparado com o de N 2? Use o diagrama apresentado e prediga se os elétrons terão maior probabilidade de estar em N ou em O? Por quê?

9 07. O composto 2,4-pentanodiona (também conhecido como acetilacetona e abreviado para Hacac) é ácido e pode ser desprotonado. O ânion forma complexos com metais que são usados em aditivos de gasolina, lubrificantes, inseticidas e fungicidas. (a) Estime os ângulos de ligação marcados com arcos e letras minúsculas (a, b e c) na 2,4-pentanodiona e no ânion acac (b) Quais são as diferenças, se houver alguma?

10 08. Quando vamos estudar uma transformação que ocorre em um sistema, tendo como base a termodinâmica, alguns conceitos e definições precisam estar bem claros em nossa mente. Sendo assim explique de maneira clara e objetiva os seguintes termos: (a) Sistema, Vizinhança e Universo; (b) Estado de equilíbrio termodinâmico, isto é, o conjunto de equilíbrio térmico, equilíbrio mecânico, equilíbrio físico (de fases) e equilíbrio químico.

11 09. Os seguintes dados, de concentração de etano (C) em função do tempo (t), foram coletados para a reação C 2H 6(g) 2 CH 3(g) a 700 C: t / s C / (mol dm -3 ) 1,59 x ,92 x ,53 x ,31 x ,18 x 10-3 A partir destes dados é possível determinar a ordem de reação com relação ao etano e a constante de velocidade (k) nesta temperatura. Para isto tem-se as equações de velocidades integradas, isto é, a equação que descreve a variação da concentração em função do tempo para uma ordem específica. Sendo assim faça o seguinte: (a) Deduza a expressão da equação de velocidade integrada para a reação de primeira ordem partindo da expressão: -dc/dt = k C; (b) Tendo a expressão da equação de velocidade para a reação de primeira ordem construa um gráfico apropriado, com os dados acima, para verificar se é uma reação de primeira ordem. Em caso afirmativo determine, através do gráfico, a constante de velocidade.

12 10. (a) Escreva as semirreações de redução do dicromato em meio ácido, sabendo que este reduz para cromo III e do dímero do mercúrio I (Hg 2 +2 ). (b) Esquematize uma célula galvânica (escreva o diagrama da célula) tendo as seguintes soluções eletrolíticas: dicromato de potássio em meio ácido e nitrato de mercúrio (I). Para esta célula tenha como cátodo o eletrodo de dicromato. (c) Escreva a equação completa e balanceada para a reação da célula montada no item (b).