QUÍMICA QUÍMICA. Questão 01

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1 QUÍMIA QUÍMIA Um composto de fórmula molecular AB 5 é costituído por elemetos que pertecem ao mesmo período de um determiado gás obre. Tal gás obre apreseta a mesma distribuição eletrôica que um ío de um dado uclídeo X. Sabe-se aida que o uclídeo X cotém 1 prótos, 1 elétros e 4 êutros. elemeto A é ão-metálico e ão pertece ao grupo dos calcogêios. as TP, A ecotra-se o estado sólido e B eiste como molécula diatômica. Respoda e justifique: a) a que período os elemetos A e B pertecem? b) qual é a carga do ío do uclídeo X? c) o composto AB 5 é covalete ou iôico? d) os elemetos A e B pertecem a quais grupos ou famílias? e) qual é o ome do composto AB 5? f) qual é a forma geométrica do composto AB 5, cosiderado o modelo de repulsão dos pares de elétros da camada de valêcia? g) quais são os orbitais híbridos ecessários ao elemeto A para acomodar os pares de elétros o arrajo geométrico do item aterior? Questão s s p 6 3s 3p 6 3d 1 4s X metal de trasição do 4º período da classificação periódica, forma o cátio X 3+, sedo isoeletrôico do gás obre do 3º período (ARGÔI Z = 18). Assim temos: a) A e B pertecem ao 3º período. b) X apreseta carga +3. c) AB 5 é covalete pela pequea difereça de eletroegatividade de A e B. d) A família 5A ou grupo 15. B família 7A ou grupo 17. e) AB 5 petacloreto de fósforo. f) AB 5 bipiramidal ou bipirâmide trigoal. g) A apreseta hibridação sp 3 d ou dsp 3. Questão 0 Um determiado metal forma dois óidos distitos, os quais as percetages em massa de oigêio são 3,0% e 44,0%. Determie a massa atômica do metal. Formação do óido-i (3% oigêio) M + M 68g 3g

2 M 16 68g 3g Logo: M = 34 I () Formação do óido-ii (44% oigêio) y M + My 44g 56g M y 16 56g 44g M = y II 44 I= II = y 44 = 0,59 y 3 = 0,6 = y y 5 ( ) Logo, as fórmulas dos óidos são: M 3 e M 5 álculo da massa molar usado a formação do óido-i. 3 M 3 M 3g 68g 3g M = 51g/mol Massa Atômica = 51 u. Questão 03 gás obtido pela completa decomposição térmica de uma amostra de carboato de cálcio com 50,0% de pureza é recolhido em um recipiete de 300 ml a 7,0º. Sabedo-se que a pressão o recipiete é de 1,66 MPa, determie: a) a massa de gás produzido, admitido que seu comportameto seja ideal; b) a massa da amostra utilizada. a) A reação de decomposição é: a ( ) a 3 ( ) + s s ( g) Para uma pressão p = 1,66MPa 16,39atm, temos: PV = RT ou m PV = RT M e m = PVM RT Etão: 16,39 0,3 44 m = = 8,78g de ( ). g 0, b) Temos uma reação as proporções:

3 1 mol de a 1 mol de 3( s) ( g) 100g = 19,95g de a 3. 44g 8,78g álculo da amostra: 1 mol de amostra 50g de a3 y 19,95g de a y =39,90g de amostra. 3 Uma amostra de um determiado elemeto Y tem seu decaimeto radioativo represetado pelo gráfico a seguir: massa (g) tempo (mi) Determie o úmero de átomos ão desitegrados quado a atividade do material radioativo for igual a,5μi. Pelo gráfico podemos obter o tempo de meia vida da amostra: m0 m0 m0 m = = τ= 3mi = 180s t t τ τ E com ele a costate de decaimeto radioativo (7): 0 λ τ = 0 e l 0,693 1 λ = = = 0,00385s τ 180 E para a atividade A =,50μi : 10 ( ) A =,50μ 3,7 10 e A =λ 6 10 A,5 10 3, = = =,40 10 desitegrações restates. λ 3,85 10 Temos etão Questão 04 7,40 10 átomos ão desiterados. Questão 05 Em um balão cotedo ácido sulfúrico cocetrado foram colocados 1,50 mols de tolueo. A seguir foram gotejados 10,0 mols de ácido ítrico cocetrado, matedo o sistema sob agitação e temperatura cotrolada, o que gerou uma reação cuja coversão de tolueo é de 40%. Ao fial do processo, separou-se todo o produto obtido. Ao produto da reação acima foram acrescetados 7,50 g de uma substâcia A, de peso molecular 150 g, e 14,8 g de outra substâcia B, de peso molecular 96 g. A mistura foi dissolvida em, g de um solvete orgâico cuja costate crioscópica é 6,90 º kg/mol. 3

4 Determie a variação da temperatura de solidificação do solvete orgâico, cosiderado que o sólido obtido e as substâcias A e B ão são voláteis e ão reagem etre si. 3 1,35 mol tolueo S 4 4/ S4 tolueo omo há reação do tolueo com ácido ítrico em preseça de ácido sulfúrico (catalizador), temos : S 4 obs.: produto desta reação é uma mistura de o-itrotolueo e p-itrotolueo. álculo do úmero de mols do itrotolueo: 1, 5 100% 40% =0,5mol de itrotolueo álculo do úmero de mol da substâcia A : 1mol 150g y 7,50g y =0,05mol álculo do úmero de mol da substâcia B : 1mol 96g z 14,8g z =0,05mol úmero total de mol T = + y+ z =0,6mol álculo do abaiameto de temperatura: Δ Tc = Kc W 0,6 Δ Tc = 6,9 Δ T =,07 c Questão 06 Para a reação A + B foram realizados três eperimetos, coforme a tabela abaio: Eperimeto [A] mol/l [B] mol/l Velocidade de reação mol/(l mi) I 0,10 0,10, II 0,0 0,0 8, III 0,10 0,0 4,

5 Determie: a) a lei da velocidade da reação acima; b) a costate de velocidade; c) a velocidade de formação de quado as cocetrações de A e B forem ambas 0,50 M. a) A lei da velocidade de reação é da forma: m [ ] [ ] V = K A B i) Determiação da ordem parcial m: Pelos eperimetos II e III: m V [ A] II II m = = m = 1 V III [ ] A III ii) determiação da ordem parcial : V [ B] I I 0,10 10 = = V III [ ] B 0, III 1 1 = = 1 Resultado: V = K A B [ ] [ ] b) osiderado o eperimeto I, temos: V = K A B [ ] [ ] K ( ) ( ),0 10 = 0,1 0, L K = 0, mol mi c) V = K [ A] [ B ] V = 0, 0,5 0,5 = 0,05 mol/l mi s eletrodos de uma bateria de chumbo são de Pb e Pb. A reação global de descarga é: Pb + Pb + S 4 PbS 4 +. Admita que o coeficiete de uso seja de 5%. Este coeficiete represeta a fração de Pb e Pb presete a bateria que são realmete usados as reações dos eletrodos. alcule: a) A massa míima de chumbo em quilogramas (icluido todas as formas em que se ecotra esse elemeto) que deve eistir uma bateria para que ela possa forecer uma carga de 38, b) valor aproimado da variação da eergia livre da reação, sedo de,00 V a voltagem média da bateria quado fora de uso. Questão Pb + Pb + S4 Pb S4 + Pela equação química balaceada, verifica-se que para cada mol de chumbo reagete (1mol de Pb 0 e 1 mol de Pb +4 ), movimeta-se mol de elétros. Sedo assim, temos: mol de chumbo mol de elétros 07, g ,6 10 = 88,8 g de chumbo massa correspodete ao coeficiete de uso ,8 oeficiete de uso = m míima =

6 m = 3315, g de chumbo = 3,315 kg de chumbo. míima Δ G = FE Δ G = Δ G = J/mol de chumbo reagete Δ G = 386 kj/mol de chumbo reagete. Questão 08 s áilos são polímeros usualmete empregados a forma de fios, úteis a fabricação de cordas, tecidos, lihas de pesca etc. Um dos mais comus é o áilo-66, resultate da reação de polimerização etre a heametileodiamia (1,6-diamio-heao) e o ácido adípico (ácido heaodióico). om base esta iformação, determie a fórmula míima do áilo-66. áilo-66 é um polímero de codesação, formado pela uião do 1,6-diamio--heao com o ácido adípico, liberado água. ( ) 4 + ( ) 6 ( ) 4 ( ) 6 +(-1) moômero Fórmula molecular 1 Fórmula míima 6 11 Dispodo apeas de carvão, oido de cálcio, água, sódio metálico e cloretos de alquila coveietes, além de codições apropriadas de temperatura e pressão: a) Descreva uma possível rota de obteção do meor alquio dissubstituído, cotedo em sua estrutura apeas átomos de carboo e hidrogêio, sedo um dos átomos de carboo assimétrico; b) Determie a fórmula estrutural plaa e a omeclatura IUPA do alquio em questão. a) a + 3 a + a + + a( ) a a + + a + 3 l 3 + al a a a + l + al b) * Questão 09 *carboo quiral 4-metil-he--io 6

7 Questão 10 Um pró-farmaco é uma substâcia farmacologicamete iativa, que geralmete é covertida o fármaco ativo detro do orgaismo do paciete através de uma trasformação ezimática. Um medicameto é miistrado por via oral a forma de prófármaco quado se deseja baiar sua toidez, melhorar sua solubilidade, facilitar a sua passagem pela membraa celular ou, simplesmete, evitar que seja destruído pelas ezimas do trato gastritestial ates de atigir seu alvo. A talampicilia é um eemplo de pró-fármaco do atibiótico ampicilia, largamete empregado cotra bactérias gram-egativas e gram-positivas. Por ser meos polar que ampicilia, a talampicilia é facilmete absorvida pela paredes do itestio e cai a correte saguíea, ode é trasformada em ampicilia por ezimas chamadas esterases coforme a reação a seguir: Talampicilia S -Ezima Ampicilia + Ezima om base as iformações acima, pede-se: a) a fórmula estrutural da ampicilia; b) a fução orgâica gerada a estrutura da ampicilia pela biotrasformação da talampicilia; c) as fuções orgâicas itrogeadas presetes a estrutura da talampicilia; d) o úmero de carboos assimétricos presetes a molécula de talampicilia; e) os heteroátomos presetes a estrutura da ampicilia. a) b) Ácido carboílico c) Amida Amida S d) * S ** * * e) Por defiição heteroátomo é todo átomo diferete do carboo é hidrogêio. Desse modo, temos três heteroátomos: itrogêio, S eofre e oigêio. Porém, a maioria dos autores cosidera heteroátomos apeas aqueles que se ecotram detro da cadeia carbôica. Assim temos dois: itrogêio, S eofre 7