Ministério da Educação Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica Centro Federal de Educação Tecnológica de Química de Nilópolis RJ

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Airton Vagner Carneiro Barreto
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1 Ministério da Educação Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica Centro Federal de Educação Tecnológica de Química de Nilópolis RJ Concurso Público para Provimento de Cargos de Professor de Ensino de 1 o e 2 o Graus Edital nº 12/2006 Caderno de Questões A12 / Química Geral e Inorgânica Você recebeu do fiscal um CADERNO DE QUESTÕES e um CADERNO DE RESPOSTAS O CADERNO DE QUESTÕES consta de uma Tabela Periódica e de 13 (treze) páginas, numeradas seqüencialmente, incluindo o espaço para rascunho O CADERNO DE RESPOSTAS consta de 10 (dez) páginas, numeradas seqüencialmente Esta é uma prova dissertativa, com o valor máximo de 60 (sessenta) pontos, distribuídos por 05 (cinco) questões ATENÇÃO! 1 Confira o seu nome, o número de identidade e o de inscrição, além da Área de Atuação/Conhecimento para a qual está concorrendo, constantes no cartão grampeado ao CADERNO DE RESPOSTAS Em caso de incorreções, comunique ao fiscal de sala 2 Você dispõe de 04 (quatro) horas para fazer esta prova Distribua o tempo disponível entre o desenvolvimento das questões no rascunho e a sua transcrição para o CADERNO DE RESPOSTAS 3 Para qualquer tipo de rascunho, somente será permitida a utilização das folhas constantes do CADERNO DE QUESTÕES Não é permitido ao candidato destacar qualquer folha deste caderno 4 O desenvolvimento das questões só será considerado se transcrito a caneta, azul ou preta, para o espaço destinado à resposta de cada questão no CADERNO DE RESPOSTAS 5 Evite rasuras, mas lembre-se de que a organização e a limpeza da prova são importantes no momento de sua avaliação 6 O candidato somente poderá retirar-se da sala após decorridos 60 (sessenta) minutos do início da prova 7 Os 03 (três) últimos candidatos permanecerão na sala até que todos concluam a prova, ou que termine o tempo de duração da mesma, devendo retirar-se todos juntos 8 Terminada a prova, confira-a com atenção e entregue-a ao fiscal de sala o CADERNO DE QUESTÕES e o CADERNO DE RESPOSTAS 9 Siga a Agenda do Edital para acompanhar as demais etapas do Concurso w

2 TABELA PERIÓDICA CONSTANTES FÍSICAS E FATORES DE CONVERSÃO Número de Avogadro = 6, mol -1 Volume molar nas CNTP = 22,42 L Constante dos Gases = 8,31 J/mol K Constante dos Gases = 0,08206 L atm/mol K 1 Faraday = J/V mol Fator de conversão entre logaritmo neperiano e logaritmo na base 10 = 2,30 (ln x = 2,30 log x) w

3 Questão 01 (12 pontos) A não ser que seja explicitado em contrário, deve-se considerar que: as substâncias são puras os rendimentos são iguais a 100% os gases e vapores apresentam comportamento ideal o ar atmosférico é livre de impurezas; sua composição consiste apenas de nitrogênio e oxigênio gasosos na proporção indicada pela equação balanceada fornecida abaixo, na etapa 1 as massas molares devem ser expressas com 3 algarismos significativos O ácido nítrico pode ser produzido industrialmente por diferentes métodos Abaixo se propõe um destes métodos Etapa1 consiste na reforma catalítica do metano usando ar atmosférico (representado por AA na equação) e vapor d água sob aquecimento com a intenção de se obterem as matérias primas para a produção da amônia 0,88 CH 4(g) + 1,26 AA + 1,24 H 2 O (v) 0,88 CO 2(g) + N 2(g) + 3 H 2(g) Etapa 2 O gás nitrogênio reage com o gás hidrogênio, produzindo amônia gasosa com rendimento de 80,0% Etapa 3 A amônia gasosa é oxidada pelo oxigênio gasoso produzindo óxido nítrico gasoso e vapor d água O rendimento desta etapa é de 93,0% Etapa 4 O óxido nítrico gasoso é oxidado pelo oxigênio gasoso a dióxido de nitrogênio gasoso Etapa 5 O dióxido de nitrogênio gasoso é borbulhado em água líquida e produz ácido nítrico em solução e óxido nítrico gasoso, sendo esse gás removido da solução Ao término do processo e após o resfriamento da solução ácida, temos 5,00 m 3 de solução aquosa cuja percentagem massa/volume de ácido nítrico é de 55,0%, sob pressão de 1,00 atm e na temperatura de 25,0ºC Calcule o volume, em litros, de ar atmosférico necessário para a produção da solução ácida final, considerando que o ar atmosférico originalmente esteja sob as condições de pressão atmosférica normal e na temperatura de 20,0ºC w - 1 -

4 Questão 02 (12 pontos) Todas as soluções são aquosas e possuem comportamento ideal; a temperatura é de 25º e a pressão de 1,0 atm Todos os volumes são aditivos (o volume total é igual à soma dos volumes parciais) Admita que o valor do produto iônico da água (K w ) é de 1, O ácido acético apresenta K a = 1, a 25ºC Dispomos de 1,00 L de solução, na qual o ácido se apresenta 2,00% ionizado A Qual é o ph da solução resultante quando misturamos 300 ml de solução 0,0500 mol L -1 de uma solução aquosa de NaOH à solução acética? B Para que o ph da solução obtida no item A seja idêntico ao pk a do ácido acético, que volume de solução aquosa de NaOH 0,0500 mol L -1 deve ser acrescentado? Questão 03 (12 pontos) Baseando-se nas informações da seguinte tabela de potenciais-padrão, responda o que se pede nos itens abaixo: TABELA DE POTENCIAIS-PADRÃO EM SOLUÇÃO AQUOSA A 25º C (concentrações 1,00 mol L -1 e gases à pressão de 1,00 atm) Descrição da semi-reação E 0 Semi-reação (a) Redução do ânion permanganato, em solução, para o cátion manganês (II), em solução (meio ácido) +1,52V Semi-reação (b) Redução do cátion áurico, em solução, para ouro sólido +1,50V Semi-reação (c) Semi-reação (d) Redução do dióxido de manganês sólido para o cátion manganês (II), em solução (meio ácido) Redução do cátion estanho (IV), em solução, para o cátion estanho (II), em solução +1,23V +0,15V A Escreva a equação eletroquímica completa e balanceada que representa a pilha eletroquímica formada pelas semicélulas (a) e (d) nas condições-padrão B Determine a força eletromotriz, a 25ºC, da pilha formada pelas semi-reações (b) e (c) da tabela acima, quando todas as concentrações envolvidas são padrões, com exceção da concentração do cátion hidrônio, cuja concentração é igual a 0,100 mol L -1 w - 2 -

5 Questão 04 (12 pontos) O estudo dos complexos metálicos desempenha um papel fundamental na química dos elementos do bloco d e na química inorgânica moderna em geral A Admita que o triclorotriaminacobalto (III) em meio amoniacal forme, dentre outros complexos, o diclorotetraminacobalto (III) Para CADA um dos complexos metálicos nomeados, apresente a fórmula molecular e as estruturas geométricas de seus possíveis isômeros B O íon Mn +3 forma complexos octaédricos tanto de alto spin quanto de baixo spin, mas o Mn +4 não o faz Explique essa afirmação, utilizando o modelo do campo cristalino Questão 05 (12 pontos) Na ciência em geral e na química inorgânica em particular, as exceções observadas em certos padrões de comportamento são os elementos que permitem a criação de teorias mais abrangentes e modelos melhores para a explicação dos fenômenos A Entre as moléculas diatômicas dos elementos do segundo período existem três familiares: N 2, O 2 e F 2 As moléculas Li 2, B 2 e C 2 são menos comuns, porém, têm sido observadas e estudadas na fase gasosa Em contraste, as moléculas Be 2 e Ne 2 são altamente instáveis ou inexistentes Explique a inexistência das moléculas Be 2 B O nitrogênio e o fósforo apresentam diversos compostos análogos: NH 3 e PH 3 ; NCl 3 e PCl 3 ; N 2 O 3 e P 2 O 3 ; N 2 O 5 e P 2 O 5 O fósforo, porém, forma um composto que não possui análogo ao nitrogênio: PCl 5 Explique a inexistência do NCl 5 w - 3 -

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