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NÚMERO DE INSCRIÇÃO DO CANDIDATO(A)

PROVA ESCRITA DE CONHECIMENTOS EM QUÍMICA

INFORMAÇÕES IMPORTANTES:

- IDENTIFIQUE TODAS AS FOLHAS DESTA PROVA COM SEU NÚMERO DE INSCRIÇÃO. Obs.: EM HIPÓTESE NENHUMA USE SEU NOME NAS FOLHAS COMO IDENTIFICAÇÃO. - RESPONDA TODAS AS QUESTÕES A TINTA NA FOLHA REFERENTE À QUESTÃO. SE NECESSÁRIO UTILIZE O VERSO. - PARA RASCUNHO USE AS FOLHAS ESPECÍFICAS NO FINAL DA PROVA. ESTAS NÃO SERÃO CONSIDERADAS NA CORREÇÃO. - A DURAÇÃO DA PROVA É DE, NO MÁXIMO, 3 (TRÊS) HORAS. - É PERMITIDO O USO DE CALCULADORA CIENTÍFICA.

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1) Considere o preparo de uma solução tampão que será utilizada como fase móvel em uma

determinação cromatográfica de fase reversa. Suponha que a solução foi preparada através da

mistura de 10 mL de ácido acético (CH3COOH, pKa=4,75) à 1,0 M e 15 mL de uma solução de

acetado de sódio na concentração de 1,5 M, completando-se com água destilada até o volume final

de 100 mL.

a) Escreva a reação química no equilíbrio entre o ácido fraco e sua base conjugada e expresse a

constante de equilíbrio Ka do ácido acético.

b) Qual o pH final desta solução?

c) Se no volume de 100 mL desta solução forem adicionados 12 mL de ácido clorídrico na

concentração de 1,0 M, qual o pH final desta solução tampão.

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NÚMERO DE INSCRIÇÃO DO CANDIDATO(A) 2) Considere a molécula da aspirina (ácido acetilsalicílico) apresentada abaixo, que possui um p

igual a 3,49.

a) Escreva a reação de equilíbrio da aspirina em água;

b) Qual o pH de uma solução de 500 mg de aspirina em 150 mL de ág

c) Qual a porcentagem de moléculas ionizadas (acetilsalicilato) de uma solução de asp

meio estomacal (pH =1,8). Considere o pH estomacal constante.

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Considere a molécula da aspirina (ácido acetilsalicílico) apresentada abaixo, que possui um p

Fig 1. molécula de aspirina.

Escreva a reação de equilíbrio da aspirina em água;

Qual o pH de uma solução de 500 mg de aspirina em 150 mL de água?

Qual a porcentagem de moléculas ionizadas (acetilsalicilato) de uma solução de asp

Considere o pH estomacal constante.

Considere a molécula da aspirina (ácido acetilsalicílico) apresentada abaixo, que possui um pKa

Qual a porcentagem de moléculas ionizadas (acetilsalicilato) de uma solução de aspirina em

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3) Considere as seguintes substâncias:

NH3 CCl4 H2S CH3OH

a) Desenhe a geometria molecular e o arranjo dos pares eletrônicos de cada composto.

b) Quais os orbitais híbridos (segundo a Teoria de Ligação de Valência) do átomo central, em cada

espécie?

c) Identifique o principal tipo de força intermolecular que pode agir entre as moléculas de cada

uma das substâncias. Justifique os motivos de sua escolha.

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4) Considere os seguintes elementos químicos:

Ca (Z=20), O (Z=8), Zn (Z=30)

a) Dê a configuração eletrônica de cada um. Destaque quais os orbitais internos e os orbitais de

camada de valência.

b) Usando a representação de caixas, desenhe para cada átomo o estado fundamental, um estado

excitado e um estado proibido.

c) As configurações ‘proibidas’ representadas em (b) ferem qual(is) princípio(s) que rege(m) a

organização eletrônica dos átomos, seguindo os conceitos modernos de teoria atômica?

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5) A energia livre de uma reação pode ser calculada a partir de valores tabelados da energia livre de

formação dos compostos, como

0 0 0( ) ( )reação i f i fi produtos i reagentes

G G i G i

.

onde i são os coeficientes estequiométricos da equação química. Algo semelhante vale para

H0reação e S0

reação. Como os dados de G0f são tabelados na condição padrão a 25 oC, o valor livre

da reação é calculada nestas mesmas condições a 25 oC, fora da condição padrão o Greação a 25 oC é

dado por

0 lnreação reaçãoG G RT Q ,

onde Q é a ação da massas. No equilíbrio Greação=0 e Q=K (constante de equilíbrio). O efeito da

temperatura no valor do G0reação pode ser avaliado pela expressão:

0 0 0( ) ( 25 ) ( 25 )o oreação reação reaçãoG T H T C T S T C ,

supondo que o efeito da temperatura nos valores de H0reação e S0

reação é desprezível.

a) Com base nos dados termodinâmicos apresentados na tabela abaixo, determine os valores de

G0reação, H0

reação e S0reação a 25 oC para a reação:

AgCl (s) → Ag+ (aq) + Cl- (aq);

b) Usando o resultado do G0reação a 25 oC determine a constante equilíbrio (ou produto de

solubilidade, Kps) da reação acima a 25 oC;

c) Usando os valores calculados de H0reação e S0

reação a 25 oC, explique se a solubilidade do AgCl

aumenta ou diminui com o aumento da temperatura.

Tabela: Dados termodinâmicos a 25 oC

Substância Hf0, kJ/mol Gf

0, kJ/mol S0, J/(mol K)

AgCl(s) -127 -110 96

Ag+(aq) 106 77 74

Cl-(aq) -167 -131 56

Informações adicionais:

M(Ag) = 108 g/mol M(Cl) = 35 g/mol

R = 8,3 J/(mol K) T(K) = T(oC) + 273

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6) Pegou-se 7 béqueres, que foram rotulados numa série de 1 à 7. Adicionou-se os volumes de solução de

tiossulfato de sódio 0,15 mol/L, água e ácido clorídrico 3 mol/L conforme indicados na tabela abaixo.

Abaixo de cada um deles, foi colocado um papel branco com um X marcado de caneta preta. Em cada

béquer, o tempo de reação (t) era contado a partir do momento em que as soluções de água com tiossulfato se

mistura com o ácido, até a turvação que impossibilitava à visão do X marcado. Portanto, por este caminho

fixamos a quantidade final de enxofre (o suficiente para turvar a solução e impossibilitar à visão de X). A

velocidade da reação (v) é proporcional ao inverso do tempo de reação e encontra-se registrada na tabela

abaixo juntamente com as respectivas concentrações iniciais de tiossulfato e do ácido. Todos os ensaios

apresentados na tabela abaixo foram conduzidos a 25oC. Neste caso:

S2O32- + 2H+ → S↓ + SO2↑ + H2O

a) Escreva a equação de velocidade da reação e determine, usando os dados da tabela abaixo, a ordem da

reação em relação aos reagentes: tiossulfato e ácido;

b) Determine a constante de velocidade da reação a 25ºC; (não se esqueça de dar a unidade da constante!)

c) Explique de forma qualitativa como a temperatura pode afetar os resultados deste experimento.

mL mol/L s mol.L-1.s-1

Exp. VNa2S2O3 VH2O VHCl VTotal [Na2S2O3]0 [HCl]0 t v 1/t

1 25 0 5 30 0,1250 0,5000 24 0,0417

2 20 5 5 30 0,1000 0,5000 31 0,0323

3 15 10 5 30 0,0750 0,5000 40 0,0250

4 10 15 5 30 0,0500 0,5000 59 0,0169

5 5 20 5 30 0,0250 0,5000 121 0,00826

6 25 2 3 30 0,1250 0,3000 25 0,0400

7 25 4 1 30 0,1250 0,1000 23 0.0435

Obs.: A tabela apresenta dados reais que inclui evidentemente erros experimentais.

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7) Metóxido de sódio é um composto de interesse industrial empregado na síntese de biodiesel. Este

composto tem sido produzido pela reação de hidróxido de sódio e metanol.

a) Escreva a reação ácido-base que ocorre.

b) Indicar quais espécies químicas são ácidos e quais são bases de Brönsted-Lowry para a reação

descrita acima.

c) Escrever a reação se o hidróxido de sódio fosse substituído por hidreto de sódio.





NÚMERO DE INSCRIÇÃO DO CANDIDATO(A) 8) O ácido cítrico (ácido 2-hidróxi

empregado como acidulante na preparação de alimentos e de bebidas e também como conservante

natural. A sua estrutura química é mostrada na Figura abaixo.

a) Quantos centros estereogênicos

b) Qual o número de possíveis estereoisômeros?

c) Descrever as funções orgânicas existentes em sua estrutura.

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hidróxi-1,2,3-propanotricarboxílico) é um composto amplamente


natural. A sua estrutura química é mostrada na Figura abaixo.

a) Quantos centros estereogênicos existem em sua estrutura química?

b) Qual o número de possíveis estereoisômeros?

c) Descrever as funções orgânicas existentes em sua estrutura.

) é um composto amplamente


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