Torneio Virtual de Química – 2016

1ª Fase Início: 20/08 Término: 12/09

LEIA ATENTAMENTE ÀS INSTRUÇÕES ABAIXO:

01) Esta prova contém 20 questões, todas devem ser respondidas;

02) Cada questão contém cinco assertivas, às quais se deve atribuir V, para verdadeiras, ou F,

para falsas;

03) As respostas das assertivas devem ser preenchidas na página do TVQ através do endereço

www.torneiovirtualdequimica.com.br

04) A prova deve ser feita com pesquisa a materiais bibliográficos. Algumas questões possuem

indicações de leitura, é extremamente recomendável consultar os materiais indicados;

05) A primeira fase terá duração de três, semanas, encerrando o prazo de inscrição no dia 12 de

setembro. Não serão aceitas inscrições fora do prazo estipulado.

Apoio:

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Questão 1:

Em uma indústria alimentícia, é produzido vinagre cuja concentração de ácido acético deve seguir padrões de

qualidade, podendo variar entre 4,5 e 5,0 % (m/m). Um técnico coleta uma amostra do vinagre de 5 mL com

densidade de 1,02 g/cm3 e a dilui em um balão volumétrico de 100 mL. Em seguida, 20 mL da solução diluída são

titulados com uma solução de NaOH 0,05 mol.L-1 utilizando-se fenolftaleína como indicador. Ao final do processo,

foram gastos 18 mL da solução de hidróxido de sódio para atingir o ponto de viragem.

Com relação às afirmações a seguir, assinale verdadeiro ou falso. Dados: ( 𝑀𝑀Á𝑐.𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜 =

60 𝑔. 𝑚𝑜𝑙−1; 𝑀𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 = 40 𝑔. 𝑚𝑜𝑙−1)

( ) a. A partir do resultado da análise, conclui-se que a amostra está dentro dos padrões especificados.

( ) b. Caso a solução de NaOH fosse substituída por outra de KOH de mesma concentração, o volume de

solução básica utilizado na titulação seria o mesmo caso os erros relacionados ao analista fossem

desconsiderados.

( ) c. A concentração de ácido acético na amostra de vinagre é de 0,9 mol.L-1.

( ) d. Em pH 7, o ácido acético presente inicialmente na solução estará majoritariamente desprotonado, ou

seja, na forma de ânions acetato.

( ) e. Para preparar 200 mL da solução de NaOH 0,05 mo.L-1, são necessários 400 mg de hidróxido de

sódio.

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Questão 2:

Estruturas de Lewis, introduzidas por Gilbert N. Lewis em 1916, são diagramas que mostram ligações entre

átomos de uma molécula e os pares de elétrons não ligantes que eventualmente possam existir. A seguir, são dadas

quatro estruturas de Lewis:

Assinale verdadeiro ou falso:

( ) a. A estrutura A é mais estável do que a B.

( ) b. Na estrutura B, o átomo de enxofre possui uma carga formal negativa.

( ) c. A estrutura C corresponde a um ânion.

( ) d. As estruturas A e B representam a mesma molécula.

( ) e. A estrutura D corresponde a um radical.

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Questão 3:

A Tabela Periódica, talvez a mais importante ferramenta do químico, nem sempre se apresentou organizada da

maneira como a conhecemos. O primeiro cientista a propor a criação de uma tabela que agrupasse os elementos

químicos conhecidos por suas características em comum foi Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) em seu artigo

“Sobre a relação das propriedades dos elementos e suas respectivas massas” [Ueber die Beziehungen der

Eigenschaftenzu de Atomgewichten der Elemente - Zeitschrift für Chemie 12, 405-6 (1869)]. Nesse artigo, Mendeleev

propõe a ordenação dos elementos em colunas verticais seguindo a ordem de aumento da massa atômica. Dessa forma,

obtêm-se elementos com propriedades análogas organizados em linhas, de onde retira, dentre outras, as seguintes

conclusões:

1 – Os Elementos, se arranjados de acordo com sua massa atômica, exibem propriedades periódicas.

2 – Elementos quimicamente análogos possuem massas semelhantes (Pt, Ir, Os), ou massas que aumentam de uma

quantidade constante (K, Rb, Cs).

3 – A organização de acordo com a massa atômica corresponde à valência do elemento e, em certa extensão, à

diferença de comportamento químico, por exemplo Li, Be, B, C, N, O, F.

Sobre a organização da Tabela Periódica e as propriedades dos elementos, julgue:

( ) a. Espera-se que o raio atômico deva aumentar sempre da direita para a esquerda em um período, pois

com a diminuição do número atômico, ocorre uma diminuição da atração dos elétrons pelo núcleo.

( ) b. Os Lantanídeos apresentam uma diminuição de raio muito maior do que a esperada conforme se

aumenta o número atômico. Esse efeito está relacionado com a baixa blindagem que os orbitais d dos

lantanídeos oferecem, fazendo com que os elétrons sofram maior influência do núcleo. Esse efeito é

conhecido como Contração Lantanídica.

( ) c. A carga nuclear efetiva é uma medida da força que o núcleo exerce sobre os elétrons, considerando os

efeitos de blindagem.

( ) d. Elementos com maior energia de ionização localizam-se à esquerda da tabela periódica e tendem a

formar compostos iônicos.

( ) e. O efeito do par inerte deriva da diferença de energia entre os elétrons das subcamadas p e s. Nos 5º e

6º períodos da tabela periódica, a boa penetração dos elétrons s faz com que permaneçam fortemente ligados

ao núcleo. Dessa forma alguns elementos possuem valência duas unidades menor do que o esperado.

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Questão 4:

No dia 26 de abril deste ano, o acidente ocorrido na usina nuclear de Chernobil completou 30 anos. Durante o

acidente, 31 pessoas morreram e incontáveis outras sofreram com os efeitos da contaminação por partículas

radioativas espalhadas na atmosfera. O urânio enriquecido, principal combustível das usinas nucleares, é utilizado na

forma de pastilhas metálicas que contém alta concentração do isótopo físsil 235U. Para obter este isótopo em altas

concentrações, métodos constituídos por diversos processos químicos e físicos são necessários para extrair, purificar e

enriquecer o urânio.

Um destes métodos consiste em calcinar (aquecer a altas temperaturas) e moer o concentrado de óxidos de

urânio proveniente da etapa de mineração para remover algumas impurezas. O U3O8 resultante reage com hidrogênio

gasoso para formar UO2:

𝑈3𝑂8 (𝑠) + 2𝐻2 (𝑔) → 3𝑈𝑂2 (𝑠) + 2𝐻2𝑂 (𝑙) ∆𝐻 = −109 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

O óxido reduzido é então aquecido com HF gasoso para formar UF4:

𝑈𝑂2 (𝑠) + 4𝐻𝐹 (𝑔) → 𝑈𝐹4 (𝑠) + 2𝐻2𝑂 (𝑙) ∆𝐻 = −176 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

Em seguida, o UF4 é aquecido com flúor gasoso para se obter o UF6:

𝑈𝐹4 (𝑠) + 𝐹 2 (𝑔) → 𝑈𝐹6 (𝑠) ∆𝐻 = −343 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙

O hexafluoreto de urânio pode ser levado ao estado gasoso, no qual as moléculas contendo 235U e 238U são

separadas por difusão através de membranas porosas. O UF6 rico em 235U é então reduzido, gerando por fim o urânio

metálico enriquecido.

Sobre o combustível nuclear e seu processo de obtenção, assinale verdadeiro ou falso:

( ) a. A radiação proveniente da fissão do 235U é ionizante, sendo capaz de degradar moléculas de DNA e,

consequentemente, promover mutações genéticas.

( ) b. O UF4 é termodinamicamente mais estável do que o UF6.

( ) c. Considerando o processo global de conversão do U3O8 em UF6, para cada mol de U3O8 utilizado, são

gerados 4 mols de água.

( ) d. O processo global de conversão do U3O8 em UF6 libera 1666 kJ de energia para cada mol de U3O8

utilizado.

( ) e. A reação do U3O8 com hidrogênio gasoso para formar UO2 é uma reação de oxirredução na qual o

H2 (g) é o agente oxidante.

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Questão 5:

Uma das formas mais conhecidas e utilizadas para determinação fotométrica de íons Fe2+ e Fe3+ em solução é a

partir das propriedades quelantes do ligante 1,10-fenantrolina em relação a esses íons, cujo complexo formado

apresenta alta absortividade molar.

O complexo [Fe(phen)3]2+ , onde phen representa o ligante 1,10-fenantrolina, apresenta um centro metálico de

Fe(II) ligados a três moléculas do ligante 1,10-fenantrolina (Figura 2). O estudo da formação desse complexo resultou

nos respectivos valores de constante de formação mostrados na Figura 1, sendo 𝜷n = K1*K2*...*K(n-1)*Kn, onde Kn é a

constante de equilibrio para cada etapa da complexação.

Considerando uma solução 1M de [Fe(phen)3]2+,julgue as seguintes afirmativas como verdadeiro ou falso:

( ) a. A concentração do Fe2+ em solução é aproximadamente 2,3.10-6 mol/L.

( ) b. O composto [Fe(phen)3]2+ é quiral.

( ) c. Os valores das constantes de formação Kn seguem a seguinte ordem K1>K2>K3 .

( ) d. A oxidação do composto leva ao complexo correspondente com Fe3+, resultando em um aumento de

1,10-fenantrolina livre em solução.

( ) e. A concentração somada das espécies intermediárias [Fe(phen)]2+ e [Fe(phen)2]2+ representa

aproximadamente 0,24% da concentração total de [Fe(phen)3]2+ em solução.

110log 210log 310log

Fe2+ 5.86 11.11 21.14

Fe3+ -- -- 14.1

Figura 1: Tabela de constantes de formação para a

complexação de fenantrolina com diferentes estados de

oxidação de Ferro.

Figura 2: Complexo [Fe(phen)3]2+

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Questão 6:

Assim que iniciarmos nossa exploração do átomo, encontraremos uma característica inusitada de nosso

mundo. Quando Rutherford propôs, no começo do século XX, um modelo nuclear para o átomo, ele esperava poder

usar a mecânica clássica, isto é, as leis de movimento propostas por Newton, no século XVII, para descrever a

estrutura dos elétrons. Afinal a mecânica clássica tinha obtido enorme sucesso na descrição do movimento de objetos

visíveis, como bolas e planetas, por exemplo. Entretanto, logo ficou claro que a mecânica clássica falhava quando

aplicada aos elétrons dos átomos. Novas leis, que passaram a ser conhecidas como mecânica quântica, tiveram de ser

desenvolvidas.

[ATKINS, P; JONES, L. Pricípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ªed. Bookman

Companhia Ed. ]

Desde o seu nascimento, com o efeito fotoelétrico e a radiação de corpo negro, a mecânica quântica nutriu-se

da dedicação de vários cientistas, tornando-se uma ferramenta essencial para o estudo de sistemas químicos. Sobre os

princípios da mecânica quântica aplicados à química, julgue como verdadeiro ou falso as seguintes afirmações:

( ) a. Fótons são partículas carregadoras da força eletromagnética, portanto interagem apenas com

partículas que possuem carga elétrica.

( ) b. Segundo o modelo atômico quântico, a diferença de energia entre os níveis quânticos 2 e 1 é IGUAL à

diferença de energia entre os níveis 4 e 3.

( ) c. O fóton de maior energia que pode ser emitido por um átomo de hidrogênio possui comprimento de

onda aproximadamente igual a 91 nm.

( ) d. Segundo o princípio de incerteza de Heisenberg, se um elétron pode ser localizado numa região de

Δ x ≈ 1.5.10-12 m, a velocidade mínima desse elétron é 3,8.107 m.s-1.

( ) e. Os orbitais atômicos podem possuir duas regiões onde a probabilidade de encontrar um elétron é

máxima, essas regiões são chamadas de nós angulares e nós radiais.

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Questão 7:

Para entender propriedades físicas e químicas de materiais, é extremamente importante voltar a atenção para a

estrutura das moléculas que compõem esse material. Isso significa entender a dinâmica das cargas dentro do sistema

molecular, justificando as características observadas experimentalmente. Em certos aspectos, tanto as leis de Coulomb

quanto os princípios básicos de geometria auxiliaram os químicos a compreender as estruturas de moléculas, bem

como suas interações intra e intermoleculares.

Sobre a polaridade de ligações químicas, julgue como verdadeiro ou falso:

( ) a. A polaridade de uma molécula é dependente da diferença de eletronegatividade entre os átomos e é

dependente da assimetria da molécula.

( ) b. A soma das cargas parciais dos átomos em uma molécula é igual ao módulo do momento dipolar.

( ) c. A constante dielétrica de um líquido está associada à capacidade das moléculas do líquido se

alinharem no campo elétrico, gerando um campo elétrico contrário. Dessa forma, quanto mais polar o líquido,

maior sua constante dielétrica.

( ) d. O momento do dipolo do isômero trans do dicloroeteno é igual, em módulo, ao momento de dipolo do

isômero cis, divergindo apenas na orientação.

( ) e. É mais eficiente aquecer água em um forno micro-ondas do que aquecer hexano.

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Questão 8:

Dependendo de seus constituintes e das condições, sistemas de múltiplos componentes podem apresentar

comportamentos de fases peculiares. Uma forma de estudar esses comportamentos é através dos chamados diagramas

de fase, como representado na Figura 3 abaixo. Nesses diagramas temos um mapeamento do número de fases do

sistema em relação às coordenadas do sistema, que podem ser temperatura, pressão, a proporção relativa entre as fases

ou outros fatores.

Sabendo disso e levando em conta o gráfico da figura 3 julgue as afirmativas abaixo como verdadeiro ou falso:

( ) a. Com o aumento da temperatura, as ligações de hidrogênio predominarão no sistema acima, resultando

na presença de duas fases.

( ) b. Dois componentes com interações intermoleculares semelhantes em suas respectivas fases puras

tendem a formar sistemas com apenas uma fase.

( ) c. Para duas fases coexistindo em altas temperaturas, o valor do ΔH deve ser suficientemente positivo

para compensar os fatores entrópicos.

( ) d. Em baixas temperaturas, a aproximação entre as moléculas na fase líquida favorece apenas as

interações do tipo de van der Waals.

( ) e. Para ocorrência de um sistema de dois componentes, o favorecimento entálpico da interação de um

componente com ele mesmo deve ser maior que com a mistura.

Figura 3: Diagrama de fases para a mistura de água e trietilamina. Eixo x representa a proporção relativa molar

entre trietilamina e água e o eixo y e representa a temperatura do sistema.

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Questão 9:

O peptídeo ciclo(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys) representado na Figura 4 é formado pelos aminoácidos Arginina,

Glicina, Ácido Aspártico, Fenilalanina e Lisina e é capaz de interagir especificamente com receptores celulares da

família das integrinas, mais especificamente com os receptores celulares αvβ3. Tais receptores são regularmente

expressados em células tumorais metastáticas. Por esse motivo, esse polipeptídio tem sido estudado para atuar como

ligante de nanocarreadores de biofármacos, a fim de que a internalização desses fármacos seja feita preferencialmente

pelas células tumorais, diminuindo significativamente a lesão aos tecidos saudáveis.

De acordo com seus conhecimentos e pesquisas, assinale as sentenças como verdadeiro ou falso:

( ) a. Analisando a estrutura do polipeptídeo cRGD podemos afirmar que esse composto possui 5 centros

estereogênicos e todos apresentam configuração S.

( ) b. Devido ao fato dos aminoácidos serem bifuncionais, o polipeptídeo cRGD deve possuir 120 isômeros

de constituição, além de 16 isômeros opticamente ativos e 8 isômeros oticamente inativos.

( ) c. O grupo amino da cadeia lateral de lisina deve ser significativamente mais nucleofílico do que o

grupo amino da cadeia lateral de arginina.

( ) d. Em uma análise eletroforética com pH na faixa de 11 a 12 espera-se que o polipeptídio cíclico,

ciclo(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys), não se desloque de forma significativa.

( ) e. Após sofrer uma hidrólise total em meio ácido o peptídeo cRGD têm seus aminoácidos separados por

uma diálise com uma membrana de 150 Da. Com a solução externa a membrana, é feita uma análise de

eletroforese em pH 10 e o resultado obtido mostrado na Figura 5. A cerca do resultado desse experimento

podemos afirmar que as bandas A, B e C correspondem aos aminoácidos glicina, lisina e ácido aspártico

respectivamente.

Figura 4: Estrutura do peptídeo cRGD

(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys).

Figura 5: Resultado de eletroforese em gel de

poliacrilamida para aminoácidos constituintes do

peptídeo ciclico ciclo (Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys).

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Questão 10:

Sir Harold Walter Kroto, também conhecido como Harry Kroto,

(1939-2016) foi agraciado com o prêmio Nobel de Química de 1996

em reconhecimento ao seu trabalho que resultou na descoberta de uma

terceira forma alotrópica do carbono, conhecida como fulereno.

Seu artigo original, publicado na revista Nature, reporta uma

evidência experimental da obtenção do buckminsterfulereno a partir da

vaporização do grafite por laser, e ainda propõe uma estrutura,

semelhante a uma bola de futebol, para a molécula.

Com relação ao buckminsterfulereno, julgue as afirmações à

seguir:

( ) a. O buckminsterfulereno é um exemplo de um sistema π tridimensional.

( ) b. Apesar de ser apolar, é insolúvel em benzeno devido ao seu grande tamanho, que impede a interação

efetiva com o solvente.

( ) c. No estado sólido, as moléculas de C60 são unidas por forças de van der Waals, formando uma estrutura

cúbica de face centrada.

( ) d. Na estrutura do C60, um hexágono está ligado alternadamente com um pentágono e um hexágono, e

cada átomo de carbono é compartilhado por um pentágono e dois hexágonos. A hibridização é parcialmente

sp2 e parcialmente sp3.

( ) e. O buckminsterfulereno possui simetria icosaédrica. Aplicando a teoria de grupo temos as

representações redutíveis da tabela I. Consultando a tabela de caracteres para o grupo pontual de simetria Ih,

vemos que o C60 possui 4 modos ativos no infravermelho.

Referência para consulta: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc04/atual.pdf

E 12C5 12C52 20C3 15C2 i 12S10 12S10

3 20S6 15σ

180 0 0 0 0 0 0 0 0 4

Tabela 1: Representações redutíveis para o C60

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Questão 11:

Os sólidos cristalinos iônicos são formados por íons que se mantêm fortemente ligados uns aos outros através

de ligações químicas, mais precisamente ligações iônicas, que são interações de natureza majoritariamente

eletrostática. A energia responsável pela manutenção da estrutura de um retículo cristalino é chamada de Energia

Reticular e pode ser entendida como a energia de formação de um cristal a partir de íons na fase gasosa, infinitamente

separados:

𝑀(𝑔)+ + 𝑋(𝑔)

− → 𝑀𝑋(𝑠)

Tratando-se os sólidos iônicos a partir de um modelo eletrostático puro, e assumindo que os cristais são

perfeitos (sem defeitos), Max Born e Alfred Landé propuseram uma equação que possibilita o cálculo de 90% do valor

da energia reticular para um cristal:

𝑈 = −𝐴𝑁𝑍+𝑍−𝑒2

4𝜋𝜀0𝑟0 (1 −

1

𝑛)

Onde:

N= Constante de Avogadro.

A= Constante de Madelung (parâmetro geométrico).

Z+= valor da carga do cátion.

Z-= valor da carga do ânion.

e = carga elementar

є0= constante de permissividade do vácuo.

n= expoente de Born, um número entre 5 a 12 (obtido experimentalmente pela medida de compressibilidade do cristal

ou derivado teoricamente).

r0= soma dos raios do cátion e ânion.

Com bases nas informações supracitadas e em suas pesquisas, assinale as sentenças abaixo como Verdadeiras

ou Falsas.

( ) a. A energia reticular pode ser contabilizada através da Equação de Born-Landé para os composto NaI,

HCl e Li2O mas não para os compostos CH4, CH3OH e CaO.

( ) b. Espera-se que o erro associado à energia reticular seja maior para Li2O do que para Li2S quando a

energia reticular é encontrada pela Equação de Born-Landé e comparada ao valor real.

( ) c. A energia reticular de cloretos de metais alcalinos diminui à medida que se avança no grupo, isto é,

LiCl deve possuir maior energia reticular, em magnitude, do que NaCl e assim por diante.

( ) d. O composto iônico MgO deve ser mais apropriado para revestir cadinhos refratários do que o

composto CaO.

( ) e. A temperatura de decomposição dos nitratos de metais alcalinos-terrosos aumenta do Be2+ ao Ba2+.

Referência para consulta: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/ligacoes.pdf

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Questão 12:

Sulfetos de metais de transição, especialmente Ferro, estão presentes em diversas formas de vida e apresentam

funções essenciais aos processos bioquímicos de muitas delas, principalmente devido a sua presença em diversas

enzimas com comportamentos Redox.

Na figura abaixo temos três estruturas, todas da seguinte composição geral [FenSm]q-, onde as esferas pretas

representam os átomos de ferro e as esferas brancas representam os átomos de enxofre de resíduos de cisteína.

Considerando as estruturas acima, julgue as seguintes alternativas:

( ) a. Apesar de composição similar, os átomos de Fe apresentam geometria espacial de ligantes diferentes

em cada estrutura.

( ) b. Considerando que todas as estruturas apresentam carga de -2, os átomos de Fe nelas presentes devem

por conseqüência possuir carga +3.

( ) c. As ligações Fe-S apresentam elevado caráter iônico.

( ) d. A geometria em torno do Fe se assemelha a de outros compostos como os ânions (CrO4)2- e (MnO4)2-.

( ) e. Considerando a teoria do campo cristalino , a estrutura A ([FeS4]2-) apresenta caráter diamagnético.

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Questão 13: Durante o desenvolvimento de fármacos, um dos grandes fatores importantes para a eficácia do princípio ativo

são suas propriedades farmacodinâmicas. De forma geral, a farmacodinâmica se relaciona com os mecanismos de

administração, distribuição e excreção de fármacos em nossos corpos.

Detalhados estudos físico-químicos sobre os compostos de interesse permitem determinar a viabilidade do

prosseguimento da pesquisa com determinados compostos. Dentre os principais fatores estudados temos a

solubilidade, em termos de química medicinal medida em LogP(ow), e a reatividade química dos compostos nas

regiões de pHs ácidos e básicos durante os processos de administração e distribuição.

Levando em conta os fatores citados acima e o composto abaixo, julgue as alternativas:

( ) a. O LogP(ow) desse composto é maior do que o do etanol.

( ) b. Em meios de pH < 7 , o nitrogênio será protonado devido a seu caráter básico.

( ) c. Sua hidrólise resulta em um composto muito comum em nosso dia a dia.

( ) d. Apenas sob condições básicas, a hidrólise desse composto pode ocorrer.

( ) e. Uma forma de aumentar a estabilidade farmacodinâmica do principio ativo no organismo é substituir

o grupo funcional éster por uma amida.

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Questão 14:

As reações de Halogenação Radicalar permitem a funcionalização de alcanos em seus derivados halogenados

de forma simples. No entanto, as condições da reação raramente permitem o controle da formação do produto mono-

halogenado apenas, podendo formar os produtos di, tri e até tetra-halogenados.

Devido a sua simplicidade e utilização de reagentes de baixo custo, é largamente utilizada em escala industrial,

principalmente para a síntese de solventes clorados, como diclorometano e clorofórmio.

Considere que nas condições reacionais abaixo ocorreu apenas a monocloração do reagente. Julgue as seguintes

afirmações:

( ) a. O tratamento dos produtos da primeira etapa em uma solução altamente básica permite a formação do

isobutileno.

( ) b. A obtenção do isobutileno indica que a na primeira etapa obteve-se apenas um regioisômero, o 2-

cloro-2-metil-propano.

( ) c. A utilização de radiação eletromagnética de alta energia é necessária para garantir a clivagem

homolítica da ligação C-H , formando os radicais correspondentes (C4H9). e H..

( ) d. A reação representada pela seta A é uma eliminação.

( ) e. A purificação dos produtos da primeira etapa pode ser facilmente realizada devido a seus diferentes

estados físicos.

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Questão 15:

Herbert. C Brown foi laureado com prêmio Nobel de Química em 1979, pelo seu extenso trabalho no

desenvolvimento e uso de reagentes de Boro em Química Orgânica. Uma das grandes descobertas atribuídas a ele e a

um de seus alunos é a capacidade de adição de H-B de alguns reagentes em ligações duplas de alcenos.

A descoberta ocorreu de maneira totalmente inesperada. Durante os estudos de redução de ésteres utilizando

borohidreto se sódio (NaBH4), percebeu-se que a molécula A necessitava de 2,37 equivalentes de hidreto para sua

redução, enquanto a molécula B apenas 2 equivalentes. Essa discrepância motivou estudos futuros que permitiram

estabelecer a ocorrência da reação de adição de H-B à ligação dupla, hoje chamada de hidroboração.

Considerando a reação abaixo, julgue os seguintes itens:

( ) a. Adição ocorre de forma syn.

( ) b. Dois isômeros são possíveis, porém um é favorecido.

( ) c. O composto A age como uma base de Lewis , e o composto B age como um ácido de Lewis.

( ) d. Do ponto de vista eletrônico, os carbonos da ligação dupla C=C são equivalentes.

( ) e. Na etapa final do mecanismo o carbocátion formado é atacado pelo hidreto.

C D

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Questão 16:

Prenol, ou 3-metil-2-buten-1-ol, é um álcool presente em frutas cítricas, uvas, framboesas e tomates, sendo

utilizado na indústria química como precursor de fármacos e aromas.

Sobre as reações químicas que o prenol pode sofrer, assinale verdadeiro ou falso:

( ) a. O prenol pode ser oxidado com reagentes à base de cromo(VI) em meio anidro, o que leva à formação

do 3-metil-but-2-enal.

( ) b. HCl pode ser adicionado à dupla ligação, fornecendo como produto majoritário o 2-cloro-3-metil-

butan-1-ol.

( ) c. Caso seja utilizada uma base suficientemente forte, o grupo hidroxila desta molécula pode ser

desprotonado, levando à formação de um ânion alcóxido.

( ) d. Em meio ácido, o prenol pode reagir com ácidos carboxílicos, levando à formação de um éster.

( ) e. Para a combustão completa de 1 mol deste álcool, são necessários 7 mols de oxigênio gasoso.

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Questão 17:

John Frederic Daniell foi um químico e físico inglês do século XVIII. Uma de suas principais invenções foi

uma pilha que leva o seu nome, constituída de eletrodos de cobre e zinco respectivamente imersos em solução de Cu2+

e Zn2+. Embora possuísse os mesmos eletrodos da pilha de Alessandro Volta, a primeira a ser desenvolvida, a pilha de

Daniell representou um grande avanço, pois era muito mais eficiente devido à separação dos eletrodos em

compartimentos interligados por uma ponte salina.

A seguir, são feitas cinco afirmações sobre esta pilha. Assinale verdadeiro ou falso (Obs: considere EoCu =

+0,34V ; EoZn = -0,76V ; MMZn = 65,38 g/mol ; MMCu = 63,5 g.mol-1 ; dCu = 8,92 g/cm3;

Carga fundamental = 1,6.10 -19 C ; Número de Avogadro = 6 x 1023).

( ) a. O potencial padrão da pilha de Daniell é de +1,10V.

( ) b. Considerando que o eletrodo de zinco tem 13g e que foram utilizados 200mL de uma solução 0,5

mol/L de CuSO4, conclui-se que neste caso o zinco é o reagente limitante.

( ) c. Caso a solução de zinco com concentração de 0,5 mol/L fosse trocada por outra duas vezes mais

concentrada, o potencial da pilha não seria alterado.

( ) d. Durante 5 minutos, o amperímetro marcou uma corrente constante de 0,2 A. Sabendo-se que a área

superficial do eletrodo de cobre é de 40 cm2 e que o cobre foi depositado uniformemente sobre o eletrodo,

tem-se que a camada de cobre depositada tem uma espessura menor que 40 µm.

( ) e. Em outra pilha de Daniell, o amperímetro é substituído por um resistor de 20 Ω, que passa a dissipar

calor a uma taxa de 0,2 J/s. Neste caso, a taxa com que o eletrodo de zinco se decompõe é de

aproximadamente 34 µg/s.

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Questão 18: Em 1903, o cientista sueco Svante Arrhenius foi laureado com o Prêmio Nobel da Química por sua teoria

eletrolítica da dissociação, a qual define ácido como a espécie que ioniza em água produzindo íons H+, e base como a

espécie que se dissocia em água gerando íons OH-. Este conceito de ácido e base evoluiu com o tempo, dando lugar a

teorias mais modernas como a de Brønsted-Lowry e a de Lewis.

Com relação às afirmações a seguir, assinale verdadeiro ou falso:

( ) a. O ácido cloroso (HClO2) é mais forte de que o ácido clórico (HClO3) devido ao efeito indutivo dos

oxigênios do primeiro ser mais pronunciado do que o segundo.

( ) b. Um ácido fraco não reage completamente com uma base fraca.

( ) c. O tricloreto de boro é mais ácido do que o trifluoreto de boro, pois o efeito de hiperconjugação na

primeira é mais pronunciado do que na segunda.

( ) d. Quanto mais estável é a base conjugada, mais forte é o ácido.

( ) e. O nitrogênio de uma amida não é significativamente básico devido ao efeito de ressonância.

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Questão 19:

A cromatografia é um método físico-químico de separação dos componentes de uma mistura, realizada através

da distribuição desses componentes em duas fases, que estão em contato íntimo. Uma das fases permanece

estacionária, enquanto a outra se move através dela. Durante a passagem da fase móvel sobre a fase estacionária, os

componentes da mistura são distribuídos pelas duas fases de tal forma que cada um deles é seletivamente retido pela

fase estacionária, o que resulta em migrações diferenciais desses componentes.

Existem várias formas de se realizar um processo cromatográfico, dentre elas a Cromatografia Gasosa de Alta

Resolução (GCAR). A cromatografia gasosa é uma das técnicas analíticas mais utilizadas, pois permite análise com

alta resolução e sensibilidade em pouco tempo, além de ser uma técnica analítica não destrutiva que exige pequenos

volumes de amostra. Tal técnica permite a separação efetiva de isômeros, como é mostrado na Figura 6(A).

A cerca da técnica analítica de Cromatografia e da Figura 1, podemos afirmar:

( ) a. Os isômeros do composto 1-butanol devem possuir diferentes pressões de vapor, tendo em vista que

esses compostos possuem diferentes tipos de interações intermoleculares.

( ) b. Analisando o cromatograma representado na Figura 1 podemos afirmar que o composto

correspondente ao pico 1 está em maior concentração, fato evidenciado pela maior altura do pico

cromatográfico.

( ) c. Dentre os compostos orgânicos que podem ser analisados por Cromatografia Gasosa de Alta

Resolução estão: formaldeído, etanoato de etila, ácido hentriacontanoico, propanona e tolueno.

( ) d. Dentre os detectores que poderiam ser utilizados para análise dos isômeros do 1-butanol estão:

Detector por Condutividade Térmica (TCD), Detector por Ionização em Chama (FID), Detector por Captura

de elétrons (ECD) e Detector por Espectrometria de Massas (MS).

( ) e. Analisando as estruturas dos isômeros do composto 1-butanol e correlacionando ao cromatograma

obtido para uma análise de cromatografia gasosa para uma mistura dos quatro isômeros podemos estabelecer a

seguinte correlação.

Picos Identificação

1 metilprop-2-ol

2 2-butanol

3 metilpropan-1-ol

4 1-butanol

Figura 6:(A) Esquema ilustrativo dos sinais para análise cromatográfica utilizando coluna; (B) estrutura dos quatro

isômeros do composto 1-butanol.

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Questão 20:

Gorter e Grendel desenvolveram trabalhos pioneiros, a fim de elucidar a estrutura e composição das membranas

celulares. Esses pesquisadores, trabalhando com eritrócitos, mostraram que o conteúdo lipídico das membranas,

quando separados e espalhados para formar uma única camada, ocupava uma área _(I)_ maior do que a área

superficial da célula, e assim, postularam existir na membrana plasmática uma _(II)_fosfolipídica.

Postularam também que as caudas _(III)_ dos fosfolipídios deveriam interagir entre si e as porções _(IV)_

deveriam interagir com meio aquoso do interior e exterior da célula.

Após diversas melhorias para o modelo da membrana celular, em 1972, Singer e Nicolson acumularam

conhecimento necessário para formular uma proposta bastante consistente. Para estes autores, a membrana celular é

constituída por uma matriz lipídica onde existem proteínas parcialmente e inteiramente submergidas na matriz

lipídica. As possibilidades de movimentação lateral e transversal dos fosfolipídios e proteínas fizeram com que esse

modelo ficasse conhecido como _(V)_.

Nos anos seguintes, o modelo para explicar a membrana celular foi sendo aperfeiçoado, sendo capaz atualmente

de explicar a morfologia, funcionamento e fenômenos metabólicos como os transportes de íons e substâncias neutras

através das membranas.

Com base em seus conhecimentos e pesquisa sobre membrana celular, seus componentes e os fenômenos

relacionados a esse tema, assinale as alternativas em verdadeiro (V) ou falso (F):

( ) a. As palavras que devem preencher as lacunas para dar sentido e exatidão ao texto acima são: (I) duas

vezes, (II) bicamada, (III) hidrofílicas, (IV) hidrofóbicas e (V) Modelo do Mosaico Fluido.

( ) b. Referente aos ácidos graxos, podemos afirmar que o ácido octadecanóico e o ácido cis,cis-9,12-

octadecadienóico possuem as mesmas propriedades físico-químicas, que pode ser explicada pela semelhança

estrutural entre os lipídeos.

( ) c. As superfícies das células devem ser carregadas negativamente devido ao caráter aniônico dos

fosfolipídios, que são componentes majoritários das membranas celulares.

( ) d. Acerca dos transportes de substâncias para o interior da célula, podemos afirmar que a Variação da

Energia Livre de Gibbs a 25ºC equivale a -1,27 kJ.mol-1 para fluxo de glicose para o interior da célula, quando

as concentrações internas e externas de glicose são respectivamente 3mM e 5mM. Nesse caso, podemos

afirmar que o processo ocorre espontaneamente, sem necessitar da hidrólise de moléculas de adenosina

trifosfato (ATP).

( ) e. Os lipídeos que compõem a membrana celular, quando colocados em água, tendem a se organizar de

forma espontânea, aumentando as interações hidrofóbicas entre as caudas apolares, formando lipossomas e/ou

micelas. Tal processo ocorre com o aumento da organização do sistema e, consequentemente, com diminuição

da entropia total para o processo.

Figura 7: Esquema do Modelo de Mosaico Fluído para membrana celular