Questões de Química - FUVEST 2001 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 1) Uma mistura de carbonato de amnio e carbonato de clcio foi aquecida at a completa decomposio. Obteve-se 0,20 mol de um resduo slido, alm de uma mistura gasosa que, resfriada a 25 C, condensou-se parcialmente. A fase gasosa restante, a essa mesma temperatura e sob 1 atm de presso, ocupou 12,2 L. a) Escreva a equao que representa a decomposio do carbonato de amnio e a que representa a decomposio do carbonato de clcio, indicando o estado fsico de cada substncia a 25 C. b) Calcule a quantidade, em mols, de carbonato de amnio e de carbonato de clcio na mistura original. Dados: Volume molar dos gases a 25 C e 1 atm: 24,4 L/mol A presso de vapor dgua, a 25 C, desprezvel.

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 2) A constante do equilbrio em termos de concentraes em mol/L, a 25 C, igual a 10. a) Escreva a expresso matemtica dessa constante de equilbrio. A 25 C, monta-se uma pilha na qual um dos eletrodos uma barra de cobalto mergulhada numa soluo de sulfato de cobalto, e o outro eletrodo uma barra de nquel mergulhada numa soluo de sulfato de nquel. As solues esto ligadas por meio de uma ponte salina e o circuito fechado por um voltmetro. b) Qual o plo positivo da pilha quando as solues de Co2+(aq) e Ni2+(aq) tm, ambas, concentrao igual a 1,0 mol/L? c) Qual ser a relao entre as concentraes de Co2+(aq) e Ni2+(aq) quando esta pilha deixar de funcionar? Justifique as respostas aos itens b e c, utilizando argumentos de constante de equilbrio.

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 3) A reao de um alceno com oznio, seguida da reao do produto formado com gua, produz aldedos ou cetonas ou misturas desses compostos. Porm, na presena de excesso de perxido de hidrognio, os aldedos so oxidados a cidos carboxlicos ou a CO2, dependendo da posio da dupla ligao na molcula do alceno: Determinado hidrocarboneto insaturado foi submetido ao tratamento acima descrito, formando-se os produtos abaixo, na proporo, em mols, de 1 para 1 para 1: HOOCCH2CH2CH2COOH ; CO2; cido propanico a) Escreva a frmula estrutural do hidrocarboneto insaturado que originou os trs produtos acima. b) Dentre os ismeros de cadeia aberta de frmula molecular , mostre os que no podem ser distinguidos, um do outro, pelo tratamento acima descrito. Justifique

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 4) Em uma experincia, realizada a 25 C, misturaram-se volumes iguais de solues aquosas de hidrxido de sdio e de acetato de metila, ambas de concentrao 0,020 mol/L. Observou-se que, durante a hidrlise alcalina do acetato de metila, ocorreu variao de pH. a) Escreva a equao da hidrlise alcalina do acetato de metila. b) Calcule o pH da mistura de acetato de metila e hidrxido de sdio no instante em que as solues so misturadas (antes de a reao comear). c) Calcule a concentrao de OH na mistura, ao final da reao. A equao que representa o equilbrio de hidrlise do on acetato A constante desse equilbrio, em termos de concentraes em mol/L, a 25 C, igual a 5,6 x 1010. Dados: produto inico da gua, Kw = 1014 (a 25 C)

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 5) A adio de HBr a um alceno pode conduzir a produtos diferentes caso, nessa reao, seja empregado o alceno puro ou o alceno misturado a uma pequena quantidade de perxido. a) O 1-metilciclopenteno reage com HBr de forma anloga. Escreva, empregando frmulas estruturais, as equaes que representam a adio de HBr a esse composto na presena e na ausncia de perxido. b) D as frmulas estruturais dos metilciclopentenos isomricos (ismeros de posio). c) Indique o metilciclopenteno do item b que forma, ao reagir com HBr, quer na presena, quer na ausncia de perxido, uma mistura de metilciclopentanos monobromados que so ismeros de posio. Justifique.

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 6) Para determinar o volume de sangue de uma pessoa, injeta-se em sua corrente sangunea uma soluo aquosa radioativa de citrato de glio e, depois de certo tempo, colhe-se uma amostra de sangue e mede-se sua atividade. Em uma determinao, a concentrao do radioistopo glio-67 na soluo era de 1,20 x 1012 tomos por mililitro, no momento de sua preparao. Decorridas 24 horas de sua preparao, 1,00 mL dessa soluo foi injetado na pessoa. A coleta de sangue foi feita 1 hora aps a injeo, sendo que a amostra coletada apresentou 2,00 x 108 tomos de glio-67 por mililitro. A diminuio da concentrao do radioistopo deveu-se apenas ao seu decaimento radioativo e sua diluio no sangue. a) Use o grfico abaixo para determinar de quanto caiu a atividade do glio-67, aps 25 horas. b) Calcule o volume de sangue da pessoa examinada. c) O glio-67 emite radiao quando seu ncleo captura um eltron de sua eletrosfera. Escreva a equao dessa reao nuclear e identifique o nucldeo formado.

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 7) O minrio caliche, cujo principal componente o salitre do Chile, contm cerca de 0,1%, em massa, de iodato de sdio (NaIO3). A substncia simples I2 pode ser obtida em um processo que envolve a reduo desse iodato com hidrogenossulfito de sdio (NaHSO3), em meio aquoso. Nessa reduo tambm so produzidos ons sulfato, ons H+ e gua. a) Escreva a equao inica balanceada que representa a formao de iodo nessa soluo aquosa, indicando o oxidante e o redutor. b) Calcule a massa de caliche necessria para preparar 10,0 kg de iodo, pelo mtodo acima descrito, considerando que todo o iodato transformado em iodo. Dados: massas molares (g/mol) NaIO3 ... 198 I2 .......... 254

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 8) Passando acetileno por um tubo de ferro, fortemente aquecido, forma-se benzeno (um trmero do acetileno). Pode-se calcular a variao de entalpia dessa transformao, conhecendo-se as entalpias de combusto completa de acetileno e benzeno gasosos, dando produtos gasosos. Essas entalpias so, respectivamente, 1256 kJ/mol de C2H2 e 3168 kJ/mol de C6H6. a) Calcule a variao de entalpia, por mol de benzeno, para a transformao de acetileno em benzeno ( ∆H1 ). O diagrama ao lado mostra as entalpias do benzeno e de seus produtos de combusto, bem como o calor liberado na combusto ( ∆H2 ). b) Complete o diagrama ao lado para a transformao de acetileno em benzeno, considerando o calor envolvido nesse processo (∆H1 ). Um outro trmero do acetileno o 1,5-hexadiino. Entretanto, sua formao, a partir do acetileno, no favorecida. Em mdulo, o calor liberado nessa transformao menor do que o envolvido na formao do benzeno. c) No mesmo diagrama, indique onde se localizaria, aproximadamente, a entalpia do 1,5-hexadiino. d) Indique, no mesmo diagrama, a entalpia de combusto completa ( ∆H3 ) do 1,5-hexadiino gasoso, produzindo CO2 e H2O gasosos. A entalpia de combusto do 1,5-hexadiino, em mdulo e por mol de reagente, maior ou menor do que a entalpia de combusto do benzeno?

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 9) A hidrlise cida de uma nitrila produz um cido carboxlico. As nitrilas podem ser preparadas pela reao de um haleto de alquila com cianeto de sdio ou pela reao de um composto carbonlico com cido ciandrico, como ilustrado abaixo: Essas transformaes qumicas foram utilizadas para preparar, em laboratrio, cido ctrico. Assim sendo, d a frmula estrutural a) do cido ctrico. b) de B. c) de A.

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 10) a) Medidas experimentais mostraram que uma gotcula de um cido graxo mega-6, de volume igual a 3,10 x 103 mL, contm aproximadamente 6,0 x 1018 molculas do cido. Sabendo-se que a frmula molecular desse cido CnH2n_4O2, determine o valor de n, utilizando os dados fornecidos. Mostre seus clculos e escreva a frmula molecular do cido. b) Esse cido praticamente insolvel em gua. Quando se adiciona tal cido gua, ele se distribui na superfcie da gua. Mostre a orientao das molculas do cido que esto diretamente em contato com a gua. Represente as molculas do cido por e a superfcie da gua por uma linha horizontal. Dados: densidade do cido nas condies do experimento: 0,904 g/mL. constante de Avogadro: 6,0 x 1023 mol1 massas molares (g/mol) H........... 1 C......... 12 O......... 16

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Em seu livro de contos, O Sistema Peridico, o escritor italiano Primo Levi descreve caractersticas de elementos qumicos e as relaciona a fatos de sua vida. Dois trechos desse livro so destacados a seguir: (I) [Este metal] mole como a cera...; reage com a gua onde flutua (um metal que flutua!), danando freneticamente e produzindo hidrognio. (II) [Este outro] um elemento singular: o nico capaz de ligar-se a si mesmo em longas cadeias estveis, sem grande desperdcio de energia, e para a vida sobre a Terra (a nica que conhecemos at o momento) so necessrias exatamente as longas cadeias. Por isso, ... o elemento-chave da substncia viva. O metal e o elemento referidos nos trechos (I) e (II) so, respectivamente,

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Trs variedades alotrpicas do carbono so diamante, grafita e fulereno. As densidades dessas substncias, no necessariamente na ordem apresentada, so: 3,5 ; 1,7 e 2,3 g/ . Com base nas distncias mdias entre os tomos de carbono, escolha a densidade adequada e calcule o volume ocupado por um diamante de 0,175 quilate. Esse volume, em , igual

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Numa mesma temperatura, foram medidas as presses de vapor dos trssistemas a seguir. x 100 g de benzeno y 5,00 de naftaleno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaleno = 128 g/mol) z 5,00 g de naftaceno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaceno = 228 g/mol) Os resultados, para esses trs sistemas, foram: 105,0; 106,4 e 108,2 mmHg, no necessariamente nessa ordem. Tais valores so,respectivamente, as presses de vapor dos sistemas

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Deseja-se preparar e recolher os gases metano, amnia e cloro. As figuras I, II e III mostram dispositivos de recolhimento de gases em tubos de ensaio. Considerando os dados da tabela abaixo, Massa molar (g/mol) Solubilidade em gua Metano 16 Desprezvel Amnia 17 Alta Cloro 71 Alta Ar 29 (valor mdio) Baixa escolha, dentre os dispositivos apresentados, os mais adequados para recolher, nas condies ambiente, metano, amnia e cloro. Esses dispositivos so, respectivamente,

(FUVEST - 2001 - 1a fase) Examinando-se as estruturas moleculares do lcool benzlico e do tolueno, pode-se afirmar corretamente que