Questões de Química - FUVEST 2004 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 1)Uma reao qumica importante, que deu a seus descobridores (O.Diels e K.Alder) o prmio Nobel (1950), consiste na formao de um composto cclico, a partir de um composto com duplas ligaes alternadas entre tomos de carbono (dieno) e outro, com pelo menos uma dupla ligao, entre tomos de carbono, chamado de dienfilo. Um exemplo dessa transformao : Compostos com duplas ligaes entre tomos de carbono podem reagir com HBr, sob condies adequadas, como indicado: Considere os compostos I e II, presentes no leo de lavanda: a) O composto III reage com um dienfilo, produzindo os compostos I e II. Mostre a frmula estrutural desse dienfilo e nela indique, com setas, os tomos de carbono que formaram ligaes com os tomos de carbono do dieno, originando o anel. b) Mostre a frmula estrutural do composto formado, se 1 mol do composto II reagir com 2 mols de HBr, de maneira anloga indicada para a adio de HBr ao 2-metilpropeno, completando a equao qumica abaixo. c) Na frmula estrutural do composto II, (abaixo), assinale, com uma seta, o tomo de carbono que, no produto da reao do item b, ser assimtrico. Justifique.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 2)Tensoativos so substncias que promovem a emulsificao de uma mistura de gua e leo, no permitindo sua separao em camadas distintas. Esta propriedade se deve ao fato de possuirem, em sua estrutura molecular, grupos com grande afinidade pela gua (hidroflicos) e tambm grupos com afinidade pelo leo (lipoflicos). Um tensoativo, produzido a partir de duas substncias naturais, sendo uma delas a sacarose (C12H22O11), utilizado na produo de alimentos tais como sorvetes, maioneses e molhos para salada.Sua frmula estrutural mostrada abaixo. a) Qual a frmula molecular do composto que, ao reagir com a sacarose, produz o tensoativo citado? A que funo orgnica pertence? b) Na frmula estrutural do tensoativo, circunde, com uma linha pontilhada, a parte hidroflica e a parte lipoflica. Justifique sua escolha, em termos de foras de interao do tensoativo com a gua e com o leo.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 3)A anlise elementar de um determinado cido carboxlico resultou na frmula mnima C2H4O. Determinada amostra de 0,550 g desse cido foi dissolvida em gua, obtendo-se 100 mL de soluo aquosa. A esta, foram adicionadas algumas gotas de fenolftalena e, lentamente, uma soluo aquosa de hidrxido de sdio, de concentrao 0,100 mol/L. A cada adio, a mistura era agitada e, quando j tinham sido adicionados 62,4 mL da soluo de hidrxido de sdio, a mistura, que era incolor, tornou-se rsea. Para o cido analisado, a) calcule a massa molar. b) determine a frmula molecular. c) d as possveis frmulas estruturais. d) d as frmulas estruturais de dois steres ismeros do cido considerado. Dados: massa molar (g/mol) H....... 1,0 C..... 12,0 O .... 16,0

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 4)Um experimentador tentou oxidar zinco (Zn) com perxido de hidrognio (H2O2), em meio cido. Para isso, adicionou, ao zinco, soluo aquosa de perxido de hidrognio, em excesso, e, inadvertidamente, utilizou cido ioddrico [HI(aq)] para acidular o meio. Para sua surpresa, obteve vrios produtos. a) Escreva as equaes qumicas balanceadas que representam as reaes de oxirreduo ocorridas no experimento, incluindo a que representa a decomposio do perxido de hidrognio, pela ao cataltica do metal. b) Poder ocorrer reao entre o perxido de hidrognio e o cido ioddrico? Justifique, utilizando semi-reaes e os correspondentes potenciais padro de reduo. Dados: Potenciais padro de reduo (V): perxido de hidrognio, em meio cido, dando gua: 1,78 oxignio (O2), em meio cido, dando perxido de hidrognio: 0,70 iodo (I2) dando ons iodeto: 0,54 ons H+dando hidrognio gasoso (H2): 0,00 ons Zn2+dando zinco metlico: - 0,76

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 5) O produto inico da gua, Kw, varia com a temperatura conforme indicado no grfico 1. a) Na temperatura do corpo humano, 36 C, 1-qual o valor de Kw? 2- qual o valor do pH da gua pura e neutra? Para seu clculo, utilize o grfico 2. b) A reao de autoionizao da gua exotrmica ou endotrmica? Justifique sua resposta, analisando dados do grfico 1. Assinale, por meio de linhas de chamada, todas as leituras feitas nos dois grficos.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 6)Num laboratrio de ensino de Qumica, foram realizados dois experimentos: I) Uma soluo aquosa bastante concentrada de nitrato de prata (AgNO3) foi adicionada, gradativamente, a 100 mL de uma soluo aquosa de cloreto de sdio de concentrao desconhecida. II) Fluoreto de ltio slido (LiF) foi adicionado, gradativamente, a 100 mL de gua pura. Em ambos os experimentos, registrou-se a condutibilidade eltrica em funo da quantidade (em mols) de AgNO3 e LiF adicionados. No experimento I, a soluo de AgNO3era suficientemente concentrada para que no houvesse variao significativa do volume da soluo original de cloreto de sdio. No experimento II, a quantidade total de LiF era to pequena que variaes de volume do lquido puderam ser desprezadas. Utilize o grfico para responder: a) Qual dos registros, X ou Y, deve corresponder ao experimento I e qual, ao experimento II? Explique seu raciocnio. b) Qual era a concentrao da soluo de cloreto de sdio original? Justifique. c) Qual a solubilidade do LiF, em mol por 100 mL de gua? Justifique. Dados: O produto de solubilidade do cloreto de prata igual a 1,8 x 10-10. A contribuio dos ons nitrato e cloreto, para a condutibilidade da soluo, praticamente a mesma.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 7)O Veculo Lanador de Satlites brasileiro emprega, em seus propulsores, uma mistura de perclorado de amnio slido (NH4CO4) e alumnio em p, junto com um polmero, para formar combustvel slido. a) Na decomposio trmica do perclorato de amnio, na ausncia de alumnio, formam-se quatro produtos. Um deles a gua e os outros trs so substncias simples diatmicas, duas das quais so componentes naturais do ar atmosfrico. Escreva a equao balanceada que representa essa decomposio. b) Quando se d a ignio do combustvel slido, todo o oxignio liberado na decomposio trmica do perclorato de amnio reage com o alumnio, produzindo xido de alumnio (A2O3). Escreva a equao balanceada representativa das transformaes que ocorrem pela ignio do combustvel slido. c) Para uma mesma quantidade de NH4CO4, haver uma diferena de calor liberado se sua decomposio for efetuada na presena ou na ausncia de alumnio. Quanto calor a mais ser liberado se 2 mols de NH4CO4forem decompostos na presena de alumnio? Mostre o clculo. Dado: Calor de formao do xido de alumnio = -1,68 x 103 kJ/mol

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 8)Para demonstrar a combusto de substncias em oxignio puro, este gs pode ser gerado a partir de gua sanitria e gua oxigenada, que contm, respectivamente, hipoclorito de sdio e perxido de hidrognio. A reao que ocorre pode ser representada por NaCO+ H2O2 NaC+ H2O + O2(g) assim que, num frasco, coloca-se certo volume de gua oxigenada e acrescenta-se, aos poucos, certo volume de gua sanitria. Observa-se forte efervescncia. Ao final da adio, tampa-se o frasco com um pedao de papelo. Em seguida, palha de ao, presa a um fio de cobre, aquecida em uma chama at ficar em brasa. O frasco com oxignio destampado e, rapidamente, a palha de ao rubra nele inserida. Ento, observa-se luminosidade branca intensa, com partculas de ferro incandescentes espalhando-se pelo frasco. a) Calcule o volume de gua sanitria quando se usa, no experimento, um frasco de volume adequado, sabendo-se que deve ser gerado, nas condies ambiente, um volume de 500 mL de oxignio, volume este suficiente para expulsar o ar e preencher o frasco. b) Explique por que, ao ar atmosfrico, o ferro fica apenas vermelho rubro, mas queima rapidamente, quando exposto a oxignio puro. Dados: volume molar do oxignio nas condies ambiente: 25,0 L/mol massa molar do C: 35,5 g/mol densidade da gua sanitria: 1,0 g/mol composio da gua sanitria: 2,13 g de C, na forma de hipoclorito, em 100 g de soluo aquosa.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 9)Quando acetaldedo tratado com soluo aquosa de hidrxido de sdio, forma-se um aldol (composto que contm os grupos OH e C=O) : Essa reao, chamada de reao aldlica, ocorre com aldedos e cetonas que possuem pelo menos um tomo de hidrognio ligado ao tomo de carbono em relao ao grupo carbonila. Considere os compostos: a) Se os compostos acima forem tratados, separadamente, com soluo aquosa de hidrxido de sdio, apenas um deles produzir um aldol. Escreva a frmula estrutural completa (com todos os tomos de C, H e O) desse reagente. Justifique por que os demais compostos no daro a reao aldlica nestas condies. b) Escreva a equao qumica que representa a transformao citada no item a, dando a frmula estrutural do aldol formado.

(FUVEST - 2004 - 2 fase - Questo 10)Industrialmente, alumnio obtido a partir da bauxita. Esta primeiro purificada, obtendo-se o xido de alumnio, A2O3, que , em seguida, misturado com um fundente e submetido a uma eletrlise gnea, obtendo-se, ento, o alumnio. As principais impurezas da bauxita so: Fe2O3, que um xido bsico e SiO2, que um xido cido. Quanto ao A2O3, trata-se de um xido anftero, isto , de um xido que reage tanto com cidos quanto com bases. a) Na primeira etapa de purificao da bauxita, ela tratada com soluo aquosa concentrada de hidrxido de sdio. Neste tratamento, uma parte aprecivel do xido de alumnio solubiliza-se, formando NaA(OH)4. Escreva a equao qumica balanceada que representa tal transformao. b) Se a bauxita fosse tratada com soluo aquosa concentrada de cido clordrico, quais xidos seriam solubilizados? Justifique por meio de equaes qumicas balanceadas. c) Na eletrlise do xido de alumnio fundido, usam-se vrias cubas eletrolticas ligadas em srie, atravs das quais passa uma corrente eltrica elevada. Se n cubas so ligadas em srie e a corrente I, qual deveria ser a corrente, caso fosse usada apenas uma cuba, para produzir a mesma quantidade de alumnio por dia? Justifique, com base nas leis da eletrlise.

(FUVEST - 2004 - 1a fase) So animadores os nmeros da safra de gros do Brasil, que dever colher neste ano o recorde histrico de 120 milhes de toneladas. Com isto, o Brasil dever tornar-se o maior exportador mundial de soja, suplantando os Estados Unidos. Folha de So Paulo, 2003 O acrscimo de produo de soja citado acarretar I. aumento do buraco na camada de oznio, pois nas plantaes de soja so utilizados clorofluorocarbonetos como fertilizantes. II. maior consumo de gua, necessria irrigao, que, em parte, ser absorvida pelo vegetal. III. aumento da quantidade de CO 2 atmosfrico, diretamente produzido pela fotossntese. IV. aumento da rea de solos cidos, gerados pela calagem, em que se utiliza calcrio com altos teores de xido de clcio e xido de magnsio. Dessas afirmaes,

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Cinco amigos resolveram usar a tabela peridica como tabuleiro para um jogo. Regras do jogo: Para todos os jogadores, sorteia-se o nome de um objeto, cujo constituinte principal determinado elemento qumico. Cada um joga quatro vezes um dado e, a cada jogada, move sua pea somente ao longo de um grupo ou de um perodo, de acordo com o nmero de pontos obtidos no dado. O incio da contagem pelo elemento de nmero atmico 1. Numa partida, o objeto sorteado foi latinha de refrigerante e os pontos obtidos com os dados foram: Ana (3,2,6,5), Bruno (5,4,3,5), Clia (2,3,5,5), Dcio (3,1,5,1) e Elza (4,6,6,1). Assim, quem conseguiu alcanar o elemento procurado foi

(FUVEST - 2004 - 1a fase) Um contraste radiolgico, suspeito de causar a morte de pelo menos 21 pessoas, tem como principal impureza txica um sal que, no estmago, reage liberando dixido de carbono e um on txico (Me2+). Me um metal que pertence ao grupo dos alcalino-terrosos, tais como Ca, Ba e Ra, cujos nmeros atmicos so, respectivamente, 20, 56 e 88. Istopos desse metal Me so produzidos no bombardeio do urnio-235 com nutrons lentos: Assim sendo, a impureza txica deve ser

(FUVEST - 2004 - 1a fase) A reao de esterificao do cido etanico com etanol apresenta constante de equilbrio igual a 4, temperatura ambiente. Abaixo esto indicadas cinco situaes, dentre as quais apenas uma compatvel com a reao, considerando-se que a composio final a de equilbrio. Qual alternativa representa, nessa temperatura, a reao de esterificao citada?

(FUVEST - 2004 - 1a fase) A transformao de um composto A em um composto B, at se atingir o equilbrio , foi estudada em trs experimentos. De um experimento para o outro, variou-se a concentrao inicial do reagente A ou a temperatura ou ambas. Registraram-se as concentraes de reagente e produto em funo do tempo. Com esses dados, afirma-se: I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados mesma temperatura, pois as constantes de equilbrio correspondentes so iguais. II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 o equilbrio foi atingido em um tempo menor. III. A reao endotrmica no sentido da formao do produto B. Dessas afirmaes,