Questões de Química - UFPR | Gabarito e resoluções

(UFPR - 2018 - 1 FASE) A nomenclatura de substncias orgnicas segue um rigoroso conjunto de regras que levam em considerao a funo orgnica, a cadeia principal e a posio dos substituintes. Dar o nome oficial a uma substncia orgnica muitas vezes no algo trivial, e o uso desse nome no dia a dia pode ser desencorajador. Por conta disso, muitas substncias so conhecidas pelos seus nomes populares. Por exemplo, a estrutura orgnica mostrada ao lado lembra a figura de um pinguim, sendo por isso popularmente conhecida como pinguinona. O nome oficial dessa substncia :

(UFPR - 2018 - 1 FASE) Um certo metal (M), de massa molar igual a 48 g mol-1 , forma um sal de cloreto bastante reativo, que em gua sofre hidrlise e produz o xido desse metal. Verificou-se que na composio de 80 g do xido, 48 g correspondem a massa apenas do metal. (Dado: massa molar do oxignio igual a 16 g mol-1 ) A frmula mnima desse xido :

(UFPR - 2018 - 1 FASE) Os abacates, quando cortados e expostos ao ar, comeam a escurecer. A reao qumica responsvel por esse fenmeno catalisada por uma enzima que transforma o catecol em 1,2-benzoquinona, que reage formando um polmero responsvel pela cor marrom. Esse um processo natural e um fator de proteo para a fruta, uma vez que as quinonas so txicas para as bactrias. A respeito do fenmeno descrito acima, considere as seguintes afirmativas: 1. Na estrutura do catecol est presente a funo orgnica fenol. 2. O catecol e a 1,2-benzoquinona so ismeros espaciais (enantimeros). 3. A transformao do catecol em 1,2-benzoquinona uma reao de oxidao. 4. Todos os tomos de carbono na estrutura da 1,2-benzoquinona possuem hibridizao sp3. Assinale a alternativa correta

(UFPR - 2018 - 1 FASE) Os grandes protagonistas na Copa do Mundo de Futebol na Rssia em 2018 foram os polmeros, e no os jogadores. Os polmeros estavam presentes nos uniformes dos jogadores e na bola. O polmero que merece destaque o poliuretano, utilizado para a impresso trmica dos nomes, nmeros e logos nos uniformes, alm de ser utilizado como couro sinttico das bolas utilizadas na competio. O poliuretano obtido a partir da reao entre um isocianato e um poliol, conforme o esquema a seguir: A estrutura qumica da unidade de repetio desse polmero :

(UFPR - 2018 - 1 FASE) Erupes vulcnicas e queima de combustveis fsseis so fontes de emisso de dixido de enxofre para a atmosfera, sendo este gs responsvel pela chuva cida. Em laboratrio, pode-se produzir o SO2 (g) em pequena escala a partir da reao entre cobre metlico e cido sulfrico concentrado. Para evitar o escape desse gs para a atmosfera e que seja inalado, possvel montar uma aparelhagem em que o SO2 (g) seja canalizado e borbulhado numa soluo salina neutralizante. Com base nas informaes fornecidas, qual dos sais indicados a seguir o mais eficiente como soluo neutralizante?

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Mergulhadores que utilizam cilindros de ar esto sujeitos a sofrer o efeito chamado narcose pelo nitrognio (ou embriaguez das profundezas). Devido elevada presso parcial do nitrognio na profundidade das guas durante o mergulho, esse gs inerte se difunde no organismo e atinge o sistema nervoso, causando efeito similar a embriaguez pelo lcool ou narcose por gases anestsicos. A intensidade desse efeito varia de indivduo para indivduo, mas em geral comea a surgir por volta de 30 m de profundidade. No mergulho, a cada 10 m de profundidade, aproximadamente 1 atm acrescida presso atmosfrica. A composio do ar presente no cilindro a mesma da atmosfrica e pode ser considerada como 80% N2 e 20% O2. Dados: PV = nRT; R = 0,082 LatmK-1 mol-1 . a) Um mergulhador est numa profundidade de 30 m. Qual a presso total a que esse mergulhador est submetido? b) Calcule a presso parcial de N2 inspirada pelo mergulhador que utiliza o cilindro a 30 m de profundidade. Mostre o clculo. c) Considere um mergulhador profissional que possui uma capacidade pulmonar de 6 litros. Calcule a quantidade de matria de N2 na condio de pulmes totalmente cheios de ar quando o mergulhador est a 30 m de profundidade e temperatura de 298 K (25 C). Mostre o clculo.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) O carbonato de sdio um composto largamente usado para corrigir o pH em diversos sistemas, por exemplo, gua de piscina. Na forma comercial, ele hidratado, o que significa que uma quantidade de gua est includa na estrutura do slido. Sua frmula mnima escrita como Na2CO3.xH2O, em que x indica a razo de mols de gua por mol de Na2CO3. O valor de x pode ser determinado atravs de uma anlise gravimtrica. Uma amostra de 2,574 kg do sal hidratado foi aquecida a 125 oC, de modo a remover toda a gua de hidratao. Ao trmino, a massa residual de slido seco foi de 0,954 kg. Dados: M (g mol-1 ): Na2CO3 = 106; H2O = 18. a) Calcule a quantidade de matria presente no sal seco. Mostre claramente seus clculos. b) Calcule a quantidade de matria de gua que foi removida pelo aquecimento. Mostre claramente seus clculos. c) Calcule a razo entre os resultados dos itens b) e a). d) Fornea a frmula mnima do sal hidratado incluindo o valor de x.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Molcula-chave da vida vista por radiotelescpio. A partir de observaes feitas pelo Alma, o maior radiotelescpio do mundo, dois grupos internacionais de cientistas detectaram mais uma vez, no espao, molculas pr-biticas um dos ingredientes necessrios para a existncia de vida. Desta vez, os astrnomos observaram a presena do composto isocianato de metila em imensas nuvens de poeira. O isocianato de metila tem estrutura semelhante unidade fundamental das protenas. O isocianato de metila pode ser considerado derivado do cido isocinico, de frmula HNCO. (Fonte:https://ciencia.estadao.com.br/. Adaptado.) Com base no texto: a) Desenhe a estrutura de Lewis do cido isocinico, indicando as ligaes covalentes por traos (-). (No necessrio indicar os pares de eltrons isolados (no ligantes).) b) Faa uma projeo da estrutura espacial da molcula e indique a sua geometria (linear, angular, piramidal, tetradrica etc.). c) Qual o valor de NOX do carbono na molcula de cido isocinico? Mostre como chegou ao resultado.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) Molcula-chave da vida vista por radiotelescpio. A partir de observaes feitas pelo Alma, o maior radiotelescpio do mundo, dois grupos internacionais de cientistas detectaram mais uma vez, no espao, molculas pr-biticas um dos ingredientes necessrios para a existncia de vida. Desta vez, os astrnomos observaram a presena do composto isocianato de metila em imensas nuvens de poeira. O isocianato de metila tem estrutura semelhante unidade fundamental das protenas. O isocianato de metila pode ser considerado derivado do cido isocinico, de frmula HNCO. (Fonte: http://ciencia.estadao.com.br. Adaptado.) O cido isocinico (HNCO) um ismero do cido cinico (HOCN).Ambos so considerados cidos fracos e possuem o mesmo valor de pKa = 3,5e constante cida Ka = 3,2x10-4. a) Escreva a equao balanceada da reao de neutralizao do cido isocinico por hidrxido de potssio (KOH),incluindo os estados fsicos das espcies. b) Escreva a equao balanceada de equilbrio da reao de ionizao do cido isocinico em gua, incluindo os estados fsicos das espcies. c) Considere uma soluo aquosa 1 mol.L-1de cido isocinico. Monte um esquema indicando as concentraes das espcies na situao imediata aps dissoluo do cido e na situao de equilbrio cido-base conjugada. d) Calcule a concentrao de ons H3O+na condio de equilbrio estabelecido do item anterior. Mostre os clculos. Dados:

(UFPR - 2017 - 2 FASE) O etileno glicol, ou etan-1,2-diol, utilizado misturado com gua como anticongelante e fluido de arrefecimento em motores resfriados gua nos automveis. A principal propriedade da mistura com etilieno glicol o abaixamento da temperatura de fuso e o aumento da temperatura de ebulio da mistura em comparao com a gua pura. Na tabela a seguir, so fornecidos dados referentes ao etileno glicol e gua, puros. a) Escreva um texto explicando, em termos de interaes qumicas, de que maneira o etileno glicol (ou etan-1,2-diol)atua, resultando nas mudanas mencionadas no texto. Que propriedade fsico-qumica alterada no lquido? b) Considere uma mistura 40% em massa de etileno glicol em gua empregada como fluido de arrefecimento para automveis. Calcule qual a temperatura de ebulio dessa mistura presso de 1 atm.Mostre os clculos. c) O etanol, apesar de ter um grupo -OH a menos que o etan-1,2-diol,poderia ser utilizado em mistura com gua para elevar a temperatura de ebulio dessa mistura? Explique. d) O sistema de arrefecimento do automvel baseado na troca de calor entre o motor e o fluido circulante, que absorve calor da superfcie e em seguida resfriado no radiador. No sistema que utiliza a mistura 40% de etileno glicol, cuja capacidade calorfica cp= 0,82 cal.kg-1o volume de circulao de fluido deve ser menor ou maior em comparao com gua pura (cp= 1,0 cal.kg-1C-1)para que a eficincia de arrefecimento seja mantida? Explique.

(UFPR - 2017 - 2 FASE) steres so as substncias responsveis pelos aromas e sabores de diversas frutas. Os steres so facilmente hidrolisados na presena de cido inorgnico, resultando em dois produtos: um que contm um grupo carboxila e outro que contm um grupo hidroxila. No caso das lactonas, que so steres cclicos, essa hidrlise resulta num nico composto bi-funcionalizado, oriundo da abertura do anel. No esquema, mostrada uma lactona que sofre hidrlise e resulta num produto bi-funcionalizado de frmula molecular C5H10O3. a) Desenhe a estrutura qumica em grafia basto do produto da reao. b) Quais so os nomes das funes presentes no produto? c) Fornea o nome do produto segundo as regras da IUPAC

(UFPR - 2017 - 2 FASE) O processo de separao de uma substncia uma etapa de rotina no isolamento e purificao do produto de uma sntese. A extrao cido-base, por exemplo, uma metodologia bem estabelecida para separao de tolueno e cido benzoico em ter etlico. Nesse processo, a adio de uma soluo aquosa de NaOH transforma seletivamente o cido benzoico no composto A (esquema mostrado) e, devido adio de gua da soluo aquosa, ocorre a formao de duas fases. O composto A solvel na fase aquosa separado da fase orgnica, enquanto o tolueno, solvel na fase orgnica, permanece sem sofrer transformao. A adio de HCl na fase aquosa regenera o cido benzoico, o qual precipita e pode ser separado. a) Desenhe a estrutura qumica do composto A. b) Na formao de duas fases mencionada no texto, indique qual a fase superior e qual a fase inferior. Justifique. c) Elabore um texto sucinto citando qual ou quais tcnicas seriam adequadas para separar o cido benzoico recuperado aps adio de HCl. Justifique o uso da(s) tcnica(s) citada(s), baseando-se no fundamento da tcnica ou das tcnicas.

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Deciso de Trump gera onda de crticas no mundo. Grande decepo, irresponsvel, equivocada: as reaes ao anncio do presidente americano, Donald Trump, de que vai retirar os Estados Unidos do Acordo de Paris sobre o clima foram negativas em todo o mundo. (Fonte: http://istoe.com.br.) A notcia acima menciona as reaes de outros pases aps o presidente dos EUA anunciar que no respeitar o acordo firmado entre 195 pases para reduzir emisses de gases de efeito estufa no contexto do desenvolvimento sustentvel. O objetivo do acordo voltado reduo na emisso principalmente do gs:

(UFPR - 2017 - 1 FASE) O desenho abaixo ilustra como ocorre uma transformao qumica em que a espcie A (esferas cinzas) reage com a espcie B (esferas pretas), de modo a formar uma nova substncia. Qual a equao qumica que descreve de maneira correta a reao que est esquematizada no desenho?

(UFPR - 2017 - 1 FASE) Na mitocndria, ocorre o processo final das vias de degradao oxidativa, chamado de cadeia de transporte de eltrons. Nesse processo, os eltrons provindos do NADH e FADH2 so transportados por complexos proteicos dispostos espacial e energeticamente, de modo que formem um gradiente de energia livre, em que o fluxo de eltrons vai do componente de maior energia livre para o de menor. O receptor final dos eltrons a molcula de oxignio, que convertida em gua. O potencial redox est relacionado com a energia livre atravs da relao G = nF(-E), em que G a variao de energia livre, E a variao de potencial, n nmero de eltrons e F a constante de Faraday. Na tabela abaixo, so fornecidos alguns componentes presentes na cadeia de transporte de eltrons e os respectivos valores de potencial de reduo. Respeitando o gradiente de energia livre, o fluxo de eltrons deve percorrer a sequncia mostrada em: