Vestibular de Química - Universidade de São Paulo - 2006 - Fuvest, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
Corcovado
Corcovado13 de Março de 2013

Vestibular de Química - Universidade de São Paulo - 2006 - Fuvest, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)

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Vestibular de Química da Universidade de São Paulo do ano de 2006.
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Microsoft Word - química 2ª 2006.doc

Q.01

Íons indesejáveis podem ser removidos da água, tratando-a com resinas de troca iônica, que são constituídas

por uma matriz polimérica, à qual estão ligados grupos que podem reter cátions ou ânions.

Assim, por exemplo, para o sal C

+

A

-

, dissolvido na água, a troca de cátions e ânions, com os íons da resina,

pode ser representada por:

Resina tipo I – Removedora de cátions

Resina tipo II – Removedora de ânions

No tratamento da água com as resinas de troca iônica, a água atravessa colunas de vidro ou plástico,

preenchidas com a resina sob a forma de pequenas esferas. O líquido que sai da coluna é chamado de eluído.

Considere a seguinte experiência, em que água, contendo cloreto de sódio e sulfato de cobre (II) dissolvidos,

atravessa uma coluna com resina do tipo I. A seguir, o eluído, assim obtido, atravessa outra coluna, desta vez

preenchida com resina do tipo II.

Supondo que ambas as resinas tenham sido totalmente eficientes, indique

a) os íons presentes no eluído da coluna com resina do tipo I.

b) qual deve ser o pH do eluído da coluna com resina do tipo I (maior, menor ou igual a 7). Justifique.

c) quais íons foram retidos pela coluna com resina do tipo II.

d) qual deve ser o pH do eluído da coluna com resina do tipo II (maior, menor ou igual a 7). Justifique.

Q.02

Considere uma solução aquosa diluída de dicromato de potássio, a 25 ºC. Dentre os equilíbrios que estão

presentes nessa solução, destacam-se:

a) Calcule o valor da constante de equilíbrio K

3

.

b) Essa solução de dicromato foi neutralizada. Para a solução neutra, qual é o valor numérico da relação

? Mostre como obteve esse valor.

c) A transformação de íons dicromato em íons cromato, em meio aquoso, é uma reação de oxirredução?

Justifique.

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Q.03

Uma balança de dois pratos, tendo em cada prato um frasco aberto ao ar, foi equil ibrada nas

condições-ambiente de pressão e temperatura. Em seguida, o ar atmosférico de um dos frascos foi substituído,

totalmente, por outro gás. Com isso, a balança se desequilibrou, pendendo para o lado em que foi feita a

substituição.

a) Dê a equação da densidade de um gás (ou mistura gasosa), em função de sua massa molar (ou massa

molar média).

b) Dentre os gases da tabela, quais os que, não sendo tóxicos nem irritantes, podem substituir o ar

atmosférico para que ocorra o que foi descrito? Justifique.

Gás H

2

He NH

3

CO ar O

2

CO

2

NO

2

SO

2

M/g mol

-1

2 4 17 28 29 32 44 46 64

Equação dos gases ideais: PV = nRT P = pressão

V = volume

n = quantidade de gás

R = constante dos gases

T = temperatura

M = massa molar (ou massa molar média)

Q.04

Uma mesma olefina pode ser transformada em álcoois isoméricos por dois métodos alternativos:

Método A : Hidratação catalisada por ácido:

Método B : Hidroboração:

No caso da preparação dos álcoois

e com base nas informações fornecidas (método A e método B), dê a fórmula estrutural da olefina a ser

utilizada e o método que permite preparar

a) o álcool I.

b) o álcool II.

Para os itens a e b, caso haja mais de uma olefina ou mais de um método, cite-os todos.

c) Copie, na folha de respostas, as fórmulas estruturais dos álcoois I e II e, quando for o caso, assinale com

asteriscos os carbonos assimétricos.

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Q.05

Em solução aquosa, iodeto de potássio reage com persulfato de potássio )OSK(

822

. Há formação de iodo e de

sulfato de potássio.

No estudo cinético desta reação, foram realizadas quatro experiências. Em cada uma delas, foram misturados

volumes adequados de soluções-estoque dos dois reagentes, ambas de concentração

-1

10 0,4 × mol / L e, a

seguir, foi adicionada água, até que o volume final da solução fosse igual a 1,00 L.

Na tabela, estão indicadas as concentrações iniciais dos reagentes, logo após a mistura e adição de água

(tempo igual a zero).

Concentrações iniciais em mol / L

Experiência

I

−2

8

2

OS

Temperatura (ºC)

1

-2

10 0,1 ×

-2

10 0,1 ×

25

2

-2

10 0,2 ×

-2

10 0,1 ×

25

3

-2

10 0,2 ×

-2

10 0,2 ×

25

4

-2

10 0,1 ×

-2

10 0,1 ×

35

Na página ao lado, está o gráfico correspondente ao estudo cinético citado e, também, uma tabela a ser

preenchida com os volumes das soluções-estoque e os de água, necessários para preparar as soluções das

experiências de 1 a 4.

a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação de oxirredução citada.

b) Preencha a tabela da página ao lado.

c) No gráfico, preencha cada um dos círculos com o número correspondente à experiência realizada.

Justifique sua escolha com base em argumentos cinéticos e na quantidade de iodo formado em cada

experiência.

Q.06

Industrialmente, HCl gasoso é produzido em um maçarico, no qual entram, nas condições-ambiente, hidrogênio

e cloro gasosos, observando-se uma chama de vários metros de altura, proveniente da reação entre esses

gases.

a) Escreva a equação química que representa essa transformação, utilizando estruturas de Lewis tanto para

os reagentes quanto para o produto.

b) Como se obtém ácido clorídrico a partir do produto da reação de hidrogênio com cloro? Escreva a equação

química dessa transformação.

c) Hidrogênio e cloro podem ser produzidos pela eletrólise de uma solução concentrada de cloreto de sódio

(salmoura). Dê as equações que representam a formação de cada um desses gases.

d) Que outra substância é produzida, simultaneamente ao cloro e ao hidrogênio, no processo citado no item

anterior?

velocidade da reação =

tempo

produzido I de mols

2

=

××

2

8

O

2

S

I

CCk

2

8

O

2

S

I

e CC = concentrações das respectivas espécies químicas, em mol / L.

k = constante de velocidade, dependente da temperatura.

Número atômico (Z)

hidrogênio..............1

cloro.....................17

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experiência volume (mL)

de solução-

estoque de

iodeto de

potássio

volume (mL)

de solução-

estoque de

persulfato de

potássio

volume

(mL) de

água

1

2

3

4

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Q.07

O valor biológico protéico dos alimentos é avaliado comparando-se a porcentagem dos aminoácidos, ditos

“essenciais”, presentes nas proteínas desses alimentos, com a porcentagem dos mesmos aminoácidos

presentes na proteína do ovo, que é tomada como referência. Quando, em um determinado alimento, um

desses aminoácidos estiver presente em teor inferior ao do ovo, limitará a quantidade de proteína humana que

poderá ser sintetizada. Um outro alimento poderá compensar tal deficiência no referido aminoácido. Esses dois

alimentos conterão “proteínas complementares” e, juntos, terão um valor nutritivo superior a cada um em

separado.

Na tabela que se segue, estão as porcentagens de alguns aminoácidos “essenciais” em dois alimentos em

relação às do ovo (100%).

Alguns aminoácidos essenciais Arroz Feijão

Lisina 63 102

Fenilalanina 110 107

Metionina 82 37

Leucina 115 101

a) Explique por que a combinação “arroz com feijão” é adequada em termos de “proteínas complementares”.

A equação que representa a formação de um peptídio, a partir dos aminoácidos isoleucina e valina, é dada na

página ao lado.

b) Mostre, com um círculo, na fórmula estrutural do peptídio, a parte que representa a ligação peptídica.

c) Determine o valor de x na equação química dada.

d) 100 g de proteína de ovo contêm 0,655g de isoleucina e 0,810 g de valina. Dispondo-se dessas massas de

aminoácidos, qual a massa aproximada do peptídio, representado na página ao lado, que pode ser obtida,

supondo reação total? Mostre os cálculos.

Q.08

Considere os seguintes dados:

a) Qual dos alcenos (A ou B) é o mais estável? Justifique. Neste caso, considere válido raciocinar com

entalpia.

A desidratação de álcoois, em presença de ácido, pode produzir uma mistura de alcenos, em que predomina o

mais estável.

b) A desidratação do álcool , em presença de ácido, produz cerca de 90% de um determinado

alceno. Qual deve ser a fórmula estrutural desse alceno? Justifique.

Massa molar (g/mol): valina ..............117

isoleucina .......131

água .................18

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Q.09

O malonato de dietila e o acetoacetato de etila podem ser empregados para preparar, respectivamente, ácidos

carboxílicos e cetonas. A preparação de um ácido, a partir do malonato de dietila, é feita na seqüência:

Reação I. Formação de um sal de sódio

Reação II. Introdução de grupo alquila

Reação III. Hidrólise ácida

Reação IV. Perda de CO

2

por aquecimento

Analogamente, pode-se obter a 2-hexanona partindo-se do acetoacetato de etila:

Dê as quatro equações químicas que representam as reações I, II, III e IV para essa transformação.

Q.10

Constrói-se uma pilha formada por:

• um eletrodo, constituído de uma placa de prata metálica, mergulhada em uma solução aquosa de

nitrato de prata de concentração 0,1 mol / L.

• outro eletrodo, constituído de uma placa de prata metálica, recoberta de cloreto de prata sólido, imersa

em uma solução aquosa de cloreto de sódio de concentração 0,1 mol / L.

• uma ponte salina de nitrato de potássio aquoso, conectando esses dois eletrodos.

Constrói-se outra pilha, semelhante à primeira, apenas substituindo-se AgCl (s) por AgBr (s) e

NaCl (aq, 0,1 mol/L) por NaBr (aq, 0,1 mol / L).

Em ambas as pilhas, quando o circuito elétrico é fechado, ocorre produção de energia.

a) Dê a equação global da reação da primeira pilha. Justifique o sentido em que a transformação se dá.

b) Dê a equação da semi-reação que ocorre no pólo positivo da primeira pilha.

c) Qual das pilhas tem maior força eletromotriz? Justifique sua resposta com base nas concentrações iônicas

iniciais presentes na montagem dessas pilhas e na tendência de a reação da pilha atingir o equilíbrio.

Para a primeira pilha, as equações das semi-reações de redução, em meio aquoso, são:

)s( Ag e )aq(Ag →+

−+

(aq)Cl (s) Ag e (s) AgCl

−−

+→+

Produtos de solubilidade:

-13-10

10 ....5,4 AgBr; 101,8 .....AgCl ××

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