Vestibular de Química - Universidade Federal de Juiz de Fora - 2011 - UFJF, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
Corcovado
Corcovado13 de Março de 2013

Vestibular de Química - Universidade Federal de Juiz de Fora - 2011 - UFJF, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)

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Vestibular de Química da Universidade Federal de Juiz de Fora do ano de 2011.
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VESTIBULAR - QUÍMICA - pos-recursos

COMISSÃO PERMANENTE DE SELEÇÃO – COPESE

PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO – PROGRAD VESTIBULAR 2011

PROVA DE QUÍMICA

VESTIBULAR - QUÍMICA - Página 1 de 7

Questão 1: O Brasil é o campeão mundial da reciclagem de alumínio, colaborando com a preservação do meio ambiente. Por outro lado, a obtenção industrial do alumínio sempre foi um processo caro, consumindo grande quantidade de energia. No passado, a obtenção industrial do alumínio já foi tão cara que, apenas em ocasiões especiais, Napoleão III usava talheres de alumínio. Com relação ao alumínio, pede-se: a) Qual a configuração eletrônica do cátion do alumínio isoeletrônico ao gás nobre neônio?

O cátion do alumínio isoeletrônico do gás Ne é o A3+.

A3+ = 1s22s22p6

b) Compare o íon A  3+ com os íons Na+ e Mg2+. Ordene as 3 (três) espécies em ordem crescente de raio iônico.

A3+ < Mg2+ < Na+

c) Sabendo-se que o óxido de alumínio é A  2O3, represente a fórmula eletrônica (ou de Lewis) para esse composto.

Considerando que o Al2O3 é um composto iônico, sua fórmula eletrônica é:

ou

d) Escreva a reação química balanceada que ocorre entre o alumínio metálico e o ácido clorídrico. Identifique o tipo de ligação existente no sal formado.

Reação Tipo de ligação

2 A(s) + 6 HC(aq) → 3 H2(g) + 2 A3+(aq) + 6 C-(aq)

AC3 → LIGAÇÃO IÔNICA OU LIGAÇÃO COVALENTE

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Questão 2: A corrosão eletroquímica é um processo passível de ocorrer quando o metal está em contato com um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, as reações anódicas e catódicas. Um processo de corrosão acontece segundo as semirreações descritas a seguir, originando, assim, a formação de hidróxido ferroso.

I. Fe(s) → Fe

2+ (aq) + 2e

-

II. 2 H2O() + 2e - → H2(g) + 2 OH

- (aq)

Em meio de alto teor de oxigênio, o hidróxido ferroso sofre a seguinte transformação, através das duas reações descritas abaixo:

III. 2 Fe(OH)2(aq) + H2O() + ½ O2(g) → 2 Fe(OH)3(aq)

IV. 2 Fe(OH)3(aq) → Fe2O3·H2O(s) + 2 H2O()

Acerca do processo de corrosão e das reações apresentadas, responda aos itens a seguir.

a) Equacione a reação global das reações I e II descritas acima.

Fe(s) + 2 H2O() → Fe 2+ (aq) + H2(g) + 2 OH

( )aq

b) Identifique quais são os agentes oxidante e redutor da reação global do item a.

Agente oxidante → H2O() Agente redutor → Fe(s)

c) Considerando as equações III e IV, escreva a reação de formação do óxido férrico monoidratado a partir do hidróxido ferroso.

2 Fe(OH)2(aq) + ½ O2(g) → Fe2O3.H2O(s) + H2O()

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d) Segundo a tabela de potenciais de redução, escolha um metal que pode ser utilizado como metal de sacrifício, protegendo o ferro de uma tubulação. Justifique.

Mg ou Zn

2 ( ) ( )

2 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) 2 ( ) ( )

POTENCIAIS PADRÃO DE REDUÇÃO, / Mg 2 Mg -2,372 Zn 2 Zn -0,762 Fe 2 Fe -0,440 Ni 2 Ni

aq s

aq s

aq s

aq s

E V e

e

e

e

°

+ −

+ −

+ −

+ −

+

+

+

+

⇀ ↽

⇀ ↽

⇀ ↽

⇀ ↽

( ) ( )

-0,257 Ag Ag +0,800aq se+ −+ ⇀↽

Questão 3: Os alimentos liberam energia química após sua digestão e metabolização no organismo. No quadro a seguir, está indicada a quantidade de energia, em quilocalorias (kcal), liberada no metabolismo de um (1) grama de alguns alimentos.

gorduras proteínas carboidratos alcoóis cereais Energia / kcal 9 4 4 7 4

a) Considerando-se que a carne possui apenas proteínas e gorduras, calcule a quantidade de energia liberada pelo organismo ao consumir um pedaço de carne de 100 g que contém 20% em massa de gordura.

Cálculos Resposta

100 g de carne (80 g de proteínas e 20 g de gorduras) Energia = (80x4)+(20x9) = 320+180

= 500 kcal

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b) As calorias adquiridas pelos alimentos podem ser “queimadas” em atividades físicas. Um indivíduo de 70 kg perde em média 400 kcal em uma hora de atividade aeróbica e metade dessa quantidade em musculação pelo mesmo período. Calcule o tempo necessário para queimar as calorias fornecidas pelo metabolismo de uma barra de cereais de 25 g.

c) Uma das formas de quantificar o teor calórico dos alimentos é medir a energia envolvida na reação de combustão dos mesmos. Escreva a equação química balanceada para a combustão completa de um carboidrato de fórmula molecular C6H12O6.

C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O()

d) Uma lata de cerveja de 350 mL apresenta um teor alcoólico de 4% em volume. Considerando a densidade do álcool igual a 0,80 g mL-1, calcule a energia liberada no metabolismo de um indivíduo pelo consumo dessa quantidade de cerveja.

Cálculos Resposta 350 mL ----- 100% x ----- 4% x = 14 mL m = d.V = 0,80 x 14 m = 11,2 g Energia = (11,2x7) = 78,4 kJ

A energia liberada é de 78,4 kJ

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Questão 4: A condutividade de cinco soluções foi avaliada qualitativamente de acordo com a intensidade do brilho de uma lâmpada, conforme ilustrado na figura a seguir.

Foram testadas as seguintes soluções:

I II III IV V

Solução 1,0 g de

açúcar em 20 mL de água

0,585 g de

NaC em 50

mL de água

0,585 g de

NaC em 10

mL de água

20 mL de

HC 0,10

mol L-1

20 mL de ácido acético 0,10 mol L-1

Brilho da lâmpada

não observado fraco muito

intenso intenso fraco

Dados: Açúcar (sacarose): C12H22O11; Ka (HC) = 10

7; Ka (CH3COOH) = 1,8x10 -5

a) Explique o resultado dos testes realizados com as soluções I e II.

Solução I – Não observa-se brilho na lâmpada, pois a solução não é condutora. O açúcar não se dissocia em água. Solução II – Observa-se brilho, pois a solução possui íons de Na+ e C- dissolvidos.

b) Explique a diferença observada que ocorre no brilho da lâmpada entre as soluções II e III. Calcule a concentração de NaC, em mol L-1, da solução III.

A solução III possui maior concentração de íons dissolvidos em solução.

= = = 0,585 0,0158,5

mn mol MM

−= = 10,01[ ] 1,0 mol L0,01concentração

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c) Calcule o valor de pH encontrado para a solução IV.

+

= −

= −

=

1

log[ ] log10

1,0

pH H pH pH

d) As soluções IV e V possuem o mesmo volume e a mesma concentração molar. No entanto, os resultados dos testes foram diferentes. Explique esse fato.

A solução IV apresenta um brilho mais intenso, pois ela é de um ácido forte, ou seja, esse está totalmente ionizado. Por outro lado, a solução V é de um ácido fraco, que encontra-se parcialmente ionizado, gerando um brilho mais fraco na lâmpada.

OU

A solução IV apresenta um brilho mais intenso, pois ela é de um ácido forte, e possui maior concentração de íons. Por outro lado, a solução V é de um ácido fraco e, portanto, sua concentração iônica é menor.

Questão 5: Enalapril é um profármaco utilizado no tratamento da hipertensão e também nos casos de insuficiência cardíaca. Depois de administrado, o enalapril é absorvido e sofre uma hidrólise ácida, transformando-se em enalaprilato, que é a forma ativa.

H N

N

O

CH3

EtO

O

2

3

4

1

HO2C

Com base no texto acima e na estrutura do enalapril, responda:

ENALAPRIL

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a) Quais as quatro funções químicas oxigenadas e nitrogenadas presentes na estrutura do enalapril?

Éster, ácido carboxílico, amida, amina

b) Qual a fórmula estrutural do enalaprilato, formado na reação de hidrólise ácida do enalapril?

c) Quantos átomos de carbono assimétrico (quiral) existem nessa estrutura? Utilize um asterisco (*) para destacar esse(s) átomo(s) de carbono na estrutura do enalapril.

Na estrutura existem 3 carbonos assimétricos.

d) Qual a hibridação dos átomos de carbono do enalapril indicados pelos algarismos de 1 a 4 na estrutura apresentada?

1 2 3 4

sp2 sp3 sp3 sp2

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