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EXAME DE CAPACIDADE – IQ/USP
o
SEMESTRE / 2009
PROVA DE CONHECIMENTOS
GERAIS EM QUÍMICA
Nome do Candidato:________________________________________
CADERNO DE QUESTÕES
Instruções:
Escreva seu nome de forma legível
Das 10 (dez) questões constantes neste caderno, o(a)
candidato(a) deve responder obrigatoriamente as questões
de números 1 a 4. Além disso, deve responder outras quatro
(4) questões de sua livre escolha entre as de números 5 a 10
A nota final será dada pela média aritmética das notas de oito questões
É expressamente proibido fazer qualquer anotação e/ou
marca que permita sua identificação nas demais folhas desta
prova
Resolva cada questão na folha correspondente à mesma no caderno de respostas ( não será considerada nenhuma resposta assinalada no caderno de questões)
O desempenho nesta prova será utilizado para ingresso no programa de Pós- Graduação e na classificação dos candidatos à bolsa da instituição
Uso SPG
QUESTÕES OBRIGATÓRIAS (1 a 4)
Questão 1
a) Que tipos de forças intermoleculares podem agir entre as moléculas das seguintes substâncias: (i) NO 2 , (ii) N 2 H 4 , (iii) CO 2 , (iv) HF, (v)CI 4 e (vi) benzeno. b) Explique as seguintes observações em termos do tipo e intensidade das forças intermoleculares: (i) o ponto de fusão do xenônio é -112ºC e o do argônio é -189ºC. (ii) o ponto de ebulição do pentano é 36,1ºC, enquanto o do 2,2-dimetil propano é 9,5ºC. (iii) o ponto de ebulição do dimetil éter é -24,8ºC e o do etanol é 78ºC.
Questão 2
Para a determinação de cobre, a uma amostra de 0,5500 g de bronze, dissolvida em HNO 3 , foi adicionado excesso de KI. O iodo formado foi titulado com 15,35 mL de solução 0,1055 mol L-1^ Na 2 S 2 O 3. a) Seria possível dissolver a liga metálica utilizando HCl? Justifique. b) Escreva as equações químicas balanceadas envolvidas na determinação de cobre. c) Calcule a porcentagem de cobre na liga. Dados: E^0 (Cu2+/Cu) = 0,337 V; E^0 (Cu2+/CuI) = 0,86 V; E^0 (I3-/I-) = 0,536 V; E^0 (S 4 O 6 2-/S 2 O 3 2-) = 0,08 V.
Questão 3
Justifique de forma suscinta as afirmações abaixo, dizendo se as mesmas são verdadeiras ou falsas. Respostas sem justificativa não serão aceitas. a) O pH de uma solução aquosa de ácido clorídrico com concentração ≤ 10- mol L-1^ pode ser calculado diretamente pela [HCl] ionizado. b) Dos híbridos de ressonância ao lado , E é o mais estável. c) As estruturas de ressonância abaixo explicam porque o próton-alfa (em negrito) tem acidez relativamente alta.
CH 2
C
O
CH 3
H H 2 C
C
O H
CH 3
Questão 4
Considerando uma reação elementar hipotética A(g) + B(g) → C(g) + calor ; pede- se: a) Esboce o diagrama de energia da reação, indicando no mesmo as energias de reagentes, produtos e estado de transição e os valores de ∆G e ∆#G; b) O que ocorreria com os valores de K (constante de equilíbrio), ∆G e ∆#G caso fosse utilizado um catalisador nessa reação?
O
O N O
O
O NO
O
O N O
O
O NO
O
O N O
A B
D C E
Questão 7
Esquematize um fluxograma simplificado para a separação de cada um dos
componentes de uma mistura aquosa preparada a partir de um tablete do
medicamento Fluimucil Gripe®. Os componentes são 200 mg de N-acetilcisteína
(pKa 3,2), 500 mg de paracetamol (pKa 9,5) e 40 mg de cloridrato de
pseudoefedrina (pKa 4,6). Para tal, você dispõe no laboratório, além da vidraria,
de soluções aquosas 5% de NaHCO 3 , Na 2 CO 3 ou NaOH e 1% de ácido acético ou
HCl, bem como éter etílico. OH (^) H 2 N
Cl cloridrato de pseudoefedrina (^) paracetamol
N H
SH
O
OH
O
N-acetilcisteína
O
N H
OH
Questão 8
Dadas as entalpias de vaporização (kJ/mol) dos elementos metálicos na tabela abaixo: a) Explique a tendência observada nos metais alcalinos. b) Explique a tendência observada quando se comparam os metais alcalinos aos metais de transição. c) Discuta o uso de sódio em lâmpadas de descarga elétrica (lâmpadas de rua) e de tungstênio como filamento em lâmpadas incandescentes.
Questão 9
A fem medida a 25 oC da pilha Pt|Mn(s)|MnCl2(aq, 0,0010 mol L-1), HCl(aq, 0,0100 mol L-1) |O2(g,0,25 bar)|Pt foi de 2,376 V. Considere que o coeficiente de atividade é igual a 1 e que a fugacidade é igual a pressão. Responda as questões abaixo: a) Escreva e balanceie a reação redox da pilha. b) Calcule o potencial padrão do eletrodo Mn(s)|MnCl2(aq) c) Determine o ∆ G º da pilha e a constante de equilíbrio. A constante de equilíbrio será a mesma a 50 oC? d) Explique qualitativamente a dependência da fem da pilha em função do pH (aumenta, decresce ou permanece a mesma?) Dados: E^0 (O2(g)/H 2 O)=1,229V; ∆ G º = -n FE º;∆ G º = - RT lnK; ∆ G r = ∆ G º + RT lnQ; E = E º-( RT /n F )lnQ; F=96500 J.V-1.mol-1; R = 8,314 J K-1^ mol-1. 1 atm = 1 bar
Questão 10
A figura abaixo representa a curva de titulação potenciométrica de uma alíquota de 20,0 mL de solução tampão de carbonato (CO 3 =/HCO 3 - ) com HCl 0,100 mol L- como titulante, adicionado com auxílio de uma bureta.
Titulação de solução tampão de carbonato 20,0 mL, com HCl 0,100 mol/L)
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10,
11,
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20, Volume de titulante (mL)
pH
a) Estime graficamente o pH da solução tampão inicial e o pKa do par conjugado HCO 3 - /H 2 CO 3. b) Para realizar a mesma titulação usando dois indicadores visuais, qual seria o pKa do indicador apropriado para a detecção do primeiro e segundo ponto final? c) Para preparar um litro deste tampão, qual a massa de carbonato de sódio e de bicarbonato de sódio a ser utilizada? (Na = 23,0 g mol-1; H = 1,0 g mol-1; O = 16,0 g mol-1; C = 12,0 g mol-1).
