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Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Programa de Pós-graduação em Química PROVA DE SELEÇÃO EM CARÁTER EXCEPCIONAL PARA INGRESSO NO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA-PERÍODO 2009.3 DATA: / / CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: RG Nº 1) A aspirina, CoH$04, é produzida pela reação de ácido salicílico, C;H$03, e anidrido acético, C4H$03, de acordo com a seguinte reação: CiH6Os(s).. + CsHGOs(1) > CHO(s) + C,H,0,(1) Considerando que 10,0 g de cada reagente são usados na reação, quantos gramas de aspirina podem ser formados teoricamente? Massas molares: C (12,01115 g/mol); H (1,00797 g/mol); O (15,9994 g/mol) 2) Estime o comprimento de onda de: a) Um próton movendo-se a 1/100 de velocidade da luz b) Uma bola de gude de massa 5,00 g viajando a 1,0 m.s'! h= 6,626 x 10% J.s (Constante de Planck) m=1,673x 107 kg (massa do próton) c=2,998 x 10º m.s” (velocidade da luz) 3) Desenhe as estruturas de Lewis, descreva a geometria molecular e discuta sobre a polaridade das moléculas a baixo: a) BCl; b) NH; c) SF d) CH;Br Números atômicos: H(Z=1);B(Z=5); C(Z=6); N(Z=7); O(Z =8); F(Z=9) CI(Z=17); Br(Z=35) 4) Construa o diagrama de orbitais moleculares para as seguintes espécies Fo, Fy, F) e responda as seguintes questões: a) Qual é a ordem «e ligação em cada espécie? b) Quais espécies são paramagnéticas? 5) Explique como as seguintes variações afetam o equilíbrio da reação de formação da amônia a partir do No e H5: N: (g) + 3Ho(g) > 2NHi(g) AH =-92,2 kJ a) Remoção de reagente; b) Remoção de produto; c) Diminuição no volume; d) Aumento na temperatura 6) Calcule o pH de uma solução 0,015 mol/L do ácido acético, C2H60». Ka = 1,8 x 10% 7) Calcule o potencial a 25ºC de uma célula de Daniell na qual a concentração dos íons Zn?” é 0,10 moL.L”! e a de íons Cu?! é 0,0010 moL.L”. Dados: a 25ºC, RT/F = 0,025692 V; n=2e Eº=1,10V Eq. Nernst: E = Eº — RT/nF InQ 35 8) O gráfico obtido a partir dos dados coletados para a reação *º rd 2HI(g)> Ho (g) + I(g), a 580 K está ilustrado ao lado: 25 / 15 rd 10 Qual é a ordem dessa reação? à ê rd 1H [o] 1000 2000 3000 4000 Tempo (s) 9) O catabolismo (transformação de moléculas complexas em moléculas simples e liberação de energia) de carboidratos inicia-se com a glicolise, uma série de 10 reações catalizadas por enzimas que transforma a molécula de glicose em dois equivalentes de piruvato, A primeira etapa da glicolise é a reação de fosforilação oxidativa da glicose com uma molécula de ATP, conforme mostrado abaixo. Escreva o mecanismo da reação de transformação da glicose em on on ou u o o o o 9 hM Ame oc A ÃO roma n a in é [Dos [Dos ' Rd Do Ho Som E o [o ———& Hom o [e SH [e oH on ATP ABR APAGUE, o-D-GLICOSE 6-FOSFATO glicose-6-fosfato. 10) A nitração do fenol gera uma mistura de o e p-nitrofenol, conforme mostrado no esquema abaixo. Os isômeros podem ser facilmente separados por destilação. Mostre qual o isômero é mais volátil e explique essa observação com base nas interações intermoleculares. oH oH oH NO; HINO; 20% A, 259€ + (30-40%) (15%) No; Hs o ST NOS E [o a) Qual a parte da co responsável pela absorção UV? Justifique. b) Sabendo que a formação da ligação C*-C* é obtida através da reação de condensação aldólica em meio básico, proponha os reagentes e o mecanismo da reação para obtenção do Parsol MCX. c) Explique a geometria preferencial do Parsol MCX e mostre seu isômero. molécula 06. Com base na configuração da molécula neutra Lip: a) Escreva a configuração do orbital molecular para Liz”, Liz e Li? b) Forneça a ordem de ligação esperada para cada espécie. c) Se houver, qual dessas espécies são paramagnéticas? 07. Considerando as diferentes espécies químicas abaixo com seus respectivos valores de pKa, responda: o 1,0 ai — As a om HS Ho HS — «ge OH 15,7 4,75 2,86 16 44 25 a) Coloque os compostos em ordem crescente de acidez. b) Dê as bases conjugadas destas espécies químicas. c) Explique as diferenças de acidez entre o ácido acético e o cloroacético, e entre eteno e etino. 08. Considere os elementos químicos A, B e C, todos no mesmo período da tabela periódica. Onde, A é um metal alcalino, B é do grupo 15 e C é um halogênio. Pede-se: a) Qual deles é o menos eletronegativo? Justifique. b) Qual deles tem a maior energia de ionização Justifique. c) Qual elemento possui o menor raio atômico? Justifique. Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Programa de Pós-graduação em Química PROVA DE SELEÇÃO PARA INGRESSO NO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA-PERÍODO 2010.1 DATA: / / CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: RGNº 1) Uma porção de 50,0 mL. de uma solução contendo 0,200 g de BaCl,.2H,0 (244,264 g mol!) é misturada com 50,0 mL de uma solução com 0,300 g de NalO; (197,89 g mol”). Considere que a solubilidade do Ba(IO:)» em água seja desprezível e responda: a) Qual a massa do precipitado formado? b) Qual a massa de composto que não reagiu e que permanece em solução? 2) Novacaína, que é utilizada .pelos dentistas como anestésico local, é uma base fraca com pK+=5,05. O sangue tem um pH = 7,4. Qual é a razão entre as concentrações da Novacaina e seu ácido conjugado no fluxo sanguíneo? 3) A fluoretação do abastecimento de água de uma cidade produz uma concentração de íons fluoreto próximo a 5 x 10º mol L'!. Se a cidade for abastecida com água dura (a água contém íons Ca”), CaF> (Kps =3,9 x 10!) pode se precipitar durante o processo de fluoretação. Qual é a concentração máxima de íons Ca” que pode estar presente em solução para não ocorrer precipitação durante a fluoretação? 4) Considere a célula galvânica: Pr(s)|Sn*'(aq, 0,010 mol L),Sn?' (aq, 0,10 mol L'"jO» (g, 1 atm)|H'(aq, pH = 4,00)/C(gr). Dados: a 25ºC, RT/F = 0,025692 V; E" Sn'/Sn” =+0,15V: Eº 0,/H,0 = +1,23 V Eq. Nernst: E = Eº — RT/nF InQ a) Escreva a reação da célula. b) Calcule o potencial da célula; 5) Uma molécula gasosa A pode sofrer uma decomposição unimolecular em € se ela adquirir uma quantidade crítica de energia. Esta molécula energizada, designada A*, pode ser formada por uma colisão entre duas moléculas de A não energizadas. Competindo com a decomposição unimolecular de A* em C está a desativação de A* pela colisão com uma molécula de A não energizada. Esta reação vem a ser o inverso da reação de ativação de A. a) Escreva a equação balanceada da reação química e a equação da taxa de velocidade para cada uma das três etapas de reação descritas anteriormente. b) Qual a ordem da reação global nos casos limites de pressão muito baixa e pressão muito alta da espécie química A? 6) Os raios iônicos do S” e Te” são respectivamente 1,84 e 2,21 À. O que você poderia predizer a respeito dos raios iônicos do Se” e P*? Dados Zs=16, Z1.=52, 2534, Zp=15. 7) O Diborano (B>Hs) apresenta a fórmula estrutural apresentada a seguir: 1 Diborano, BH, a) Tente explicar esta estrutura. b) As ligações H-B-H apresentam dois ângulos distintos 97º e 122º. Identifique cada um destes ângulos, justificando sua resposta. c) A partir dos dados abaixo, determine AH$ do diborano, B;Hs(g), a 298K: (1) B>Ho(g) + 3 Ox(g) 2 B>05(5) + 3 HhO(g) AH, =-1941 kJ mol! (2) 2 B(s) + 3/2 Og) > B20s(s) AH; =-2368 kJ mol” (3) Ho(g) + 1/2 0(g) > H50(g) AH" =-241,8kJ mol” 8) O No0 é usado.em anestesia e não reage com o oxigênio, ao contrário do óxido nítrico, NO, que é um poluente com efeitos nocivos para o ambiente. Para este, sabe-se que, a 25 *€, 1/2 Ng) + 1/2 Og) >NO(g) (Reação 1) AHº =+90.4 kJ mol 1 e AGº = +86.69 kJ mol” a) Diga, justificando, se a reação 1 é favorecida no Continente Antártico por causa das temperaturas extremamente baixas ou nos gases de escape dos motores de automóveis e aviões por causa das temperaturas muito altas a que estão expostos os gases oxigênio e nitrogênio? b) Pretende-se saber se o N>O poderá ser um poluente indireto, convertendo-se no segundo composto, o NO, segundo a reação 2. N20(g) + 1/2 0(g) —> 2 NO(g) (Reação 2) Com base nas reações anteriores e nos dados abaixo, mostre, recorrendo à função de estado termodinâmica adequada para o efeito, se a reação 2 é ou não espontânea a 25 C. Dados termodinâmicos a 25 “C e 1 atm: Espécies Entalpias de formação padrão: Entropias padrão: NO(g) +90,25 kJ mol ” +210.6JK ! mol N,0(g) +82,05 kJ mol “ +220 JK "mol! Og) 0k] mol! +205 JK mol” Ng) 0kJ mol” +191,6 JK” mol” 9) Os compostos orgânicos apresentados abaixo são isômeros entre si. Entretanto, eles apresentam valores de pontos de ebulição ou fusão diferentes. Explique e demonstre estas discrepâncias baseado nas forças intermoleculares. o o ci ci cl a e q a De e N= 0H (o) (o ácido propiônico acetato de metila trans-1,2dicloroeteno cis-1,2dicloroeteno pe=141ºC pe=57€ pe=48ºC pe= 60. oH oH OH Dad [o NT e n-butanol - pe = 117,2º€ eter etílico - p.e =34,5 ºC 0H catecal pf=104C — higroquinona pf=173 C 
