Questão 01 (Valor: 15 pontos)
Muitas propriedades dos líquidos, incluindo o ponto de ebulição, refletem a intensidade das forças de atração intermoleculares. Um líquido entra em ebulição quando suas moléculas, ao absorverem energia, vencem as forças de atração e se separam da fase líquida sob forma de vapor. Quanto mais fortes são essas interações, maior a temperatura na qual um líquido entra em ebulição. Existem três forças atrativas entre moléculas neutras: as de ligação de hidrogênio, as de dipolo permanente-dipolo permanente e as de dipolo momentâneo-dipolo induzido ou de dispersão de London. Essas interações são também chamadas de forças de Van der Waals. Considerando essas informações e os dados da tabela,
• identifique a interação intermolecular — tipo de forças de Van der Waals — que atua entre as moléculas dos alcanos, quando no estado líquido.
• escreva um argumento que justifique a diferença entre os pontos de ebulição dessas substâncias químicas.
Questão 02 (Valor: 15 pontos)
Um dos grandes desafios da Química é a obtenção de
substâncias puras a partir de misturas. Como a maioria dos materiais presentes na
natureza é formada por misturas de substâncias, para separá-las é necessário a escolha de um
método que leve em consideração as condições materiais e econômicas e o tempo
utilizado na separação. Assim, o magnésio é extraído da água do mar, na forma de
íons Mg2+(aq), pelo processo Dow, representado, resumidamente no fluxograma. Com base nessas informações e na análise do fluxograma da
extração de íons Mg2+(aq) da água do mar,
• escreva uma justificativa para a precipitação de Mg(OH)2(s) com a adição de Ca(OH)2 à água do mar e identifique as técnicas de separação I e II
utilizadas nesse processo;
• justifique a utilização de fonte externa de energia
elétrica no processo de produção do metal por meio da eletrólise ígnea do cloreto de
magnésio.
Questão 03 (Valor: 20 pontos)
O primeiro composto de gás nobre foi obtido em 1962 por Neil
Bartlett, enquanto trabalhava como docente na Universidade de British Columbia,
Estados Unidos. O trabalho repercutiu no meio científico e acabou com a crença
de que os gases nobres eram quimicamente inertes. Desde aquela época, vários
compostos de xenônio com flúor e com oxigênio foram preparados, a exemplo dos
fluoretos, XeF2(s), XeF4(s) e XeF6(s), obtidos diretamente da reação entre os
dois elementos químicos, e dos compostos contendo oxigênio, formados quando esses fluoretos
reagem com água, como mostra a equação química que representa a hidrólise
lenta do hexafluoreto de xenônio, na presença de umidade do ar, que leva à produção
de trióxido de xenônio, XeO3(s). Com base nessas informações, na equação termoquímica de
hidrólise de XeF6(s) e considerando os valores das variações de entalpia
apresentados na tabela e o valor da variação de entalpia padrão de H2O(v)
igual a −242 kJmol−1,
• calcule o valor da variação de entalpia padrão, ΔH°,
do trióxido de xenônio, XeO3(s), e justifique a maior estabilidade do XeF6(s) em
relação a do XeO3(s), admitindo que os valores das variações de entalpia correspondem ao padrão
de formação dessas substâncias;
• escreva a fórmula estrutural de XeF2 com os
pares de elétrons não-ligantes do átomo central e os valores dos ângulos formados entre as ligações
Xe – F.
Questão 04 (Valor: 20 pontos)
O carbonato de sódio, Na2CO3, é usado,
principalmente, na fabricação de vidro, de polifosfatos — aditivos utilizados em produtos de limpeza
—, no tratamento de gases de exaustão de usinas termelétricas, dentre outras
aplicações. A maior parte do carbonato de sódio destinada a essas aplicações é produzida
pelo processo de Ernest Solvay, que consiste, de forma resumida, na saturação
inicial por amônia, NH3(g), de uma solução saturada de cloreto de sódio, NaCl(aq).
Em seguida, a solução de cloreto de sódio amoniacal é carbonatada com CO2(g) e
produz hidrogeno-carbonato de amônio, NH4HCO3(aq), que, ao reagir com
cloreto de sódio, forma hidrogeno-carbonato de sódio, NaHCO3(s), de acordo com as equações químicas I e
II. Esse sal é separado da solução por filtração e se decompõe em carbonato de sódio, ao ser
aquecido, como mostra a equação química III. Como a reação química representada em
II é reversível, somente 75% do cloreto de sódio é convertido em hidrogeno-carbonato
de sódio. O dióxido de carbono utilizado no processo é proveniente da
calcinação de carbonato de cálcio, CaCO3(s), — segundo a
equação química IV — e da decomposição do hidrogeno-carbonato de sódio. A amônia é regenerada a
partir da reação de cloreto de amônio com óxido de cálcio em meio aquoso e, então,
reciclada. Com base nessas informações e nas equações químicas I, II,
III e IV, que representam o processo de Ernest Solvay de produção de carbonato de sódio,
• determine a massa de carbonato de sódio produzida a partir
de 118,0kg de cloreto de sódio com 75% de conversão a hidrogeno-carbonato de sódio
e justifique a utilização de solução saturada de cloreto de sódio;
• escreva a equação química que representa a regeneração de
amônia, NH3(g), nesse processo.
Questão 05 (Valor: 15 pontos)
Vários alimentos industrializados contêm aditivos que visam
impedir ou retardar o processo de deterioração por oxidação. Esses aditivos são os
antioxidantes, substâncias químicas que reagem rapidamente com radicais livres formados
sob ação do oxigênio nos alimentos. Enquanto houver antioxidante, o alimento
estará protegido da ação desses radicais livres, a exemplo de HO• e HOO•. O período
de validade de alimentos é fixado nas embalagens, principalmente, em função do tempo
que leva um determinado aditivo para reagir com esses radicais. Expirado o prazo de
validade, o processo de deterioração do alimento é iniciado. O BHT, um desses
antioxidantes, representado pela fórmula estrutural e pela fórmula condensada, R1(R2)2C6H2OH,
é adicionado a margarinas, biscoitos, refrescos, e reage de acordo com a
equação química. Com base nas informações do texto, na análise das fórmulas
estrutural e condensada do BHT, na equação química e nas regras de nomenclatura
recomendadas pela IUPAC,
• escreva o nome do BHT e identifique a classe funcional a
que pertence esse antioxidante;
• identifique os agentes — redutor e oxidante — e, dentre os
produtos da equação química, identifique a espécie química que apresenta o
oxigênio no menor estado de oxidação.
Questão 06 (Valor: 15 pontos)
Para determinar a concentração de um soluto em solução,
geralmente se reage uma amostra dessa solução com outra de concentração
conhecida. Nas reações envolvendo ácidos e bases, adiciona-se a solução de
concentração conhecida à da amostra que se deseja analisar, agitando-se lentamente até
que a neutralização se complete, quando as quantidades estequiométricas de íons H3O+(aq)
e OH−(aq) se tornam equivalentes. Os indicadores ácido/base podem ser usados
para sinalizar o ponto estequiométrico, ou de equivalência na determinação.
Entretanto, na prática, não é necessário que a mudança de cor de um indicador ocorra
exatamente no ponto estequiométrico, porque, próximo a esse ponto, o pH varia rapidamente.
A faixa na qual o indicador muda de cor é considerada como ponto de
equivalência. Alternativamente, um medidor de pH pode ser usado para monitorar o
desenvolvimento da reação e produzir um gráfico de pH em função do volume de solução
adicionada, como o mostrado na figura. A curva descreve a variação de pH da reação
química entre o ácido nítrico e o hidróxido de potássio. Considerando-se que a
solução de KOH(aq) a 0,100molL−1 é adicionada a 50,0mL de solução 0,100molL−1 de HNO3(aq),
a proporção em que o volume
da base é acrescentado ao do ácido, o pH pode ser
determinado durante vários estágios do processo e as concentrações finais de H3O+(aq)
e OH−(aq), calculadas em cada região da curva. Com base nas informações do texto e da tabela e na análise
do gráfico, que representa a variação de pH da reação química entre o ácido nítrico e o
hidróxido de potássio, em solução,
• determine o valor do pH da solução final, quando 51,0mL da
solução de KOH(aq) forem adicionados a 50,0mL da solução de HNO3(aq)
e identifique em quantas unidades de pH esse valor difere do pH no ponto
estequiométrico;
• identifique um indicador, dentre os apresentados na tabela
— diferente dos mostrados no gráfico — que também sirva para sinalizar o ponto
estequiométrico na determinação.
Nenhum comentário:
Postar um comentário