Centro Educacional Charles Darwin - DOC 3

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					Centro Educacional Charles Darwin
VestUfes 2000 - 2ª Fase - 19 e 20/12/99
Questões resolvidas pelos professores do Centro Educacional Charles Darwin




Prova de Química



1ª Questão

Os sabões em pó são sais de sódio de ácidos alquibenzenossulfônicos preparados
a partir de benzeno por reações de alquilação de Friedel-Crafts e sulfonação.

Abaixo são apresentadas duas possíveis seqüências sintéticas para a preparação
de ácidos alquibenzenossulfônicos:




.
a) Que seqüência você escolheria para preparar o ácido ao lado? Justifique sua
resposta.

          R: A seqüência I, já que o radical ligado ao núcleo aromático é um
          dirigente orto-para.

b) Dê as estruturas dos compostos A e B.

          R:
        COMPOSTO A
        Apesar deformar as estruturas orto e para, devido ao impedimento
        estéreo a posição para tem preferência.




        COMPOSTO B
        A estrutura não precisa ser igual a nossa, mas os grupamentos
        têm que estar na posição meta.




2ª Questão

O aço pode ser classificado como açocarbono ou aço-liga. Quanto ao teor de
manganês, se este exceder 1,65% em massa, o aço é classificado como aço-liga.

10 gramas de aço foram tratados de forma que todo o manganês presente na
                         2+
amostra foi oxidado a Mn e posteriormente titulado com permanganato em
solução de pirofosfato neutro, conforme a reação:




Sabendo-se que a concentração de permanganato é de 0,02 mol/L e que foram
gastos 22,5 mL de solução para titular todo o manganês, classifique, justificando
por meio de cálculos, o tipo de aço da amostra.

        R:

               –
        NMnO    4   Consumido

        1 L SL _________ 0,02 mol

        0,0225 L ________ N

                                –
        N = 0,00045 mol MnO      4
        Massa de manganês contida na amostra.

              –                       2+
        MnO    4   _________ 4 Mn

        1 mol ___________ 4 mols

        1 mol ___________ 220g

        0,00045 mol ______ M

                                 2+
        M = 0,099g de Mn




        Cálculo do teor de pureza:

                                                  2+
        10g amostra ________ 0,099g Mn

        100g amostra _______ x

                        2+
        x = 0,99g Mn         :

        tp = 0,99% em massa




        Como não excede 1,65%, a amostra analisada não é aço-liga.




3ª QUESTÃO:

A uma velocidade constante de 50 km/h, um automóvel faz cerca de 10 km por litro
de entanol (C2H5OH). Considerando a queima total do combustível, qual deve ser
o volume de gás carbônico (CO2), em metros cúbicos, lançado na atmosfera pelo
automóvel, após 2 horas de viagem?

Considere:

· densidade do álcool = 0,8 kg/L
· massa molar do etanol = 46 g/mol
· volume molar do CO2 = 25 L/mol

    3
1 dm = 1 L




        R:
Cálculo do volume consumido de etanol:

1h _______ 50 km

2h _______ x

x = 100 km




10 km _______ 1 L etanol

100 km ______ y

y = 10 L etanol




Massa de etanol consumida:

1 L _______ 0,8 kg

10 L ______ Z

Z = 8 kg de etanol



               2
Volume de CO produzido na combustão.

1 C2H5OH + 3 O2 ® 2 CO2 + 3 H2O

m = 8 kg




1 C2H5OH ________ 2 CO2

1 mol ____________ 2 mols

46 g _____________ 2 x 25 L

     3
8 x 10 g _________ W

                     3
W = 869 L = 8,7 m de CO2
4ª Questão

Considere as soluções abaixo:

I) HCl   3,65 g/L

II) NaOH 0,4 g/L

a) Qual o pH da solução I?

b) Qual o pH da solução II?

b) Qual o pH resultante da mistura de 100 mL da solução I com 100 mL da solução
II?

Dado: log 4,5 = 0,6




         R:

         a) 36,5g HCl ______ 1 mol

              3,65g/L _______ M

              M = 0,1 mol/L




         HCl _______ H+

         1 mol ______ 1 mol

                               +
         0,1 mol/L ___ [H ]

              +      –1
         [H ] = 10



                          +
         pH = – log [H ]

                          –1
         pH = – log 10

         pH = 1
b) 40g NaOH ______ 1 mol

   0,4 g/L _________ M

  M = 0,01 mol/L




                                  –
1 mol NaOH ______ 1 mol OH

                             –
0,01 mol/L ________ [OH ]

    –        –2
[OH ] = 10



                   –
pOH = – log [OH ]

pOH = – log 10
                  –2
                       pOH = 2

pH + pOH = 14

pH + 2 = 14

pOH = 12




c) HCl + NaOH ®           NaCl + H2O

NHCl :

1 L ______ 0,1 mol

0,1 L _____ x

x = 0,01 mol




NNaOH:

1 L _____ 0,01 mol

0,1 L ___ y
y = 0,001 mol




Verificação do reagente em excesso:

1 mol HCl ______ 1 mol NaOH

      Z __________ 0,001 mol

Z = 0,001 mol HCl       



Excesso de HCl

0,01 mol — 0,001 mol = 0,009 mol




Cálculo da concentração mol/L do HCl em excesso

0,2 L SL _______ 0,009

1 L SL _________ M

M = 0,045 mol/L




1 mol _________ 1 mol

                        +
0,045 mol/L ____ [H ]

  +               –2
[H ] = 4,5 x 10




Cálculo do pH:

              +
pH = – log [H ]

                       –2
pH = – log 4,5 x 10

pH = 1,4
5ª Questão

A 383 ºC o dióxico de nitrogênio (NO2) se decompõe em óxido de nitrogênio (NO)
                                                  –3    –1 –1
e oxigênio (O2) a uma velocidade média de 4,8 x 10 mol s L .

a) Qual o tempo necessário para que 4,8 mols de NO 2 sejam reduzidos à metade
do seu valor?

                                                                  –1   –1
b) Sabendo-se que a constante de velocidade da reação é 10 L mol s , qual será
                                                                                –1
a velocidade inicial da reação, se a concentração inicial de NO 2 for 0,25 mol L ?




       R:

       2 NO2 ® 2 NO + 1 O2

                                     –3        –1       –1
       Vm(NO2) = 4,8 x 10                 mol S     L

                     –3
       a) 4,8 x 10        mol _______ 1 segundo

            2,4 mols ____________ t

       t = 500 segundos



                      2 2
       b) V = K[NO ]

                            2
            V = 10[0,25]

                                –1        –1
       V = 0,625 mol S               L




COMENTÁRIO

O departamento considerou a melhor prova de química dos últimos anos, pois
apresentou uma considerável abrangência do conteúdo programático,
apresentando questões de nível médio de dificuldade premiando os alunos que
realmente se dedicaram aos estudos.
( Equipe de Química )

				
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