EXAME DE SELEÇÃO DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA - UFSCar
CURSOS DE MESTRADO ACADÊMICO E DOUTORADO NO 1º SEMESTRE DE 2012
ATENÇÃO:
PROVA FRENTE E VERSO
1)
A acidez de algumas substâncias químicas está associada às características estruturais destas
substâncias, energias de ligação, fenômeno de deslocalização eletrônica, dentre outros fatores. Seguindo a
definição de Brønsted-Lowry, ácidos são substâncias capazes de fornecer hidrogênio em solução. Em cada
um dos itens abaixo, diga qual substância possui maior acidez em água e justifique atentando para os
aspectos das estruturas químicas e não apenas para os valores de pKa. Os pKas fornecidos são todos para
soluções aquosas.
O
H3C
a)
HNO3 (pKa = -1,3) e HNO2 (pKa = 3,3)
O
OH
p Ka = 4,76
b)
F3C
OH
p Ka = 0,23
2)
As reações de esterificação estão dentre as mais conhecidas em química, considerando a
aplicabilidade de seus produtos nos mais variados setores da indústria química. O antranilato de metila, por
exemplo, simula o flavor de uva e é utilizado na indústria alimentícia. Escreva a equação química de
preparação do antranilato de metila a partir de uma reação de esterificação. Considerando que estas reações,
em equilíbrio (25oC), possuem constantes (K) com valor em torno de 1 (K≅1), quais artifícios poderiam ser
utilizados para deslocar o equilíbrio no sentido da produção do éster?
O
OCH3
NH2
antranilato de metila
3)
Dada as seguintes reações químicas abaixo:
a) N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g), com pN2 = 2,6 atm , pH2 = 5,9 atm e pNH3 = 1,2 atm;
b) 2N2H4(g) + 2NO2 (g) → 3N2(g) + 4H2O(g), com pN2H4 = pNO2 = 5,0 x 10-2atm , pN2 = 0,5 atm , pH2O = 0,3
atm;
c) N2H4(g)→N2(g) + 2H2(g), com pN2H4 = 0,5 atm, pN2 = 1,5atm , pH2 = 2,5 atm.
Calcule os valores de ∆G para cada reação.
Dados: ∆Go[NH3, g] = − 16,66 kJ mol-1; ∆Go[H2O, g] = − 228,57 kJ mol-1; ∆Go[N2H4, g] = + 159,4 kJ
mol-1; ∆Go[NO2, g] = + 51,84 kJ mol-1. R = 8,314 J.mol-1.K-1.
4)
Os isômeros ciclopropano e propileno são isômeros de C3H6. Na temperatura de 25oC, qual das duas
moléculas apresentaria maior entropia absoluta? Justifique sua resposta.
5)
Calcule o pH e a porcentagem de moléculas ionizadas em uma solução de ácido benzóico (C7H6O2)
0,10 mol/L. Esta solução foi utilizada para preparar uma solução tampão (Ácido benzóico/Benzoato).
Assim, responda também:
a) Escreva a equação iônica completa para a reação que ocorre quando algumas gotas de uma solução de
ácido clorídrico (HCl) são adicionadas à solução tampão.
b) Escreva a equação iônica completa para a reação que ocorre quando algumas gotas de uma solução de
hidróxido de sódio (NaOH) são adicionadas à solução tampão original.
Dados:
Ka = 6,3x10-5,
Massas atômicas:
H = 1,0 g/mol,
C = 12 g/mol,
O = 16 g/mol.
6)
Uma solução tampão foi preparada pela adição de 5,5 mL de ácido acético concentrado (CH3COOH)
e 5,0 g de acetato de sódio (CH3COONa) em água suficiente para obter 500 mL de solução. Com base nestas
informações responda:
Qual é o pH da solução tampão formada?
Dados:
Kb da base conjugada = 5,7x10-10,
Kw = 1,00x10-14,
Densidade do ácido acético concentrado = 1,05 g/mL,
% m/m do ácido acético concentrado = 96%,
Massas atômicas:
H = 1,0 g/mol,
C = 12 g/mol,
O = 16 g/mol,
Na = 23 g/mol,
7)
Quando 1 mol de H2 e 1 mol de F2 reagem a 298 K se formam 2 mol de HF e 546 kJ de calor são
desprendidos.
H2(g) + F2(g) → 2HF(g)+ 546 kJ
Explique qual é a origem destes 546 kJ de calor.
8)
Explique em termos de orbitais moleculares quais das seguintes espécies são paramagnéticas; e
quando forem paramagnéticas quantos elétrons não-emparelhados possuem.
a) O2
b) O2-
c) O2+