UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada - Mestrado PROVA ESCRITA de seleção para ingresso no Mestrado em Química Aplicada 1ª ETAPA do Segundo Processo Seletivo 2011 – 11/07/2011 QUESTÕES: 01. (Química Analítica) Uma determinada indústria produz NaF a 0,05%, que será adquirido por escolas e utilizado por alunos na forma de bochechos objetivando a redução da incidência de cáries. Antes da comercialização, o Químico Responsável pelo controle de qualidade precisa verificar se a concentração está correta e sua decisão é pela verificação do pH. Qual o valor que ele deve encontrar se a solução estiver na concentração que foi preparada? Dados: Ka = 6,7.10-4; Na = 23; F = 19 02. (Química Analítica) Num calcário, a determinação dos teores de CaCO3 e MgCO3 é importante para determinar o seu uso. Ela pode ser feita por métodos instrumentais como termogravimetria, absorção atômica, mas geralmente se utiliza um método clássico (complexometria com EDTA), onde os utensílios necessários são de baixo custo e geralmente encontrados em laboratórios que apresentam equipamentos básicos. Seguindo a técnica encontrada, você pegou 0,205 g de calcário, adicionou-se HCl, aqueceu-se até completa dissolução e a seguir adicionou-se água até o volume de 200 mL. A 20 mL desta solução, você adicionou 10 mL de trietanolamina 1:1, elevou o pH para 12 e titulou com solução de EDTA 0,01 M gastando 7,3 mL. Qual a porcentagem de CaCO3 nesse calcário? Dados: Ca = 40; Mg = 24; C = 12; O = 16 03. (Química Analítica) Na técnica de análise por absorção atômica, para o fornecimento do comprimento de onda necessário, geralmente se utiliza uma lâmpada de cátodo oco. Explique o seu funcionamento 04. (Química Orgânica) A desidratação do 2-metilcicloexanol na presença de pequena quantidade de ácido leva a um alto rendimento em 1-metilcicloexeno acompanhado de 3-metilcicloexeno como impureza. Quais são os passos de reação que conduzem a esses produtos e explicam as proporções observadas? 05. (Química Orgânica) A (S)-fenilalanina, um aminoácido, apresenta uma rotação específica de +8,5o. (a) Desenhe a fórmula tridimensional da forma levorrotatória desse aminoácido. (b) Uma amostra contendo, tanto a (S)-fenilalanina quanto a (R)-fenilalanina, foi submetida a um polarímetro e apresentou uma rotação específica de +6,3o, o que correspondeu a uma % de excesso enantiomérico de 74%. Qual isômero está em excesso? Qual a porcentagem de cada enantiômero na mistura? (c) Uma mistura racêmica de fenilalanina seria oticamente ativa? Justifique. 06. (Química Orgânica) Quando o composto A (C5H12O) é tratado com HBr, forma-se o composto B (C5H11Br). O espectro de RMN1H do composto A consiste em: um singlete (1), dois dubletes (3, 6), e dois multipletes (ambos 1). (As áreas relativas dos sinais estão indicadas entre parênteses). Já o espectro de RMN1H do composto B consiste em: um singlete (6), um triplete (3), e um quarteto (2). Identifique os compostos A e B. 1ª ETAPA do Segundo Processo Seletivo 2011 – 11/07/2011 FOLHA DE QUESTÕES 1/3 07. (Físico-Química) A extremidade de um diapasão tem massa de 0,10 kg e executa um movimento harmônico de frequência 440 Hz, com amplitude 1,2 mm. (a) Determine o número quântico n para esse estado da extremidade oscilante. (b) Se o número quântico decresce de n para n-1, determine a variação da amplitude da oscilação. (c) Comente sobre seus resultados. Dados: E = (1/2)m(2)2A2 onde: E = (n + ½)h onde: E = Energia do Oscilador Clássico E = Energia do Oscilador Quântico m = massa n = número quântico h = constante de Planck (6,626 x 10-34 J s) = frequência A = amplitude = frequência 08. (Físico-Química) Dois gases A e B estão na mesma temperatura, considerando que a proporção entre suas massas seja: mA/mB = 4. (a) Determine a razão entre as energias cinéticas destes gases. (b) Qual a velocidade média das moléculas do gás A? Dados: Ekin. = (3/2)kT onde: Ekin. = (1/2)mv2 onde: Ekin. = Energia Cinética m = massa k = constante de Boltzmann (1,3806 x 10-23 J K-1) v = velocidade 09. (Físico-Química) O comprimento de onda da linha K do ferro vale 193 pm. (a) Qual é a diferença de energia entre os dois estados do átomo de ferro (veja Figura 1) que origina essa transição? (b) Qual é a diferença de energia correspondente para o átomo de hidrogênio? (c) Qual dos valores de E é maior? Por quê? (Sugestão: no átomo de hidrogênio (H) a camada K corresponde a n = 1, e a camada L corresponde a n = 2). Dados: me4 onde: 8h22n2 E = Energia Eletrônica para o hidrogênio (H) m = massa do elétron (9,1094×10-31 kg) e = carga elementar (1,6022×10-19 C) = permissividade elétrica (8,854×10-12 C2 N-1 m-2) h = constante de Planck (6,626×10-34 J s) n = numero quântico principal E= E. = hc onde: h = constante de Planck (6,626×10-34 J s) c = velocidade da luz (2,998×108 m s-1) = comprimento de onda Figura 1 10. (Química Inorgânica) Escreva as reações e preveja se as mesmas favorecem a formação dos produtos, aplicando os conceitos ácido-base de Pearson. (a) TiF2 + TiBr4 (b) CuI + CuF2 (c) HgCl2 + FeI3 1ª ETAPA do Segundo Processo Seletivo 2011 – 11/07/2011 FOLHA DE QUESTÕES 2/3 11. (Química Inorgânica) Mostre a estrutura de Lewis e dê a hibridização e a geometria ao redor do átomo central para as espécies: (a) XeF2 (b) HNO3 (c) SbCl5 12. (Química Inorgânica) Os complexos de metais de transição geralmente apresentam coloração intensa. (a) A que se deve a cor observada para os diferentes complexos de metais de transição? (b) Considerando que a cor observada pelos nossos olhos corresponde à cor complementar da luz absorvida, dado o círculo de cores abaixo preveja a cor dos diferentes complexos, [Fe(OH2)6]3+ e [FeCl4]- (um deve ser amarelo e outro verde). Explique a cor de cada um dos complexos, considerando a série espectroquímica e as magnitudes do 10 Dq. Dica: As cores complementares estão localizadas em posições opostas. Os números indicados no círculo correspondem ao comprimento de onda da radiação. 1ª ETAPA do Segundo Processo Seletivo 2011 – 11/07/2011 FOLHA DE QUESTÕES 3/3