Professor Eurico Dias
Papiro Especial IME
Papiro 02
QUÍMICA
1ª QUESTÃO
Valor 1,0
Na tabela seguinte figuram as entalpias-padrão e as energias livres de formação de algumas substâncias iônicas cristalinas e
em solução aquosa 1 m (molal):
Substância
∆H° f (kJ/mol)
∆G° f (kJ/mol)
AgNO3 (s)
-124,4
-33,4
AgNO3 (aq., 1m)
-101,7
-34,2
MgSO4 (s)
-1283,7
-1169,6
MgSO4 (aq., 1m)
-1374,8
-1198,4
a.
escreva a reação de formação do AgNO3(s). Com base nesta reação, a entropia do sistema aumenta ou diminui no
processo de formação do AgNO3(s)?
b.
com os valores de ∆H°f e de ∆G°f do AgNO3(s), determine a entropia de formação desta substância. O resultado é
compatível com a resposta no item (a)?
c.
a dissolução de AgNO3(s) em água é um processo exotérmico ou endotérmico ? E o da dissolução do MgSO4(s) em
água?
d.
com os dados da tabela calcule a variação de entropia das dissoluções de AgNO3(s) e de MgSO4(s) em água.
e. compare e discuta os resultados do item (d), em termos da variação de entropia dos processos de dissolução de
sólidos cristalinos.
2ª QUESTÃO
Valor 1,0
Para cada um dos elementos, cujo número atômico se encontra indicado nos itens numerados de I a VI:
I) 19X ; III) 33Z ;
V) 86V ;
II) 25Y ;
VI) 90W .
IV) 63T
2.1 Construa a configuração eletrônica do átomo correspondente, em seu estado fundamental, empregando a notação
de Linus Pauling;
2.2 A partir da configuração construída, indique para cada elemento:
•
o bloco
•
o período
•
o grupo a que pertence;
2.3 Ainda levando em conta a configuração proposta, classifique os elementos dados conforme o comportamento
químico esperado, considerando sua posição na classificação periódica, em: metal, semi-metal, não-metal ou gás
nobre.
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2.4 Se metal, coloque-o em uma das seguintes subclasses: metal alcalino, metal alcalino terroso, metal terroso, metal
de transição externa, lantanídio, actinídio.
2.5 Por que a atual classificação dos elementos é periódica?
3ª QUESTÃO
Valor 1,0
O estudo da radioatividade teve início em 1896, como resultado de observações e experimentos realizados por Henri
Becquerel ao investigar as propriedades de minérios de urânio. Logo a seguir, Marie Sklodowska Curie, uma jovem cientista
de origem polonesa, pesquisando um minério que continha U3O8, descobriu, entre as impurezas livres de urânio, dois
elementos altamente radioativos: o rádio e o polônio.
Pergunta-se:
4.1 Que radiações são emitidas quando o rádio se transmuta em polônio, considerando o seguinte decaimento:
223
219
Ra ---->
88
Rn ---->
86
215
Po ---->
84
82
211
Pb ---->
83
211
Bi ---->
211
Po
84
Represente todas as equações nucleares da série radiativa acima, inserindo as emissões radioativas que foram
propositadamente emitidas.
4.2 Que denominações são dadas aos seguintes pares de nuclídios:
a) 215Po e
84
211
b) 211Bi e
Po
84
83
211
Po
84
c) Qual o significado dos termos propostos?
4.3 Descreva, ilustrando com equações nucleares, quando necessário:
a) reação de fissão nuclear;
b) reação de fusão nuclear.
4.4 Cite e descreva três das aplicações da radioatividade na ciência e tecnologia modernas.
4.5 Qual foi a ocorrência fortuita que levou Becquerel a supor a existência de alguma forma de radiação emitida
espontaneamente pela amostra de minério de urânio, que conservava em seu poder.
4ª QUESTÃO
Valor 1,0
A tabela abaixo representa os quatro primeiros períodos da classificação periódica. Baseado na posição dos
elementos mencionados nesta tabela, determine:
a. O número atômico do elemento Fe?
b. Considere o elemento Cr. No estado fundamental, qual a configuração eletrônica do íon estável que esse
elemento pode formar?
c. A qual período e família pertence o elemento manganês?
d. O que existe de comum na estrutura eletrônica dos átomos dos elementos C, N, O, F e Ne no estado
fundamental?
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e. Qual o conjunto de números quânticos do elétron de valência do átomo de sódio?
f. Como varia a eletronegatividade dos elementos situados no 3o período?
g. Qual a fórmula provável de um composto formado entre os elementos magnésio e cloro?
h. Qual á a forma geométrica da molécula NH3?
i. O que ocorre quando CaCl2(s) é dissolvido em água e quais tipos de ligação são desfeitas neste processo?
j. A partir da posição dos elementos de transição mencionados na tabela, indique para cada elemento:
•
o bloco;
•
o grupo a que pertence;
•
o último subnível;
•
o subnível mais energético.
5ª QUESTÃO
Valor 1,0
Uma célula eletroquímica é constituída por:
Eletrodo A - fio de platina que mergulha numa solução que contém íons Fe+3 e Fe+2 ,
ambos com concentração 1 mol/L.
Eletrodo B - vareta de tálio mergulhada numa solução 1 mol/L de Tl +1 .
Sabendo que os potenciais-padrão referentes às semi-reações:
Tl +1 + e- → Tl
Fe+3 + e- → Fe+2
são, respectivamente, - 0,34 V e + 0,77 V, faça o que se pede:
a. Mostre as semi-reações que ocorrem no cátodo e no ânodo.
b. Escreva a equação da reação que ocorre na célula.
c. Calcule o potencial da célula.
d. O que ocorrerá com o potencial da célula se diminuirmos a concentração de Tl+1 no eletrodo B?
6ª QUESTÃO
Valor 1,0
Considere os seguintes dados experimentais, referentes à reação:
sulfeto de zinco + oxigênio −−−−> óxido de zinco + dióxido de enxofre.
Massas de Produtos
Massas de Reagentes
Sulfeto de zinco Oxigênio
Antes da reação
210,0 g
96,0 g
3
Óxido de zinco
Dióxido de enxofre
-
-
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Após a reação
15,2 g
-
162,8 g
128,0 g
a) Que substância foi colocada em excesso?
b) Que massa de sulfeto de zinco reagiu?
c) Houve conservação da massa?
d) Quantos gramas de oxigênio seriam necessárias para reagir totalmente com 210,0 g de sulfeto de zinco?
e) Qual a razão entre as massas do sulfeto de zinco e oxigênio que reagiram?
f) Escreva a equação balanceada da reação.
Considere: M(O) = 16 g/mol; M(S) = 32 g/mol; M(Zn) = 65,4 g/mol
7ª QUESTÃO
Valor 1,0
Uma tubulação de aço pode ser protegida da corrosão atmosférica através da proteção catódica, que consiste em se
instalar um bloco de metal mais reativo ligado à tubulação por um fio condutor.
a) classifique a reação que ocorre neste sistema.
b) que massa de magnésio é necessária para reagir com 100g de ferro oxidado Fe (II)?
c) qual o sentido (verdadeiro) da corrente de elétron?
d) que outros metais poderiam ser usados em substituição ao magnésio?
e) supondo que haja um consumo de 100g de magnésio por ano, qual o valor médio da corrente de elétrons?
Considere: M(Mg) = 24,3 g/mol; M(Fe) = 55,8 g/mol
1 ampère = 1C / s; 96.500 C = 1 mol de e-
8ª QUESTÃO
Valor 1,0
Existem moléculas que são exceções à regra do octeto. Através das fórmulas de Lewis, mostre 2 exemplos de cada
caso referente a estas exceções:
I) moléculas cujos átomos centrais possuem menos que 8 elétrons.
II) moléculas cujos átomos centrais possuem mais que 8 elétrons.
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III) moléculas que contêm um número ímpar de elétrons.
a) Separe as moléculas polares das não-polares e explique cada caso: CH2Cl2, H2O, CO2, C2 H4, BCl3 e CH2O.
b) Disponha em ordem crescente de "comprimento de ligação" as espécies químicas: O2, O2+ e O2-, e justifique sua resposta.
c) Indique a geometria das moléculas e íons:
N2O, OF2, H2O2, C2H2, ClO2- e NO2-
9ª QUESTÃO
Valor 1,0
A pressão de vapor da água, a 20 ºC é 17,5 mmHg.
a.
Qual é a pressão de vapor de uma solução que contém 15,0 g de uréia, (NH2)2CO, dissolvidos em 0,500 kg de água ?
b.
Compare a pressão de vapor da solução obtida em (a) com a de uma solução contendo as mesmas massas de soluto e
solvente, apenas substituindo a uréia por glicose (C6H12O6).
c.
Qual a massa de glicose que deveria ser dissolvida em 0,500 kg de água, para obter a mesma pressão de vapor da
solução preparada em (a) ?
d.
Quais os pontos de ebulição das soluções obtidas em (a) e em (b) ?
Dados (valores aproximados):
Massas molares (g/mol): C = 12; H = 1; N = 14; O = 16
Constante de elevação do ponto de ebulição (Kbp): H2O = + 0,512 ºC/molal
10ª QUESTÃO
Valor 1,0
Considere as seguintes fórmulas moleculares: C6H10Cl2 e C6H4Cl2.
a) Determine o equivalente de insaturação ou índice de deficiência de hidrogênio (IDH) de cada uma delas.
b) Considerando apenas compostos monocíclicos, quantos isômeros com cada uma destas fórmulas são possíveis?
c) O meta-dicloro-benzeno é um dos isômeros de fórmula C6H4Cl2. Proponha uma rota de síntese desse composto a partir
do benzeno.
d) O trans-1,2-dicloro-ciclo-hexano é um dos isômeros de fórmula C6H10Cl2. Escreva o produto (ou os produtos) da
reação deste composto com KOH.
e) Qual destes dois compostos (meta-dicloro-benzeno e trans-1,2-dicloro-ciclo-hexano) dá teste positivo na reação com
AgNO3? Justifique
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