3o EM QUÍMICA 2º TRIMESTRE Fabiano Lins da Silva 02 07 15 1. (Pucpr 2015) Durante muito tempo acreditou-se que a cafeína seria a droga psicoativa mais consumida no mundo. Ao contrário do que muitas pessoas pensam, a cafeína não está presente apenas no café, mas sim em uma gama de outros produtos, por exemplo, no cacau, no chá, no pó de guaraná, entre outros. Sobre a cafeína, cuja fórmula estrutural está apresentada abaixo, são feitas as seguintes afirmações. I. Apresenta em sua estrutura as funções amina e cetona. II. Apresenta propriedades alcalinas devido à presença de sítios básicos de Lewis. III. Todos os átomos de carbono presentes nos anéis estão hibridizados na forma sp2 . IV. Sua fórmula molecular é C8H9N4O2. São VERDADEIRAS: a) somente as afirmações I, II e III. b) somente as afirmações II e III. c) somente as afirmações I e IV. d) somente as afirmações III e IV e) somente as afirmações II, III e IV. 2. (Pucrj 2015) Considere as seguintes afirmações a respeito da acidez e da basicidade dos compostos orgânicos citados. I. Metilamina (CH3NH2 ) possui caráter básico, pois o par de elétrons livres do átomo de nitrogênio pode receber próton dando origem a uma ligação. II. Metilamina (CH3NH2 ) possui caráter básico, pois um dos átomos de hidrogênio ligados ao átomo de nitrogênio pode ser doado facilmente. III. Fenol (C6H5OH) possui um caráter ácido fraco, mas ainda assim ele pode doar íon H quando reage, por exemplo, com uma base forte. É correto APENAS o que se afirma em a) I b) II c) I e II d) I e III e) II e III Teste 1º tri 3. (Ita 2015) Considere a reação química representada pela equação NH3 BF3 H3NBF3 . Pode-se afirmar que o BF3 age a) como ácido de Bronsted. b) como ácido de Lewis. c) como base de Bronsted. d) como base de Lewis. e) tanto como ácido como base. 4. (Ufrgs 2015) Líquidos iônicos vêm sendo usados em inúmeras aplicações. O primeiro exemplo de um líquido iônico encontrado na natureza foi descrito recentemente. A formiga N. fulva, ao ser atacada pela formiga S. Invicta, neutraliza o alcaloide venenoso, lançando seu próprio veneno, ácido fórmico, que forma um líquido iônico viscoso, conforme a reação abaixo, em que R é uma cadeia carbônica linear de 10 a 18 átomos de carbono. Essa reação é caracterizada como uma reação de a) ácido-base de Lewis. b) radicais. c) hidrólise salina. d) oxidação-redução. e) esterificação. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Para responder a(s) questão(ões) considere as fórmulas estruturais e suas respectivas constantes de basicidades de quatro aminas cíclicas fornecidas abaixo. Teste do 1º tri Dados: Piridina : Kb 1,8 109 , Pirrol : Kb 10 Pirrolidina : Kb 1,9 103 , Piperidina : Kb 1,3 103 e 10 . 5. (Acafe 2015) Considerando o caráter ácido-base das espécies químicas citadas anteriormente, podem ser classificadas como base de Bronsted-Lowry: a) apenas piridina e pirrol. b) apenas piperidina, pirrolidina e pirrol. c) piridina, piperidina, pirrolidina e pirrol. d) apenas piridina. 6. (Ufsm 2014) Durante as duas últimas décadas, diodos orgânicos emissores de luz (do inglês, OLEDs) têm atraído considerável interesse, devido às suas aplicações promissoras em monitores de tela plana, substituindo tubos de raios catódicos (CRT) ou telas de cristal líquido (LCDs). A configuração típica de um diodo orgânico emissor de luz é mostrada na figura abaixo, sobre um material transparente, que pode ser vidro. São depositados o ânodo de óxido de titânio (transparente), duas camadas de emissores orgânicos e um cátodo, a prata. A figura também mostra a representação da molécula de um desses emissores de luz orgânico. Pode-se observar que possui __________, portanto pode reagir como __________ de Lewis na presença de cloreto de alumínio A C 3 . As lacunas do texto são corretamente preenchidas por a) amidas terciárias – ácido. b) aminas terciárias – base. c) aminas alifáticas – base. d) amidas aromáticas – ácido. e) aminas aromáticas – ácido. 7. (Pucrs 2014) A equação a seguir representa o equilíbrio de ionização da amônia, contida em uma solução amoniacal para limpeza: NH3 (g) H2O( ) NH4 (aq) OH (aq) Teste do 1º tri Esse meio reacional fica de cor rosa ao adicionarem-se gotas de solução alcoólica de fenolftaleína. Para voltar a ficar incolor, é adequado adicionar a) uma solução de ácido clorídrico. b) água. c) gás amônia. d) uma solução de bicarbonato de amônio. e) uma solução de cloreto de sódio. 8. (Pucrj 2014) Na molécula da amônia, cada átomo de hidrogênio tem seu elétron comprometido na formação de uma ligação covalente com o nitrogênio. Por outro lado, o nitrogênio possui um par de elétrons não ligantes, representado por dois pontos (:). Existem várias teorias que definem substâncias como ácido e base. Uma delas é a teoria de Lewis que pode classificar o : NH3 como base por causa da: a) liberação de três íons H quando é dissolvido em água. b) doação do par de elétrons não ligantes a se combinar. c) aceitação de íons F ao reagir com BF3 . d) liberação de íons OH quando na forma gasosa reagir com gás O2 . e) formação de íons : NH2 quando solubilizado e água ao aceitar um elétron não-ligante a mais. 9. (Fgv 2014) A amônia é um composto muito versátil, pois seu comportamento químico possibilita seu emprego em várias reações químicas em diversos mecanismos reacionais, como em I. HBr (g) NH3 (aq) NH4 (aq) Br (aq) II. NH3 (g) CH3 (g) CH4 (g) NH2 (g) De acordo com o conceito ácido-base de Lewis, em I a amônia é classificada como __________. De acordo com o conceito ácido-base de Brösnted-Lowry, a amônia é classificada em I e II, respectivamente, como __________ e __________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas. a) base … ácido … base b) base … base … ácido c) base … ácido… ácido d) ácido … ácido … base e) ácido … base … base 10. (FMP 2014) O propranolol é um fármaco inibidor da ação da noradrenalina em receptores β adrenérgicos, e, por isso, tem uma ação de diminuir a pressão arterial. Quimicamente, é semelhante à própria noradrenalina e caracteriza-se por ter uma fração ionizada em solução aquosa, conforme a figura a seguir. Nesse contexto, considere as afirmativas a seguir. I. Para Lewis, uma base caracteriza-se por ser capaz de receber um par de elétrons. Teste do 1º tri II. Segundo a definição de base por Bronsted-Lowry, o propranolol comporta-se como base por receber um H . III. No conceito de Arrhenius, um ácido é aquela substância que libera íons H em solução aquosa. É correto APENAS o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II e) II e III 11. (Ufsm 2013) No acampamento, também é recomendável que a higienização das verduras seja realizada com uma solução de hipoclorito de sódio. A reação do hipoclorito com a água é mostrada a seguir. NaC O H2O NaOH HC O A desinfecção ocorre pela reação do HC O com os micro-organismos, formando C 2 no interior das células. A reação do hipoclorito de sódio com água é classificada como reação de a) síntese. b) análise. c) deslocamento. d) dupla troca. e) oxirredução. 12. (Uepg 2012) Com relação à equação a seguir, no que se refere à função de cada espécie química (de acordo com a teoria protônica de Brönsted-Lowry) e os pares conjugados, assinale o que for correto. NH3 HNO3 NH4 NO3 01) NH3 é um ácido de Brönsted-Lowry, pois recebe próton na reação. 02) NO3 é uma base de Brönsted-Lowry, pois recebe próton na reação. 04) NH4 e NH3 formam um par ácido-base conjugado. 08) NH3 e HNO3 formam um par ácido-base conjugado. 13. (Uern 2015) Entre os principais compostos da função dos ácidos carboxílicos utilizados no cotidiano temos o ácido metanoico, mais conhecido como ácido fórmico, e o ácido etanoico ou ácido acético. O ácido fórmico é assim chamado porque foi obtido pela primeira vez através da destilação de formigas vermelhas. Esse ácido é o principal responsável pela dor intensa e coceira sentida na picada desse inseto. O ácido acético é o principal constituinte do vinagre, que é usado em temperos na cozinha, em limpezas e na preparação de perfumes, corantes, seda artificial e acetona. (Disponível em: http://www.mundoeducacao.com/quimica/os-acidos-carboxilicos.htm.) Acerca desses dois compostos, é correto afirmar que a) não se dissolvem em água. b) ambos possuem o mesmo ponto de ebulição. c) o ácido acético possui ponto de ebulição menor. d) o ácido acético é menos ácido que o ácido fórmico. 14. (Ufu 2015) O ácido tricloroacético é uma substância aquosa com grande poder cauterizante e muito utilizado no tratamento de feridas, em doenças de pele, calos, verrugas, Teste do 1º tri entre outros males. Seu caráter ácido é maior que o do ácido acético. Essa diferença pode ser explicada pelo a) elevado grau de ionização do H no ácido acético, que disponibiliza mais esse íon para a solução. b) valor da constante ácida (Ka) do ácido acético ser maior do que a constante ácida (Ka) do ácido tricloroacético. c) efeito que os átomos de cloro exercem na estrutura do ácido tricloroacético. d) número de átomos de cloro na estrutura do tricloroacético, que fixa melhor o hidrogênio ionizável, aumentando a acidez. 15. (Ufrn 2013) O etino (C2H2), conhecido como acetileno, é bastante usado em solda de metais. Quando obtido na indústria, pode apresentar impurezas como o sulfeto de hidrogênio (H2S), molécula de geometria angular. Se o gás acetileno contiver essa impureza, pode ser purificado fazendo-o passar através de a) éter metílico (CH3OCH3), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares, não se dissolve nele. b) tetracloreto de carbono líquido CC 4 , pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nele. c) água líquida (H2O), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nela. d) pentano (C5H12), pois o H2S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares e apolares, não se dissolve nele. 16. (Unioeste 2012) Um dos grandes problemas de poluição mundial é o descarte de detergentes não biodegradáveis nos rios, lagos e mananciais. Os detergentes não biodegradáveis formam densas espumas que impedem a entrada de gás oxigênio na água e com isso afeta a vida das espécies aeróbicas aquáticas. Para resolver ou amenizar este problema surgiu o detergente biodegradável, a qual sua estrutura pode ser observada abaixo: Com relação aos detergentes biodegradáveis, pode-se afirmar que a) sua cadeia carbônica saturada apresenta somente uma ramificação. b) sua estrutura apresenta uma porção polar e uma apolar. c) o anel aromático é monossubstituído. d) a parte apolar apresenta uma cadeia insaturada. e) a porção sulfônica apresenta ligação metálica. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Alguns restaurantes, visando unicamente auferir lucros, não dão importância devida à qualidade de seus serviços. Um exemplo claro está na reutilização de óleos e gorduras utilizados na fritura, onde a glicerina (uma substância de cadeia carbônica saturada) decompõe-se por aquecimento levando à formação da acroleína (uma substância de cadeia carbônica insaturada). Abaixo estão representadas as estruturas das duas substâncias envolvidas no processo (não necessariamente na ordem citada no texto). Teste do 1º tri 17. (Uepa 2012) Com base nas estruturas químicas apresentadas no texto, a alternativa correta é: a) nenhuma das estruturas apresenta isomeria ótica. b) somente a substância A apresenta isomeria geométrica. c) a configuração da dupla ligação da estrutura A é cis. d) somente a substância B desvia o plano da luz polarizada. e) a acroleína é mais solúvel em água do que a glicerina. 18. (Ita 2011) Assinale a opção que apresenta o ácido mais forte, considerando que todos se encontram nas mesmas condições de concentração, temperatura e pressão. a) CH3COOH b) CH3CH2COOH c) (CH3)3CCOOH d) CℓCH2COOH e) Cℓ3CCOOH 19. (Fgv 2009) Considere os seguintes compostos orgânicos: I. CH3CH2OH II. CH3COOH III. CH3CH2COOH IV. CH3CH2NH2 V. O composto orgânico que apresenta maior caráter básico está representado em: a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. 20. (Ufrrj 2007) Quando paramos para ler os rótulos de alimentos, várias vezes encontramos o termo FLAVORIZANTES. Este termo representa alguma substância química obtida artificialmente, que substitui o sabor e o odor original, geralmente de alguma fruta. A essência do abacaxi, por exemplo, é composta, principalmente, pelo butanoato de etila. a) Qual o ácido carboxílico que reage com o etanol para formar o butanoato de etila? b) Dê o nome do isômero de função do etanol. Teste do 1º tri Gabarito: Resposta [B] da questão 1: [I] Incorreta. [II] Correta. Base de Lewis são compostos que doam par de elétron, assim o átomo de nitrogênio possui par de elétrons disponível para uma possível ligação, pois possui 5 elétrons na camada de valência e apenas 3 estão envolvidas nas ligações. [III] Correta. Os átomos de carbono que estão presentes em ambos os anéis possuem ligação dupla, possuem assim hibridação sp2. [IV] Incorreta. A fórmula molecular correta da cafeína será: C8H10N4O2. Resposta [D] da questão 2: [I] Correta. O átomo de nitrogênio pode aceitar próton (teoria de Bronsted-Lowry) dando origem a uma ligação química. [II] Incorreta. Caso a metilamina pudesse doar o hidrogênio, seria um doador de próton, possuindo um caráter ácido. [III] Correta. O fenol é considerado um ácido fraco devido à ressonância do anel e, na presença de uma base (NaOH) irá perder o átomo de hidrogênio da hidroxila (reação ácido base). Resposta [B] da questão 3: Teremos: Base de Lewis: fornece o par de elétrons. Ácido de Lewis: recebe o par de elétrons. NH3 BF3 H3NBF3 . Teste do 1º tri Resposta [A] da questão 4: Essa reação é caracterizada como uma reação de ácido-base de Lewis, devido à disponibilidade do par de elétrons no átomo de nitrogênio. Resposta [C] da questão 5: Uma base no conceito de Brِnsted-Lِwry é capaz de receber um prَton (H ), pois apresenta um par de elétrons disponيvel para fazer uma ligaçمo coordenada (dativa). Todos os compostos (piridina, piperidina, pirrolidina e pirrol) apresentam um par de elétrons disponيvel no nitrogênio. Resposta [B] da questão 6: “A figura também mostra a representação da molécula de um desses emissores de luz Teste do 1º tri orgânico. Pode-se observar que possui aminas terciárias, portanto pode reagir como base de Lewis na presença de cloreto de alumínio A C 3 . ” As aminas terciárias podem reagir como base de Lewis, ou seja, “doar” um par de elétrons disponível no átomo de nitrogênio (fazer ligação dativa). Resposta [A] da questão 7: Para voltar à forma incolor, é necessário neutralizar a amônia, que por ser básica, fica rósea na presença de fenolftaleína, sendo necessário, portanto, uma solução ácida, no caso o ácido clorídrico. Resposta [B] da questão 8: Uma delas é a teoria de Lewis que pode classificar o : NH3 como base por causa da “doação” do par de elétrons não ligantes a se combinar: : NH3 H NH4 base de Lewis ácido de Lewis Base de Lewis : espécie " doadora" do par de elétrons. Ácido de Lewis : espécie "receptora" do par de elétrons. Resposta [B] da questão 9: Teremos: I. HBr (g) ácido de BrönstedLowry II. NH3 (g) ácido de BrönstedLowry Resposta [E] NH3 (aq) NH4 (aq) Br (aq) ácido de BrönstedLowry base de BrönstedLowry base de BrönstedLowry e base de Lewis CH3 (g) base de BrönstedLowry CH4 (g) ácido de BrönstedLowry da NH2 (g) base de BrönstedLowry questão 10: [I] Para Lewis, uma base caracteriza-se por ser capaz de “doar” um par de elétrons. [II] Segundo a definição de base por Bronsted-Lowry, o propranolol comporta-se como base por receber um H (próton). [III] No conceito de Arrhenius, um ácido é aquela substância que libera cátions H formando H3O . Resposta [D] da questão 11: Trata-se de uma reação de dupla troca, pois ocorre a troca do íon H+ proveniente da água com o íon Na+ proveniente do hipoclorito de sódio. Poderíamos representar o processo da seguinte forma: Teste do 1º tri NaC O H+ OH NaOH HC O Comentário adicional: Na realidade a reação que ocorre é uma transformação ácido-base dentro do conceito de Bronsted-Lowry na qual a água atua como doadora de prótons para o íon hipoclorito: H2O C O HC O OH Resposta 02 + 04 = 06. NH3 HNO3 base ácido NH3 H questão 12: da questão 13: NH4 NO3 ácido NH4 base (conjugados) ácido base HNO3 da H NO3 (conjugados) ácido Resposta [D] base Numa série, com a elevação do número de átomos de carbono na cadeia carbônica de um ácido carboxílico, ocorre a diminuição da acidez. Conclusão: o ácido etanoico (2 carbonos) é mais fraco do que o ácido metanoico (1 carbono). Resposta [C] da questão 14: Quanto maior a quantidade de átomos de cloro ligados ao carbono ligado à carboxila, mais os elétrons das ligações covalentes são atraídos na direção deles “enfraquecendo” o átomo de oxigênio da hidroxila que fica “positivado” e consequentemente libera o hidrogênio com mais facilidade, ou seja, a força ácida aumenta. Resposta [C] da questão 15: A molécula de H2S apresenta, além de sua geometria angular, caráter polar, fazendo com que esse gás seja solúvel em água. O etino, assim como todos os hidrocarbonetos, é apolar, não sendo solúvel em água. Resposta [B] da questão 16: [A] Falsa. A cadeia carbônica saturada não apresenta ramificação, pois não possui carbono terciário. Teste do 1º tri [B] Verdadeira. A estrutura do detergente mostra uma região apolar formada pela cadeia carbônica e outra polar formada pela ligação iônica do grupo sulfonato com o cátion sódio. [C] Falsa. O anel aromático está dissubstituido. [D] Falsa. A cadeia carbônica apolar é saturada. [E] Falsa. A porção sulfônica apresenta uma ligação iônica, o que confere a esta região um caráter polar. Resposta [A] da questão 17: [A] Verdadeira. Nenhuma das estruturas apresenta carbono quiral ou assimétrico. [B] Falsa. Nenhuma das substâncias apresenta isomeria geométrica (ou cis-trans). [C] Falsa. Como a estrutura A não apresenta isomeria óptica, não é possível determinarmos conformação. [D] Falsa. Para uma substância desviar o plano da luz polarizada, deverá apresentar isomeria óptica, o que não ocorre com a substância B. [E] Falsa. A glicerina é mais solúvel em água em virtude de apresentar grupos hidroxila que, além de serem polares, fazem ligações de hidrogênio com a água. Resposta [E] da questão 18: O ácido mais forte é: Quanto maior a quantidade de átomos de cloro ligados ao carbono ligado à carboxila, mais os elétrons das ligações covalentes são atraídos na direção deles “enfraquecendo” o átomo de oxigênio da hidroxila que fica “positivado” e, consequentemente, libera o hidrogênio com mais facilidade, ou seja, a força ácida aumenta. Resposta [D] da questão 19: Resposta a) Ácido butanoico. da questão 20: b) Metóxi-metano ou éter (di)metílico. Teste do 1º tri