Dicas UFG – 2012/2 Etanol celulósico ou Etanol de segunda geração Metano (CH4) : permafrost, hidrelétricas, biodigestores, hidratos de gás... Chuva ácida Conversores catalíticos “Plástico Verde” e “Aço verde” Eletroquímica 1912 – Jorge Amado (centenário) 1912 - Victor Grignard recebeu o Nobel de Química. Sua descoberta mais importante foi a dos compostos organomagnesianos, chamados de reativos de Grignard. Este descoberta permitiu proporcionar na química orgânica um método novo de síntese denominado reação de Grignard, que lhe garantiu o prêmio nobel em 1912. 1922 – Semana de arte moderna 1962 – Wilkins, Watson e Crick- Prêmio Nobel pela descoberta do DNA 1962 – Bióloga Americana Rachel Carson – Livro : “Primavera Silenciosa” : malefícios dos agrotóxicos para o meio ambiente e para os seres humanos, principalmente o DDT. 1972 – 1° Conferência Mundial do meio ambiente 1992 – Rio-92 2012 – Rio +20 Minigrafias: 01 - (UFG GO/2012) Os cloro-flúor-carbonos (CFCs), ao atingirem altitudes entre 15 e 30 km (estratosfera), são decompostos em reações de fotólise, liberando átomos de cloro livre (Cl) que participam de ciclos de reações catalíticas que destroem o ozônio, conforme as equações químicas apresentadas. Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 Em 16 de setembro de 1987, dados coletados na Antártida a respeito da camada de ozônio originaram o gráfico a seguir. MEADOWS, D. et al. Os limites do crescimento: a atualização de 30 anos. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2007. Considerando-se as informações apresentadas, a) explique o gráfico relacionando os dados, nele apresentados, com as equações químicas de decomposição do ozônio; b) explique por que, com base nesses dados, foi proposto na Conferência de Montreal, em 1987, o congelamento da produção mundial de CFCs. 02 - (UFG GO/2012) A sequência de transformações mostradas a seguir representa, a partir de um precursor, a biossíntese de catecolaminas: HO CH2 CH NH2 COOH Enzima 1 Etapa 1 HO HO CH2 CH NH2 COOH Enzima 2 Etapa 2 HO HO CH2 CH2 NH2 CH2 NH2 Enzima 3 Etapa 3 HO HO CH OH Enzima 4 Etapa 4 HO HO CH OH CH2 NH CH3 Com base nas equações apresentadas, a) identifique e escreva os grupos funcionais que são adicionados ou removidos em cada etapa; b) identifique e escreva as fórmulas molecular e estrutural plana dos alfa-aminoácidos presentes nas estruturas mostradas. 03 - (UFG GO/2012) A água oxigenada comercial é uma solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) que pode ser encontrada nas concentrações de 3, 6 ou 9% (m/v). Essas concentrações correspondem a 10, 20 e 30 volumes de oxigênio liberado por litro de H2O2 decomposto. Considere a reação de decomposição do H2O2 apresentada a seguir: 2 H2O2 (aq) 2 H2O (aq) + O2 (g) Qual gráfico representa a cinética de distribuição das concentrações das espécies presentes nessa reação? a) b) c) d) e) 04 - (UFG GO/2012) Em metalurgia, um dos processos de purificação de metais é a eletrodeposição. Esse processo é representado pelo esquema abaixo, no qual dois eletrodos inertes são colocados em um recipiente que contém solução aquosa de NiCl2. Dados: Constante de Faraday: 96.500 C/mol Massa Molar do Ni: 59 g/mol Baseando-se no esquema apresentado, a) escreva as semirreações, que ocorrem no cátodo e no ânodo, e calcule a corrente elétrica necessária para depositar 30 g de Ni(s) em um dos eletrodos durante um período de uma hora; b) calcule a massa de NiCl2, com excesso de 50%, necessária para garantir a eletrodeposição de 30 g de Ni(s). 05 - (UFG GO/2012) Estatinas são fármacos utilizados no tratamento do colesterol elevado. Dentre as estatinas, a sinvastatina é um pró-fármaco, pois é uma lactona (éster cíclico) que, após passar pelo fígado, é convertido no hidróxi-ácido, que é um fármaco ativo. A seguir, é apresentada a fórmula estrutural plana da sinvastatina (lactona). HO O O O O H 3C H 3C Considerando-se o exposto, CH 3 H CH 3 a) escreva a fórmula estrutural do fármaco ativo; b) determine o número de carbonos sp2 na molécula da sinvastatina. 06 - (UFG GO/2012) Em um laboratório de química, um analista utilizou um indicador universal para determinar o pH de diferentes amostras comerciais. Os resultados estão listados na tabela a seguir. Amostras pH I. LeiteIntegral 6,1 II. Cerveja escura 5,0 III. Suco de laranja 3,0 IV. Hidróxidode sódio 12,0 V. Água mineral 8,0 Com base nos dados apresentados, conclui-se que a ordem crescente das amostras, quanto à concentração de H+, é: a) I, II, III, IV e V b) II, III, IV, V e I c) III, II, IV, V e I d) IV, V, I, II e III e) IV, II, I, V e III 07 - (UFG GO/2012) A água pode apresentar uma quantidade excessiva de CaCO3, o que a torna imprópria para consumo. Quando a concentração de CaCO3 é superior a 270 mg/L, a água é denominada “dura”. Por outro lado, quando essa concentração é inferior a 60 mg/L, a água é denominada “mole”. Uma alíquota de 10,0 mL de uma amostra de água foi titulada com uma solução de concentração igual a 1,0x10-3 mol/L de um ácido genérico H2A para determinação do teor de íons Ca2+ presentes de acordo com equação química abaixo. Ca2+ + H2A CaA + 2 H+ Considerando-se que o volume consumido da solução ácida, até a observação do ponto de viragem, foi igual a 30,0 mL, a) determine a concentração (mg/L) de CaCO3 na amostra e classifique a amostra de água quanto à sua dureza; b) esboce a curva de titulação relacionando o pCa (-log [Ca2+]) em função do volume de H2A adicionado. 08 - (UFG GO/2012) O sulfato de amônio é um composto muito utilizado como fertilizante. Uma das maneiras de produzi-lo é por meio da reação entre ácido sulfúrico e amônia, conforme o esquema a seguir: Considerando-se o exposto, a) escreva a equação da reação que ocorre no balão, após a abertura da torneira, representando produtos e reagentes em fase aquosa; b) escreva o par ácido-base conjugado presente na reação. 09 - (UFG GO/2012) A argamassa é um material usado na construção civil, composto de uma fração ativa e outra inerte. A fração inerte é formada por areia e a fração ativa, por cimento e cal hidratada. A cal hidratada é obtida por meio da reação representada pela seguinte equação química: CaO (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (aq) Considerando-se uma argamassa para revestimento com um teor de 17% de cal hidratada, a massa de óxido de cálcio e o volume de água necessários para a produção de 50 kg de argamassa são, aproximadamente, a) 0,64 kg e 0,2 L. b) 6,4 kg e 2,0 L. c) 8,5 kg e 1,8 L. d) 8,5 kg e 2,0 L. e) 8,5 kg e 18,0 L. 10 - (UFG GO/2012) Leia o poema apresentado a seguir. Pudim de passas Campo de futebol Bolinhas se chocando Os planetas do sistema solar Átomos Às vezes São essas coisas Em química escolar LEAL, Murilo Cruz. Soneto de hidrogênio. São João del Rei: Editora UFSJ, 2011. O poema faz parte de um livro publicado em homenagem ao Ano Internacional da Química. A composição metafórica presente nesse poema remete a) aos modelos atômicos propostos por Thomson, Dalton e Rutherford. b) às teorias explicativas para as leis ponderais de Dalton, Proust e Lavoisier. c) aos aspectos dos conteúdos de cinética química no contexto escolar. d) às relações de comparação entre núcleo/eletrosfera e bolinha/campo de futebol. e) às diferentes dimensões representacionais do sistema solar. 11 - (UFG GO/2012) A Teoria do Flogístico afirmava que a massa de resíduos, após uma combustão, seria menor do que a massa inicial. Entretanto, não explicava o fato de que a oxidação dos metais produzia resíduos com massa maior que a inicial. Lavoisier resolveu essa questão com a formulação da Lei de Conservação das Massas. Considerando o exposto, a) explique como a Lei de Conservação das Massas resolveu o problema que a Teoria do Flogístico não conseguiu resolver em relação à massa residual; b) escreva as equações químicas balanceadas da combustão do carbono e do magnésio. 12 - (UFG GO/2012) Têm-se dois sistemas homogêneos, cloreto de sódio e água, que, ao serem misturados, formam um terceiro sistema homogêneo, conforme esquema abaixo. Os tipos de ligação ou interação entre as entidades formadoras dos sistemas I, II e III são, respectivamente, a) I - ligação iônica; II - ligação covalente e ligação de hidrogênio; III - interação íondipolo, ligação covalente e ligação de hidrogênio. b) I - ligação iônica; II - ligação iônica, ligação covalente e ligação de hidrogênio; III ligação de hidrogênio, ligação covalente e interação íon-dipolo. c) I - ligação covalente; II - ligação covalente e ligação de hidrogênio; III - ligação covalente, ligação iônica e ligação de hidrogênio. d) I - ligação metálica; II - ligação metálica, ligação covalente e ligação de hidrogênio; III interação íon-dipolo, ligação covalente e ligação de hidrogênio. e) I - ligação covalente; II - ligação de hidrogênio e ligação covalente; III - ligação covalente, interação íon-dipolo e ligação de hidrogênio. 13 - (UFG GO/2012) Analise os esquemas a seguir. Tendo em vista as estruturas apresentadas, a) explique a diferença de comportamento entre um composto iônico sólido e um metal sólido quando submetidos a uma diferença de potencial; b) explique por que o comportamento de uma solução de substância iônica é semelhante ao comportamento de um metal sólido, quando ambos são submetidos a uma diferença de potencial. 14 - (UFG GO/2012) No combate à poluição, novos motores movidos a diesel adotam uma tecnologia em que a ureia é adicionada ao gás de escape. Essa estratégia promove a conversão dos óxidos de nitrogênio em H2O e N2. Ocorre assim uma reação de a) oxidação. b) eliminação. c) rearranjo. d) substituição. e) redução. 15 - (UFG GO/2012) O artefato conhecido como “lâmpada de lava” é feito utilizando-se uma mistura de álcool, água e óleo, conforme o esquema abaixo. Dados: Substâncias Densidade Água (g/mL) 1,00 E tan ol 0,78 Óleo 0,90 Quando se liga a lâmpada, que é a fonte de aquecimento, ocorre um fluxo ascendente e descendente das gotas de óleo no interior da mistura. Considerando-se a variação da densidade do óleo com a mudança de temperatura no interior do frasco, explique como acontece o movimento das gotas do óleo. 16 - (UFG GO/2012) O sistema abaixo representa uma coluna de separação analítica, em que a parede interna da coluna é revestida com um filme polimérico apolar. Este filme interagirá, por afinidade química, com as substâncias presentes na amostra, dificultando a sua chegada ao sensor. Substâncias A 3-metil-pentan o B E tan o C n-bu tan o D P ropano E i-bu tan o F Me tan o Quando a amostra é introduzida na coluna, o fluxo gasoso transportará as substâncias na direção de um sensor que registra o sinal elétrico em função do tempo. Uma amostra constituída de seis substâncias – listadas na tabela apresentada – foi introduzida na coluna de separação. Com base nestas informações, a) esboce um gráfico (sinal do sensor versus tempo) que ilustra a ordem de detecção das substâncias; b) cite a propriedade responsável pela ordem sequencial de chegada das substâncias ao sensor. 17 - (UFG GO/2012) Diversas empresas vêm utilizando o chamado “plástico verde” em seus produtos. Esse plástico é obtido a partir do etanol de cana-de-açúcar, contribuindo desse modo para a redução do uso do petróleo. A conversão do etanol em plástico ocorre na seguinte sequência de reações: a) adição e eliminação b) adição e polimerização c) eliminação e polimerização d) polimerização e substituição e) substituição e adição 18 - (UFG GO/2012) Em um experimento de laboratório, um aluno realizou três reações, partindo de diferentes alcenos, conforme equações químicas apresentadas a seguir. H2O A H+ (conc.) A H+ (conc.) A H+ (conc.) H+ (diluído) H2O H+ (diluído) H2O H+ (diluído) Com base nas equações acima, a) escreva a fórmula estrutural da substância A; b) cite os tipos de isomeria existente entre os alcenos representados nas reações; c) explique por que o aluno obteve apenas um alceno como produto, apesar de ter partido de três alcenos diferentes. 19 - (UFG GO/2012) A pentosúria é um erro inato do metabolismo caracterizado pela deficiência da enzima Lxilulose redutase. Essa enzima promove a redução do carbono com maior estado de oxidação, produzindo o xilitol. A fórmula estrutural plana da L-xilulose está representada a seguir. OH HO OH OH O A ação da enzima promove a conversão do grupo a) carboxila em éter. b) éster em carbonila. c) álcool em fenol. d) carbonila em álcool. e) éter em éster. GABARITO: 1) Gab: a) As equações mostram que o cloro produzido por decomposição fotolítica decompõe o ozônio, formando óxido de cloro e O2 . O óxido de cloro produzido regenera o cloro que reinicia o ciclo de destruição do ozônio. A figura mostra que quanto maior for a concentração de monóxido de cloro, menor será a concentração de ozônio, justamente porque o monóxido de cloro é produto da reação de decomposição do ozônio. b) Os CFCs são responsáveis pela formação do cloro que destrói o ozônio. Desse modo, ao se proibir a sua produção, estaria se evitando a destruição da camada de ozônio. 2) Gab: a) Etapa 1: adição de uma hidroxila fenólica no anel aromático Etapa 2: remoção de uma carboxila Etapa 3: adição de uma hidroxila alcoólica Etapa 4: adição de uma metila no grupo amino, formando uma amina secundária C9H11O3N b) HO CH2 CH NH2 COOH C9H11O4N HO HO CH2 CH NH2 COOH 3) Gab: E 4) Gab: a) As semirreações que ocorrem no cátodo e no ânodo são as seguintes: Cátodo: Ni2+ (aq) + 2 e- Ni(s) Ânodo: 2 Cl1- (aq) Cl2 (g) + 2 e- Corrente elétrica necessária: i = 26,8 A. b) Para ter um excesso de 50%, a massa de NiCl2 presente no recipiente deve ser igual a 99 g. 5) Gab: O OH HO OH O a) O H3C H3C CH3 H CH3 b) Há 6 átomos de carbono sp2 6) Gab: D 7) Gab: a) A concentração de CaCO3 na amostra de água será igual a: 300 mg/L. Dessa maneira, a água analisada é considerada água dura. b) 8) Gab: a) 2NH3(g) + SO 24- (aq) + 2H 2NH4 (aq) + SO 24- (aq) b) Base: NH3 Ácido conjugado: NH4 9) Gab: B 10) Gab: A 11) Gab: a) A Lei de Conservação das Massas formula o princípio empírico de que a massa dos reagentes é a mesma dos produtos. Dessa forma, na combustão, a massa residual (sólida) é menor, considerando-se que parte dos reagentes é transformada em produtos gasosos que, antes dos experimentos de Lavoisier, não eram quantificados. Na oxidação dos metais, a massa residual é aumentada em decorrência da reação com o oxigênio que produz óxidos metálicos sólidos. b) C (s) + O2 (g) CO2 (g) Mg(s) + ½ O2 (g) MgO(s) 12) Gab: A 13) Gab: a) Os compostos iônicos têm estrutura cristalina rígida que não se modifica quando são submetidos a uma diferença de potencial. Os metais possuem, na sua estrutura, íons positivos e elétrons livres. Isso faz com que os metais, ao serem submetidos a uma diferença de potencial, reorganizem sua estrutura, provocando um fluxo de elétrons, que é a corrente elétrica. b) No estado sólido, os íons presentes na substância iônica estão em um retículo cristalino. Ao serem dissolvidos na água, esses íons são liberados do retículo, possibilitando a condução de corrente elétrica, assim como ocorre nos metais. 14) Gab: E 15) Gab: Com o aumento da temperatura, o volume do óleo aumenta em decorrência da agitação térmica de suas moléculas. Ao ter o volume aumentado, a densidade diminui, pois são grandezas inversamente proporcionais, o que faz com que a bolha de óleo tenha movimento ascendente na solução. Na parte superior do frasco, há um resfriamento, pois está mais distante da fonte de calor. Com a diminuição da temperatura, o volume também diminui e a densidade aumenta, fazendo com que a bolha retorne à base do frasco. 16) Gab: a) b) A propriedade responsável pela ordem sequencial é a interação intermolecular do tipo Van der Waals que aumenta com o aumento da massa molecular e diminui com a presença de ramificações na cadeia carbônica. 17) Gab: C 18) Gab: OH a) b) Isomeria geométrica e de posição. c) Porque os alcenos trans são mais estáveis que alcenos cis. 19) Gab: D