EXAME DE QUÍMICA GERAL
Agrupamento de Cursos: Engenharias Aeroespacial, Mecânica e Naval
Data: 14 de Setembro de 2010 Duração: 3h
I (4 valores= 2 + 2)
1- Consultando a Tabela Periódica, vemos os seguintes dados para a energia da primeira ionização de
elementos do 5º período:
Ródio (Rh): 7,46 eV; Paládio (Pd): 8,34 eV; Prata (Ag): 7,58 eV
Explique com base em argumentos quantitativos esta sequência de valores.
2- Para a prata metálica a energia de extracção do electrão, W (também designado por workfunction ou
potencial de extracção) é de 4,73 eV.
a) Explique por que é que este valor W é diferente da energia da primeira ionização para a prata (Ei).
b) Numa experiência de efeito fotoeléctrico, faz-se incidir radiação ultravioleta de comprimento de onda
250 nm numa superfície de prata. Qual a velocidade dos electrões ejectados?
II (5 valores: 2+2+1)
Considere as moléculas CH2Cl2 (diclorometano), cis-1,2-dicloroeteno e trans-1,2-dicloroeteno (ambos de
fórmula C2H2Cl2).
a) Descreva a estrutura molecular do diclorometano e de um dos isómeros do dicloroeteno, explicitando as
hibridações dos átomos, o tipo de ligações (sigma, pi), os ângulos entre ligações, a existência de pares de
electrões não partilhados.
b) As temperaturas de ebulição normais são: diclorometano 313 K; cis-1,2-dicloroeteno 333,5K; trans-1,2dicloroeteno 321 K.
Discuta estes valores, relacionando-os com as forças intermoleculares presentes e suas intensidades
relativas.
c) Um terceiro isómero de fórmula C2H2Cl2, o 1,1-dicloroeteno sofre reacção de polimerização iniciada por
radicais dando origem a um polímero designado por poli(cloreto de vinilideno). Indique que tipo de reacção de
polimerização se trata e escreva um troço da cadeia de polímero com três unidades repetitivas.
III (3 valores)
O ferro pode formar soluções sólidas (ligas) intersticiais com o carbono. Na fase  do ferro a solubilidade
máxima é de 2,08% a 1148ºC. A célula unitária desta fase é cúbica de faces centradas (CFC).
Fazendo as aproximações de considerar a aresta da célula unitária igual para o ferro com 0% de carbono e para a
liga com 2,08% de carbono, e a inexistência de lacunas, qual seria a razão entre a densidade desta liga e a
densidade do ferro puro CFC, liga/Fe(), à mesma temperatura.
IV (4 valores: 2+2)
O diborano, B2H6, é um gás usado como propelente de foguetes, com uma entalpia de combustão,
H0= -2076,9 kJ mol-1, correspondente à reacção
B2H6 (g) +3 O2(g)  B2O3 (s) + 3 H2O(l)
REACÇÃO A
A reaccção de combustão do pentaborano, B5H9 (g) é:
2 B5H9 (g) + 12 O2(g) 5 B2O3 (s) + 9 H2O(l)
cuja variação de entalpia é  H0= -9065,3 kJ mol-1
REACÇÃO B
a) Calcule a variação de entalpia para a reacção de decomposição do diborano, que origina pentaborano
e hidrogénio (reacção C), segundo o esquema
5 B2H6 (g)  2 B5H9 (g) + 6 H2(g)
REACÇÃO C
b) A 500 K, a variação da energia de Gibbs padrão, G0, para a reacção C é
G0 = –4,082 kJ mol-1
Uma mistura gasosa tem a essa temperatura as seguintes pressões parciais
B2H6 : 0,5 bar
B5H9 : 1 bar
H2 : 1 bar
Em que sentido se dará a reacção? Justifique.
V (Laboratorial) (4 valores)
1º Trabalho: Duas das seguintes moléculas têm igual comprimento de onda teórico para a transição electrónica
de mais baixa energia, segundo o modelo do electrão na caixa de potencial unidimensional.
Diga quais, justificando
A)
CH2=C=CH2
B)
CH2=CH–CH=CH2
C)
CH3–CH=CH–CH=CH–CH2–CH2–CH2–CH3
D)
CH2=CH–CH=CH–CH=CH–CH=CH–CH3
2º Trabalho: Considerando os seguintes solventes— água (H2O), clorofórmio (CH3Cl), diclorometano
(CH2Cl2), etanol (CH3CH2OH)—indique dois pares de solventes que devam ser miscíveis, justificando.
3º Trabalho: Diga qual ou quais das frases são correctas, justificando.
Uma água é neutra quando
A) não tem quaisquer iões dissolvidos.
B) as concentrações de OH- e H3O+ são iguais
C) o seu pH=7,0
D) a concentração dos catiões é igual à dos aniões.
4º Trabalho: No trabalho de protecção catódica contra a corrosão, mergulharam-se peças metálicas num gel
contendo dois indicadores: o hexacianoferrato de potássio para indicar a presença de Fe2+ e a fenolftaleína como
indicador de pH.
O que indica o aparecimento da cor vermelha sobre uma peça metálica (ou numa parte dela)? Justifique.
Constantes e formulário:
e= 1,6×10-19 C
NA= 6,022×1023 mol-1
c= 2,998×108 ms-1
h=6,626×10-34 J s
F=96485 C mol-1
R= 8,3145 J K-1 mol-1
me=9,109 ×10-31 kg
1 eV= 1,6×10-19 J
E= n2h2/(8mL2)
E0 (H+/ H2)= 0,00 V
E0 (Fe2+/Fe)= 0,44 V
E0 (O2,H2O/OH-)= +0,40 V
E0 (O2,H+/ H2O)= +1,23 V
E0 (Zn2+/Zn)= 0,76 V