QUESTÕES ANALÍTICAS Profª. Cleciane Química 1. (Unifesp 2013) O Mal de Parkinson, doença degenerativa cuja incidência vem crescendo com o aumento da duração da vida humana, está associado à diminuição da produção do neurotransmissor dopamina no cérebro. Para suprir a deficiência de dopamina, administra-se por via oral um medicamento contendo a substância dopa. A dopa é absorvida e transportada nessa forma para todo o organismo, através da circulação, penetrando no cérebro, onde é convertida em dopamina, através de reação catalisada por enzima adequada, representada pela equação: a) Identifique as funções orgânicas presentes em cada uma das duas substâncias, dopa e dopamina. b) Analise as fórmulas da dopa e da dopamina e decida se as substâncias apresentam atividade óptica. Em caso positivo, copie a fórmula estrutural correspondente para o espaço de resolução e resposta, de uma ou de ambas as substâncias, assinalando na fórmula o átomo responsável pela atividade óptica. 2. (Unesp 2013) As fórmulas apresentadas a seguir, numeradas de 1 a 6, correspondem a substâncias de mesma fórmula molecular. Determine a fórmula molecular dessas substâncias e escreva a fórmula estrutural completa do álcool primário que apresenta carbono assimétrico (quiral). 3. (Unesp 2013) A taurina é uma substância química que se popularizou como ingrediente de bebidas do tipo “energéticos”. Foi isolada pela primeira vez a partir da bile bovina, em 1827. Na literatura médica e científica, a taurina é frequentemente apresentada como um aminoácido. Entretanto, tecnicamente a taurina é apenas uma substância análoga aos aminoácidos. Explique por que a taurina não pode ser rigorosamente classificada como um aminoácido e, sabendo que, em soluções aquosas de pH neutro, a taurina encontra-se como um sal interno, devido aos grupos ionizados (zwitterion), escreva a equação que representa essa dissociação em água com pH igual a 7. 4. (Unifesp 2013) O volume de glicerina (propanotriol, fórmula molecular C3H8O3) produzido como resíduo na obtenção de biodiesel excede em muito a necessidade atual do mercado brasileiro. Por isso, o destino atual da maior parte da glicerina excedente ainda é a queima em fornalhas, utilizada como fonte de energia. Uma possibilidade mais nobre de uso da glicerina envolve sua transformação em propeno e eteno, através de processos ainda em fase de pesquisa. O propeno e o eteno são insumos básicos na indústria de polímeros, atualmente provenientes do petróleo e essenciais na obtenção de produtos como o polietileno e o polipropileno. a) Escreva a equação química balanceada da combustão completa de um mol de glicerina. b) Sabendo que o polietileno é produzido pela reação de adição de um número n de moléculas de eteno, escreva a equação genérica de formação do polímero polietileno a partir de eteno, utilizando fórmulas estruturais de reagente e produto. 5. (Unifesp 2013) Um dos processos do ciclo natural do nitrogênio, responsável pela formação de cerca de 5% do total de compostos de nitrogênio solúveis em água, essencial para sua absorção pelos vegetais, é a sequência de reações químicas desencadeada por descargas elétricas na atmosfera (raios), que leva à formação de NO2 gasoso pela reação entre N2 e O2 presentes na atmosfera. A segunda etapa do processo envolve a reação do NO2 com a água presente na atmosfera, na forma de gotículas, representada pela equação química: x NO2 ( g) + y H2O ( l ) → z HNO3 ( aq ) + t NO ( g) a) O processo envolvido na formação de NO2 a partir de N2 é de oxidação ou de redução? Determine o número de mols de elétrons envolvidos quando 1 mol de N2 reage. b) Balanceie a equação química da segunda etapa do processo, de modo que os coeficientes estequiométricos x, y, z e t tenham os menores valores inteiros possíveis. 6. (Unesp 2013) Leia a notícia publicada em janeiro de 2013. China volta a registrar níveis alarmantes de poluição atmosférica Névoa voltou a encobrir céu de cidades chinesas, como a capital Pequim. Governo chinês emitiu alerta à população para os próximos dias. (g1.globo.com) O carvão mineral é a principal fonte de poluição do ar na China. Diariamente, o país queima milhões de toneladas de carvão para produzir energia elétrica, aquecer as casas e preparar alimentos. Além do carvão, o aumento do número de carros movidos a gasolina tem papel significativo no agravamento da poluição atmosférica. Entre as substâncias que poluem o ar da China estão o SO2 e compostos relacionados. Considere as equações seguintes: (1) 2 SO2 ( g) + O2 ( g ) 2 SO3 ( g ) (2) SO3 ( g) + H2O ( g ) H2SO4 ( g ) Escreva a equação química que expressa a constante de equilíbrio para a reação (1). Sabendo que uma usina de geração de energia elétrica movida a carvão liberou SO2 suficiente para formar 1 kg de SO3 e considerando a reação (2), calcule a massa de H2SO4, em g, que se forma quando há vapor de água suficiente para reagir completamente com a quantidade de SO3 liberada pela usina. 7. (Unesp 2013) Uma forma de obter hidrogênio no laboratório é mergulhar zinco metálico em uma solução de ácido clorídrico, conforme a reação descrita pela equação apresentada a seguir. Zn(s) + 2HCl (aq) → ZnCl (aq) + H2 (g) Considere que uma tira de zinco metálico foi colocada em um recipiente contendo HCl em solução aquosa na concentração de 1 mol/L. Em 20 segundos a temperatura do recipiente elevou-se em 0,05 °C e 25 mL de hidrogênio foram produzidos. Considerando que essa reação ocorreu a 27 °C e 1 atm, determine a velocidade da reação em mL H2/s e em mol H2/s. Use: R = 0,082 L ⋅ atm ⋅ K –1 ⋅ mol–1 8. (Unesp 2013) A imagem é a fotografia de uma impressão digital coletada na superfície de um pedaço de madeira. Para obtê-la, foi utilizada uma técnica baseada na reação entre o sal do suor (NaCl ) , presente na impressão digital, com solução aquosa diluída de um reagente específico. Depois de secar em uma câmara escura, a madeira é exposta à luz solar. Considere soluções aquosas diluídas de AgNO3 e de KNO3. Indique qual delas produziria um registro fotográfico de impressão digital ao reagir com o sal do suor, nas condições descritas, e justifique sua resposta descrevendo as reações químicas envolvidas. 9. (Unifesp 2013) Soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO3), com concentração máxima de 1,7% em massa, são utilizadas como antisséptico em ambiente hospitalar. A concentração de íons Ag+ presentes numa solução aquosa de AgNO3 pode ser determinada pela titulação com solução de concentração conhecida de tiocianato de potássio (KSCN), através da formação do sal pouco solúvel tiocianato de prata (AgSCN). Na titulação de 25,0 mL de uma solução de AgNO3, preparada para uso hospitalar, foram utilizados 15,0 mL de uma solução de KSCN 0,2 mol.L–1, para atingir o ponto final da reação. a) Determine, em mol. L–1, a concentração da solução preparada de AgNO3. b) Mostre, através de cálculos de concentração, se a solução de AgNO3 preparada é adequada para uso hospitalar. Considere que a massa molar de AgNO3 seja igual a 170 g. mol–1 e que a densidade da solução aquosa seja igual a 1 g. mL–1. 10. (Unesp 2013) O esquema apresentado descreve os diagramas energéticos para uma mesma reação química, realizada na ausência e na presença de um agente catalisador. Com base no esquema, responda qual a curva que representa a reação na presença de catalisador. Explique sua resposta e faça uma previsão sobre a variação da entalpia dessa reação na ausência e na presença do catalisador. 11. (Unesp 2012) Armadilhas para o CO2 Estudo de pesquisadores da Universidade Estadual Paulista, Unesp, em Presidente Prudente, abre a perspectiva de desenvolvimento de tecnologias que possibilitam capturar quimicamente o CO2 atmosférico, o principal gás de efeito estufa. Os pesquisadores brasileiros demonstraram que uma molécula denominada DBN, em determinadas condições de temperatura e pressão, associa-se ao dióxido de carbono, formando carbamato (1) e bicarbonato de DBN (2). O processo está esquematizado a seguir. (Unesp Ciência, dezembro de 2011. Adaptado.) Determine a fórmula molecular da DBN. Com base nas informações fornecidas pelo esquema da reação, e dado R = 0,082 L ⋅ atm ⋅ K −1 ⋅ mol−1, calcule o volume de CO2 , em litros, que pode ser capturado na reação de 1 mol de DBN à temperatura de −23 °C e pressão de 1 atm. 12. (Unesp 2012) Organismos vivos destoxificam compostos orgânicos halogenados, obtidos do meio ambiente, através de reações de substituição nucleofílica (SN). R − L + Nu :→ R − Nu + L Numa reação de SN, o 2-cloropentano reage com hidróxido de sódio em solução aquosa. O produto orgânico (A) dessa reação sofre oxidação na presença de permanganato de potássio em meio ácido, produzindo o produto orgânico (B). Escreva as equações simplificadas (não balanceadas) das duas reações, o nome do composto (A) e a função química do composto (B). 13. (Unesp 2012) A imagem mostra uma transformação química que ocorre com formação de precipitado. Foram adicionadas a ( ) uma solução de íons (Ba2+ ) , contida em um tubo de ensaio, gotas de uma solução que contém íons sulfato SO42− . Escreva a equação completa dessa transformação química quando o cloreto de bário e o sulfato de magnésio, devidamente dissolvidos em água, são colocados em contato, e explique se a mesma imagem pode ser utilizada para ilustrar a transformação que ocorre se a solução de cloreto de bário for substituída por NaOH( aq) . 14. (Unifesp 2012) Na agricultura, é comum a preparação do solo com a adição de produtos químicos, tais como carbonato de cálcio (CaCO3) e nitrato de amônio (NH4NO3). A calagem, que é a correção da acidez de solos ácidos com CaCO3, pode ser representada pela equação: CaCO3 (s) + 2 H+ (aq) Ca2 + (aq) + H2 O (l ) + CO2 (g) a) Explique como se dá a disponibilidade de íons cálcio para o solo durante a calagem, considerando solos ácidos e solos básicos. Justifique. b) Qual o efeito da aplicação do nitrato de amônio na concentração de íons H+ do solo? 15. (Unifesp 2012) Os fenóis são compostos com características bactericidas; seu uso como antisséptico hospitalar é mencionado desde o século XIX. Diversos produtos de higiene contêm derivados do fenol. O resorcinol pode ser sintetizado a partir da reação indicada na equação. a) Determine a massa de hidróxido de sódio necessária para produção de 55 g de resorcinol. b) Uma solução aquosa de resorcinol preparada com água destilada apresenta faixa de pH acima ou abaixo de 7,0? Justifique. 16. (Unifesp 2012) Um dentista receitou para seu paciente, que estava com ferimentos na gengiva, um enxágue bucal com água oxigenada 10 volumes. No quadro, é transcrita parte do texto que consta no rótulo de um frasco de água oxigenada comprado pelo paciente. Composição: solução aquosa de peróxido de hidrogênio 10 volumes de oxigênio. Indicações: antisséptico tópico – agente de limpeza de ferimentos. O peróxido de hidrogênio é um desinfetante oxidante, com ação germicida. O peróxido de hidrogênio se decompõe rapidamente e libera oxigênio quando entra em contato com o sangue. Considere as seguintes informações: 1 O2 (g) 2 • Na decomposição de 1 kg de água oxigenada 10 volumes, são liberados 0,444 mol de gás O2. • A equação da reação de decomposição do H2O2 é: H2O2 (aq) → H2 O (l ) + a) Escreva o nome do grupo de substâncias orgânicas ao qual pertence a substância presente no sangue que promove a rápida decomposição da água oxigenada, bem como sua função em relação à energia de ativação dessa reação. b) Calcule o teor percentual em massa de peróxido de hidrogênio na solução de água oxigenada adquirida pelo paciente. 17. (Unesp 2012) Considere a decomposição da água oxigenada, em condições normais, descrita pela equação: H2O2( l ) → H2O( l ) + 1 O2( g) 2 ΔH = −98,2 kJ mol Com base na informação sobre a variação de entalpia, classifique a reação como exotérmica ou endotérmica e justifique sua resposta. Calcule a variação de entalpia na decomposição de toda a água oxigenada contida em 100 mL de uma solução aquosa antisséptica que contém água oxigenada na concentração de 3 g 100 mL. 18. (Unesp 2012) Um estudante montou a célula eletroquímica ilustrada na figura, com eletrodos de Cu (s) e Ni (s) de massas conhecidas. A 25ºC e 1 atm, quando as duas semicélulas foram ligadas entre si, a célula completa funcionou como uma célula galvânica com ∆E = 0,59 V . A reação prosseguiu durante a noite e, no dia seguinte, os eletrodos foram pesados. O eletrodo de níquel estava mais leve e o eletrodo de cobre mais pesado, em relação às suas massas iniciais. Considerando Cu+2 (aq) + 2e − → Cu (s) e Eored = +0,34V , escreva a equação da reação espontânea que ocorre na pilha representada na figura e calcule o potencial de redução da semicélula de Ni+2/Ni. Defina qual eletrodo é o cátodo e qual eletrodo é o ânodo. 19. (Unifesp 2012) 2011 é o Ano Internacional da Química; neste ano, comemoram-se também os 100 anos do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie, pela descoberta dos elementos químicos rádio e polônio. Ela os obteve purificando enormes quantidades de minério de urânio, pois esses elementos estão presentes na cadeia de decaimento do urânio-238. Vários radionuclídeos dessa cadeia emitem partículas alfa ( 42 α ) ou beta negativa (β− ) . a) O Po-210 decai por emissão alfa com meia-vida aproximada de 140 dias, gerando um elemento estável. Uma amostra de Po210 de altíssima pureza foi preparada, guardada e isolada por 280 dias. Após esse período, quais elementos químicos estarão presentes na amostra e em que proporção, em número de átomos? b) Qual o número de partículas alfa e o número de partículas beta negativa que são emitidas na cadeia de decaimento que leva de um radionuclídeo de Ra-226 até um radionuclídeo de Po-210? Explique. 20. (Unesp 2011) O folheto de um óleo para o corpo informa que o produto é preparado com óleo vegetal de cultivo orgânico e óleos essenciais naturais. O estudo da composição química do óleo vegetal utilizado na fabricação desse produto permitiu identificar um éster do ácido cis,cis-9,12-octadecadienoico como um de seus principais componentes. Escreva a fórmula estrutural completa do ácido cis,cis-9,12-octadecadienoico e indique como essa substância pode ser obtida a partir do óleo vegetal. 21. (Unifesp 2011) A Política Nacional dos Resíduos Sólidos foi sancionada pelo governo em agosto de 2010. É um avanço na área ambiental, já que a lei estabelece regras muito importantes, como o sistema de logística reversa. Nesse sistema, um pneu de automóvel, após a sua vida útil, deverá ser recolhido pelo fabricante, para que tenha um destino adequado. Um pneu pode ser obtido a partir do aquecimento da borracha, natural ou sintética, com enxofre na presença de um catalisador. A borracha sintética é obtida a partir da polimerização do buta-1,3-dieno. Na reação de 1 mol de moléculas de buta-1,3-dieno com 1 mol de moléculas de hidrogênio, sob condições experimentais adequadas, obtém-se como principal produto o but-2-eno. a) Qual é o nome do processo que ocorre com o polímero durante a fabricação desse pneu? Quais modificações ocorrem nas cadeias do polímero da borracha após esse processo? b) Escreva a equação da reação de hidrogenação descrita. Apresente os isômeros espaciais do but-2-eno. 22. (Unesp 2011) Kevlar® é um polímero de condensação com alta resistência ao calor e à tração, sendo empregado na confecção de esquis, coletes à prova de bala, roupas e luvas utilizadas por bombeiros, entre outras aplicações. A intensa atração existente entre as cadeias confere ao polímero propriedades excepcionais de resistência, que têm permitido utilizar cordas do Kevlar® em substituição aos cabos de aço. Com base no exposto, qual a função orgânica nitrogenada que compõe a estrutura desse polímero? Dê a fórmula estrutural de seus monômeros e diga que tipo de interação existe entre as cadeias adjacentes. 23. (Unesp 2011) Um paciente infectado com vírus de um tipo de herpes toma, a cada 12 horas, 1 comprimido de um medicamento que contém 125 mg do componente ativo penciclovir. Dados: Massa molar (g.mol–1): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. Constante de Avogadro: N = 6,02 × 1023 mol–1. Dê a fórmula molecular e a massa molar do penciclovir e calcule o número de moléculas desse componente que o paciente ingere por dia. 24. (Unifesp 2011) Ligas metálicas são comuns no cotidiano e muito utilizadas nas indústrias automobilística, aeronáutica, eletrônica e na construção civil, entre outras. Uma liga metálica binária contendo 60% em massa de cobre foi submetida à análise para identificação de seus componentes. Uma amostra de 8,175 g da liga foi colocada em contato com excesso de solução de ácido clorídrico, produzindo 0,05 mol de gás hidrogênio. O que restou da liga foi separado e transferido para um recipiente contendo solução de ácido nítrico concentrado. As reações ocorridas são representadas nas equações, em que um dos componentes da liga é representado pela letra M. M (s) + 2 HCℓ (aq) → MCℓ2 (aq) + H2 (g) Cu (s) + 4 HNO3 (aq) → Cu(NO3)2 (aq) + 2 NO2 (g) + 2H2O (ℓ) a) Determine a variação do número de oxidação das espécies que sofrem oxidação e redução na reação com ácido nítrico. b) Identifique o componente M da liga, apresentando os cálculos utilizados. 25. (Unifesp 2011) O cálculo renal, ou pedra nos rins, é uma das doenças mais diagnosticadas por urologistas. A composição do cálculo pode ser determinada por análises químicas das pedras coletadas dos pacientes. Considere as análises de duas amostras de cálculo renal de diferentes pacientes. Amostra I Análise elementar por combustão. Resultado: presença de ácido úrico no cálculo renal. Amostra II Decomposição térmica: massa inicial da amostra: 8,00 mg massa do resíduo sólido final: 4,40 mg Resultado: presença de oxalato de cálcio, CaC2O4, no cálculo renal. a) Escreva a equação balanceada da reação de combustão completa do ácido úrico, onde os produtos de reação são água, gás nitrogênio (N2) e gás carbônico (CO2). b) Determine o teor percentual, em massa, de oxalato de cálcio na amostra II do cálculo renal, sabendo-se que os gases liberados na análise são CO e CO2, provenientes exclusivamente da decomposição térmica do CaC2O4. Gabarito: Resposta da questão 1: a) Dopa: Fenol, amina e ácido carboxílico. Dopamina: Fenol e amina. b) Dopa: Resposta da questão 2: Fórmula molecular dessas substâncias (todas as fórmulas possuem 5 carbonos, 12 hidrogênios e 1 oxigênio): C5H12O. Fórmula estrutural completa do álcool primário (hidroxila ligada a carbono primário) que apresenta carbono assimétrico (quiral): Resposta da questão 3: Um aminoácido possui o grupo amino e o grupo carboxila. Percebe-se pela análise da fórmula da taurina que esta molécula possui o grupo amino e o grupo (ácido) sulfônico. Por isso, rigorosamente não pode ser classificada como um aminoácido. Equação que representa essa dissociação em água com pH igual a 7: Resposta da questão 4: a) Equação de combustão da glicerina: 1C3H8 O3 (l ) + b) Teremos: 7 O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O(l ). 2 Resposta da questão 5: a) Teremos: 1N2 (g) + 2O2 (g) → 2NO2 (g) 0 + 4 (oxidação) 1N 4 mol e − 2N 8 mol e− 8 mols de elétrons estão envolvidos quando 1 mol deN2 reage. b) Teremos: x NO2 ( g) + y H2O ( l ) → z HNO3 ( aq ) + t NO ( g) +4 + 5 (oxidação) +4 + 2 (redução) 4+ 2N 5+ − → 2N + 2 e ⇒ x = 3; z = 2; y = 1 1N4+ + 2e− → N2+ ⇒ t = 1 Então : 3 NO2 ( g ) + 1H2O ( l ) → 2 HNO3 ( aq ) + 1NO ( g) Resposta da questão 6: Equações que podem expressar a constante de equilíbrio: K= p2SO3 ou KP = [SO2 ]2 [O2 ] p2SO2 × pO2 [SO3 ]2 Estequiometria da reação: SO3 (g) + H2O(l ) → H2SO4 (g) 80 g 1000 g 98 g mH2SO4 mH2SO4 = 1225 g Resposta da questão 7: Cálculo da velocidade da reação em mL H2/s: v= Volume de H2 produzido 25 mL = = 1,25 mL / s tempo 20 s Cálculo da velocidade da reação em mol H2/s: P × V = n×R × T −3 1× 25 103 = n × 0,082 × 300 { 14×24 27 + 273 25 mL n = 1,02 × 10 vH2 = −3 mol 1,02 × 10−3 mol = 5,1× 10 −5 mol / s 20 s Resposta da questão 8: Um registro fotográfico de impressão digital seria formado por prata sólida. Então, teremos: NaCl(aq) + AgNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + AgCl(s) 14243 1 424 3 Pr esente no suor Pr ecipitado 2AgCl(s) → 2Ag(s) + Cl 2 (g) 1 424 3 Re gistro da digital Resposta da questão 9: a) Teremos: nKSCN = [KSCN] × V ⇒ nKSCN = 0,2 × 15 × 10 −3 = 3 × 10−3 mol AgNO3 (aq) + KSCN(aq) → KNO3 (aq) + AgSCN(s) 1 mol 1 mol mol 3 × 10 −3 mol nAgNO 3 [AgNO3 ] = V 3 × 10 −3 [AgNO3 ] = 3 × 10−3 mol 25 × 10−3 L = 0,12 mol / L b) Uso hospitalar: 1,7 % em massa. Solução preparada: (Porcentagem em massa) × d × 1000 = (Concentração molar) × M (Porcentagem em massa) × 1 × 1000 = 0,12 × 170 (Porcentagem em massa) = 0,0204 = 2,04 % 2,04 % > 1,7 % A solução não é adequada para uso hospitalar. Resposta da questão 10: O catalisador diminui a energia de ativação do sistema, pois altera o “caminho” da reação. Logo, a curva II representa a reação na presença de catalisador. O valor da variação de entalpia ( ∆H) permanece constante. Resposta da questão 11: Fórmula molecular da DBN: C7H12N2 . Teremos, de acordo com a equação fornecida no enunciado: 2C7H12N2 + 2CO2 + H2O → C8H12N2O2 + C8H14N2O3 2 mol DBN 2 mol CO2 1 mol DBN 1 mol CO2 A partir da equação de estado de um gás, vem: P × V = n×R × T 1 atm × V = 1 mol × 0,082 L × atm × K -1 × mol-1 × ( −23 + 273)K V = 20,5 L de CO2 Resposta Seguindo R-L + Nu: → R-Nu + L: , vem: da questão Ou O nome do composto A é 2-pentanol ou pentan-2-ol. A função química do composto B é cetona. Resposta da questão 13: Equação completa dessa transformação química: BaCl 2 (aq) + MgSO4 (aq) → BaSO4 (s) + MgCl 2 (aq) . Substituindo a solução de cloreto de bário por NaOH(aq): 2NaOH(aq) + MgSO4 (aq) → Mg(OH)2 (s) + 2NaCl(aq) suspensão "precipitado " Conclusão: A mesma imagem pode ser utilizada, pois em ambos os casos é formado um precipitado branco. Observação: Na verdade o que ocorre com a substituição do cloreto de bário pelo hidróxido de sódio é a formação de uma suspensão. Mas toma-se “no ensino médio” a expressão precipitado, o que não está totalmente correto. Isto não impede que o aluno responda à questão. Resposta da questão 14: a) De acordo com o equilíbrio fornecido: CaCO3 (s) + 2 H+ (aq) Ca2+ (aq) + H2O (l ) + CO2 (g) 12: Em solos ácidos (presença do cátion H+ ) o equilíbrio acima é deslocado para a direita e consequentemente a disponibilidade de cátions cálcio (Ca2+ ) aumenta. Em solos básicos ocorre a diminuição do cátion H+ o equilíbrio acima é deslocado para a esquerda e consequentemente a disponibilidade de cátions cálcio (Ca2+ ) diminui. b) A aplicação do nitrato de amônio implica na seguinte reação de hidrólise: NH4+ + NO3− NH4NO3 NH4+ + NO3− + H2O H+ + NO3− + NH4 OH NH4+ + NO3− + H2O NH+4 H+ + NO3− + NH3 + H2O H+ + NH3 O meio fica ácido, consequentemente a concentração de íons H+ aumenta. Resposta da questão 15: a) Transformando as fórmulas estruturais planas em moleculares, teremos a seguinte equação química: A partir das massas atômicas fornecidas na tabela periódica: C6H6 O2 = 110 g / mol; NaOH = 40 g / mol C6H6 S2O6 + 4NaOH → C6H6 SO2 + 2Na2SO3 + 2H2O 4 × 40 g 110 g m m= 55 g 4 × 40 × 55 = 80 g 110 Dados: C= 12; H= 1; Na = 23; S = 32. b) O grupo OH ligado ao anel benzênico (fenol) apresenta caráter ácido, logo o pH estará abaixo de 7. Resposta da questão 16: a) A substância presente no sangue que promove a rápida decomposição da água oxigenada é uma enzima chamada catalase, uma proteína. A catalase diminui a energia de ativação da reação de decomposição da água oxigenada. b) Teremos: H2O2 (aq) → H2O (l ) + 34 g m 1 O2 (g) 2 1 mol 2 0,444 mol m = 30,192 g ≈ 30 g Informação do enunciado: 1 kg de água oxigenada 10 volumes. 1 kg = 1000 g 1000 g 30 g 100 % p p=3 % Resposta da Como o ∆H < 0, concluímos que a reação é exotérmica. H2O2 (l ) → H2O(l ) + 34,02 g 1 2 O2 (g) ∆H = − 98,2 kJ/ mol Libera 98,2 kJ Libera E E = 8,66 kJ (liberados) ⇒ ∆H = − 8,66 kJ / 3 g H2O2 (l ) 3 g questão 17: Resposta da questão 18: Como no dia seguinte, o eletrodo de níquel estava mais leve e o de cobre mais pesado, concluímos que o eletrodo de níquel sofreu desgaste, ou seja, oxidação, logo, é o ânodo da pilha. Já o eletrodo de cobre teve sua massa aumentada, logo é o cátodo da pilha. Teremos as seguintes reações: Ni(s) → Ni+2 (aq) + 2e− (perda de massa − oxidação) Ânodo Cu+2 (aq) + 2e− → Cu(s) (ganho de massa − redução) Cátodo Ni(s) + Cu+2 (aq) → Ni+2 (aq) + Cu(s) (equação global) Sabemos que: ∆E = ERe dução (maior) − ERe dução (menor) ∆E = ERe dução (Cu+2 /Cu) − ERe dução 0,59V = 0,34V − ERe dução ERe dução (Ni+2 /Ni) (Ni+2 /Ni) (Ni+2 /Ni) = − 0,25V Conclusões: A reação espontânea que ocorre na pilha é: Ni(s) + Cu+2 (aq) → Ni+2 (aq) + Cu(s) O potencial padrão de redução da semicélula de Ni+2 / Ni é - 0,25V. O eletrodo de cobre (Cu) é o cátodo. O eletrodo de níquel (Ni) é o ânodo. Resposta da questão 19: a) Teremos o seguinte decaimento radioativo (em número de átomos N): 210 Po 84 →24 α +206 X 82 X = Pb (tabela periódica), então : 210 Po 84 84 82 N 210 140 dias N 210 0 206 →24 α +206 Pb 82 Po → → Po 2 N 206 140 dias Pb 84 82 Pb 140 dias → 140 dias → 2 N 210 84 Po 4 3N 206 82 (tempo decorrido = 280 dias) Pb 4 Pr oporção : N 210 84 Po 4 3N 206 : 82 Pb 4 ⇒ N 210 84 Po : 3N 206 82 Pb Dados: 210 Po; 206 Pb; 226 Ra. 84 82 88 b) Teremos: 226 Ra 88 0 → x 24 α + y −1β +210 Po 84 226 = 4x + 0y + 210 ⇒ x = 4 88 = 2x –y + 84 ⇒ 88 = 2.4 –y + 84 ⇒ y = 4 Resposta da questão A fórmula estrutural plana completa do ácido cis,cis-9,12-octadecadienoico (H31C17–COOH) pode ser representada por: Esta substância pode ser obtida a partir da hidrólise do óleo vegetal: Óleo vegetal (triéster) + água → ácido carboxílico de cadeia longa (graxo) + glicerol (glicerina) 20: Por exemplo: Resposta da questão 21: a) O processo é conhecido como vulcanização da borracha. Após esse processo, as cadeias do polímero da borracha se ligam a átomos de enxofre formando ligações cruzadas (“pontes”). Quando se aumenta a porcentagem de enxofre, também aumenta o número de ligações cruzadas em todas as direções. b) Teremos: Resposta da A função orgânica que compõe a estrutura desse polímero é a amida: questão As fórmulas estruturais dos monômeros são: As interações existentes entre as cadeias adjacentes são as pontes ou ligações de hidrogênio. 22: Resposta da questão 23: A partir da fórmula estrutural teremos: Fórmula molecular: C10H15O3N5 ou C10H15N5O3 Massa molar = 10 × 12 + 15 × 1 + 3 × 16 + 5 × 14 = 253 g.mol-1 O paciente toma a cada 12 horas um comprimido, logo em um dia toma 2 comprimidos, que equivalem a 2 × 125 mg (250 × 10-3 g). 253 g 6,02 × 1023 moléculas 250 × 10-3 g y y = 5,95 × 1020 moléculas. O paciente ingere por dia 5,95 × 1020 moléculas do penciclovir. Resposta da questão 24: a) Teremos: Cobre (Cu): a variação do número de oxidação é igual a (2 – 0) 2. Nitrogênio (N): a variação do número de oxidação é igual a (4 – 5) 1. b) Como 60% da liga é de cobre, concluímos que 40% é do metal M. A partir da equação química fornecida e denominando M’ (massa molar de M), vem: 1M ( s ) + 2 HCl ( aq) → MCl2 M’ ( aq) + 1H2 ( g) − − − − − − − − − − − − − − − − − − − 1 mol 40 × 8,175 g − − − − − − − − − − − − − − − − − − − 0, 05 mol 100 M’ = 65, 4 g Localizando esta massa (65,4) na tabela periódica fornecida no formulário da prova, concluímos que o componente M da liga é o zinco, logo a liga metálica binária citada no texto é o latão. Resposta da questão 25: a) Teremos: Fórmula molecular do ácido úrico: C5H4N4O3. Equação química balanceada da reação de combustão: 2 C5H4N4O3 + 9 O2 → 4 H2O + 4 N2 + 10 CO2 b) Sabemos que: Amostra II Decomposição térmica: massa inicial da amostra: 8,00 mg massa do resíduo sólido final: 4,40 mg Logo, a variação de massa (8,00 – 4,40 = 3,60 mg) equivale a massa dos gases liberados. Equação química da decomposição do oxalato de cálcio (CaC2O4): ∆ CaC2O4 → CaO + CO + CO2 128 g ------------- (28 + 44) g m ------------- 3,60 mg m = 6,40 mg 100 % da amostra 8,00 mg p % da amostra 6,40 mg p = 80 % O teor percentual, em massa, de oxalato de cálcio na amostra II do cálculo renal é de 80%.