Seu pé direito nas melhores faculdades
FUVEST 2a Fase – 5/janeiro/2010
QUÍMICA
01. O sólido MgC l 2 . 6 NH 3 pode decompor-se,
reversivelmente, em cloreto de magnésio e amônia.
A equação química que representa esse processo é:
aquecimento
MgC l2 . 6 NH3(s) MgC l2(s) + 6 NH3(g)
Ao ser submetido a um aquecimento lento, e sob uma
corrente de nitrogênio gasoso, o sólido MgC l2 . 6 NH3
perde massa, gradativamente, como representado no
gráfico:
Resolução:
a) Analisando-se o gráfico, percebe-se que a perda de massa
em cada etapa é igual a 17,2% da massa inicial:
1a etapa:perda de massa = 100% – 82,8% = 17,2%
2a etapa:perda de massa = 82,8% – 65,6% = 17,2%
3a etapa:perda de massa = 65,6% – 48,4% = 17,2%
Portanto:
1 mol de MgCl2 . 6 NH3 ———— 197 g ———— 100%
x g ———— 17,2%
b)
Etapa 1 MgCl2 . 6 NH3 (s) ® MgCl2 . 4NH3 (s) + 2 NH3 (g)
Etapa 2 MgCl2 . 4 NH3 (s) ® MgCl2 . 2NH3 (s) + 2 NH3 (g)
As linhas verticais, mostradas no gráfico, delimitam as
três etapas em que o processo de decomposição pode ser
dividido.
a) Calcule a perda de massa, por mol de MgC l2 . 6 NH3,
em cada uma das três etapas.
b) Com base nos resultados do item anterior, escreva
uma equação química para cada etapa de aquecimento.
Cada uma dessas equações deverá representar a
transformação que ocorre na etapa escolhida.
c) No processo descrito, além do aquecimento, que outro
fator facilita a decomposição do MgC l2 . 6 NH3?
Explique.
x = 33,884 g por mol de MgCl2 . 6 NH3 em cada etapa.
A perda de massa, por mol de MgCl2 . 6 NH3, em cada
etapa é de 33,884 g.
Etapa 3 MgCl2 . 2 NH3 (s) ® MgCl2 (s) + 2 NH3 (g)
c) No processo descrito, além do aquecimento o outro fator
que ajuda a decomposição do MgCl2 . 6 NH3 é a corrente
de nitrogênio gasoso.
O N2 (g) não participa da reação: o jato desse gás irá arrastar
a amônia, diminuindo a concentração desse produto.
Portanto, o equilíbrio será deslocado para a direita, facilitando
a decomposição do MgCl2 . 6 NH3.
Dados: massa molar (g/mol): MgCl2 · 6 NH3....... 197
NH3.....................17,0
CPV
fuv102fjan
1
2 FUVEST – 05/01/2010
Seu pé direito nas melhores Faculdades
02. Cloreto de nitrosila puro (NOCl) foi aquecido a 240ºC em um
recipiente fechado. No equilíbrio, a pressão total foi de 1,000
atm e a pressão parcial do NOCl foi de 0,640 atm.
03. A hidroxicetona (I) pode ser oxidada à dicetona (II),
pela ação de ácido nítrico concentrado, com formação
do gás N2O4.
A equação abaixo representa o equilíbrio do sistema:
2 NOC l(g)  2 NO(g) + C l2(g)
a) Calcule as pressões parciais do NO e do Cl2 no equilíbrio.
b) Calcule a constante do equilíbrio.
Resolução:
Utilizando fórmulas moleculares,
a) 2 NOCl (g) « 2 NO (g) + Cl2 (g)
Estequiometria: 2 x x
Equilíbrio: 0,64 atm 0,24 atm
0,12 atm
No equilíbrio, a pressão parcial do NO (g) é de 0,24 atm e a
pressão parcial do Cl2 (g) é de 0,12 atm.
b) O cálculo da constante de equilíbrio em termos das pressões
parciais é dado por:
a) escreva a equação química balanceada que
representa a semirreação de oxidação da
hidroxicetona (I).
b) escreva a equação química balanceada que
representa a semirreação de redução do íon
nitrato.
c) com base nas semirreações dos itens a e b,
escreva a equação química global balanceada
que representa a transformação de (I) em (II) e
do íon nitrato em N2O4.
Kp =
[ NO]2 . [Cl 2 ]
[ NOCl ]2
=
0, 242 . 0,12
0, 642
Þ Kp = 0,016875
A constante de equilíbrio é 0,016875.
Resolução:
a) A equação química balanceada que representa
a semirreação de oxidação da hidroxicetona (I)
é (C6H5)2COCH2O ® (C6H5)2(CO)2 + 2 H+ + 2 e–
b) A equação química balanceada que representa
c) Somando-se as duas reações e cancelando os elétrons
e os íons H+, temos:
a semirreação de redução do íon nitrato é
2 NO3– + 2 H+ + 2e– ® N2O4 + 2 OH–
(C6H5)2COCH2O + 2 NO3– ® (C6H5)2(CO)2 + N2O4 + 2 OH–
CPV
fuv102fjan
Seu pé direito nas melhores Faculdades
FUVEST – 05/01/2010
3
04. Na dupla hélice do DNA, as duas cadeias de nucleotídeos são mantidas unidas por ligações de hidrogênio entre as bases
nitrogenadas de cada cadeia. Duas dessas bases são a citosina (C) e a guanina (G).
a) Mostre a fórmula estrutural do par C-G, indicando claramente as ligações de hidrogênio que nele existem.
No nosso organismo, a síntese das proteínas é comandada pelo RNA mensageiro, em cuja estrutura estão presentes as
bases uracila (U), citosina (C), adenina (A) e guanina (G).
A ordem em que aminoácidos se ligam para formar uma proteína é definida por tríades de bases, presentes no RNA
mensageiro, cada uma correspondendo a um determinado aminoácido. Algumas dessas tríades, com os aminoácidos
correspondentes, estão representadas na tabela da folha de respostas. Assim, por exemplo, a tríade GUU corresponde
ao aminoácido valina.
b) Com base na tabela da folha de respostas e na estrutura dos aminoácidos aqui apresentados, mostre a fórmula estrutural
do tripeptídeo, cuja sequência de aminoácidos foi definida pela ordem das tríades no RNA mensageiro, que era GCA,
GGA, GGU. O primeiro aminoácido desse tripeptídeo mantém livre seu grupo amino.
Resolução:
a)
CPV
Letra da esquerda
G H | H—N
| N
N | O cadeia
Citosina (C)
fuv102fjan
Letra do meio U H
|
H — N
cadeia
|
N N
N
H ||
O
N
Guanina (G)
Letra da direita
U
 b) GCA
Ala
¯

GGA
Gly
¯
O || H O N H
H H
O
||

GGU
Gly
¯
O || H O N H O
||
O
H
N
H
H
O || N N
O
||
H
N
H H
H O
H
4 FUVEST – 05/01/2010
Seu pé direito nas melhores Faculdades
05. Uma substância pode apresentar solubilidades diferentes em solventes diversos. Assim, por exemplo, o ácido butanodioico é
mais solúvel em água do que em éter. Ao misturar ácido butanodioico, éter e água, agitar a mistura e deixá-la em repouso por
alguns minutos, separam-se duas fases, uma de éter e outra de água. Ambas contêm ácido butanodioico, em concentrações
diferentes e que não mais se alteram, pois o sistema atingiu o equilíbrio.
ácido butanodioico (água)  ácido butanodioico (éter)
Para determinar a constante desse equilíbrio, também chamada de coeficiente de partição, foram efetuados cinco experimentos.
Em cada um, foi adicionado ácido butanodioico a uma mistura de 25 mL de água e 25 mL de éter. Após a agitação e separação
das fases, as concentrações de ácido butanodioico, em cada fase, foram determinadas.
a) No quadriculado da folha de respostas, construa um gráfico da concentração de ácido butanodioico em éter versus a
concentração de ácido butanodioico em água.
b) Calcule o valor do coeficiente de partição éter/água do ácido butanodioico.
c) Qual a massa, em gramas, de ácido butanodioico utilizada no experimento 5? Mostre os cálculos.
d) Em outro experimento, foram utilizadas duas diferentes amostras de ácido butanodioico. Uma delas continha, em suas
moléculas, apenas o isótopo oxigênio-18, e a outra continha apenas oxigênio-16. A primeira (com oxigênio-18) foi
adicionada à água, e a segunda (com oxigênio-16) foi adicionada ao éter. Após misturar as soluções, agitar a mistura e
separar as fases, onde foi detectado o oxigênio-18? Explique.
Dado: massa molar do ácido butanodioico.........118 g/mol
Resolução:
a)
(. 10 –3)
80
60
40
20
5
CPV
fuv102fjan
10
15
20
25
30
35
40
45
0, 023
= 0,15
0,152
b) K = c) Fase água:
1 L ———— 0,349 mol ———— 41,18 g ácido butanodioico
0,025 L ————————————–— x
Fase éter:
1 L ———— 0,051 mol ———— 6,018 g ácido butanodioico
0,025 L ————————————–— y
Massa total = 1,03 + 0,15 = 1,18 g
d) O isótopo 18 do oxigênio possui mais nêutrons que o isótopo 16.
Em função desse fato, a atração entre os prótons do núcleo e os
elétrons da eletrosfera fica diminuída para os isótopos mais pesados,
diminuindo também a eletronegatividade desses átomos.
(. 10 –2)
x = 1,03 g
y = 0,15 g
Desta forma, o ácido butanodioico que possui 18O é menos polar
em comparação com o formado por 16O. Assim sendo, o 18O será
detectado no solvente menos polar, ou seja, predominantemente na
fase éter.
Seu pé direito nas melhores Faculdades
06. Determinou-se o número de moléculas de água de
hidratação (x) por molécula de ácido oxálico hidratado
(H 2C2O 4 . x H 2O), que é um ácido dicarboxílico.
Para isso, foram preparados 250 mL de uma solução
aquosa, contendo 5,04 g de ácido oxálico hidratado.
Em seguida, 25,0 mL dessa solução foram neutralizados
com 16,0 mL de uma solução de hidróxido de sódio,
de concentração 0,500 mol/L.
a) Calcule a concentração, em mol/L, da solução aquosa
de ácido oxálico.
b) Calcule o valor de x.
Dados:
Resolução:
H2C2O4 . x H2O + 2 NaOH ® produtos
0, 004 mol
a) [H2C2O4 . x H2O] = 0, 025 L = 0,16 mol /L
b) 25 mL ——————— 0,004 mol de H2C2O4 . x H2O
250 mL ——————— y
y = 0,04 mol de H2C2O4 . x H2O
0,04 mol de H2C2O4 . x H2O ——————— 5,04 g
1 mol de H2C2O4 . x H2O ——————— z
z = 126 g
Portanto, a massa molar do H2C2O4 . x H2O é 126 g e pode-se
descobrir o número de moléculas de hidratação:
( 90 + x . 18 ) = 126
x = 2 moléculas
CPV
25 mL 16 mL
x mol/L 0,5 mol/L
0,004 mol ———–0,008 mol
A concentração da solução aquosa de ácido oxálico é
0,16 mol /L.
fuv102fjan
FUVEST – 05/01/2010
5
COMENTÁRIO
A equipe de Química do CPV considerou a prova do 3o dia da
2a fase da FUVEST como de alto nível, cobrando, de forma
aprofundada, importantes itens do programa. Acreditamos que
mesmo os alunos mais bem preparados devam ter tido alguma
dificuldade na resolução da maioria das questões. Além disso,
as questões de números 2 e 5 exigiram cálculos trabalhosos,
que podem ter consumido um tempo elevado.