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VI Olimpada Norte - Nordeste de Qumica eSeletiva para a Olimpada Ibero-americana de Qumica - 2000

Exame aplicado em 27.05.2000Somente as questes de nmeros 1 a 6 sero consideradas na composio de notas da Prova da VI ONNeQ.

QUESTO 1

Dentre as propriedades peridicas dos elementos qumicos, a energia (ou potencial) deionizao, est estreitamente relacionada com a formao de cristais inicos.

defina o que energia de ionizaoa.como esta propriedade varia na tabela peridica, ao longo dos grupos e dos perodos ?b.os valores das primeiras energias de ionizao de Al, Ga e In so, respectivamente: 0,5776;0,5788 e 0,5583 kJ/mol. Por que esses valores no seguem a tendncia geral descrita no itemanterior ?

c.

que outras energias, alm da energia de ionizao, esto tambm envolvidas na formao deum cristal inico a partir de seus elementos no estado natural ?

d.

por que no existe um cristal com estequiometria NaCl2 ?e.

QUESTO 2

Cloreto de sulfurila, SO2Cl2, se decompe em fase gasosa, produzindo SO2(g) e Cl2(g). Aconcentrao do SO2Cl2, foi acompanhada em uma experincia e verificou-se que o grficodo ln (logartmo) de [SO2Cl2] contra o tempo linear e que, em 240 segundos, aconcentrao caiu de 0,400 mol/L para 0,280 mol/L.

qual a constante de velocidade da reao SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g) ?a.qual a meia-vida desta reao ?b.qual a diferena entre velocidade mdia e velocidade instantnea de uma reao ?c.comente dois exemplos - que podem ser observados no cotidiano - da influncia datemperatura na velocidade de uma reao.

d.

QUESTO 3

Em um laboratrio havia um frasco com uma amostra de cido sulfrico. Este frasco estavacom o rtulo deteriorado e, alm do nome do produto, lia-se apenas sua densidade: 1,728g/mL. 10 mL deste cido foram diludos para 500 mL e, uma alquota de 25 mL foi tituladacom uma soluo de hidrxido de sdio de concentrao 27,28 g/L. Nesta titulao foramgastos 20,23 mL do titulante. Pede-se:

onnexame98 http://www.obq.ufc.br/onnexame00.html

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a concentrao, em mol/L da amostra original de cido sulfrico;a.a porcentagem de cido sulfrico por peso dessa mesma amostra;b.o pH da soluo cida, aps a diluio para 500 mL;c.o volume, desta mesma soluo, necessrio para a completa neutralizao de 5,0 g de umaamostra de MgO de ttulo 85%.

d.

A resposta numrica deve ser escrita com conveniente quantidade de algarismossignificativos.

QUESTO 4

Na tabela seguinte figuram as entalpias-padro e as energias livres de formao de algumassubstncias inicas cristalinas e em soluo aquosa 1 m (molal):

Substncia DH f (kJ/mol) DG f (kJ/mol)

AgNO3 (s) -124,4 -33,4

AgNO3 (aq., 1m) -101,7 -34,2

MgSO4 (s) -1283,7 -1169,6

MgSO4 (aq., 1m) -1374,8 -1198,4

escreva a reao de formao do AgNO3(s). Com base nesta reao, a entropia do sistemaaumenta ou diminui no processo de formao do AgNO3(s)?

a.

com os valores de DHf e de DGf do AgNO3(s), determine a entropia de formao destasubstncia. O resultado compatvel com a resposta no item (a)?

b.

a dissoluo de AgNO3(s) em gua um processo exotrmico ou endotrmico ? E o dadissoluo do MgSO4(s) em gua?

c.

com os dados da tabela calcule a variao de entropia das dissolues de AgNO3(s) e deMgSO4(s) em gua.

d.

compare e discuta os resultados do item (d), em termos da variao de entropia dosprocessos de dissoluo de slidos cristalinos.

e.

QUESTO 5

5.1) A reao mais caracterstica dos compostos aromticos a reao de Substituio


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Eletroflica Aromtica. Um exemplo a reao de mononitrao do fenol, catalisada porcido sulfrico.

indique o produto ou produtos desta reao, justificando a formao do(s) mesmo(s).a.qual o agente eletroflico gerado nesta reao?b.disponha os trs nitro-fenis ismeros em ordem crescente de acidez. Justifique.c.

5.2) D as estruturas dos produtos de reao (1 e 2) da seqncia sinttica abaixo:

QUESTO 6

Estima-se que a concentrao de NO2 no ar atmosfrico, em zonas industriais, seja daordem de 0,021 ppm.

calcule a presso parcial de NO2, numa amostra de ar, quando a presso atmosfrica for de0,98 atm.

a.

quantas molculas de NO2 estaro presentes, nestas condies e na temperatura de 20 C,num aposento de 4,5 m x 4,3 m x 2,4 m ?

b.

escreva as equaes qumicas correspondentes aos seguintes enunciados:c.

c.1) o dixido de nitrognio dissolve-se em gua, formandocido ntrico e xido nitroso;

c.2) a molcula de xido ntrico sofre fotodissociao naatmosfera superior;

c.3) na estratosfera o xido ntrico sofre oxidao pelooznio.

QUESTO 7

Em princpio, uma bateria poderia ser desenvolvida a partir de alumnio metlico e clorogasoso.

escreva a equao balanceada que ocorre em uma bateria cujas semi-reaes so:Al3+(aq)/Al(s) e Cl2(g)/2Cl- (aq).

a.

diga que semi-reao ocorre no nodo e que semi-reao ocorre no ctodo.b.calcule o potencial padro para esta bateria (D E ).c.se a bateria produz uma corrente de 0,75 A, quanto tempo ela ir operar se o eletrodo dealumnio contiver 30,0 g do metal? (considere que h quantidade suficiente de cloro).

d.


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Dados: Cl2(g) + 2e- 2 Cl- (aq) E = +1,36 V

Al3+(aq) + 3e- Al(s) E = -1,66 V

Constante de Faraday = 96500 C/mol

QUESTO 8

Uma reao bastante utilizada na caracterizao de aldedos e cetonas a adio de2,4-dinitrofenil-hidrazina, que resulta na formao de um slido insolvel, amarelo ouvermelho. Esta reao, obedece a um mecanismo bimolecular e a velocidade depende,portanto, das concentraes do substrato (composto carbonilado) e do reagente(2,4-dinitrofenil-hidrazina). A velocidade relativa da adio varia tambm de acordo com osubstrato:

> >

( I ) ( II ) ( III )

explique esta ordem de reatividade.a.escreva a estrutura e o nome do produto obtido na reao com o benzaldedo.b.que reao poderia ser utilizada para distinguir I de II? Explique.c.que reao poderia ser utilizada para distinguir II de III? Explique.d.

Informaes complementares: Elemento no. atmico massa molar (g/mol)

Ag 47 107,8

Al 13 26,98

Cl 17 35,45

Ga 31 69,72

H 1 1,008

In 49 114,8

Mg 12 24,30

N 7 14,00

Na 11 22,99

O 8 16,00

S 16 32,07


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