Leia atentamente o CARTAZ sobre ELIMINAÇÃO AUTOMÁTICA, afixado na parede da sala, à sua frente, e as instruções que se seguem.

1 - Este Caderno de Prova contém cinco questões, que ocupam um total de oito páginas, numeradas de 4 a 11.

Antesdecomeçararesolverasquestões,verifiqueseseuCadernoestácompleto. Caso haja algum problema, solicite a substituição deste Caderno.2 - Esta prova vale 125 pontos, assim distribuídos: lQuestão 01: 26 pontos. lQuestões 02 e 04: 24 pontos cada uma. lQuestão 03: 23 pontos. lQuestão 05: 28 pontos.3 - NÃO escreva seu nome nem assine nas folhas deste Caderno de Prova.4 - A página 3 desta prova contém uma tabela periódica.5 - Leia cuidadosamente cada questão proposta e escreva a resposta, A LÁPIS, nos espaços

correspondentes. Só será corrigido o que estiver dentro desses espaços. NÃO há, porém, obrigatoriedade de preenchimento total desses espaços.6 - Não escreva nos espaços reservados à correção.7 - Ao terminar a prova, chame a atenção do Aplicador, levantando o braço. Ele, então, irá até

você para recolher seu CADERNO DE PROVA.

ATENÇÃO: Os Aplicadores NÃO estão autorizados a dar quaisquer explicações sobre questões de provas. NÃO INSISTA, pois, em pedir-lhes ajuda.

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Duração desta prova: TRÊS HORAS.FAÇA LETRA LEGÍVEL.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE

MINAS GERAIS

ATENÇÃO: Terminada a prova, recolha seus objetos, deixe a sala e, em seguida, o prédio. A partir do momento em que sair da sala e até estar fora do prédio, continuam válidas as proibições ao uso de aparelhos eletrônicos e celulares, bem como não lhe é mais permitido o uso dos sanitários.

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3PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

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4 PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

QUESTÃO 01

A água é um dos principais fatores para a existência e manutenção da vida na Terra. Na superfície de águas muito frias, há uma tendência de se formar uma crosta de gelo, mas, abaixo dela, a água permanece no estado líquido. Isso permite que formas de vida como peixes e outros organismos consigam sobreviver mesmo em condições muito severas de temperatura.

1. Analiseosdoisgráficosabaixoquerepresentamsimplificadamenteasvariaçõesdedensidadede duas substâncias em temperaturas próximas às respectivas temperaturas de fusão (TF).

TF Temperatura TF Temperatura

dens

idad

e

dens

idad

e

I II

ASSINALE com um X a opção correta.

Ográficoquerepresentaocomportamentodaáguaéo I. II.

JUSTIFIQUE a sua escolha com base nas informações apresentadas e em outros conhecimentos sobre o assunto.

Uma amostra de água pura, inicialmente sólida, foi aquecida até algum tempo após sua completa fusão.Afigurarepresentaavariaçãodatemperaturadessaamostraduranteesseprocesso.

Região IIIRegião II

Tem

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Tempo

IRegião

2. ASSINALE com um X a opção correta.

A fusão de uma substância é um processo endotérmico. exotérmico.

5PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

3.Considerequedurantetodooprocessoaamostradeáguarecebaumfluxocontínuoeuniformede calor.

A) EXPLIQUE por que a temperatura aumenta nas regiões I e III,indicadasnográfico.

B) EXPLIQUE por que a temperatura não se altera durante a fusão (região II, indicada no gráfico).

QUESTÃO 01

6 PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

QUESTÃO 02

Para determinar a quantidade de O2 (g) constituinte do ar atmosférico, um grupo de estudantes desenvolveu este experimento:

Um chumaço de palha de aço, embebido em vinagre, foi colocado no fundo de uma proveta. Em seguida,aprovetafoiemborcadaemumbéquercontendoágua,comoindicadonafigura1.

Alguns minutos depois, a palha de aço apresentava sinais de oxidação e o nível da água no interior daprovetahaviasubidocomorepresentadonafigura2.

Figura 1 Figura 2

1. Considerando que a proveta tenha 25 cm de altura e que o nível da água em seu interior subiu 5 cm, CALCULE a porcentagem, em volume, de gás oxigênio contido no ar atmosférico. Suponha que o volume da palha de aço seja desprezível e que todo O2 no interior da proveta tenha sido consumido.

(Deixe seus cálculos indicados, explicitando, assim, seu raciocínio.)

7PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

2. Em presença de oxigênio e em meio ácido, a palha de aço, que é composta principalmente por ferro, sofre oxidação. Essa reação pode ser representada pela equação química:

2 Fe (s) + O2 (g) + 4 H+ (aq) → 2Fe2+ (aq) + 2 H2O (ℓ )

CALCULE a massa, em gramas, de ferro oxidado na palha de aço, considerando a resposta ao item 1 desta questão e sabendo, ainda, que:

• cada centímetro de altura da proveta corresponde a um volume de 7 cm3;

• o volume molar de um gás a 25ºC e 1 atm é igual a 24,5 L.

(Deixe seus cálculos indicados, explicitando, assim, seu raciocínio.)

3. O mesmo experimento pode ser realizado utilizando-se um pedaço de palha de aço umedecida somente com água. Nesse caso, o processo levará alguns dias para ocorrer completamente.

Neste quadro estão apresentados os potenciais padrão de redução de três semirreações.

Semirreações E º (V)

O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e– → 2 H2O (ℓ) + 1,23

O2 (g) + 2 H2O (ℓ) + 4 e– → 4 OH – (aq) + 0,40

Fe2+ (aq) + 2 e– → Fe (s) – 0,44

A partir dos dados desse quadro e de informações anteriormente fornecidas, ESCREVA a equação química que representa a reação de oxidação do ferro sem a presença do ácido.

CALCULE a diferença de potencial dessa reação.

QUESTÃO 02

8 PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

QUESTÃO 03

Alimentos industrializados contêm conservantes para evitar sua deterioração. O benzoato de sódio é um conservante utilizado em refrigerantes.

1. De acordo com o rótulo, 200 mL de determinado refrigerante contêm 11,5 mg de sódio. Considerando que a única fonte de sódio no refrigerante é o benzoato de sódio, CALCULE a concentração do sal benzoato de sódio, C6H5COONa, em mol/L.

2. Em meio aquoso, o íon benzoato reage com a água e forma o ácido benzoico, estabelecendo um equilíbrio químico entre essas espécies. A estrutura deste íon está representada ao lado:

ESCREVA a equação química que representa a reação do íon benzoato com água, na qual se forma o ácido benzoico.

3. Comparado com o íon benzoato, o ácido benzoico é muito mais eficaz no combate a micro-organismos. Considerando essas informações e a equação por você representada no item 2 desta questão, ASSINALE com um X a opção correta.

O uso do benzoato de sódio é recomendado em alimentos com

pH mais ácido. pH mais básico.

JUSTIFIQUE sua resposta.

4.Apesardemenoseficiente,obenzoatodesódioémaiscomumenteutilizadonaformulaçãoderefrigerantes que o ácido benzoico, por ser mais solúvel em água.

Comparando as interações envolvidas entre cada uma dessas espécies orgânicas e a água, EXPLIQUE a maior solubilidade do benzoato de sódio em água.

O

Íon benzoato

9PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

QUESTÃO 04

Óleos vegetais contêm ésteres triglicerídeos. Ao reagir com etanol, esses triglicerídeos se transformam num tipo de biodiesel, isto é, numa mistura de ésteres etílicos.

O esquema representa o processo químico envolvido na produção desse biodiesel a partir do éster triglicerídeo mais abundante do óleo de soja.

H2C – O – C – C17H31

HC – O – C – C17H33

H2C – O – C – C17H 31

O

O

O

etanol glicerina + 2 CH3CH2 – O – C – C17H 31

O

CH3CH2 – O – C – C17 H33

O

+

éster do ácido linoleico éster do ácido oleico

1. Considerando as proporções estequiométricas, CALCULE a massa de etanol, CH3CH2OH , necessária para reagir com 1 mol de triglicerídeo.

(Deixe seus cálculos indicados, evidenciando, assim, seu raciocínio.)

2. ESCREVA a fórmula estrutural da glicerina, um subproduto da produção do biodiesel.

3. INDIQUE se a cadeia carbônica ligada à carbonila dos ésteres etílicos dos ácidos oleico e linoleico é saturada ou insaturada. No caso de ser insaturada, INDIQUE também o número de ligações duplas existentes na cadeia carbônica.

O éster do ácido oleico apresenta cadeia carbônica:

Saturada Insaturada

Número de ligações duplas se a cadeia carbônica for insaturada:

O éster do ácido linoleico apresenta cadeia carbônica:

Saturada Insaturada

Número de ligações duplas se a cadeia carbônica for insaturada:

QUESTÃO 04QUESTÃO 03

10 PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

QUESTÃO 05

Para investigar a cinética de reações de oxirredução envolvendo o íon iodeto, I –, e iodo, I2, um estudante utilizou duas substâncias: o persulfato de potássio, K2S2O8, capaz de promover a oxidação do iodeto e o tiossulfato de potássio, K2S2O3, capaz de promover a redução do iodo.

As equações químicas das reações envolvendo essas espécies estão apresentadas na tabela.

Equação Reação

I K2S2O8 (aq) + 2 KI (aq) → 2 K2SO4 (aq) + I2 (aq)

II 2 K2S2O3(aq) +I2 (aq) → K2S4O6 (aq) + 2 KI (aq)

1. Com essas informações, o estudante propôs um experimento, no qual adicionou a dois tubos de ensaio, A e B, as seguintes soluções:

Tubo A: 10 mL de KI, 0,5 mol/L + 10 mL de K2S2O3, 0,01 mol/L

Tubo B: 10 mL de K2S2O8, 0,02 mol/L + gotas de solução de amido

CALCULE as quantidades, em mol, dos reagentes contidos nos dois tubos.

Cálculo para o KI Cálculo para o K2S2O3 Cálculo para o K2S2O8

2. Em seguida, ele transferiu o conteúdo do tubo A para o tubo B . Quando o conteúdo dos dois tubos foi misturado, ocorreu a produção de iodo, de acordo com a reação I , e o seu consumo, de acordo com a reação II , ambas indicadas na tabela desta questão.

ASSINALE com um X a opção correta.

O primeiro reagente a ser consumido completamente é o

KI. K2S2O3. K2S2O8.

3. Transcorridos alguns minutos, a solução, que inicialmente era incolor, adquiriu uma coloração azul. Essa cor aparece somente quando o iodo, I2, se liga ao amido, uma reação que é muito rápida.

EXPLIQUE por que a cor somente aparece após algum tempo de reação.

11PROVA DE QUÍMICA - 2a Etapa

4. Considerando-se as reações I e II, sabe-se que a I é lenta e que a II é rápida. EXPLIQUE comosemodificariamasobservaçõesfeitasduranteoexperimento,casoareaçãoI fosse rápida e a reação II fosse lenta.

QUESTÃO 05

Questões desta prova podem ser reproduzidasparausopedagógico,semfinslucrativos,desdequeseja

mencionada a fonte: Vestibular 2013 UFMG.Reproduções de outra natureza devem ser

autorizadas pela Copeve/UFMG.