obq2001_faseiii

Olimpada Brasileira de Qumica - 2001Fase III (Etapa 1 nacional)

Exame aplicado em 01.09.2001

Questo 1(48th Chemistry Olympiad - Final National Competition - 2001 - Estonia)

Os compostos do elemento qumicos Q so vastamente distribudos na natureza, no entanto, ele raramenteocorre como elemento. O elemento Q no possui qualquer modificao alotrpica. Na reao com oxignioele forma os produtos A e B com diferentes composies quantitativas.

O composto A neutro sem qualquer propriedade oxidante ou redutora notvel. Nas reaes do composto Acom compostos binrios, podem ser obtidos cidos e bases. As reaes que ocorrem no so reaes redox.

O composto B possui ambas propriedades, oxidantes e redutoras. Na reao com oxidantes fortes (porexemplo, KMnO4, em meio cido) o composto B comporta-se como redutor, sendo oxidado para a substnciaelementar Y. Quando aquecido na presena de MnO2, o composto B desproporciona (isto , o elemento umagente oxidante e redutor, ao mesmo tempo) para dar a substncia elementar Y e o composto A.

A reduo do composto A usando metal ativo produz o elemento Q como uma substncia elementar X e umcomposto D, que pode reagir com cidos e xidos cidos com a formao da substncia a.

O composto B pode oxidar o iodeto de potssio, produzindo uma substncia elementar diatmica Z e umhidrxido C.

Identifique o elemento Q;a.Escreva frmula e nome para as substncias A, B, C, D, X, Y e Z.;b.Escreva as equaes para as seguintes reaes:c.

formao de Ai.A baseii.A cidoiii.D + cido ?iv.D + xido cido ?v.

d. Escreva as equaes para as seguintes reaes redox e especifique os nmeros de oxidao doselementos:

B Y + Ai.A Xii.B Z + Ciii.

Questo 2(Belarusian Chemistry Olympiad National Final - 2001 )

A anlise qumica de um composto orgnico (um lquido incolor em CNTP) d 14,40 % de hidrognio (pormassa). Quando 0,870 g deste composto queimado completamente na presena de oxignio e os produtosda combusto so borbulhados atravs de um excesso de gua de cal, so formados 6,20 g de umprecipitado. A gravidade especfica dos vapores do composto acima citado, em relao ao ar seco, aproximadamente 2,5 vezes a do etano.

OBQ Prova 2001 http://www.obq.ufc.br/obqexam01.html

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Determine a frmula emprica do composto orgnico sob investigao;a.Determine a frmula molecular e desenhe todas as possveis estruturas isomricas para essecomposto;

b.

D o nome IUPAC para um par de ismeros que pertena a diferentes classes;c.Que volume de ar (em CNTP) contendo 20,8% de oxignio (por volume) requerido para combustode 10,4 g desse composto orgnico?

d.

Dados:

Massas atmicas (valores aproximados, em g/mol): H =1; C = 12; O = 16; Ca = 40

Questo 3(Cyprus National Competition for the International Chemistry Olympiad - 2001)

a) Calcular o decrscimo de massa do eletrodo de zinco, se uma corrente de 0,15 A, passa atravs da clulagalvnica abaixo, durante 1,5 h:

Zn(s) Zn2+(aq) Cu2+(aq) Cu(s)

b) Calcule o potencial padro de reduo da clula abaixo, a 25 C, sendo a concentrao de Zn2+ igual a 0,1mol/L e a de Ag+ igual a 0,01 mol/L (E = 1,56 V)

Zn(s) Zn2+(aq) Ag+(aq) Ag(s)

c) Dar a equao qumica da reao que ocorre espontaneamente na clula galvnica que consiste dasseguintes meia-clulas:

MnO2 + 4H+ + 2e- Mn2+ + 2 H2O E = 1,21 V

Ag+ + e- Ag E = 0,80 V

Dados:

Constante de Faraday (F) = 96485 C/mol de eltrons

Massas atmicas (valores aproximados, em g/mol): Zn = 65,4; Cu = 63,5; Ag = 108

Questo 4(Swedish Chemistry Olympiad - Final National Competition - 2001)

Um frasco contm sdio metlico contaminado com xido de sdio (Na2O) e cloreto de sdio. Uma amostradesse metal contaminado, pesando 0,500 g foi dissolvido em gua:

a) Escreva as equaes qumicas para as duas reaes que ocorrem quando a amostra dissolvida emgua.

Quando 0,500g dessa amostra de metal contaminado dissolvido em gua, so formados 249 cm3 dehidrognio, a uma presso de 98,0 kPa, a 25 C. Esta soluo foi diluda com gua para um volume de250,0 cm3 e 25,0 cm3 foram titulados com uma soluo de HCl de concentrao 0,112 mol/dm3. Paraneutralizao foram gastos 18,2 cm3 da soluo de cido:

b) Calcule a massa de hidrognio gasoso formado;

c) Escreva a equao qumica para a reao de titulao e calcule a quantidade de hidrxido de sdioformado na reao entre a gua e a amostra;


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d) Calcule as quantidades de sdio e xido de sdio na amostra;

e) Calcule as porcentagens (em massa) de sdio, xido de sdio e cloreto de sdio na amostra.

Dados:

1 atm = 1,01325 x 105 Pa

Constante universal dos gases (R) = 0,08206 atm.L.K-1.mol-1 ou 8,3145 Pa.dm3.K-1.mol-1

Massas atmicas (valores aproximados, em g/mol): H = 1; O = 16; Na = 23; Cl = 35,5

Questo 5

A queima de metano na presena de oxignio pode produzir trs produtos distintos, contendo carbono:fuligem (partculas muito pequenas de grafite), monxido de carbono gasoso e dixido de carbono gasoso.

Escreva trs equaes qumicas equilibradas, correspondendo s reaes de metano gasosocom oxignio que levam a cada um dos produtos acima citados. Em todos os casos admita queo outro produto a gua, H2O(l);

a.

Determina as entalpias padres de cada uma das reaes do item (a);b.Por que, havendo oxignio em quantidade suficiente, o CO2(g) o produto "carbnico"predominante na combusto do metano?

c.

Dados:

D Hf (kJ/mol) CO(g) = -110,5; CO2(g) = -393,5 H2O(l) = -285,83 CH4(g) = -74,81

Questo 6

Considerando o diagrama de fases do xennio, apresentado abaixo, responda s questes que seguem:

Em que fase o xennio se encontra , temperatura ambiente e presso de 1 atm ?a.Se a presso exercida sobre um amostra de xennio de 0,75 atm e a temperatura de 112 C, emque fase o xennio se encontrar ?

b.


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Se a presso de vapor de uma amostra de xennio lquido de 380 mmHg, qual ser a temperaturada fase lquida ?

c.

Qual ser a presso de vapor do slido a -122 C ?d.Qual a fase mais densa, a lquida ou a slida ? Explique.e.

Questo 7

A herona (B) pode ser obtida a partir da reao da morfina (A) com anidrido actico:

Escreva a equao qumica correspondente a esta reao;a.Que tipo de reao ocorreu ?b.Quantos so os estereoismeros da morfina ? E da herona ?c.Dentre as hidroxilas (fenlica e alcolica) qual a mais reativa ? Justifique.d.

Questo 8

Uma mistura de ismeros geomtricos, de frmula C4H8, submetida destilao fracionada. O esquemaabaixo ilustra o sistema de vidrarias usado neste experimento.

Identifique os materiais de laboratrio assinalados com os nmeros 1, 2 e 3;a.Indique as posies de entrada e sada de gua no sistema de refrigerao;b.A posio do termmetro est correta ? Justifique sua resposta;c.Qual a finalidade das "bolinhas de ebulio" ?d.D os nomes dos compostos que compem a mistura.e.


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Que ismero deve destilar primeiro ?f.


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