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Prof. Gilberto Augusto

Lista aprofunadamento -1

“Nada na vida deve ser temido, somente compreendido. Chegou a hora de compreender mais para temer menos”. Marie Curie

01 - (UFG) Um fato pouco frisado é a igualdade numérica entre a carga do elétron e a do próton. Considere uma esfera de zinco de massa 6,54g na qual a carga do elétron e a do próton diferem entre si por uma parte em um milhão da carga elementar (│∆Q│= 1,0.10 -6 e). Nesse caso, o módulo do excesso de carga, em coulomb, é da ordem:

DADOS:

Constante de avogadro: 6,0.1023

Carga elementar : e = 1,6.10-19 C

a)0,0096

b)0,029

c)0,096

d)0,29

e)2,9

02 - (UnB)

Nas opções a seguir, assinale aquela que apresenta o gráfico que melhor representa o decaimento radioativo típico de primeira ordem para o isótopo 235U do urânio.

Aprofundamento


03 - (UFC CE)

O gráfico abaixo expressa a variação de concentração de uma determinada espécie em função do tempo de experimento, a uma temperatura constante, segundo uma cinética de primeira ordem.

Dado: ln2 = 0,693.

a) Qual é o valor da constante de velocidade?

b) Em qual dos estágios – I, II ou III –, indicados na figura anterior, detecta-se a maior velocidade instantânea para essa reação? Justifique sua resposta.

04 - (UFPE)

Um bom vinho apresenta uma graduação alcoólica de cerca de 13% (v/v). Levando-se em consideração que a densidade do etanol é 0,789 g mL–1, a concentração de etanol, em mol L–1, do vinho em questão, será (assinale o inteiro mais próximo):

Dados: C = 12 g mol–1, H = 1 g mol–1 e O = 16 g mol–1.

05 - (UFMG)

A decomposição de água oxigenada, H2O2 (aq), produz água líquida, H2O (ℓ ), e oxigênio gasoso, O2 (g), conforme representado nesta equação:

H2O2( aq )→H2O( ℓ )+1 /2O2( g )

Para estudar a cinética dessa decomposição, um estudante realizou um experimento, em

que acompanhou a reação, na presença do catalisador FeC ℓ3 (aq ), determinando, periodicamente, a concentração da água oxigenada.

Aprofundamento


Este gráfico representa a variação da concentração de H2O2 (aq) em função do tempo.

(A linha cheia foi obtida a partir dos dados experimentais.)

A velocidade de uma reação, em um dado instante t, é dada pelo valor da inclinação da reta tangente à curva de variação da concentração da água oxigenada em função do tempo, com sinal trocado. A linha tracejada no gráfico mostra a reta tangente para o tempo de 950 s.

1. Utilizando a tangente tracejada, CALCULE a velocidade instantânea da reação de decomposição da água oxigenada no tempo de 950 s.

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

2. INDIQUE se a velocidade da reação diminui, permanece constante ou aumenta, à medida que o tempo de reação passa.

JUSTIFIQUE sua resposta.

06 - (UnB)

O calor específico de uma substância no estado líquido varia com a temperatura, sob pressão constante, segundo o gráfico. Sabendo-se que a quantidade de calor necessária para aquecer 1220g dessa substância entre 10°C e 70°C seja igual, em módulo, ao ∆H°f do monóxido de carbono em kcal/mol, calcule o ∆H da reação : CO(g) + O2(g) CO2(g)

Dados: C(graf) + O2(g) CO2(g) ∆H = - 394 kJ/mol

1 cal = 4,2J

Aprofundamento


0 10 20 30 40 50 60 70 800

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.3

0.42

T (°C)

c (cal/g.°C)

07 - (IME)

Foram introduzidos 10 mol de uma substância X no interior de um conjunto cilindro-pistão adiabático, sujeito a uma pressão constante de 1 atm. X reage espontânea e irreversivelmente segundo a reação:

X(s) 2 Y(g) ∆H = - 200 cal/mol

Considere que a temperatura no início da reação é 300 K e que as capacidades caloríficas molares das substâncias X e Y são constantes e iguais a 5,0 cal/mol.K e 1,0 cal/mol.K, respectivamente. Determine o volume final do conjunto cilindro-pistão.

(Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K)

08 - (UFRJ)

Em um recipiente termicamente isolado do exterior, coloca-se uma mistura de gelo e água a 0°C, sob pressão normal. Fornecendo certa quantidade de calor à mistura, verificamos que a temperatura não varia e o volume do sistema diminui 0,5 cm3.

(Dados: dágua= 1 g/cm3, dgelo= 0,92 g/cm3 e calor latente de fusão do gelo LF = 80 cal/g

a) Explique a diminuição de volume do sistemab) Calcule a massa de gelo que se transforma em água líquidac) Determine a quantidade de calor recebida pela mistura.

09 - (UNESP)

Misturam-se massas iguais de dois líquidos 1 e 2 miscíveis entre si, de densidades 0,4g/cm3 e 0,6g/cm3, respectivamente. Determine a densidade da mistura homogênea, considerando que na mistura dos líquidos não ocorre contração volumétrica.

10 - (UPE PE)

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Uma liga metálica de massa 120,0g e densidade 6,0g/mL é constituída pelos metais “A” e “B” de densidades, respectivamente, iguais a 10,0 g/mL e 5,0g/mL. Qual o percentual, aproximado, do metal “B” na liga ?

11 - (UnB)

Se o gráfico a seguir representa a curva de decaimento de um material radioativo,

prove que

12 - (UFU)

Dados os três átomos A, B e C, notamos que : A e B são isótopos, A e C são isótonos, B e C são isóbaros. Sabemos ainda que:

A soma dos números de prótons existentes em A, B e C é 79. A soma dos números de nêutrons existentes em A, B e C é 88 O número de massa de A é 55

Determine os números atômicos e os números de massa dos átomos A, B e C.

TEXTO

Observe o trecho da história em quadrinhos a seguir, no qual há a representação de um modelo atômico para o hidrogênio.

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WATCHMEN. São Paulo: Abril, n. 2, dez. 1988.

A partir de seus conhecimentos sobre o átomo de hidrogênio (átomo de Bohr) e seus níveis de energia, responda as questões abaixo.

13 - (UFG - adaptada)

O elétron do átomo de hidrogênio, ao emitir um fóton, passa do primeiro estado estacionário excitado para o estado fundamental. Sendo h = 4,14.10-15 eV.s a constante de Planck, determine a energia e a frequência do fóton emitido.

14 - (UFG - adaptada)

a) Calcule o comprimento de onda, aproximado, do fóton emitido na transição do nível 4 para o nível 1.

b) Estando no estado fundamental, qual a energia necessária para ionizar um átomo de hidrogênio ?Dados: h = 6,63.10-34J.s, C = 3.108m/s e 1 eV = 1,6.10-19J

15 - (UFES)

A acidez e a basicidade são importantes propriedades relacionadas às substâncias orgânicas. Essas propriedades possuem relação direta com a reatividade e a purificação dos compostos orgânicos.

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Considerando essas informações e as estruturas apresentadas ao lado, faça o que se pede.

a) Dê o nome oficial (IUPAC) das substâncias A, B e C.

b) Coloque em ordem crescente de acidez as substâncias A, B e C.

c) Explique a diferença de acidez entre as substâncias A, B e C.

d) Escreva a equação balanceada da reação de B e C com quantidade estequiométrica de NaOH.

16 - (PUC RJ)

O propofol (Diprivan®) é um anestésico geral intravenoso que ganhou notoriedade nos últimos meses após uma quantidade letal ter sido encontrada no corpo do cantor Michael Jackson. Michael tinha problemas para dormir e utilizava sedativos com frequência. O propofol (ver figura) pode provocar parada cardíaca se for utilizado de forma abusiva.

a) Dê a nomenclatura IUPAC para o propofol.b) O propofol é uma substância aromática, ao contrário do cicloexanol. Qual das duas substâncias apresenta

maior acidez relativa? Justifique.c) O propofol pode ser sintetizado pela reação entre o fenol e o propeno, na presença de fenóxido de alumínio,

como catalisador, a 240 °C. Nessa reação, os coeficientes estequiométricos do fenol, propeno e propofol são, respectivamente, 1, 2 e 1.Calcule a massa de fenol necessária, em gramas, para se obter 1 mol do anestésico, sabendo que o rendimento dessa reação é 47%. Mostre os cálculos.

17 - (UFG GO)

A histidina, um aminoácido, é utilizada pelo organismo para síntese da histamina, por meio de uma reação de descarboxilação.

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a) Explique qual das duas substâncias é mais solúvel.

b) Explique, de acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, por que a histidina apresenta caráter anfótero em meio aquoso, enquanto seu derivado, a histamina, não.

18 - (UnB)

Em um átomo de Hidrogênio a carga de um próton é a carga elementar (+e) e a carga do elétron (-e). Considerando R0 o raio da órbita do elétron no modelo planetário de Rutherford, sabendo que a força de atração elétrica entre duas cargas é calculada pela lei de Coulomb, determine a expressão da velocidade do elétron (vé) em um átomo de Hidrogênio.

Dado: massa do elétron = mé

19 - (Fuvest)

Uma substância radioativa sofre desintegração ao longo do tempo, de acordo com a relação m(t) = c.a-kt, que a é um número real positivo, t é dado em anos, m(t) é a massa da substância em gramas e c , k são constantes positivas. Sabe-se que m0 gramas dessa substância foram reduzidos a 20% em 10 anos. A que porcentagem de m0 ficará reduzida a massa da substância, em 20 anos?

a) 10%

b) 5%

c) 4%

d) 3%

e) 2%

20 - (IME RJ)

Em um recipiente fechado queima-se propano com 80% da quantidade estequiométrica de ar. Admitindo que não haja hidrocarbonetos após a combustão, que todos os produtos da reação

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estejam na fase gasosa e que a composição volumétrica do ar seja de uma parte de O2 para quatro partes de N2, calcule a porcentagem molar de CO2 no recipiente após a combustão (considere comportamento ideal para os gases).

a) 4,35%

b)4,76%

c) 5,26%

d) 8,70%

e) 14,28%

21- (OBQ)

Quatro experimentos foram realizados para descobrir como a velocidade inicial de consumo de íons BrO3

- na reação: BrO3-(aq)

+ 5 Br-(aq)

+ 6 H3O+(aq) -------> 3 Br2 (aq) + 9 H2O(l) varia

quando as concentrações dos reagentes variam.

a) Use os dados experimentais da tabela a seguir para determinar a ordem da reação para cada reagente e a ordem total.

b) Escreva a lei de velocidade da reação e determine o valor de k.

Experimento BrO3- (mol.L-1) Br- (mol.L-1) H3O+ (mol.L-1) Velocidade

(mol.L-1.s-1) 1 0,10 0,10 0,10 1,2.10-3

2 0,20 0,10 0,10 2,4.10-3

3 0,10 0,30 0,10 3,6.10-3

4 0,20 0,10 0,15 5,5.10-3

Dado: log 2,3/log1,5 = 2

GABARITO:

1)Gab : D

2)Gab: A

3) Gab:

a) k=2 ,31×10−3 min−1

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b) No estágio I tem-se a maior velocidade instantânea, que é indicada pelo ângulo de inclinação de uma reta tangente a um dado ponto, ou seja, quanto maior o ângulo de inclinação, maior a velocidade instantânea da reação.

4)Gab: 2,2mol/L

5) Gab:

1. V=1 . 053×10−4mol⋅L−1⋅S−1

2. A velocidade diminui, pois a quantidade de reagente vai diminuindo com o decorrer do tempo.

6) Gab. : - 283,32 kJ/mol.

7) Gab : 656 L

8) Gab. : a) O volume da mistura diminui porque o gelo a 0°C, ao receber calor, derrete e sua fusão se verifica com contração de volume: Vgelo > Vágua líquida .

b) 5,75 g c) 460 cal

9) Gab. : 0,48g/cm3

10) Gab: 67%

11)

12) Gab: Números atômicos: A-26, B-26, C-27

Números de massa: A-55, B-56, C-56

13) E = 10,2 eV , f = 2,5.1015 Hz

14) a) comprimento de onda = 1,0.10-7m

b) 13,6 eV

15) Gab:

a) A 4-metilfenol ou para-metilfenol ou 4-metilbenzenol

B fenol ou benzenol

C 4-nitrofenol ou 4-nitrobenzenol ou para-nitrofenol

b) A < B < C

c) O NO2 presente na substância C apresenta efeito indutivo retirador de elétrons, o que provoca um aumento da acidez da substancia. Já na substância A o CH3 presente apresenta efeito indutivo doador de elétrons, o que provoca efeito contrário, ou seja,

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diminuição da acidez. No caso da substância B, esta presente o átomo de hidrogênio, ficando com valor de acidez entre o da substância A e C.

d)

16) Gab: a) 2,6-diisopropilfenolb) O propofol apresenta maior acidez relativa. Os fenóis são, via de regra, muito mais

ácidos do que os alcoóis de estrutura relacionada (como o cicloexanol). O principal motivo para isto é que, nos fenóis, as bases conjugadas (fenóxidos ou fenolatos) são estabilizadas por ressonância.

c) Resposta: 200 g de fenol. Pela estequiometria da reação, para a síntese de 1 mol de propofol seria necessário utilizar exatamente 1 mol de fenol. Entretanto, como o rendimento deste processo é de 47%, uma quantidade maior de reagente terá de ser usada. Através de uma regra de três simples, chega-se ao valor de 2,13 mol de fenol para se produzir 1 mol do anestésico. Como a massa molar do fenol é de 94,0 g mol–1, a massa de fenol necessária será de, aproximadamente, 200 g.

17) Gab:

a) A histidina é mais solúvel em água, pois apresenta o grupo funcional carboxila, que é polar. Assim, sua polaridade é maior que a da histamina; além disso, em meio aquoso ocorre a formação do íon zwitterion, conseqüentemente, haverá maior interação com o solvente em questão, a água, que é polar.

b) A histidina pode reagir como ácido de Bronsted-Lowry (cedendo próton) ou como base de Bronsted-Lowry (recebendo próton), pois possui grupo carboxila e nitrogênios básicos, que podem doar ou aceitar prótons. Já a histamina só reagirá como base, pois possui nitrogênios que podem receber prótons, em meio aquoso.

18) Gab: Vé2 = K.e2/mé.R

19) Gab: C

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20) Gab: A

21) Gab:Lei de velocidade: V = k.[ BrO3

- ].[ Br- ].[ H3O+]2 k = 12 L3.mol-3.s-1

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