2012.1 - PGQUIM - Universidade Federal do Ceará

Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Programa de Pós-Graduação em Química
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EXAME DE SELEÇÃO PARA O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
QUÍMICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ (PPGQ-UFC) /2012.1
Data: 16/11/2011
Horário: 08h30
Instruções gerais:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
A prova consta de 09 (nove) questões.
A duração da prova é de 3 horas.
Cada questão deve ser respondida na própria folha (frente e verso) do
enunciado. Não serão corrigidas questões fora do espaço reservado às
respostas.
Só serão consideradas as provas realizadas à caneta.
Será permitido consulta à tabela periódica, em anexo.
Será permitido o uso de calculadora.
NÃO será permitido o uso de celular ou outros aparelhos eletrônicos
durante a prova. Portanto, tais aparelhos deverão permanecer
desligados.
O nome do candidato deverá ser preenchido apenas na primeira folha.
Os outros espaços são reservados à comissão da seleção.
NOME DO CANDIDATO:
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
1ª Questão: O composto de fórmula molecular B3N3H6, tem sido chamado de “benzeno
inorgânico” devido a sua estrutura hexagonal (átomos de B e N alternados).
Para essa molécula, pede-se:
(a) a(s) estrutura(s) de Lewis mais estável(is) sabendo que a ordem das ligações BN é
superior a 1;
(b) a composição dos orbitais híbridos utilizados pelo B e N;
(c) a polaridade.
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
2ª Questão:
Uma solução tampão de tris(hidroximetil)aminometano conhecida como “tampão tris”
pode ser preparada pela dissolução de 12,43 g de B “tris” (MM 121,136 g mol-1) e 4,67
g de BH+ “tris cloridrato” (MM 157,597 g mol-1) em 1,00 L de água.
a) Sabendo que o pKa do ácido conjugado de tris é 8,075, determine o pH desta
solução;
b) E se adicionarmos 12,00 mL de HCl 1,00 mol L-1 qual será o pH desta solução.
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
3ª Questão: Indicadores podem ser usados para se estimar o valor do pH de soluções.
Para se determinar o pH de uma solução 0,01 M de um ácido fraco (HX) foram
adicionadas algumas gotas de três indicadores em recipientes separados contendo
amostras de 0,01M deste ácido. Os resultados das cores observadas para estas soluções
estão resumidos na tabela abaixo. Com base nestes resultados diga qual o pH
aproximado desta solução 0,01M de HX ? Qual o valor aproximado do Ka para este
ácido HX ? Justifique suas respostas.
Indicador(HIn)
Cor do HIn
Cor do In-
pKa do HIn
Cor da solução
0,01M de HX
Azul de
amarelo
azul
4,0
Azul
amarelo
violeta
6,0
Amarelo
amarelo
azul
4,8
verde
bromofenol
Violeta de
bromocresol
Verde de
bromocresol
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
4ª Questão: A reação ácido-base de Lewis entre íons Fe2+ e moléculas de monóxido de
carbono em meio aquoso resulta em um composto de coordenação cujo número de
coordenação é 6. Sabendo que não há processo redox e que estas são as únicas espécies
presentes no meio, pede-se:
(a) a fórmula do composto de coordenação;
(b) o orbital molecular ocupado de mais alta energia (HOMO) do ligante:
(c) o orbital molecular desocupado de mais baixa energia (LUMO) do ligante caso esta
espécie possa atuar de forma simultânea como ácido de Lewis.
Desenhe o diagrama semi-quantitativo de orbitais moleculares do ligante a partir dos
dados de energia fornecidos na tabela abaixo:
Orbitais
2s (C)
2p (C)
.
−Energia (eV)
19,43
10,66
Orbitais
2s (O)
2p (O)
−Energia (eV)
32,38
15,85
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
5ª Questão: Para uma dada reação com cinética de primeira ordem a 27 oC, a
concentração do reagente é reduzida para metade do seu valor inicial após
5000 s. A 37 oC, esta redução ocorre depois de 1000 s. Determine (a) a
constante de velocidade a 27 oC; (b) o tempo necessário para uma redução
de um quarto da concentração inicial a 37 oC; (c) a energia de ativação da
reação.
Dados: constante Universal dos gases=0,082 atm. L. mol-1 . K-1 =
8,314 J. K-1 mol-1.
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
6ª Questão: Considerando a bateria de níquel cádmio, determine qual é a massa de
hidróxido de níquel (II) produzida quando 1x1020 átomos de cádmio forem consumidos.
I) Cd(OH)2 + 2ē
II) Ni(OH)3 + ē
Cd + 2 OHNi(OH)2 + OH-
E0= - 0,81 V
E0= + 0,49 V
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
7ª Questão: Considere a reação do (Z)-3-hexeno com Br2 e utilizando CCl4 como
solvente.
7.1 Escreva o(s) produto(s) da reação através de estruturas tridimensionais e levandose em consideração a estereoquímica da reação.
7.2 indique a configuração de cada centro estereogênico do(s) produto(s) através do
sistema R,S.
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
8ª Questão: O aspartame é um adoçante sintético largamente consumido no Brasil e no
mundo. Este composto é sintetizado na sua forma enantiomericamente pura (S,S), e
possui sabor 150 vezes mais doce que a sacarose. Por outro lado, o isômero (R,R) do
aspartame não tem valor comercial pois tem sabor amargo. De acordo com a estrutura
do aspartame, responda:
a) Identifique e nomeie as funções orgânicas presentes.
b) Quantos centros estereogênicos estão presentes?
c) Represente os dois enantiômeros do aspartame, identificando o estereoisômero de
sabor doce e o de sabor amargo.
HO
O
O
OCH3
N
NH2
H
O
RESERVADO À COMISSÂO
CÓDIGO:
9ª Questão: De acordo com a seqüência reacional abaixo, identifique os reagentes A-D
e determine a nomenclatura do composto (1).
O
OH
A
B
C
Br
D
E
(1)
OH