1 - Dr. Edenilson Niculau

Unesp – Instituto de Química
Prova de seleção do Programa de Pós-Graduação em Química – 2006/ 1o semestre
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1. Discuta a ligação e a geometria na molécula do trifluoreto de cloro. Inicie pela sua
estrutura de Lewis. Então, aplique a VSEPR para predizer a forma geométrica da
molécula. A seguir, determine quais os orbitais do átomo de cloro espera-se usar
para formar híbridos e para acomodar pares de elétrons ligantes e isolados. Como
cada um desses orbitais híbridos são chamados? Qual é a geometria do conjunto
híbrido completo?
tempo de prova – 03(três) horas
BOA PROVA!
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2. Utilize diagramas de orbitais moleculares para determinar a ordem de ligação e as
propriedades magnéticas dos íons derivados do monóxido de nitrogênio: NO + e NO-.
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3. Qual é a concentração do íon hidrogênio em 500 mL de uma solução 0,100 mol.L -1
de ácido acético a 25oC, se a solução contém um adicional de 2,00 g de íons
acetato introduzidos na forma de acetato de sódio (Ka CH3COOH = 1,86x10-5)? Qual
é a concentração do íon hidrogênio se 4 milimoles de hidróxido de sódio são
introduzidos nesta solução? Qual é a concentração do íon hidrogênio se 4 milimoles
de ácido clorídrico são introduzidos nesta solução? Qual é o valor do pH em cada
dos três casos?
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4. Uma solução contém íons de bário (0,010 mol.L -1) e de cálcio (0,010 mol.L-1).
Nesta solução é adicionada gradualmente uma solução concentrada de
sulfato de sódio. Qual deverá ser a concentração do íon sulfato quando
começar a precipitar sulfato de bário (KPS BaSO4 = 1,0x10-8 )? Qual deverá ser a
concentração do íon sulfato quando começar a precipitar sulfato de cálcio (K PS
CaSO4
= 1,0x10-3 )? Qual deverá ser o valor da concentração de íons bário
quando o sulfato de cálcio começar a precipitar? Qual deverá ser o intervalo
de concentração de sulfato para que o íon bário possa ser separado
quantitativamente do íon cálcio?
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5. O composto abaixo é o colesterol, um esteróide insaturado que pode sofrer
reações de bromação ou redução catalisada por paládio, originando os produtos A
e B, dentre outras reações de adição à ligação dupla possíveis.
a) Dê as estruturas dos produtos A e B.
b) Mostre o mecanismo da adição de bromo ao colesterol, lembrando que essa
reação inclui a formação de um intermediário cíclico (bromônio) que orienta o
ataque subseqüente do ânion brometo, resultando em um produto de adição anti.
c) Na presença de ácido e aquecimento, um álcool pode sofrer eliminação de água,
levando à formação de ligação dupla. Mostre as estruturas das duas possíveis
substâncias resultantes da desidratação do colesterol.
d) Quantos centros estereogênicos apresenta o colesterol? Indique-os na estrutura
abaixo.
e) Desenhe a estrutura do 3R-colesterol.
Br2
A
13
14
10
HO
3
Br
2
HBr
AB
HBr
H2/Pd
BB
C
H2/Pd
C
5
6
colesterol
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6. Nas reações de Substituição Eletrofílica Aromática, os substituintes do anel
benzênico, dependendo do seu caráter doador ou retirador de elétrons, podem
ativá-lo ou desativá-lo, além de direcionar substituições posteriores para as
posições orto/para ou meta.
a) coloque os compostos abaixo: benzeno (a), fenol (b), tolueno (c) e nitrobenzeno
(d), em ordem crescente de reatividade numa SEAr e justifique.
OH
a)
b)
NO2
CH3
c)
d)
e)
N
b) Qual é o produto principal da reação de nitração (HNO 3/H2SO4) do tolueno,
seguida de cloração (Cl2/AlCl3)?
c) Desenhe as estruturas do fenol, álcool benzílico e éter fenil metílico (anisol).
d) Comparando o fenol e o álcool benzílico, qual das duas substâncias é mais ácida?
Justifique, considerando a estabilidade relativa das suas bases conjugadas.
e) O anisol (aroma de aniz) e o álcool benzílico são isoméricos e, portanto,
adequados para fins de comparação de algumas propriedades físicas. Qual deles
apresenta menor ponto de ebulição? Justifique.
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7. O sistema químico é capaz de transformar reagentes em produtos e trocar energia
com a vizinhança, considerando também a velocidade de reação e os estados
físicos da matéria nas reações químicas. Responda as seguintes questões
contextualizando os conceitos e parâmetros da termodinâmica e da cinética
química.
a Descrever com bases físico-químicas o modelo do Gás Real de van der Waals,
(P+an2/V2)(V-nb)=nRT a partir do Gás Ideal (PV=nRT), e explicar o gráfico de fator
de compressibilidade (Z) versus pressão, nos intervalos de baixa e de alta pressão,
e também em função de temperatura. Sucintamente, na resposta definir
cientificamente a pressão e a temperatura.
b Em um calorímetro, 2,31 g fósforo (MM=31 g.mol-1) reagem com cloro para formar
tricloreto de fósforo e libera 24 kJ de calor. Escreva a equação termoquímica da
reação 2 P(s) + 3 Cl2(g)  2 PCl3(l). Definir cientificamente energia, calor e
trabalho.
c Escrever a reação de equilíbrio de formação de HI(g) e calcular a constante de
equilíbrio (Kc) com os valores para a mistura em equilíbrio: [HI(g)]=0,07 mol.dm-3,
[H2(g)]=0,01 mol.dm-3, [I2(g)]=0,01 mol.dm-3. Qual é o efeito nas pressões parciais
PH2, PI2 e PHI quando a pressão total foi diminuída à metade. Escreva a nova razão
da constante de equilíbrio.
d Na síntese de amônia, N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g) e Hø= -92 kJ , a Kp (atm-2)
diminui com a T (K): 1x102 a 400 K; 1,6x10-1 a 500 K; 3,1x10-3 a 600 K; 6,3x10-5 a
700 K. Como a proporção de amônia no sistema muda com o aumento de T? Qual
o valor de Hø e Kp para a reação 2 NH3(g)  N2(g) + 3 H2(g) a 400 K? O que
acontece com Kp ao aumentar a T desta reação?
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8. Considerar a velocidade da reação química e responder as questões.
H+
Br2(aq) + HCOOH(aq)  2 Br-(aq) + 2 H+(aq) + CO2 (g)
A reação pode ser monitorada pela concentração de Br2 (tabela e gráfico em anexo).
a Explicar a influência de dois dos fatores que afetam a velocidade da reação
química.
b Como a concentração de bromo varia com o tempo? Escrever a lei de velocidade
da reação.
c Como a velocidade da reação varia com o tempo?
d Qual é a constante de velocidade e a ordem da reação? Qual é o tempo de meia
vida do bromo?
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Tabelas e gráficos em anexo à questão 8.
Tempo/s
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[Br2]
Velocidade – d[Br2]/dt
mol.dm-3s-1
BOA PROVA!
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