prova - Universidade Estadual de Ponta Grossa

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
APLICADA - MESTRADO
Prova de seleção para ingresso no Mestrado em Química Aplicada
1ª. Etapa do processo de seleção 05/02/2009
Questões
01. (Química Analítica) Um indicador ácido-base (HIn) foi estudado via espectrofotometria UV-Vis.
Para tal, uma solução aquosa diluída do indicador na concentração 5,00 E-4 mol/L foi adicionada a uma
solução de NaOH 0,1 mol/L e HCl 0,1 mol/L separadamente. As medidas foram realizadas em
comprimentos de onda de 485 e 625 nm em cubetas de 1,00 cm.
NaOH 0,1 mol/L
A485 = 0,052
A625 = 0,823
HCl 0,1 mol/L
A485 = 0,454
A625 = 0,176
a. Calcule as absortividades molares para In - e HIn em cada um dos comprimentos de onda.
b. Calcule a Ka do indicador se uma solução tampão de pH 5,00 contendo uma pequena quantidade do
indicador apresenta absorbância de 0,472 em 485 nm e 0,351 em 625 nm (cubeta de 1,00 cm)
02. (Química Analítica)
0,5 g de solo foram tratadas numa digestão ácida que resultou em 25,0 mL de
solução, a qual foi posteriormente diluída na proporção 5:100 (Amostra). Para realizar a análise quantitativa,
quatro alíquotas de uma solução padrão de cálcio de concentração 100 mg L-1 foram transferidas para um
balão volumétrico de 10,0 mL (conforme mostra a tabela abaixo) e eluídas com água destilada. Os dados de
potencial foram obtidos quando um eletrodo de íon seletivo de Ca2+ foi imerso nestas quatro soluções padrão
e na amostra previamente preparada cuja força iônica foi mantida constante em 2,0 mol/L. Qual é a
concentração inicial (mg/Kg) de cálcio na amostra de solo?
Volume da solução padrão de cálcio (mL)
0
1.0
2.0
3.0
Amostra
Potencial (mV)
72
92
110
131
120
03. (Química Analítica) O chumbo tetraetila [Pb(C2H5)4] presente em 25,00 mL de uma amostra de gasolina
de avião foi agitado com 15,00 mL de I2 0,02095 mol/L. A reação é
Pb(C2H5)4 + I2 ⇔ Pb(C2H5)3I + C2H5I
Após a reação ter se completado, o excesso de I2 foi titulado com 6,09 mL de Na2S2O3 0,03465 mol/L,
gerando I- (iodeto) e S4O6- (tetrationato). Calcule o peso (em miligramas) de Pb(C2H5)4 (MM=323,4 g/mol)
em cada litro da gasolina.
04. (Química Orgânica) Considere os seguintes brometos de alquila:
Br
Br
Br
Br
Responda:
a. Qual seria o mais reativo em uma reação de SN1? Justifique sua resposta.
b. Qual seria o mais reativo em uma reação de SN2? Justifique sua resposta.
Br
05. (Química Orgânica) Com relação aos seguintes compostos responda:
CH3
Br
Br
C
C
CH3
H
H
H
H
CH3
1
OH
C
H
C
2
C
b.
c.
H
3
C
HO2C
CO2H
NH2
H
C
C
OH
CH2CH3
H
Br
4
C
C
Br
H
CH3
5
OH
H
6
a.
H
CH2CH3
H
CH2
HO
OH
HO
OH
CH2CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
N C
NH2
CH2
7
C
CH2NH2
8
Identifique a relação (diasteroisômeros, enantiômeros, isômeros constitucionais ou duas moléculas
do mesmo composto) entre as estruturas: 3 e 4, 2 e 4, 6 e 7;
Qual a configuração (R ou S) da estrutura 8;
Existe um composto meso? Se sim, diga qual estrutura se refere a este composto.
06. (Química Orgânica) Um composto de fórmula molecular C4H10O apresenta um espectro de RMN de
hidrogênio com apenas dois sinais, um quarteto em 3,5 ppm e um triplete em 1,1 ppm. Qual das estruturas a
seguir é referente a este espectro. Faça a atribuição destes dois sinais. Justifique sua resposta.
CH3
(CH3)3COH
CH3OCHCH3
CH3CH2OCH2CH3
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CHCH2OH
CH3
07. (Físico-Química) Para os processos descritos abaixo:
a. 2 mols de um gás ideal sofrem um aumento de temperatura de 200 K, durante uma transformação
adiabática (Cp = 6 cal mol-1 K-1).
b. 5 mols de um gás ideal são comprimidos adiabaticamente e tem a sua temperatura elevada de 100 K
até 600 K (Cp = 18,3 J mol-1 K-1).
Determine a variação de energia interna e o trabalho realizado sobre o gás.
Cp-Cv = nR
wad = CvΔT
R = 8,3 J mol-1 K-1
1 cal = 4,18 J
08. (Físico-Química) A expressão da velocidade de uma reação deve ser determinada experimentalmente,
não podendo, em geral, ser predita diretamente a partir dos coeficientes estequiométricos da reação. O
gráfico a seguir apresenta dados experimentais que possibilitam a obtenção da expressão da velocidade da
seguinte reação:
2 ICl(g) + H2(g) → I2(g) + 2 HCl(g)
Assim, escreva a expressão da velocidade
desta reação e calcule o número de mols de
cada produto ao final da reação apresentada
se, no início, há 3 mols de cada reagente.
2
09. (Físico-Química) Quando alguns metais são colocados em contato com uma solução de ácido
clorídrico concentrado pode ocorrer ou não liberação de bolhas de gás hidrogênio e a velocidade
com que essas bolhas se formam dão uma idéia da reatividade do metal com o ácido.
Abaixo temos a série eletroquímica de alguns metais em ordem crescente de suas tendências a
se oxidarem (note que o hidrogênio também está incluído nesta listagem).
ouro < platina < prata < mercúrio < cobre < hidrogênio < chumbo < estanho < níquel < cobalto <
ferro < cromo < zinco < manganês < alumínio < magnésio < sódio < cálcio < potássio
Os metais após o magnésio são tão reativos que eles reagem diretamente com água fria.
Analisando as informações fornecidas acima, considere uma pilha formada por eletrodos de zinco e de
cobre e sabendo-se que os potenciais padrão de redução do zinco e do cobre são respectivamente, -0,76V e
+0,34V, responda:
a. Calcular o potencial padrão dessa pilha.
b. Escrever as semi-reações para cada uma das semi-pilhas e a reação química global, indicando o
agente redutor e o agente oxidante.
c. Considerando a pilha descrita acima em um circuito fechado, discutir o que ocorre com os valores de
potencial de cada um dos eletrodos.
E = E0 – RT ln aprod. .
nF
areag.
onde: aprod. = atividade dos produtos
areag. = atividade dos reagentes
10. (Química Inorgânica) O manganês fica próximo ao centro da fila dos metais de transição, podendo
assumir uma variedade de estados de oxidação, tais como os apresentados pelos íons/compostos/elementos
mostrados no diagrama de Latimer abaixo:
a. Dê o estado de oxidação de cada uma das espécies de manganês
b. Qual é a espécie mais oxidada , a mais reduzida e a mais estável? Justifique.
c. Escreva uma equação química balanceada para a reação de desproporcionamento:
MnO42d. Estime o ∆Eo da reação do item 1-c.
→
MnO4- + MnO2
11. (Química Inorgânica) Com relação às seguintes moléculas/íons:
BrF5, CH3+, PCl3F2, SCN-, CO32a. Desenhe as estruturas de Lewis e as fórmulas estruturais (com a geometria) das moléculas/íons.
b. Dê a hibridização ao redor do átomo central nas espécies acima. Mostre as formas de ressonância
quando houver.
12. (Química Inorgânica) Considere o íon complexo hipotético [MF6]3- que absorve no verde. Discuta em
termos de energia de estabilização de campo cristalino a cor absorvida nas seguintes situações.
a. Substituição do ligante fluoro pelo ligante aqua
b. Transformação do [MF6]3- em [MF4]-.
Série espectroquímica: I- < Br- < Cl- < F- < OH- < ox < H2O < py < NH3 < en < dipy < CNOnde ox= C2O42- e en=etilenodiamina
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