Vestibular UFF 99 - 2ª Etapa - Grupo B

2ª
ETAPA
dia 11/01/99

GRUPO B - PROVA DE QUÍMICA

1^a Questão: (2,0 pontos)

O fenômeno de oxirredução é muito comum e está presente nas reações fotoquímicas e no processo de respiração. Este fenômeno envolve transferência de elétrons entre as espécies reagentes.

Potenciais-padrão em solução aquosa a 25 ^oC

Sn⁴⁺ + 2e^– Sn²⁺

Cu²⁺ + 2e^– Cu^o

Cr₂O₇⁼ + 14H⁺ + 6e^– 2 Cr³⁺ + 7H₂O

MnO₄^–+ 8 H⁺ + 5 e^– Mn²⁺ + 4H₂O

E^o = 0,15 v

E^o = 0,34 v

E^o = 1,33 v

E^o = 1,51 v

Consulte a tabela acima, identificando o melhor agente oxidante para converter Fe²⁺ a Fe³⁺ e o melhor agente redutor para converter Fe²⁺ a Fe^o. Escreva, a seguir, a respectiva equação equilibrada de oxirredução para a conversão:

A) de Fe²⁺ a Fe³⁺

B) de Fe²⁺ a Fe^o

Cálculos e respostas:
Melhor agente oxidante: MnO₄^– (maior potencial de redução)
Melhor agente redutor: Sn²⁺ (maior potencial de oxidação)

a) Fe²⁺ Fe³⁺ + 1 e ^– (x 5)

MnO₄^–+ 8 H⁺ + 5 e^– Mn²⁺ + 4H₂O
_____________________________________________

5 Fe²⁺ + MnO₄^– + 8 H⁺ 5 Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

b) Fe²⁺ + 2 e Fe^o

Sn²⁺ Sn⁴⁺ + 2e^–
__________________________

Fe²⁺ + Sn²⁺ Fe^o + Sn⁴⁺

2^a Questão: (2,0 pontos)

A reação N₂O_4(g) 2NO_2(g)é endotérmica, com D H^o = +56,9 kJ.

a) Explique de que modo, no equilíbrio estabelecido, a quantidade de NO₂ pode ser afetada pelas seguintes variações:

I) adição de N₂O₄
II) abaixamento da pressão por aumento do volume do recipiente
III) aumento da temperatura
IV) adição de um catalisador ao sistema

b) Indique, dentre as variações apresentadas no item anterior, a que altera o valor de K_c. Justifique a resposta.

Cálculos e respostas:

a)
I) A adição de N₂O₄ causará deslocamento da posição de equilíbrio para a direita. A quantidade de NO₂ irá aumentar.
II) Quando a pressão no sistema diminui, o sistema responde produzindo mais moléculas do gás, o que faz a pressão aumentar, no sentido de reagir à variação. Uma vez que mais moléculas estão sendo formadas se N₂O₄ está se decompondo, a quantidade de NO₂, no equilíbrio, irá aumentar.
III) Sendo a reação endotérmica, pode-se escrever da seguinte maneira, onde calor aparece como reagente:

Calor + N₂O_4(g) Û 2NO_2(g)

Uma vez que o aumento da temperatura é acompanhado por adição de calor, o sistema irá responder absorvendo calor — isto significa que o equilíbrio se deslocará para a direita. Deve-se notar, entretanto, que quando o equilíbrio se restabelece, existirá mais NO₂ presente.

IV) Um catalisador não tem efeito sobre o equilíbrio químico. O catalisador afeta a velocidade da reação, fazendo com que as reações alcancem o equilíbrio mais rapidamente. Assim, a quantidade de NO₂, no equilíbrio, não sofrerá alterações.

Cálculos e respostas:
b) A única variação que afeta a K_c é a variação de temperatura. O aumento da temperatura (adição de calor) irá aumentar K_c para esta reação, que é endotérmica.

3^a Questão: (2,0 pontos)

Dê a fórmula estrutural dos seguintes compostos:

Hidrocarboneto alifático, saturado, com cinco átomos de carbono que apresenta na sua nomenclatura o prefixo "iso".
Hidrocarboneto alifático, insaturado, com quatro átomos de carbono que apresenta isomeria geométrica.
Hidrocarboneto alifático, insaturado, com cinco átomos de carbono que é um alcino verdadeiro.
Hidrocarboneto cíclico, saturado, com cinco átomos de carbono.

Respostas:

4^a Questão: (2,0 pontos)

Para cada reação a seguir, indique o produto e também, as respectivas nomenclatura e função orgânica deste produto.

Respostas:

5^a Questão: (2,0 pontos)

Tem-se uma solução preparada pela dissolução de 16,7g de naftaleno em 200 mL de benzeno líquido, a 20 ^oC. A densidade do benzeno à temperatura dada é 0,87 g. mL^{– 1}.

Determine:

a fração molar do benzeno e do naftaleno na solução
a percentagem molar do benzeno e do naftaleno na solução

Cálculos e respostas:

b)
100% ----------1,0                                  C₆H₆ = 94,00%
y ----------------0,94                                C₁₀H₈= 6,00%
    y = 94,00 %