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UFBA Vestibular de 2007 - PROVAS 2ª FASE - Química

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Quest o 06 (Valor: 15 pontos) A f rmula de Balmer-Rydberg, expressa por em que o comprimento de onda de uma linha do espectro de emiss o do hidrog nio, H; RH a constante de Rydberg para o hidrog nio; nf e ni s o n meros inteiros, com nf < ni, foi obtida a partir da an lise de resultados experimentais e sugere que as linhas espectrais de emiss o do hidrog nio est o relacionadas a n meros inteiros. Explique o modo como o cientista dinamarqu s Niels B hr, por meio de procedimentos te ricos, obteve a f rmula de Balmer-Rydberg e destaque os aspectos novos de sua teoria. *** UFBA / UFRB 2007 2a Fase F sica 7 Qu mica UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 8 Qu mica QUEST ES de 01 a 06 LEIA CUIDADOSAMENTE O ENUNCIADO DE CADA QUEST O, FORMULE SUAS RESPOSTAS COM OBJETIVIDADE E CORRE O DE LINGUAGEM E, EM SEGUIDA, TRANSCREVA COMPLETAMENTE CADA UMA NA FOLHA DE RESPOSTAS. INSTRU ES: Responda s quest es, com caneta de tinta AZUL ou PRETA, de forma clara e leg vel. Caso utilize letra de imprensa, destaque as iniciais mai sculas. O rascunho deve ser feito no espa o reservado junto das quest es. Na Folha de Respostas, identifique o n mero das quest es e utilize APENAS o espa o destinado a cada uma, indicando, DE MODO COMPLETO, AS ETAPAS E OS C LCULOS envolvidos na resolu o da quest o. Ser atribu da pontua o ZERO quest o cuja resposta n o se atenha situa o ou ao tema proposto; esteja escrita a l pis, ainda que parcialmente; apresente texto incompreens vel ou letra ileg vel. Ser ANULADA a prova que n o seja respondida na respectiva Folha de Respostas; esteja assinada fora do local apropriado; possibilite a identifica o do candidato. Quest o 01 (Valor: 15 pontos) O acesso gua de boa qualidade essencial para o desenvolvimento de uma sociedade. A desinfec o da gua pelo cloro uma das maiores conquistas em sa de p blica da hist ria da humanidade conseguiu diminuir os ndices de doen as, a exemplo de tifo e de c lera, causadas por bact rias. Entretanto, em 1974, cientistas descobriram que a clora o da gua d origem a uma s rie de produtos org nicos secund rios carcin genos e capazes de interferir no sistema end crino humano, a exemplo dos THMs trialometanos, CHCl3 e CHBr3, dentre outros produzidos a partir de rea es dos cidos hipocloroso, HClO(aq), e hipobromoso, HBrO(aq), com subst ncias resultantes de atividade humana. (BROWN e outros, 2005, p. 672-673). A partir das considera es presentes no texto, desenhe a f rmula eletr nica de Lewis para o tribromometano e identifique a natureza das intera es intermoleculares entre a gua e o triclorometano; escreva a equa o qu mica que representa a rea o revers vel de clora o da gua e apresente, com base nessa equa o, um argumento que justifique a redu o da concentra o de THMs aquoso a partir da diminui o da quantidade de cloro adicionado gua. UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 9 Quest o 02 (Valor: 20 pontos) A decomposi o da azida de s dio, NaN 3(s), usada para inflar a irbag equipamento de seguran a utilizado em autom veis. Ao se decompor completamente, durante uma colis o, essa subst ncia libera g s nitrog nio, N2(g), que provoca a expans o imediata do a irbag , de acordo com a rea o representada pela equa o qu mica n o-balanceada NaN3(s) Na(s) + N2(g). Considerando essas informa es, balanceie, com os menores coeficientes estequiom tricos inteiros, a equa o de decomposi o da azida de s dio e determine a massa aproximada, em gramas, dessa subst ncia, necess ria para inflar completamente, com nitrog nio, um airbag de 50L a 27oC e a 1,14atm. UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 10 Quest o 03 (Valor: 20 pontos) O processo de desertifica o do semi- rido brasileiro, que vem se ampliando rapidamente, resultado dentre outras a es de queimadas, de desmatamentos e de manejo inadequado do solo. A eros o e o empobrecimento do solo pela destrui o da mat ria org nica e pela + +2 dissolu o de ons a exemplo de K (aq), Ca (aq), Cl (aq) e que s o arrastados pela gua da chuva constituem algumas das conseq ncias dessas a es. A partir dessas considera es e da an lise do gr fico e admitindo que os sais, em determinadas condi es, exibem o comportamento mostrado no gr fico e que a massa espec fica da gua igual a 1,0g.cm 3, a 45oC, + determine a massa aproximada, em kg, de ons K (aq) que se encontram dissolvidos em uma solu o saturada, obtida pela dissolu o de cloreto de pot ssio em 20L de gua, a 45oC, e apresente uma explica o que justifique o aumento da solubilidade de CaCl2, de KNO3 e de KCl, com o aumento da temperatura; mencione duas formas de recupera o da fertilidade do solo, que foi empobrecido pelo processo de desertifica o decorrente das a es acima referidas. UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 11 Quest o 04 (Valor: 15 pontos) A estocagem de CO2 emitido por usinas termel tricas, no subsolo, constitui um m todo que vem recebendo aten o crescente como uma das formas de diminuir o aquecimento da atmosfera da Terra. Pesquisadores acreditam que os melhores dep sitos s o de rochas sedimentares (arenito) repletas de poros preenchidos com salmoura ( gua salgada), onde a press o cerca de 100 vezes a press o atmosf rica. O CO2 pressurizado, injetado em fase supercr tica , substitui a salmoura nas forma es geol gicas. A equa o qu mica CO 2( l) + 2H 2O( l ) + H 3 O+(aq) representa o comportamento do CO2(l), a 100 atm, quando em equil brio qu mico com a salmoura. Com base nessas informa es e admitindo que o CO2(l) sol vel na salmoura e que essa solu o constitu da unicamente por NaCl(aq), identifique a base conjugada do on H3O+(aq) de acordo com os conceitos sobre cidos e bases de Br nsted-Lowry; verifique se ocorre varia o de pH do sistema em equil brio com a inje o de mais CO2(l), a 100 atm, no dep sito de rochas sedimentares e justifique sua resposta. UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 12 Quest o 05 (Valor: 20 pontos) O nitrog nio um dos elementos qu micos essenciais aos seres vivos. encontrado em muitos compostos importantes para a manuten o da vida, como as prote nas, os cidos nucl icos, as vitaminas e os horm nios. Os animais s o incapazes de sintetizar compostos complexos de nitrog nio de que necessitam, a partir de subst ncias menos complexas, como fazem as plantas. O nitrog nio continuamente reciclado na natureza de v rias formas como mostrado, resumidamente, na ilustra o. Microorganismos convertem compostos de nitrog nio presentes em dejetos de animais e em plantas e animais mortos, em nitrog nio gasoso, N2(g), o qual retorna atmosfera. Para que a cadeia alimentar seja mantida, o N2(g) atmosf rico convertido, no solo, por bact rias, em compostos que as plantas podem utilizar a exemplo da am nia e de ons nitrato e ent o incorpor -los. Em raz o da estabilidade dessa mol cula, que possui energia de liga o elevada, a fixa o do nitrog nio no solo ocorre a partir da a o da enzima nitrogenase encontrada em bact rias que vivem nos n dulos das ra zes de plantas, como as leguminosas. Essa enzima catalisa a convers o de N2(g) em am nia. (BROWN e outros, 2005, p. 517). N2(g) + O2(g) 2NO(g) Com base na an lise da ilustra o, nas informa es do texto e da tabela e na equa o qu mica representada, identifique, considerando a manuten o da cadeia tr fica, uma das etapas de oxida o e uma das etapas de redu o no ciclo de nitrog nio e explique a a o catal tica da enzima nitrogenase, em termos cin tico e de energia, na convers o de nitrog nio gasoso em am nia, no ciclo de nitrog nio; determine o valor estimado da varia o de entalpia de rea o entre o nitrog nio e o oxig nio gasosos. UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 13 Quest o 06 (Valor: 10 pontos) A perda extensiva da pele de indiv duos portadores de queimaduras ou de lceras de pele pode ser recuperada gra as a tecidos artificiais constitu dos de c lulas de pacientes ou de doadores. O tecido deve se desenvolver sobre um suporte de biomaterial resistente, biodegrad vel e compat vel que permite ader ncia e diferencia o de c lulas medida que a cultura cresce. O biomaterial hidroliza-se propor o que as c lulas se desenvolvem e se unem aos tecidos adjacentes. O biomaterial com essas caracter sticas um copol mero dos cidos glic lico e l ctico obtido por rea es qu micas que podem ser representadas, resumidamente, pela equa o qu mica. (BROWN e outros, 2005, p. 429-430). A partir dessas informa es, classifique o copol mero de acordo com a rea o qu mica representada e com o grupo funcional presente na estrutura e, em seguida, escreva a f rmula estrutural condensada dos produtos resultantes da hidr lise do biomaterial em meio cido. *** UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 14 REFER NCIAS BROWN, T. L. et al. Qu mica: a ci ncia central. Tradu o Robson Mendes Matos. 9. ed. S o Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. Adaptado. Fonte da ilustra o BROWN, T. L. et al. Qu mica: a ci ncia central. Tradu o Robson Mendes Matos. 9. ed. S o Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. p. 517. (Quest o 05) *** UFBA / UFRB 2007 2a Fase Qu mica 15 VESTIBULAR 2007 2a FASE GABARITO QU MICA Quest o 01 (Valor: 15 pontos) F rmula eletr nica de Lewis para o tribromometano Br H C Br Br As intera es intermoleculares entre a gua e o triclorometano s o de natureza dipolo permanente-dipolo permanente. Equa o qu mica que representa a clora o da gua: Cl2(g) + H2O(l) HClO(aq) + HCl(aq) A diminui o da quantidade de cloro adicionado gua implica na diminui o da concentra o de HClO(aq) e, conseq entemente, redu o da concentra o de THMs aquoso. Quest o 02 (Valor: 20 pontos) Equa o qu mica, balanceada, de decomposi o da azida de s dio 2NaN3(s) 2Na(s) + 3N2(g) C lculo da massa da azida de s dio Quantidade de mat ria de N2(g) 1,14 atm.50L 57 nN2 1 1 0,082 atm.L.K .mol .300K 24,6 2,32 mol Massa molar de NaN3 = 65,0g.mol 1 Massa da azida de s dio necess ria para inflar o airbag 2 mol . 65,0g mol 1 . 2,32 mol . 28g mol 1 mNaN3 100,5g 3 mol . 28g mol 1 Quest o 03 (Valor: 20 pontos) A massa de KCl que se dissolve em 100g de gua, a 45oC, formando uma solu o saturada 40g. C lculo da massa de KCl dissolvido em 20L ou 20kg de gua 40g de KCl . 20 000g de H 2 O 8 000g de KCl 100g de H 2 O Massa de K+(aq) em 8 000g de KCl(aq) 39,1g de K . 8 000g 74,6g de KCl 4193g de K+(aq) ou 4,2kg de K+(aq) Como os sistemas constitu dos por gua e cada um dos sais CaCl2, KNO3 e KCl, durante a dissolu o, comportam-se de forma endot rmica, a solubilidade aumenta com o aquecimento. A recupera o da fertilidade do solo pode ser feita por meio da utiliza o de fertilizantes que rep em os nutrientes e pela aduba o verde e org nica que torna o solo mais f rtil e rico em mat ria org nica. Quest o 04 (Valor: 15 pontos) De acordo com os conceitos sobre cidos e bases de Br nsted-Lowry, a base conjugada do on H3O+(aq) a gua. N o h varia o de pH do sistema com a inje o de mais CO2(l) em raz o do sistema em equil brio estar saturado, considerando-se que o di xido de carbono e a gua encontram-se na fase l quida. Quest o 05 (Valor: 20 pontos) NO3 (aq) e uma das etapas de redu o Uma das etapas de oxida o NH3(aq) N2(g) NH3(aq). A enzima nitrogenase diminui a energia de ativa o da rea o de convers o do N2(g) em NH3, aumentando a velocidade de rea o. Valor estimado da varia o de entalpia da rea o entre o nitrog nio e o oxig nio de acordo 2NO(g). com a equa o qu mica N2(g) + O2(g) Sendo H1 a entalpia de liga es rompidas e H2 a entalpia de liga es formadas, tem-se H1 = HN N + HO=O = 941kJ + 495kJ = 1436kJ H2 = 2HN=O = 2.607kJ = 1214kJ Hrea o = 1436kJ 1214kJ = 222kJ Quest o 06 (Valor: 10 pontos) De acordo com o grupo funcional e com a rea o qu mica representada, o copol mero um poli ster de condensa o. As f rmulas estruturais condensadas dos produtos de hidr lise do copol mero, em meio cido, s o O O || || HOCH2COH e HOCHCOH | CH3 Obs: Em todas as quest es, outras abordagens poder o ser aceitas, desde que sejam pertinentes. Em 18 de dezembro de 2006 Nelson Almeida e Silva Filho Diretor do SSOA/UFBA

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