Questões de Química - IME | Gabarito e resoluções

(IME - 2019/2020 - 2 FASE) Informaes de Tabela Peridica: Constantes: Constante de Faraday: 1 F = 96500 Nmero de Avogadro: 6,02 x 10 Constante Universal dos Gases = Equao de Nernst: Converso: T(K) = t(C) + 273 O cloro comercial comumente usado na maioria das piscinas com o objetivo de eliminar microrganismos. Uma das formas de aplic-lo na gua da piscina a partir da adio de compostos contendo o on hipoclorito ou de cido tricloroisocianrico, vulgarmente denominado tricloro, que reage com a gua, formando cido hipocloroso e cido cianrico. As estruturas do tricloro e do cido cianrico so apresentadas abaixo. A soma das concentraes do cido hipocloroso e do on hipoclorito chamada de cloro livre, e ambas estabelecem um equilbrio dependente do pH, de acordo com o grfico abaixo. O cido hipocloroso oito vezes mais eficiente como agente biocida do que o on hipoclorito. Quando o pH est baixo, o excesso de cido hipocloroso favorece a formao de cloraminas, que so irritantes aos olhos dos banhistas. Quando o pH est alto, o poder de eliminao de microorganismos reduzido. Costuma-se considerar que o pH timo para aplicao em piscinas de 7,5. Uma das vantagens do uso do tricloro que o cido cianrico retarda o processo de fotlise do cloro livre quando a gua est exposta ao dos raios ultravioleta. Sem o cido cianrico, a meia-vida do cloro livre de 17 min. A adio do tricloro faz com que a perda de cloro livre ocorra a uma taxa de 15 % por dia. No entanto, o teor mximo recomendado de cido cianrico para piscinas de 100 ppm. J os teores do cido hipocloroso e do on hipoclorito devem ser mantidos, individualmente, entre 0,25 e 2,5 ppm. Em uma piscina residencial de 5000 L, foram medidos um pH de 8,5 e um teor de cloro livre de 0,5 ppm. Adicionaram-se ento 23,25 g de tricloro, ajustando-se o pH para o valor timo. Com base nas informaes acima: a) determine se, aps essa adio, a piscina estar em condies de uso. b) calcule em quantos dias o limite mnimo de cloro livre ser atingido, caso a piscina no seja mais usada. Dados: log (73) = 1,863; log(17) = 1,230; log(5) = 0,699.

(IME - 2019/2020 - 1 FASE) Uma medida quantitativa da estabilidade de um composto slido inico a sua energia de rede, definida como a energia requerida para decompor completamente 1 mol desse composto nos seus ons em fase gasosa. Considere os seguintes dados: I. a entalpia padro de formao do CaCl2 ; II. a primeira energia de ionizao do tomo de clcio ; III. a segunda energia de ionizao do tomo de clcio ; IV. a vaporizao de um mol de Ca(s)consome ; V. a energia de ligao do Cl2 ; VI. a afinidade eletrnica do Cl . Com base nessas informaes, estima-se que a energia de rede doCaCl2 , em, seja:

(IME - 2019/2020 - 2 FASE) Um minrio de ferro, contendo Fe3O4, foi analisado a partir da dissoluo de uma amostra de massa 1,161 g em cido. Na dissoluo, todo o ferro proveniente doFe3O4foi reduzido a Fe2+. A seguir, a amostra foi titulada com 40 mL de uma soluo 0,025 mol/L de KMnO4, tendo como produtos Mn2+ e Fe3+. Diante do exposto: a) escreva a equao inica global simplificada de oxirreduo, balanceada, ocorrida na titulao; b) determine a porcentagem em massa deFe3O4 no minrio. Dados: Informaes de Tabela Peridica:

(IME - 2019/2020 - 2 FASE) Estabelea a relao entre os pares cujas estruturas esto representadas abaixo, identificando-os como enantimeros, diastereoismeros, ismeros constitucionais ou representaes diferentes de um mesmo composto.

(IME - 2019/2020 - 1 FASE) Considere a representao da Tabela Peridica a seguir: Com base nessa representao da tabela, avalie as asseres abaixo: I. O composto de representao inico; II. A distribuio eletrnica [Ar] 4s2 3d8pode representar o on ; III. O istopo mais estvel do elemento tem 12 nutrons; IV. Os elementos que apresentam, em seu estado fundamental, a distribuio eletrnica [Ne] 3s2 3py, com , so todos no metais; V. O raio atmico de menor que o raio atmico de . Assinale a alternativa que contm somente asseres corretas.

(IME - 2019/2020 - 2 FASE) O minrio de bauxita uma mistura de xido de alumnio e outros compostos. Para obteno do alumnio puro, inicialmente a bauxita aquecida em um reator, juntamente com uma soluo de hidrxido de sdio, formando hidrxido de alumnio. Aps purificao e calcinao, o hidrxido gera xido de alumnio, que ento dissolvido em um eletrlito inerte e eletrolisado com anodos de carbono. Esses anodos reagem com o xido, eliminando gs no txico. Uma indstria tem a capacidade de processar at 9 mil toneladas de bauxita por dia e, a cada 6 kg desse minrio so obtidos 3,6 kg de xido de alumnio. Atualmente, a indstria aplica cuba eletroltica uma corrente de 130 MA durante 24 horas. Supondo 100% de eficincia da corrente, calcule o percentual da capacidade mxima que atualmente utilizado pela indstria. Dados: Constante de Faraday: 1 F = 96500 C.mol-1 Massas molares: Al = 27 g.mol-1; O = 16 g.mol-1

(IME - 2019/2020 - 1 FASE) A figura abaixo esquematiza o funcionamento de um aparelho de ionizao que pode ser til para medir baixas presses compreendidas entre 10-4e 10-10mmHg. Nesse dispositivo, eltrons partem de um filamento aquecido, atravessam uma rede cuja tenso fixa a energia do eltron, e atingem uma regio do tubo sonda ligada ao sistema de alto vcuo cuja presso se deseja medir. Esses eltrons ionizam espcies neutras presentes no tubo e formam ons positivos que so atrados por uma placa coletora negativa. Alm disso, produzem uma corrente que pode ser medida e correlacionada com a presso do sistema de vcuo. Portanto, quanto mais baixa a presso, menor o nmero de molculas neutras e, consequentemente, menor o nmero de ons positivos formados no tubo. O grfico abaixo relaciona as primeiras energias de ionizao aos nmeros atmicos dos respectivos elementos. Um aparelho de ionizao cuja energia eletrnica 15 eVfoi calibrado medindo-se a presso de um sistema que continha vapor de sdio. Como a leitura do instrumento seria afetada se o vapor de sdio fosse substitudo por nenio mesma presso?

(IME - 2019/2020 - 2 FASE) Em um experimento em laboratrio, tomaram-se duas amostras de 0,177 g de um composto de frmula CaHbOcNd. Uma das amostras foi completamente consumida por combusto, gerando 0,264 g de CO2 e 0,135 g de vapor de gua. A outra reagiu totalmente com compostos no nitrogenados, gerando amnia como nico produto nitrogenado, a qual necessitou de 3 cm3 de uma soluo 0,5 mol/L de cido sulfrico para sua completa neutralizao. Determine a frmula emprica do composto. Informaes de Tabela Peridica: Elemento H C N O F Mg Al S Cl K Ca Fe Cu Massa atmica (u) 1,00 12,00 14,00 16,00 19,00 24,00 27,00 32,00 35,5 39,00 40,00 56,00 63,5 Nmero atmico 1 6 7 8 9 12 13 16 17 19 20 26 29

(IME - 2019/2020 - 1 FASE) Considere a sequncia de reaes orgnicas abaixo: A opo que corresponde aos compostos de (I) a (V), respectivamente, :

(IME -2018/2019 - 2 FASE ) Folha de Dados Informaes de Tabela Peridica: Elemento H C N O F Mg Al Cl K Ca Cu Br Massa atmica (u) 1,00 12,0 14,0 16,0 19,0 24,3 27,0 35,5 39,1 40,1 63,5 80,0 Nmero atmico 1 6 7 8 9 12 13 17 19 20 29 35 Constantes Constantes de Faraday: 1 F = 96500 Cmol1 Constante Universal dos Gases = 0,082 atmLK1 mol1 = 2,00 calmol1 K1= 8,314 Jmol1 K1 log 2 = 0,3 100,4 = 2,5 Dados: Potenciais-padro de reduo a 25C: Equao de Nernst: Converso: T(K) = t(C) + 273 Considere a equao de dissociao do composto A, que ocorre a uma determinada temperatura: Desenvolva a expresso para o clculo da presso total dos gases, que se comportam idealmente, em funo do grau de dissociao () nas condies de equilbrio.

(IME - 2018/2019 - 1 FASE) Admita que uma soluo aquosa 0,0400 molar de cido tricloroactico congele a -0,1395 C. Considere, ainda, que a constante de abaixamento do ponto de congelamento (Kc) da gua seja 1,860 C.kg/mol e que 1,00 L de soluo contenha 1,00 kg de solvente. O valor da constante de dissociao (Ka) do cido tricoloractico ser

(IME -2018/2019 - 2 FASE ) Uma pequena clula eletroqumica blindada, formada por eletrodos de alumnio e de nquel, deve operar a temperatura constante de 298 K. Para tanto, recebe uma camisa de refrigerao, isolada do meio externo, contendo 100 g de gua. Supondo que a clula transfere ao exterior, de maneira reversvel, uma carga de 1 Faraday, calcule a elevao da temperatura que ocorrer na gua dentro da camisa de refrigerao. Ademais, sabe-se que essa clula apresenta uma variao de potencial na razo de 1,5 x 10-4V/K. Considere que o calor especfico da gua de refrigerao de 4,20 J/g.K. *Folha de Dados disponvel na questo 1

(IME - 2018/2019 - 1 FASE) As molculas abaixo so utilizadas como agentes antioxidantes: Tais agentes encontram utilizao naqumica medicinaldevido a sua habilidade em capturar radicais livres, espcies muito nocivas ao corpo, pois oxidam o DNA, causando inmeras doenas. A atividade antioxidante desses compostos est relacionada a sua capacidade de doareltronsouradicaishidrognio. Baseado nesse conceito, de se esperar que a ordem decrescente de atividade antioxidante das molculas seja:

(IME -2018/2019 - 2 FASE ) Mistura-se a gua contida em dois recipientes, designados por A e B, de forma adiabtica. Cada um contm a mesma massa m de gua no estado lquido. Inicialmente, as temperaturas so T no recipiente A e no recipiente B. Aps a mistura, a gua atinge a temperatura final de equilbrio trmico. Mostre que a variao de entropia do processo de mistura positiva. Dado: S = m cpInT2/T1,onde T2 e T1 so duas temperaturas em dois estados diferentes do processo e cp o calor especfico da gua , considerado constante. *Folha de Dados disponvel na questo 1

(IME - 2018/2019 - 1 FASE) Considere as reaes abaixo: H2(g) + O2(g)H2O(l) (l) H2(g) + O2(g) H2O(g) (ll) Assinale a alternativa correta.