segunda-feira, 15 de janeiro de 2018

FUVEST- 3° DIA- 2° FASE- QUÍMICA QUESTÕES 5 E 6

ALÔ PESSOAL!
Ficou faltando a finalização da questão 5 e  questão 6:

5-a amostra era de alfa -pineno:




6- No acidente com o césio_137 ocorrido em 1987 em Goiânia, a cápsula, que foi aberta inadvertidamente, continha 92 g de cloreto de césio_137. Esse isótopo do césio sofre decaimento do tipo beta para bário_137, com meia_vida de aproximadamente 30 anos.
Considere que a cápsula tivesse permanecido intacta e que hoje seu conteúdo fosse dissolvido em solução aquosa diluída de ácido clorídrico suficiente para a dissolução total.
a) Com base nos dados de solubilidade dos sais, proponha um procedimento químico para separar o bário do césio presentes nessa solução.
b) Determine a massa do sal de bário seco obtido ao final da separação, considerando que houve recuperação de 100 % do bário presente na solução.
Note e adote:
Solubilidade de sais de bário e de césio (g do sal por 100 mL de água, a 20 oC).
Cloreto Sulfato
Bário 35,8 2,5 × 10_4
Césio 187 179
Massas molares:
cloro ..... 35,5 g/mol
enxofre ..... 32 g/mol
oxigênio ..... 16 g/mol
 RESPOSTA
a) A partir dos dados apresentados, o sulfato de bário apresenta menor solubilidade dentre os sais possíveis.
Partindo-se da solução de cloreto de bário e de cloreto de césio formada pela dissolução da amostra com HCℓ (aq), pode-se promover a separação dos íons bário e césio pela adição de uma solução contendo íons sulfato, ocorrendo a precipitação do sulfato de bário. Após esse procedimento, pode-se realizar uma filtração, separando o sulfato de bário sólido da solução sobrenadante.
b) Porcentagem de césio presente no cloreto de césio:
 

Massa de césio na amostra:
  

Abrindo-se a cápsula hoje se teria passado um período de meia-vida (30 anos), assim 36,5 g de césio teria se convertido em bário:



na formação do sal:
                                                                                                                                                                                               

FUVEST- 2° FASE- 3° DIA- RESOLUÇÕES DA PROVA DE QUÍMICA

ALÔ PESSOAL!
Aqui as resoluções das seis questões discursivas da Fuvst- 2018- dia 3 - segunda fase.
As questões foram resolvidas pelo Anglo, com inserções do XQUIMICA.


1- Pequenas mudanças na estrutura molecular das substâncias podem produzir grandes mudanças em seu odor. São apresentadas as fórmulas estruturais de dois compostos utilizados para preparar aromatizantes empregados na indústria de alimentos:
 



Esses compostos podem sofrer as seguintes transformações:
I. O álcool isoamílico pode ser transformado em um éster que apresenta odor de banana. Esse éster pode ser hidrolisado com uma solução aquosa de ácido sulfúrico, liberando odor de vinagre.
II. O ácido butírico tem odor de manteiga rançosa. Porém, ao reagir com etanol, transforma- se em um composto que apresenta odor de abacaxi.
a) Escreva a fórmula estrutural do composto que tem odor de banana e a do composto com odor de abacaxi.
b) Escreva a equação química que representa a transformação em que houve liberação de odor de vinagre.
  Resposta:




a) O éster com odor de banana é formado pela reação de um ácido carboxílico com o álcool isoamílico. Na hidrólise desse éster, percebe-se a formação de ácido acético (vinagre), indicando o ácido em questão. Assim, a fórmula estrutural do éster é:
  
    Obs: este éster se forma pela reação entre o álcool isoamilico e o ácido etanóico - reação de esterificação com  formação de éster e água .                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

O éster com odor de abacaxi é formado pela reação do ácido butírico com etanol. Portanto, a fórmula estrutural do éster é:

 
Obs: nesse caso temos o ácido butírico que vai reagir com o etanol, um álcool , para a formação do éster acima.
 b) a reação de hidrólise:
 



Obs: A hidrólise ácida de um éster é o inverso da esterificação, dando um ácido carboxílico- ácido acético- cheiro de vinagre -  e um álcool








2- A reação química de hidrólise de ésteres de ácidos carboxílicos é catalisada por ácidos e segue uma cinética de primeira ordem.
Uma solução aquosa 0,1 mol/L de acetato de etila praticamente não apresenta hidrólise em pH = 7; porém, ao se adicionar HC _ até a concentração de 0,1mol/L, observa_se hidrólise, de modo que a concentração de éster cai pela metade a cada 17,5 horas,  ou seja, o tempo de meia_vida da reação de hidrólise do acetato de etila é considerado constante e igual a 17,5 horas. A reação  prossegue até praticamente todo o éster reagir.
No quadriculado da folha de respostas, esboce os gráficos das concentrações de éster (acetato de etila), de álcool (etanol) e  de HC_ ao longo do tempo para essa reação, nomeando a curva referente a cada composto. Justifique sua resposta.


A reação de hidrólise do éster pode ser representada pela seguinte equação química:
 
Obs: veja que estamos falando da mesma situação da questão anterior, uma hidrólise ácida de um éster. 
Nota-se por essa equação que, para cada um mol de éster consumido, há a formação de um mol de álcool.
Levando-se em conta que a meia–vida da reação de hidrólise é de 17,5 h e que o HCℓ é o catalisador da reação e, portanto, não é consumido no processo, tem-se:
 

Obs:Verifique  que o ácido clorídrico permanece com a mesma quantidade= 0,10mol/litro.
O acetato de etila- éster- cai a concentração pela metade a cada 17,5h e como o processo é de 1 mol para um mol formado, logo o etanol aumenta na mesma proporção.
 3-
 

a) O estudante observará maior massa no arranjo 1, pois as células eletroquímicas estão associadas em série. Logo, em cada célula, a corrente que se forma é de 60 mA. Já no arranjo 2, as células eletroquímicas estão associadas em paralelo, e, como a corrente elétrica total é de 60 mA, pode-se concluir que, em cada célula, é formada corrente de 20 mA, diminuindo a massa de cobre depositado. Desse modo, no arranjo 1 ocorre maior deposição de cobre.

b) Massa de cobre que oxida:

 
 
4- Para investigar o efeito de diferentes poluentes na acidez da chuva ácida, foram realizados dois experimentos com os óxidos
SO3 (g) e NO2 (g). No primeiro experimento, foram coletados 45 mL de SO3 em um frasco contendo água, que foi em seguida
fechado e agitado, até que todo o óxido tivesse reagido. No segundo experimento, o mesmo procedimento foi realizado para
o NO2. Em seguida, a solução resultante em cada um dos experimentos foi titulada com NaOH (aq) 0,1 mol/L, até sua
neutralização.
As reações desses óxidos com água são representadas pelas equações químicas balanceadas:
H2O (l) + SO3 (g)--->     H2SO4 (aq) 
H2O (l) + 2NO2 (g)__>   HNO2 (aq) + HNO3 (aq)
a) Determine o volume de NaOH (aq) utilizado na titulação do produto da reação entre SO3 e água. Mostre os cálculos.
b) Esse volume é menor, maior ou igual ao utilizado no experimento com NO2 (g)? Justifique.
c) Uma das reações descritas é de oxidorredução. Identifique qual é essa reação e preencha a tabela na folha de respostas,
indicando os reagentes e produtos das semirreações de oxidação e de redução.
Note e adote:
Considere os gases como ideais e que a água contida nos frascos foi suficiente para a reação total com os óxidos.
Volume de 1 mol de gás: 22,5 L, nas condições em que os experimentos foram realizados.

a) somando as equações:
 
 
 

b-
 
 
 

Portanto, o volume de NaOH (aq) empregado no experimento com SO3 (g) é maior que o empregado no experimento com NO2 (g)
c) Reação do tipo oxirredução:
 
semirreação de oxidação: 
 
semirreação redução: 
 
5- 

 
RESPOSTA:
a) De acordo com os modelos de ozonólise fornecidos, ocorre a quebra da ligação dupla e a entrada de um átomo de oxigênio em cada lado da ligação, conforme um dos modelos fornecidos: