CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 67 a 70

Resolução (Questões 67 a 70):

Questão 67 – Resposta

O Efeito Jahn-Teller, também conhecido como distorção tetragonal ou geometria tetragonal distorcida, é uma distorção que acontece na geometria octaédrica. Ocorre quando há um prolongamento da ligação ao longo do eixo do orbital d_z2, isto se dá principalmente com o Cu²⁺ quando for especificamente do tipo d⁹. Não existe efeito Jahn-Teller para o Niquel.

Gabarito: Errado

Questão 68 – Resposta

Complexos são espécies químicas formadas pela associação de íons ou moléculas (ligantes), ligadas ao átomo ou íon central de metal do bloco d. Por sua vez, cada ligante em um complexo, tem pelo menos um par de elétrons livres com o qual se liga ao íon ou átomo central por covalência coordenada. Dessa forma pela definição de ácido e base de Lewis, os ligantes são bases de Lewis (doam par de elétrons) e o átomo ou íon central metálico, funciona como ácido de Lewis (recebe par de elétrons).

Gabarito: Errado, os ligantes atuam como base de Lewis e não ácido de Lewis.

Referências:

Peter Atkins & Loretta Jones - Princípios de Química - questionando a vida moderna e o meio ambiente, editora Bookman, Porto Alegre, 2001. – Pag. 707

Questão 69 – Resposta

Seja a reação global:  [Ni(H₂O)₆]²⁺ + 6NH₃ D  [Ni(NH₃)₆]²⁺ + 6H₂O

Então: K = ([Ni(NH₃)₆]²⁺.[H₂O]⁶)/([Ni(H₂O)₆]²⁺.[NH₃]⁶)  

Vamos simplificar os termos das equações e chamar:

[Ni(H₂O)₆]²⁺  = “C”

[Ni(H₂O)₅NH₃]²⁺      = “C1”

[Ni(H₂O)₄(NH₃)₂]²⁺  = “C2”

[Ni(H₂O)₃(NH₃)₃]²⁺  = “C3”

[Ni(H₂O)₂(NH₃)₄]²⁺  = “C4”

[Ni(H₂O) (NH₃)₅]²⁺  = “C5”

[Ni(NH₃)₆]²⁺             = “C6”

Para reação:

1.      C   + NH₃ D C1 + H₂O,   K₁ = ([C1].[H₂O])/([C].[NH₃])

2.      C1 + NH₃ D C2 + H₂O,   K₂ = ([C2].[H₂O])/([C1].[NH₃])

3.      C2 + NH₃ D C3 + H₂O,   K₃ = ([C3].[H₂O])/([C2].[NH₃])

4.      C3 + NH₃ D C4 + H₂O,   K₄ = ([C4].[H₂O])/([C3].[NH₃])

5.      C4 + NH₃ D C5 + H₂O,   K₅ = ([C5].[H₂O])/([C4].[NH₃])

6.      C5 + NH₃ D C6 + H₂O,   K₆ = ([C6].[H₂O])/([C5].[NH₃])

      Reação Global: C + 6 NH₃ D C6 + 6 H₂O,   K = ([C6].[H₂O]⁶)/([C].[NH₃]⁶)

Multiplicando-se K1.K2.K3.K4.K5.K6, obtemos K = ([C6].[H₂O]⁶)/([C].[NH₃]⁶) – reação global

Gabarito: Certo

Questão 70 – Resposta

Na nomenclatura de complexo a terminação “ato” corresponde a um ânion, logo a terminação “niquelato” não representa a nomenclatura deste complexo que um cátion.

O nome correto do complexo [Ni(H₂O)₂(NH₃)₄]²⁺ é: diamintetraaquaniquel (II)  

Gabarito: Errado

CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 65 a 66

Resolução (Questões 65 a 66):

Questão 65 – Resposta

A variação de entropia de um processo de aquecimento de uma substância simples pode ser calculada pela expressão:

∆S = C_p.ln(T₂/T₁)

S₂ – S₁ = C_p.ln(T₂/T₁)

T₂ = T_f – Temperatura de fusão

T₁ = T = 298 K – Temperatura inicial

Dados:

ln(T₂/T₁) = ln(T_f/298) = 0,31

C_p = 90 J/mol.K – capacidade calorifica molar da ureia a pressão constante no intervalo de temperatura de 298 a T_f

S₁ = 105 J/mol.K (298 K) – entalpia molar padrão da ureia sólida

Cálculo de S₂ (entalpia molar da ureia sólida na T_f):

S₂ – S₁ = C_p.ln(T₂/T₁)

S₂ = S₁ + C_p.ln(T_f/298)

S₂ = 105 + 90.0,31 = 132,90 J/mol.K

Cálculo da entalpia molar da ureia líquida:

∆H_f/T_f = ∆S_f

Dado: ∆H_f/T_f = 35,0 J/mol.K

∆S_f  = S_f(liq) – S_f(sol.) =  S_f(liq) – 132,90

35,0 = S_f(liq) – 132,90

S_f(liq) = 132,90 + 35,0 = 167,90 J/mol.K

Gabarito: Certo, a entropia molar da ureia líquida, à pressão de 1 bar e temperatura Tf, é maior que 150 J/mol.K.

Questão 66 – Resposta

De acordo com a definição de Lewis, a basicidade é definida pela facilidade de uma molécula em doar par de elétrons não ligante, ou seja, quanto mais disponível estiver o par de elétrons não ligante, mais básica é a molécula.

Para amônia temos 1 par de elétrons não ligante livre.

Para ureia apesar de termos dois pares de elétrons não ligantes, estes não estão livres, devido ao efeito mesômero existente na molécula, além do mais, o grupo da carbonila, é um grupo retirante ou “sulgador” de elétrons, ou seja, os dois pares de elétrons não ligantes serão atraídos pela ligação dupla da carbolnila.

Gabarito: Errado, é a amônia que apresenta basicidade maior que a ureia.

CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 62 a 64

Resolução (Questões 62 a 64):

Questão 62 – Resposta

A reação da amônia com a propanona resulta na formação de uma imina e não uma amida (etanamida).
Mecanismo: O mecanismo de formação da imina, de maneira simplificada, começa com a adição nucleófila da amina sobre o carbonilo eletrófilo do aldeído ou cetona, formando-se um hemiaminal como intermediário, o qual na continuação perde uma molécula de água para conduzir à imina.
Amônia + Propanona " Imina + água
Imina: CH₃-C(NH)-CH₃ Gabarito: Errado

Questão 63 – Resposta

Para que uma substância molecular entre em ebulição (passar do estado líquido para o gasoso) é necessário separar as moléculas, ou seja , romper as forças intermoleculares.

(I)    Etilamina: CH₃-CH₂-NH₂ (MM = 45,08 g/mol)

(II)   Etanol: CH₃-CH₂-OH (MM = 46,06 g/mol)

Ambas apresentam uma Massa Molar muito próxima. Ambas são moléculas polares apresentando o mesmo tipo de forças intermoleculares (ligação de hidrogênio). A diferença esta no tipo de ligação de hidrogênio. A força da ligação O-H é maior que a da ligação N-H, devido a diferença de eletronegatividade.  Logo temos que o etanol apresenta uma temperatura de ebulição maior que a etilamina (é necessário mais energia para romper as ligações de hidrogênio O-H que N-H).

Gabarito: Certo

Questão 64 – Resposta

Definição: Um espectro IV é uma representação gráfica do que acontece quando se incide radiação infravermelha num sistema molecular e elas absorvem parte desta radiação em certos comprimentos de ondas e em certas quantidades. 
Sabemos que as vibrações moleculares que formam as bandas do espectro IV são características de cada molécula e dependem dos tipos de ligações existentes nas mesmas (momento dipolo permanente).
Analisando as duas estruturas abaixo podemos observar que a principal diferença entre as duas é a presença da ligação carbonila (C=O), que por sua vez possui uma banda de absorção típica em torno de 1.700 cm^-1 presente na estrutura da propanamida (A). Também podemos observar as fortes bandas de absorção correspondentes as nove ligaçãoes (C-H) em torno de 3.000 cm^-1 da trietilamina (B).  

Propanamida                       e                                    Trietilamina

Conclusão: O espectro A é da propanamida e o espectro B da trietilamina.

Gabarito: Certo

CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 59 a 61

Resolução (Questões 59 a 61):

Questão 59 – Resposta (pendente)

Questão 60 - Resposta

Definição: Reações elementares são reações químicas que ocorrem em uma única etapa (são raras) !
O que significa isso em relação a velocidade da reação ?
Que os expoentes (ordem da reação) correspondem exatamente aos coeficientes da reação química balanceada.
Reações Complexas: ocorrem em duas ou mais etapas (mais comuns). Exemplo:
N₂(g)+ 3H₂(g)  D  2 NH₃ (g)
1^aetapa (lenta) :   N₂ (g)  + 2H₂ (g)  D  N₂H₄ (g) - ETAPA LENTA
2^aetapa (rápida) : N₂H4(g)+ H₂ (g)  D  2 NH₃ (g) - ETAPA RÁPIDA
reação global :      N₂ (g)+ 3H₂ (g)  D  2 NH₃ (g)
A etapa determinante para a velocidade de uma reação é a etapa lenta.
Gabarito: Errado

 

Questão 61 - Resposta

Seja a reação: A " B

Pela definição de velocidade instantânea de uma reação temos que:

d[A]/dt = velocidade instantânea da espécie química A participante da reação (mol/L.s), onde

[A] – concentração da espécie química (mol/L)

dt – intervalo de tempo infinitesimal (s)

Reação de síntese da amônia:
N₂(g)+ 3H₂(g)  D  2 NH₃ (g)
1 mol   3 mols       2 mols

Para se produzir NH₃ (g) é necessário que 1 mol de N₂ reaja com 3 mols de H₂, a relação estequiométrica de N₂/H₂ é de 1:3, ou seja, a velocidade de “consumo” de H₂ é 3x maior que a velocidade de “consumo” de N₂, portanto:

d[H₂]/dt = 3.d[N₂]/dt

Gabarito: Certo

CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 57 e 58

Resolução (Questões 57 a 58):

Questão 57 - Resposta

O Fator de compressibilidade (Z) para um gás qualquer é definido como a razão entre o "volume molar do gás real" pelo "volume molar do gás ideal", ou seja:
Z = Vm(real)/Vm(ideal)
Para Z=1, Vm(real) = Vm(ideal), ou seja o gás real tem comportamento semelhante ao gás ideal
Para Z > 1, Vm(real) > Vm(ideal), o desvio do comportamento com o gás ideal é devido as forças de repulsão do gás real
Para Z < 1, Vm(real) < Vm(ideal), o desvio do comportamento com o gás ideal é devido as forças de atração do gás real
Também sabemos que quanto maior a temperatura de gás real, mais próximo é seu comportamento ao de um gás ideal.
Logo, a curva T' é de uma isoterma de maior temperatura se comparada com a da curva T, pois esta se aproxima da reta horizontal para o valor de Z=1 (comportamento ideal).
Gabarito: Errado


Questão 58 - Resposta
Pelo gráfico temos que:

Curva da temperatura T', para P=200 atm --> Z >1, logo pla definição do fator de compressibilidade (Z) para uma gás qualquer é definido como a razão entre o "volume molar do gás real" pelo "volume molar do gás ideal", ou seja:
Z = Vm(real)/Vm(ideal)
Para Z > 1, Vm(real) > Vm(ideal), o desvio do comportamento com o gás ideal é devido as forças de repulsão do gás real
Resposta: Certo

CESPE/FUB-2011/Químico - Q. 55 e 56

Resolução (Questões 55 a 56):

Questão 55 - Resposta

Nessa questão basta a aplicação direta da fórmula da capacidade calorífica molar (C'_p) do N₂(g) para o intervalo de temperatura variando de 298 a 800 K, 
Dados
C'_p = R (a + bT)
a = 3,2 K^-1
b = 7.10^-4 K^-1
R = 8,3 J/mol/K
T = 800 K
Cálculo da cap. calorífica molar a pressão constante para de T=800K
C'_p = 8,3 (3,2 + 7.10^-4 .800)
C'_p = 31,20 J/mol.K
Como a questão pede a capacidade calorífica a volume constante, para um gás ideal vale:
C'p - C'v = R
C'v = C'p - R
C'v = 31,20 - 8,3 = 22,90 
C'v = 22,90 J/mol.K 
Gabarito: Certo. É maior que 20,0 J/mol.K

Questão 56 - Resposta

Neste caso temos que a quantidade de calor Q a pressão constante é dada pela relação:
Q = C'_p.(T₂ - T₁)
Como C'_p é função da temperatura no intervalo de 298 a 800K (1 mol), temos:
Q = R.(a + bT).(T₂ - T₁), onde T₁ = 298 e T₂=T
Q = R.(a + bT).(T - 298)
substituindo os valores de "a" e "b", temos:
Q = R.[(3,2 + 7.10^-4.T).(T - 298)], é diferente de Q = R.[3,2 + 7.10^-4.(T - 298)]
Gabarito: Errado.