Comentário das Questões de Química - UERJ/2010

VESTIBULAR UERJ 2010
1ª PROVA DE QUALIFICAÇÃO – 21/06/09

Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias
Questões de Química

23. O sulfato de alumínio é utilizado como clarificante no tratamento de água, pela ação dos íons alumínio que agregam o material em suspensão. No tratamento de 450 L de água, adicionaram-se 3,078 kg de sulfato de alumínio, sem que houvesse variação de volume. Admitindo-se a completa dissociação do sal, a concentração de íons alumínio, em mol.L-1, é igual a:
(A) 0,02 (B) 0,03 (C) 0,04 (D) 0,05

Alternativa: C
Cálculos:
Al3+ com SO42- dá a fórmula Al2(SO4)3
Massa Molecular: (2.27+3.32+12.16) = 342u
Massa Molar: 342gmol-1.
1mol ......................................342g
nmol ...................................3078g onde n = 9,0mols

1mol Al2(SO4)3 ....................2 molsdo íon Al3+

9mols Al2(SO4)3..................18 mols do íon Al3+

Concentração = 18 mols de soluto/450L de solução = 0,04 mol/L do íons Al3+

24. O butano é um gás utilizado como matéria-prima na síntese de diferentes compostos, como, por exemplo, o 1,4-dibromobutano. Esse composto pode ser obtido a partir da reação de substituição entre o butano e o bromo molecular. Substituindo-se simultaneamente e de forma aleatória dois átomos de hidrogênio do butano por dois átomos de bromo, a probabilidade de que seja obtido o 1,4- dibromobutano é igual a:
(A) 0,2 (B) 0,4 (C) 0,6 (D) 0,8

Alternativa: A
Obs: do ponto de vista de compostos químicos obtidos não haveria alternativa.

Resolução:
Equação balanceada da reação química:

C4H10 + Br2 ...... 2HBr + C4H8Br2

a) O resultado matemático da entrada do primeiro átomo de bromo, substituindo aleatoriamente um átomo de hidrogênio é 10(dez). São dez porque o primeiro átomo de bromo substitui um dos dez hidrogênios presentes no butano.
O resultado químico da entrada do primeiro átomo de bromo, substituindo um átomo de hidrogênio é formar 3(três) compostos químicos. São três porque dá no mesmo substituir um hidrogênio no carbono primário da direita e substituir um hidrogênio no carbono primário da esquerda e porque dá no mesmo substituir um hidrogênio no primeiro ou no segundo carbono secundário. São formados dois compostos: 1-bromobutano e 2-bromobutano; Como há carbono quiral na substituição de carbono secundário do butano, as possibilidades aumentam para três. Espacialmente teremos dois isômeros: dextrógiro-2-bromobutano e levógiro-2-bromobutano.
b) O resultado matemático da entrada do segundo átomo de bromo, substituindo aleatoriamente a um dos nove hidrogênios restantes por um átomo de bromo dará uma probabilidade de combinações equivalente ao produto das dez primeiras possibilidades com as surgidas pela substituição dos nove hidrogênios restantes, dando então 10.9 = 90(noventa) possibilidades. Como a segunda substituição de um hidrogênio no primeiro carbono secundário será igual à substituição de um hidrogênio no segundo carbono secundário, devemos descontar estas duas possibilidades e o número baixa para 45(quarenta e cinco).
O resultado químico da entrada do segundo átomo de bromo no monobromobutano dá 10(dez) compostos químicos:
a) 1,1 - dibromobutano
b) 1,2 – D – dibromobutano(possui carbono quiral)
c) 1,2 – L - dibromobutano
d) 1,3 – D – dibromobutano(possui carbono quiral)
e) 1,3 – L - dibromobutano
f) 1,4 - dibromobutano
g) 2,2 – dibromobutano
h) 2,3 – D - dibromobutano(possui dois carbonos quirais iguais)
i) 2,3 – L – dibromobutano
j) 2,3 – Meso – dibromobutano

c) Para calcular matematicamente quantos 1,4- dibromobutano devemos escolher uma das três possibilidades de substituir hidrogênio em cada um dos dois carbonos primários, portanto 3.3 = 9(nove) possibilidades.
Do ponto de vista de composto químico obtido, há apenas 1(um) composto 1,4- dibromobutano.
Conclusão:
O resultado matemático da probabilidade proposta é 9/45 = 0,2 alternativa A.
O resultado químico da probabilidade proposta é 1/10 = 0,1 sem alternativa.

26. Em processos de gravação de letras e figuras em peças de vidro, o ácido fluorídrico reage com o dióxido de silício, principal constituinte do vidro, de acordo com a seguinte equação:
SiO2 (s) + 4 HF(aq) -------- SiF4 (g) + 2 H2O(l)
Na gravação de uma determinada peça de vidro, foi empregada uma solução aquosa de HF com concentração de 2,0 mol.L-1, verificando-se a formação de 1,12 L de SiF4 , medidos nas CNTP. O volume, em mililitros, de solução ácida utilizado correspondeu a:
(A) 50 (B) 100 (C) 150 (D) 200

Alternativa: B
1mol de SiF4(g)................... 22,40L SiF4(g)
n mol de SiF4(g) ................. 1,12L SiF4(g) então n = 0,05 mol de SiF4(g)

4 mols de HF .................... 1,00 mol de SeF4
n mols de HF ................... 0,05 mol de SiF4 então n = 0,20 mol de HF

1 L de solução de HF .......... 2,0 mols de HF
V L de solução de HF ......... 0,2 mol de HF então V = 0,1 L = 100mL

34. O selênio é um elemento químico essencial ao funcionamento do organismo, e suas principais fontes são o trigo, as nozes e os peixes. Nesses alimentos, o selênio está presente em sua forma aniônica Se2-. Existem na natureza átomos de outros elementos químicos com a mesma distribuição eletrônica desse ânion. O símbolo químico de um átomo que possui a mesma distribuição eletrônica desse ânion está indicado em:
(A) Kr (B) Br (C) As (D) Te

Alternativa: A
Resolução: Ao receber dois elétrons, o ânion Se2- fica com a configuração eletrônica do gás nobre Criptônio(Kr).

35. A acidez de frutas cítricas é determinada pela concentração de íons hidrogênio. Uma amostra de polpa de laranja apresenta pH = 2,3. Considerando log 2 = 0,3, a concentração de íons hidrogênio nessa amostra, em mol.L-1, equivale a:
(A) 0,001 (B) 0,003 (C) 0,005 (D) 0,007

Alternativa: C

pH = - log [H+] = - log [alfa.M] = - log [1.M]

log M = - pH = - 2,3 = - (2,0 + 0,3) =

Sabendo que log 100 = 2 e log 2 = 0,3 temos:

log M = - (log 100+ log2) = - log 100.2

log M = - log 200 = log 200-1

M = 1/200 = 0,005 mol/L

38. O ácido cianúrico é um agente estabilizante do cloro usado como desinfetante no tratamento de águas. Esse ácido pode ser representado pelas duas fórmulas estruturais a seguir:
(figura de dois isômeros em equilíbrio: – N = C(OH) - - NH – CO - )
Em relação à isomeria, essas duas estruturas representam compostos classificados como:
(A) oligômeros (B) tautômeros (C) estereoisômeros (D) diastereoisômeros

Alternativa: B
Comentário: os dois isômeros mantém um equilíbrio dinâmico pela migração do H ligado à hidroxila para o Nitrogênio e a conseqüente transferência da ligação (pí) que estava entre Carbono e Nitrogênio para o Carbono e o Oxigênio.

42. A quantidade total de glicose consumida pelo atleta foi de 0,5 mol. Dessa quantidade, 80% produziram somente ácido lático, e o restante foi completamente oxidado no ciclo dos ácidos tricarboxílicos. O volume de CO2, em litros, nas CNTP, produzido pelas mitocôndrias dos músculos do atleta, corresponde a:
(A) 0,10 (B) 2,24 (C) 6,72 (D) 13,44

Alternativa: D
Equação balanceada da reação química:
0,5 mol de C6H12O6........................... 100%
n mol de C6H12O6 ............................. 20% então n = 0,1 mol de C6H12O6

1,0 mol de C6H12O6 .......................... 6 mols de CO2
0,1 mol de C6H12O6 .......................... n mol de CO2 então n = 0,6 mol de CO2.

1,0 mol de CO2 ............................... 22,4L de CO2
0,6 mol de CO2 ............................... V L de CO2 então V = 13,44L de CO2.

Totti Alceudispor!