UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO DEPTO DE QUÍMICA – ICE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA Lista de Exercícios para Nivelamento em Química Geral - 2007 - Prof. Francisco

1. O calor de combustão do anidrido sulfuroso é de 198 kJ/mol. Qual o calor gerado quando são

misturados 13,4 litros de dióxido de enxofre a 1,25 atm e 298 K, com 17,5g de oxigênio?

2. Em uma solução de HF, a concentração de fluoreto em equilíbrio é 1,7 x 10-2

M. Qual o pH da solução

e qual a concentração de equilíbrio do ácido? Ka = 7 x 10-4

.

3. Calcule a concentração de cada espécie presente numa solução aquosa 0,40M de amônia. Qual é o

grau de dissociação desta solução? Ka = 1,76 x 10-5

.

4. A constante de equilíbrio para a dissociação do ácido benzóico em água é igual a 6,4 x 10-5

. Calcule a

concentração de equilíbrio do ânion benzoato em solução 5,0 x 10-2

M desse ácido. Assuma o seguinte

equilíbrio:

C6H5CO2H(aq) + H2O(l) � C6H5CO2¯

(aq) + H3O+

(aq)

5. Dadas as entalpias de ligação (em kJ/mol), calcule ∆H0 das reações abaixo:

C-H : 412; C-C : 348; C=C : 612; C≡C : 837; H-H : 436; H-Cl : 431; C-Cl : 338

C2H2 (g) + 2 H2 (g) → CH3CH3 (g)

C2H4 (g) + HCl (g) → CH3CH2Cl (g)

6. A constante de equilíbrio para a dissociação do HCN em água é igual a 4,9 x 10-10

. Calcule a concentração

de equilíbrio dos íons [H+

(aq)] em solução 0,20 M desse ácido.

Lista de Exercícios para Nivelamento em Química Geral - 2007 - Prof. Carlos Mauricio

Assunto: Estrutura atômica; ligação e estrutura química

1. Quais dos seguintes conjuntos de números quânticos {n, l, m, s} não podem existir?

a) {3, 1, +1, +½}

b) {1, 1, -1, +½}

c) {4, 3, -2, -½}

d) {3, 2, 0, +½}

e) {5, 4, +5, -½}

f) {8, 6, -1, +½}

2. O iodo e o cobre são elementos presentes em pequenas quantidades nos animais, mas são essenciais

para eles.

a) Quantos elétrons têm m = -1 em um átomo de iodo no estado fundamental?

b) Quantos elétrons têm l = 1 em um átomo de cobre no estado fundamental?

3. Responda:

a) Um raio de luz é formado por um feixe de partículas chamadas fótons. A energia de um fóton é igual

à energia da radiação correspondente. Uma lâmpada azul (comprimento de onda igual a 470 nm) produz

5,0 J de energia por segundo. Quantos fótons azuis serão produzidos se a lâmpada ficar ligada 10 s?

b) As lâmpadas de vapor de sódio usadas na iluminação pública emitem luz amarela de comprimento de

onda de 589 nm. Qual a energia emitida por um mol de átomos de sódio, neste comprimento de onda?

4. A reação abaixo ocorre liberando –1123 kJ/mol.

Mg(s) + F2(g) → MgF2(s)

A energia para vaporizar o Mg(s) é igual a 148 kJ/mol. A energia para formar átomos de F a partir de

moléculas de F2 é igual a 155 kJ/mol. A primeira energia de ionização do Mg é igual a 737,7 kJ/mol e a

segunda é igual a 1451 kJ/mol. A afinidade eletrônica do Cl é igual a –348,8 kJ/mol. Use esse conjunto

de informações e calcule a energia de rede do MgF2(s).

5. Represente nas 6 estruturas abaixo TODOS os pares de elétrons solitários (não ligantes). Para os

átomos carregados, indique as cargas presentes e diga qual será a carga total de cada estrutura. Indique

se há estruturas hipervalentes.

C C

O

OF

F

F

N

N C

N

N

O H

C

C

C

N

C

CH

H

H

H

P

O

O

OO

P

O

O

O

H2C

CH3 N

CH

N

C

C

C

NH

C

N

NH

O

C

C

N

Br Br

6. Desenhe estruturas de Lewis para as seguintes substâncias:

a) PH3

b) NO3−

c) SiF4

d) HCO2−

e) HOBr

7. Use estruturas de Lewis e o conceito da repulsão dos pares de elétrons de valência e prediga a forma

das seguintes moléculas. Sugira valores aproximados para os principais ângulos de ligação (por

exemplo, menor do que 109,5°; maior do que 109,5°, menor que 120°, maior do que 120°, etc)

a) ClO4−

b) PBr3

c) H2Se

d) CS2

e) NH4+

8. As moléculas NF3, BF3 e ClF3 têm fórmulas moleculares semelhantes, mas as moléculas

correspondentes têm estruturas bem diferentes. Faça um esboço da estrutura tridimensional de cada uma

delas e explique a diferença.

9. Sugira quais são os orbitais híbridos usados pelos átomos sublinhados nas seguintes estruturas:

a) NH2−; b) H3S

+; c) XeF2; d) BI3; e) BCl4

−.

10. Faça diagramas de energia de orbitais moleculares para os seguintes íons moleculares. Quais serão

diamagnéticos?

a) O22¯

b) Be22+

c) Li2+

d) B22¯

11. Lasers de rubi usam cristais de Al2O3 contendo pequenas quantidades de íons Cr

3+, que absorvem

radiação eletromagnética. Estes íons perdem parte da energia adquirida como calor e emitem o restante

como radiação com comprimento de onda de 694 nm. Se a radiação absorvida pelos íons Cr3+

tiver

comprimento de onda igual a 500 nm, qual o percentual da energia absorvida que será perdida como

calor por cada mol?

Lista de Exercícios para Nivelamento em Química Orgânica – 2007 - Profs. Marco Edílson/

Rosane

Assunto: Esteroquímica/Análise Conformacional; Acidez/basicidade; Substituição Nucleofílica; Química dos Aromáticos; Compostos carbonílicos.

1. Abaixo estão desenhadas as projeções de Newman para os confôrmeros mais estáveis do 1,2-

dibromoetano (A) e do 1,2-diidroxietano (B). Justifique, para cada caso, a maior estabilidade destas

conformações.

Br

HH

H H

Br

OH

HH

H OH

H

(A) "anti" (B) "gauche"

2. O (+)-limoneno (estrutura abaixo) é um monoterpeno natural, presente em elevada concentração nas

cascas de frutas cítricas, como a laranja.

(a) Determine a configuração do centro assimétrico presente na molécula do (+)-

limoneno;

(b) Desenhe a estrutura do seu enantiômero, indicando sua configuração;

(c) Sabendo que o (+)-limoneno possui valor de [α]D25

= +123,8o, qual deve ser o

valor de [α]D25

de seu enantiômero?

3. Justifique, através do mecanismo das reações, as seguintes observações experimentais:

(a) O (S)-3-cloro-3-metilexano, quando colocado frente a um excesso de metanol (condições de

solvólise), gera o respectivo éter metílico, na forma de um racemato;

(b) Na reação de nitração da acetanilida obtem-se, como produto majoritário, a para-

nitroacetanilida.

(+)-Limoneno

Cl CH3 CH3O CH3CH3OH

(S)-3-Cloro-3-metilexano Racemato

N

O

CH3

H

Acetanilida

4. Coloque os compostos abaixo em ordem de reatividade para a reação de substituição nucleofílica

acílica (SN no carbono carbonílico de derivados acila). Justifique sua resposta.

5. Responda os itens a seguir:

a. Identifique o hidrogênio mais ácido da substância i). (Explique.)

b. Dê o mecanismo da formação de ii) (aldeído cinâmico) a partir do benzaldeído e acetaldeído.

c. Seria possível preparar com eficiência o produto iii) usando uma condensação aldólica? Porque?

O

CO2Et

i)

H

O

ii) iii)

O

H

6. Explique (usando mecanismos) porque para preparar ésteres pela reação

RCO2H + R’-OH �

devemos, em geral, usar um ácido inorgânico forte como catalisador e alta temperatura, ao passo que

com a reação

RCOCl + R’-OH �

não é preciso catalisador e pode-se proceder à temperatura ambiente, com rendimentos bem melhores.

7. O prolitano é uma droga antidepressiva, preparada industrialmente através de uma reação de

aminação redutiva. Descreva a reação de preparação deste composto, indicando as condições reacionais,

precursores amina e composto carbonilado.

N

Prolitano

CH3

O

OCH3 CH3

O

Cl CH3

O

NH2

8. Dê as condições reacionais e/ou produtos, indicados por letras (A-I), nos itens a seguir:

Obs: Uma letra pode indicar mais de uma etapa.

(d)

O OD

O

E

O

O

CH3 A

OCH3

(a)

(b)

O O

B

(c)

OC

O

NH2

(e)

O

O

+

O

O

O

F

(f)

O

OH SOCl2 GCH2CH2NH2

H ILiAlH4

9. Descreva o mecanismo da reação descrita no item (e) da questão anterior (trata-se de uma anelação de

Robinson).

Lista de Exercícios para Nivelamento em Físico-Química- 2007-Profa Clarissa

1) Sabendo-se que a reação química A + B = C acontece a pressão e temperatura constantes, e tem

uma variação de entropia negativa (∆S < 0), para que ela seja espontânea no sentido indicado, o

que você pode afirmar a respeito da variação de entalpia (calor envolvido) nesta reação?

2) Os calores padrão de combustão do etanol, do ácido acético e do acetato de etila são

respectivamente –1,36 kJ/mol, -0,874 kJ/mol e –2,25 kJ/mol. A partir destas informações,

determinar o calor da seguinte reação:

C2H5OH(l) + CH3COOH(l) = CH3COOC2H5(l) + H2O(l)

3) A função Aexp(-αx), com α real e positivo, é auto-função do operador hamiltoniano H, definido

para um sistema unidimensional com V(x) = 0 como

2

2

2 xmH

∂

∂

−=

η?

Em caso afirmativo, qual o seu auto-valor? E a qual propriedade do sistema este autovalor está

associado?

4) Calcule a energia de ativação (Ea) para uma reação cujo coeficiente de velocidade à temperatura

ambiente vem duplicado, para um aumento de 10 °C na temperatura. A equação que relaciona a

temperatura com o coeficiente de velocidade é a equação de Arrhenius, que tem a forma: (1,0

pontos)

k=Aexp(-Ea/RT)

5) Partindo das equações abaixo, mostre para qual ordem de reação o tempo de meia-vida INDEPENDE da

concentração inicial de reagente.

As seguintes equações cinéticas são conhecidas: 1a ordem: ln([A]/[A]0) = -kt

2a ordem: kt

AA+=

0][

1

][

1

ordem zero: [A] = [A]0 -kt

LISTA DE EXERCÍCIOS DE BIOQUÍMICA –Profa Sonia Regina 1) O segmento de RNA abaixo, origina a hemoglobina M:

5’AUG-GCC-UCU-CAU-AUA-CUA-UGC-UAU

Uma mutação que ocorre através da inserção de uma base G entre as bases 11 e 12, ocasiona a

produção da meta-hemoglobina, uma molécula que ao contrário da molécula normal, não transporta

oxigênio. Escreva o segmento de RNA mutante e as cadeias polipeptídicas resultantes da tradução do

segmento normal e do mutante, indique também as porções N e C terminal.

U C A G

U Phe

Phe

Leu

Leu

Ser

Ser

Ser

Ser

Tyr

Tyr

Fim

Fim

Cys

Cys

Fim

Trp

U

C

A

G

C Leu

Leu

Leu

Leu

Pro

Pro

Pro

Pro

His

His

Gln

Gln

Arg

Arg

Arg

Arg

U

C

A

G

A Ile

Ile

Ile

Met

Thr

Thr

Thr

Thr

Asn

Asn

Lys

Lys

Ser

Ser

Arg

Arg

U

C

A

G

G Val

Val

Val

Val

Ala

Ala

Ala

Ala

Asp

Asp

Glu

Glu

Gly

Gly

Gly

Gly

U

C

A

G

2) Responda conforme o enunciado:

2.1) Com relação à cinética de Michaelis-Menten, indique se as afirmações a seguir são verdadeiras ou

falsas

( ) KM representa a concentração de substrato para a reação atingir a velocidade máxima

( ) Em altas concentrações de substrato a velocidade da reação independe da concentração de substrato

( ) A concentração de substrato não afeta a velocidade da reação

( ) KM corresponde a uma determinada concentração de substrato

2.2) Com relação ao ATP (adenosina trifosfato), indique se as seguintes afirmações são verdadeiras ou

falsas.

( ) Ele contém um anel furânico.

( ) Ele é o composto fosfatado de maior energia livre de hidrólise na célula

( ) Ele é um composto de reserva de energia da célula

( ) Sua energia livre de hidrólise pode ser usada para outras reações

( ) Seu açúcar constituinte é a glicose

2.3) Os pKa’s dos três grupos ionizáveis de um aminoácido são: pKa (-COOH) = 2,2, pKa (-NH3+)= 9,11

e pKa (-R)=10,07. Quando esse aminoácido apresentará maior capacidade tamponante?

( ) Em todos os pHs entre 2,2 e 10,07

( ) Em pH próximo a 7,1

( ) Em pHs entre 9 e 10

( ) Em pH próximo de 5,7

( ) Aminoácidos não podem atuar como tampões

3)Calcule o ponto isoelétrico e indique a(s) forma(s) existente(s) em pH 2; pH 7 e pH 9 dos aminoácidos

hipotéticos X, Y e Z. A seguir forme um tripeptídio com os aminoácidos hipotéticos X, Y e Z, de tal

forma que o de caráter ácido seja o N-terminal e o básico o C-terminal.

Dados:

X Y Z

pk αCOOH 3,6

pk αNH3+ 7,8

pk αCOOH 2,8

pk ωCOOH 3,4

pk αNH3+ 8,8

pk αCOOH 3,2

pk αNH3+ 8,2

pk ωNH3+ 10,6

4) Sabendo-se o objetivo da degradação da glicose, compare o metabolismo anaeróbico e o aeróbico

desta substância, e explique por que se consomem mais moléculas de glicose em condições anaeróbicas?

5) No gráfico de Lineweaver-Burk, abaixo, identifique a presença do Inibidor Competitivo e do

Inibidor Não Competitivo. Explique sua escolha. Em seguida, transforme este gráfico no gráfico de

Michaelis-Menten, indicando também a presença dos inibidores.

A

B C

1 /V

1 / [ s ]

6) Embora existam métodos gráficos para a determinação acurada dos valores de Vmáx e KM de uma

reação catalisada enzimaticamente, estes valores podem ser estimados rapidamente a partir das

velocidades iniciais obtidas em concentrações crescentes do substrato. Usando as definições de KM e

Vmáx estime os valores aproximados destas constantes, para a reação enzimática que fornece os

seguintes resultados: (Explique sua resposta)

[S] (moles/litro) V (µmoles/min.)

5,0 x 10-4

125

2,0 x 10-4

125

6,0 x 10-5

121

4,0 x 10-5

111

3,0 x 10-5

96,5

2,0 x 10-5

62,5

1,6 x 10-5

42,7

1,0 x 10-5

13,9

8,0 x 10-6

7,5

7) Sabendo-se que em uma célula anaeróbica a conversão da glicose a lactato ocorre com uma variação

de energia livre da ordem de –52kcal/mol, acompanhada pela síntese de dois moles de ATP, determinar:

a) A eficiência de conversão de energia na célula anaeróbica.

b) Quantos moles de ATP por mol de glicose são produzidos (utilizando a eficiência de conversão

encontrada no organismo anaeróbico) quando a glicose é completamente oxidada a CO2 e H2O,

sabendo-se que a energia livre desta reação é de – 686 kcal/mol.

(Dado: ATP →→→→ ADP + Pi ∆∆∆∆G°°°° = - 7,3 kcal/mol)