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Exame de Seleção para o PPG-Química/UFPE 2008.2 1/6
Programa de Pós-Graduação em Química Departamento de Química Fundamental Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Universidade Federal de Pernambuco
DQF PG
EXAME DE SELEÇÃO PARA A PÓS-GRADUAÇÃO
PROVA ESCRITA DE QUÍMICA GERAL – 30 de junho de 2008
CANDIDATO(A):______________________________________________________________
1 - Calcule a solubilidade e indique qual dos iodetos, AgI e BiI3, é o mais solúvel em:
a) água? b) NaI 0,1 mol/L?
2 - Uma amostra de 0,3516g de detergente fosfatado foi levada à ignição para destruir a matéria
orgânica. O resíduo foi então tomado em HCl a quente para converter o P em H3PO4. O fosfato foi
precipitado como MgNH4PO4.6H2O pela adição de Mg+2 seguida por NH3 aquosa. Depois de
filtrado e lavado, o precipitado foi convertido em Mg2P2O7 após ignição a 10000C. Este resíduo
pesou 0,2161g. Calcule a percentagem de fósforo (em P) na amostra.
3 - O composto abaixo pode ser protonado em qualquer um dos átomos de nitrogênio.
H3CNH2
HN NH
a) Desenhe as estruturas de ressonância para o composto acima;
b) Baseado nas estruturas de ressonância, indique qual átomo de nitrogênio será o mais básico.
Explique brevemente seus resultados.
4 – O furano sofre reação de substituição mais facilmente que o benzeno. Por exemplo, o furano
reage com bromo para levar ao 2-bromo-furano:
O OBr
Br2
dioxano, 25oC a) Proponha um mecanismo para a reação;
b) Explique porque o produto na posição 2 é o preferencial.
Exame de Seleção para o PPG-Química/UFPE 2008.2 2/6
5 - Um “ponto quântico” (quantum dot) é uma partícula de dimensões nanométricas que pode ser
formado por materiais tais como: silício, CdS, etc. Suponha que o elétron no quantum dot possa ser
descrito por um modelo da partícula na caixa. a) Deduza a equação de Schrödinger para este
sistema e b) explique por que quantum dots grandes emitem fótons na região do vermelho,
enquanto quantum dots pequenos emitem na região do azul.
6 - Use a teoria dos orbitais moleculares para descrever a molécula de F2.
a) Monte o diagrama de níveis de energia.
b) Calcule as ordens de ligação da molécula neutra, e para seus íons positivo e negativo, e ordene
estes sistemas em ordem crescente de estabilidade.
c) Qual destas moléculas deverá possuir a maior distância internuclear. Justifique.
7 - A reação 2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g) tem o seguinte mecanismo na presença de íons Br–:
Etapa 1: H2O2(aq) + Br–(aq) → H2O(l) + BrO–(aq)
A = 4,30 × 1011 L mol–1 s–1; Ea = 81,6 kJ mol–1
Etapa 2: BrO–(aq) + H2O2(aq) → H2O(l) + O2(g) + Br–(aq)
A = 7,21 × 1012 L mol–1 s–1; Ea = 40,2 kJ mol–1
em que A e Ea são os parâmetros de Arrhenius.
a) Qual é a classificação (reagente, produto, intermediário, catalisador, inibidor, etc.) de cada
participante deste mecanismo?
b) Qual a lei de velocidade obtida a partir deste mecanismo? Justifique.
8 - A energia de Gibbs padrão da isomerização do borneol, C8H13OH, ao isoborneol na fase gasosa
é +9,40 kJ mol–1 em 230°C. Uma mistura contendo 4,50 g de borneol e 14,0 g de isoborneol num
recipiente fechado com volume 5,00 L é aquecida até 230°C por um tempo longo o suficiente para
que o equilíbrio seja atingido.
a) Proponha uma montagem experimental que permita estabelecer que o equilíbrio químico foi
atingido.
b) Calcule as frações molares das duas substâncias no equilíbrio. Quais foram as suposições ou
aproximações utilizadas neste cálculo?
Exame de Seleção para o PPG-Química/UFPE 2008.2 3/6
9 - O potencial para a célula de Zn(s) | Zn2+(aq, ?) || Pb2+(aq,0,10 mol.L-1) | Pb(s) é 0,66 V. Qual é a
molaridade dos íons Zn2+ ?
10 – Adicionando NaOH(aq) a uma solução 0,01 M de MgCl2 (aq) provocaremos a precipitação de
Mg(OH)2.
a) Defina a constante de equilíbrio associada à solubilidade do Mg(OH)2.
b) Qual a unidade dessa constante de equilíbrio?
c) Defina pH.
d) Calcule o pH em que a precipitação começará a ocorrer.
Dados:
Constantes:
h = 6,62.10 -34 J s = 6,62.10-27erg s; c = 3.108 m s-1 = 3.1010 cm s-1;
me = 9,1.10-31 kg = 9,1.10-28 g; e = 1,6.10-19 C = 4,8.10-10 u.e.c.
ε0 = 8,85.10-12 C2J-1m-1 R = 8,31451 J.K-1.mol-1 = 0,082 atm L K-1mol-1
F = 9,6485 x 104 C mol-1 N = 6,02 x 1023 mol-1
Número atômico:
H = 1; C = 6; N = 7; O = 8; F = 9; Na = 11; Mg = 12;
Si = 14; P = 15; S=16; Cl = 17; Zn = 30; Br = 35; Pb = 82
Constantes de equilíbrio:
Kps (AgI) = 8,3.10-17 Kps (BiI3) = 8,1.10-19 Kps (Mg(OH)2) = 1,1.10-11
Massa atômica molar (g mol–1):
H = 1,01 C = 12,01 O = 16,00 P = 30,97 Mg = 23,31
Equações:
ΔG = ΔG° + RT lnQ ΔG = -nFε QnFRT ln−= θεε ou Q
nlog059,0
−= θεε
RTEAk a−= lnln 2
22
8mLhnEn =
Transformações:
1cal = 4,184 J; 1 atm L = 101,325 J; 1 atm = 101325 Pa
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Estruturas moleculares:
OH
OH
Borneol Isoborneol
Potenciais de Redução Padrão a 25°C. Semi-reação ε°, V
5e- + 8H+(aq) + MnO4-(aq) → Mn2+(aq) + 4H2O +1,51
2e- + Cl2(g) → 2Cl-(aq) +1,36 6e- + 14H+(aq) + Cr2O72- → 2Cr3+(aq) + 7H2O +1,33
4e- + 4H+(aq) + O2(g) → 2H2O +1,23 pH = 7 +0,82
2e- + Br2(l) → 2Br-(aq) +1,09 3e- + 4H+(aq) + NO3(aq) → NO(g) + 2H2O +0,96
e- + Ag+(aq) → Ag(s) +0,80 3e- + Fe3+(aq) → Fe2+(aq) +0,77
2e- + I2(aq) → 2I-(aq) +0,54 4e- + 2H2O + O2(g) → 4OH-(aq) +0,40
2e- + Cu2+(aq) → Cu(s) +0,34 2e- + 2H+(aq) → H2(g) 0,00
2 e- + Pb2+(aq) → Pb (s) 2 e- + Sn2+ → Sn(s) 2 e- + Ni2+ → Ni(s)
-0,13 -0,14 -0,23
2e- + Fe2+(aq) → Fe(s) -0,44 2e- + Zn2+(aq) → Zn(s)
2e- + 2H2O(l) → H2(g) + 2 OH-(aq) -0,76 -0,83
pH=7 -0,42 3e- + Al3+(aq) → Al(s) -1,66
2e- + Mg2+(aq) → Mg(s) -2,36 e- + Na+(aq) → Na(s) -2,71 e- + K+(aq) → K(s) -2,93
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Universidade Federal de Pernambuco
DQF PG
EXAME DE SELEÇÃO PARA A PÓS-GRADUAÇÃO
PROVA ESCRITA DE INGLÊS – 30 de junho de 2008
1 – Traduza o texto abaixo para o português:
Texto: “Researchers in Minnesota have shown that olefins can be produced from vegetable-oil-
derived biodiesel using methods that are more environmentally friendly than conventional methods.
The researchers have shown that soy-based biodiesel can be oxidized to valuable olefins efficiently
and fairly selectively. The reaction is conducted in an autothermal catalytic reactor, in which heat is
supplied by oxidation reactions, not by external heaters. To carry out the oxidation process, the
Minnesota group uses an automotive fuel injector to spray droplets of biodiesel, which consists of
methyl oleate, methyl linoleate, and related compounds, onto the walls of the reactor where the
droplets vaporize. A mixture of the organic material and air is then passed over a catalyst that
contains a few percent of rhodium and cerium supported on alumina. By adjusting the ratio of
biodiesel to oxygen (C/O) in the feed stream, the team is able to control the oxidation process and
reactor conditions, such as catalyst temperature, and thereby tune the product distribution. For
example, at a C/O ratio of roughly 1.3, the reaction yields about 25% ethylene and smaller
concentrations of propylene, 1-butene, and 1-pentene. In contrast, at a C/O ratio of 0.9, the product
stream consists mainly of hydrogen and CO. The researchers report that at all C/O ratios, the
process yields less than 13% CO2 (an unwanted product). They add that the catalyst remains stable
and resists deactivation by carbon buildup even under extreme conditions.”
(Adapted from Chemical and Engeneering News, 83(1),10, 2005)
2 – Escreva uma mensagem em inglês (simples e objetiva para ser enviada por e-mail) para o autor
americano, Prof. Vicent Ortiz do Departamento de Química da Universidade do Alabama, Estados
Unidos da América, solicitando que ele lhe envie o artigo intitulado A New and Efficient
Theoretical Methodology to Calculate Ionization Potential Energy in Biomolecular Systems
publicado na última edição do Journal of Computational Chemistry.
Exame de Seleção para o PPG-Química/UFPE 2008.2 6/6
3 – O Webofscience é uma poderosa ferramenta da internet para fazer pesquisa de artigos
publicados em periódicos científicos. Como você escreveria em inglês nos campos de busca para
localizar artigos relacionados com os seguintes temas: a) ligações de hidrogênio, b) células de
hidrogênio, c) parâmetros de intensidade no infravermelho, d) razão sinal ruído, e) espectros
resolvidos no tempo, f) ressonância magnética nuclear, g) cromatografia líquida de alta eficiência,
h) cálculos de orbitais moleculares, i) complexos de metais de transição e j) relação quantitativa
estrutura atividade.
4 – Suponha que você recebeu a mensagem abaixo por e-mail.
Mensagem:
“Dear Colleagues,
The Organizing Committee is pleased to invite you to attend the *XVth International Sol-
Gel Conference that will be held from August 23 to 27, 2009 in PORTO DE GALINHAS,
Pernambuco State, Brazil.
This biennial international conference focuses on both fundamentals and applications of sol-
gel science. Previous conferences have taken place in Padova (Italy, 1981), Wuzburg (Germany,
1983), Montpellier (France, 1985), Kyoto (Japan, 1987), Rio de Janeiro (Brazil, 1989), Sevilla
(Spain, 1991), Paris (France, 1993), Faro (Portugal, 1995), Sheffield (UK, 1997), Yokohama
(Japan, 1999), Padova (Italy, 2001), Sydney (Austalia, 2003), Los Angeles (USA, 2005),
Montpellier (France, 2007).
The highly successful Sol-Gel Workshop series over 27 years ago attests that sol-gel science
and technology is an extraordinarily and exciting multidisciplinary area of research.”
Com relação a esta mensagem, responda:
a) Sobre o que trata a mensagem;
b) Que conclusão pode-se obter do último parágrafo.