P3 – 1S 2009 até 1S 2017
P3 QUIM ORG 1S 2017 Tabela 1.
HF, pKa = 3.4, F = 4.0 eletroneg. H2O, pKa = 16, O = 3.4 eletroneg. HCl, pKa = -7, Cl = 3.2 eletroneg. HClO, pKa = 7,5 H2SO4, pKa= -9.0, S = 2.6 eletroneg H3PO4, pKa = 2.1, P = 2.2 eletroneg. Fenol, C6H5OH, pKa = 9.9 Ciclohexanol, pKa > 16 Ácido acético, pKa = 4.8
Questão 1. Escolha 3 substâncias da Tabela 1 e coloque em ordem crescente em força de acidez e descreva a sua ordem em função do significado da equação e da constante de equilíbrio com a força do ácido.
Questão 2
a) Compare e explique a diferença nos valores de pKa entre HF e H2O em função da estrutura química. b) Compare e explique a diferença nos valores de pKa entre HF e HCl em função da estrutura química. c) Compare e explique a diferença nos valores de pKa entre HCl e HClO em função da estrutura química. d) Compare e explique a diferença nos valores de pKa entre H2O e HClO em função da estrutura química.
Questão 3. Escreva as estruturas de Lewis do ácido sulfúrico e do ácido fosfórico, coloque as cargas formais e o número de oxidação. Explique qual dos ácidos é mais reativo e porque é o mais reativo.
Questão 4. Explique porque o ácido acético é um ácido mais forte que o HClO em função das diferenças nas estruturas químicas.
Questão 5. Mostre os cálculos e o resultado necessários para preencher a tabela abaixo
QUIM ORG 2S 2016 – P1 1) Explique:
(a) por que a energia de ionização do potássio é menor do que a do sódio, ainda que a carga nuclear efetiva do sódio seja menor.
(b) por que os metais do bloco s são mais reativos do que os metais do bloco p.
2) Observe a estrutura abaixo e responda:
C 1,51pm C1,33pm N1,46pm C O1.24pm C1,54 pm 1,39 pm 1,39 pm C C C C 1,34 pm 1,20 pm
a) Enumere os carbonos e descreva todas as ligações químicas (tipos, quantidade e a natureza). b) Explique a diferença do comprimento de ligação entre o carbono 5-nitrogêno e carbonos 6-7.
100 mL de Solução Massa pKa ou pKb pH Protonação ou Desprotonação (%)
Ácido benzoico 0,25 g 4,19
3) Com relação a estrutura da questão 2, esboce comparativamente os diagramas de energia das ligações entre: a) carbonos 1-2, carbonos 3-4 e carbonos 7-8 (em um único diagrama).
b) carbono 5-nitrogênio e o nitrogênio-carbono 6 (em um único diagrama).
4) Leia atentamente o texto abaixo e explique a origem de cada comparação e as aparentes contradições experimentais ressaltadas no texto.
“Nos espectros no IV a localização exata do pico depende da força (e da rigidez) das ligações, isto é, quanto mais forte e rígida a ligação mais alta é a frequência. Todas as ligações químicas do etino aparecem como picos em frequências mais altas que as ligações do eteno, que por sua vez apresenta espectro com picos em maiores frequências que o do etano. Entretanto, os valores de pka´s mostram que o etino e o eteno apresentam maior facilidade em desprotonar que o etano e, além disso, estranhamente observa-se que o etino e o eteno reagem com ácidos enquanto o etano é inerte.”
5) Com relação a condutividade elétrica dos materiais: a) explique o que são semi-condutores do tipo p e n.
b) relacione a Teoria dos Orbitais Moleculares com a Teoria de Bandas e explique a diferença de condutividade elétrica entre compostos iônicos e metálicos.
QO – P3 – 1S SEM/2016 Questão 1.
a) Desenhe as projeções de Fischer de todas as estruturas isoméricas do ácido 2-metil-3-amino-butanóico e escreva o nome correto embaixo de cada projeção.
b) Desenhe as projeções de Newman relacionadas aos confômeros de maior e menor energia do etano, do propano e do butano.
Questão 2.
a) Explique a semelhança e a diferença entre confôrmeros, enantiômeros e isômeros geométricos. Cite exemplos. b) Explique a relação entre a capacidade calorífica e a estrutura molecular e compare e explique a capacidade
calorífica entre etano e butano.
Questão 3.
etano etanol água Ácido clorídrico
pka 50 15,9 15,7 -7
a) Quais são os pré-requisitos para verificar se o etano pode reagir por mecanismo iônico com o ácido clorídrico? O etano preenche todos os pré-requisitos?
b) Explique porque o etanol reage com o ácido clorídrico e com o hidróxido de sódio, mas não reage com o cloreto de sódio.
Questão 4.
Ao observar as setas do equilíbrio e os valores de pka´s apresentados nas reações, conclui-se que o NaOH na reação (A) é uma base forte e na reação (B) ele é uma base fraca. Explique a origem desta conclusão e corrija-a, se necessário.
OH+ NaOH O Na+ + H2O pka ~ 10 pka ~ 16 (A) CH3(CH2)4CH2OH + NaOH CH3(CH2)4CH2O-Na+ + H 2O (B) pKa ~ 18 pka ~16
Questão 5. De acordo com a sua leitura sobre polímeros no livro Princípios de Química do Atkins:
O PVC é sintetizado a partir do cloreto de vinila (ou cloro-eteno) e o PET é sintetizado a partir do ácido tereftálico (ou 1,4-benzoldicarboxilico) mais etilenoglicol ( ou 1,2- etanodiol). Responda:
a) O PVC e o PET são polímeros ou copolímeros? Explique.
b) Que tipo de polimerização ocorre para a síntese do PVC e do PET? Explique.
QO – P3 – 2S SEM/2015 1) Responda as questões a e b:
a) Dê duas explicações para a diferença de pka’s entre o etanol (pKa = 15,9) e o ácido etanoico (pka = 4,8).
b) Prediga se a mistura de etanol com ácido etanóico pode ocorrer uma reação. Em caso positivo, escreva o mecanismo de reação e os prováveis produtos.
2) De acordo com os dados apresentados na Tabela abaixo, responda:
N HN CH2 CH NH2 C O OH Histidina (pka´s = 1.78 / 5.97 / 8.97)
N
H
H
H
Amônia (pkb = 4,75 / pka = 38 P OH OH HO OÁcido fosfórico, H3PO4 pka´s = 2.12 / 7.21 / 12.68
a) a Histidina apresenta propriedades ácida, básica ou neutra? Explique.
b) Identifique os hidrogênios da Histidina relacionados com cada pKa´s apresentados. Explique a sua identificação. c) caso a histidina se comporte como uma base, aonde ela irá se protonar preferencialmente? Explique.
d) Qual é a molécula mais reativa: a histidina ou o ácido fosfórico? Explique.
3) Ao observar as setas do equilíbrio e os valores de pka´s apresentados nas reações, conclui-se que o NaOH na reação (A) é uma base forte e na reação (B) ele é uma base fraca. Explique esta conclusão e analise os equilíbrios (A) e (B) termodinamicamente.
OH+ NaOH O Na+ + H2O pka ~ 10 pka ~ 16 (A) CH3(CH2)4CH2OH + NaOH CH3(CH2)4CH2O-Na+ + H 2O (B) pKa ~ 18 pka ~16
4) Leia atentamente o texto abaixo e explique a origem de cada comparação e as aparentes contradições experimentais ressaltadas no texto.
“Nos espectros no IV a localização exata do pico depende da força (e da rigidez) das ligações, isto é, quanto mais forte e rígida a ligação mais alta é a frequência. Todas as ligações químicas do etino aparecem como picos em frequências mais altas
que as ligações do eteno, que por sua vez apresenta espectro com picos em maiores frequências que o do etano. Entretanto, os valores de pka´s mostram que o etino e o eteno apresentam maior facilidade em desprotonar que o etano e, além disso, estranhamente observa-se que o etino e o eteno reagem com ácidos enquanto o etano é inerte.”
QUIM ORG – Materiais – P3 1S 2015
1) Um composto é conhecido como ácido 2-amino-3-metil-pentanóico:
a) desenhe sua estrutura e identifique com asteriscos os centros estereogênicos da estrutura.
b) Determine qual é a classificação da molécula (com relação ao tipo de material) e explique a sua classificação identificando os grupos funcionais.
2) Identifique se o ácido 2-amino-3-metil-pentanóico tem isomeria óptica, se houver, escreva as projeções de Fischer e dê a nomenclatura apropriada abaixo de cada projeção.
3) O Crixivan apresenta a seguinte estrutura molecular:
a) Identifique os grupos funcionais do Crixivan.
b) Identifique os centros estereogênicos com asteriscos.
4) A solubilidade tanto do dietil-éter quanto do 1-butanol é, aproximadamente, 8 g por 100 ml de água. Porém, o ponto de ebulição do 1-butanol é 117oC e do éter dietílico é 35oC. Justifique essas observações através de desenhos esquemáticos das estruturas e suas interações
5) Pode-se preparar bromo-nitro-benzenos por nitração do bromobenzeno ou por bromação do nitrobenzeno.
Será que essas reações darão o mesmo produto (ou distribuição de produtos)? Se não, como as reações vão
diferir?
QUIM ORG – Materiais – P3 2S 2014
1) Um composto é conhecido como 3,4,6-trimetil-1-hepteno:
a) desenhe sua estrutura e identifique com asteriscos os átomos de carbonos quirais da estrutura.
b) Identifique se a molécula tem isomeria geométrica, se houver, escreva as estruturas, dê a nomenclatura apropriada e explique qual é o isômero mais estável.
a) Copie a estrutura na folha de resposta, identifique os
grupos funcionais, com um circulo e numeração na
estrutura, os átomos de carbonos quirais, com asteriscos, e
escreva a fórmula molecular condensada.
b) Identifique o hidrogênio mais ácido e o átomo mais
protonável no Aspartame. Escreva as estruturas de cada
desprotonação e de protonação, a partir do Aspartame, e
as estruturas de ressonâncias de cada caso, se houver.
3) Existem quatro amidas com a fórmula C3H7NO
a) Escreva as quatro estruturas e identifique as ligações químicas que poderiam diferenciá-las no espectro de IV, enumerando e organizando em ordem crescente de frequência.
b) Uma dessas amidas tem ponto de fusão e ponto de ebulição que são substancialmente mais baixos entre as outras três. Qual amida é esta? Justifique a sua resposta.
4) O dietil-éter e o 1-butanol apresentam solubilidades em água semelhantes, (aproximadamente, 8 g por 100 ml de água), mas o ponto de ebulição do 1-butanol (117oC) é superior ao do dietil-éter (35oC). Justifique essas observações.
5) Faça uma redação sobre os polietilenos, escrevendo todas as informações sobre o tipo de monômero e o tipo de polimerização, as estruturas e propriedades gerais.
QO – P2 – 1 SEM/2014
1) Explique as diferenças entre as reação I e II, mostradas abaixo:
2) Explique as diferenças entre as reação III, IV e V, mostradas abaixo:
III) IV) V) I) CH3CH2O- + CH3CH2(CH3)2CBr CH70 3CH=C(CH3)2 + CH3CH2(CH3)C=CH2 o C CH3CH2OH 2-Metil-2-buteno (69%) 2-Metil-1-buteno (31%) 70o C (CH3)3COH II) (CH3)3CO- + CH3CH2(CH3)2CBr CH3CH=C(CH3)2 + CH3CH2(CH3)C=CH2 2-Metil-2-buteno (28%) 2-Metil-1-buteno (72%)
3) Explique a afirmação:
“Apesar da hidrogenação de um alceno liberar aproximadamente 120 kJ.mol-1, a reação não-catalisada não ocorre a temperatura ambiente. Por isto, adiciona-se um metal de transição.”
4) Explique as diferenças entre as reação VI e VII, mostradas abaixo: VI)
VII)
QO – PROVA 3 – 2 SEM/2013
1) Explique tudo sobre a hidrogenação de alcenos.
2) Explique a semelhança e a diferença entre as adições iônicas e radicalares. Cite exemplos.
3) Explique sobre as características de todos os eletrófilos abordados nas aulas e sua influência na
estereoquímica dos produtos de adição. Cite exemplos.
4) Explique por que:
a) para obter um polietileno de massa molar muito alta é necessário utilizar baixa concentração de
iniciador (isto é, de um peróxido) numa polimerização radicalar.
b) não é possível obter polímeros lineares pela polimerização radicalar.
QO – P3 – 1S/2013
1) Explique por que alcenos e alcinos, constituídos somente por carbonos e hidrogênios, podem sofrer tanto reações de adição iônica e quanto reações de adição radicalar.
2) A mistura entre 3-metil-1-buteno com HBr aquoso forma 2-metil-2-butanol como principal produto. Entretanto, a mistura entre 3-metil-1-buteno com Br2 aquoso forma o 1-bromo-3-metil-2-butanol, que é uma haloidrina, como principal produto. Explique.
3) Explique por que a síntese de álcool como produto principal formado pela reação de 3-metil-1-buteno: a) por oximercuração-desmercuração é uma mistura racêmica de um álcool secundário;
b) por hidroboração é um álcool primário e não apresenta atividade ótica;
4) Explique por que a mistura entre propeno com HBr pode formar como produto principal 2-bromo-propano, mas se houver um pouco de peróxido nesta mistura ocorre a formação preferencial de 1-bromo-propano.
5) Quando o propeno é tratado com cloreto de hidrogênio em etanol, um dos produtos da reação é o éter etil isopropílico. Escreva um mecanismo plausível que explique a formação desse produto.
QO – P3 – 2S/2012
1) Explique por que alcenos e alcinos, constituídos somente por carbonos e hidrogênios, podem sofrer tanto reações de adição iônica e quanto reações de adição radicalar.
2) Explique por que os alcanos, constituídos somente por carbonos e hidrogênios, são inertes quando misturados somente com ácidos HX, porém podem sofrer reações de substituição quando, além do ácido, adiciona-se uma pequena quantidade de peróxido ROOR.
3) Explique, através de mecanismo e um rápido resumo abaixo de cada etapa importante, por que a mistura entre 3-metil-1-buteno com
a) HBr aquoso forma 2-metil-2-butanol como principal produto
b) Br2 aquoso forma o 1-bromo-3-metil-2-butanol como principal produto. c) HBr, peróxido e luz forma 1-bromo-3-metil-butano em baixa quantidade.
4) Prediga os produtos em ordem de minoritários a majoritário de cada reação abaixo e explique sua predição. Reação I (CH3)2CHCH2CH3 + Cl2 𝑙𝑢𝑧, 25𝑜𝐶 → Reação II (CH3)2CHCH2CH3 + Br2 𝑙𝑢𝑧, 25𝑜𝐶 → QO – PROVA 3 – 1 SEM/2012
Escreva o mecanismo de reação para a formação dos produtos formados pela reação de 1-metil-ciclopenteno com: 1) Br2
2) HBr
3) HBr/peróxido/luz
A mistura de bromo, água, cloreto de sódio e 1-metil-ciclopenteno leva a adição na mesma molécula de um bromo e de um cloro nos carbonos da dupla ligação, entre outros vários produtos formados.
4) Escreva a fórmula estrutural da molécula formada com a adição de cloro e bromo e explique sua formação preferencial. 5) Quais outros produtos podem ser formados por esta mistura. Explique.
Questão 6
A formação de álcool pela reação de (R)-3-metil-penteno pode ser através da: (a) hidratação catalisada por ácido;
(b) oximercuração-desmercuração e (c) hidroboração-oxidação.
Escreva a fórmula estrutural dos principais produtos de cada reação e explique se eles são oticamente ativos.
Questão 7
A borracha butílica pode ser produzida por copolimerização do iso-butileno, CH2=C(CH3)2, com isopreno, H2 C=CH-C(CH3)=CH2, por um mecanismo de polimerização de adição catiônica em presença de ácido (como o ácido sulfúrico, por exemplo) como iniciador e com pouquíssima quantidade de água.
a) proponha um mecanismo de copolimerização alternada ;
b) porque o polietileno, cujo monômero é o eteno, não pode ser obtido por polimerização de adição catiônica? c) porque na polimerização catiônica é preciso garantir baixa quantidade de água no meio reacional?
Questão 8
Compare e explique, com base na estabilidade dos carbocátions, as seguintes reações I e II (mostre os intermediários das reações): Reação I: CH2=CH-CH=CH2 + HBr -80OC CH3-CHBr-CH=CH2 + CH3-CH=CH-CH2Br (80%) (20%) Reação II: CH2=CH-CH=CH2 + HBr 40OC CH3-CHBr-CH=CH2 + CH3-CH=CH-CH2Br (20%) (80%) QO – PROVA 3 – 2 SEM/2011
Questão 1. A mistura entre 3-metil-1-buteno com HBr aquoso forma 2-metil-2-butanol como principal produto. Entretanto, a mistura entre 3-metil-1-buteno com Br2 aquoso forma o 1-bromo-3-metil-2-butanol como principal produto. Explique.
Questão 2. A solução de bromo em CCl4 apresenta coloração castanha. Com a adição de 2,3-dimetil-2-buteno essa solução descolore, tornando-se incolor dependendo da quantidade do alceno adicionada. Entretanto, se adicionar o tetracloroeteno, nenhuma mudança é detectada na coloração da solução de bromo em CCl4. Explique.
Questão 3. A reação entre 2-buteno com bromo em CCl4 , em temperatura ambiente e na ausência de luz, forma uma mistura racêmica, mas não ocorre a formação de um composto meso. Quando esta mesma reação é feita na presença de luz, detecta-se a formação do composto meso, além dos outros possíveis produtos. Explique.
Questão 4. A produção de álcool a partir do 3-metil-2-buteno pode ser obtida de 4 formas diferentes: ou por ácido sulfúrico diluído, ou com bromo aquoso, ou por oximercuração-desmercuração e/ou por hidroboração-oxidação.
a) Explique a natureza desses 4 reagentes que permite que eles reajam com alcenos. b) Compare e explique os produtos formados pelos 4 tipos de reagentes,
a) Explique porque para obter um polietileno de massa molar muito alta é necessário utilizar baixa concentração de iniciador (isto é, de um peróxido) numa polimerização radicalar.
b) Explique porque não é possível obter polímeros lineares pela polimerização radicalar.
Questão 6. A polimerização do ácido tereftálico com etileno glicol forma o poli(tereftalato de etileno) e água. Escreva a fórmula estrutural com duas unidades repetitivas e explique tudo sobre esta polimerização.
O OH O O H ácido tereftálico HO-CH2-CH2-OH etileno glicol Questão 7.
A borracha butílica pode ser produzida por copolimerização do iso-butileno, CH2=C(CH3)2, com isopreno, H2 C=CH-C(CH3)=CH2, por um mecanismo de polimerização de adição catiônica em presença de ácido (como o ácido sulfúrico, por exemplo) como iniciador e com pouquíssima quantidade de água.
a) proponha um mecanismo de copolimerização alternada;
b) porque o polietileno, cujo monômero é o eteno, não pode ser obtido por polimerização de adição catiônica? c) porque na polimerização catiônica é preciso garantir baixa quantidade de água no meio reacional?
QO – PROVA 3 – 1 SEM/2011
Questão 1.
Explique porquê ocorre rearranjo na adição iônica de HBr com 3,3-dimetil-1-buteno, mas porquê não ocorre na adição de Br2 com 3,3-dimetil-1-buteno.
Questão 2.
Explique porquê o produto principal formado pela reação de 3-metil-1-buteno: a) por oximercuração-desmercuração apresenta atividade ótica;
b) por hidroboração não apresenta atividade ótica;
c) por hidratação catalisada por ácido não apresenta atividade ótica.
Questão 3.
Explique porquê quando o 2-metilpropano, na presença de luz, reage com gás Cloro ocorre a produção de 63% de 1-cloro-2-metilpropano e 37% de 2-1-cloro-2-metilpropano, enquanto que o mesmo tipo de reação, porém, com Bromo líquido ocorre a produção de praticamente 100% de 2-bromo-2-metilpropano.
Questão 4.
Explique porquê para obter um polietileno de massa molar muito alta é necessário utilizar baixa concentração de iniciador (isto é, de um peróxido) numa polimerização radicalar.
Questão 5.
A borracha butílica pode ser produzida por copolimerização do iso-butileno, CH2=C(CH3)2, com isopreno, H2 C=CH-C(CH3)=CH2, por um mecanismo de polimerização de adição catiônica em presença de ácido (como o ácido sulfúrico, por exemplo) como iniciador e com pouquíssima quantidade de água.
a) proponha um mecanismo de copolimerização aleatória (ou randômica)
b) o polietileno, cujo monômero é o eteno, pode ser obtido por polimerização de adição catiônica? Por quê? c) porquê na polimerização catiônica é preciso garantir baixa quantidade de água no meio reacional?
QO – PROVA 3 – 2 SEM/2010
Questão 1.
Explique por quê pode ocorrer uma reação de adição iônica do 3,3-dimetil-1-penteno tanto com HCl, Br2, Hg(OAc)2 e também com BH3.
Questão 2.
Quais são tipos de álcoois formados pela reação do 3,3-dimetil-1-penteno com HClaquoso, Hg(OAc)2 e BH3? Explique a estereoquímica dos produtos pelo mecanismo de reação.
Questão 3.
Sob condições ácidas, o 2-metilpropeno forma um carbocátion que, então, ataca uma segunda molécula de 2-metil propeno para formar dois tipos de alcenos com oito carbonos (produto I e II). Proponha uma explicação para o fato de que o produto I é formado em maior quantidade que o produto II.
CH
3- C - CH
2- C = CH
2CH
3CH
3CH
3I
CH
3- C - CH = C - CH
3CH
3CH
3CH
3II
Questão 4.Os diferentes tipos de polietilenos e de polipropilenos representam alguns dos modelos gerais e mais simples das estruturas da cadeia polimérica formada apenas por carbono e hidrogênio. Quais são esses tipos de estruturas e suas características físicas gerais (densidade e grau de cristalinidade, por exemplo).
Questão 5.
Quais são os tipos de reações químicas que podem produzir polímeros? Quais são os pré-requisitos necessários para que cada uma delas ocorra? Explique qual o tipo de reação que apresenta o maior controle estereoquímico e qual é o que apresenta o pior controle.
QO – PROVA 3 – 1 SEM/2010
1) Escreva o mecanismo de reação para a formação do produto majoritário, a estereoquímica do produto e se a reação obedece a regra de Markovnikov. Reação de 1-metil-ciclopenteno ( C H3
)
com:
a) Br
2em CCl
4b) Br
2em H
2O
c) KMnO
4diluído frio/OH
-d) KMnO
4/OH
-/aquecimento e depois H
3O
+e) HBr em metanol
f) HBr/peróxido/luz
g) Cl
2/Luz
h) Br
2/Luz
2) Compare uma polimerização por condensação com uma polimerização por adição. Cite exemplos se for necessário. (2 pontos)
QO – PROVA 3 – 2 SEM/2009
1) Quando o propeno é tratado com cloreto de hidrogênio em etanol, um dos produtos da reação é o éter etil isopropílico. Escreva um mecanismo plausível que explique a formação desse produto e explique se a reação obedece ou não a regra de Markovnikov e por quê.
2) Existem dois ácidos dicarboxilícos com a forma geral HO2CCH=CHO2H. Um ácido dicarboxílico é chamado de ácido maléico; o outro é chamado de ácido fumárico. Em 1880, Kekulé descobriu que no tratamento com KMnO4 diluído frio, o ácido maléico produz o ácido meso-tartárico e o ácido fumárico produz o ácido (±)-tartárico. Mostre como essa informação permite a alguém escrever as fórmulas estereoquímicas para o ácido maléico e o ácido fumárico.
3) Qual produto você esperaria obter da hidratação catalisada por ácido do 1-metilcicloexeno? Justifique a sua resposta. (Escreva e explique o mecanismo de reação)
4) A adição de HBr ao propeno, dependendo das condições da reação, pode formar produtos diferentes. Explique o comportamento do HBr e a condição necessária para formar um ou outro produto e porque um determinado produto se forma. (Escreva o mecanismo de reação para cada produto e analise em função da regra de Markovnikov).
QO – PROVA 3 – 1 SEM/2009
1) Faça um resumo de tudo o que você sabe sobre substituição nucleofílica e a estereoquímica dessas reações. 2) Faça um resumo de tudo o que você sabe sobre reações de eliminação e a estereoquímica dessas reações. 3) Faça um resumo de tudo o que você sabe sobre reação de adição iônica e a estereoquímica dessas reações. 4) Faça um resumo de tudo o que você sabe sobre reação radicalar e a estereoquímica dessas reações. 5) Faça um resumo de tudo o que você sabe sobre polimerização e a estereoquímica dos polímeros.
