Página 1 de 19 1. (Fuvest 2015) O glicerol pode ser polimerizado em uma reação de condensação catalisada por ácido sulfúrico, com eliminação de moléculas de água, conforme se representa a seguir:
a) Considerando a estrutura do monômero, pode‐se prever que o polímero deverá ser formado por cadeias ramificadas. Desenhe a fórmula estrutural de um segmento do polímero,
mostrando quatro moléculas do monômero ligadas e formando uma cadeia ramificada. Para investigar a influência da concentração do catalisador sobre o grau de polimerização do glicerol (isto é, a porcentagem de moléculas de glicerol que reagiram), foram efetuados dois ensaios: agitação e aquecimento durante 4h 2 4 agitação e aquecimento durante 4h 2 4 25 g de glicerol Ensaio 1: polímero 1 0,5% (em mol) de H SO 25 g de glicerol Ensaio 2 : polímero 2 3% (em mol) de H SO
Ao final desses ensaios, os polímeros 1 e 2 foram analisados separadamente. Amostras de cada um deles foram misturadas com diferentes solventes, observando‐se em que extensão ocorria a dissolução parcial de cada amostra. A tabela a seguir mostra os resultados dessas análises: Amostra Solubilidade (% em massa) Hexano (solvente apolar) Etanol (solvente polar) polímero 1 3 13 polímero 2 2 3
b) Qual dos polímeros formados deve apresentar menor grau de polimerização? Explique sua resposta, fazendo referência à solubilidade das amostras em etanol.
2. (Ita 2015) Considere as seguintes comparações entre as respectivas temperaturas de fusão dos polímeros representados pelas suas unidades repetitivas:
Assinale a opção que apresenta a(s) comparação(ões) ERRADA(S). a) Apenas I
b) Apenas I e IV c) Apenas II e III
Página 2 de 19 d) Apenas III e IV
e) Apenas IV
3. (Cefet MG 2015) O PET é um polímero de grande importância comercial, sintetizado por meio de reações de substituição. Atualmente é conhecido como o principal material que compõe a embalagem plástica de refrigerantes.
Entre as sínteses parciais a seguir, aquela que corresponde à obtenção do PET, é
a)
b)
c)
d)
e)
4. (Ufu 2015) O experimento abaixo foi descrito no periódico Química Nova na Escola, n. 23, de maio 2006:
Materiais
- Pedaços de papel não encerado (guardanapo, folha de caderno etc.)
- Pedaços de papel encerado (as ceras utilizadas são formadas por hidrocarbonetos) - Pedaços de saco plástico (formada por polietileno)
Procedimento
1. Coloque os diferentes pedaços de papel e de saco plástico lado a lado; 2. Pingue algumas gotas de água sobre cada um deles e espere alguns minutos; 3. Observe a absorção da água nos materiais.
Considere as estruturas abaixo:
Faça o que se pede:
a) Indique qual(is) material(is) absorveu(ram) água.
b) Explique, utilizando as estruturas moleculares e as informações acima, o motivo da diferença de absorção da água nos três casos.
Página 3 de 19 5. (Unimontes 2014) O polímero cuja, estrutura é mostrada a seguir, é produzido por uma reação de polimerização na qual a água é eliminada.
Sobre o monômero correspondente a esse polímero, é CORRETO afirmar: a) Tem massa molar 68 g.
b) Tem 2 carbonos quirais.
c) Tem apenas um grupo funcional. d) Constitui um aminoácido.
6. (Unicamp 2014) O policarbonato representado na figura abaixo é um polímero utilizado na fabricação de CDs e DVDs. O policarbonato, no entanto, foi banido da fabricação de
mamadeiras, chupetas e vários utensílios domésticos, pela possibilidade de o bisfenol A, um de seus precursores, ser liberado e ingerido. De acordo com a literatura científica, o bisfenol A é suspeito de vários malefícios para a saúde do ser humano.
a) Em contato com alguns produtos de limpeza e no aquecimento em micro-ondas, o
policarbonato pode liberar unidades de bisfenol A que contaminam os alimentos. Sabendo-se que um fenol tem uma hidroxila ligada ao anel benzênico, escreva a estrutura da
molécula do bisfenol A que poderia ser liberada devido à limpeza ou ao aquecimento do policarbonato.
b) Represente a fórmula estrutural do fragmento do polímero da figura acima, que justifica o uso do termo “policarbonato” para esse polímero.
7. (Pucsp 2014) O polietilenotereftalato (PET) é um polímero de larga aplicação em tecidos e recipientes para bebidas gaseificadas. A seguir temos uma possível representação para a sua estrutura:
Assinale a alternativa que apresenta os dois monômeros que podem ser utilizados diretamente na síntese do polietilenotereftalato.
a)
b)
Página 4 de 19
d)
e)
8. (Unimontes 2014) A reciclagem de um polímero depende de sua composição e da
possibilidade de esse material ser processado várias vezes sem perder suas propriedades. Os tipos de polímeros e suas aplicações estão apresentados na tabela a seguir:
Tipos Características Exemplos de
Aplicações Termoplásticos
Após aquecimento, podem ser moldados; podem ser fundidos ou dissolvidos em solvente para serem reprocessados.
CDs, garrafas PETs divisórias.
Termorrígidos
Rígidos e frágeis. Embora sejam estáveis a variações de temperatura, o aquecimento para possível reprocessamento promove a
decomposição do material; não podem ser fundidos.
Caixas d'água, piscinas, tomadas.
Elastômero
São elásticos e recuperam sua forma após cessar a aplicação de uma tensão; após sintetizados, não podem ser fundidos para possível reprocessamento.
Pneus, mangueiras.
Considerando as características dos polímeros, podem ser reciclados: a) os termoplásticos e os termorrígidos.
b) apenas os termoplásticos.
c) os termoplásticos e os elastômeros. d) apenas os elastômeros.
9. (Enem 2014) Com o objetivo de substituir as sacolas de polietileno, alguns supermercados têm utilizado um novo tipo de plástico ecológico, que apresenta em sua composição amido de milho e uma resina polimérica termoplástica, obtida a partir de uma fonte petroquímica.
ERENO, D. “Plásticos de vegetais”. Pesquisa Fapesp, n. 179, jan. 2011 (adaptado). Nesses plásticos, a fragmentação da resina polimérica é facilitada porque os carboidratos presentes
a) dissolvem-se na água.
b) absorvem água com facilidade.
c) caramelizam por aquecimento e quebram. d) são digeridos por organismos decompositores.
e) decompõem-se espontaneamente em contato com água e gás carbônico.
10. (Ime 2013) O poli(vinil-butiral) ou PVB é produzido a partir do poli(acetato de vinila) ou PVA em duas etapas. Na primeira, ocorre a alcóolise básica do PVA com metanol, gerando um precipitado de poli(álcool vinílico) ou PVAl. Na segunda, o PVAl dissolvido em água quente reage com butanal na presença de ácido sulfúrico, dando origem a um precipitado de PVB, cujo mero (estrutura que se repete) não possui hidroxila livre.
Página 5 de 19 Etapa 2:
2 4
3 7 2 H SO I nC H CHO II nH O a) Escreva as fórmulas estruturais dos polímeros I e II da rota sintética abaixo.
b) Num processo de bancada, similar ao descrito anteriormente, utilizam-se 174 g de um PVAl
que apresenta razão massa de PVAl = 58 g .
número de mols de hidroxila reativa mol Sabendo-se que 24%
das hidroxilas reativas deste PVAl permanecerão inertes, gerando-se assim, em (II), um copolímero de PVAl e PVB, determine a fração mássica de PVB no copolímero formado. 11. (Unifesp 2013) O volume de glicerina (propanotriol, fórmula molecular C3H8O3) produzido
como resíduo na obtenção de biodiesel excede em muito a necessidade atual do mercado brasileiro. Por isso, o destino atual da maior parte da glicerina excedente ainda é a queima em fornalhas, utilizada como fonte de energia. Uma possibilidade mais nobre de uso da glicerina envolve sua transformação em propeno e eteno, através de processos ainda em fase de pesquisa. O propeno e o eteno são insumos básicos na indústria de polímeros, atualmente provenientes do petróleo e essenciais na obtenção de produtos como o polietileno e o polipropileno.
a) Escreva a equação química balanceada da combustão completa de um mol de glicerina. b) Sabendo que o polietileno é produzido pela reação de adição de um número n de moléculas
de eteno, escreva a equação genérica de formação do polímero polietileno a partir de eteno, utilizando fórmulas estruturais de reagente e produto.
12. (Enem 2013) O uso de embalagens plásticas descartáveis vem crescendo em todo o mundo, juntamente com o problema ambiental gerado por seu descarte inapropriado. O politereftalato de etileno (PET), cuja estrutura é mostrada, tem sido muito utilizado na indústria de refrigerantes e pode ser reciclado e reutilizado. Uma das opções possíveis envolve a produção de matérias-primas, como o etilenoglicol (1,2-etanodiol), a partir de objetos compostos de PET pós-consumo.
Disponível em: www.abipet.org.br. Acesso em: 27 fev. 2012 (adaptado). Com base nas informações do texto, uma alternativa para a obtenção de etilenoglicol a partir do PET é a
a) solubilização dos objetos. b) combustão dos objetos. c) trituração dos objetos. d) hidrólise dos objetos. e) fusão dos objetos.
13. (Ibmecrj 2013) Polímeros são moléculas de grande massa molecular que vem sendo cada vez mais utilizados em substituição a materiais tradicionais como vidro, madeira, aço, algodão
Página 6 de 19 e na fabricação dos mais diversos produtos. Com relação a esses compostos, analise as proposições abaixo e coloque V (verdadeiras) e F (falsas):
I. ( ) Nas reações de polimerização por condensação, além da formação de macromoléculas, ocorre liberação de moléculas menores como água e metanol.
II. ( ) O poliestireno é um polímero obtido por adição, sendo muito utilizado na fabricação de pratos, xícaras e como isolante térmico.
III. ( ) Polímero amorfo é aquele que apresenta cadeias poliméricas dispostas ao acaso e apresenta alta temperatura de fusão. É duro e quebradiço.
IV. ( ) Celuloses são polímeros formados com base na glicose. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
a) F, V, V, V b) V, V, F, V c) F, V, F, V d) V, F, V, F e) V, F, F, F
14. (Enem 2013) Músculos artificiais são dispositivos feitos com plásticos inteligentes que respondem a uma corrente elétrica com um movimento mecânico. A oxidação e redução de um polímero condutor criam cargas positivas e/ou negativas no material, que são compensadas com a inserção ou expulsão de cátions ou ânions. Por exemplo, na figura os filmes escuros são de polipirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando o polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução, expulsando ânions, e o filme se contrai. Pela montagem, em sanduíche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na figura.
A camada central de eletrólito polimérico é importante porque
a) absorve a irradiação de partículas carregadas, emitidas pelo aquecimento elétrico dos filmes de polipirrol.
b) permite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico.
c) mantém um gradiente térmico no material para promover a dilatação/contração térmica de cada filme de polipirrol.
d) permite a condução de elétrons livres, promovida pela aplicação de diferença de potencial, gerando corrente elétrica.
Página 7 de 19 e) promove a polarização das moléculas poliméricas, o que resulta no movimento gerado pela
aplicação de diferença de potencial.
15. (Enem PPL 2013) Garrafas PET (politereftalato de etileno) têm sido utilizadas em mangues, onde as larvas de ostras e de mariscos, geradas na reprodução dessas espécies, aderem ao plástico. As garrafas são retiradas do mangue, limpas daquilo que não interessa e colocadas nas “fazendas” de criação, no mar.
GALEMBECK, F. Ciência Hoje, São Paulo, v. 47, n. 280, abr. 2011 (adaptado). Nessa aplicação, o uso do PET é vantajoso, pois
a) diminui o consumo de garrafas plásticas. b) possui resistência mecânica e alta densidade. c) decompõe-se para formar petróleo a longo prazo. d) é resistente ao sol, à água salobra, a fungos e bactérias.
e) é biodegradável e poroso, auxiliando na aderência de larvas e mariscos. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Basta uma gota de sangue para que um chip, criado por cientistas brasileiros do Instituto de Física da USP de São Carlos, consigam detectar, em poucos segundos e com baixo custo, se alguém está infectado com malária, leishmaniose e Chagas.
Página 8 de 19 16. (Fatec 2013) A matéria menciona um polímero natural formado pela condensação de monômeros por meio de ligações peptídicas.
Página 9 de 19 A alternativa que apresenta, corretamente, um exemplo de monômero para a formação desse polímero e a função orgânica formada na ligação peptídica é
MONÔMERO FUNÇÃO ORGÂNICA a) amida b) aminoácido c) amina d) ácido carboxílico e) cetona
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Leia o texto e as informações adicionais que o seguem para responder à(s) questão(ões). O incêndio na boate Kiss, em Santa Maria (RS), ocorrido no início deste ano [2013], trouxe à tona uma série de questões sobre a segurança dos estabelecimentos e também sobre o atendimento a vítimas de grandes incêndios. Uma delas é por que foi preciso trazer dos Estados Unidos uma substância tão simples – uma vitamina B injetável – para atender os pacientes que, segundo exames, foram intoxicados com cianeto?
Página 10 de 19 O gás cianídrico liberado na queima da espuma, utilizada para melhorar a acústica da casa noturna, intoxicou a maior parte das vítimas, segundo perícia.
“É descaso e ignorância”, resume o toxicologista Anthony Wong, diretor do Ceatox (Centro de Assistência Toxicológica do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo). Segundo ele, é inadmissível que o país não tenha a substância e que seu uso não seja difundido entre médicos e socorristas, como acontece em outras partes do mundo.
A hidroxocobalamina, que faz parte do complexo B, é usada em altas concentrações como antídoto para o cianeto. O gás, o mesmo que já foi usado no extermínio de judeus nos campos de concentração nazistas, é subproduto da queima de diversos componentes usados na indústria, como o plástico, o acrílico e a espuma de poliuretano. Segundo os peritos que investigam o incêndio em Santa Maria, essa última foi usada no isolamento acústico da boate.
Capaz de matar em poucos minutos, o cianeto bloqueia a cadeia respiratória das células, impedindo que o oxigênio chegue aos órgãos e tecidos. Quando usada logo após a exposição, a hidroxocobalamina salva vidas. “O efeito é tão rápido que parece até milagroso”, conta Wong. Mas isso não é algo que os médicos aprendem na escola: “São poucas as faculdades que oferecem curso de toxicologia e, nas que tem, a matéria é opcional”.
(noticias.uol.com.br. Adaptado.)
Informações adicionais:
- O gás cianídrico é o cianeto de hidrogênio (HCN) no estado gasoso. - A fórmula estrutural da hidroxocobalamina é:
Página 11 de 19 - A massa molar da hidroxocobalamina é aproximadamente igual a 1,3 10 g / mol. 3
17. (Uftm 2013) Os poliuretanos são obtidos por reações de polimerização, que podem ser genericamente representadas por:
Suponha que em uma dessas reações tenha se formado o polímero:
Nesse caso, o álcool utilizado como monômero foi o a) etanol.
b) etoxietano. c) metanol. d) etano-1,2-diol. e) metoximetano.
Página 12 de 19 Gabarito:
Resposta da questão 1:
a) A formação do polímero ocorre a partir do glicerol, conforme indicado no texto.
Página 13 de 19 b) Quanto maior for o grau de polimerização menor o número de hidroxilas restantes, já que
estas são utilizadas na polimerização e menor será a solubilidade deste polímero em etanol. Quanto menor for o grau de polimerização maior o número de hidroxilas restantes, já que estas são utilizadas na polimerização e maior será a solubilidade deste polímero em etanol (polar dissolve polar - pontes de hidrogênio entre as hidroxilas).
Analisando a tabela, Amostra Solubilidade (% em massa) Hexano (solvente apolar) Etanol (solvente polar)
polímero 1 3 13 (mais solúvel)
polímero 2 2 3
13 > 3, conclui-se que o polímero 1 é o mais solúvel, ou seja, possui maior quantidade de hidroxilas não utilizadas no processo de polimerização, consequentemente é o polímero de menor grau de polimerização.
Resposta da questão 2: [B]
Identificação dos polímeros:
Análise das afirmações:
[I] Incorreta. A temperatura de fusão do polímero A é menor do que a temperatura de fusão do polímero B, pois este apresenta maior superfície de contato devido à presença do anel aromático.
Página 14 de 19 [II] Correta. A temperatura de fusão do polímero C é maior do que a temperatura de fusão do
polímero D, pois este apresenta oxigênio ligado por dupla e geometria trigonal plana neste ponto da estrutura. A presença deste tipo de geometria na cadeia polimérica provoca afastamento e consequentemente diminuição da força de atração.
[III] Correta. A temperatura de fusão do polímero E é maior do que a temperatura de fusão do polímero F, pois E apresenta maior superfície de contato, além da presença do anel aromático.
[IV] Incorreta. A temperatura de fusão do polímero G é menor do que a temperatura de fusão do polímero H, pois este possui uma região apolar menor, ou seja, menor número de carbonos em sequência.
Resposta da questão 3: [E]
A obtenção do polímero PET (politereftalato de etileno) se dá a partir dos monômeros ácido 1,4-benzenodioico e 1,2-etanodiol (ácido tereftálico e etileno glicol), uma das reações intermediárias do processo é:
Resposta da questão 4:
a) O papel não encerado absorveu água.
b) O papel não encerado absorveu água devido às hidroxilas presentes na celulose, que fazem ligações de hidrogênio com a água.
O papel encerado com hidrocarbonetos não absorveu a água, pois os hidrocarbonetos são apolares e as moléculas de água são polares.
Os pedaços de plástico não absorveram a água, pois o polietileno é apolar e a água é polar. Resposta da questão 5:
[D]
[A] Incorreta. O Monômero possui MM = 59g/mol [B] Incorreta. Possui apenas 1 carbono quiral:
[C] Incorreta. Possui 2 grupos funcionais = amina e cetona.
[D] Correta. O Monômero é formado a partir de uma ligação peptídica entre um grupo amina de um aminoácido e um grupo de ácido carboxílico de outro, com eliminação de água.
Resposta da questão 6: a) Teremos:
Página 15 de 19 Estrutura da molécula do bisfenol A que possui duas hidroxilas ligadas a dois núcleos
benzênicos:
b) O termo policarbonato é derivado da seguinte estrutura (CO32; carbonato):
Resposta da questão 7: [A] Teremos: Resposta da questão 8: [B]
Página 16 de 19 Os polímeros termoplásticos, após o aquecimento, podem ser moldados o que permite a deformação do polímero a partir da aplicação de uma pressão, esse comportamento, viabiliza a reciclagem desse tipo de polímero.
Já os termorrígidos, são aqueles que não amolecem e não podem ser re-processados, e o aquecimento provoca a decomposição do material, semelhante aos elastômeros, que também não podem ser fundidos para possível reprocessamento.
Resposta da questão 9: [D]
Nesses plásticos, a fragmentação da resina polimérica é facilitada porque os carboidratos presentes são digeridos por organismos decompositores, ou seja, o polímero é biodegradável. Resposta da questão 10:
a) Teremos: Etapa 1:
Etapa 2:
b) Num processo de bancada, similar ao descrito anteriormente, utilizam-se 174 g de um PVAl
que apresenta razão massa de PVAl = 58 g :
número de mols de hidroxila reativa mol
174 g g
= 58 número de mols de hidroxila reativa mol
174
número de mols de hidroxila reativa = 3 mol 58
24 % das hidroxilas reativas deste PVAl permanecerão inertes, então 76 % reagirão:
número de mols de hidroxila reativa = 3 mol 0,76 = 2,28 mol número de mols de hidroxila não reativa = 3 mol 0,24 = 0,72 mol
Página 17 de 19
massa do copolímero formado massa de PVB formada massa de PVAI não reativa
massa de PVB formada Razão
massa do copolímero formado
161,88ng 161,88 Razão 0,8363 83,63% (161,88ng 31,68n)g 193,56 Resposta da questão 11:
a) Equação de combustão da glicerina: 1C H O ( )3 8 3 7O (g)2 3CO (g)2 4H O( ).2 2 b) Teremos: Resposta da questão 12: [D]
Página 18 de 19
Resposta da questão 13: [B]
Análise das afirmações:
[I] Verdadeira. Nas reações de polimerização por condensação, além da formação de macromoléculas, ocorre liberação de moléculas menores como água e metanol. [II] Verdadeira. O poliestireno é um polímero obtido por adição, sendo muito utilizado na
fabricação de pratos, xícaras e como isolante térmico.
[III] Falsa. Os polímeros podem existir no estado amorfo, com um arranjo desordenado das moléculas. Um sólido puro e completamente cristalino, por exemplo, um metal ou um sal inorgânico, funde a uma temperatura definida chamada de ponto de fusão. Um sólido amorfo, no entanto, torna-se progressivamente menos rígido à medida que é aquecido, não apresentando, porém uma transição brusca do sólido para o líquido.
[IV] Verdadeira. Celuloses são polímeros formados com base na glicose. Resposta da questão 14:
[B]
A camada central de eletrólito polimérico é importante porque permite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico:
Polipirrol Pp
Ânion proveniente do sal A
Pp Pp e (oxidação) Pp A Pp A Pp A e Pp A (redução) Resposta da questão 15: [D]
Página 19 de 19 O polímero politereftalato de etileno (PET) é resistente ao sol, à água salobra, a fungos e bactérias. Resposta da questão 16: [A] Teremos: Resposta da questão 17: [D] Teremos:
