Universidade Federal de Viçosa Departamento de Química Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica Seleção ao Curso de Mestrado 2015/I

Universidade Federal de Viçosa

Departamento de Química

Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica

Seleção ao Curso de Mestrado 2015/I

Número do(a) Candidato(a)___________________

(Campo reservado para a comissão de correção da prova) Nota__________________

Instruções

1. Preencha atentamente os dados solicitados.

2. Não amasse, não rubrique, não escreva seu nome nem faça marca ou sinal identificador

nas demais páginas sob pena de ter as respectivas respostas anuladas.

3. Escreva com letra legível. É obrigatório o uso de caneta esferográfica. Respostas escritas

a lápis serão anuladas.

4. O verso de cada folha desta avaliação poderá ser usado como rascunho, mas qualquer

informação apresentada não será considerada na correção e nota final.

5. Durante a realização da prova, não será permitida a consulta a qualquer material. A

desobediência resultará no cancelamento sumário da sua inscrição.

6. Não será permitida a comunicação entre candidatos, bem como a comunicação com

pessoas externas, por qualquer meio, sujeitando-se o(a) candidato(a) não observante desta

proibição ao cancelamento sumário de sua inscrição.

7. Não será permitida a utilização de qualquer recurso eletrônico (exceto calculadora). A

desobediência resultará no cancelamento sumário de sua inscrição.

8. A duração desta prova é de 3 horas.

9. Há formulário, fatores de conversão e tabela periódica ao final da avaliação para

consulta. Nenhum outro material poderá ser consultado.

1. Uma solução de KMnO4 0,1 mol L-1 após ser padronizada com H2C2O4H2O, teve sua concentração corrigida para 0,1145 mol L-1_{. Esta solução foi utilizada para determinar o teor de ferro em um mineral encontrando-se}

34,50 % em Fe2O3. Posteriormente verificou-se que o padrão primário utilizado não era H2C2O42H2O e sim Na2C2O4.

Desta forma qual era a porcentagem correta de Fe2O3 no minério? Dados: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23

2. Apesar da técnica condutimétrica não ser seletiva, é possível titular uma mistura de HCl e H3CCOOH com

NaOH. Explique esta afirmativa.

Identifique no gráfico abaixo os pontos de equivalência do ácido fraco e do ácido forte.

0 2 4 6 8 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 ( ) (HCl + H 3CCOOH) vs NaOH G / mS V NaOH / mL ( a ) ( b ) ( c ) ( )

Qual a razão do segmento de reta c apresentar maior coeficiente angular que o segmento b?

3. A dissociação iônica do indicador alisarina Red S pode ser estudada por espectrofotometria na região do vísivel. Variações de pH implicam em variações espectrais. A forma ácida Hind e a forma básica Ind

devem

possuir picos de absorção na região do visível do espectro eletromagnético, para que o intervalo de viragem de cor possa ser visualizado convenientemente.

Assim para a determinação do pKa necessita-se estimar os comprimentos de ondas nos quais as formas Hind e Ind- exibem os máximos de absorção e determinar as quantidades relativas de Hind e Ind- na solução, em

função do pH.

a) Mostre com uma equação a relação entre o pH, pKa e as concentrações livres no equilíbrio das formas

Hind e Ind- (Considere a ionização do indicador como Hind ↔ Ind- + H+).

b) Identifique, colocando nos quadrados em branco, nos espectros acima as formas Hind e Ind- correlacionando-as aos comprimentos de ondas onde apresentam seus máximos de absorção.

c) No gráfico da curva sigmóide identifique (nos dois quadrados em branco) as formas que prevalecem, sendo a molecular Hind e a iônica Ind-_.

d) O que representa a curva no formato de um pico no gráfico da curva sigmóide? Como se calcula os dados para a geração dessa curva no formato de um pico? Coloque no lado direito desse gráfico (no quadrado em branco) a expressão da ordenada.

4. Abaixo estão representadas as estruturas da triprolidina, fármaco que apresenta ação anti-histamínica, e do antiviral aciclovir. N N Triprolidina aciclovir N NH N N O HO NH₂ O4 3 2 1 5 6

Sobre estas moléculas, responda:

Qual a configuração da dupla ligação carbono-carbono da cadeia alifática da triprolidina?

Qual a hibridação dos átomos numerados de 1 a 6 na estrutura do aciclovir?

1______ 2______ 3______ 4______ 5______ 6______

Quais os tipos de grupos funcionais presentes na molécula do aciclovir?

5. Abaixo está representada a fórmula estrutural da ketamina, fármaco utilizado como anestésico. A ketamina é capaz de promover analgesia, inconsciência e amnésia. Um dos entantiômeros da ketamina apresenta maior efeito anestésico, enquanto o outro apresenta maiores efeitos adversos, incluindo efeito alucinógeno. Utilizando fórmulas de cunhas cheia e tracejada, desenhe a estrutura tridimensional, indique a ordem de prioridade de cada grupo ligado ao centro estereogênico de acordo com o sistema Cahn-Ingold-Prelog e dê a configuração absoluta de ambos os enantiômeros.

O

NH Cl

6. Sobre as reações abaixo:

Dê o nome do reagente identificado pela letra A, utilizado para oxidar o álcool benzílico a benzaldeído.

Desenhe dentro dos quadrados as estruturas dos produtos formados em cada uma das reações.

HO

A

7. O tempo de meia-vida de um substrato que sofre uma reação de primeira ordem catalisada por enzima é de 158 segundos. Quanto tempo é necessário para que a concentração do substrato seja reduzida de 1,320 mmol dm-3 para 0,050 mmol dm-3_{? Deduza as expressões matemáticas necessárias para estes cálculos.}

8. Considere que 2,5 mol de um gás ideal (cuja capacidade calorífica a volume constante, Cv , é igual a 2,5 R, onde R é a constante universal dos gases) efetua o percurso circular mostrado no diagrama pressão (P) versus volume (V) abaixo.

(a) Quais as temperaturas nos estados correspondentes aos pontos A e B indicados no diagrama?

(b) Quais as variações de energia interna, entalpia e entropia quando um ciclo completo é realizado a partir do ponto A? Justifique suas respostas.

P / atm V / L 6 2 2 4 6 A B

(c) Considere-se a energia na forma de trabalho (W). Na execução de um ciclo, no sentido horário indicado no diagrama acima, deve ocorrer absorção de energia pelo sistema das vizinhanças, liberação de energia para as vizinhanças, ou não há nenhuma energia trocada entre sistema e vizinhanças? Caso haja energia envolvida, qual seu valor total observado na execução de um ciclo completo? Mostre os cálculos.

9. Dados de pressão parcial de vapor para dois componentes A e B (PA e PB), que formam uma solução binária

líquida qualquer, podem ser apresentados em um diagrama de pressão (P) em função da fração molar do componente A (XA), sob temperatura constante. Com base nisso, responda as seguintes questões:

(a) Comente sobre a aplicação das leis de formação de soluções ideais (Raoult e Henry) em termos dos componentes da solução. Considere um sistema binário em que os compostos podem ser considerados como soluto e solvente.

(b) Considere-se que um certo composto A é mais volátil que um composto B. Numa certa temperatura, se tomarmos cada composto puro separadamente, quem tem maior pressão de vapor? Explique.

(c) Benzeno (C6H6) e tolueno (C6H5CH3) formam soluções aproximadamente ideais numa ampla faixa de

composição. As pressões de vapor do benzeno e tolueno a 20 ºC, são respectivamente, iguais a 74,7 torr e 22,3 torr. Qual a pressão parcial de vapor de equilíbrio acima de uma solução líquida a 20 ºC, armazenada em sistema fechado, contendo 100 g de benzeno e 100 g de tolueno, e quais as frações molares de cada componente na fase vapor que pode se formar e permanecer em equilíbrio com esta solução líquida?

Formulário e Fatores de Conversão Úteis

T(K) = t(ºC) + 273,15 R = 8,314 J K-1 _mol-1 _{= 0,082 atm L K}-1 _mol-1

1 atm = 101325 Pa = 101325 N m-2 _{= 760 mmHg = 760 torr 1 cal = 4,1868 J = 4,1868 N m}

1 L = 1 dm3 _{= 1000 cm}3 _{= 10}-3 _m3 _{1 N = 1 kg m s}-2 _{dW = – P dV U = Q + W}

Para gases ideais: C p – Cv = R

Perímetro (P) de um círculo de raio "r": P = 2 r

Área (S) de um círculo de raio "r": S = r2

Volume (V) de uma esfera de raio "r": V = (4 r3_{) / 3}

T dQ dS _ rev _{k [A]} n dt d[A] _  _{dW = – P dV} dQP = Cp(T) dT dQV = CV(T) dT F = C – P + 2 G = – RT ln K