Universidade de Brasília (UnB) Instituto de Química (IQ) Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ)
Código: (uso da Secretaria)
17/07/2017
SELEÇÃO DE CANDIDATOS AO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA PARA O SEGUNDO PERÍODO LETIVO DE 2017
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química
Nome do (a) candidato (a): (letra de forma)
Número do documento de Identidade:
Assinatura do Candidato(a): _______________________________________________
I N S T R U Ç Õ E S 1. Preencha atentamente os dados solicitados.
2. Escreva o seu nome e assine APENAS NO CABEÇALHO DESTA PÁGINA. 3. Não amasse, não rubrique, não escreva seu nome nem faça marca ou sinal
identificador nas demais páginas.
4. A prova é composta por 8 questões. Caso sua prova esteja incompleta, solicite nova prova.
5. Serão considerados aprovados apenas os candidatos que alcançarem a nota final normalizada igual ou superior a 5,0 (cinco).
6. Escreva com letra legível. No caso de erro, risque, com um traço simples, a palavra, a frase, o trecho ou o sinal gráfico e escreva o respectivo substitutivo. Lembre-se: parênteses não podem ser usados para tal finalidade.
7. Somente as provas escritas a caneta com tinta preta ou azul serão corrigidas. 8. Não serão avaliadas respostas escritas em folhas que não sejam as destinadas a
isso.
9. Durante a realização da prova, não será permitida a consulta a qualquer material, sujeitando-se o (a) candidato (a) inobservante desta proibição ao cancelamento sumário da sua inscrição.
10. Não serão permitidas, durante a realização das provas, a comunicação entre os candidatos e autilização de livros, anotações, réguas de cálculo, impressos ouqualquer outro material de consulta.
11. Será permitido o uso de calculadora científica não programável. 12. A duração desta prova é de 4 horas.
Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ)
SELEÇÃO DE CANDIDATOS AO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA PARA O SEGUNDO PERÍODO LETIVO DE 2017
CURSO DE DOUTORADO Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química
:
(Questão 1) Utilizando seus conhecimentos do modelo VSEPR (modelo da repulsão por pares de elétrons da camada de valência), para cada uma das moléculas abaixo, forneça: a estrutura de Lewis; a hibridização do átomo central, a geometria molecular; os ângulos das ligações (levando em consideração possíveis distorções); polaridade da molécula. Justifique as suas respostas.
a) Pentafluoreto de iodo b) Trifluoreto de cloro
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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(Questão 2) Em 2013, uma equipe de cientistas de Berkeley, no estado da Califórnia, utilizou a técnica de Microscopia de Força Atômica (MFA) para obter pela primeira vez imagens de ligações de hidrogênio (Zhang
et al., 2013, Science Vol. 342, Issue 6158, pp. 611-61).
Imagem de quinolinas formando ligações de hidrogênio obtidas por MFA.
As ligações de hidrogênio são fundamentais em inúmeros processos químicos e bioquímicos. Contudo, desde os trabalhos de Glasstone em 1937, sabe-se que ligações C-H podem também estar envolvidas em ligações de hidrogênio fracas, as quais foram mensuradas diretamente (Kawaiet al., 2017,Science Advances,
Vol. 3, no. 5, e1603258).Considere o quadro abaixo que compara estruturas e suas energias de interação
calculadas em fase gasosa e responda:
Tabela 1 – Energia de interação em função da estrutura de moléculas (retirado, modificado e traduzido de Steiner, T. Chem. Commun. 1997, 727-734)
Sistema Energia (kcal.mol-1)
H-C≡C-H⋅⋅⋅O=CH2 -1,15
H-C≡C-H⋅⋅⋅OH2 -2,19
CH4⋅⋅⋅OH2 -0,59
a) Defina uma ligação de hidrogênio e justifique por que somente o hidrogênio é capaz de fazer este tipo de interação.(Utilize no máximo 05 linhas)
b) Por que a energia de interação entre a molécula de etino e água é, em módulo, superiora energia de interação entre metano e água.(Utilize no máximo 05 linhas)
c) Por que a energia de interação entre o etino e formaldeído é, em módulo,inferior a energia de ligação entre etino e água.(Utilize no máximo 05 linhas)
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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(Questão 3) Com base nas equações não-balanceadas (1) e (2) responda: H2O(l) + M 3+ → [M(H2O)6]3+(aq) (1) [M(H2O)6] 3+ (aq)+ H2O(l) → M2O3(s) + H3O + (2)
(a): Quais dos modelos ácido-base são mais adequados para as respectivas reações? Justifique sua resposta em no máximo 05 linhas;
(b): A espécie M3+ pode ser considerada dura ou mole? Justifique sua resposta em no máximo 05 linhas; (c): Considere que a espécie M2O3(s) apresenta um Kps= 1.23x10
-25
. Com base nessa informação justifique se [M(H2O)6]3+(aq) é um ácido ou base forte ou fraca. (máximo 05 linhas)
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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(Questão 4) Considere a formação de um aduto ácido-base de Lewis pela reação do cloreto de cobalto(II) com trifenilfosfina(C18H15P) formando o produto diclorobis(trifenilfosfina)cobalto(II). Responda o seguinte:
a) Escreva a equação global balanceada do processo.
b) Considerando que partimos de 5 g de cada reagente de partida, qual o máximo de produto que poderemos obter?
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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(Questão 5) A constante de velocidade para a reação de primeira ordem é 0,76 s-1
a 1000 K e 0,87 s-1 a 1030
K. Calcule a energia de ativação da reação 2N2O(g)→ 2N2(g)+O2(g).
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(Questão 6) A enzima glutamina sintetase media a síntese da glutamina a partir de uma reação aminação. A
energia requerida para a reação é extraída da oxidação de fontes biológicas e ATP. Estime o valor da entalpia
de reação a 60ºC, sabendo que para o glutamato e glutamina aquosos temos, respectivamente, Cp,m= 177,0
J.mol-1.K-1 e Cp,m=187,0 J.mol -1 .K-1. Dados Cp,m(NH4 + )=79,9 J.mol-1.K-1 e Cp,m(H2O)=75,29J.mol -1 .K-1 . O -O NH3+ O O -(aq) NH4 +(aq) + O -O NH3+ O NH2 (aq) H2O(l) + ∆Hrº=+21,8 kJ.mol-1a 25ºC glutamato glutamina
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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(Questão 7) O teor de ácido acetilsalicílico (AAS) num comprimido pode ser determinado por volumetria de neutralização com uma solução padronizada de hidróxido de sódio. Neste método, é possível identificar ao menos três situações distintas:
-Imediatamente antes do início da titulação tem-se apenas AAS dissolvido em água, ou seja:
+ ⇌ + (1)
-Durante a adição do agente titulante tem-se o seguinte equilíbrio:
+ ⇌ + (2)
-Após o consumo do AAS haverá excesso do agente titulante. Pergunta-se:
(a) Qual o pH da solução de AAS imediatamente antes do início da titulação, sabendo-se que a concentração analítica do ácido é de 0,100 mol L-1?
(b) Qual o pH da solução, durante a adição de NaOH, no momento em que a concentração do AAS na solução for igual ao dobro da concentração de sua base conjugada, o acetilsalicilato.
(c) Qual o pH da solução antes do ponto de equivalência, no momento em que a concentração do AAS na solução for igual à concentração de sua base conjugada.
(d) Qual o pH da solução, após o consumo de todo o AAS, quando a concentração de OH- for igual à 1,5×10-5 mol L-1.
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(Questão 8) O medicamento Sulferan, empregado para combate da anemia, é constituído de um xarope de baixa viscosidade contendo sulfato ferroso ( ) como princípio ativo. Um analista foi selecionado para realizar a determinação de ferro no medicamento empregando um método baseado na oxidação do íon ferroso com solução de permanganato de potássio ( ), conforme a reação abaixo.
+ 8 + 5 ⇌ + 5 + 4 (1)
(a) Escreva as equações das semi-reações no sentido da redução.
(b) Qual será o potencial medido no ânodo quando a concentração de for o dobro da concentração de
(c) qual será o potencial medido no cátodo sob concentrações iguais de e em pH 5,5? Dados:
E
" ⁄= 1,510 V
Prova Escrita de Conhecimentos Gerais em Química N. de Inscrição: ________________
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