gabarito QGA T1 2014 2

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Prova Final de QGA – T1 – 24/02/2015
Estudante:									CPF:
1) Descreva todas as ligações químicas (incluindo simples e duplas) que ocorrem na molécula de eteno, do ponto de vista da teoria da ligação de valência, usando também o conceito de hibridização.
2) Preveja se as seguintes moléculas se comportam de maneira polar ou não-polar, no que diz respeito a presença formal de um momento de dipolo permanente, mesmo que pequeno: C6H6 (benzeno), CH3OH (metanol), H2CO (formaldeído), C6H5Cl (clorobenzeno), CH3CHOHCH3 (2-propanol), CCl2F2 (gás freon-12), C6H4Cl2 (diclorobenzeno, em suas 3 formas, orto, meta e para).
3) Quatro copos (I, lI, III e IV) contêm, respectivamente, soluções aquosas de misturas de substâncias nas concentrações especificadas a seguir:
I. Acetato de sódio 0,1 moI L– 1 + Cloreto de sódio 0,1 moI L– 1.
II. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Acetato de sódio 0,1 mol L– 1.
III. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Cloreto de sódio 0,1 mol L– 1.
IV. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Hidróxido de amônio 0,1 moI L– 1.
Para uma mesma temperatura, qual deve ser a sequência correta do pH das soluções contidas nos respectivos copos? Justifique sua resposta. Dados eventualmente necessários: Ka (ác. acético) = 1,8 x 10–5; Kb (hidróxido de amônio) = 1,8 x 10–5.
a) pHI > pHIV > pHII > pHIII.		b) pHI = pHIV > pHIII > pHII	.	c) pHII = pHIII > pHI > pHIV.		d) pHIII > pHI > pHII > pHIV.		e) pHIII > pHI > pHIV > pHII.
4) Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ mol–1) de etanol e etileno são, respectivamente: – 1367 e -1411. Calcule o calor de reação a 25°C para a reação de etileno com água para formar etanol.
C2H4(g) + H2O(l) → C2H5OH(l) 
5) Suponha que queremos preparar 100 mL de uma solução que contenha 5,6 mmols de CH3COOH, ácido acético, um ácido encontrado no vinagre e muito usado em laboratórios. Dispomos de uma solução já pronta de CH3COOH 0,75 mol.L-1. Que volume dessa solução teríamos de usar? 
6) Uma amostra de água mineral engarrafada na fonte Brennand apresenta 16 mg.L-1 de íons Mg2+. Se um litro desta água for misturada com 500 mL de água da torneira do departamento de Ciências Farmacêuticas que apresenta uma concentração média de Mg2+ de 45 ppm qual sua concentração final em termos de íons magnésio?
Questões de Marcelo
 Descreva todas as ligações químicas (incluindo simples e duplas) que ocorrem na molécula de eteno (H2C=CH2), do ponto de vista da teoria da ligação de valência, usando também o conceito de hibridização.
Resposta: A molécula de eteno tem dois átomos de carbono com hibridização sp2. Desta forma, estes átomos de carbono formam, entre si, uma ligação (simples) do tipo sigma (σ) e uma ligação (dupla) do tipo pi (π), com o orbital "p" puro de cada átomo. Todas as ligações entre os átomos de carbono e hidrogênio são iguais, sendo do tipo sigma (σ).
 Preveja se as seguintes moléculas se comportam de maneira polar ou não-polar, no que diz respeito a presença formal de um momento de dipolo permanente, mesmo que pequeno: C6H6 (benzeno), CH3OH (metanol), H2CO (formaldeído), C6H5Cl (clorobenzeno), CH3CHOHCH3 (2-propanol), CCl2F2 (gás freon-12), C6H4Cl2 (diclorobenzeno, em suas 3 formas, orto, meta e para).
Resposta: benzeno (não-polar), metanol (polar), formaldeído (polar), clorobenzeno (polar), 2-propanol (polar), gás freon-12 (polar), orto-diclorobenzeno (polar), meta-diclorobenzeno (polar) e para-diclorobenzeno (não-polar).
Questões de Beate
Suponha que queremos preparar 100 mL de uma solução que contenha 5,6 mmols de CH3COOH, ácido acético, um ácido encontrado no vinagre e muito usado em laboratórios. Dispomos de uma solução já pronta de CH3COOH 0,75 mol.L-1. Que volume dessa solução teríamos de usar? 
 Uma amostra de água mineral engarrafada na fonte Brennand apresenta 16 mg.L-1 de íons Mg2+. Se um litro desta água for misturada com 500 mL de água da torneira do departamento de Ciências Farmacêuticas que apresenta uma concentração média de Mg2+ de 45 ppm qual sua concentração final em termos de íons magnésio?
Questões de Gildo
Quatro copos (I, lI, III e IV) contêm, respectivamente, soluções aquosas de misturas de substâncias nas concentrações especificadas a seguir:
I. Acetato de sódio 0,1 moI L– 1 + Cloreto de sódio 0,1 moI L– 1.
II. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Acetato de sódio 0,1 mol L– 1.
III. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Cloreto de sódio 0,1 mol L– 1.
IV. Ácido acético 0,1 moI L– 1 + Hidróxido de amônio 0,1 moI L– 1.
Para uma mesma temperatura, qual deve ser a sequência correta do pH das soluções contidas nos respectivos copos?
Dados eventualmente necessários: Constante de dissociação do ácido acético em água a 25 °C: Ka = 1,8 x 10–5.
Constante de dissociação do hidróxido de amônio em água a 25 °C: Kb = 1,8 x 10–5.
a) pH1 > pHIV > pHII > pHIII.
b) pHI = pHIV > pHIII > pHII.
c) pHII = pHIII > pHI > pHIV.
d) pHIII > pHI > pHII > pHIV.
e) pHIII > pHI > pHIV > pHII.
Resolução
I) Hidrólise do sal
H3CCOO-Na+ + H2O → H3CCOOH + Na+ + OH–
* sal derivado de ácido fraco e base forte, portanto apresenta meio básico (pH > 7)
NaCl + H2O → não sofre hidrólise
* sal derivado de ácido forte e base forte, portanto apresenta meio neutro (pH = 7)
Copo I: apresenta pH > 7
IV) Temos a reação
H3CCOOH + NH4OH → H3CCOO-NH4 ++ H2O
Hidrólise do sal:
H3CCOO–NH4 + + H2O → H3CCOOH + NH4OH
* sal derivado de ácido fraco e base fraca; como eles apresentam a mesma constante de ionização, temos pH = 7.
Copo IV: apresenta pH = 7
III) Temos:
H3CCOOH + H2O → H3CCOO– + H3O+ pH < 7
NaCl + H2O → não sofre hidrólise
* O sal NaCl não interfere na ionização do ácido acético.
II) Solução tampão
H3CCOOH + H2O → H3CCOO– + H3O+
H2O + H3CCOO–Na+ → H3CCOO– + Na+
* O sal H3CCOO–Na+ interfere no grau de ionização do ácido acético, deslocando o equilíbrio para a esquerda (efeito do íon comum), diminuindo a concentração de íons H3O+, portanto apresenta pH < 7, mas superior à solução do copo III.
Logo: pHI > pHIV > pHII > pHIII
4) Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ mol–1) de etanol e etileno são, respectivamente: – 1367 e -1411. Calcule o calor de reação a 25°C para a reação de etileno com água para formar etanol.
C2H4(g) + H2O(l) → C2H5OH(l) 
Resolução: