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– 161 Q U ÍM IC A A 1. MODIFICADO – As moléculas de nanoputians lem - bram figuras humanas e foram criadas para estimular o interesse de jovens na compreensão da linguagem expressa em fórmulas estruturais, muito usadas em química orgânica. Um exemplo é o NanoKid, representado na figura: (S. H. Chanteau; J.M. Tour. The Journal of Organic Chemistry, v. 68, n. 23. 2003. Adaptado.) Assinale o número de ligações pi existentes na estrutura do NanoKid: a) 14 b) 15 c) 16 d) 17 e) 18 RESOLUÇÃO: Nas ligações duplas, existe uma ligação pi, então, temos 6 liga - ções pi. Nas ligações triplas, existem duas ligações pi, então, temos 10 li - gações pi. Conclui-se, então, que há 16 ligações pi. Resposta: C 2. A utilização pelo homem de corantes de origem animal ou vegetal é muito antiga, sendo usados para adornos, decoração de objetos, armas, tingir os têxteis e embelezar as habitações. O corante vegetal vermelho mais importante foi a garança, extraída da Rubia tinctorum, uma planta popular encontrada na Palestina e no Egito. A técnica do tingimento parece ter origem no Oriente, atravessou os Impérios Egípcio e Persa, chegando à civilização greco-romana. O tingimento com a Rubia permitia obter tecidos de um vermelho intenso e brilhante conhecido por “vermelho da Turquia”, tendo sido identificado em teci - dos de túmulos egípcios. A garança é uma mistura de antraquinonas (substâncias fenólicas) entre as quais podemos citar a alizarina, a purpurina e a pseudopurpurina: Em relação as estruturas exibidas, embora as três contenham em co - mum os anéis aromáticos e o número de grupos carbonila, existe dife - rença quanto ao número de ligações pi e sigma. Identifique para cada substância o número destas ligações. RESOLUÇÃO: Alizarina: 8 pi e 28 sigma. Purpurina: 8 pi e 29 sigma. Pseudopurpurina: 9 pi e 32 sigma. MÓDULO 28 COMPLEMENTOS DE ATOMÍSTICA II: LIGAÇÕES SIGMA E PI NanoKid O O O O OH OH Alizarina Purpurina O O OH OH OH Pseudopurpurina O O OH OH OH COOH FRENTE 1 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 161 1. (ITA-SP) – A(s) ligação(ões) carbono-hidrogênio existente(s) na molécula de metano (CH4) pode(m) ser interpretada(s) como sendo formada(s) pela interpenetração frontal dos orbitais atômicos "s" do átomo de hidrogênio, com os seguintes orbitais atômicos do átomo de carbono: a) Quatro orbitais p. b) Quatro orbitais sp3. c) Um orbital híbrido sp3. d) Um orbital s e três orbitais p. e) Um orbital p e três orbitais sp2. RESOLUÇÃO: Resposta: B 2. O berílio foi descoberto em 1797 pelo cientista Nicolas Louis Vanguelin, ao analisar amostras de dois minerais, berilo e esmeralda, O berílio possui Z = 4, A = 9, d = 1, 85 g/mL, e elevado ponto de fusão (1277°C), portanto usado em discos de freio de avião, ligas metálicas e para perfuração de poços de petróleo, sendo o Brasil o maior exportador do mundo. Um dos compostos formados pelo berílio é o BeCl2 ponto de ebulição de 487°C e fundido é um condutor elétrico, um composto muito tóxico, pode provocar dermatite quando em contato com a pele. (repositorio.ufop.br) Dado: número atômico: Cl (Z = 17). Ao analisar a molécula de BeCl2 podemos afimar incorretamente que: a) Apresenta geometria molecular linear, cujo ângulo entre os ligantes é de 180°. b) Na estrutura há duas ligações do tipo sp — p. c) Não apresenta orbitais vazios no segundo nível de energia, no estado fundamental. d) O átomo de berílio na forma híbrida exibe dois elétrons desemparelhados. e) É uma molécula que não segue a regra do octeto. RESOLUÇÃO: A molécula é linear devido à hibridação sp, sendo o berílio estabilizado com quatro elétrons. Resposta: C H H H H C Metano quatro ligações sigma s sp� 3 :s sp� � 3 MÓDULO 29 HIBRIDAÇÃO DE ORBITAIS 162 – Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 162 3. (UFPE-PE) – O trifluoreto de boro é um composto bastante rea tivo e muito utilizado em sínteses quí micas. Sabendo os números atômicos do boro (Z = 5) e do flúor (Z = 9), podemos deduzir al gumas caracte rísticas desse composto, tais como: 0-0) Possui geometria piramidal de base triangular, com o boro no topo da pirâmide e com os três átomos de flúor na base. 1-1) A ligação B — F é polar, já que o flúor é um elemento mais eletronegativo que o boro. 2-2) A molécula do trifluoreto de boro é apolar por conta de sua simetria. 3-3) O boro apresenta hibridização de seus orbitais do tipo sp3. 4-4) Apesar de fazer ligações covalentes com o flúor, o boro ainda possui orbitais vazios, o que torna o trifluoreto de boro um ácido de Lewis. RESOLUÇÃO: Estado fundamental: 5B: 1s 2 2s2 2p1 híbrido: 1s2 sp2 pz 9F: 1s 2 2s2 2p5 Ligações covalentes polares: sp2 – p Geometria plana trigonal Molécula apolar Resposta: 0-0) F 1-1) V 2-2) V 3-3) F 4-4) V 1. (UFSC) – A asparagina ou ácido aspartâmico (fórmula abaixo) e ́ um aminoácido não essencial que apresenta isomeria óptica. A respeito deste composto, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01.O número de oxidação de carbono do grupo funcional amida é +3. 02.Possui os seguintes grupos funcionais: álcool e cetona. 04.Sua fórmula molecular é C4H8N2O3. 08.A molécula possui dois átomos de carbono com hibridização sp2 e dois com hibridização sp3. 16.Apresenta dois carbonos quirais. RESOLUÇÃO: 01. (V) No grupo amida o átomo de carbono possui três ligações polares, duas com oxigênio e uma com o nitrogênio ca - racte rizando um Nox = 3 + (N e O são mais eletro nega - tivos). 02. (F) Os grupos funcionais são a carboxila, o grupo amídico e o grupo amino representando respectivamente as funções ácido carbo xílico, amida e amina. 04. (V) 08. (V) Os dois átomos de carbono que fazem as ligações duplas são do tipo sp2 enquanto os átomos de carbono que fa - zem as simples são do tipo sp3. 16. (F) A fórmula exibe apenas 1 átomo de carbono quiral,isto é, o que está ligado ao grupo amino (NH2). MÓDULO 30 HIBRIDAÇÃO DO CARBONO Hibridação sp2 120° Z Orbitais sp2 sp2 pz sp2 sp2 BF3 B F B F F F O OH NH2 ONH2 O C HO CH NH2 CH2 C O NH2 Asparagina – 163 Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 163 2. (UFU-MG) – O anuleno é um hidrocarboneto aromático que apresenta a seguinte fórmula estrutural simplificada: Sobre este composto pode-se afirmar que a) tem fórmula molecular C18H20, 9 ligações pi (p) e ângulos de 109° entre as ligações carbono-carbono. b) tem fórmula molecular C18H18, 9 ligações pi (p) e ângulos de 120° entre as ligações carbono-carbono. c) tem fórmula molecular C18H16, 9 ligações pi (p) e ângulos de 109° entre as ligações carbono-carbono. d) tem fórmula molecular C18H20, 9 ligações pi (p) e ângulos de 120° entre as ligações carbono-carbono. RESOLUÇÃO: O composto tem fórmula molecular C18H18, existem nove ligações duplas entre átomos de carbono (9 ligações pi), portanto hibri - dação sp2 com ângulos de 120°. Resposta: B 3. (ITA-SP) – Um produto natural encontrado em al gu mas plantas leguminosas apresenta a seguinte estrutura: a) Quais são os grupos funcionais presentes nesse produto? b) Que tipo de hibridização apresenta cada um dos átomos de carbono dessa estrutura? RESOLUÇÃO: a) Observe a estrutura a seguir: b) 1 – sp2 2 – sp2 3 – sp2 4 – sp2 5 – sp2 6 – sp3 7 – sp3 8 – sp2 N — CH2 — CH — CO2H NH2 — 6 7 8 1 2 3 54 HO H HH O cetona enol amina primária amina terciária ácido carboxílico N — CH2 — CH — CO2H NH2 — 6 7 8 1 2 3 54 HO H HH O C C H C H C H H C H CH C H C H C H C HC C HC H C H C H C H C C H H H 164 – Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 164 – 165 Q U ÍM IC A A Ressonância Mantendo-se os núcleos no mesmo lugar, se for pos sí vel mudar a posi ção da ligação pi, ocorre res sonân cia. A estrutura do benzeno A estrutura de Kekulé para o ben zeno (C6H6) admi tia três ligações duplas alternadas. No entanto, o com pri mento da ligação carbono- carbono no benzeno (1,40Å) é inter me diário ao da ligação dupla (1,34Å) e da ligação simples (1,54Å). Isso significa que, no benzeno, a ligação carbo no-carbono não é dupla nem simples: é uma ligação in ter me diá ria. Observe que na estrutura de Kekulé é possível mu dar a posição das ligações π. Essas estruturas são chamadas formas canô nicas, pois elas não exis tem. A verdadeira estrutura do benzeno apresenta uma ligação pi deslo calizada, isto é, uma nuvem eletrônica ligando os seis átomos de carbono for mada pela superposição dos orbitais p. Por esse motivo, o benzeno é re presentado esquematicamente desta forma: Observe que: 1. As formas canônicas não existem. 2. Só existe uma estrutura para o benzeno, que é intermediária a essas duas estruturas (o híbrido de ressonância). 3. Não existe equilíbrio entre as formas canônicas, pois estas não existem. 4. ÁTOMO NÃO SAI DO LUGAR. Outros exemplos de ressonância • Dióxido de enxofre – SO2 • Íon carbonato – CO2–3 • Íon acetato – H3C – COO – • • O • • • •• • • • C O O • • • • • • • • • • • • • • • • O • • • • C O O • • • • • • • • • •• • • •• • • • ––– O • • • •• • • • C O O • •• • • • • •• • • •• • – • • – – H C C O 3 O– H3C C O– O ←→ B Toda espécie do tipo A apresenta ressônancia. B Ressonância C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 165 166 – Q U ÍM IC A A 1. (MACKENZIE-SP-MODELO ENEM) – Os peptídeos são biomolé - culas formadas pela união de dois ou mais aminoácidos por meio de ligações peptídicas, estabelecidas entre um grupo amina de um aminoácido, e um grupo carboxila de outro aminoácido, com a liberação de uma molécula de água. Essas ligações pertencem ao grupo funcional amida. A estrutura química acima representa um peptídeo formado exclusivamente por aminoácidos. Assim, assinale a alternativa que corresponde, respectivamente, à quantidade de aminoácidos presentes nessa estrutura e à quantidade de moléculas de água que foram liberadas na formação desse peptídeo. a) 4 e 5. b) 5 e 5. c) 4 e 4. d) 5 e 4. e) 4 e 3. RESOLUÇÃO: Esta estrutura é formada por 5 aminoácidos: Como temos 4 ligações amídicas nessa estrutura , significa que houve liberação de 4 moléculas de água. Resposta: D 2. (FUVEST-SP- 2015) – A ardência provocada pela pimenta dedo-de-mo - ça é resultado da interação da substância capsaicina com recep to res localizados na língua, desencadeando impulsos nervosos que se pro - pagam até o cérebro, o qual interpreta esses impulsos na forma de sensação de ardência. Esse tipo de pimenta tem, entre outros efeitos, o de estimular a sudorese no organismo humano. Considere as seguintes afirmações: I. Nas sinapses, a propagação dos impulsos nervosos, desen cadea - dos pelo consumo dessa pimenta, se dá pela ação de neuro trans - missores. II. Ao consumir essa pimenta, uma pessoa pode sentir mais calor, pois, para evaporar, o suor libera calor para o corpo. III. A hidrólise ácida da ligação amídica da capsaicina produz um aminoá cido que é transportado até o cérebro, provocando a sensação de ardência. É correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) I e II. d) II e III. e) I e III. RESOLUÇÃO: I. Verdadeira. A ardência provocada pela pimenta dedo-de-moça é resultado da interação da substância capsaicina com receptores localizados na língua, desenca deando impulsos nervosos que se propagam até o cérebro. Nas sinapses, a propagação dos impulsos nervosos se dá pela ação de neurotransmissores. II. Falsa. Ao evaporar, o suor absorve calor do corpo. O processo da evaporação (líquido → gás) é endo térmico. III. Falsa. A hidrólise ácida da ligação amídica da capsaicina não produz aminoácido. Além disso, é o impulso nervoso que se propaga até o cérebro. Resposta: A MÓDULO 28 BIOQUÍMICA: AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS O OHH C3 H C3 N H N H SH O CH3 CH3 O H N O H N O NH2 NH2 HO N H SH O HO O NH2 NH2 O OHH C3 H C3 N H H H CH3 CH3 O H N HO H HO O H N H O ||�— N — C —�| H OCH3 HO N H O CH3 CH3 Capsaicina OCH3 HO N H O CH3 CH3 fenol éter amida + H O2 H+ OCH3 HO N H fenol éter amina H HO O CH3 CH3 ácido + FRENTE 2 – QUÍMICA ORGÂNICA C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 166 3. (FUVEST-SP-2016) – Um aldeído pode ser transformado em um aminoácido pela sequência de reações: O aminoácido N-metil-fenilalanina pode ser obtido pela mesma sequência reacional, empregando-se, em lugar do cloreto de amônio (NH4Cl), o reagente CH3NH3Cl. Nessa transformação, o aldeído que deve ser empregado é RESOLUÇÃO: Mantendo os mecanismos e a lógica apresentados no enunciado, o composto adequado para formar o N-me tilfenilalanina seria o Resposta: A 4. (UNICAMP-SP) – O glutamato monossódico (hidrogenoglutamato de sódio) utilizado para reforçar o aroma e o sabor de produtos alimentícios (umami) é um sal derivado do ácido glutâmico, um dos vinte aminoáci dos essenciais. O nome sistemático desse aminoácido é ácido 2-amino pen tanodioico. Ele pode ser descrito simplificadamente como “uma molécula formada por uma cadeia de cinco átomos de carbono com duas extremidades de grupos carboxílicos e um grupo amino ligado ao carbono adjacente a um dos grupos carboxílicos”. a) A partir da descrição acima, escreva a fórmula estrutural do ácido glutâmico. b) Fazendo reagir o ácido glutâmico descrito acima com uma base, é possível preparar o hidrogenoglutamato de sódio. Escreva a equação química dessa reação de preparação do hidrogenoglutamato de sódio a partir do ácido glutâmico. RESOLUÇÃO: a) A fórmula estrutural do ácido 2-aminopen tano dioico é: b) A reação entre o ácido glutâmico e o hidróxido de sódio, para a formação do hidrogenoglutamato de sódio, chama-se neutralização parcial. Pode ser mostrada a partir da equação a seguir: ou H2C5H7NO4 + NaOH → [HC5H7NO4] –[Na]+ + H2O R H O NH C (aq)4 l KCN (aq) R CN H N HH H O3 + R COOH H N HH COOH H N HH C3 N-metil-fenilalanina a) H O b) H O H C3 c) OH CH3 d) OH CH3 H O e) O H O H CH NH C (aq)3 3 l KCN (aq) CN H N HH C3 H O3 + COOH H N HH C3 C C C C C H O O H H H H H N O H O ou C C C C C H O O H H H H H NH+3 O - O H H C CH2 CH2 CH C HO O NH2 OH O + NaOH ácido glutâmico hidróxido de sódio C CH2 CH2 CH C HO O NH2 O -Na + O + H O2 hidrogenoglutamato de sódio água – 167 Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 167 168 – Q U ÍM IC A A 1. 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. (D. Ereno. “Plásticos de vegetais”. Pesquisa Fapesp. no. 179.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. Resolução: No plástico ecológico, a fragmentação da resina poli mé rica é facilitada porque os carboidratos presentes são digeridos por organismos decompositores. Na digestão do amido, ocorre a hidrólise: O amido é polissacarídeo. O amido não é solúvel em água. O amido não se decompõe espontaneamente em con tato com água e gás carbônico. Os monossacarídeos caramelizam por aquecimento e quebram, segundo a reação: Resposta: D 2. (FUVEST-SP-MODELO ENEM) – No processo tradicional, o etanol é produ zido a partir do caldo da cana-de-açúcar por fermentação promovida por leveduras naturais, e o bagaço de cana é desprezado. Atualmente, le ve duras geneticamente modificadas podem ser utilizadas em novos processos de fermentação para a produção de biocombustíveis. Por exemplo, no processo A, o bagaço de cana, após hidrólise da celulose e da hemicelulose, também pode ser transformado em etanol. No processo B, o caldo de cana, rico em sacarose, é transformado em farneseno que, após hidrogenação das ligações duplas, se transforma no “diesel de cana”. Esses três processos de produção de biocombus tíveis podem ser representados por: Com base no descrito acima, é correto afirmar: a) No Processo A, a sacarose é transformada em celulose por micro-organismos transgênicos. b) O Processo A, usado em conjunto com o processo tradicional, permite maior produção de etanol por hectare cultivado. c) O produto da hidrogenação do farneseno não deveria ser chamado de “diesel”, pois não é um hidro car boneto. d) A combustão do etanol produzido por micro-orga nismos transgênicos não é poluente, pois não produz dióxido de carbono. e) O Processo B é vantajoso em relação ao Processo A, pois a sacarose é matéria-prima com menor valor eco nômico do que o bagaço de cana. RESOLUÇÃO: No processo A, o bagaço da cana, após hidrólise da celulose e da hemicelulose, pode ser transformado em etanol. Usado em conjunto com o processo tradicional, que é a fermentação do caldo de sacarose na presença de leveduras naturais, permite maior produção de etanol por hectare cultivado. O processo A é vantajoso em relação ao processo B, pois o bagaço é matéria-prima com menor valor econômico do que a sacarose. A combustão do etanol produz dióxido de carbono. O produto da hidrogenação do farneseno é um hidrocarboneto: Resposta: B MÓDULO 29 BIOQUÍMICA: HIDRATOS DE CARBONO (CARBOIDRATOS) (C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6 amido glicose Δ C6H12O6 ⎯→ 6 C + 6 H2O CANA-DE-AÇÚCAR moagem bagaço (celulose e hemicelulose) caldo (sacarose) hidrólise mistura de xilose e glicose Processo A fermentação leveduras geneticamente modificadas leveduras geneticamente modificadas fermentação leveduras naturais fermentação etanol farneseno etanol ´´diesel de cana`` Processo B Processo tradicional hidrogenação + 4H2 � cat C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 168 – 169 Q U ÍM IC A A 1. O presidente destacou ainda a possibilidade de o Brasil exportar etanol para a Coreia do Sul, para ser usado como aditivo na gasolina. No Brasil, toda a gasolina vendida nos postos tem cerca de 25% de etanol. A mistura reduz a emissão de gases nocivos à atmosfera na queima da gasolina e pode contribuir para que os países asiáticos cumpram as metas estabelecidas pelo protocolo de Kyoto para a redução da poluição do ar. “Juntamente com o biodiesel, o etanol permitirá à Coreia do Sul diversificar sua matriz energética e, ao mesmo tempo, reduzir as emissões de gases”, afirmou o presidente. (Folha Online) A produção do biodiesel envolve uma reação quí mica chamada transesterificação, como a represen tada abaixo: em que R é uma cadeia carbônica de 7 a 23 áto mos de carbono. Dê a fórmula estutural do biodiesel produzido na reação. RESOLUÇÃO: 2. (UNICAMP-SP) – Recentemente encontrou-se um verda dei ro “fatberg”, um iceberg de gordura com cerca de 15 toneladas, nas tubulações de esgoto de uma região de Londres. Esse “fatberg”, resultado de descarte inadequado de gorduras e óleos usados em frituras, poderia ser reaproveitado na produção de a) sabão, por hidrólise em meio salino. b) sabão, por transesterificação em meio salino. c) biodiesel, por transesterificação em meio básico. d) biodiesel, por hidrólise em meio básico. RESOLUÇÃO: Os óleos e gorduras (lipídeos) presentes no “fatberg” podem ser reaproveitados na produção de biodiesel, conforme a reação a seguir: A reação de transesterificação ocorre entre um éster (lipídeo) e um álcool (geralmente etanol) e produz o biodiesel (éster) e glicerol (álcool). Tal reação pode ser catalisada por uma subs - tância de caráter básico. Resposta: C MÓDULO 30 BIOQUÍMICA: LÍPIDES: ÓLEOS E GORDURAS H C2 HC H C2 O O O C C C R R + C H OH2 5 R éster etanol CH2 CH CH2 OH OH OH + Biodiesel glicerol O O O O || R — C — O — CH2 O || R — C — O — CH + R’ — OH → O Álcool || R — C — O — CH2 Lipídeo (éster) HO — CH2 O OH– || ⎯⎯→ 3 R — C — O — R’ + HO — CH Biodiesel (éster) HO — CH2 Glicerol (álcool) R C O C H2 5 O C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 169 3. A composição de óleos comestíveis é, usualmente, dada pela porcentagem em massa dos ácidos graxos obtidos na hidrólise total dos triglicerídeos que cons tituem tais óleos. Segue-se esta composição para os óleos de oliva e milho. M = massa molar em g/mol Um comerciante comprou óleo de oliva mas, ao rece ber a mercadoria, suspeitou tratar-se de óleo de mi lho. Um químico lhe explicou que a suspeita poderia ser esclarecida, determinando-se o índice de iodo, que é a quantidade de iodo, em gramas, consumida por 100g de óleo. a) Os ácidos graxos insaturados da tabela têm cadeia aberta e consomem iodo. Quais são esses ácidos? Justifique. b) Analisando-se apenas os dados da tabela, qual dos dois óleos apresentará maior índice de iodo? Justifique. RESOLUÇÃO: a) Os ácidos graxos saturados de cadeia aberta obedecem à fórmula geral CnH(2n + 1) — COOH. Nos ácidos graxos insaturados de cadeia aberta, observa-se a existência de uma insaturação (dupla ligação entre átomos de carbono) para cada 2 átomos de hidrogênio a menos que o respectivo ácido saturado. C15H31 — COOH (saturado) ácido palmítico C17H33 — COOH 1 dupla-ligação (insaturado) ácido oléico C17H31 — COOH 2 duplas-ligações (insaturado) ácido linoléico b) Os óleos apresentam 3 ácidos graxos componentes e um deles, o palmítico, em idêntica porcentagem (10%). Os restantes 90% do óleo de milho são compostos de 60% de ácido linoléico (duas duplas-ligações) contra somente 5% deste ácido graxo no óleo de oliva. Desse modo pode-se concluir que o óleo de milho apresenta maior índice de iodo que o óleo de oliva. 4. (UNICAMP-SP-2016) – Em seu livro Como se faz Química, o Professor Aécio Chagas afirma que “quem transforma a matéria, sem pensar sobre ela, não é, e jamais será um químico”. Considere alguns produtos que um cozinheiro reconhece nas linhas 1-4 do quadro a seguir, e aqueles que um químico reconhece nas linhas 5-8. Um químico, familiarizado com as atividades culinárias, relacionaria as linhas a) 1 e 7, porque, o aroma da carne se deve, principal mente, aos hidrocarbonetos aromáticos. b) 3 e 5, porque a infusão facilita a extração de com ponentes importantes do chá. c) 4 e 6, porque os carboidratos são constituintes importantes do óleo comestível.d) 2 e 8, porque a proteína é um tipo especial de açúcar. RESOLUÇÃO: Um químico, familiarizado com as atividades culiná rias, relacionaria as linhas 1 e 8 porque: A carne é um alimento rico em proteínas. Relacionaria as linhas 2 e 6 porque: O açúcar é constituído de carboidratos. Relacionaria as linhas 3 e 5 porque: A infusão facilita a extração de componentes impor tantes do chá. Não relacionaria a linha 4 a nenhuma linha, pois o óleo é composto de triglicerídios (lipídios), que não foram citados. Resposta: B linha cozinheiro linha químico 1 carne 5 extração 2 açúcar 6 carboidrato 3 chá 7 hidrocarboneto aromático 4 óleo 8 proteína Porcentagem em massa de ácidos graxos Tipo de óleo Palmítico C15H31CO2H M = 256 Oleico C17H33CO2H M = 282 Linoleico C17H31CO2H M = 280 Oliva 10 85 05 Milho 10 30 60 170 – Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 170 5. (UNICAMP-SP-2016) – Podemos obter energia no organismo pela oxidação de diferentes fontes. Entre essas fontes destacam-se a gor - dura e o açúcar. A gordura pode ser representada por uma fórmula mínima (CH2)n enquanto um açúcar pode ser representado por (CH2O)n. Considerando essas duas fontes de energia, podemos afirmar corretamente que na oxidação total de 1 grama de ambas as fontes em nosso organismo, os produtos formados são a) os mesmos, mas as quantidades de energia são dife rentes. b) diferentes, mas as quantidades de energia são iguais. c) os mesmos, assim como as quantidades de energia. d) diferentes, assim como as quantidades de energia. RESOLUÇÃO: No processo de oxidação de fontes energéticas como a gordura (CH2)n e açúcar (CH2O)n os produtos são gás carbônico e água. (CH2)n + O2 → n CO2 + n H2O (CH2O)n + n O2 → n CO2 + n H2O A queima de massas iguais de compostos orgânicos diferentes não libera a mesma quantidade de energia Resposta: A 3n ––– 2 – 171 Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 171 172 – Q U ÍM IC A A 1. Em titulação, a solução que está sendo titulada, em geral, está contida em um(a) a) cadinho. b) bureta. c) erlenmeyer. d) condensador. e) pipeta. RESOLUÇÃO: A solução titulada está contida em um erlenmeyer. Resposta: C 2. (ALBERT EINSTEIN-SP-2016) – Para determinar a pureza de uma amostra de ácido sulfúrico (H2SO4), uma analista dissolveu 14,0 g do áci - do em água até obter 100 mL de solução. A analista separou 10,0 mL dessa solução e realizou a titulação, utilizando fenolftaleína como indi - cador. A neutralização dessa alíquota foi obtida após a adição de 40,0 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração 0,5 mol.L–1. O teor de pureza da amostra de ácido sulfúrico analisado é, aproximadamente, a) 18,0 %. b) 50,0 %. c) 70,0 % d) 90,0 %. Dados: Massas molares em g/mol: H = 1, S = 32, O = 16, Na = 23. RESOLUÇÃO: Cálculo da quantidade de matéria de NaOH que reagiu: 0,5 mol ––––––– 1000 mL nb ––––––– 40 mL Cálculo da massa molar do H2SO4: M = (2 . 1 + 1 . 32 + 4 . 16) g/mol = 98 g/mol H S O Cálculo da massa de H2SO4 em 10 mL de solução: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O 1 mol 2 mol ↓ ↓ 98 g 2 mol ma 0,02 mol Cálculo da massa de H2SO4 em 100 mL de solução: 0,98 g –––––– 10 mL m’a –––––– 100 mL Cálculo da pureza: 14 g de H2SO4 –––––– 100% 9,8 g de H2SO4 ––––– p Resposta: C 3. (FUVEST-SP) – O rótulo de um produto de limpeza diz que a concentração de amônia (NH3) é de 9,5g/L. Com o intuito de verificar se a concentração de amônia corresponde à indicada no rótulo, 5,0mL desse produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração 0,10mol/L. Para consumir toda a amônia dessa amostra, foram gastos 25,0mL do ácido. Com base nas informações fornecidas acima, Dado: Massas molares em g/mol: N = 14, H = 1. RESOLUÇÃO: Quantidade em mols de HCl gastos: 0,10 mol de HCl –––––––– 1L x –––––––– 0,025L x = 2,5 . 10–3 mol de HCl Concentração de NH3 no produto de limpeza: NH3 + HCl → NH4Cl ↓ ↓ 1 mol ––––– 1 mol y ––––– 2,5 . 10–3 mol y = 2,5 . 10–3 mol de NH3 2,5 . 10–3 mol de NH3 –––––– 5mL z –––––– 1000mL (1L) z = 0,5 mol ∴ 1 mol de NH3 ––––––– 17g w ––––––– 0,5 mol w = 8,5g Como o rótulo indica 9,5g/L, a informação está incorreta. Resposta: D MÓDULO 28 TITULOMETRIA nb = 0,02 mol ma = 0,98 g m’a = 9,8 g p = 70% qual a concentração da solução, calculada com os dados da titulação? a concentração indicada no rótulo é correta? a) 0,12mol/L sim b) 0,25mol/L não c) 0,25mol/L sim d) 0,50mol/L não e) 0,50mol/L sim [NH3] = 0,5 mol/L FRENTE 3 – FÍSICO-QUÍMICA C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 13:05 Página 172 – 173 Q U ÍM IC A A 1. (UNESP) – Em 1896, o cientista francês Henri Becquerel guardou uma amostra de óxido de urânio em uma gaveta que continha placas fotográficas. Ele ficou surpreso ao constatar que o composto de urânio havia escurecido as placas fotográficas. Becquerel percebeu que algum tipo de radiação havia sido emitida pelo composto de urânio e chamou o fenômeno de radioativi dade. Os núcleos radioativos comu - mente emitem três tipos de radiação: partículas α, partículas β e raios γ. Essas três radiações são, respectivamente, a) elétrons, fótons e nêutrons. b) nêutrons, elétrons e fótons. c) núcleos de hélio, elétrons e fótons. d) núcleos de hélio, fótons e elétrons. e) fótons, núcleos de hélio e elétrons. RESOLUÇÃO: Partículas α: formadas por dois prótons e dois nêutrons (núcleos de hélio). Partículas β: formadas por elétrons. Raios γ: são ondas eletromagnéticas de alta ener gia (fótons). Resposta: C 2. (FGV) – Os radiofármacos são utilizados em quantidades traços com a finalidade de diagnosticar pa tologias e disfun ções do organismo. Alguns desses tam bém podem ser aplicados na terapia de doenças, como no tratamento de tumores radiossensíveis. A maioria dos pro - cedi mentos realizados atualmente em medicina nu clear tem finalidade diagnóstica, sendo o 99mTc (m = me taes tável) o radionuclídeo mais utilizado na preparação desses radiofármacos. O 99Mo é o precursor desse im portante radionuclídeo, cujo esquema de decai mento é apresentado a seguir: β– X β– 99Mo ⎯→ 99mTc ⎯→ 99Tc ⎯⎯→ 99Z No esquema de decaimento, a radiação X, o nuclídeo Z e seu número de nêutrons são, respectivamente, a) gama, Ru e 55. b) gama, Mo e 57. c) beta, Rh e 54. d) alfa, Ru e 53. e) alfa, Rh e 54. Dado: números atômicos: Mo: 42; Ru: 44; Rh: 45. RESOLUÇÃO: β– X β– 99 42Mo ⎯→ 99 43 mTc ⎯→ 9943Tc ⎯⎯→ 99 44Z X = radiação gama � 00γ, onda eletromagnética� Z = Ru N = 55 Resposta: A 3. (MACKENZIE-SP) – 23892U → A zPb + 8 4 2α + 6 –1 0β A equação acima representa a desintegração do 23892U, radioisótopo usado na datação de fósseis. Os valores do número atômico e do número de massa do chumbo são respectivamente, a) 82 e 200. b) 90 e 234. c) 89 e 206. d) 82 e 206. e) 76 e 200. RESOLUÇÃO: Para uma equação nuclear, temos: 238 = A + 32 A = 206 92 = Z + 16 – 6 Z = 82 Resposta: D MÓDULO 29 RADIOATIVIDADE: RADIAÇÕES NATURAIS Exercício Resolvido (UNESP-MODELO ENEM) – Detectores de incêndio são disposi - tivos que disparam um alarme no início de um incêndio. Um tipo de detector contém uma quantidade mínima do elemento radioativo amerício-241. A radiação emitida ioniza o ar dentro e ao redor do detector, tornando-o condutor de eletricidade. Quando a fumaça entra no detector, o fluxo de corrente elétrica é bloqueado, disparando o alarme. Este elemento se desintegra de acordo com a equação a seguir: 241 95Am → 237 93Np + Z Nessa equação, é correto afirmarque Z corresponde a a) uma partícula alfa. b) uma partícula beta. c) radiação gama. d) raios X. e) dois prótons. Resolução A equação da transmutação fornecida é: 241 95 Am → 237 93 Np + x yZ 241 = 237 + x ∴ x = 4 95 = 93 + y ∴ y = 2 A partícula alfa apresenta 2 prótons (Z = 2) e 2 nêutrons (A = 4). Resposta: A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 173 174 – Q U ÍM IC A A 1. (PUC-SP-2016) – Foram estudados, independentemente, o com - por tamento de uma amostra de 100 mg do radioisótopo bismuto-212 e o de uma amostra de 100 mg do radioisótopo bismuto-214. Essas es - pé cies sofrem desintegração radioativa distinta, sendo o bismuto-212 um emissor β, enquanto que o bismuto-214 é um emissor α. As variações das massas desses radioisótopos foram acompanhadas ao longo dos experimentos. O gráfico a seguir ilustra as observações experimentais obtidas durante as primeiras duas horas de acompanhamento. Dado: 83Bi, 84Po, 81Tl Sobre esse experimento é incorreto afirmar que a) a meia vida do 212Bi é de 60 minutos. b) após aproximadamente 25 minutos do início do experimento, a relação entre a massa de 212Bi e a massa 212Po é igual a 3. c) no decaimento do 214Bi forma-se o isótopo 210Tl. d) após 4 horas do início do experimento, ainda restam 12,5 mg de 212Bi sem sofrer desintegração radioa tiva. RESOLUÇÃO: 60 min 212Bi 100 g ⎯⎯⎯→ 50 g t1/2 = 60 minutos 212 83Bi → –1 0β + 21284Po t = 0 100 mg 0 t = 25 75 mg 25 mg Relação entre as massas após 25 min: = = 3 214 83Bi → 4 2α + 210 81Tl 4 horas: 240 minutos 60 minutos 60 minutos 25 g ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ 12,5 g ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ 6,25 g 120 minutos 180 minutos 240 minutos (3 horas) (4 horas) Após 4 horas restam 6,25 g de 212Bi Resposta: D mBi ––––– mPo 75 g ––––– 25 g MÓDULO 30 RADIOATIVIDADE: MEIA-VIDA, FISSÃO E FUSÃO NUCLEAR 0 20 40 60 80 100 120 tempo (min) 0 25 50 75 100 m as sa ( m g) bismuto-212 bismuto-214 C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 174 – 175 Q U ÍM IC A A 2. (FGV-SP-2016) – A medicina tem desenvolvido diversos trata - mentos para pacientes com câncer de cérebro. Em um deles, o pa - ciente ingere o composto borofenilalanina. Essa molécula que contém o isótopo boro-10 tem afinidade pelas células cerebrais. Após a ingestão, o paciente é submetido a um feixe de nêutrons. Cada isótopo de boro-10 captura um nêutron e forma um isótopo instável que se fissiona em duas espécies menores e emite ainda radiação gama. Dessa maneira, a célula tumoral é atingida pela energia das emissões do processo de fissão e é destruída. (www.nipe.unicamp.br/enumas/admin/resources/uploads/robertovicen te_hasolucao.pdf. Adaptado) (http://www.lbcc.edu/AlliedHealth/mri/. Adaptado) O isótopo instável, representado por X, e a espécie emitida na fissão, representada por Y, são, respec tivamente, a) boro-11 e 4He. b) boro-11 e 2H. c) boro-9 e 2He. d) berílio-9 e 4He. e) berílio-9 e 2H. Dado: 5B, 1H, 2He, 4Be. RESOLUÇÃO: O isótopo de boro-10 captura um nêutron e forma um isótopo instável X, segundo a equação: O isótopo instável X é o átomo de boro: 115B Esse isótopo instável se fissiona em duas espécies me nores (uma é o átomo de lítio, segundo a figura fornecida) e emite ainda radiação gama. A espécie Y é o 42He. Resposta: A 3. A bomba reduz nêutrons e neutrinos, e abana-se com o leque da reação em cadeia. ANDRADE C. D. Poesia completa e prosa. Rio de Janeiro. Aguilar, (fragmento). Nesse fragmento de poema, o autor refere-se à bomba atômica de urânio. Essa reação é dita “em cadeia” porque na a) fissão do 235U ocorre liberação de grande quantidade de calor, que dá continuidade à reação. b) fissão de 235U ocorre liberação de energia, que vai desintegrando o isótopo 238U, enriquecendo-o em mais 235U. c) fissão do 235U ocorre uma liberação de nêutrons, que bombardearão outros núcleos. d) fusão do 235U com 238U ocorre formação de neutrino, que bombardeará outros núcleos radioativos. e) fusão do 235U com 238U ocorre formação de outros elementos radioativos mais pesados, que desenca deiam novos processos de fusão. RESOLUÇÃO: Na bomba atômica de urânio, ocorre uma reação “em cadeia” com a fissão do 235U, liberando nêutrons (2 ou 3 nêutrons), que bombardeiam outros núcleos. A equação simplificada do processo é: 1 0n + 235 92U → X + Y + (2 ou 3) 1 0n + energia Resposta: C 10 5B + 1 0n ⎯→ 11 5B 11 5B ⎯→ 7 3Li + 4 2Y + 0 0γ C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 175 176 – Q U ÍM IC A A 1. (UNIMONTES-MG) – Experiência de Lavoisier: Em um frasco de gargalo estreito e curvo, Lavoisier esquentou mer - cúrio líquido na presença de ar e observou a formação de um óxido aver melhado sobre o mercúrio e a “perda” de 20% do volume de ar. Pos teriormente, o óxido obtido foi aquecido e transformou-se nova - mente em mercúrio líquido, liberando o volume de gás “perdido” na primeira fase do teste. a) Dê a equação balanceada para a reação de formação do óxido de mercúrio II. b) Discuta a expressão “perda” de 20% do volume de ar com base na Lei de Lavoisier. RESOLUÇÃO: a) Hg (l) + O2 (g) → HgO (s) b) A perda de 20% do volume do ar refere-se ao consumo quan - titativo de O2 presente, que contribui com, aproximadamente, 20% em volume, formando o óxido de mercúrio, de coloração avermelhada. Uma vez aquecido o óxido, este se decompõe, devolvendo a mesma massa de O2 retirada, que corresponde a 20% do volume de ar. HgO (s) → Hg (l) + O2 (g) 2. Análise por combustão Equipamento usado para a análise por combustão. Uma mistura de oxigê nio-nitrogênio passa sobre o cadinho de cerâmica que contém a amostra, que é oxidada. As massas de nitrogênio, dióxido de carbono e água produzidas são obtidas pela separação dos gases e pela medida de suas condutividades térmicas. O catalisador WO3 garante que o CO eventualmente produzido seja oxidado a CO2. O cobre remove o excesso de oxigênio (Cu + 1/2 O2 → CuO). Fez-se a análise por combustão de 1,621 g de um composto recém-sin - te tizado, com 3,376 g de oxigênio gasoso e do qual se sabia que continha somente C, H e O. As massas de água e dióxido de carbono produzidas foram 1,902 g e 3,095 g, respectivamente. Sabendo-se que a fórmula molecular do composto é C2H6O, pedem-se: a) Os dados obedecem a Lei de Lavoisier? Justifique. b) Fornecer a equação química de combustão do composto, desconsi - derando N2. c) A marcação dos volumes em � para H2O (g) e CO2 (g) está correta nas CNTP? Justifique. RESOLUÇÃO: a) Sim. mreagente = 1,621 g + 3,376 g = 4,997 g mprodutos = 1,902 g + 3,095 g = 4,997 g mreagentes = mprodutos b) C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O c) Não, segundo Gay-Lussac. 2 CO2 (g) –––– 3 H2O (g) 2 V 3 V MÓDULO 28 LEIS DAS COMBINAÇÕES QUÍMICAS: LEIS DE LAVOISIER, PROUST E GAY-LUSSAC Amostra Cadinho de cerâmica N + O2 2 Catalisador de WO3 Detector Cromatógrafo a gás Cu N2 CO2 H O2 VH2O > VCO2 nitrogênio o volume do ar diminuiu 20%óxido de mercúrio (vermelho) b) condições finais o oxigênio reage com o mercúrio mercúrio ar (nitrogênio e oxigênio) a) condições iniciais 1 –– 2 1 –– 2 FRENTE 4 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA E QUÍMICA ORGÂNICA C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 176 3. (UFPE) – Dois frascos, A e B, contendo diferentes reagentes, estão hermeticamente fechados e são colocados nos pratos de uma balança, que fica equilibrada como mostra o diagrama abaixo. Os frascos são agitados para que os reagentes entrem em contato. As seguintes reações ocorrem: Frasco A: Na2SO4 + Ba(NO3)2 ⎯→ 2 NaNO3 +BaSO4 (precipitado branco) Frasco B: Zn (s) + H2SO4 ⎯→ ZnSO4 + H2 (g) Indique os itens verdadeiros: I. Com o andamento das reações, o braço da balança pende para o lado do frasco A. II. Com o andamento das reações, o braço da balança pende para o lado do frasco B. III. Os pratos da balança permanecem equilibrados. RESOLUÇÃO: Pela Lei de Lavoisier, a massa total de reagentes é igual a massa total dos produtos quando a experiência é realizada no sistema fechado, logo, somente III. 1. (UNESP-SP) – Considere a seguinte sequência de reações: CaO (s) + 3 C → X + CO X + 2 H2O → Y + Ca(OH)2 Y + HCN → H2C CH | CN Com respeito a essas reações, são feitas as afirmações: I. X é CaC2. II. Y é H2C CH2. III. O produto final é o polímero polivinilacetileno. São corretas as afirmações: a) I apenas. b) II apenas. c) I e II apenas. d) II e III apenas. e) I, II e III. RESOLUÇÃO: CaO + 3 C → CaC2 + CO CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2 C2H2 + HCN → H2C CH | CN I. Correto. II. Errado. Y é HC CH III. Errado. Policianeto de vinila (poliacrilonitrila) Resposta: A A Ba(NO )3 2 Na SO2 4 B H SO2 4 Zn MÓDULO 29 POLÍMEROS — CH2 — CH — | CN n n H2C CH →| CN – 177 Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 177 2. Fornecer a reação de polimerização do PVA (poliacetato de vinila) a partir do acetato de vinila . RESOLUÇÃO: 3. Como elastômeros (elevado grau de elasticidade), podemos citar a borracha natural, cujo monômero é o isopreno (2-metilbuta-1,3-dieno). A borracha natural apresenta certas características in desejáveis: é pegajosa no verão e dura e quebradiça no inverno. A resistência à tração e à abrasão é relativa mente pequena. É solúvel nos solventes orgânicos. Para melhorar essas propriedades, pratica-se, então, a vulca nização, que consiste em aquecer a borracha com enxofre (7%), o qual se adiciona nas duplas-ligações, ser vindo de ponte entre as cadeias carbônicas. A seguir, temos três estruturas de borracha, vulcanizada ou não: que representam, não respectivamente: borracha vul canizada, bor - racha não vulcanizada e vulcanizada submetida a estiramento. a) Quais as estruturas citadas? b) Fornecer a equação de formação da estrutura I. c) Fornecer a equação de formação de borracha vulcanizada. RESOLUÇÃO: a) Borracha não vulcanizada (I). Borracha vulcanizada (II). Borracha vulcanizada submetida a estiramento (III). b) c) H C3 C O O C CH2 H C C H O C CH3 O H H n PT Cat. C C O H H H O C CH3 n n H C2 C CH3 C H H C2 C CCH2 CH3 CH2 n H C C H CH2 CH2 H C3 CH2 C H C3 C H CH2 n + S S S S S S S S cis-1,4-poli-isopreno Enxofre CH2 CCH2 H S C H S S S CH2 CHCH2 CH CH2 CH2 CH CH2CH S S S C CH2CH2 CH CH CH2 H C H CH2 CHCH S CH2CH2 CH2 CH CH H C H C n Borracha vulcanizada 178 – Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 17/06/16 18:20 Página 178 1. (FUVEST-SP) – Alguns polímeros biodegradáveis são utilizados em fios de sutura cirúrgica, para regiões internas do corpo, pois não são tóxicos e são reabsorvidos pelo organismo. Um desses materiais é um copolímero de condensação que pode ser representado por Dentre os seguintes compostos os que dão origem ao copolímero citado são: a) I e III b) II e III c) III e IV d) I e II e) II e IV RESOLUÇÃO: Resposta: A 2. (UnB) – No mundo atual, é comum a presença dos polímeros, sendo difícil conceber a vida moderna sem a sua utilização. Nos últi - mos 50 anos, os cientistas já sintetizaram inúmeros polímeros dife - rentes. Um exemplo disso é o polímero conhecido por “dacron”, utilizado na fabricação de velas de barcos. Ele pode ser obtido pela reação de polimerização entre o tereftalato de dimetila, reagente I, e o etileno glicol, reagente II, segundo mostra o esquema a seguir. A respeito da reação apresentada no esquema e dos compostos nela envolvidos, julgue os itens seguintes. (1) O reagente I é um composto de função múltipla. (2) A reação de polimerização apresentada envolve as funções éter e álcool (diálcool). (3) O reagente I pode formar pontes de hidrogênio. (4) No reagente I, os substituintes do anel benzênico encontram-se em posição meta. (5) O dacron é um tipo de poliéster. RESOLUÇÃO: (1) Errado. Somente função éster. (2) Errado. Na realidade um éster e um diálcool (glicol). (3) Errado. Não apresenta H ligado diretamente a oxigênio. (4) Errado. Posição para. (5) Certo. MÓDULO 30 POLÍMEROS (CONTINUAÇÃO) O CH2 C O O CH C O CH3 n HO CH2 CO H2 I. HO CH2 CH2 II. CH CO H2 OH HO CH CO H2 III. HO IV. CH CH2 CO H2 CH3 CO H2 C O COH H H HO C C O+ C CH3 CH3 H H OO H C OH2 CO CHO O n n + nHOCH CH OH2 2 reagente II ácido C H CO3 O O C OCH3 reagente I C O O C OCH CH O2 2 O C C O OCH CH O2 2 dacron + nCH OH3 – 179 Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_2016 20/04/16 08:48 Página 179 3. Observe o exposto: Epóxidos são polímeros formados a partir da reação de um epóxi (éter cíclico) com o bis-fenol, classificados como poliéteres. Supondo um epóxi com três átomos de carbono, e X um halogênio e Ar radical fenil, escreva a equação química da reação: RESOLUÇÃO: 4. (UNICAMP-SP) – Um maiô produzido com material polimérico foi utili zado pela maioria dos competidores de natação em Beijing (2008). Afirma-se que ele oferece uma série de vantagens para o desempenho dos nadadores: redução de atrito, flutuabilidade, baixa absorção de água, ajuste da simetria corporal e melhoria de circulação sanguínea, entre outras. O tecido do maiô é um misto de náilon e elastano, esse último, um copolímero de poliuretano e polietilenoglicol. a) A cadeia do poliuretano a que se refere o texto está parcial mente representada a seguir. Preencha os quadra dos com sím bo los atômicos, selecionados entre os seguintes: H, F, U, C, N, O, Sn. b) O náilon, que também forma o tecido do maiô, pode ser obtido por reações entre diaminas e ácidos dicarboxílicos, sendo a mais comum a reação de hexametilenodiamina e ácido adípico. De acordo com essas informações, seria possível utilizar o ácido lático, para se preparar algum tipo de náilon? Justifique-o. RESOLUÇÃO: a) Baseando-se nas valências dos elementos: carbono (tetrava - lente), nitrogênio (trivalente) e oxigênio (bi va lente), tem-se: b) Como mostrou o enunciado, a formação do náilon ocorre segundo a reação: A fórmula do ácido lático é: A polimerização do ácido lático é dada pela equação: O náilon é uma poliamida e a polimerização do ácido lático leva à formação de um poliéster, por tanto não seria possível o ácido láctico formar um náilon. n H C CH2 O R X + n O ArH ArC HO CH3 CH3 O Ar ArC CH2O CH3 CH3 C OH H R n + n HX n H C CH2 O CH2 C + nl HO C OH CH3 CH3 O C O CH3 CH3 CH2 CH OH CH2 n + n HCl H R’ n O H RO CH3 — CH — C— OH — OH ——O ácido lático O OR H H R’ n C N N C O O � � nH — N — R — N — H + n — — H H diamina C — R’ — C— HO — — O — OH — — O (2n)H2O + — N — R — N — C — R’ — C — — H — H — — O — — O ácido dicarboxílico náilon (poliamida) — OH ——O — OH CH3 — CH — C nHO — CH — C — CH3 poliéster — — O — OH — O — CH — C — — — O � � n nH2O + — CH3 180 – Q U ÍM IC A A C7A_EXERCICIOS_QUIMICA_ALICE_201620/04/16 08:48 Página 180
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