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EXAME DE CAPACIDADE - IQ-USP 
PROVA DE CONHECIMENTOS GERAIS EM QUÍMICA 
1o SEMESTRE / 2007 
 
 
 
 
 
Questão 1 
a) O que é tempo de meia-vida de um dado reagente numa reação química? 
b) Determine as expressões para os tempos de meia-vida em reações químicas que 
seguem cinética de 0, 1ª e 2ª ordens. 
c) Identifique, nos gráficos a seguir (tempo de meia-vida versus [A]inicial), qual é a 
ordem da reação para cada um (explique). 
 
 
0.00 0.04 0.08
0.0
0.2
0.4
0.6
0.00 0.04 0.08
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
0.00 0.04 0.08
0
200
400
600
800
1000
 
 
t 
1
/2
[A]
0
I
 
 
t 
1
/2
[A]
0
III
 
 
t 
1
/2
[A]
0
II
 
 
(Atenção: todas deduzidas para coeficientes estequiométricos unitários!) 
Ordem Lei Integrada 
0 ktAA −= 0][][ 
1 
kt
eAA
−= 0][][ 
2 
(2 A → P) 
tk
AA
.
][
1
][
1
0
=− 
2 
(A+B → P) 00
00
00
]])[[]([
])[]([][
ln
][][
1
.
BPA
PBA
AB
tk
−
−
−
= 
 
Questão 2 
Considere os seguintes equilíbrios de formação de complexos: 
i) [Co(H2O)6]
2+ + 3 en [Co(en)3]
2+ + 6 H2O logβ = 13,8 
ii) [Co(H2O)6]
2+ + 3 gly- [Co(gly)3]
- + 6 H2O logβ = 10,8 
iii) [Co(H2O)6]
2+ + 6 NH3 [Co(NH3)6]
2+ + 6 H2O logβ = 5,1 
 
Explique: 
a) Por que o valor de β da reação (i) é maior do que o de β da reação (ii)? 
b) Por que o valor de β da reação (i) é maior do que o de β da reação (iii)? 
c) Considerando a distribuição eletrônica do metal, os complexos [Co(H2O)6]2+ e 
[Co(NH3)6]
2+ deveriam ser coloridos? Quantos elétrons desemparelhados há em cada 
um desses complexos? 
d) Calcule a solubilidade do carbonato de cobalto(II) em uma solução de 
etilenodiamina (en) 1,0×10-3 M. Nessas condições, a solubilidade é maior do que em 
água pura? 
 
Dados: 
Co: [Ar]3d74s2 
Série espectroquímica: I- < Br- < S2- < SCN- < Cl- < NO3
- < F- < OH- < C2O4
2- < H2O (limite 
de campo fraco) < NCS- < CH3CN < NH3 < en < bipy < phen < NO2
- < PPh3 < CN
- < CO 
KPS CoCO3 = 1,4×10
-13 (25ºC) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NH
2
NH
2ONH
2
O
N N
N N
gly (glicinato)
bidentado (N,O)
en (etilenodiamina)
bidentado (N,N)
phen (fenantrolina)
bidentado (N,N)
bipy (bipiridina)
bidentado (N,N) 
 
Questão 3 
a) Aminoácidos podem ser preparados por meio do tratamento de um aldeído com 
amônia e cianeto de hidrogênio, seguido de hidrólise ácida. Formule as equações das 
reações envolvidas na síntese da valina. 
b) Explique a diferença nos valores de pKa dos grupos carboxila de alanina, serina e 
cisteína (pKas respectivamente: 2,34 ; 2,21 ; 1,92) 
c) Os espectros de UV de triptofano, tirosina e fenilalanina são mostrados a seguir. Cada 
espectro foi obtido a partir de uma solução de 1x10-3 mol L-1 do aminoácido, tamponada 
a pH = 6,0. Calcule a absortividade molar aproximada de cada um dos três aminoácidos. 
220 240 260 280 300 320
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Phe
Tyr
Trp
 
 
a
b
s
o
rb
â
n
c
ia
comprimento de onda (nm)
 
Aminoácido R 
Ala CH3- 
Val (CH3)2CH- 
Ser HO-CH2- 
Cys HS-CH2- 
Trp 
N
H
H2C
 
Tyr 
HO
H2
C
 
Phe H2C
 
 
 
 
Questão 4 
A curva de titulação de 50,0 mL de uma solução 0,020 mol L-1 de um ácido fraco 
monoprótico (HA) com solução 0,100 mol L-1 de NaOH está representada na figura 
abaixo. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
p
H
V (mL)
 
a) Calcule o Ka do ácido e o pH no ponto de equivalência. 
b) Considerando as informações na tabela abaixo, qual seria o indicador mais 
adequado para identificar o ponto final dessa titulação? Justifique a sua resposta. 
 
Indicador pH de transição Cor em meio 
ácido 
Cor em meio 
básico 
Alaranjado de 
metila 
3,1 – 4,4 vermelho amarelo 
Azul de 
bromotimol 
6,0 – 7,6 amarelo azul 
Timolftaleína 8,3 – 10,5 incolor azul 
 
c) Tendo apenas a solução 0,020 mol L-1 desse ácido HA e a solução 0,100mol L-1 de 
NaOH, mostre, por meio de cálculos, como você prepararia uma solução tampão 
de pH 6,0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 5 
Dados os valores de potenciais de redução (em V) para os halogênios, em meio ácido e 
básico a 25°C, responda às questões que seguem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Qual o produto obtido quando se faz passar um fluxo de Cl2(g) por uma solução 
aquosa concentrada de KI? Forneça a equação balanceada e o potencial da reação. 
 
b) Comente sobre a estabilidade do produto obtido na reação do item (a) em meio 
ácido e meio básico. 
 
c) Quando se faz passar um fluxo de Cl2(g) por uma solução aquosa com o objetivo de 
produzir água sanitária, o pH do meio deve ser ácido ou básico? 
 
d) Uma solução aquosa de NaCl não reage com uma solução aquosa de NaOCl, mas se 
adicionarmos ácido sulfúrico diluído à mistura das duas soluções, ocorre formação de 
gás cloro. Explique. 
 
e) Os halogênios formam compostos entre si, os chamados inter-halogênios, cujas 
geometrias moleculares estão em grande concordância com o modelo RPECV (Repulsão 
dos Pares de Elétrons da Camada de Valência). Proponha a estrutura do composto IF5.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solução ácida
HClO Cl2
Cl
-1,630 1,358
IO 
-
I2(s)
I 
-1,44 0,535
Solução básica
ClO- Cl2 Cl
-0,421 1,358
IO 
-
I2
I -0,42 0,535
Solução ácida
HClO Cl2
Cl
-1,630 1,358
IO 
-
I2(s)
I 
-1,44 0,535
Solução básica
ClO- Cl2 Cl
-0,421 1,358
IO 
-
I2
I -0,42 0,535
Questão 6 
A prata metálica é um metal nobre e como tal os processos oxidativos não ocorrem 
facilmente. Por outro lado, o KMnO4
-, em solução aquosa, atua como oxidante forte. Um 
técnico de laboratório armazenou uma solução 0,020 mol L-1 de KMnO4 num recipiente de 
prata. 
a) De acordo com os valores dos potenciais de redução E0 (Ag+/Ag0) = 0,88 V e E0 
(MnO4
-/Mn2+) = 1,51 V e estequiometria, discuta a viabilidade de reação. 
b) Em caso da ocorrência da reação como separar e identificar os produtos formados? 
Escreva as equações das reações devidamente balanceadas. 
c) A correta aferição da concentração da solução de permanganato, armazenada no 
recipiente de prata, pode ser feita por espectrofotometria UV-visível, medindo-se a 
absorbância do MnO4
- (λ = 528 nm). A calibração do espectrofotômetro resultou 
nos seguintes valores de absorbância. 
Soluções Analíticas de 
Referência de MnO4
- (mg/L) 
Absorbância 
0,0 0,000 
5,0 0,100 
10 0,202 
15 0,302 
30 0,605 
 
Um alíquota de 20 mL da solução foi diluída com água destilada em uma balão de 
100 mL e, após homogeneização, foi feita a medida em triplicata. A média e desvio 
padrão das absorbâncias foi 0,274 ± 0,008. Calcule a concentração de 
permanganato de potássio, em mol L-1, contido no recipiente. 
Dados: (Massas Molares g mol-1: O = 16; K = 39,1; Mn = 55 ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 7 
Algumas misturas líquidas binárias apresentam comportamento que pode ser descrito 
pelos diagramas temperatura x composição abaixo indicados. 
 
 
 
a) Quais as características gerais de sistemas que apresentam cada um dos dois tipos de 
comportamento indicados nos diagramas? 
b) Analise para cada um dos dois casos como se comparam as forças intermoleculares e 
os pontos de ebulição nessas misturas quando comparados aos dos compostos puros e 
quais as variações entálpicas de mistura observadas em cada caso. 
c) A que correspondem o ponto a, a´ e b, assinalados nos diagramas? Quais as 
conseqüências do comportamento desses dois tipos de sistemas no que se refere à 
destilação fracionada das misturas? Justifique. 
d) A que tipo de desvio do comportamento ideal em termos das pressões de vapor, 
conforme estabelecido pela lei de Raoult, correspondem os dois tipos de comportamento 
observado e por que? Desenhe os diagramas de pressão de vapor correspondentes a 
cada caso e justifique. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 8 
Em um trabalho de revisão sobre a hidrólise de haletos de alquila, a 25oC, em água e pH 
7, Robertson (1967) publicou as meias-vidas (t1/2), as entalpias-padrão(∆
‡Ho) e 
entropias-padrão (∆‡So) de ativação para uma série de compostos (vide tabela abaixo). 
 
 Composto t1/2 (h) ∆∆∆∆‡Ho (kJ mol-1) ∆∆∆∆‡So (J K-1 mol-1) 
1 CH3Cl 8056 100,3 -51,4 
2 (CH3)2CHCl 907 100,2 -33,9 
3 (CH3)3CCl 0,0065 99,5 +60,2 
R. E. Robertson, Prog. Phys. Org. Chem., 4, 213 (1967) 
 
a) Classifique, de acordo com os mecanismos SN1 versus SN2, o mecanismo de 
hidrólise vigente para os haletos de 1 a 3. Explique sua resposta. 
b) Tendo em vista os dados da tabela, identifique o fator mais importante e que 
determina a velocidade da reação de hidrólise dos haletos em água. Explique sua 
resposta. 
c) Escreva os mecanismos para a hidrólise do cloreto de isopropila tanto através de 
SN1 como de SN2, mostrando as etapas envolvidas e identificando a etapa lenta da 
reação em cada caso. Faça um diagrama de ∆rG
o versus coordenada de reação 
para cada um dos mecanismos e desenhe o estado de transição.