RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA I – UEM 2021

RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA I – UEM 2021

1. Sobre catalisadores, são feitas as quatro afirmações seguintes:

I. São substâncias que aumentam a velocidade de uma reacção.

II. Reduzem a energia de activação da reacção

III. As reacções nas quais actuam não ocorreriam nas suas ausências.

IV. Enzimas são catalisadores biológicos

Dentre estas afirmações, estão correctas, apenas:

A I e II

B II e III

C I, II e III

D I, II e IV

E II, III e IV

RESOLUÇÃO

Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma reacção sem serem consumidas. Diz-se que estes diminuem a energia de activação provocando o aumento da velocidade da reacção.

Análise dos itens:

I CORRECTO

II CORRECTO

III INCORRECTO

As reacções sem catalisadores ocorrem só que a velocidade dessas reacções é muito menor, portanto, na ausência de catalisadores são muito lentas, contudo ocorrem.

IV CORRECTO

Conclusão: I, II e IV

Resposta: alternativa: D

 

2. O monóxido de nitrogénio reage com hidrogénio produzindo nitrogénio e vapor de água de acordo com a seguinte equação:

2NO_(g) + 2H_2(g) ↔ N_2(g) + 2H₂O_(g) Acredita-se que esta reacção ocorra em duas etapas:

2NO_(g) + H_2(g) ↔ N₂O_(g) + H₂O_(g) (lenta)

N₂O_(g) + H₂O_(g) ↔ N_2(g) + H₂O_(g) (rápida)

De acordo com esse mecanismo, a expressão da velocidade da reacção é:

A V = k [N₂O] . [H₂O]

B V = k [NO]² . [H₂]

C V = k [N₂] . [H₂O]²

D Nenhuma das alíneas está correcta

E V = k [NO]². [H₂]²

RESOLUÇÃO

As reacções químicas que ocorrem em mais de uma etapa não são elementares e nestes casos a velocidade da reacção depende apenas da etapa lenta.

Deste modo, a expressão da lei cinética ou lei de velocidade é:

B V = k [NO]² . [H₂]

Resposta: alternativa: B

3. O mel contém uma mistura complexa de carbohidratos, enzimas, aminoácidos, ácidos orgânicos, minerais, etc. O teor de carboidratos é de cerca de 70% da sua massa, sendo a glicose e frutose os açúcares em maior proporção. A sua acidez é atribuída à acção da enzima glucose oxidase, que transforma a glicose em ácido glucónico e H₂O₂.

Abaixo temos a equação química de decomposição do peróxido de hidrogénio, na qual temos a formação de água líquida e oxigénio gasoso. Utilizando os dados da tabela fornecida, calcule a velocidade média de decomposição do peróxido de hidrogénio entre 0 a 10 minutos.

H₂O_2(aq) → H₂O_(l) + ½O_2(g)

Tempo	H2O2 (mol/L)
0	0,8
10	0,5

A 2.10^-4 mol.L^-1.s^-1

B 3.10^-4 mol.L^-1.s^-1

C 4.10^-4 mol.L^-1.s^-1

D 5.10^-4 mol.L^-1.s^-1

E 3.10^-2 mol.L^-1.s^-1

RESOLUÇÃO

A velocidade média de uma reacção é definida como sendo a alteração (variação) da concentração de um dos reagentes ou produtos, em um intervalo de tempo.

Dado que é comum na Matemática usarmos o delta (∆) para indicar a variação, assim podemos escrever:

Onde:

• ∆ [ ] = Concentração final – Concentração inicial  (∆ [ ] = [ ]_final  – [ ]_inicial )
• ∆t = tempo final – tempo inicial  (∆t = t_final – t_ibicial        )

Para o caso de um reagente a velocidade da reacção é dada por:

Vamos calcular:

Você até poderia pensar que a alternativa correcta é E mas ela está errada. Note que acima calculamos a velocidade média em mol.L^-1.min^-1 mas o exercício pede para calcularmos a velocidade mol.L^-1.s^-1. Portanto, antes de mais nada temos que converter o tempo dado em minutos para segundos:

 

Resposta: alternativa: D

 

4. Considerando o equilíbrio: C_(s) + CO_2(g) ↔ 2CO_(g) relevante, por exemplo nos fornos siderúrgicos, o efeito da adição de mais C_(s) será:

A O aumento da concentração de CO

B O aumento da concentração de CO₂

C Nulo

D A diminuição da concentração de CO

E A diminuição da concentração de CO₂

RESOLUÇÃO

Sabe-se que substâncias no estado sólido têm concentração constante, assim, adição de C_(s) não tem efeito neste equilíbrio, ou seja, não provoca o deslocamento de equilíbrio.

Resposta: alternativa: C

 

5. Para a reacção: A + B ↔ C + 2D, foram obtidas as seguintes concentrações molares no equilíbrio: [A] = 4,00; [B] = 3,00; [C] = 1,50; e [D] = 2,00. Com base nestes dados, calcule a concentração molar de A quando [B] = 8,00; [C] = 4,00 e [D] = 4,00.

A 0,80

B 0,50

C 1,50

D 9,00

E 16,00

RESOLUÇÃO

Primeiramente vamos calcular a constante de equilíbrio. Lembrando que constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc) é o produto das concentrações dos produtos, dividido pelo produto das concentrações dos reagentes onde cada concentração está elevada ao seu coeficiente estequiométrico da equação química devidamente acertada.

A + B ↔ C + 2D

A seguir vamos calcular a concentração molar de A:

Resposta: alternativa: E

6. Em solução aquosa, iões cromato (CrO₄)^2-, de cor amarela, coexistem em equilíbrio com iões dicromato (Cr₂O₇)^2-, de cor alaranjada, segundo a reacção:

2(CrO₄)^2-_(aq) + 2H⁺_(aq) ↔ (Cr₂O₇)^2-_(aq) + H₂O_(l)

A coloração alaranjada torna-se mais intensa quando se:

A Adicionar OH^-

B Diminui o pH

C Aumente a pressão

D Acrescenta mais água

E Acrescenta um catalisador

RESOLUÇÃO

Aqui aplicaremos o Princípio de Le Chatelier, que diz: “quando uma acção externa afecta um sistema em equilíbrio, o equilíbrio desloca-se no sentido de minimizar ou anular esta acção externa”

Análise das alternativas:

A INCORRECTA

A adição de OH^- favorece o consumo de iões H⁺ e o equilíbrio desloca-se para a esquerda favorecendo a coloração amarela.

B CORRECTA

O equilíbrio desloca-se para a direita. A diminuição de pH implica o aumento da concentração de iões H⁺ e o equilíbrio desloca-se para a direita favorecendo a cor alaranjada.

C INCORRECTA

A pressão não interfere no equilíbrio, pois todos os componentes são soluções aquosas e não gases. Assim, o equilíbrio não é deslocado para nenhum dos lados e portanto, a coloração alaranjada não se altera.

D INCORRECTA

O equilíbrio não é deslocado, pois a concentração da água líquida é constante, ou seja, não interfere no equilíbrio e assim a coloração alaranjada não é alterada.

E INCORRECTA

O equilíbrio não é deslocado pois o catalisador não provoca o deslocamento de equilíbrio, porém, diminui o tempo para que este seja alcançado.

Resposta: alternativa: B

7. O produto iónico da água é igual a 4,0 ∙ 10^-14. A essa temperatura, o valor de [H⁺] de uma solução aquosa neutra é:

A 0,6 ∙ 10^-7

B 4,0 ∙ 10^-7

C 4,0 ∙ 10^-14

D 2,0 ∙ 10^-7

E 2,0 ∙ 10^-14

RESOLUÇÃO

Sabe-se que K_w é dado por K_w = [H⁺]∙[OH^-], assim, no equilíbrio teremos [H⁺] = [OH^-]:

K_w = [H⁺]∙[OH^-]

4,0 ∙ 10^-14 = [H⁺]∙[OH^-] ⇔ 4,0 ∙ 10^-14 = [H⁺]²

[H⁺]² = 4,0 ∙ 10^-14 ⇒ [H⁺] = √(4,0 ∙ 10^-14) ⇒ [H⁺] = 2,0 ∙ 10^-7

Resposta: alternativa: D

 

8. Considere os seguintes ácidos, os seus respectivos graus de ionização (a 18^oC) e algumas das suas utilizações:

H₃PO₄ (α = 27%) usado na preparação de fertilizantes e em bebidas refrigerantes;

H₂S (α = 7.6 x 10^-2 %) usado como redutor;

HClO₄ (α = 97%) usado na medicina, em análises químicas e como catalisador em explosivos;

HCN (α = 8 x 10^-3 %) usado no fabrico de plásticos, corantes, etc.

Qual das afirmações abaixo está correcta:

A HClO₄ e HCN são triácidos

B H₃PO₄ e H₂S são hidrácidos

C H₃PO₄ é um ácido não muito forte

D H₂S é um ácido ternário

E Todas as alternativas são verdadeiras

RESOLUÇÃO

Definições básicas:

Triácidos são ácidos que se ionizam libertando três iões H⁺.

Hidrácidos são ácidos que não contêm o oxigénio na molécula;

Ternários são ácidos que têm três elementos químicos diferentes na sua constituição.

 Lembrando que:

0% < α < 5% ⇒ ácido fraco

5% < α < 50% ⇒ ácido moderado

50% < α < 100% ⇒ ácido forte

Análise das alternativas:

A INCORRECTA

Como se vê estes ácidos têm na sua constituição apenas 1 hidrogénio o que quer dizer que ionizam-se libertando apenas um ião H⁺:

HClO_{4 (aq)} → H⁺ _(aq) + ClO₄^-_(aq)

HCN _(aq) → H⁺_(aq) + CN^-_(aq)

As equações acima mostram claramente que estes ácidos libertam um ião H⁺ quando ionizados pelo que são ácido monopróticos ou monoácidos e não triácidos.

B INCORRECTA

O H₃PO₄ tem na sua constituição o elemento oxigénio o que significa que é um ácido oxigenado e não hidrácido. Embora o H₂S seja hidrácido, esta alternativa fica incorrecta pelo facto de se afirmar que o H₃PO₄ é hidrácido.

C CORRECTA

Acima vimos que:

0% < α < 5% ⇒ ácidos fraco

5% < α < 50% ⇒ moderado

50% < α ≦ 100% ⇒ ácido forte

E o grau de ionização (α) deste ácido é de 27%, portanto, enquadra-se no seguinte intervalo: 5% < α <50%. Logo, este ácido é moderado, ou seja, não é muito forte.

D INCORRECTA

Na constituição deste ácido temos o hidrogénio e o enxofre, logo temos dois elementos químicos diferente o que significa que trata-se de um ácido binário e não ternário. Seria ternário se tivesse três elementos químicos diferentes na sua constituição.

E INCORRECTA

Apenas alternativa C é que está correcta e não todas!

Resposta: alternativa: C

9. Seleccione das opções abaixo, aquela que completa a frase:

“A qualquer temperatura, uma solução aquosa é considerada ácida se…”

A [H₃O⁺] = [OH^-]

B [H₃O⁺] > [OH^-]

C [H₃O⁺] < [OH^-]

D [OH^-] = 1 x 10^-7 mol/dm³

E [H₃O⁺] ≠ [OH^-]

RESOLUÇÃO

Sabe-se que:

[H₃O⁺] > [OH^-] ⇒ solução ácida

[H₃O⁺] = [OH^-] ⇒ solução neutra

[H₃O⁺] < [OH^-] ⇒ solução alcalina ou básica

Resposta: alternativa: B

 

10. Uma solução 0,02 N de NH₄OH, cujo grau de dissociação (α) é 1,34%, apresenta o pH igual a:

Dado: log 2,68 = 0,43

A 4,43

B 10,43

C 10,00

D 9,67

E 13,43

RESOLUÇÃO

Equação de dissociação:

NH₄OH_(aq) ↔ NH₄⁺_(aq) + OH^-_(aq)

Como se vê temos 1 mol de iões OH^-.

Vamos “transformar” a concentração normal para concentração molar:

N = M ∙ X ⇒ M = N / X ⇒ M = 0,02 N / 1 = 0,02 mol/L

Neste caso a concentração de iões OH^- é dada por: [OH^-] = M ∙ α

α = 1,34% = 0,0134

[OH^-] = M ∙ α

[OH^-] = (0,02 mol/L) ∙ (0,0134)

[OH^-] = 2,68 ∙ 10^-4 mol/L

Como trata-se de uma base temos que calcular o pOH e só depois o pH:

Cálculo de pOH	Cálculo de pH
pOH = -log[OH-] pOH = -log(2,68 ∙ 10-4) pOH = -(log 2,68 + log 10-4) pOH = -(0,43 – 4) pOH = - 0,43 + 4 pOH = 3,57	pH + pOH  = 14 pH = 14 – 3,57 pH = 10,43

 

Resposta: alternativa: B

Por: Miguel Pascoal

FIM

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