Questões de Química da FAMEMA 2021 com Resolução

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Química

QUESTÃO 01

FAMEMA 2021: Etilenoglicol e éteres do etilenoglicol podem ser produzidos por meio da reação entre o óxido de etileno e água ou entre o óxido de etileno e álcoois, conforme a reação genérica a seguir, em que R pode ser o hidrogênio ou um radical alquila (metil, etil, etc.).

O diagrama mostra o fluxo de produção e separação, por aquecimento, de diferentes substâncias produzidas simultaneamente pela reação entre o óxido de etileno e água ou álcoois.

(Leandro Martins e Dilson Cardoso. “Produção de etilenoglicóis e derivados por reações catalíticas do óxido de eteno”. Quím. Nova, vol. 28, nº 2, 2005. Adaptado.)

a) Qual é o nome do processo de separação que ocorre no separador indicado pela letra B? Qual é a propriedade específica das substâncias que permite a realização dessa separação?

b) Considerando que o reagente R — OH utilizado na reação seja o etanol e que n = 2, equacione a reação de obtenção do éter de etilenoglicol e dê a massa molar do produto dessa reação.

RESOLUÇÃO.

QUESTÃO 02

FAMEMA 2021: A reação de neutralização entre um ácido forte e uma base forte produz calor de acordo com a equação:

A reação ocorrida na mistura de 1 litro de solução de HCl de concentração X com 1 litro de solução de NaOH de mesma concentração, realizada em um calorímetro ideal, provocou um aumento de temperatura de 0,7 ºC na solução final.

a) Escreva as fórmulas eletrônicas do HCl e do NaOH.

b) Considerando que a densidade das soluções utilizadas seja igual a 1 kg/L, e que o calor específico da solução resultante seja igual a 4,2 kJ · kg⁻¹ · ºC⁻¹, determine a concentração da solução de HCl utilizada no experimento.

RESOLUÇÃO.

QUESTÃO 03

FAMEMA 2021: A reação de Landolt é utilizada para estudar a cinética das reações químicas. Nessa reação, íons IO3⁻ reagem com íons HSO3⁻, produzindo íons I⁻. O I⁻ produzido reage com íons IO3⁻ presentes na solução, formando I2, que é novamente convertido em I⁻ até que todo o HSO3⁻ seja consumido.

As equações que representam as reações são apresentadas a seguir.

Reação 1: IO3⁻ (aq) + 3HSO3⁻ (aq) ⟶ I⁻ (aq)+ 3SO4²⁻ (aq) + 3H+ (aq)

Reação 2: IO3⁻ (aq) + 5I⁻(aq) + 6H+ (aq) ⟶ 3I2 (aq) + 3H2O (ℓ)

Reação 3: I2 (aq) + HSO3⁻ (aq) + H2O (ℓ) ⟶ 2I⁻ (aq) + SO4²⁻ (aq) + 3H⁺ (aq)

Para a realização do experimento, um técnico dissolveu 4,28 g de KIO3 (massa molar = 214 g/mol) em água suficiente para preparar 2 litros de solução. Em seguida, uma alíquota de 10 mL dessa solução foi transferida para um balão de 100 mL e o volume restante foi completado com água.

a) Qual o reagente limitante da reação de Landolt? Qual o agente oxidante da reação 3?

b) Qual a concentração da solução inicial de KIO3 em mol/L? Considerando que a reação é de primeira ordem em relação aos íons IO3⁻, determine a relação entre as velocidades da reação (v1/v2) quando se utiliza a solução inicial (v1) e quando se utiliza a solução produzida pela diluição (v2), mantendo-se a concentração do íon HSO3⁻ constante.

RESOLUÇÃO.

QUESTÃO 04

FAMEMA 2021: O Kevlar é um polímero criado em 1964, resistente ao calor e cinco vezes mais forte que o aço por unidade de peso.

A figura mostra duas sequências desse polímero unidas por ligações de hidrogênio.