RESOLUÇÃO DE PROVAS DA UERJ

UERJ 2016 - 1o. EXAME DE QUALIFICAÇÃO - QUESTÃO 31

O ânion do ácido produzido no estômago corresponde ao elemento químico pertencente ao grupo 17 e ao terceiro período da tabela de classificação periódica.

Esse ácido é denominado:

(A) nítrico

(B) sulfúrico

(C) clorídrico

(D) fluorídrico

Alternativa correta: (C)

O elemento químico pertencente ao grupo 17 e ao terceiro período da tabela de classificação periódica é o cloro, que apresenta 7 elétrons em sua camada de valência. De acordo com a regra do octeto, o cloro atingirá a estabilidade com 8 elétrons em sua camada de valência. Assim, esse átomo irá formar uma ligação covalente com um átomo de hidrogênio, visto que ácidos são compostos cujo cátion corresponde ao hidrogênio. O ácido formado apresenta fórmula molecular HCl e é denominado ácido clorídrico.

UERJ 2016 - 1o. EXAME DE QUALIFICAÇÃO - QUESTÃO 33

Cosméticos de uso corporal, quando constituídos por duas fases líquidas imiscíveis, são denominados óleos bifásicos. Observe na tabela as principais características de um determinado óleo bifásico.

Para diferenciar as duas fases, originariamente incolores, é adicionado ao óleo um corante azul de natureza iônica, que se dissolve apenas na fase em que o solvente apresenta maior afinidade pelo corante. Essa adição não altera as massas e volumes das fases líquidas.
As duas fases líquidas do óleo bifásico podem ser representadas pelo seguinte esquema:

(A)

(B)

(C)

(D)

Alternativa correta: (D)

O corante adicionado ao óleo bifásico é um composto iônico, ou seja, é formado por cátions e ânions atraídos for forças eletrostáticas. Ele se dissolve preferencialmente na água, devido à polaridade dessa molécula, que possibilita uma interação com os íons do corante do tipo íon-dipolo, mais forte do que a interação que ocorreria entre os íons e o solvente apolar. Assim, a fase aquosa apresenta coloração azul, devido ao corante, e a fase orgânica permanece incolor.
A distribuição das duas fases no óleo bifásico dependerá das densidades de cada fase: 
Densidade = massa / volume

Densidade da fase aquosa = 30,0 g / 30,0 mL = 1,0 g × mL^–1

Densidade da fase orgânica = 56,0 g / 70,0 mL = 0,8 g × mL^–1

Como a densidade da fase aquosa, de coloração azul, é maior, seus 30 mL ficam na parte inferior do frasco, enquanto os 70 mL da fase orgânica, de coloração incolor, ficam na parte superior do frasco

UERJ 2016 - 1o. EXAME DE QUALIFICAÇÃO - QUESTÃO 38

No solo da floresta amazônica, são encontradas partículas ricas em fósforo, trazidas pelos ventos, com velocidade constante de 0,1 m × s^–1, desde o deserto do Saara.
Admita que uma das partículas contenha 2,0% em massa de fósforo, o que equivale a 1,2 × 10¹⁵ átomos desse elemento químico.
A energia cinética de uma dessas partículas, em joules, ao ser trazida pelos ventos, equivale a:

(A) 0,75 × 10^–10

(B) 1,55 × 10^–11

(C) 2,30 × 10^–12

(D) 3,10 × 10^–13

Alternativa correta: (B)

De acordo com a tabela de classificação periódica dos elementos, a massa atômica do fósforo é igual a 31. Em consequência, 1 mol desse elemento contém 6,0 x 10²³ átomos, o que corresponde à massa de 31 g. Sabe-se que, na partícula, estão presentes 1,2 x 10¹⁵ átomos de fósforo, o que corresponde à massa de: 

6,0 x 10²³ átomos ® 31 g
1,2 x 10¹⁵ átomos ®  x g
x = 6,2 x 10^–8 g de fósforo

Como 2% da massa da partícula é de fósforo, sua massa total equivale a:

2% ® 6,2 x 10^–8 g
100% ®  y g
y = 3,1 x 10^–6 g
y = 3,1 x 10^–9 kg

Com massa m igual a 3,1 x 10^–9 kg e velocidade v de 0,1 m × s^–1, a energia cinética E_c da partícula será de:
      
E_c = m x v²/2 = 3,1 x 10^–9 x (0,1)² / 2 = 1,55 x 10^–11 J

UERJ 2016 - 1o. EXAME DE QUALIFICAÇÃO - QUESTÃO 41

Em um experimento, foi analisado o efeito do número de átomos de carbono sobre a solubilidade de alcoóis em água, bem como sobre a quiralidade das moléculas desses alcoóis. Todas as  moléculas de alcoóis testadas tinham número de átomos de carbono variando de 2 a 5, e cadeias carbônicas abertas e não ramificadas. 
Dentre os alcoóis utilizados contendo um centro quiral, aquele de maior solubilidade em água possui fórmula estrutural correspondente a:

(A)

(B)

(C)

(D)

Alternativa correta: (C)

Considerando-se apenas as moléculas de alcoóis com cadeia carbônica aberta e não ramificada, têm-se os seguintes compostos possíveis:

Um carbono é um centro quiral quando se liga a quatro grupamentos diferentes. Das moléculas apresentadas, as que têm centro quiral são:

A solubilidade em água dos álcoois decorre da interação de sua parte polar (grupamento hidroxila) com a água, que também é uma molécula polar. Entretanto, à medida que aumenta o tamanho da cadeia carbônica, que é a parte apolar da molécula, menores são as interações com a água e menor, portanto, a solubilidade do álcool.

Logo, o álcool que possui maior solubilidade em água e que contém um centro quiral é o butan-2-ol, cuja fórmula estrutural é representada por:

UERJ 2016 - 1o. EXAME DE QUALIFICAÇÃO - QUESTÃO 44

No preparo de pães e bolos, é comum o emprego de fermentos químicos, que agem liberando gás carbônico, responsável pelo crescimento da massa. Um dos principais compostos desses fermentos é o bicarbonato de sódio, que se decompõe sob a ação do calor, de acordo com a seguinte equação química:

Considere o preparo de dois bolos com as mesmas quantidades de ingredientes e sob as mesmas condições, diferindo apenas na temperatura do forno: um foi cozido a 160 ^oC e o outro a 220 ^oC. Em ambos, todo o fermento foi consumido.

O gráfico que relaciona a massa de CO₂ formada em função do tempo de cozimento, em cada uma dessas temperaturas de preparo, está apresentado em:

(A)

(B)

(C)

(D)

Alternativa correta: (D)

Nos dois experimentos, foram utilizadas quantidades iguais de ingredientes e todo o fermento foi consumido; logo, ao final da reação, as massas de CO₂ formadas são iguais. No entanto, apesar de serem formadas quantidades iguais de CO₂, a temperatura exerce um efeito sobre a velocidade de formação desse composto: quanto maior a temperatura, maior o conteúdo energético dos reagentes e, consequentemente, maior a velocidade da reação química. Assim, a velocidade da reação é maior a 220 ºC do que a 160 ºC. Isso significa que uma mesma quantidade de CO₂ é formada em um intervalo de tempo menor quando o forno encontra-se a 220 ºC do que a 160 ºC. Essa situação está representada no seguinte gráfico: