XII OLIMPÍADA NORTE / NORDESTE DE QUÍMICA

27.05.2006

Questão 1

Cal queimada (CaO) é produzida industrialmente pelo aquecimento de carbonato de cálcio a uma temperatura entre 900 e 1000 ºC. A constante de equilíbrio (K), a 920 ºC, é igual a 1,34 e a reação é realizada à pressão constante de 1,50 x 10⁵ Pa.

a) Escreva a equação química para esta reação.

b) Calcule a pressão parcial do dióxido de carbono no equilíbrio.

A cal queimada reage com água produzindo hidróxido de cálcio, que é parcialmente solúvel em água, com uma solubilidade de 1,26 g/L, a 20 ºC.

c) Escreva a equação química da reação desta reação.

d) Calcule a concentração de íons cálcio e o pH de uma solução saturada de hidróxido de cálcio, a 20 ºC.

Quando se faz passar uma corrente de dióxido de carbono através de uma solução de hidróxido de cálcio observa-se a formação de um precipitado.

e) Escreva as equações das reações envolvidas neste processo.

Questão 2

Em um laboratório dedicado ao estudo da toxicidade de produtos químicos, foi estabelecido que:

I)        Para evitar danos à saúde, não se pode expor uma pessoa, por mais que oito horas, a uma atmosfera que contenha 10 ppm de HCN.

II)       A concentração letal de HCN no ar é de 300 mg/kg de ar (d=0,0012 g/cm³).

Pergunta-se:

a)      Quantos miligramas de HCN por kg de ar corresponde a 10 ppm ?

b)      A que fração da dose letal corresponde 10 ppm ?

c)      Qual a massa de HCN que deve estar contida no ar, em um pequeno laboratório que mede 5m x 4m x 2,2m, para atingir a concentração letal ?

Questão 3

Fosfina ou fosfano é um composto gasoso, incolor e inflamável, cuja fórmula é PH₃.

a) Escreva a geometria da molécula de fosfano.

b) O ângulo H-P-H no fosfano é maior ou menor que o ângulo H-N-H na amônia ?

c) O ponto de ebulição do fosfano é maior ou menor que o da amônia ?

d) O momento de dipolo do fosfano é maior ou menor que o da amônia ?

    Justifique suas respostas.

Escreva as equações químicas correspondentes a:

e) Dissolução de fosfano em amônia líquida.

f) Queima de fosfano ao ar.

g) Reação de fosfano com excesso de cloro.

h) Reação de fosfano com ácido clorídrico.

Questão 4

A energia obtida na oxidação da glicose fornece metade da energia necessária ao organismo humano. As entalpias de formação (DH_f) de glicose, dióxido de carbono e água no estado líquido são, respectivamente:

     - 1268 kJ/mol; - 393,5 kJ/mol e - 285,8 kJ/mol.

a) Escreva a equação da reação de oxidação completa da glicose.

b) Calcule a entalpia de combustão da glicose.

c) Calcule a massa de glicose necessária para um coração humano bater por um ano, se ele bate, exatamente 70 vezes por minuto, e uma batida requer 1,00 J de energia.

d) Calcule o número de vezes que uma pessoa tem que respirar somente para manter o coração trabalhando. Considere que a cada respiração são inalados 500 mL de ar, que o volume de oxigênio usado é 5% do ar inalado e que, à temperatura do corpo humano, o volume molar do oxigênio é de 25,4 dm³/mol.      

Questão 5

Um composto orgânico A contém apenas C, H e O. A combustão completa de 0,749g de A produz 1,124g de dióxido de carbono e 0,306 g de água. A massa molar do composto A, determinada por espectrometria de massas, é 176 g/mol.

a) Determine a fórmula empírica de A.

b) Determine a fórmula molecular de A.

    APRESENTE OS CÁLCULOS.

A partir de alguns testes realizados com o composto A, incluindo análises espectroscópicas, foram obtidas as seguintes informações:

·         O composto A contém um anel de 5 membros, dentre eles um heteroátomo;

·         Este anel contém uma dupla ligação entre carbonos que não se ligam ao heteroátomo;

·         O anel contém um grupo carbonila;

·         O composto A contém 4 hidroxilas ligadas a diferentes átomos de carbono;

·         Há somente 2 hidroxilas no anel, ambas ligadas a carbonos sp².

c) Escreva a estrutura de A

d) Assinale os carbonos assimétricos na estrutura de A

e) Indique o número de estereoisômeros de A

    SOLUÇÃO  dos Problemas