Questões do IME

: 0,25 Tr�s part�culas carregadas, inicialmente em repouso no plano da p�gina, est�o posi-cionadas sobre uma regi�o do espa�o submetida a uma densidade de fluxo magn�tico uniforme B , que aponta para dentro do-plano da p�gina. No instante t = 0, a part�cula localizada no ponto 1 � submetida a um impulso I e descreve a trajet�ria indicada pela linha tracejada na figura, at� ocorrer um choque perfeitamente inel�stico com a part�cula localizada no ponto 2. Pouco depois, outro choque perfeitamente inel�stico ocorrer� com a part�cula localizada na posi��o 3. Dados: � massa de cada part�cula: m; � carga da part�cula inicialmente na posi��o 1: Q; � carga da part�cula inicialmente na posi��o 2: 2Q; � carga da part�cula inicialmente na posi��o 3: 3Q; � m�dulo da densidade de fluxo magn�tico: B; � intensidade do impulso: I. Observa��es: � n�o h� efeito gravitacional; � o sinal de Q est� em conformidade com a geometria da figura; � todas as for�as de repuls�o entre as part�culas s�o desprez�veis; � a trajet�ria tracejada na figura � composta pela uni�o de tr�s arcos de 1/4 de circunfer�ncia. A dist�ncia total percorrida pela part�cula impulsionada desde a posi��o 1 at� o ponto identificado como final �: 1 I 1 I 7 I 3 I 7 I (A) ( ) (B) ( ) (C) ( ) (D) ( ) (E) ( ) 2 QB 4 QB 8 QB 4 QB 12 QB 15

A figura mostra uma luneta com foco ajustavel com uma lente plano-convexa (raio R). O indice de refracao da lente varia com lambda segundo n(lambda) = A + B/lambda^2. A distancia do plano da lente ate o fundo e L + delta_L, com L fixo e delta_L ajustavel. Dados: R = 7 cm; A = 1,5; B = 0,00784 micrometros^2; indice de refracao 1 em ambos os lados. O maior valor possivel de delta_L, em cm, e aproximadamente:

: 0,25 A figura mostra uma luneta, com foco ajust�vel, que possui em sua extremidade uma lente plano- convexa de raio de curvatura R. O �ndice de refra��o da lente varia com o comprimento de onda da luz incidente de acordo com a express�o: B n() = A + 2 A dist�ncia do plano da lente at� o fundo da luneta � L + L, com L de valor fixo e L que pode ser ajustado, de forma a coincidir o ponto focal da lente sempre com o fundo, ou seja, onde se encontra o observador. A luneta deve possibilitar que se foquem as luzes de comprimento de onda no intervalo 0,4 �m 0,7 �m. Dados: � raio de curvatura da superf�cie convexa da lente: R = 7 cm; � constante A da express�o: 1,5; � constante B da express�o: 0,00784 �m�; � �ndice de refra��o � esquerda e � direita da lente: 1. Observa��o: � a lente � plana � esquerda e convexa � direita; Sabendo que L pode ser nulo, o seu maior valor poss�vel �, em cm, aproximadamente: (A) 0,35 (B) 0,70 (C) 1,40 (D) 3,50 (E) 7,00 16  CONCURSO DE ADMISS�O AO CONCURSO DE FORMA��O E GRADUA��O QUEST�ES DE 31 A 40 QU�MICA

Em uma celula voltaica a energia de Gibbs padrao de reacao e dada por: delta_G_r° = -n*F*E°_cel. Para uma celula voltaica formada pela peca de ferro fixada com parafusos de aluminio, a 298 K, com E°(Fe2+/Fe) = -0,44 V, E°(Al3+/Al) = -1,66 V e F = 96500 C/mol, avalie: I. O valor numerico de n e 5. II. Com o passar do tempo, a peca fixada ira cair devido a corrosao do ferro. III. Com o passar do tempo, a peca fixada ira cair devido a corrosao do aluminio. IV. A energia de Gibbs padrao de reacao da celula e igual a -706 kJ/mol. V. Na celula voltaica formada, a oxidacao do ferro e um processo espontaneo. Assinale a opcao que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.

: 0,25 Em uma c�lula voltaica a energia de Gibbs padr�o de rea��o � determinada pela express�o: Go = -nF Eo r cel em que n � um n�mero adimensional que representa a quantidade de mols de el�trons transferidos nas semirrea��es de oxida��o e de redu��o combinadas, F � a constante de Faraday e Eo � o cel potencial-padr�o da c�lula. Considere F = 96500 C/mol e os potenciais-padr�o de redu��o do ferro e do alum�nio, a 298 K, indicados abaixo. Fe2+(aq) + 2 e � -- Fe(s) Eo = -0,44 V Al3+(aq) + 3 e � -- Al(s) Eo = -1,66 V Para uma c�lula voltaica formada pelo contato de dois metais quando uma pe�a de ferro � fixada com parafusos de alum�nio, a 298 K, avalie as asser��es a seguir. I. O valor num�rico de n � 5. II. Com o passar do tempo, a pe�a fixada ir� cair devido � corros�o do ferro. III. Com o passar do tempo, a pe�a fixada ir� cair devido � corros�o do alum�nio. IV. A energia de Gibbs padr�o de rea��o da c�lula � igual a -706 kJ/mol. V. Na c�lula voltaica formada, a oxida��o do ferro � um processo espont�neo. Assinale a op��o que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras. (A) I, II e V. (B) I e III. (C) II e III. (D) III e IV. (E) II, IV e V.

Uma mistura gasosa ideal de 4,0 kg de oxigenio e 1,3 kg de acetileno esta contida em um vaso fechado de volume invariante, a 200°C e 300 kPa. Essa mistura entra em combustao e reage completamente, produzindo CO2 e H2O. Depois, deixa-se o meio resfriar por um certo tempo, de forma que os produtos continuam gasosos, e a pressao final medida e de 600 kPa. E correto afirmar que:

: 0,25 Uma mistura gasosa ideal de 4,0 kg de oxig�nio e 1,3 kg de acetileno est� contida em um vaso fechado de volume invariante, a 200 oC e 300 kPa. Essa mistura entra em combust�o e reage completamente, produzindo CO2 e H2O. Depois, deixa-se o meio resfriar por um certo tempo, de forma que os produtos continuam gasosos, e a press�o final medida � de 600 kPa. � correto afirmar que: (A) a massa espec�fica do meio reacional aumenta e a press�o parcial final do CO2 � de 400 kPa. (B) a massa espec�fica do meio reacional diminui e sua temperatura final � de 946 K. (C) a massa espec�fica do meio reacional permanece constante e a press�o parcial final do vapor de �gua � de 200 kPa. (D) a massa espec�fica do meio reacional aumenta e sua temperatura final � de 946 K. (E) a massa espec�fica do meio reacional permanece constante e sua temperatura final � igual � temperatura inicial. 17

Catalisadores sao substancias de grande interesse industrial para processos quimicos e biotecnologicos. Analise as afirmativas: I. Na reacao 2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g) o pentoxido de vanadio tem efeito de superficie, exemplificando catalise heterogenea. II. As enzimas sao totalmente inativadas durante processos bioquimicos, independentemente das condicoes operacionais implementadas. III. Os catalisadores reduzem a energia de ativacao, resultando em aumento da velocidade de reacao, sendo regenerados ao final da conversao quimica. IV. A acao do catalisador cria um novo caminho reacional que requer menor energia de ativacao, alterando o equilibrio da reacao. V. Todos os catalisadores conhecidos sao compostos inorganicos, geralmente constituidos por metais de transicao. Assinale a opcao que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.

: 0,25 Catalisadores s�o subst�ncias de grande interesse industrial para processos qu�micos e biotec- nol�gicos, pois permitem a obten��o de produtos-alvo com maior rapidez. Analise as afirmativas abaixo. I. Na rea��o 2 SO2(g)+O2(g) -V-2O-5-(s) 2 SO3(g) o pent�xido de van�dio tem efeito de superf�cie, exemplificando uma cat�lise heterog�nea. II. Dada a sua caracter�stica basicamente proteica e sua menor estabilidade em rela��o aos catalisadores qu�micos tradicionais, as enzimas s�o totalmente inativadas durante processos bioqu�micos, independentemente das condi��es operacionais implementadas. III. Os catalisadores reduzem a energia de ativa��o, resultando em aumento da velocidade de rea��o, sendo regenerados ao final da convers�o qu�mica. IV. A a��o do catalisador cria um novo caminho reacional que requer menor energia de ativa��o, alterando o equil�brio da rea��o. V. Todos os catalisadores conhecidos s�o compostos inorg�nicos, geralmente constitu�dos por metais de transi��o. Assinale a op��o que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras. (A) III e V. (B) I, III e IV. (C) II, IV e V. (D) I e III. (E) I , II, IV e V.

Considere o arcabouco parcial da Tabela Periodica representado na figura. Seja um sal tal que: I. seu anion monoatomico apresenta a mesma distribuicao eletronica do gas nobre do 3° periodo; II. seu produto de solubilidade Kps = S * (2S)^2; III. o hidroxido de seu cation monoatomico e uma base fraca; IV. seu cation e oriundo de um metal com alta densidade. O sal que melhor satisfaz essas caracteristicas e:

: 0,25 Considere o arcabou�o parcial da Tabela Peri�dica representado abaixo. Seja um sal tal que: I. seu �nion monoat�mico apresenta a mesma distribui��o eletr�nica do g�s nobre do 3� pe- r�odo; II. seu produto de solubilidade (KPS), quantificado em fun��o da sua solubilidade molar (S), � dado por: KPS = S � (2S)2 ; III. o hidr�xido de seu c�tion monoat�mico � uma base fraca; e IV. seu c�tion � oriundo de um metal com alta densidade. O sal que melhor satisfaz essas caracter�sticas �: (A) CaF2 (B) CaCl2 (C) AgCl (D) MgF2 (E) PbCl2 18

Assinale a opcao correta.

: 0,25 Assinale a op��o correta. (A) Os �cidos nucleicos s�o macromol�culas polim�ricas, cujas unidades monom�ricas s�o co- nhecidas como nucleos�deos. (B) Os nucleos�deos s�o constitu�dos por uma base nitrogenada pur�nica ou pirimid�nica, uma pentose e um �on fosfato. (C) A adenina e a guanina s�o bases nitrogenadas pirimid�nicas, enquanto que a citosina, a timina e a uracila s�o bases nitrogenadas pur�nicas. (D) O DNA possui uma estrutura de dupla h�lice, na qual os mon�meros se conectam entre si por liga��es pept�dicas. (E) Os tr�s principais tipos de RNA envolvidos na s�ntese de prote�nas em organismos biol�gicos s�o o mensageiro, o transportador e o riboss�mico.

: 0,25 O mapa de contorno da figura abaixo � uma representa��o bidimensional de uma superf�cie de energia potencial para a rea��o A + BC AB + C em fun��o das dist�ncias rAB e rBC entre os �tomos A e B e entre B e C, respectivamente. Nesse gr�fico, cada uma das linhas cheias indica valores constantes dessa energia e a linha tracejada representa a trajet�ria da rea��o. Qual das seguintes op��es corresponde � identifica��o correta da regi�o hachurada para a rea��o indicada? (A) Os reagentes A e BC. (B) Os produtos AB e C. (C) O complexo ativado ABC. (D) Os �tomos separados A, B e C. (E) Os �ons separados A+, B+ e C+. 19

O mapa de contorno da figura e uma representacao bidimensional de uma superficie de energia potencial para a reacao A + BC -> AB + C em funcao das distancias r_AB e r_BC. A linha tracejada representa a trajetoria da reacao. Qual das seguintes opcoes corresponde a identificacao correta da regiao hachurada para a reacao indicada?

: 0,25 Identifique a f�rmula estrutural do principal produto da rea��o entre o cicloexa-1,4-dieno e o ciclo- pentadieno, ocorrida mediante aquecimento. (A) (C) (D) (B) (E) A rea��o n�o ocorre.

Identifique a formula estrutural do principal produto da reacao entre o cicloexa-1,4-dieno e o ciclopentadieno, ocorrida mediante aquecimento.

: 0,25 A prednisona � um pr�-f�rmaco que � convertido, pelo f�gado, no metab�lito ativo prednisolona, o qual possui potente a��o anti-inflamat�ria. Suas estruturas s�o mostradas abaixo: Considerando as estruturas acima, s�o feitas as afirma��es abaixo. I. A prednisona sofre redu��o para se transformar em prednisolona. II. Ambas as mol�culas t�m o mesmo n�mero de carbonos quirais. III. Os grupos cetona, �lcool e �ster s�o fun��es org�nicas presentes em ambas as mol�culas. Assinale a op��o que apresenta APENAS a(s) afirmativa(s) verdadeira(s). (A) I. (B) I e II. (C) I e III. (D) II e III. (E) I, II e III. 20

A prednisona e um pro-farmaco convertido pelo figado no metabolito ativo prednisolona, com potente acao anti-inflamatoria. Suas estruturas sao mostradas na figura. Avalie as afirmacoes: I. A prednisona sofre reducao para se transformar em prednisolona. II. Ambas as moleculas tem o mesmo numero de carbonos quirais. III. Os grupos cetona, alcool e ester sao funcoes organicas presentes em ambas as moleculas. Assinale a opcao que apresenta APENAS a(s) afirmativa(s) verdadeira(s).

: 0,25 Considere a teoria dos gases ideais e a equa��o dos gases de van der Waals dada abaixo. nRT an2 P= - V - nb V 2 Assinale a op��o correta. (A) Independentemente da temperatura e do volume, um g�s ter� comportamento mais pr�ximo do ideal quanto maior for sua press�o. (B) Na equa��o dos gases de van der Waals, os par�metros a e b dependem somente da tempe- ratura. (C) No estado gasoso, as intera��es intermoleculares s�o inexistentes, independentemente das condi��es em que o g�s se encontra. (D) O par�metro a � negativo porque entre as mol�culas de um g�s predominam as for�as atrati- vas. (E) Espera-se que o par�metro b da equa��o dos gases de van der Waals seja menor para o metano do que para o propano.

Considere a teoria dos gases ideais e a equacao dos gases de van der Waals: P = nRT/(V-nb) - a*n^2/V^2. Assinale a opcao correta.

: 0,25 Dois reatores A e B, com volumes invari�veis de 20 litros cada um, s�o aquecidos at� atingir a temperatura de 819 oC. Cada um dos reatores possui uma v�lvula de seguran�a: a do reator A se abre automaticamente quando s�o produzidas em seu interior press�es iguais ou superiores a 1,5 atm, enquanto que a do reator B se abre automaticamente quando s�o produzidas em seu interior press�es iguais ou superiores a 3,5 atm. No reator A foi armazenada hidrazina l�quida (N2H4), que se decomp�s inteiramente em 0,163 mol de g�s hidrog�nio e 0,082 mol de g�s nitrog�nio a 819 oC. No reator B encontram-se em equil�brio, am�nia, 1,03�10-2 mol/L de N2 e 1,62�10-2 mol/L de H2, a 819 oC, com um valor de Kp (constante de equil�brio em termos de press�o parcial) igual a 0,25. Dados: � massas at�micas: H = 1 u; N = 14 u; � R = 0,082 atm.L/(mol.K); e � os gases se comportam idealmente. Se aumentarmos em 10 oC a temperatura do reator A, podemos afirmar que: (A) a v�lvula do reator A se abre e a do reator B permanece aberta. (B) a v�lvula do reator A se abre e a do reator B permanece fechada. (C) a v�lvula do reator A permanece fechada e a do reator B permanece aberta. (D) as v�lvulas de ambos os reatores permanecem fechadas. (E) as v�lvulas de ambos os reatores permanecem abertas. 21 RASCUNHO 22 RASCUNHO 23 RASCUNHO 24

Dois reatores A e B, com volumes de 20 litros cada um, sao aquecidos ate 819°C. O reator A possui valvula que se abre a partir de 1,5 atm; o reator B a partir de 3,5 atm. No reator A, hidrazina liquida (N2H4) decompoe-se inteiramente em 0,163 mol de H2 e 0,082 mol de N2 a 819°C. No reator B encontram-se em equilibrio amonia, 1,03x10^-2 mol/L de N2 e 1,62x10^-2 mol/L de H2, a 819°C, com Kp = 0,25. Se aumentarmos em 10°C a temperatura do reator A, podemos afirmar que:

Considere a reacao entre acetato de etila e hidroxido de sodio em meio aquoso como sendo irreversivel. Uma forma simples de estudar a cinetica dessa reacao e acompanhar, com o uso de um condutivimetro, a condutividade do meio reacional, dada pelo inverso da resistividade e geralmente denotada por Psi, em S.cm-1. Tal condutividade e relacionada, quantitativamente, a concentracao das especies ionicas, Na+, OH- e acetato, em solucao, cujas condutividades molares, em S.L.(cm.mol)-1, serao denotadas aqui, respectivamente, por lambda_N, lambda_0 e lambda_A. A condutividade de um meio e dada, portanto, pela soma dos produtos entre a concentracao de cada especie ionica e sua correspondente condutividade. Foi preparada uma mistura contendo, inicialmente, C0 mol.L-1 de hidroxido de sodio e acetato de etila em ligeiro excesso. Determine uma expressao para a concentracao do ion acetato em funcao de Psi, lambda_N, lambda_0, lambda_A e C0.