Química Semana 69

Iniciante

O isopor é um produto sintético muito recorrente no cotidiano do século XXI. Seu principal componente é o poliestireno, polímero cuja fórmula estrutural está representada a seguir.

a) Deduza a fórmula estrutural do monômero correspondente, o estireno. Escreva, também, o seu nome segundo as normas da nomenclatura sistemática empregada pela IUPAC.

b) O poliestireno é um polímero de adição ou de condensação? Como você definiria essas duas classes de polímeros?

Um plástico muito conhecido por suas diversas aplicações industriais é o PET, tereftalato de polietileno. Seguem as fórmulas estruturais do ácido tereftálico e do eteno - ocasionalmente associado ao nome vulgar "etileno" -, respectivamente.

c) Represente a fórmula estrutural do PET assumindo que a macromolécula seja constituída por n meros.

d) Cite um exemplo de espécie para cada item que não seja o poliestireno.

  1. Polímero de adição natural.
  2. Polímero de adição artificial.
  3. Polímero de condensação natural.
  4. Polímero de condensação artificial.


Intermediário

Na ausência de um refrigerador, uma forma muito comum de se conservar a carne bovina é salgá-la.
Porções apreciadas de NaCl são acrescentadas sobre as porções de carne de interesse, as quais, por sua vez, podem ser consumidas muito tempo depois.

a)

  1. Forneça um fundamento teórico para essa prática tradicional - seja o mais detalhista possível em sua resposta.
  2. A identidade do cloreto de sódio é importante nesse processo ou alguma outra substância poderia ser empregada para a obtenção dos resultados esperados? Apresente sua conclusão.

Isaac Newton foi o primeiro a explicar o mecanismo pelo qual a seiva das plantas fluía em movimento ascendente a despeito de seu peso. A propósito, essa explicação foi de grande relevância para a aceitação da Lei da Gravitação Universal, proposta pelo físico.
Sabendo disso, Joãozinho resolveu conduzir um experimento empregando o mesmo mecanismo responsável pelo transporte da seiva.

b) O rapaz pesou 4,64 g de (NH_4)_2Cr_2O_7 e dissolveu a amostra do sal em 250 mL de solução aquosa.
Em seguida, um volume V solução foi transferida a um tubo em u, o qual contém, no meio, uma membrana semipermeável, pela outra abertura do tubo, foi transferido igual volume de água destilada. Com o passar do tempo, Joãozinho observou um desnível entre as duas colunas de líquido.

Na vertical, exatamente sobre o eixo de simetria do tubo em U, há uma membrana semipermeável.
  1. Calcule a densidade da solução aquosa preparada.
  2. Calcule o desnível de altura, \Delta h, observado entre a coluna de solução e a coluna de água destilada após certo tempo.

Enfim, após um longo dia de experimentos químicos, Joãozinho reserva a noite para ter um pouco de lazer na Internet. É com grande surpresa que ele percebe que o dicromato de amônio ainda não encerrou sua participação naquele dia, encontrando o sal alaranjado em um vídeo interessantíssimo chamado Cool Chemical Volcano.
(Não é esperado que você assista ao vídeo ou disponha de qualquer outro instrumento de consulta durante a resolução desta questão).

  • Em um primeiro momento, uma porção de (NH_4)_2Cr_2O_7 é armazenada em uma cápsula de porcelana. O sal empregado tem coloração laranja.
  • Então, as chamas de um palito de fósforo aceso são postas em contato com a porção de dicromato de amônio. O palito de fósforo permanece em contato com o sal por certo tempo, em que se observa o fenômeno de "erupção": uma chama crescente se desenvolve sobre a porção de sal, que, por sua vez, se converte em um pó verde-escuro, que é aos poucos atirado para cima enquanto a chama cresce.
  • Quando apenas uma pequena parcela de dicromato de amônio sofre o fenômeno da "erupção", o palito de fósforo é afastado do sistema reacional. Nesse momento, observa-se que o fenômeno químico se mantém e uma parcela cada vez maior de (NH_4)_2Cr_2O_7 reage, ao que o tamanho da chama aumenta, bem como a quantidade de "cinzas" arremessadas pelo vulcão químico.

c) Equacione a reação química que ocorreu durante o experimento.

d) Determine se tal reação é endotérmica ou exotérmica.
Determine a qual dos seguintes grupos de reações químicas ela pertence.

  • Reações de adição/síntese.
  • Reações de decomposição/análise.
  • Reações de simples troca.
  • Reações de dupla troca.

Avançado

No dia seguinte a uma confraternização com seus colegas de olimpíada de Química, Billy acorda cheio de curiosidades em relação ao etanol. Então, um pouco cambaleante, o garoto separou alguns livros, ligou seu computador e resolveu fazer algumas pesquisas.

a) O primeiro tópico estudado por Billy foi a participação do etanol em síntese orgânica. Responda com estruturas químicas o que Billy - que certamente estuda por fontes confiáveis - encontrou como produtos das reações entre o etanol e os seguintes reagentes:

  1. H_2SO_4 a 140^oC.
  2. H_2SO_4 a 170^oC.
  3. Cloreto de propanoíla.
  4. Anidrido 2-etilpentanoico.

b) Virando a página do livro de Química Orgânica, Billy deparou com métodos de preparação do etanol.
Represente uma reação química pela qual se poderia produzir etanol a partir de:

  1. Cloreto de etila.
  2. Eteno.
  3. Metanal.
  4. Butanoato de etila.

Num intervalo de seus estudos, Billy resolveu dar um passeio, e, antes de sair, olhou com muito remorso para a chave do carro de seu pai.
A tristeza suscitou uma dúvida em nosso amigo desinibido: como funciona o teste do bafômetro?

c) Responda parcialmente à dúvida do rapaz apresentando a equação química da célebre "reação do bafômetro". Use a equação iônica líquida.

Embora essa reação seja empregada qualitativamente para a determinação quantitativa do teor de etanol em uma amostra, outros métodos são ocasionalmente mais convenientes. É o caso da cromatografia.

O seguinte gráfico de calibração foi construído a partir de amostras padrão do sangue de um motorista alcoolizado, variando-se a concentração de etanol a 0.000% a 0.400% \dfrac{m}{v}%. Cada amostra foi submetida à coluna de cromatografia e a área sob o pico produzido num tempo de retenção de 0,9 minuto foi medida.

d) Considere uma solução cujo pico tem área de 110.000 em um tempo de retenção de 0.9 min.
$$1,5 L$ dessa solução são submetidos a uma reação química com 0,6 g de ácido etanoico (acético). Calcule a massa do produto formada por essa reação.

E, falando em cromatografia...

e) Os compostos X, Y e Z são submetidos foram submetidos a uma cromatografia em camada delgada que usou uma fase móvel apropriada em uma fase estacionária polar.
Calcule o valor do fator de retenção, Rf, da espécie mais polar identificada pela cromatografia.