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ITA — Vestibular 2019 — 1ª Fase — Física, Português, Inglês, Matemática e Química

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

ITA2018Médio

60 questões nesta prova · página 3 de 3 · 60 com gabarito

Matemática Sistemas Lineares — Discussão

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Assinale a opção que identifica o lugar geométrico de todos os pares ordenados (a, b) ∈ ℝ² que tornam impossível o sistema linear
S:
−x + 5y = 10
(a²/5 + 5b²)x + 10aby = 1.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

O sistema é impossível quando as retas são paralelas distintas, o que dá (a+5b)²=0, uma reta.

As retas são paralelas quando (a²/5+5b²)/(−1) = 10ab/5 = 2ab. Isso dá a²+10ab+25b² = 0, ou seja, (a+5b)² = 0 e a = −5b. A segunda reta nunca coincide com a primeira, pois seu termo constante é 1 e o múltiplo possível da primeira seria negativo (−100b²) ou nulo, e no caso a=b=0 a equação fica 0=1. O lugar geométrico é a reta a = −5b.

Análise das alternativas

A, C, D) Seriam cônicas, mas a condição obtida é linear em a e b. E) Há infinitos pontos (a,b) com a = −5b.

Referência: Discussão de sistemas lineares 2×2

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Números Complexos — Raízes n-ésimas

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Sabe-se que −2 + 2i é uma das raízes quartas de um número complexo z. Então, no plano de Argand-Gauss, a área do triângulo, cujos vértices são as raízes cúbicas de z, é igual a
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

As raízes cúbicas de z formam um triângulo equilátero de circunradius 4 e área 12√3.

Com w = −2+2i, |w| = 2√2 e arg = 135°, então z = w⁴ tem módulo 64 e argumento 540°, ou seja, z = −64. As raízes cúbicas têm módulo ∛64 = 4 e formam um triângulo equilátero inscrito na circunferência de raio 4. Sua área é (3√3/4)·R² = (3√3/4)·16 = 12√3.

Análise das alternativas

A, B, C, D) Resultam de erro no módulo de z ou na fórmula da área do triângulo equilátero inscrito.

Referência: Números complexos; raízes n-ésimas; polígonos regulares inscritos

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Desigualdades e Progressão Aritmética

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Considere as seguintes afirmações:
I. se n é um número natural, então 1/(n + 1) + 1/(n + 2) + ··· + 1/(2n) ⩾ 1/2.
II. se x é um número real e x³ + x + 1 = 0, então x² + 1/x + 1/x⁶ = 0.
III. se a, b e c são números reais positivos que formam, nessa ordem, uma progressão aritmética, então 1/(√b + √c), 1/(√c + √a), 1/(√a + √b) formam, nessa ordem, uma progressão aritmética.
É(são) VERDADEIRA(S)
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

I e III são verdadeiras; II é falsa.

I: a soma tem n parcelas, todas ≥ 1/(2n), logo é ≥ n·1/(2n) = 1/2. III: racionalizando, 1/(√b+√c) = (√c−√b)/d, 1/(√c+√a) = (√c−√a)/(2d) e 1/(√a+√b) = (√b−√a)/d, em que d é a razão da PA. A soma da primeira com a terceira é (√c−√a)/d, o dobro da do meio, então formam PA. II: x³+x+1=0 dá 1/x = −(x²+1), logo x²+1/x = −1, e a expressão vale 0 só se x⁶=1. Isso não ocorre (x=−1 não é raiz), então II é falsa.

Análise das alternativas

A) Omite III, que é verdadeira. B, D, E) Incluem II, falsa.

Referência: Desigualdades; raízes de polinômios; PA

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Probabilidade

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

As faces de dez moedas são numeradas de modo que: a primeira moeda tem faces 1 e 2; a segunda, 2 e 3; a terceira, 3 e 4, e assim sucessivamente até a décima moeda, com faces 10 e 11. As dez moedas são lançadas aleatoriamente e os números exibidos são somados. Então, a probabilidade de que essa soma seja igual a 60 é
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

A soma é 55+k, em que k é o número de moedas que mostram a face maior. A probabilidade para soma 60 é C(10,5)/2¹⁰ = 63/256.

Cada moeda i mostra i ou i+1, então a soma é (1+2+...+10) + k = 55 + k, com k o número de faces maiores. Soma 60 exige k=5. A probabilidade é C(10,5)/1024 = 252/1024 = 63/256.

Análise das alternativas

A, C, D, E) Têm denominador ou numerador incompatíveis com C(10,5)/2¹⁰.

Referência: Probabilidade binomial

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Matrizes — Determinante e Matriz Inversa

ITA 2018 Médio

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Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Considere as seguintes afirmações a respeito de matrizes A de ordem n × n inversíveis, tais que os seus elementos e os de sua inversa sejam todos números inteiros:
I. |det(A)| = 1.
II. Aᵀ = A⁻¹.
III. A + A⁻¹ é uma matriz diagonal.
É(são) sempre VERDADEIRA(S)
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Apenas I é sempre verdadeira.

I: det(A)·det(A⁻¹)=1 e ambos são inteiros, logo |det A|=1. II é falsa: A=[[1,1],[0,1]] é inversível, tem inversa inteira e Aᵀ≠A⁻¹. III é falsa: para A=[[1,1,0],[0,1,1],[0,0,1]], a soma A+A⁻¹ tem entrada 1 acima da diagonal e não é diagonal.

Análise das alternativas

B, C, D, E) Incluem II ou III, e os contraexemplos acima mostram que elas nem sempre valem.

Referência: Determinantes; matriz inversa

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Funções Trigonométricas Inversas

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Seja f : [−1, 1] → [−π/2, π/2] a função definida por f(x) = arcsen(x). Então, a soma ∑ₙ₌₀⁴ f(cos(2π/3ⁿ)) é igual a
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Resolução comentada

A soma é 5π/2 − 80π/81 = 245π/162.

Para θ ∈ [0,π], arcsen(cos θ) = π/2 − θ. Para n=0, cos 2π = 1 e o resultado é π/2. Para n=1..4, o resultado é π/2 − 2π/3ⁿ. A soma é 5π/2 − 2π(1/3+1/9+1/27+1/81) = 5π/2 − 80π/81 = (405−160)π/162 = 245π/162.

Análise das alternativas

A, C, D, E) Resultam de erros no tratamento do caso n=0 ou na soma da PG.

Referência: Função arcsen; identidade arcsen(cos θ) = π/2 − θ

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Geometria Espacial — Volumes de Sólidos de Revolução

ITA 2018 Médio

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Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Os volumes de um tronco de cone, de uma esfera de raio 5 cm e de um cilindro de altura 11 cm formam nessa ordem uma progressão aritmética. O tronco de cone é obtido por rotação de um trapézio retângulo, de altura 4 cm e bases medindo 5 cm e 9 cm, em torno de uma reta passando pelo lado de menor medida. Então, o raio da base do cilindro é, em cm, igual a
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Os volumes do tronco, da esfera e do cilindro estão em PA, o que dá r² = 12 e r = 2√3.

A rotação gera um tronco com raios 5 e 9 e altura 4. Seu volume é V₁ = (π·4/3)(81+45+25) = 604π/3. A esfera tem V₂ = 500π/3. Em PA, V₃ = 2V₂ − V₁ = (1000−604)π/3 = 132π. Então 11πr² = 132π, r² = 12 e r = 2√3.

Análise das alternativas

A, C, D, E) São valores de r que não satisfazem 11r² = 132.

Referência: Volume do tronco de cone, da esfera e do cilindro; PA

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Polinômios — Relações de Girard

ITA 2018 Médio

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Texto-base:
Notações
ℝ : conjunto dos números reais
i : unidade imaginária i² = −1
det(M) : determinante da matriz M
M⁻¹ : inversa da matriz M
Mᵀ : transposta da matriz M
AB : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B
[a, b] = {x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.

Considere as seguites afirmações:
I. se x₁, x₂ e x₃ são as raízes da equação x³ − 2x² + x + 2 = 0, então y₁ = x₂x₃, y₂ = x₁x₃ e y₃ = x₁x₂ são as raízes da equação y³ − y² − 4y − 4 = 0.
II. a soma dos cubos de três números inteiros consecutivos é divisível por 9.
III. √((3 + √5)/2) = (1 + √5)/2.
É(são) VERDADEIRA(S)
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

As três afirmações são verdadeiras.

I: pelas relações de Girard, e₁=2, e₂=1, e₃=−2. Para yᵢ, a soma é e₂=1, a soma dos produtos dois a dois é e₁e₃=−4 e o produto é e₃²=4, o que dá y³−y²−4y−4=0. II: n³+(n−1)³+(n+1)³ = 3n(n²+2), que é múltiplo de 9, pois n(n²+2) é múltiplo de 3. III: ((1+√5)/2)² = (3+√5)/2, e a raiz é positiva.

Análise das alternativas

A, B, C, D) Cada uma considera falsa ao menos uma afirmação, mas I, II e III são todas verdadeiras.

Referência: Relações de Girard; divisibilidade; radicais duplos

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Forças Intermoleculares — Ponto de Ebulição

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Sejam feitas estas afirmações a respeito do ponto de ebulição de substâncias à pressão atmosférica:
I. O ponto de ebulição do 2-propanol é maior que o da propanona.
II. O ponto de ebulição do cis-but-2-eno é maior que o do trans-but-2-eno.
III. O ponto de ebulição do fluorometano é maior que o da metilamina.
IV. O ponto de ebulição do 2-metilbutano é maior que o do 2,2-dimetilpropano.
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Estão corretas I, II e IV; III é falsa.

I é correta: 2-propanol (82 °C) tem ligação de hidrogênio e propanona (56 °C) não. II é correta: o isômero cis é polar e ferve mais que o trans (3,7 °C contra 0,9 °C). IV é correta: o 2-metilbutano tem cadeia menos compacta e ferve mais que o neopentano (28 °C contra 9 °C). III é falsa: a metilamina faz ligação de hidrogênio e ferve mais que o fluorometano.

Análise das alternativas

B, D e E) Incluem III, que é falsa porque a metilamina (−6 °C) ferve acima do fluorometano (−78 °C). C) Omite I, que é verdadeira.

Referência: Forças intermoleculares; ponto de ebulição

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Isomeria Estrutural — Aminas

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Assinale a opção que apresenta o número total de isômeros estruturais de aminas com fórmula molecular C₄H₁₁N.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Existem 8 aminas isômeras de C₄H₁₁N: 4 primárias, 3 secundárias e 1 terciária.

Primárias: n-butil, sec-butil, isobutil e terc-butilamina (4). Secundárias: N-metilpropilamina, N-metilisopropilamina e dietilamina (3). Terciária: N,N-dimetiletilamina (1). O total é 4 + 3 + 1 = 8.

Análise das alternativas

A, B, C) Contam menos isômeros que os existentes. E) Contaria 9, um a mais que o total real.

Referência: Isomeria plana; aminas

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Combustão — Retardantes de Chama

ITA 2018 Médio

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Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Retardantes de chama são substâncias que atenuam e/ou inibem o processo de combustão de um material. Considere os seguintes fenômenos:
I. Criação de um dissipador de calor usando um composto que se decompõe em um processo altamente exotérmico, gerando produtos voláteis não combustíveis.
II. Aumento da transferência de calor na superfície em combustão por eliminação do material fundido.
III. Envenenamento da chama pela evolução de espécies químicas que capturam os radicais H e OH que são ativos na propagação da termooxidação da chama.
IV. Limitação da transferência de calor e massa pela criação de uma camada de carbonização isolante na superfície do material sólido em combustão.
Assinale a opção que apresenta corretamente o(s) fenômeno(s) que pode(m) ser atribuído(s) a ações de retardantes de chama.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Os mecanismos II, III e IV são ações de retardantes de chama; o I está descrito de forma errada.

Retardantes atuam por: remoção de calor com o escorrimento do material fundido (II), captura dos radicais H• e OH• na fase gasosa (III) e formação de uma camada carbonizada isolante (IV). No item I, o dissipador de calor é um composto que se decompõe em processo endotérmico, e não altamente exotérmico, liberando gases inertes. Por isso I não pode ser atribuído a retardantes.

Análise das alternativas

A, B e E) Incluem I, que descreve decomposição exotérmica, o que aumentaria o calor em vez de dissipá-lo. D) É incompleta, pois II e IV também são mecanismos válidos.

Referência: Combustão; mecanismos de retardantes de chama

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Estrutura Atômica — Espectro do Átomo de Hidrogênio

ITA 2018 Médio

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Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Após atravessar um filtro de radiação ultravioleta, o qual não permite passar fótons de comprimento de onda menor que 300 nm, um feixe de luz solar é direcionado para uma amostra de hidrogênio atômico gasoso à baixa pressão, mantido em um recipiente transparente à luz visível e opaco ao infravermelho (com comprimento de onda superior a 663 nm). Após passarem pela amostra, a quantidade de fótons e suas energias são detectadas por sensores posicionados ortogonalmente ao feixe de luz. Assinale a opção que melhor apresenta as energias, em eV, dos fótons que podem ser detectados.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Os fótons detectados lateralmente são os da série de Balmer (visível), de 1,9 a 3,0 eV.

O filtro corta fótons com λ 663 nm). Ficam as emissões visíveis do hidrogênio, que são as linhas de Balmer (transições para n = 2): 1,89, 2,55, 2,86 e 3,02 eV. Estas correspondem às energias 1,9; 2,6; 2,9 e 3,0 eV. As linhas de Lyman (≥ 10,2 eV) e as de Paschen (≤ 1,5 eV) ficam fora da janela visível.

Análise das alternativas

A) Inclui 10,2 eV (Lyman, ultravioleta) e 0,7 eV (infravermelho). B) Inclui 0,9 e 1,4 eV, que são infravermelho. C) Inclui 13,6 eV e outros valores que não são linhas de Balmer. E) Não corresponde às energias das linhas de Balmer.

Referência: Modelo de Bohr; espectro do hidrogênio; E = hc/λ

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Eletroquímica — Corrosão e Proteção Catódica

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Considere uma pequena chapa de aço revestido com zinco (aço galvanizado) mergulhada em uma solução azul de sulfato de cobre nas condições padrão e a 25 °C. Após determinado intervalo de tempo, observa-se que a solução fica verde. Com base nessas observações e desconsiderando a presença de espécies interferentes, é ERRADO afirmar que
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

A afirmação errada é C: o zinco foi totalmente oxidado, e não apenas parcialmente.

O Cu²⁺ oxida o Zn e depois o Fe, que é o que torna a solução verde (Fe²⁺). Se o ferro do aço foi corroído, a camada de zinco foi consumida por completo, pelo menos nas regiões atacadas. Dizer que o zinco foi apenas parcialmente oxidado contradiz a corrosão do aço, e por isso C é a afirmação errada.

Análise das alternativas

A) Certa: o aço foi corroído, como mostra o Fe²⁺ verde. B) Certa: o Cu²⁺ foi o oxidante, e não o O₂. D) Certa: Zn tem menor potencial de redução que Fe e oxida primeiro. E) Certa: o zinco é o metal de sacrifício, que dá proteção catódica.

Referência: Eletroquímica; potenciais de redução; proteção catódica

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Equilíbrio Iônico — Indicadores Ácido-Base

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Um dado indicador ácido-base tem constante de dissociação ácida igual a 3,0 x 10⁻⁵. A forma ácida desse indicador tem cor vermelha e sua forma básica tem cor azul. Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta o valor aproximado da variação de pH para que ocorra a mudança de cor do indicador de 75% da coloração vermelha para 75% da azul.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

ΔpH = log 3 − log(1/3) = 2 log 3 ≈ 0,95 ≈ 1,0.

Pela equação de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log([base]/[ácido]). Com 75% vermelho, a razão base/ácido é 1/3. Com 75% azul, a razão é 3. A variação é ΔpH = log 3 − log(1/3) = 2·0,477 ≈ 0,95, ou seja, cerca de 1,0. O valor de Ka não influencia a variação.

Análise das alternativas

A) 0,33 usaria apenas uma razão. C, D, E) São valores que não resultam de 2 log 3.

Referência: Equilíbrio iônico; indicadores ácido-base

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Cinética Química — Mecanismos de Reação

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Computadores químicos são sistemas desenvolvidos para resolver diversos problemas de ciência e engenharia, por meio de reações químicas. Considere dois exemplos de aplicação desses computadores:
I. Desenvolvimento de circuitos de controle molecular e procedimentos terapêuticos inteligentes utilizando um conjunto de velocidades de reações químicas como linguagem de programação para controlar a síntese de DNA.
II. Definição das melhores rotas de deslocamento entre dois pontos de um mapa, de forma mais rápida do que qualquer sistema de navegação convencional. O computador utiliza um mapa preenchido com um líquido alcalino. O ponto de partida contém partículas de corante e o ponto de destino contém um gel misturado com ácido.
Assinale a opção que apresenta os conceitos/processos que melhor descrevem o princípio de funcionamento dos computadores químicos exemplificados em I e II, respectivamente.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

I depende de mecanismos/velocidades de reação; II depende da variação de tensão superficial.

Em I, a programação é feita por um conjunto de velocidades de reações, o que remete a mecanismos reacionais (cinética). Em II, a reação do ácido com o meio alcalino cria um gradiente de tensão superficial (efeito Marangoni), e o corante é arrastado até o destino. A opção B reúne esses dois conceitos.

Análise das alternativas

A, C, D) Termodinâmica, entalpias e a lei de Hess não explicam o controle por velocidades nem o transporte do corante. E) Cannizzaro não é o princípio do mapa ácido-base, e a energia de ativação sozinha não descreve o item I.

Referência: Cinética química; computação química; efeito Marangoni

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Ligações Químicas — Estruturas de Lewis e Geometria Molecular

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Considere as configurações eletrônicas do estado fundamental dos átomos X, Y e Z pertencentes ao segundo período da tabela periódica:
X: ns²np³ Y: ns²np⁴ Z: ns²np⁵
Com base nas estruturas de Lewis, sejam feitas as seguintes afirmações sobre íons e moléculas formados por esses átomos:
I. A ordem das energias de ligação das moléculas diatômicas homonucleares é X₂ > Y₂ > Z₂.
II. O cátion XY⁺ tem maior distância interatômica de equilíbrio do que o ânion XY⁻.
III. As moléculas triatômicas YZ₂ e Y₃ têm geometria angular.
IV. As moléculas X₂Y₂ e Y₂Z₂ apresentam ligações duplas.
Das afirmações acima, estão CORRETAS apenas
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Com X=N, Y=O e Z=F, apenas as afirmações I e III estão corretas.

I é correta: N₂ tem ligação tripla, O₂ dupla e F₂ simples, então a energia de ligação segue N₂ > O₂ > F₂. III é correta: OF₂ e O₃ têm o átomo central com pares isolados e são angulares. Segundo a Lewis, em NO⁺ a ligação é tripla e em NO⁻ é dupla, então NO⁺ tem distância menor, o que torna II falsa. IV é falsa porque F–O–O–F tem apenas ligações simples.

Análise das alternativas

B, D e E) Incluem IV, falsa porque O₂F₂ só tem ligações simples. C, D e E) Incluem II, falsa porque NO⁺ (ordem de ligação 3) tem distância menor que NO⁻ (ordem 2).

Referência: Estruturas de Lewis; VSEPR; ordem e energia de ligação

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Radioatividade — Decaimentos Radioativos

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

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Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Sabe-se que um determinado nuclídeo, estável ou instável, em seu estado fundamental é designado por X e, em seu estado excitado, por X*. Considere o bombardeamento do átomo estável de cobalto no estado fundamental por um nêutron. O nuclídeo gerado por essa reação sofre três decaimentos radioativos consecutivos, liberando, respectivamente, uma partícula beta e 0,31 MeV de energia, uma partícula gama e 1,17 MeV de energia, e uma partícula gama e 1,33 MeV de energia. Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta os nuclídeos formados em cada um dos três decaimentos, respectivamente.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Co-59 captura nêutron, vira Co-60, que decai por beta para Ni-60* e depois emite dois gamas até o Ni-60 estável.

⁵⁹Co + n → ⁶⁰Co. O decaimento beta aumenta Z em 1, formando Ni-60 excitado (Ni*). A emissão gama não altera Z nem A. Por isso o Ni* emite 1,17 MeV e continua como Ni*, e depois emite 1,33 MeV e chega ao Ni fundamental. A sequência é Ni*, Ni*, Ni.

Análise das alternativas

A, B e C) Indicam Co após a emissão beta, mas a beta transforma Co em Ni. D) Indica Co* nos decaimentos gama, mas a emissão gama não muda o elemento, que continua sendo Ni.

Referência: Radioatividade; decaimento beta e emissão gama

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Cinética Química — Controle Cinético e Termodinâmico

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

A reação de adição nucleofílica de dienos conjugados pode levar à formação de produtos 1,2-substituídos ou 1,4-substituídos, dependendo das condições de temperatura e da estrutura do reagente. A figura mostra o diagrama de energia em função da coordenada de reação para a adição de HBr a 1,3-butadieno. Com base nessa figura, sejam feitas as seguintes afirmações:
Diagrama de energia livre (eixo vertical) em função da coordenada da reação (eixo horizontal) para CH₂=CHCH=CH₂ + HBr: a curva sobe até um primeiro máximo, desce a um intermediário comum e se divide em dois caminhos — o tracejado, com segundo máximo mais baixo, termina no produto 1,2; o contínuo, com segundo máximo mais alto, termina no produto 1,4, em nível de energia mais baixo que o produto 1,2.
I. O produto 1,2 deve se formar mais rapidamente que o produto 1,4.
II. O produto 1,4 é termodinamicamente mais estável que o produto 1,2.
III. Independentemente da temperatura da reação, há a formação de um intermediário comum a partir do qual os produtos são formados.
IV. Se a temperatura for suficiente para fornecer energia aos reagentes e intermediários para formar os produtos, mas não for suficiente para reverter produtos em intermediários, o produto 1,2 será formado majoritariamente.
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)
Selecione uma alternativa

Química Espectrometria de Massas — Isótopos

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

A espectroscopia de massa é um dos métodos instrumentais utilizados para determinar a fórmula molecular de um composto. Essa mesma técnica é utilizada para determinar as massas dos isótopos e suas abundâncias percentuais. Sabe-se que o átomo de bromo tem dois isótopos estáveis com massas atômicas iguais a 79 e 81 u.m.a., e abundâncias iguais a 50,7 e 49,3%, respectivamente. O espectro de massas (abundância em função da relação carga/massa) do Br₂ tem seus três picos mais intensos atribuídos aos diferentes arranjos isotópicos do Br₂. Baseado nessas informações, a razão entre as intensidades relativas dos picos dos isótopos do Br₂, em ordem crescente de massa atômica, é aproximadamente
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Os três picos do Br₂ (79-79, 79-81, 81-81) têm intensidades na razão 1:2:1.

Combinando os isótopos 79 e 81, o Br₂ tem massas 158, 160 e 162. As probabilidades são 0,507² ≈ 0,26 (79-79), 2·0,507·0,493 ≈ 0,50 (79-81) e 0,493² ≈ 0,24 (81-81). A razão é, portanto, aproximadamente 1:2:1.

Análise das alternativas

A) Ignora que a combinação mista pode ocorrer de duas formas (79-81 e 81-79). B, D e E) Não correspondem ao cálculo, que dá picos extremos iguais e o central com o dobro da intensidade.

Referência: Espectrometria de massas; distribuição binomial de isótopos

Resolução comentada do VaiConcursos.

Química Estequiometria

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Uma amostra de gás contém 80% de metano, 10% de etano, 5% de propano e 5% de nitrogênio, em volume. Considerando que todos os átomos de carbono na amostra de gás são convertidos em butadieno com 100% de rendimento, assinale a opção que apresenta a massa de butadieno obtido a partir de 100 g do gás.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

A massa de butadieno obtida é de cerca de 80 g.

A massa molar média do gás é 0,8(16,05) + 0,1(30,08) + 0,05(44,11) + 0,05(28,02) ≈ 19,45 g/mol, então 100 g correspondem a ≈ 5,14 mol de gás. Cada mol contém 0,8 + 0,2 + 0,15 = 1,15 mol de C, o que dá ≈ 5,91 mol de C. Como o butadieno (C4H6, 54,09 g/mol) tem 4 C por molécula, formam-se ≈ 1,48 mol, ou ≈ 80 g.

Análise das alternativas

50, 60, 70 e 90 g não correspondem à conversão total dos átomos de carbono em C4H6.

Referência: Estequiometria: composição em volume, mol e rendimento.

Resolução comentada do VaiConcursos.