FQ EXPERIMENTAL
Vamos testar os conhecimentos de físico química?
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As próximas questões são sobre o experimento Espectroscopia - HCl e Beta-caroteno. A espectroscopia é uma ferramenta de estudo da interação entre a radiação e a matéria que permite estudar a estrutura atômica e molecular com base nos dados de absorção-transmissão, emissão e espalhamento. Assinale a alternativa correta:
Transições vibracionais exigem maior energia que transições rotacionais: logo, as transições rotacionais ocorrem juntamente com as vibracionais
Transições rotacionais exigem maior energia que transições vibracionais: logo, as transições vibracionais ocorrem juntamente com as rotacionais
Transições vibracionais exigem menor energia que transições rotacionais: logo, as transições rotacionais ocorrem juntamente com as vibracionais
Transições rotacionais exigem menor energia que transições vibracionais: logo, as transições vibracionais ocorrem separadamente das rotacionais
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Moléculas: possuem energias eletrônica, vibracional e rotacional, tendo graus de liberdade associados ao movimento dos elétrons em relação ao núcleo e dos movimentos de vibração e rotação. Assinale a alternativa correta.
Transições que ocorrem no ultravioleta são mais energéticas que as do infravermelho (ocorrem em frequências maiores)
Transições que ocorrem no ultravioleta são menos energéticas que as do infravermelho (ocorrem em comprimentos de onda maiores)
Transições que ocorrem no ultravioleta são mais energéticas que as do infravermelho (ocorrem em frequências menores)
Transições que ocorrem no ultravioleta são menos energéticas que as do infravermelho (ocorrem em comprimentos de onda menores)
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Para vibração molecular ser ativa no infravermelho: Deve ocorrer variação no momento de dipolo elétrico durante a vibração As moléculas diatômicas homonucleares são inativas no infravermelho e as diatômicas heteronucleares apresentam uma linha no espectro com uma determinada frequência, como é o caso do HCl. Segundo as regras de seleção:
O número quântico de rotação pode sofrer uma variação de 1 e -1 e caso não varie, a transição é proibida.
O número quântico de rotação pode sofrer uma variação de 1 e -2 e caso não varie, a transição é proibida.
O número quântico de rotação pode sofrer uma variação de 0 e -1 e caso varie 1, a transição é proibida.
O número quântico de rotação pode sofrer uma variação de 0 e 1 e caso varie -1, a transição é proibida.
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O ramo P é constituído por transições que variam em -1 o número quântico rotacional (J), enquanto o R é constituído pelas que variam 1 e o ramo Q pelas que não variam. No espectro do HCl, as linhas que representam as transições rotacionais:
Correspondem ao ramo P em baixos números de onda e ao R em altos números de onda.
Correspondem ao ramo P em baixas frequências e ao R em altos comprimentos de onda.
Correspondem ao ramo P em altos números de onda e ao R em baixos números de onda.
Correspondem ao ramo P em altas frequências e ao R em baixos comprimentos de onda.
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Transições com a variação do número quântico de rotação J = -1 são MENOS energéticas do que as com a variação de J = +1 (ocorre em frequências maiores). Logo, o ramo P fica na região onde o número de onda for menor (variação de J = -1), visto que ele é inversamente proporcional ao comprimento de onda e, portanto, diretamente proporcional à frequência e o ramo Q fica na região com números de onda maiores. Agora sobre o Cl, sabendo que o isótopo 35 representa as linhas mais intensas, assinale a alternativa ERRADA:
O cloro 37 possui uma frequência de vibração menor, visto que é mais pesado e menos abundante
Quanto maior a população no estado fundamental, maior a intensidade da linha espectral e maior a abundância do isótopo
O cloro 35 é três vezes mais abundante do que o cloro 37
Quanto maior a população no estado excitado, maior a intensidade da linha espectral e maior a abundância do isótopo
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As linhas nos ramos P e Q não são igualmente espaçadas devido à interação roto-vibracional. A amplitude da vibração aumenta com v, então Re aumenta com v e “B” diminui. Como o comprimento da ligação aumenta com aumento de v, “B1 ”<“B0 ” e portanto, o espaçamento das linhas no ramo X diminui e o espaçamento entre as linhas do ramo Y aumenta. X e Y são, respectivamente:
R e Q
P e Q
P e R
R e P
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O β-caroteno possui 22 elétrons distribuídos em 11 ligações duplas conjugadas ao longo de sua estrutura. Quando um elétron nessa conjugação absorve energia de um fóton, ele “pula” do nível energético ocupado 11 (HOMO) para o nível energético desocupado 12 (LUMO). É correto afirmar que:
O método da partícula na caixa é adequado para moléculas com ligações duplas conjugadas (pi) MENORES, não funcionando bem para o β-caroteno
O método da partícula na caixa é adequado para moléculas com ligações duplas conjugadas (pi) MAIORES, não funcionando bem para o butadieno
Quando se aumenta a conjugação de um sistema, há o aumento da diferença de energia HOMO-LUMO, por isso o comprimento de onda máximo da transição aumenta
Quando se diminui a conjugação de um sistema, há o aumento da diferença de energia HOMO-LUMO, por isso o comprimento de onda máximo da transição aumenta
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Pelo cálculo da partícula na caixa, o sistema π será aproximado para elétrons livres se movendo por uma caixa unidimensional de comprimento “a”. Nesse caso, é ERRADO afirmar:
Partícula na caixa não funciona para o beta-caroteno, pois ele tem 22 elétrons π . Como todos os termos de interação eletrônica estão sendo desconsiderados, o cálculo leva a uma aproximação brusca, fora da realidade.
As transições são restritas para o mesmo orbital
As diferenças de energia nos orbitais observados nos diferentes comprimentos de onda: correspondem às energias de estado fundamental
O potencial é considerado nulo no interior e infinito nas bordas, como se não houvesse interações eletrônicas, como a repulsão elétron-elétron e a atração elétron-núcleo.
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Acharam que não ia ter continha? Pois bem, melhor buscarem na memória a fórmula da partícula na caixa. Qual é a molécula que possui o comprimento de onda máximo pelo cálculo da partícula da caixa igual a X, considerando "a" ou "l" = 578 pm, massa do elétron = 9,101.10^-31 kg, h=6,626.10^-34 J.s n1=2, n2=3 e c=2,9979.10^8 m/s Dados: Beta-caroteno: entre 1200 e 1500 nm Butadieno: aproximadamente 220 nm Etileno: aproximadamente 91 nm
Butadieno
NDA
Beta-caroteno
Etileno
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As perguntas a seguir correspondem ao experimento 2: viscosidade. Assinale a alternativa ERRADA.
Fluidos Newtonianos têm sua viscosidade é constante, seguem a Lei de Newton, já para Fluidos Não Newtonianos, a relação entre a taxa de deformação e a tensão de cisalhamento não é constante.
Para os gases, o aumento da temperatura aumenta o número de colisões, que aumenta o transporte de momento e aumenta a viscosidade. Já os líquidos, com o aumento da temperatura, a viscosidade diminui.
Viscosidade é a transferência de momento, entendida como medida da resistência interna ou fricção interna de um líquido ao fluxo quando submetida a uma tensão.
Para os gases, a viscosidade está relacionada com a transferência de impulso devido às forças de coesão entre as moléculas. Já a viscosidade dos líquidos relaciona-se mais com a agitação molecular.
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Agora, assinale a alternativa CORRETA.
A viscosidade específica elimina o efeito da água.
Com o objetivo de eliminar os efeitos da concentração de PVA no aumento da viscosidade, pode-se usar a expressão da viscosidade relativa para extrapolar a concentração de PVA à zero e, com isso, determinar a viscosidade reduzida.
Com o aumento da concentração de PVA, as viscosidades também aumentam, visto que há maior transferência de momento.
A massa molar média viscosimétrica é a média aritmética ordinária ou média das massas moleculares das macromoléculas individuais.
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Selecione a fórmula correta da viscosidade inerente. [n] = ?
Mv/7,6.10^4 para o PVA
KMv^a
Mv/Mn
44((1/Mn') - (1/Mn)) ou 83((1/Mv')-(1/Mv)) para o PVA
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Assinale a alternativa INCORRETA
As frações de ligação cabeça-cabeça aumentam as interações intermoleculares e, consequentemente, a viscosidade do fluido.
Quanto maior a concentração de PVA na solução clivada, maior a diminuição do tempo de escoamento e da viscosidade em comparação com a solução não clivada.
O PVA não clivado teve um tempo de escoamento e viscosidade maiores que o PVA antes de clivar.
A viscosidade do PVA clivado diminui, visto que ocorre a clivagem das ligações cabeça-cabeça
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A viscosidade aparente do PVA manteve-se constante com a variação da frequência de rotação, e dado que esta é..............., pode-se concluir que o óleo mineral analisado é um fluído............. Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna:
diretamente relacionada com a taxa de deformação e newtoniano.
inversamente relacionada com a taxa de deformação e newtoniano.
diretamente relacionada com a taxa de deformação e não newtoniano.
inversamente relacionada com a taxa de deformação e não newtoniano.
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As seguintes perguntas são sobre o experimento 3: Cinética de supressão da quinina. Assinale a alternativa INCORRETA:
Para cada nível de força iônica, o valor do ln (Ksv) para o brometo foi superior do que para o cloreto, o que indica que o Br- é um supressor mais forte que o Cl-.
O cloreto é um melhor supressor do que o brometo, visto que apresenta valores menores de Ksv e, portanto, o tempo de meia vida do estado excitado quando ele está presente é menor.
A presença dos supressores faz com que haja mais íons em solução, logo, para o íon do haleto (Br- ou Cl-) se chocar com a molécula de quinina, havendo maior força iônica devido aos íons H+ e NO3-, a dificuldade acaba sendo maior e a ação de supressão diminui.
A Lei de Debye-Hückel descreve a dependência da constante de taxa de segunda ordem observada para o processo de supressão, kq, da força iônica, I, da solução, sendo utilizada para observar e comparar as supressões realizadas pelos haletos.
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Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas: A supressão da fluorescência da quinina é um processo ........., visto que ocorre ......... entre o fluoróforo e o íon supressor (nesse caso, o haleto) durante o tempo de vida do estado excitado.
estática - um choque
dinâmica - a formação de um complexo não fluorescente
dinâmico - um choque
estática - a formação de um complexo não fluorescente
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Assinale a alternativa correta:
O aumento da força iônica (I) reflete na diminuição da atividade dos solutos e consequentemente na diminuição do potencial químico e da energia livre (G) do sistema
Quanto menor a força iônica de uma solução, maior será a carga na atmosfera iônica. Logo, cada um dos íons mais sua atmosfera contém uma carga líquida menor e existe uma atração menor entre um determinado ânion e um cátion.
O aumento da força iônica causa o aumento da energia útil do sistema para realizar trabalho diferente de expansão e compressão.
A diminuição da força iônica leva à diminuição da energia disponivel para promover o movimento dos íons e, consequentemente, sua colisão com o fluoróforo.
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As próximas e últimas questões são referentes ao último experimento: Tensão superficial e energia livre superficial de sólidos. Assinale a alternativa correta:
Na superfície, as forças estão direcionadas para baixo e para os lados, pois acima delas não há moléculas de água. Isso faz com que as moléculas da superfície fiquem mais coesas e criem uma película elástica.
A força resultante que repele as moléculas da superfície de um líquido para o seu interior torna-se o principal obstáculo para a formação de bolhas, gotas e a nucleação de cristais em líquidos.
A tensão superficial surge nos líquidos como resultado do equilíbrio entre as forças agindo sobre as moléculas da superfície em relação àquelas que se encontram no interior da solução.
As moléculas de qualquer líquido localizadas na interface líquido-ar realizam um número maior de interações intermoleculares comparadas com as moléculas que se encontram no interior do líquido.
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A força que atua na superfície dos líquidos dá-se o nome de tensão superficial. Assinale a alternativa INCORRETA:
Os tensoativos quando em solução, devido à presença do grupo polar, ocupam preferencialmente o interior do líquido, diminuindo a força de coesão entre as moléculas do solvente e, consequentemente, diminuindo a tensão superficial.
Após saturar a superfície, a adição de novas moléculas de tensoativo tem pouco efeito sobre o valor da tensão superficial, principalmente após atingirem uma certa concentração crítica (CMC).
Embora as esferas sejam estruturas organizadas, há mais moléculas do líquido no sistema que devem se desorganizar para que a micela seja organizada com moléculas do tensoativo.
Acima da CMC não existe um aumento significativo no número de partículas isoladas, visto que a maioria está no filme superficial, saturando a superfície e, consequentemente, a força de coesão das moléculas da superfície é pouco modificada.
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Em relação à condutividade das soluções de SDS, temos que a inclinação da reta de condutividade por concentração de SDS diminui após a CMC porque....
....com a formação de micelas há menos íons advindos do SDS disponíveis em soluções e mais formando micelas.
....a condutividade diminui com o aumento da concentração de ions na solução.
....a condutividade aumenta com a diminuição da concentração de ions na solução.
...com a destruição de micelas há menos íons advindos do SDS disponíveis em soluções e mais na superfície.
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A molhabilidade de um líquido em uma superfície sólida é determinada por forças coesivas, que favorecem a contração do líquido, e adesivas, que favorecem seu esparramamento pela superfície do sólido. Do ponto de vista termodinâmico, quando um líquido entra em contato com uma superfície sólida na presença de uma fase de vapor:
o líquido não irá molhar a superfície sólida se o valor de energia livre necessário para criar uma nova superfície for menor que o valor de energia da interface de líquido-vapor
o líquido não irá molhar a superfície sólida se as forças de coesão entre as moléculas forem baixas
o líquido irá molhar a superfície sólida se o valor de energia livre necessário para criar uma nova superfície for maior que o valor de energia da interface de líquido-vapor
o líquido irá molhar a superfície sólida se o valor de energia livre necessário para criar uma nova superfície for menor que o valor de energia da interface de líquido-vapor
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A energia superficial de sólidos (assim como a de líquidos) é composta por duas componentes: o componente Lifshitz-van de Waals (contribuição dispersiva, d) e os dipolos e o componente ácido-base de Lewis (contribuição polar, p). A soma destas duas contribuições resulta da energia superficial de sólidos total. Assinale a alternativa INCORRETA:
Líquidos com maior componente dispersiva favorecem interações polares, já líquidos com maior componente polares favorecem interações apolares
Quanto maior a afinidade entre a superfície sólida e o líquido, menores são suas forças de coesão e maior sua adesão à superfície e menor a tensão superficial: maior a facilidade para um líquido se espalhar: maior a molhabilidade do líquido
O teflon é hidro e lipofóbico - material inerte e, portanto, praticamente não interage com os líquidos colocados em sua superfície
AS CONTRIBUIÇÕES POLARES NO VIDRO SÃO MAIORES QUE A DO TEFLON E DO METAL DEVIDO A NATUREZA QUÍMICA DESSES MATERIAIS
Quanto maior a adesão, maior a molhabilidade e menor é o ângulo de contato
