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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 9 (Química) do ITA 2011

Química · Química: Polímeros

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mm Hg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\,325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr}

1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}

Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}

Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm} ; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .

(ua) = unidades arbitrárias . [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})		 Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g mol}^{-1})
H 1 1,01 Mn 25 54,94
Li 3 6,94 Fe 26 55,85
C 6 12,01 Co 27 58,93
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Zn 30 65,39
F 9 19,00 As 33 74,92
Ne 10 20,18 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Mo 42 95,94
Mg 12 24,30 Sb 51 121,76
Al 13 26,98 I 53 126,90
Si 14 28,08 Ba 56 137,33
S 16 32,07 Pt 78 195,08
Cl 17 35,45 Au 79 196,97
Ca 20 40,08 Hg 80 200,59

Assinale a opção que apresenta a fórmula molecular do polímero que pode conduzir corrente elétrica.

  1. A
    \ce{[- CH2 - CH2 -]_n}
  2. B
    \ce{[- CH = CH -]_n}
  3. C
    \ce{[- CF2 - CF2 -]_n}
  4. D
    \ce{[- CHCH3 - CH2 -]_n}
  5. E
    \ce{[- CHOH - CH2 -]_n}
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Resolução comentada

Um polímero só conduz corrente se tiver elétrons deslocalizados ao longo da cadeia. Isso exige ligações duplas conjugadas, isto é, ligações simples e duplas alternadas. Os elétrons \pi conseguem se mover por toda a cadeia, e o polímero se comporta como condutor, em especial depois de dopado. É o caso do poliacetileno, descoberto por Shirakawa, MacDiarmid e Heeger (Nobel de Química de 2000).

Veja cada cadeia:

  1. \ce{[-CH2-CH2-]_n} (polietileno): só ligações simples, todos os carbonos saturados (sp^3). Não há elétrons livres, é isolante.
  2. \ce{[-CH=CH-]_n} (poliacetileno): cada unidade repetida tem uma dupla, e as duplas se alternam com simples ao longo da cadeia. Os elétrons \pi ficam deslocalizados, e esse é o polímero condutor.
  3. \ce{[-CF2-CF2-]_n} (teflon): só ligações simples, é isolante.
  4. \ce{[-CHCH3-CH2-]_n} (polipropileno): cadeia saturada, é isolante.
  5. \ce{[-CHOH-CH2-]_n} (álcool polivinílico): cadeia saturada, é isolante.

Só a alternativa B tem a conjugação necessária.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • APolietileno tem só ligações simples (carbonos saturados), sem elétrons deslocalizados; é isolante.
  • CTeflon tem cadeia saturada com ligações C–F e C–C simples; é isolante.
  • DPolipropileno é cadeia saturada, sem conjugação; é isolante.
  • EÁlcool polivinílico é saturado; o grupo OH não cria deslocalização na cadeia.

Assuntos: Polímeros, Ligação covalente e estruturas de Lewis.

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Fonte: ITA 2011 · Química. Prova oficial ↗