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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 19 (Química) do ITA 2012

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}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{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}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mm}\,\text{Hg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}

Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}

DEFINIÇÕES

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

1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{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}\ \text{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 . [\text{A}] = concentração da espécie química A em \text{mol}\ \text{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 S 16 32,07
Li 3 6,94 Cl 17 35,45
C 6 12,01 K 19 39,10
N 7 14,01 Ca 20 40,08
O 8 16,00 Mn 25 54,94
F 9 19,00 As 33 74,92
Na 11 22,99 Br 35 79,90
Mg 12 24,30 Ag 47 107,90
Al 13 26,98 I 53 126,90
Si 14 28,08 Pt 78 195,08
P 15 30,97 Hg 80 200,59

Assinale a opção com a resina polimérica que mais reduz o coeficiente de atrito entre duas superfícies sólidas.

  1. A
    Acrílica
  2. B
    Epoxídica
  3. C
    Estirênica
  4. D
    Poliuretânica
  5. E
    Poli (dimetil siloxano)
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Resolução comentada

O coeficiente de atrito entre duas superfícies diminui quando há uma camada de material com baixa energia de superfície e cadeias muito flexíveis, que deslizam facilmente umas sobre as outras e funcionam como lubrificante.

O que decide é a estrutura da cadeia polimérica:

  1. Resinas acrílicas, epoxídicas, estirênicas e poliuretânicas têm cadeias principais de carbono (ou com grupos polares, como uretano e hidroxila) e grupos volumosos ou polares. Isso gera rigidez, interações intermoleculares fortes e boa aderência, ou seja, mais atrito.

  2. O poli(dimetil siloxano) (PDMS, silicone) tem cadeia principal -\text{Si}-\text{O}-, com ligações longas e ângulos muito abertos. Por isso a rotação em torno da ligação é quase livre e a cadeia é extremamente flexível.

  3. Os grupos laterais -\ce{CH3} são apolares e ficam voltados para fora. Resultado: baixíssima energia superficial e fracas interações entre cadeias.

Por essas características, o PDMS é usado como óleo lubrificante, desmoldante e antiaderente, reduzindo o atrito entre superfícies sólidas muito mais que as demais resinas.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA resina acrílica é rígida e vítrea, com grupos éster polares; não funciona como lubrificante.
  • BA resina epoxídica forma rede reticulada rígida e adesiva, o que aumenta a aderência e o atrito.
  • CA resina estirênica tem grupos fenila volumosos e cadeia rígida, sem ação lubrificante.
  • DA poliuretânica tem ligações uretano que fazem ligações de hidrogênio, gerando forte interação e aderência.

Assunto: Polímeros.

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Fonte: ITA 2012 · Química. Prova oficial ↗