A diversidade estrutural dos compostos orgânicos nitrogenados confere uma vasta gama de aplicações, desde a indústria farmacêutica até a produção de polímeros e agroquímicos. A compreensão aprofundada de sua classificação, isomeria e reatividade é essencial para o desenvolvimento de novas moléculas e processos sintéticos. Considere a família de aminas com a fórmula molecular C₄H₁₁N, que inclui diversos isômeros com distintas classificações de cadeia carbônica e potencial para isomeria espacial.
Com base na análise dos isômeros da fórmula C₄H₁₁N e seus aspectos estruturais e reacionais, a afirmação correta é:

A decomposição do pentóxido de dinitrogênio (N₂O₅) é uma reação de grande interesse cinético, frequentemente utilizada para ilustrar mecanismos de reação complexos e a aplicação de aproximações em química. A reação global é 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g), e sua lei de velocidade experimental é de primeira ordem em relação a [N₂O₅].
No entanto, o mecanismo proposto para essa reação envolve múltiplas etapas elementares, incluindo a formação de intermediários reativos. Um dos mecanismos mais aceitos é o seguinte: 

1. N₂O₅(g) ⇌ NO₂(g) + NO₃(g) (Equilíbrio rápido, k₁ e k₋₁) 2. NO₂(g) + NO₃(g) → NO₂(g) + O₂(g) + NO(g) (Etapa lenta, k₂) 3. NO(g) + NO₃(g) → 2NO₂(g) (Etapa rápida, k₃)


Considerando o mecanismo proposto e aplicando a aproximação do estado estacionário para os intermediários, a lei da velocidade para a decomposição de N₂O₅ é expressa por:

As reações orgânicas são classificadas em diferentes tipos com base nas transformações que ocorrem nas moléculas. As reações de substituição, adição e eliminação são fundamentais para a síntese de uma vasta gama de compostos orgânicos, sendo amplamente estudadas e aplicadas em diversos campos da química e da indústria. A compreensão dos mecanismos envolvidos nessas reações é crucial para prever produtos e otimizar rotas sintéticas.
Considerando os princípios e características das reações de substituição, adição e eliminação em química orgânica, a opção que apresenta a afirmação correta é:

Uma célula galvânica foi construída a 298 K (25 °C), utilizando eletrodos de zinco e cobre, imersos em soluções de seus respectivos íons, conforme a notação a seguir: Zn(s) | Zn²⁺(aq, 0,01 mol/L) || Cu²⁺(aq, 1,0 mol/L) | Cu(s). 

Dados:
● Potencial padrão de redução do Cu²⁺/Cu: E° = +0,34 V ● Potencial padrão de redução do Zn²⁺/Zn: E° = -0,76 V ● Considere a constante de Nernst (RT/F) a 298 K multiplicada por ln(10) como 0,0592 V.
Nessas condições, o potencial medido para a célula é:

A polarimetria é uma técnica analítica crucial na indústria sucroalcooleira, utilizada para o controle de qualidade e a determinação da concentração de açúcares, principalmente a sacarose em diferentes etapas do processo produtivo. O princípio fundamental desta técnica baseia-se na capacidade de certas substâncias, denominadas opticamente ativas, de rotacionar o plano da luz polarizada. O esquema a seguir ilustra o funcionamento básico de um polarímetro, equipamento empregado para medir essa rotação.




Esquema de aparelhagem para análise polarimétrica (adaptado de Polarimetric Analysis Service, Creative Proteomics, acesso em 22 ago. 2025).

Com base nos princípios da polarimetria e em sua aplicação no contexto da indústria sucroalcooleira, a opção que apresenta a afirmação correta é:

A figura a seguir representa uma pilha eletroquímica de cobre e prata (Pilha Ag/Cu), composta por dois eletrodos imersos em soluções de seus respectivos íons na concentração de 1,0 mol/L, conectados por um voltímetro e uma ponte salina. Este arranjo permite a conversão de energia química em energia elétrica por meio de reações de oxirredução espontâneas. 





Representação esquemática de uma pilha Cu–Ag (adaptado de Eletroquímica, Instituto de Química – USP, p. 34, disponível em: https://www.iq.usp.br/fmvichi/html/Eletroquimica.pdf, acesso em: 21 ago. 2025. Baseado em Pearson Prentice Hall, 2007).


Com base na análise da Pilha Ag/Cu apresentada na figura e nos princípios da eletroquímica, assinale a opção que apresenta a afirmação correta.

O processo de biotransformação de fármacos no organismo humano frequentemente envolve reações de oxidação e redução catalisadas por enzimas do citocromo P450. Considere a oxidação de um álcool primário a ácido carboxílico e a redução de uma cetona a álcool secundário. Essas transformações são cruciais para a alteração da polaridade e a consequente eliminação ou ativação de compostos orgânicos.
Em relação às reações de oxidação e redução em química orgânica, e considerando os exemplos mencionados, assinale a opção correta.

Um professor de química planeja o preparo de soluções para uma aula prática de titulação ácido-base. Serão preparadas uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração de 0,2 mol/L e uma solução de ácido clorídrico (HCl) com concentração de 0,1 mol/L. O NaOH é um reagente sólido de alta pureza, enquanto o HCl é fornecido como uma solução aquosa concentrada.


Dados de Referência:




Para o preparo de 500 mL de cada uma dessas soluções, a massa de NaOH necessária e o volume de HCl concentrado a ser utilizado, respectivamente, são:

A acidez de um composto orgânico, quantificada pelo seu pKa, é profundamente influenciada por efeitos eletrônicos que estabilizam sua base conjugada. O efeito indutivo, resultante da polarização de ligações σ por grupos eletronegativos e o efeito de ressonância, que deslocaliza a carga negativa através de um sistema π, são determinantes. Considere os quatro ácidos carboxílicos a seguir, cujas estruturas são bem estabelecidas na literatura química.

Compostos:
I. Ácido acético (CH₃COOH) II. Ácido cloroacético (ClCH₂COOH) III. Ácido tricloroacético (Cl₃CCOOH) IV. Ácido benzóico (C₆H₅COOH)



A ordem crescente de acidez para estes compostos, justificada pela análise dos efeitos eletrônicos que atuam sobre a estabilidade de suas respectivas bases conjugadas, é:

Em um estudo sobre a bioatividade de enzimas que dependem de cofatores metálicos, um bioquímico precisa preparar um meio reacional onde a concentração de íons magnésio (Mg²⁺) livres seja mantida abaixo de um determinado limiar para evitar a inibição da enzima. Para isso, ele utiliza uma solução tampão de pH = 9,00 e adiciona uma fonte de íons magnésio até o exato ponto de saturação, onde se inicia a precipitação do hidróxido de magnésio (Mg(OH)₂).

Dados de Referência a 25 °C:



Nessas condições, a concentração máxima de íons magnésio (Mg²⁺) em mol·L⁻¹ que pode ser mantida em solução antes do início da precipitação é: