Química Orgânica Testes e Exames 04 05

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UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA FACULDADE DE CINCIAS E TECNOLOGIA Departamento de Qumica Licenciaturas em Conservao e Restauro Qumica Orgnica 1 Teste 22 de Abril de 2004 Durao 1 horaJustifique todas as suas respostasEste teste deve ter 3 pginas1 Considere a frmula estrutural do 1-buteno:H H C H C H C H H C H HLocalize e diga a quantidade de ligaes: a) p p b) sp2 - s c) sp3 s d) sp2 sp2 e) sp2 sp3 f) sp3 - sp32 - Identifique os grupos funcionais presentes nas seguint

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<p>UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA FACULDADE DE CINCIAS E TECNOLOGIA Departamento de Qumica Licenciaturas em Conservao e Restauro Qumica Orgnica 1 Teste 22 de Abril de 2004 Durao 1 hora</p> <p>Justifique todas as suas respostasEste teste deve ter 3 pginas1 Considere a frmula estrutural do 1-buteno:H H C H C H C H H C H H</p> <p>Localize e diga a quantidade de ligaes: a) p p b) sp2 - s c) sp3 s d) sp2 sp2 e) sp2 sp3 f) sp3 - sp3</p> <p>2 - Identifique os grupos funcionais presentes nas seguintes molculas:a)O C H3C CH2CH3 O Cl</p> <p>b)</p> <p>c)</p> <p>d)O C HO OH</p> <p>e)</p> <p>C</p> <p>H</p> <p>3 Como explica as diferenas de pontos de fuso e solubilidade dos seguintes compostos?Composto Peso Molecular n butano CH3CH2CH2CH3 1 - propanol CH3CH2CH2OH propanal CH3CH2 COH 58 50 60 97 58 Ponto Ebulio (C) - 0,5 Solubilidade em gua (g / 100 ml de H2O) 0</p> <p>20</p> <p>4 Na figura seguinte esto representados dois espectros de infravermelho dos seguintes compostos:CH3 H3 C C CH3 t-butil metil ter 2-metil-1- butanol O CH3 CH3 CH2 CH3 CH CH2 OH</p> <p>a) Atribua uma estrutura a cada espectro. b) Os compostos anteriormente representados so ismeros?</p> <p>5 Se tivesse amostras no identificadas dos seguintes compostos:</p> <p>benzeno</p> <p>1- buteno</p> <p>Poderia identific-los atravs da adio de uma soluo de bromo em diclorometano a cada uma das amostras?</p> <p>6</p> <p>Na figura podem ver-se duas fotografias de uma mesma esttua, localizada no castelo de Herten na Alemanha, tiradas com 60 anos de diferena. As alteraes que pode observar devem-se s chuvas cidas e poluio do ar. Normalmente a gua da chuva ligeiramente cida (pH = 5,6) mas poluentes atmosfricos podem tornar a chuva mais cida podendo registar-se valores da ordem de pH = 3 ou mesmo menos. a) A acidez das chuvas deve-se poluio atmosfrica (nomeadamente xidos de enxofre e de azoto) que se convertem em cido sulfrico e cido ntrico. Estes cidos so cidos forte enquanto os cidos carboxlicos so cidos fracos. O que entende por cidos fortes e cidos fracos? b) Quais as caractersticas estruturais dos cidos carboxlicos e a que se deve a sua acidez?</p> <p>UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA FACULDADE DE CINCIAS E TECNOLOGIA Departamento de Qumica Licenciaturas em Conservao e Restauro Qumica Orgnica 2 Teste 8 de Junho de 2004 Durao 1 hora</p> <p>Justifique todas as suas respostasEste teste deve ter 4 pginasEm 1504 o pintor italiano Cima da Conegliano terminou a sua obra A Incredulidade de S. Tom que est actualmente na National Gallery em Londres e considerada uma obra prima.</p> <p>Olhando para esta pintura difcil imaginar o seu estado de degradao quando, em 1969, se iniciaram os trabalhos de restauro que duraram 15 anos. Na verdade, pouco depois de ter sido pintado comearam a ser detectados problemas no quadro e os primeiros trabalhos de restauro ocorreram em 1745. A partir da o quadro continuou a degradar-se e sofreu acidentes, como ter estado mergulhado em gua salgada vrias horas quando de uma inundao em Veneza, que fizeram com que este se deteriorasse continuamente. Ao longo do tempo tiveram lugar diversas tentativas de o restaurar. At que em 1870 foi adquirido pela National Gallery e durante cerca de 80 anos evitou-se restaurar a obra, tendo sido feitos apenas tratamentos para impedir que a pintura se continuasse a degradar.</p> <p>Quando se pinta a leo sobre painis de madeira, esta coberta com uma substncia inorgnica, gesso na pintura em causa. Em 1969 os investigadores concluram que a degradao se devia essencialmente a problemas de aderncia do gesso madeira e no da tinta ao gesso e que a madeira tinha caruncho. Decidiram ento transferir a camada de gesso pintada para um outro suporte. Um trabalho complexo se se tiver em conta que o quadro mede 3 m x 2 m e que a camada a transferir tinha uma espessura inferior a 1 mm. Finalmente, estando a pintura ligada a um suporte novo e estvel, foi necessrio restaur-la. Neste processo foi decidido usar pigmentos e meios aglutinantes modernos tendo sido escolhidos para que: qualquer trabalho de restauro pudesse ser removido sem estragar a pintura original e que as cores usadas fossem idnticas s originais. 1 A mudana da pintura do seu suporte de madeira para um novo suporte s foi possvel com o recurso a uma srie de polmeros orgnicos com propriedades adesivas. Existem vrios polmeros com estas caractersticas que so usados em conservao. Um deles poliacetato de vinilo (PVAc ou tambm conhecido por vezes por PVA) que foi um dos primeiros materiais sintticos a ser usado em conservao. usado como adesivo, em revestimentos e em tintas.H2 C CH O C CH3 acetato de vinilo O [ CH2 CH ] O C CH3 poliacetato de vinilo O</p> <p>n</p> <p>a) A reaco de polimerizao representada acima uma reaco de polimerizao por adio ou condensao? b) Este polmero um termoplstico. O que um termoplstico? Explique, com base nas suas caractersticas estruturais, porque que o poliacetato de vinilo um termoplstico. c) Um outro polmero pode ser obtido a partir deste por hidrlise dos grupos ster, em que todos ou alguns dos grupos acetato so transformados em grupos lcool. Este polmero (tambm conhecido por PVA) solvel em gua, dependendo a sua solubilidade do nmero de grupos lcool. usado como adesivo, na preparao de tintas, como goma para engomar tecidos e para fabricar sacos e filmes de plstico solveis em gua.CH3 C O CH C H2 C H2 CH3 O C O CH C H2 CH3 O C O CH C H2 =O OH CH C H2 OH CH C H2 CH3 C O CH =O</p> <p>Com base nas caractersticas estruturais deste polmero como explica que seja solvel em gua?</p> <p>2 Para que o restauro da pintura pudesse ser removido era necessrio que os aglutinantes usados fossem mais solveis em solventes orgnicos que os usados por Cima h 500 anos. Verificou-se Cima tinha usado tintas de leo e para identificar o leo usado fez-se uma anlise dos teores de cidos palmitico e esterrico presentes. Estes cidos no so alterados durante o processo de secagem e surgem em propores diferentes nos vrios leos usados em pintura. Anlise por cromatografia gs-lquido permitiu verificar que a relao cido palmtico : cido esterico na pintura de Cima era 1,28:1. a) Consultando a tabela seguinte, diga que leo pensa que foi usado na pintura de Cima. Que caractersticas estruturais tm estes leos para poderem ser usados como leos secativos? leo leo de Papoila leo de Linhaa leo de Noz Razo Ac. Palmtico : Ac. Esterico 5,4 : 1 1,3 : 1 2,5 : 1</p> <p>b) Explique sucintamente o processo envolvido na secagem de tintas de leo. 3 Ao longo da histria da pintura os artistas usaram outros meios de pintura. A gema de ovo, a que eram misturados pigmentos em p, foi muito usada nas pinturas europeias da Idade Mdia (pintura de tempera de ovo). A anlise dos meios usados em pintura envolve frequentemente a anlise de protenas. A aproximao usada a hidrlise cida total e a anlise de amino-cidos atravs de mtodos cromatogrficos. Os materiais usados so identificados com base no tipo e proporo dos amino-cidos detectados. Na gema de ovo existe um teor elevado de ac. glutmico (15,0 %) e um teor baixo da glicina (3,5 %). Tal permite distinguir tintas de tempera de ovo das tintas em que a gelatina usada como meio, pois esta tem um teor elevado de glicina (24,7 %) e um teor mais baixo de ac. glutmico (9,7 %).NH2 CH COOH H NH2 CH COOH (CH2)2 COOH glicina (GLY) cido glutmico (GLU)</p> <p>a) Como sabe na natureza s existem amino-cidos L. Escreva a frmula estrutural do L-cido glutmico e a do seu enantimero. b) Una os dois amino-cidos por uma ligao peptdica de forma a obter o dipptido GLY-GLU. c) A gelatina obtida por desnaturao do colagnio. O que entende por desnaturao de uma protena? Indique algumas das suas causas e efeitos.</p> <p>4 Na pintura de Cima existem algumas reas pintada a azul. Vrios pigmentos foram usado, um deles, o azul ultramarino, era um pigmento caro pois era obtido da pedra semi-preciosa lapis lazuli. Algumas das reas azuis correspondem a tecidos. Nesses os pigmentos no so utilizveis e esses tecidos poderiam ter sido corados com um corante natural como o indigo. a) Qual a diferena entre pigmentos e corantes? b) Os tecidos representados poderiam ser de algodo. Esta uma fibra formada essencialmente por celulose, um polmero de glucose em que as molculas esto ligadas por ligaes glicosdicas -1,4. Escreva um dissacrido formado por molculas de glucose ligadas por uma ligao glicosdica 1,4.CH2OH H H OH OH H OH O H H OH</p> <p>Glucose</p> <p>c) Identifique os grupos funcionais presentes na molcula de glucose. d) A celulose um material com funes estruturais. Relacione as suas funes com a sua estrutura qumica. e) A figura seguinte apresenta dois corantes ligados a fibras de algodo Que tipo de ligaes qumicas so responsveis pela ligao de cada um dos corantes s fibras? E qual pensa que o corante que permite obter uma cor mais resistente lavagem em gua?</p> <p>f) Qual a caracterstica estrutural das molculas dos corantes que faz com que tenham cor?</p> <p>UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA FACULDADE DE CINCIAS E TECNOLOGIA Departamento de Qumica Licenciaturas em Conservao e Restauro Qumica Orgnica Exame poca Normal 6 de Julho de 2004 Durao 2 horas Justifique todas as suas respostas Este teste deve ter 4 pginas</p> <p>1 - Existe uma grande variedade de adesivos, com diferentes caractersticas estruturais e propriedades, que so usados em inmeras aplicaes e entre elas em conservao e restauro. Alguns so polmeros sintticos ou semi-sintticos e outros obtidos de produtos naturais. De entre estes podem referir-se aqueles base de amido. Este normalmente a disperso em gua e quando a gua evapora obtm-se um filme adesivo. O amido pode ainda ser oxidado ou hidrolisado obtendo-se dextrinas, com menor peso molecular. Nestes casos os adesivos tm propriedades diferentes dos de amido, tais como maior poder de adeso, menor viscosidade e maior dispersibilidade. a) O amido um polmero de glucose. Descreva sucintamente as suas caractersticas estruturais.CH2OH H H OH OH H OH O H OH H</p> <p>Glucose</p> <p>b) Represente um dissacrido formado por duas molculas de glucose ligadas por uma ligao glicosdica -1,4. c) Identifique os grupos funcionais presentes na molcula de glucose. d) No processo de adeso de um adesivo a um qualquer material esto envolvidas ligaes qumicas entre o adesivo e o substrato que podem ser ligaes covalentes ou ligaes mais fracas, como ligaes inicas, pontes de hidrognio ou ligaes de Van der Waals. Quando se usa uma cola de amido, por exemplo em papel, que tipo de ligaes pensa que so predominantes entre o adesivo e o substrato? e) Descreva o teste que frequentemente se usa para detectar a presena de amido, e que teve oportunidade de realizar nas aulas prticas.</p> <p>2 Outro tipo de adesivos obtidos de produtos naturais e tradicionalmente usados so os adesivos base de protenas. O material proteico pode ser obtido de animais, peixe, leite, leite de soja... obtendo-se colas com elevado poder de adeso e que aderem a uma grande variedade de substratos. A identificao da fonte de material proteico, quando h uma quantidade suficiente de protenas disponvel, envolve a hidrlise das protenas e a anlise da sua composio em amino-cidos. a) Considere o seguinte tripptido e escreva os amino-cidos que obteria se fizesse a sua hidrlise.H NH2 C CH3 O C NH H C CH2 OH O C NH H C CH2 O C H</p> <p>b) Identifique todos os grupos funcionais presentes no tripptido representado na alnea anterior. c) O que entende por estrutura primria de uma protena? d) O que entende por centro quiral? Identifique os centros quirais presentes no triglicrido acima.</p> <p>3 - Os adesivos base de protenas e amido tm o inconveniente de serem um bom meio para crescimento de fungos. Um tipo de adesivos que no tem este inconveniente e que tm caractersticas estruturais e propriedades que os tornam mais indicados para determinados tipos de aplicaes, so os adesivos compostos por materiais sintticos. De entre estes pode referir-se o polietileno de baixo peso molecular, que fundido pode ser usado como adesivo. principalmente usado em embalagens, encadernao de livros e em carpetes. O etileno representado abaixo, um produto da indstria petroqumica e usado em grandes quantidades para produzir o polietileno por uma reaco de polimerizao por adio.H C H C H H</p> <p>a) O que entende pela expresso reaco de polimerizao por adio? b) Escreva a estrutura de um fragmento de polietileno.</p> <p>c) Se no laboratrio fizesse esta reaco de polimerizao, etileno que no tivesse reagido poderia ser detectado agitando um pouco de mistura reaccional com uma soluo de bromo em diclorometano. Porqu? d) Qual a hibridizao dos tomos de carbono na molcula de etileno?</p> <p>4 As colas animais, assim como outros materiais proteicos como gema ou a clara de ovo, foram ao longo dos tempos usados como meios em pintura, sendo misturados a pigmentos em p. So exemplo as iluminuras produzidas pelos escribas celtas, que com equipamentos simples conseguiam resultados admirveis, como por exemplo Livro de Kells.</p> <p>A anlise qumica permitiu identificar pigmentos e meios usados. Tendo-se verificado que os pigmentos em p eram misturados com clara de ovo ou cola de peixe. Os pigmentos eram variados. Para o azul vrios foram usados como lpis lazli e o ndigo.</p> <p>Indigo a) Qual a caracterstica estrutural desta molculas que faz com que tenha cor? b) Neste caso o ndigo usado como pigmento, embora seja mais frequentemente usado como corante para txteis. Qual a diferena entre pigmentos e corantes?</p> <p>5 Os produtos naturais foram desde tempos remotos modificados pelo homem para obter materiais com outras caractersticas. Tal aconteceu com hidratos de carbono e protenas, e nas questes anteriores j foram referidos alguns exemplos, mas tambm com lpidos. O fabrico de sabo um exemplo e alcanou grande desenvolvimento no sec. XVIII. No entanto, s no incio do sec. XIX, com a produo de hidrxido de sdio barato, o processo se tornou comum. a) Complete o seguinte esquema qumico de forma a representar uma reaco de saponificao:O H2 C O C O HC O C O H2 C O C (CH2)7CH CHCH2CH CH(CH2)4CH3 (CH2)14CH3 + 3 NaOH (CH2)7CH CH(CH2)5CH3 H2O</p> <p>Triglicrido A</p> <p>b) Explique, com base nas suas caractersticas estruturais, a aco detergente dos sabes. c) Na aula prtica teve oportunidade de sintetizar sabo. Porque fez uma montagem de refluxo para aquecer a mistura reaccional? d) Qual a frmula qumica do produto B que obteria depois de realizar a hidrogenao total do triglicrido acima? e) Qual dos triglicridos (A ou B) teria um ponto de fuso mais elevado? Porqu? Se no respondeu questo anteriore explique a relao entre os pontos de fuso de triglicridos e as suas caractersticas estruturais.</p> <p>UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA FACULDADE DE CINCIAS E TECNOLOGIA Departamento de Qumica Licenciatura em Conservao e Restauro Qumica Orgnica Exame Recurso Justifique todas as suas respostas Este teste deve ter 4 pginas 1O leo de linhaa foi o leo mais usado em pintura ao longo dos tempos. Ele seca relativamente rapidamente e as camadas obtidas so resistentes. O seu ponto fraco o amarelecimento. Os filmes tendem a mudar a sua cor no escuro, Para tintas de cores claras, e em particular brancos e azuis, em que o amarelecimento...</p>