PROF: Alex DATA: 24 / 02 / 2010

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1 PROF: Alex DATA: 24 / 02 / 2010 Química Ambiental (Água) 01 - (UFG GO/2008) Sabe-se que, em lagos, ocorre uma estratificação das camadas de água durante o verão, com as mais frias situando-se no fundo. Conseqüentemente, as camadas mais profundas são pobres em oxigênio dissolvido, enquanto na superfície os níveis de oxigênio estão próximos à saturação. As espécies químicas dissolvidas no lago refletem essa situação. Considere as seguintes espécies químicas presentes no lago: dióxido de carbono, íon sulfato, metano, amônia, íon nitrato e ácido sulfúrico. Considerando essas informações, a) explique como se distribuem as espécies químicas presentes nesse lago, na superfície e no fundo, durante o verão e o inverno; b) explique, tendo como referência o fragmento do texto Como será a vida daqui mil annos?, posto que, de primeiro de Janeiro a 31 de Dezembro,a temperatura seja a mesma - 70 gráos Fharenheit., como se distribuem as espécies químicas nesse lago, na superfície e no fundo (UFT TO/2010) A água potável de boa qualidade é fundamental para a saúde e o bem estar humano. Entretanto, a maioria da população mundial ainda não tem acesso a este bem essencial. Mais do que isto, existem estudos que apontam para uma escassez cada vez mais acentuada de água para a produção de alimentos, desenvolvimento econômico e proteção de ecossistemas naturais. Para exercer tais atividades, especialistas estimam que o consumo mínimo de água per capita deva ser de pelo menos 1000 m 3 por ano. Cerca de 30 países, em sua maioria localizados no continente africano, já se encontram abaixo deste valor. Com o rápido crescimento populacional, acredita-se que inúmeras outras localidades deverão atingir esta categoria no futuro próximo. Várias regiões do planeta (Pequim, Cidade do México, Nova Deli e Recife, no Brasil) estão acima desse valor devido à exploração de águas subterrâneas (NEBEL WRIGHT, Environmental Science, 2000). A figura a seguir representa o ciclo hidrológico na terra. Nela estão representados processos naturais que a água sofre em seu ciclo. (adaptado de Qnes Ed. especial Maio Cadernos Temáticos). NÃO ESTÁ CORRETO o que se afirma em: a) Considerando que as nuvens são formadas por minúsculas gotículas de água, as mudanças de estado físico que ocorrem nos processos 1 e 2 são evaporação e condensação, respectivamente. b) Quando o processo 1 está ocorrendo, o principal tipo de ligação que está sendo rompido é a ligação de hidrogênio. c) Os processos de evaporação das águas oceânicas (1) e da precipitação (4), onde ocorrem rompimentos de ligações covalentes, são os principais responsáveis pela reposição da água doce encontrada no planeta. d) As plantas participam do ciclo hidrológico pelo processo 3, que corresponde à transpiração, processo bastante intenso na região da Amazônia brasileira. e) Em regiões rochosas, durante o processo de infiltração, sais de cálcio e magnésio são dissolvidos na água; esta característica leva à denominação de água dura (UEM PR/2009) A água é fundamental para manter a vida na Terra. Com relação às suas propriedades e aos processos a ela relacionados, assinale o que for correto. 01. Para a água passar do estado líquido para o gasoso, é necessário romper as ligações de hidrogênio que mantêm as moléculas unidas entre si, o que demanda grande quantidade de energia. 02. No ciclo da água, a condensação e a conseqüente formação de nuvens ocorre nas camadas altas e quentes da atmosfera. 04. A alta tensão superficial da água permite que alguns insetos sejam capazes de pousar sobre a água sem afundar. 08. Substâncias presentes nas células, como o cloreto de sódio e a sacarose, são solúveis em água e genericamente chamadas de hidrofílicas. 16. O alto calor específico da água permite que a temperatura se mantenha equilibrada dentro das células, sem variações bruscas (UFF RJ/2008) Joseph Cory, do Instituto Technion de Israel montou um equipamento que consiste em uma série de painéis plásticos que coletam o orvalho noturno e o armazenam num depósito situado na base do coletor. Um coletor de 30 m 2 captura até 48 L de água potável por dia. Dependendo do número de coletores, é possível produzir H 2 O suficiente para comunidades que vivem em lugares muito secos ou em áreas poluídas. A inspiração de Joseph foi baseada nas folhas das plantas, as quais possuem uma superfície natural de coleta do orvalho noturno. É correto afirmar que a formação do orvalho resulta de:

2 I. uma mudança de estado físico chamada condensação; II. uma transformação química chamada sublimação; III. uma transformação físico-química denominada oxiredução; IV. uma transformação química chamada vaporização; V. uma mudança de estado físico chamada sublimação (UESC BA/2008) A figura representa o ciclo da água na natureza, que envolve um conjunto de processos cíclicos, como o da evaporação e o da condensação. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) I, II e IV, apenas b) I e III, apenas c) I, apenas d) V, apenas e) II e IV, apenas 05 - (UFU MG/2008) Observe a figura abaixo que representa o Ciclo Hidrológico. Acerca desse assunto, analise as afirmativas a seguir. I - A água na atmosfera pode reagir com determinados gases como dióxido de enxofre (SO 2 ), óxidos de nitrogênio (NO, NO 2, N 2 O 5 ) e dióxido de carbono (CO 2 ), ocasionando as chuvas ácidas. II - O agente oxidante mais importante em águas naturais é o oxigênio molecular dissolvido (O 2 ). A quantidade de oxigênio depende da temperatura e da pressão atmosférica. Quanto maior a pressão, maior a dissolução do oxigênio e quanto menor a temperatura, menor a dissolução desse gás. III - A fotossíntese do fitoplâncton é a principal fonte de oxigênio dissolvido na água dos lagos, rios, mares, etc. Durante o dia, o fitoplâncton remove o gás carbônico da água e produz oxigênio usado na respiração dos organismos vivos. À noite, não há luz para promover a fotossíntese. Assim, a concentração de oxigênio dissolvido aumenta durante o dia. IV - Águas subterrâneas com sais minerais dissolvidos, geralmente Carbonato de Cálcio ou uma combinação de Cálcio e Magnésio, são chamadas de águas gaseificadas. V - Nuvens formam um conjunto visível de partículas minúsculas de água líquida ou de gelo, ou de ambas ao mesmo tempo em suspensão na atmosfera. Essa nuvens são formadas, em vapor de água, a partir da sublimação da água líquida na superfície dos rios, lagos e oceanos. Marque a alternativa que apresenta apenas afirmativas corretas. a) I e III b) I, II e IV c) I e II d) III, IV e V A análise da figura, com base nos estados físicos da matéria, permite concluir: 01. A evaporação da água tem como conseqüência o aumento do volume de rios e de mares. 02. As águas superficiais, na biosfera, são consideradas minerais porque contêm uma variedade muito grande de sais. 03. O processo de formação de nuvens constitui uma transformação química. 04. A água pura, ao atingir o ponto de ebulição, entra em decomposição. 05. A formação da água de chuva é o resultado do fenômeno de condensação (UFBA/2006) A água é a substância mais abundante na Terra, sendo responsável pela existência de todos os seres vivos. Entretanto, apesar da aparente abundância 0,62% no subsolo, 0,0091% nos lagos e nos rios e 0,001% na atmosfera, a água de boa qualidade começa a escassear em vários pontos do planeta em razão do aumento de consumo, como pode-se observar a partir dos dados da tabela e do gráfico. O aumento da população mundial e a intensidade de atividade humana na biosfera vêm interferindo no ciclo da água, o que, sem dúvida, trará sérias conseqüências para o abastecimento. (FELTRE, 2004, p. 52). 2

3 A partir da análise do texto e com base nos dados apresentados na tabela e no gráfico, mencione, além do aumento da população mundial, duas causas determinantes da escassez de água e duas conseqüências resultantes da interferência da atividade humana no ciclo da água no planeta; identifique um processo que permita a redução do consumo de água para os setores de atividade humana que demonstraram maior crescimento de consumo relativo entre os anos de 1970 e 2010; determine a variação da disponibilidade de água per capita em milhares de m 3, entre os anos de 1970 e (FUVEST SP/2004) O ciclo da água na natureza, relativo à formação de nuvens, seguida de precipitação da água na forma de chuva, pode ser comparado, em termos das mudanças de estado físico que ocorrem e do processo de purificação envolvido, à seguinte operação de laboratório: a) sublimação b) filtração c) decantação d) dissolução e) destilação 09 - (UNICAMP SP/2004) A figura abaixo representa o ciclo da água na Terra. Nela estão representados processos naturais que a água sofre em seu ciclo. Com base no desenho, faça o que se pede: a) Considerando que as nuvens são formadas por minúsculas gotículas de água, que mudança(s) de estado físico ocorre(m) no processo 1? b) Quando o processo 1 está ocorrendo, qual o principal tipo de ligação que está sendo rompido/formado na água? c) Cite pelo menos um desses processos (de 1 a 6) que, apesar de ser de pequena intensidade, ocorre no sul do Brasil. Qual o nome da mudança de estado físico envolvida nesse processo? 10 - (UNESP SP/2010) Ao iniciar as atividades, um piscicultor mandou analisar a água dos criadouros e o resultado obtido para o teor de oxigênio dissolvido foi de 7 mg/l. Após algum tempo, num período de forte estiagem e muito calor, em um dos tanques ocorreu uma alta mortandade de peixes, onde ele constatou que a concentração do oxigênio dissolvido havia diminuído para 0,8 mg/l e que a água estava contaminada por resíduos provenientes da fossa de uma casa próxima, o que favoreceu uma proliferação de micro-organismos. Para sanar o problema, o piscicultor instalou nos tanques bombas de aeração e um sistema de circulação constituído por tubulações que permitiam que a água fosse submetida a radiação de alta energia (ultravioleta- UV). Com isso o piscicultor conseguiu equilibrar sua produção de peixes no tanque afetado, e verificou que o teor de oxigênio dissolvido na água havia voltado a níveis próximos aos anteriores. Sobre o sucesso das medidas adotadas pode-se afirmar que a) a luz UV agiu sobre o N 2 do ar, levando à formação de N 2 O, responsável pela destruição dos microorganismos. b) a luz UV resfriou a água e favoreceu a solubilização do O 2, responsável pela destruição dos micro-organismos. c) os micro-organismos anaeróbicos, causadores da queda do teor de O 2 dissolvido, foram destruídos quando da aeração. d) o processo de aeração provocou o crescimento exponencial dos micro-organismos aeróbicos que auxiliaram na reposição do O 2 no tanque. e) houve um aumento do O 2 dissolvido na água devido ao processo de aeração e houve redução dos micro-organismos aeróbicos por ação da luz UV (UFRN/2010) Numa estação de tratamento de água para consumo humano, a água a ser tratada passa por tanques de cimento e recebe produtos como sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Essas substâncias fazem as partículas finas de impurezas presentes na água se juntarem, formando partículas maiores e mais pesadas, que vão se depositando, aos poucos, no fundo do tanque. Após algumas horas nesse tanque, a água que fica sobre as impurezas, e que está mais limpa, é passada para outro tanque. Um processo de separação ao qual o texto faz referência é a a) levigação. b) filtração. c) decantação. d) dissolução fracionada (UFLA MG/2009) Antes de a água chegar às nossas torneiras e ser chamada de água potável, ela passa por uma série de estágios de tratamento, os quais utilizam vários reagentes químicos e processos físicos. Um esquema simplificado para o tratamento de água é: 3

4 Assinale a alternativa que indica, CORRETAMENTE, o objetivo das etapas I, II, IV e VII, respectivamente. a) oxidar compostos orgânicos a CO 2, diminuir o ph, promover a floculação do precipitado, corrigir o ph. b) remover gases de odores fortes, aumentar o ph, oxidar compostos orgânicos a CO 2 e desinfectar a água. c) oxidar compostos orgânicos a CO 2, aumentar a acidez, desinfectar a água, corrigir o ph. d) remover gases de odores fortes, diminuir a acidez, promover a floculação de precipitado e desinfectar a água (Unimontes MG/2009) A tabela abaixo apresenta os valores de alguns parâmetros relativos à água, obtidos de diversas fontes, medidos por alunos durante um trabalho de pesquisa. Amostras de água Oxigênio dissolvido (mg/l) Odor Transparência Condutividade Cor Temperatura (ºC) ph Rio 8,2 17,0 21 6,88 Bebedouro de escola 8,4 0, ,84 Assinale a alternativa INCORRETA. Chuva 9,8 21,0 22 7,26 Poço 8,2 9,0 22 5,14 a) A água de poço tem maior concentração de íons H 3 O +. b) A água do rio apresenta-se turva devido ao oxigênio. c) A água da chuva tem maior concentração de íons. d) A água do bebedouro aproxima-se da neutralidade (UFJF MG/2008) O tratamento feito para limpeza e manutenção de piscinas é, basicamente, um tratamento químico. A água, para esse fim, não deve ser turva, não deve conter bactérias e o ph deve ser ajustado entre 7,2 e 7,6. Esse tratamento é feito em etapas. a) Primeiramente, a remoção de partículas em suspensão pode ser feita pela adição de uma mistura de sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. O hidróxido de alumínio produzido forma flocos insolúveis em água, e esses flocos vão arrastando consigo as partículas para o fundo da piscina para posterior remoção. Como é chamado o processo no qual as partículas vão para o fundo da piscina e qual é a fórmula molecular do sulfato de alumínio? b) Eliminada a turbidez, faz-se, então, a cloração para eliminação das bactérias. Essa cloração, usualmente, pode ser feita pela adição de uma solução de hipoclorito de sódio, popularmente chamada de cloro líquido. Essa solução pode ser estabilizada pela adição de NaOH e NaCl. A reação que produz o agente bactericida é a seguinte: NaClO(aq) + 2H + (aq) + 2Cl (aq) Cl2 (aq) + NaCl(aq) + H2O(l) Que tipo de reação produz o cloro a partir do hipoclorito? c) Por que o hidróxido de sódio é um dos reagentes que, quando adicionados à solução de hipoclorito, podem estabilizá-la? d) O ajuste de ph, em geral, é feito pela adição de bicarbonato de sódio que, em água, pode gerar íons OH ou íons H 3 O + de acordo com as reações apresentadas a seguir: I HCO3 (aq) + H2O(l) H2O(l) + CO2(aq) + OH (aq) 8 KI = 2, II HCO3 (aq) + H2O(l) H3O (aq) + CO3 (aq) 11 KII = 4,7 10 Avaliando os valores das constantes das reações, qual é o processo, I ou II, que irá ocorrer em maior extensão? Por quê? e) Qual é a função química do bicarbonato de sódio? Cite o nome do ácido do qual ele é derivado (UESC BA/2008) A água, antes de ser distribuída para as populações urbanas, passa por estações de tratamento, onde é submetida aos processos de decantação, de filtração e de cloração, dentre outros. Considerando-se esses processos, que envolvem o tratamento de água, é correto afirmar: 01. A cloração tem a finalidade de eliminar microrganismos presentes nas águas captadas de mananciais. 02. O reservatório final da estação de tratamento estoca água pura destinada à população. 03. A decantação consiste na adição de cloro à água com o objetivo de acelerar a separação de materiais, em suspensão. 04. A filtração da água consiste na separação de substâncias dissolvidas, prejudiciais à saúde da população. 05. A água pura é considerada água potável de melhor qualidade para o consumo da população (UFG GO/2007) O esquema que segue refere-se às etapas de tratamento do esgoto doméstico: ESGOTO Separação de lixo Peneiras (I) Lodo Rio Separação de reíduos sólidos Floculação (II) Reator biológico (III) Câmara de coagulação (IV) Considerando-se as etapas I, II, III e IV, o processo de tratamento de esgoto envolve, respectivamente, as etapas de a) filtração, filtração, catação e decantação. b) decantação, filtração, fermentação e filtração. c) filtração, decantação, catação e filtração. d) decantação, decantação, fermentação e filtração. e) filtração, decantação, fermentação e decantação. 4

5 17 - (UFMT/2006) Uma das conseqüências das inundações está no fato de que as águas das cheias não são limpas invadem o sistema de esgoto, espalham detritos pelas casas e ruas, contaminando a água de consumo humano e aumentando o risco de doenças. Uma das indicações feitas, nesses casos, é que todas as pessoas tenham acesso à água potável. Sobre água potável, assinale a afirmativa INCORRETA. a) Uma solução saturada de cloreto de sódio é melhor condutora de corrente elétrica que a água potável. b) Toda água mineral é potável por não apresentar qualquer vestígio de poluição orgânica. c) O critério potabilidade é diferente do critério de pureza da espécie química água. d) No tratamento da água, não se pode perder de vista a potabilidade, ou seja, os bactericidas a serem usados deverão agir sem prejudicar a qualidade da água. e) Água potável é aquela que, sem necessidade de tratamento adicional, é apropriada ao consumo humano e inócua dos pontos de vista fisiológico e organolético (Unimontes MG/2006) Uma das etapas utilizadas para tratamento de água poluída consiste em misturar à água sais sulfato de alumínio (Al 2 (SO 4 ) 3 ) ou cloreto de ferro III (FeCl 3 ), tendo, como conseqüência, a decantação dos poluentes em suspensão na água. A escolha de um dos sais para promover a decantação encontra-se justificada na alternativa a) Ambos os sais são iônicos, dissolvem-se em água, e as soluções básicas resultantes neutralizam os poluentes ácidos, decantando-os. 2 b) Tanto os íons SO 4 como os íons Cl se hidrolisam, formando ácidos que oxidam os poluentes em suspensão, decantando-os. c) Tanto os íons Al 3+ como os íons Fe 3+ são provenientes de ácidos fortes e que, em presença de água, se precipitam ou se decantam como ácidos. d) Tanto os íons Al 3+ como os íons Fe 3+ se hidrolisam, formando flocos dos respectivos hidróxidos que se aderem aos poluentes, decantando-os (UFTM MG/2004) O tratamento da água é um processo custoso, envolvendo diversas etapas. O cloro e o sulfato de alumínio são usados, respectivamente, como agentes a) dispersante e espessante. b) redutor e espessante. c) tensoativo e dispersante. d) floculante e tensoativo. e) oxidante e floculante (ACAFE SC/2002) O tratamento da água que a CASAN distribui consiste basicamente na adição de sulfato de alumínio, cloro e flúor. A água, após tratamento, classifica-se como: a) sistema bifásico b) substânciasimples c) mistura heterogênea d) mistura homogênea e) mistura azeotrópica 21 - (Unimontes MG/2006) A figura a seguir mostra as variações na concentração 3 relativa de nutrientes (NO 3 e PO 4 ) fitoplâncton e de consumidores (bactérias, protozoários e zooplâncton) em águas oceânicas temperadas. Essa figura mostra que não é possível entender a composição química da água do mar sem considerar os processos biológicos existentes nesse ambiente. Analisando-se a figura e levando-se em conta os processos biológicos que ocorrem (fotossíntese, respiração e decomposição), todas as alternativas estão corretas, EXCETO a) A concentração de consumidores é reduzida no verão, devido à grande incidência de radiação. b) A quantidade de dióxido de carbono dissolvida na água é menor no período da primavera. c) A ausência de luz no inverno pode explicar a diminuição da concentração de fitoplâncton. d) A abundância de nutrientes leva à alta concentração de fitoplâncton e consumidores, no outono. TEXTO: 1 - Comum à questão: 22 O solo agrícola, que tem uma profundidade em torno de 40 cm, é constituído por uma mistura complexa de minerais e matéria orgânica. Sabe-se hoje dos benefícios dos macronutrientes nitrogênio, fósforo, potássio, magnésio, cálcio e enxofre, no desenvolvimento dos vegetais. Entretanto, o uso excessivo e inadequado de fertilizantes, contendo principalmente nitratos, nitritos e hidrogenofosfatos pode destruir toda a vida do sistema aquático. Sendo muito solúveis, esses íons alcançam as águas dos rios, lagos e represas, provocando a multiplicação acelerada de algas, que acabam por sufocar e matar as águas. Esse fenômeno é chamado de eutrofização (MACK SP/2007) A respeito do fenômeno conhecido por eutrofização, fazem-se as afirmações: I. A presença em excesso de certos ânions nas águas de rios, represas e lagos acelera a multiplicação de algas. II. Algas em excesso podem formar um tapete que isola a água das represas e rios do oxigênio do ar. III. A deficiência de oxigênio dissolvido na água causa a morte de plantas aquáticas e peixes. IV. A decomposição do resíduo das algas mortas, por microorganismos aeróbios, leva a um aumento da concentração de gás oxigênio dissolvido na água. Das afirmações feitas, estão corretas: a) I, II, III e IV. b) I, II e III, somente. c) I e II, somente. d) II e III, somente. e) I e IV, somente. 5

6 GABARITO: 1) Gab: a) Verão Na superfície, haverá a predominância das seguintes 2 espécies: CO 2, NO 3, SO 4, em decorrência do contato com o O 2 (g) do ar. No fundo, haverá a predominância das seguintes espécies: CH 4, H 2 S, NH 3, em decorrência do ambiente anaeróbico e do fato de a água ser mais densa (fria), permanecendo abaixo da camada de água quente (superfície). Inverno 2 Na superfície, predominância de CO 2, NO 3, SO 4, em decorrência do contato com o O 2 (g) do ar. No fundo, haverá a predominância das seguintes espécies: CO 2, 2 NO, SO ; com o resfriamento, a camada superior 3 4 tornar-se-á mais densa, permitindo a mobilidade das espécies oxidadas. b) Como a temperatura será constante ao longo do ano, não haverá convecção com o conseqüente arraste das espécies da superfície para o fundo e vice-versa. Assim, as espécies reduzidas predominarão no fundo e as oxidadas, na superfície. Crescimento de consumo relativo entre os setores de atividade humana Agrícola: 0,516 Indústria: 0,584 Doméstico: 4,35 Processo de reutilização de parte da água consumida pelos setores industrial e doméstico o que possibilitará a redução do consumo de água no mundo. A variação da disponibilidade de água per capita em milhares de m3 entre os anos de 1970 e 2010 é: 5 900m m 3 = 5 800m 3 8) Gab: E 9) Gab:a) No processo 1, ocorre a evaporação da água e sua posterior condensação na forma de minúsculas gotículas, formando as nuvens. b) Observa-se rompimento/formação de pontes de hidrogênio durante as mudanças de estado físico. c) Um dos processos que ocorrem no Sul do Brasil é o de número 3. Neste observa-se a solidificação da água. 10) Gab: E 11) Gab: C 12) Gab: D 13) Gab: B 14) Gab: a) Decantação ou Sedimentação; Al 2 (SO 4 ) 3 b) Reação de Oxi-redução. c) A adição de base (NaOH) consome os íons H +, deslocando o equilíbrio da reação para a esquerda, no sentido de minimizar a liberação do cloro. d) Processo I. Porque este é o processo que possui o maior valor da constante de equilíbrio (K). e) Função química: Sal; Ácido: ácido carbônico 15) Gab: 01 16) Gab:E 17) Gab: B 18) Gab: D 19) Gab: E 20) Gab: D 21) Gab: A 22) Gab: B 2) Gab: C 3) Gab: 29 4) Gab: C 5) Gab: A 6) Gab: 05 7) Gab: Causas determinantes da escassez de água de boa qualidade: Desperdício e poluição de água. Conseqüências resultantes da interferência da atividade humana no ciclo de água no planeta: Alterações na quantidade e na qualidade de água disponível para consumo da população. Bons estudos... 6

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