concentração do íon bicarbonato depende fortemente do fluxo salivar e a termodinâmica desse sistema é complicada pelo fato de envolver o gás

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1 UFU -2011/1 1-Existe uma série de substâncias de mesma fórmula molecular, mas cujos arranjos espaciais são tais que suas estruturas são relacionadas entre si como a imagem não sobreponível refletida em um espelho. É interessante notar que cada uma dessas moléculas pode exercer efeitos completamente diferentes no organismo. Um exemplo interessante é o aspartame. Uma de suas formas enantioméricas tem sabor adocicado (a forma (S,S)-aspartame), enquanto seu enantiômero (a forma (R,R)-aspartame) tem sabor amargo. Sobre essas formas isoméricas, é INCORRETO afirmar que: A) Estes compostos apresentam as funções ácido carboxílico, amina, amida e éster. B) Ambas apresentam mesma fórmula molecular, C 14 H 18 N 2 O 5. C) Uma mistura de 50% do aspartame de sabor doce com a mesma quantidade de aspartame de sabor azedo produz um composto inativo chamado meso. D) Por serem enantiômeros, estes compostos apresentam mesmo ponto de fusão, ponto de ebulição e solubilidade. Resposta: C A única alternativa falsa é a de letra C, pois uma mistura de 50% do aspartame de sabor doce com a mesma quantidade de aspartame de sabor azedo produz uma mistura inativa chamada de racêmica e não um composto meso. 2-Pessoas que passam por tratamento quimioterápico e radioterápico têm um grande desconforto causado pela baixa salivação (xerostomia). Uma solução para isso é encontrada pelo uso da saliva artificial que nada mais é do que um lubrificante oral, cuja finalidade é garantir que o funcionamento da cavidade oral continue estável. Na saliva o sistema tampão mais importante é o sistema ácido carbônico/bicarbonato. A

2 concentração do íon bicarbonato depende fortemente do fluxo salivar e a termodinâmica desse sistema é complicada pelo fato de envolver o gás carbônico dissolvido na saliva. O equilíbrio completo simplificado (no qual a enzima anidrase carbônica, que está presente na saliva, catalisa a reação, formando dióxido de carbono do ácido carbônico e vice-versa) pode ser escrito da seguinte forma: 1) CO 2(g) + H 2 O (l) H 2 CO 3(aq) 2) H 2 CO 3(aq) + H 2 O (l) HCO -3 (aq) + H 3 O + (aq) A partir do texto e de seus conhecimentos de química, assinale a alternativa INCORRETA. A) O aumento da concentração do ácido carbônico na reação 1 causará maior saída de dióxido de carbono da saliva. B) A redução da quantidade de água na reação 2 facilita o aumento da concentração de íon bicarbonato. C) A solução tampão representada pelas reações mantém o ph, praticamente, inalterado. D) O equilíbrio químico da primeira equação pode ser escrito por: Ke = [H 2 CO 3 ]/[CO 2 ] [H 2 O] Resposta: B Alternativa A está correta, pois de acordo com o Princípio de Le Chatelier, o equilíbrio de uma reação se desloca de forma a repor uma substância retirada ou a consumir uma substância adicionada, então a adição de CO 2 irá deslocar o equilíbrio no sentido de consumi-lo. Alternativa B está incorreta, pois a redução de água na reação 2 irá deslocar o equilíbrio para o lado dos reagentes, de forma a repor o que foi retirado, logo diminuirá a concentração de íon bicarbonato. Alternativa C está correta, pois uma solução tampão tem a propriedade de estabilizar o ph. Alternativa D está correta, pois a constante de equilíbrio é dada pelo produto das concentrações dos produtos da reação dividido pelo produto das concentrações dos reagentes, todos elevados a seus coeficientes estequiométricos.

3 3- Diariamente produtos novos são lançados no mercado e muitos possuem como matéria-prima óleos ou gorduras. Tais substâncias, classificadas como lipídeos, podem ser encontradas em tecidos animais ou vegetais e são constituídas por uma mistura de diversos compostos químicos, sendo os mais importantes os ácidos graxos e seus derivados. Os ácidos graxos são compostos orgânicos lineares que diferem no número de carbonos que constitui a sua cadeia e, também, pela presença de insaturações. Existem diversos ácidos graxos conhecidos, sendo alguns listados na tabela abaixo. A partir das informações acima e de seus conhecimentos de química, assinale a alternativa INCORRETA. A) O ponto de fusão do ácido láurico é menor que o ponto de fusão do ácido esteárico, pois possui maior massa molar. B) As moléculas do ácido esteárico são apolares. C) O ácido linoléico é um ácido graxo insaturado. D) O sabão é uma mistura de sais alcalinos de ácidos graxos. Resposta: A Realmente o que diz a respeito dos pontos de fusão, se olharmos apenas por seus valores, veremos que o do ácido láurico é menor, mas isso ocorre por ele ter menor massa e não maior. 4- Em uma aula experimental de química, um grupo de alunos recebeu de seu professor três amostras de sólidos brancos, não identificados, finamente pulverizados. O professor pediu aos alunos que descobrissem qual desses compostos era o óxido de zinco (ZnO), qual era o cloreto de sódio (NaCl) e qual era o açúcar (C12H22O11). Após alguns testes, os alunos observaram os resultados mostrados na tabela abaixo.

4 Sobre os testes realizados e a identificação dos compostos, assinale a alternativa correta. A) O cloreto de sódio e o açúcar são os compostos que permanecem sólidos no teste de fusão. B) O composto A é o cloreto de sódio, o B é o óxido de zinco e o C é o açúcar. C) O cloreto de sódio é insolúvel em água. D) O açúcar conduz corrente elétrica em solução aquosa. Resposta: B O cloreto de sódio é um composto inorgânico da classe dos sais, portanto, não é volátil e precisa de elevadíssimas temperaturas para se tornar líquido. Além disso, sais em água sofrem dissociação e apresentam condutividade, o que não acontece com óxidos e compostos orgânicos como açúcar. Além disso, açúcar por ser orgânico, facilmente sofre mudança de estado. 5- O estudo das propriedades coligativas das soluções permite-nos prever as alterações nas propriedades de seu solvente. A respeito das propriedades coligativas, assinale a alternativa correta. A) Se for colocada água com glutamato de monossódio dissolvido para congelar em uma geladeira, a temperatura de fusão da água na solução permanecerá a mesma que a da água pura. B) As propriedades coligativas independem do número de partículas do soluto na solução, da natureza das partículas e de sua volatilidade.

5 C) Se forem preparadas duas soluções aquosas de mesma concentração, uma de glutamato de monossódio e outra de açúcar, a temperatura de ebulição da água na solução será maior que a da água na solução de açúcar. D) Em uma panela tampada, a pressão de vapor da solução aquosa de glutamato de monossódio é maior do que a pressão de vapor da água pura porque a presença do sal facilita a evaporação do solvente. Resposta: C O soluto altera as propriedades coligativas do solvente. Em relação a temperaturas de fusão e ebulição, eles causam um aumento em tais temperaturas do solvente. Além disso, sendo o açúcar mais volátil, se adicionarmos ele e o monossódio em água, a maior temperatura de ebulição será da solução com monossódio, já que este é pouco volátil. 6- Em uma atividade experimental o professor pegou duas garrafas PET vazias e colocou bexigas cheias na boca de cada uma delas. Em seguida, colocou uma das garrafas em uma bacia com água quente e a outra em uma bacia com água fria. Um dos balões murchou e o outro ficou mais cheio. Sobre estes fatos, assinale a alternativa correta. A) O balão que murchou foi colocado em água quente, pois o aumento da temperatura causou uma contração dos gases da bexiga. B) O balão que ficou mais cheio foi colocado em água quente, devido ao aumento da temperatura do sistema e à expansão dos gases presentes na bexiga. C) O volume do balão que foi colocado em água fria diminuiu, porque a pressão do sistema aumentou, reduzindo o choque das partículas de gás com as paredes do balão. D) Em qualquer um dos casos, o volume dos balões foi alterado, porque o tamanho das partículas de gás foi modificado. Resposta: B Temperatura e pressão de gases são grandezas diretamente proporcionais. Ao colocar o sistema em água quente a temperatura aumenta, fazendo a velocidade das moléculas aumentarem, aumentando sua pressão e consequente expansão.

6 7- Antigamente era mais comum entre as famílias armazenar óleos usados em frituras para fabricação de sabão. Além do óleo, utilizam-se também água e soda cáustica (hidróxido de sódio, NaOH), que eram aquecidos até que a mistura adquirisse a consistência do sabão desejado. A respeito dessa reação assinale a alternativa INCORRETA. A) O óleo é um tipo de lipídio imiscível em água. B) O sabão remove gorduras e, ao mesmo tempo, dissolve-se em água, pois parte de sua cadeia é polar e parte apolar. C) O hidróxido de sódio possui características básicas. D) A reação de formação do sabão é chamada de esterificação. Resposta: D A reação entre óleos e uma base forte (no caso o NaOH) é chamada de saponificação: Éster de ácido graxo + Base forte Álcool + Sal de ácido graxo (sabão). 8- Observe a figura abaixo. Assinale a alternativa INCORRETA sobre as emissões de gás carbônico. A) As emissões de gás carbônico aumentam com a industrialização dos países em desenvolvimento. B) O gás carbônico, quando dissolvido na água dos rios, tem seu ph reduzido. C) O gás carbônico, representado por CO 2 é emitido pela queima de combustíveis fósseis em países pouco industrializados.

7 D) O gás carbônico é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Resposta: C O gás carbônico é emitido pela queima de combustíveis fósseis, principalmente, em países muito industrializados. 9- Sobre os procedimentos químicos da destilação de uma solução aquosa de sal de cozinha e suas aplicações, assinale a alternativa correta. A) O sal de cozinha entra em ebulição ao mesmo tempo da água e é colhido no erlenmeyer. B) O condensador possui a função de diminuir a temperatura dos vapores produzidos pelo aquecimento e, assim, liquefazer a água. C) A temperatura de ebulição do sal de cozinha é menor que a temperatura de ebulição da água. D) A eficiência do método de destilação é pequena para separar o sal da água. Resposta: B A separação de misturas por destilação consiste em separar duas substâncias que possuem pontos de ebulição diferentes. Uma evapora primeiro com o aquecimento, passa pelo condensador que possui a função de diminuir a temperatura dos vapores produzidos pelo aquecimento e é coletada no erlenmeyer, enquanto a outra que tem temperatura de ebulição mais alta fica no balão. Nesse caso a água tem temperatura de ebulição menor que o sal.

8 UFU 2011/1-ABERTAS 1-Um dos problemas do crescimento das cidades é a distribuição de água tratada para todos os seus moradores. Para o tratamento da água, pode-se utilizar o gás cloro borbulhado diretamente nos tanques d água em tratamento. Na produção desse gás em laboratório, promove-se uma reação do ácido clorídrico aquoso (HCl) com dióxido de manganês sólido (MnO 2 ), formando o cloro gasoso (Cl 2 ), o óxido de manganês (MnO) e água, de acordo com o esquema abaixo. A partir das informações extraídas do texto e de seus conhecimentos em Química, responda o que se pede. A) Escreva a equação balanceada de formação do gás cloro a partir do dióxido de manganês e do ácido clorídrico. MnO 2(s) + 2HCl (aq) MnO (s) + Cl 2(g) + H 2 O (l) B) Identifique o agente oxidante e o agente redutor e justifique sua resposta. Agente oxidante: manganês do MnO 2(s), pois provoca o aumento no NOX do cloreto do ácido clorídrico, transformando-o em gás cloro. Agente redutor: íon cloreto, pois provoca a diminuição no NOX do manganês no MnO 2, transformando-o em MnO. C) Indique o tipo de ligação química presente no gás cloro e explique o que caracteriza essa ligação. Covalente e se caracteriza pelo compartilhamento de elétrons entre os átomos de cloro.

9 2-O gás cloro, além de sua importância no tratamento de água para o abastecimento das cidades, é utilizado comomatéria prima na fabricação de clorofórmio (CHCl3), um solvente orgânico e anestésico externo. A reação ocorre a partir do gás metano (CH4) e do gás cloro, em presença de luz solar, formando clorofórmio (CHCl3) e gás clorídrico (HCl). Porém, por ser uma substância muito tóxica, o clorofórmio, mesmo em pequenas quantidades em contato com a água é um grande poluente. A legislação brasileira permite a presença de até 0,1 mg de clorofórmio por litro de água, acima disso, a água é considerada como não potável. Faça o que se pede. A) Escreva o nome do clorofórmio CHCl 3 segundo a IUPAC. Triclorometano (três cloros, ligados a 1 carbono e só há ligações simples). B) Escreva a equação química balanceada entre o gás cloro e o gás metano, identificando o tipo de reação orgânica. CH 4(g) + 3Cl 2(g) CHCl 3(l) + 3HCl (g) A reação é de halogenação (substituição de hidrogênios por halogênios, no caso cloro) C) Explique, a partir de cálculos, o que ocorre com a potabilidade de 500 L de água contidos em um tanque doméstico em que, acidentalmente, fora adicionado clorofórmio produzido a partir de 106,5 mg de gás cloro e quantidade suficiente de metano. 213 g de Cl g de CHCl 3 106, g de Cl 2 X X = 60 x 10-3 g ou 60mg de clorofórmio produzidos A água não é potável, pois o valor está acima do permitido pela legislação. 3-De modo a diminuir a poluição e a concentração de gases nocivos à saúde e ao meio ambiente nos grandes centros urbanos, a indústria automobilística americana, em meados dos anos 1970, começou a fabricar os primeiros carros equipados com catalisadores como itens de série (no Brasil, os primeiros carros equipados com catalisadores surgiram em 1992 e, somente a partir de 1997, o equipamento foi adotado em todos os veículos produzidos no país). O catalisador também impulsionou a

10 utilização da gasolina sem chumbo (chumbo tetraetila), visto que a gasolina com chumbo contamina o agente catalisador usado no conjunto, destruindo sua utilidade e levando-o a entupir, além dos danos que o chumbo provoca à saúde humana. Em um catalisador automotivo, ocorrem várias reações químicas, sendo uma das mais importantes: CO (g) + ½ O 2(g) Dados: C (grafite) + O 2(g) C (grafite) + ½O 2(g) CO 2(g) CO 2(g) ΔH = - 94,1 Kcal CO (g) ΔH = - 26,4 Kcal Baseado no texto e na reação acima, responda: A) Identifique se a reação é endotérmica ou exotérmica a partir do cálculo da variação de sua entalpia. ΔH = [H f (CO 2 )] - [H f (CO)] ΔH = -94,1 [-26,4] ΔH = - 67,7 Kcal/mol Se o valor da variação de entalpia deu negativo, mostra que a reação ocorre liberando calor para o meio, ou seja, é exotérmica. B) Explique qual a função do catalisador automotivo no desenvolvimento da reação (velocidade), na energia de ativação e na variação da entalpia da reação de decomposição do monóxido de carbono. Na energia de ativação: o catalisador diminui a energia de ativação, já que aumenta a velocidade da reação. Na entalpia: ele não interfere, já que ele modifica apenas o caminho da reação. C) Cite e explique um impacto ambiental da liberação do gás carbônico pelos automóveis, apontando duas maneiras de minimizar tal impacto. Efeito estufa: Causado pelo aumento de gases que, como o gás carbônico, aumentam a retenção de raios solares na superfície terrestre, aumentando assim a temperatura da Terra. É possível evita-lo diminuindo a utilização de combustíveis fósseis e aumentando o plantio de árvores.

11 4-Garantir a qualidade de vida Um dos desafios de uma cidade em expansão é conciliar o desenvolvimento econômico e social com a preservação do ambiente. [...] O acesso universal aos serviços de água tratada, luz, saneamento básico e coleta de esgoto é imprescindível. A mineira Uberlândia exibe um histórico de missões cumpridas. A cidade tem o quarto melhor serviço de coleta e tratamento de esgoto do país, de acordo com um levantamento do Instituto Trata Brasil. Cerca de 99% da população urbana é atendida e 100% dos dejetos são tratados. A coleta e o tratamento de lixo são apontados como os melhores de Minas Gerais. Todas as casas do município são servidas de água tratada nas Estações de Tratamento (ETA) e energia elétrica. Apesar disso, as autoridades já planejam um novo sistema de captação de água capaz de atender uma população de 3 milhões de pessoas cinco vezes a atual. A rede de saúde local, a melhor do próspero Triângulo Mineiro, conta com nove hospitais e, obviamente, atrai pacientes de toda a região. Para reduzir a pressão sobre o serviço de saúde, a cidade está investindo na construção de mais um hospital, com 258 leitos. Todos os 384 ônibus que circulam pelo município dispõem de elevadores para o acesso de deficientes físicos. Nenhuma capital brasileira atingiu padrão semelhante. Revista Veja, 1º de setembro de 2010, p Reportagem 5 exemplos a serem seguidos de Igor Paulin, Leonardo Coutinho e Marcelo Sperandio. (Texto modificado). A partir do texto e de seus conhecimentos em Química, responda o que se pede: A) Explique um processo que ocorre no tratamento da água em Estações de Tratamento (ETA). Flotação: consiste na separação de partículas sólidas com densidade inferior a da água, depois de se adicionar a ela um agente floculante, como sulfato de alumínio. B) Aponte um benefício do tratamento do lixo e justifique sua resposta. O tratamento do lixo reduz a proliferação de doenças, causadas por microorganismos, insetos e outras pragas. C) Destaque e explique uma vantagem ambiental para os rios e lagos do Triângulo Mineiro em decorrência do tratamento do esgoto da cidade de Uberlândia.

12 Aumento da oxigenação da água do esgoto antes de ser lançada nos rios e lagos do Triângulo Mineiro, favorecendo a manutenção da vida nesses ambientes aquáticos.