1ª Parte Questões de Múltipla Escolha

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1 1 e 1ª Parte Questões de Múltipla Escolha O reboco das paredes de casas pode ser feito com a aplicação de uma pasta feita de argamassa com água A argamassa é uma mistura de areia com cal extinta, Ca(OH) Nas paredes, a pasta vai endurecendo devido à evaporação da água e subseqüente reação do hidróxido de cálcio com o gás carbônico do ar O reboco seco é constituído por uma mistura rígida de areia e a) Ca 3 (PO 4 ) b) CaSiO 3 c) CaSO 4 d) Ca(HCO 3 ) e) CaCO 3 O hidróxido de cálcio reage com o gás carbônico, conforme a equação da reação: Ca(OH) + CO CaCO 3 + H O O reboco seco é, portanto, constituído por uma mistura rígida de areia e CaCO 3 c QUÍMICA Para identificar dois gases incolores, I e II, contidos em frascos separados, um aluno, sob a orientação do professor, reagiu cada gás, separadamente, com gás oxigênio, produzindo em cada caso um outro gás, que foi borbulhado em água destilada O gás I produziu um gás castanho e uma solução fortemente ácida, enquanto que o gás II produziu um gás incolor e uma solução fracamente ácida A partir desses resultados, o aluno identificou corretamente os gases I e II como sendo, respectivamente, a) CO e SO b) NO e SO c) NO e CO d) NO e CO e) SO e NO O gás I reagiu com o gás oxigênio, produzindo um gás castanho e uma solução fortemente ácida, portanto, trata-se do gás NO: H O NO + 1/ O NO HNO gás ácido castanho forte O gás II reagiu com o gás oxigênio, produzindo um gás incolor e uma solução fracamente ácida, portanto, trata-se do gás CO: H O

2 CO + 1/ O CO H CO gás ácido incolor fraco 3 d O flúor tem um papel importante na prevenção e controle da cárie dentária Estudos demonstram que, após a fluoretação da água, os índices de cáries nas populações têm diminuído O flúor também é adicionado a produtos e materiais odontológicos Suponha que o teor de flúor em determinada água de consumo seja 0,9 ppm (partes por milhão) em massa Considerando a densidade da água 1 g/ml, a quantidade, em miligramas, de flúor que um adulto ingere ao tomar litros dessa água, durante um dia, é igual a a) 0,09 b) 0,18 c) 0,90 d) 1,80 e) 18,0 Cálculo da massa de água fluoretada em L, admitindo densidade igual a 1g/mL 1g de H O 1mL x 000mL x = 000g de H O Cálculo da massa de flúor nesses litros dessa água 0,9g de flúor 10 6 g de água y 000g de água 0,9 000 y = g = 1, g de flúor = 10 6 = 1,8mg de flúor 4 a Físicos da Califórnia relataram em 1999 que, por uma fração de segundo, haviam produzido o elemento mais pesado já obtido, com número atômico 118 Em 001, eles comunicaram, por meio de uma nota a uma revista científica, que tudo não havia passado de um engano Esse novo elemento teria sido obtido pela fusão nuclear de núcleos de 86 Kr e 08 Pb, com a liberação de uma partícula O número de nêutrons desse novo elemento e a partícula emitida após a fusão seriam, respectivamente, a) 175, nêutron b) 175, próton c) 176, beta d) 176, nêutron e) 176, próton Escrevendo a equação nuclear do processo de fusão descrito no enunciado, temos: 86Kr Pb z 118 A e y x b Cálculo de x:

3 = x x = 0 portanto a partícula formada é um nêutron ( 1 0 n) Logo y = 1 Cálculo de z: 86Kr Pb z 118 A e 1 0 n = z + 1 z = 93 Cálculo do número de nêutrons do elemento A: N = A Z N = = b A borracha natural é um elastômero (polímero elástico), que é obtida do látex coagulado da Hevea brasiliensis Suas propriedades elásticas melhoram quando aquecida com enxofre, processo inventado por Charles Goodyear, que recebe o nome de a) ustulação b) vulcanização c) destilação d) sinterização e) galvanização O processo inventado por Charles Goodyear para melhorar as propriedades elásticas da borracha natural recebeu o nome de vulcanização 6 b A sacarose (açúcar comum), cuja estrutura é mostrada na figura, é um dissacarídeo constituído por uma unidade de glicose ligada à frutose A solubilidade da sacarose em água deve-se a) ao rompimento da ligação entre as unidades de glicose e frutose b) às ligações de hidrogênio resultantes da interação da água com a sacarose c) às forças de van der Waals, resultantes da interação da água com a unidade de glicose desmembrada d) às forças de dipolo-dipolo, resultantes da interação da água com a unidade de frutose desmembrada e) às forças de natureza íon-dipolo, resultantes da interação do dipolo da água com a sacarose

4 HO A sacarose possui grupos hidroxila ( OH) que se unem às moléculas de água por ligações de hidrogênio 7 d A epinefrina (adrenalina), fórmula estrutural representada na figura, é uma substância que aumenta a pressão sangüínea e força a contração cardíaca e a pulsação É o agente químico secretado pelo organismo em momentos de tensão Pode ser administrada em casos de asma brônquica para abrir os canais dos pulmões HO HO CH CH NH OH As funções orgânicas presentes na epinefrina são a) álcool, amida e fenol b) álcool, aldeído e amina c) amina, cetona e fenol d) álcool, amina e fenol e) álcool, aldeído e amida A epinefrina possui as seguintes funções orgânicas HO fenol CH CH NH amina OH álcool 8 c O estanho é usado na composição de ligas metálicas como bronze (Sn-Cu) e solda metálica (Sn-Pb) O estanho metálico pode ser obtido pela reação do minério cassiterita (SnO ) com carbono, produzindo também monóxido de carbono Supondo que o minério seja puro e o rendimento da reação seja de 100%, a massa, em quilogramas, de estanho produzida a partir de 453 kg de cassiterita com 96 kg de carbono é a) 549 b) 476 c) 357 d) 65 e) 119 Equação química da reação de obtenção do Sn: SnO + C Sn + CO 1 mol = 151g mol = 4g 1 mol = 119g

5 Cálculo do reagente limitante: SnO + C SnO + C 151g 4g 151g 4g 453kg a b 96g a = 7kg b = 604kg reagente limitante é SnO Cálculo da massa de Sn obtida SnO Sn 151g 453kg 119g x } x = 357kg 9 b Na tabela, são dados os valores de entalpia de combustão do benzeno, carbono e hidrogênio substância calor de combustão C 6 H 6 (l) 368 kj/mol C (s) 394 kj/mol H (g) 86 kj/mol A entalpia de formação do benzeno, em kj/mol, a partir de seus elementos, é a) b) + 46 c) 46 d) 618 e) 588 Equação pedida: 6C(s) + 3H (g) C 6 H 6 (l) Equações fornecidas: 15 a) C 6 H 6 (l) + O (g) 6CO (g) + 3H O(l) H = 368 kj/mol b) C(s) + O (g) CO (g) H = 394kJ/mol 1 c) H (g) + O (g) H O(l) H = 86kJ/mol Cálculo do H (calor de formação) da equação pedida, segundo a lei de Hess: 15 6CO (g)+ 3H O(l) C 6 H 6 (l) + O H = +368kJ/mol 6C(s) + 6O (g) 6CO (g) H = 364kJ/mol

6 3 3H (g) + O (g) 3H O(l) H = 858kJ/mol 6C(s) + 3H (g) C 6 H 6 (l) H = +46kJ/mol 10 e O ph do sangue humano de um indivíduo saudável situa-se na faixa de 7,35 a 7,45 Para manter essa faixa de ph, o organismo utiliza vários tampões, sendo que o principal tampão do plasma sangüíneo consiste de ácido carbônico e íon bicarbonato A concentração de íons bicarbonato é aproximadamente vinte vezes maior que a concentração de ácido carbônico, com a maior parte do ácido na forma de CO dissolvido O equilíbrio químico desse tampão pode ser representado pela equação: CO (g) + H O(l) H CO 3 (aq) H + (aq) + HCO 3 (aq) Analise as afirmações seguintes I Quando uma pequena quantidade de base entra em contato com uma solução tampão, os íons hidróxido reagem com o ácido do tampão, não alterando praticamente o ph dessa solução II Quando a concentração de íons bicarbonato no sangue aumenta, o ph também aumenta III Quando a concentração de CO no sangue aumenta, o ph diminui São corretas as afirmações: a) I, apenas b) II, apenas c) III, apenas d) I e II, apenas e) I, II e III I (correta) Solução tampão sofre pequenas variações de ph pela adição de pequenas quantidades de substâncias ácidas ou básicas II (correta) O aumento de íons bicarbonato no sangue desloca o equilíbrio para a esquerda, consumindo íons H +, aumentando o ph III (correta) O aumento da concentração de CO no sangue desloca o equilíbrio para a direita, produzindo íons H +, diminuindo o ph

7 31 ª Parte Questões Discursivas O titânio metálico é mais forte e mais leve que o aço, propriedades que conferem a este metal e suas ligas aplicações nobres nas indústrias aeronáutica e naval É extraído do mineral ilmenita, formado por óxido de titânio(iv) e óxido de ferro(ii) O FeO é removido por separação magnética A 900 C, o TiO é aquecido com coque, C(s), e gás cloro, produzindo tetracloreto de titânio e dióxido de carbono O TiCl 4 líquido a C é reduzido a titânio metálico após tratamento com magnésio metálico a) Escreva as equações, devidamente balanceadas, das reações de obtenção do TiCl 4 e do Ti metálico b) Calcule quantas toneladas de Ti metálico (massa molar 48 g/mol) podem ser produzidas a partir de,0 toneladas de TiO a) Equação de obtenção do TiCl 4 : TiO (s) + C(s) + Cl (g) TiCl 4 (l) + CO (g) Equação de obtenção do Ti metálico: +4 0 TiCl 4 (l) + Mg(s) Ti(s) + MgCl (s) redução b) Somando as equações acima, temos: TiO (s) + C(s) + Cl (g) + Mg(s) CO (g) + Ti(s) + MgCl (s) 1 mol 1 mol g 48g,0t x x = 1,t de titânio 3 O Cipro (ciprofloxacino) é um antibiótico administrado por via oral ou intravenosa, usado contra infecções urinárias e, recentemente, seu uso tem sido recomendado no tratamento do antraz, infecção causada pelo microorganismo Bacillus anthracis A fórmula estrutural deste antibiótico é mostrada na figura

8 a) Qual a fórmula molecular deste antibiótico? b) Qual a porcentagem em massa de carbono? a) A fórmula molecular do antibiótico é C 17 H 18 N 3 O 3 F b) A massa molar do antibiótico é MM = 331 g/mol, sendo 04 g/mol a massa de carbono nele contida 331g 100% 04g x 33 x = 61,6% A obtenção de novas fontes de energia tem sido um dos principais objetivos dos cientistas Pesquisas com células a combustível para geração direta de energia elétrica vêm sendo realizadas, e dentre as células mais promissoras, destaca-se a do tipo PEMFC (Proton Exchange Membran Fuel Cell), representada na figura Este tipo de célula utiliza como eletrólito um polímero sólido, o Nafion A célula opera de forma contínua, onde os gases oxigênio e hidrogênio reagem produzindo água, convertendo a energia química em energia elétrica e térmica O desenvolvimento dessa tecnologia tem recebido apoio mundial, uma vez que tais células poderão ser utilizadas em veículos muito menos poluentes que os atuais, sem o uso de combustíveis fósseis H + (aq) + e H (g) E 0 = 0,0V 1/ O (g) + H + (aq) + e H O(l) E 0 = +1,V

9 a) Para a pilha em questão, escreva as semi-reações de oxidação e redução e a reação global Calcule a diferença de potencial da pilha b) Em qual compartimento se dá a formação de água? a) H é introduzido no ânodo, logo sofre oxidação O é introduzido no cátodo, logo sofre redução Então, temos: Ânodo: H (g) H + (aq) + e semi-equação de oxidação 1 Cátodo: O (g) + H + (aq) + e H O(l) semi-equação de redução 1 H (g) + O (g) H O(l) equação global V = E oxi + E red V = +0,0V + 1,V V = +1,V b) Ocorre a formação de água no cátodo 34 Dois isômeros de fórmula molecular C 4 H 10 O, rotulados como compostos I e II, foram submetidos a testes físicos e químicos de identificação O composto I apresentou ponto de ebulição igual a 83 C e o composto II igual a 35 C Ao reagir os compostos com solução violeta de permanganato de potássio em meio ácido, a solução não descoloriu em nenhum dos casos a) Que tipo de isomeria ocorre entre esses compostos? Por que o isômero I apresenta maior ponto de ebulição? b) Explique por que o isômero I não reagiu com a solução ácida de KMnO 4 Qual o nome IUPAC do composto I? Com a fórmula C 4 H 10 O existem os isômeros da função álcool e função éter Isômeros da função álcool: CH CH CH OH 1-butanol (álcool primário) CH CH -butanol (álcool secundário) OH

10 CH CH OH C OH -metil-1-propanol (álcool primário) -metil--propanol (álcool terciário) Isômeros da função éter: O CH CH CH O CH O CH metoxipropano etoxietano metoxi isopropano Os álcoois, por apresentarem um grupo OH em sua estrutura, estabelecem pontes de hidrogênio, portanto apresentam ponto de ebulição maior que o éter correspondente Os álcoois primários e secundários sofrem oxidação, portanto reagem com permanganato de potássio Os álcoois terciários não sofrem oxidação, portanto não reagem com permanganato de potássio a) A isomeria existente entre os compostos I e II é a isomeria de função O composto I, por ser um álcool, apresenta ponte de hidrogênio e, portanto, tem maior ponto de ebulição que o composto II, um éter b) O composto I, por ser um álcool terciário, não reage com permanganato de potássio, portanto não sofre oxidação O nome oficial do composto I é: C OH -metil--propanol 35 O óxido nítrico, NO, é um importante intermediário na fabricação do ácido nítrico pelo processo Ostwald É produzido na atmosfera por fenômenos naturais, como relâmpagos, sendo também liberado em decorrência de atividades humanas, tornando-se um dos responsáveis pela formação da chuva ácida A reação de formação de NO é representada pela equação: N (g) + O (g) NO(g) H o = kj

11 a) Neste sistema em equilíbrio a 5 C, num recipiente de 10 L, existem 0,10 mol de N e 0,0 mol de O Se a constante de equilíbrio K c a 5 C é igual a 4, , qual será a concentração em mol/l de NO no equilíbrio, nesta temperatura? b) O que se verifica com o equilíbrio e a constante de equilíbrio, quando a temperatura do sistema é aumentada? Justifique a) A expressão da constante de equilíbrio da reação N (g) + O (g) NO(g) é: [NO] n K C = [ ] = (mol/l) [N ] [O ] V Substituindo os dados fornecidos, temos: 4, = [NO] 0,10 0,0 ( ) ( 10 ) 10 [NO] = [NO] = mol/l b) Temos um processo endotérmico ( H > 0), portanto o aumento da temperatura irá deslocar o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de NO, conseqüentemente o valor da constante de equilíbrio aumentará