Fonte: «Do velho se faz novo», PROTESTE, 248, pp , Junho 2004 (adaptado)

Transcrição

1 I O automóvel é um dos grandes culpados pela poluição atmosférica. Durante o uso, emite gases poluentes, tais como os que contribuem para o efeito de estufa, a ocorrência de chuvas ácidas e o smog de Verão. [...] E quando o automóvel chega ao fim da vida? Se os resíduos dos veículos não forem tratados convenientemente, tornam-se um problema sério de poluição ambiental, podendo contaminar ar, água e solo. [...] Para ter uma ideia da dimensão do problema, calcula-se que, por ano, cheguem ao fim da vida no nosso país entre 100 a 150 mil veículos. Em média, um automóvel velho equivale a uma tonelada de sucata: metais, plásticos, [...] vidros, borrachas, espumas, óleos, etc. Ou seja, todos os anos são geradas até 150 mil toneladas de resíduos! Fonte: «Do velho se faz novo», PROTESTE, 248, pp , Junho 2004 (adaptado) 1. Grande parte dos materiais usados no fabrico dos automóveis são ligas metálicas à base de ferro. O ferro, de longe o metal produzido em maior escala, é normalmente extraído dos minérios que contêm óxidos deste metal. A magnetite (Fe 3 O 4 ) é um desses minérios e pode ser usada para obtenção do ferro metálico, no alto forno das siderurgias, através de reacções químicas, uma das quais pode ser descrita pela seguinte equação: Fe 3 O 4 (s) + 4 CO(g) 3 Fe(l) + 4 CO 2 (g) 1.1. No decorrer dessa reacção pode afirmar-se que: (A) o carbono e o ferro são ambos oxidados. (B) o ferro é reduzido e o carbono é oxidado. (C) o ferro é oxidado e o oxigénio é reduzido. (D) o ferro e o oxigénio são ambos reduzidos. Seleccione, de entre as possíveis respostas indicadas de A a D, a correcta Seleccione, de entre as alternativas seguintes, indicadas de A a D, a que completa correctamente a frase: Os aços correspondem à liga de ferro usada na indústria automóvel. A sua utilização em detrimento dos ferros fundidos deve-se ao facto de os aços possuírem melhores propriedades mecânicas, como consequência da presença, em menor quantidade, de... (A)... carbono. (B)... silício. (C)... níquel. (D)... crómio. 2. Uma das principais preocupações da indústria automóvel é, desde há alguns anos, assegurar a durabilidade da carroçaria dos veículos. Esta durabilidade é limitada, neste contexto, pela baixa resistência dos aços à corrosão. Com o objectivo de avaliar qualitativamente o fenómeno de corrosão em metais, efectua-se a montagem que se encontra esquematizada na figura 1. Os metais usados são o ferro, Fe, e o zinco, Zn, sob a forma de duas chapas, de iguais dimensões, que se encontram imersas numa solução aquosa de ácido clorídrico, HCl(aq), com ph = 3. Considere que não existe oxigénio, O 2, dissolvido na solução. 1

2 2.1. Com o circuito eléctrico aberto, verifica-se que existe uma ligeira libertação de hidrogénio gasoso à superfície das duas chapas, como consequência da corrosão dos metais Escreva a equação química global da reacção que ocorre junto da chapa de ferro Identifique a espécie química que actua como agente oxidante e a espécie química que actua como agente redutor Numa segunda etapa da experiência, adiciona-se HCl (aq) mais concentrado à solução, de forma que o ph da solução passa a ser 2. Preveja o que se observa a partir desse momento. (A) Um aumento da rapidez de libertação das bolhas gasosas. (B) Uma diminuição da rapidez de libertação das bolhas gasosas. (C) Não se observa qualquer alteração. (D) Deixa de haver libertação de bolhas gasosas à superfície das chapas. Seleccione, de entre as possíveis respostas indicadas de A a D, a correcta Numa terceira etapa da experiência, fecha-se o circuito eléctrico e verifica-se passagem de corrente no aparelho de medida, identificado na figura por A. Preveja o que se observa a partir desse momento. (A) Não se observa qualquer alteração. (B) Aumento da libertação gasosa à superfície da chapa de ferro. (C) Aumento da libertação gasosa à superfície da chapa de zinco. (D) Deixa de haver libertação gasosa à superfície das chapas. Seleccione, de entre as possíveis respostas indicadas de A a D, a correcta Um dos processos para evitar a corrosão dos metais é a protecção catódica Através de um pequeno texto, explique em que consiste este processo Indique dois exemplos de situações reais, em que este tipo de protecção tem aplicação tecnológica O Alumínio, o segundo metal mais utilizado no mundo, é actualmente utilizado na industria automóvel devido apresentar grande resistência à corrosão. A resistência à corrosão é devida à passivação sofrida pelo metal -camada aderente e impermeável de óxido que se forma à sua superfície. Com o objectivo de aumentar a espessura da camada de óxido este processo é reproduzido industrialmente, no qual oxigénio é gerado por electrólise, segundo a semireacção: H 2 O (l) --> ½ O 2 (g) + 2e - + 2H + (aq). O oxigénio reage, em seguida, com o alumínio, formando o óxido correspondente. Seleccione a afirmação falsa, relativamente ao processo anteriormente referido (A) A anodização aumenta a resistência do alumínio à corrosão; (B) O fluxo de electrões, pelo circuito externo, ocorre na direcção do objecto de alumínio; (C) O objecto de alumínio constitui o ânodo da célula electroquímica (D) O processo de anodização consome energia eléctrica. 2

3 II A presença de catiões metálicos nos organismos vivos é essencial para o seu bom funcionamento no entanto, a presença de certos metais pode provocar danos devido aos efeitos tóxicos que provocam. Sobre este assunto são feitas as seguintes questões 1. Certo tipo de anemia pode ser diagnosticado pela determinação de hemoglobina no sangue. O índice normal é de 16 g de hemoglobina /100 ml de sangue, o que equivale a 0, 42 g de Fe 2+ / 100ml de sangue. Foi feita a análise a uma amostra de sangue usando a técnica de espectrofotometria. A amostra foi obtida pipetando 10ml de sangue para um balão volumétrico de 200 ml perfazendo o volume com água. A determinação de Fe 2+ fez-se mediante a construção de uma recta de calibração com soluções de Fe 2+ de diferentes concentrações, usando uma solução de ortofenantrolina, depois de ajustar devidamente o meio O gráfico obtido é o que se apresenta na seguinte figura: 1.1. Relativamente à amostra Calcule a concentração de Fe 2+ na amostra analisada, em mg/ dm De acordo coma a sua opinião a pessoa cuja amostra de sangue foi analisada, está ou não anémica? Justifique. Caso não tenha respondido a 1.1.1, considere o valor de75 mg/dm 3 para a concentração do ião ferro A coluna A refere-se a vários metais e a coluna B a duas formas de os agrupar atendendo à sua relação com o organismo A cada uma das letras da coluna A associe um item da coluna B A a- Mg b- K c- Cd d- Hg e- Pb B I- essencial à vida II- tóxico, mesmo em pequenas doses 1.3. Alcalose e acidose são dois distúrbios fisiológicos caracterizados por alterações do ph no sangue. Estas alterações do ph afectam a eficiência do transporte de oxigénio pelo organismo humano. O gráfico esquemático abaixo mostra a % de oxigénio transportado pela hemoglobina, em dois ph diferentes em função da pressão de oxigénio ( O 2 ) 3

4 Em qual dos dois valores ph há uma maior eficiência no transporte de O 2 pelo organismo? Em casos clínicos extremos pode-se ministrar solução aquosa de NH 4 Cl para controlar o ph do sangue. Em qual destes distúrbios (alcalose ou acidose) pode ser aplicado esse recurso? Explique. III 1. Num laboratório de análises químicas, foi preparada uma solução de ácido acético, CH 3 COOH, 0,10 mol/dm 3. Para confirmar a concentração, titulou-se 25 ml da solução com NaOH 0,1 mol/dm 3. Os resultados obtido estão representados no seguinte gráfico. Com base nos dados apresentados neste gráfico, foram feitas as seguintes afirmações: I O ponto A corresponde ao ph da solução inicial do ácido, sendo igual a 1. II- O ponto B corresponde à neutralização parcial do ácido, e a solução resultante é um tampão. III- O ponto C corresponde ao ponto de equivalência, sendo o ph maior que A afirmação I não está correcta, corrija-a apresentando os cálculos necessários A afirmação II é verdadeira? Justifique Mostre, recorrendo a cálculos ou explicando, que a afirmação III está correcta. 2. A catálise é um dos processos químicos mais importantes a nível dos sistemas vivos e nas industrias.analise a seguinte figura e responde as questões: 2.1. Escreva a equação da reacção química em questão Indique qual das curvas, A ou B, corresponde a reacção não catalisada? Justifique 2.3. Indique o valor da energia de activação (E a ) da reacção catalisada? 2.4. É correcta a afirmação A reação é exotérmica, e a energia libertada é 10 kj. Justifique. 4

5 Duração da Actividade: 90 minutos FOLHA RESPOSTAS Data: 07/ 12 / 10 NOME Nº TURMA CLASSIFICAÇÃO PROFESSOR A B C D 1.2. A B C D I 2.2. A B C D 2.3. A B C D A B C D II

6 Duração da Actividade: 90 minutos FOLHA RESPOSTAS Data: 07/ 12 / I - a b c d e II - a b c d e III

7 Duração da Actividade: 90 minutos FOLHA RESPOSTAS Data: 07/ 12 /