Resoluções de Exercícios

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1 Resoluções de Exercícios QUÍMIA IV apítulo 06 Eergias Químicas o otidiao Biomassa e Biocombustíveis; Eergia Nuclear provoca meos efeito estufa porque o liberado a queima é reabsorvido pelo processo de fotossítese dos vegetais evolvidos a produção. ão provoca chuva ácida porque ão apreseta exofre em itrogêio em sua composição. BL E etaol provoca meos efeito estufa porque o liberado a sua queima é absorvido pelo processo de fotossítese da caa-de-açúcar. 0 B A relação eergia reovável/eergia fóssil usada mostra a quatidade de eergia reovável produzida em relação à quatidade de eergia fóssil gasta a produção. Quato maior for essa relação mais eergia reovável é produzida com meos gasto de eergia fóssil, ou seja, quato maior essa relação meos poluete é a produção de etaol. A reação de trasesterificação é um triéster reagido com o etaol, formado um triálcool (propa-1,,3-triol) e uma mistura de ésteres que é o biodiesel. R R' R'' 3 R 3 R' 3 R'' Mistura de ésteres 04 A As pricipais vatages da utilização da eergia uclear são: alto redimeto; ão provoca efeito estufa; ão provoca chuva ácida. As pricipais desvatages da utilização da eergia uclear é: combustível ão reovável; provoca poluição térmica das águas; risco de acidetes; lixo uclear; risco de fis bélicos. 05 A lixo radioativo apreseta substâcias que liberam radiação e essa radiação é prejudicial para os seres humaos podedo provocar câcer. Se os peixes fossem cotamiados esse material radioativo chegaria aos seres humaos pela cadeia alimetar. BL As pricipais vatages ambietais do etaol em relação aos combustíveis derivados do petróleo são: 0 A istalação de filtros as chamiés das idústrias cosegue reter materiais particulados (fuligem) formados pela queima icompleta de combustíveis fósseis. É a úica medida viável para dimiuir a poluição do ar atmosférico. s carros elétricos miimizam o problema do aquecimeto global quado utilizam, o carregameto da bateria, uma fote de eergia que ão libera gases de efeito estufa como é o caso das hidrelétricas. Etretato, eles ão dimiuem o problema do efeito estufa se suas baterias são carregadas com uma eergia suja como as termelétricas que queimam combustíveis fósseis. 04 A asil utiliza a ultracetrifugação para eriquecer urâio e, pelos acordos iteracioais, ão tem objetivo de produzir armas ucleares e pricipalmete eergia elétrica, além de usar a medicia e a agricultura. 05 B Quato meor a preseça de isaturações (ligações duplas), maior a resistêcia à oxidação, ou seja, quato mais saturado for o composto, mais ele resiste à oxidação. Aalisado a tabela: Mirístico (14:0) 0 isaturação leico (18:1) 1 isaturação Palmítico (16:0) 0 isaturação Lioleico (18:) isaturações Esteárico (18:0) 0 isaturação Liolêico (18:3) 3 isaturações A partir dos ácidos graxos mirístico, palmítico e esteárico, vem: Teor médio do ácido graxo (% em massa) MIRÍSTI (14:0) PALMÍTI (16:0) ESTEÁRI (18:0) TTAL Milho 0,1 11,7 1,9 13,7 % Palma 1,0 4,8 4,5 48,3 % aola 0, 3,5 0,9 4,6 % Algodão 0,7 0,1,6 3,4 % Amedoim 0,6 11,4,4 14,4 % Palma 06 A Aálise das reações de combustão: 48,3% (composto mais saturado) " g g s S etaol (,) ( ) ( ) () (,) 1 mol de material particulado " g g s 1443 S gasolia (,) ( ) ( ) () (,) 4 mols de material particulado " g g s S diesel (,) ( ) ( ) () (,) oclusão: etaol < gasolia < diesel. 8 mols de material particulado iêcias da Natureza e suas Tecologias Química iv Química Volume 03 5

2 07 B Aálise das alterativas: [A] Icorreta. A queima do hidrogêio produz água e ão acarreta aumeto do teor de dióxido de carboo atmosférico. [B] orreta. A queima de carvão, mieral ou vegetal, está associada a emissões de dióxido de carboo, mas somete o carvão mieral pode coter altos teores de exofre e cotribuir para a chuva ácida. S() s + ( g) " S( g) 1 S( g) + ( g) " S3( g) Reações dos óxidos com água: S (g) + ( ) S 3(aq) S 3(g) + ( ) S 4(aq) [] Icorreta. metaol produzido a partir de vários processos é um álcool, e sua queima implica a liberação do dióxido de carboo a atmosfera. ometário sobre o metaol 1 o método de preparação: Este álcool também é cohecido como álcool de madeira, pois é preparado pela destilação seca da madeira. MADEIRA 50 º (sem ar) 1 o ) Mistura de gases:,,, N, 4, 6 o ) Mistura líquida: 85% a 90% de água 6% a 10% de ácido acético 1% a 3% de METANL 0,5% a 1% de acetoa 3 o ) Alcatrão de madeira: mistura líquida de vários compostos orgâicos alicíclicos. 4 o ) Resíduo sólido: carvão de madeira. o método de preparação: Através da redução (reação com hidrogêio) do moóxido de carboo (). A mistura de carvão coque com água produz outra mistura cohecida como gás d água. bserve: apítulo 07 Eergia Eólica, Eergia Solar, Eergia Geotérmica, Eergia das Marés, Eergia idráulica BL 0 Eergias Químicas o otidiao 01 A implatação de eergia solar e eólica em comparação com o petróleo e o carvão traz como pricipais beefícios a dimiuição do efeito estufa porque há dimiuição a emissão de e a dimiuição da chuva ácida devido a ão liberação de óxidos de itrogêio e de exofre essas eergias alterativas. Lembrado que a eergia solar provoca poluição soora e que ehum tipo de eergia elimia totalmete as poluições. 0 Somado carvão mieral (41%), gás atural (0,1%) e uclear (14,8%) já dá 75,9% da eergia elétrica produzida o mudo a partir de fotes ão reováveis. 03 s metais tedem a sofrer oxidação (corrosão) mais facilmete, daí a substituição torar o material mais resistete à corrosão. 04 E A maior parte da eergia elétrica produzida o asil vem das hidrelétricas que provocam efeito estufa por causa da liberação de 4 da decomposição de matéria orgâica das áreas alagadas e das termelétricas que queimam biocombustíveis, mas também combustíveis fósseis que cotribuem de forma sigificativa para a emissão de gases do efeito estufa º + carvão coque gás d água BL 01 gás d água, em codições adequadas, forma metaol. Veja: º/00 atm catalisador Z + r 3 3 [D] Icorreta. A queima do etaol produz dióxido de carboo. [E] Icorreta. gás atural (a verdade é uma mistura gasosa), e também cohecido como gás do lixo (gás dos pâtaos etc.), é um gás poluete. 08 B As pricipais aplicações da radioatividade a medicia são: radioterapia, raios X, ressoâcia magética uclear, iodo radioativo ( 131 I) a tireoide e tomografia de emissão positrôica. 09 B om o aumeto da produtividade de biocombustíveis, muitas áreas ates cultivadas para alimetos estão sedo substituídas para produzir biocombustíveis, podedo gerar uma crise alimetícia mudial. 10 A s biocombustíveis são matrizes eergéticas de meor carga de poluição, pois são fotes reováveis de combustíveis e também pelo fato de o processo de fotossítese feito pelos vegetais reabsorver o liberado a queima dos biocombustíveis. s de seguda geração podem propiciar a geração de ovos empregos, pois as matérias-primas são baratas e abudates. Essa fote de eergia subutilizada, citada o texto, é o gás metao ( 4 ), meor hidrocarboeto existete, obtido pela atividade de bactérias aaeróbias a decomposição da matéria orgâica. BL 0 As termelétricas poluem mais porque os combustíveis usados, gás e óleos combustíveis, geram em suas combustões, causado efeito estufa. Se o óleo combustível for de origem fóssil também vai provocar chuva ácida devido à preseça de exofre. As termelétricas que usam biocombustíveis provocam meos impactos ambietais. As hidrelétricas também provocam impactos ambietais (iclusive efeito estufa), mas com meor itesidade. 0 D As pricipais vatages da eergia das odas é que ela é reovável e limpa, ou seja, ão emite gases de efeito estufa e em provoca chuva ácida. A mauteção ão é barata porque as estruturas metálicas sofrem corrosão em cotato com a água do mar. redimeto é cosiderado baixo, iclusive o texto diz que a usia só produz eergia para o cosumo de 60 casas. Só pode ser istalada em uma região de alta frequêcia de odas. iêcias da Natureza e suas Tecologias 6 Química Volume 03 Química iv

3 03 E Eergia eólica é a ideal para esse país porque tem vetos costates, poucos recursos hídricos e poucas reservas de combustíveis fósseis, sem falar que a eergia eólica tem baixo impacto ambietal e pequeo risco. ompostos de arboo apítulo 08 lassificação das Reações rgâicas 04 A No processo descrito, eergia lumiosa é trasformada em eergia potecial das ligações químicas e, depois, covertida em forma de calor. 05 E s pricipais problemas ambietais provocados pela costrução e operação de usias hidrelétricas são: iudação de áreas de florestas e platações; prejuízo à faua e à flora locais, pois altera o ecossistema terrestre e aquático; geração de resíduos, icluido gases do efeito estufa ( e 4 ) a utilização e mauteção dos equipametos. 06 E As pricipais vatages da eergia eólica é que ela é reovável e iesgotável, dimiui a emissão de gases do efeito estufa, preserva as reservas hídricas, cria empregos e reduz a depedêcia do setor hidroelétrico. s pricipais problemas são que ela é itermitete, ou seja, em sempre o veto sopra quado é ecessário obter eergia, e também porque ão há veto em quatidade suficiete para produzir eergia em todos os lugares. 07 D As eergias hidráulica (água), eólica (veto) e biomassa (vegetais) são reováveis. As hidrelétricas podem até provocar aquecimeto global, pois as regiões iudadas, se ão forem desmatadas, vão apresetar decomposição de matéria orgâica, liberado 4 que provoca efeito estufa, mas muitas hidrelétricas desmatam as regiões que serão iudadas, ão provocado efeito estufa. A eergia eólica ão libera gases de efeito estufa. A fote de biomassa libera gases de efeito estufa, mas o é reabsorvido pelo processo de fotossítese. 08 D A costrução de biodigestores ão ecareceria o produto, pois a fote da produção de combustível são os resíduos orgâicos (lixo) e estes ão causariam daos à Mata Atlâtica. BL 0 Teremos: Kr + 4 S + 3 " r ^S h KS Alarajada icolor Verde icolor romo = 6+ romo = cor1 cor arboo 1= - 1 arboo 1=+ 1 BL 03 Percebemos que a rota tradicioal ocorre em três etapas: etapa 1 etapa etapa 3 Já a rota verde ocorre em apeas uma etapa: 09 As vatages do celular da Samsug são a utilização de uma fote reovável de eergia, plásticos recicláveis e um método que gasta meos eergia. 10 D efeito estufa decorrete da absorção de eergia radiate a região do ifravermelho e cosequete aumeto da temperatura de um dado sistema, por algumas moléculas gasosas, tais como, 4, N X e outros, é potecializado pela emissão destes gases através de várias atividades (idustriais, agropecuárias e de geração de eergia reovável ou ão reovável). Segudo o texto,...as emissões de metao das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de das termelétricas..., e assim podemos cocluir que em algum mometo do processo de geração de eergia hidrelétrica (provavelmete a costrução da hidrelétrica) há produção e liberação de metao para o meio ambiete. Aalisado os dados da questão, a oferta de eergia hidrelétrica é cerca de quatro vezes maior que a oferta de eergia termelétrica. Desta forma, pode-se afirmar que a produção de eergia hidrelétrica costitui um processo que também polui e que esta poluição está associada à oferta sigificativa deste tipo de eergia. Temos, etão, que o item correto seria o D. oclusão: o fator que cotribui positivamete para que a seguda rota de sítese seja verde em comparação à primeira é o fato de ocorrer em uma úica etapa gerado meos resíduos tóxicos ou subprodutos e utilizado meos reagetes ocivos ao meio ambiete. Além disso, tem-se uma ecoomia de tempo a execução processo. 0 Para o ácido 3,3-dimetil-butaoico, vem: metaol 03 bservado o esquema de reações, é correto afirmar que a trasformação de 1 em e a de em 3 evolvem reações de oxidação. [ ] [ ] Álcool Aldeído Ácidocarboxílico iêcias da Natureza e suas Tecologias Química iv Química Volume 03 7

4 04 A Teremos: 10 B s compostos orgâicos que podem reagir para produzir o seguite éster, por meio de uma reação de esterificação são, respectivamete, ácido butaoico e etaol Eletrófilo Reação de adição: + (I) (istável) (II) Reação de substituição (ocorre com maior facilidade): ácido butaoico 3 etaol (III) mais estável Estrutura estabilizada por ressoâcia 05 A óleo pode ser trasformado em gordura, através da hidrogeação catalítica, ou seja, quebra da ligação pi da dupla e adição de. 06 ometários das alterativas. [A] Falsa. A reação citada é uma substituição. [B] Falsa. átomo de hidrogêio presete a molécula de é origiado do ael em uma reação de substituição pelo átomo de cloro. [] Verdadeira. bservamos que Fe 3 atua como catalisador, pois ão aparece como reagete ou produto de reação. Dessa forma, podemos cocluir que o átomo de cloro presete o ael aromático é proveiete da molécula de a reação. [D] Falsa. ael aromático é uma espécie rica em elétros, em fução das uves π de elétros. Dessa forma, a espécie que ataca o ael deverá ser um eletrófilo. ío 1 é um ucleófilo. [E] Falsa. A fórmula molecular é A grupo amia reage com o grupo carboxila formado o grupo amida: R + N R R + N R apítulo 09 Macromoléculas Naturais e Sitéticas; Noções Básicas sobre Polímeros; Polímeros de Adição e Polímeros de odesação BL 03 ompostos de arboo 01 B Pelo fato de plástico biodegradável se decompor em 18 meses vai dimiuir de forma cosiderável a quatidade de lixo, pois o plástico comum, oriudo do petróleo, dura por volta de 300 aos para se decompor. A utilização do plástico biodegradável dimiui a depedêcia do petróleo, mas ão totalmete, pois o petróleo é utilizado para outras fialidades (combustíveis, por exemplo). Um dos pricipais produtos da idústria petroquímica é o plástico, portato ela sofre efraquecimeto. Esse plástico por ser biodegradável ão precisa ecessariamete ser reciclado. 0 A Verifica-se a formação da fução éster o elo de repetição do polímero, ou seja, tem-se um poliéster. 08 D Trata-se de um veeo muito potete, letal em míimas doses. Apreseta-se a forma de um sal braco, iodoro, sem sabor e traslúcido quado diluído em água. É mortal se igerido, ialado ou absorvido pela pele. Pode ser obtido através da reação do ácido moofluoracético e hidróxido de sódio, com liberação de água. A reação abaixo demostra o processo descrito. F + Na F + Na + 09 Teremos: Nesses plásticos, a fragmetação da resia polimérica é facilitada porque os carboidratos presetes são digeridos por orgaismos decompositores, ou seja, o polímero é biodegradável. BL As pricipais vatages são: Redução do volume de lixo os aterros saitários e melhoria os processos de decomposição de matérias orgâicas os mesmos. PET acaba por prejudicar a decomposição pois impermeabiliza certas camadas de lixo, ão deixado circularem gases e líquidos. Ecoomia de petróleo, pois o plástico é um derivado. Ecoomia de eergia a produção de ovo plástico. Geração de reda e empregos. Redução dos preços para produtos que têm como base materiais reciclados. iêcias da Natureza e suas Tecologias 8 Química Volume 03 Química iv

5 0 D Notação: Nylo x, y. de, x: úmero de átomos de carboo a cadeia do diácido carboxílico. y: úmero de átomos de carboo a cadeia da diamia. Butaodioico: 4 átomos de carboo. 1,-diamio-etao: átomos de carboo. oclusão: Nylo 4,. polímero politereftalato de etileo (PET) é resistete ao sol, à água salobra, a fugos e bactérias. BL 03 policarboato apreseta as características citadas o texto, além de ser muito resistete ao impacto, o que favorece sua aplicação em para-brisa de aeroaves. BL B As ligações de hidrogêio são formadas por grupos que apresetam hidrogêio ligado a flúor, oxigêio ou itrogêio. No caso da cisplatia, o grupo N 3 tem capacidade de formar ligações de hidrogêio com o DNA da célula cacerígea, iibido a trascrição e a replicação. 06 úico polímero que pode formar ligações de hidrogêio com o álcool poliviílico é a celulose, pois esta apreseta grupos em sua estrutura. 07 D I. V II. V III. F, o polímero ão é um composto iôico. 08 No moômero há a preseça do eteil (viil) = ligado ao ael pirrolidíico. É a ligação dupla etre os carboos que garate a reação de polimerização. 09 A omex tem alta estabilidade térmica e por isso é um polímero termofixo. Apreseta itrogêio ligado à carboila que caracteriza fução amida. 10 B s polímeros termoplásticos, após o aquecimeto, podem ser moldados o que permite a deformação do polímero a partir da aplicação de uma pressão. Esse comportameto, viabiliza a reciclagem desse tipo de polímero. Já os termorrígidos, são aqueles que ão amolecem e ão podem ser reprocessados, e o aquecimeto provoca a decomposição do material, semelhate aos elastômeros, que também ão podem ser fudidos para possível reprocessameto. BL 05 A reação de hidrólise do PET produz o etileoglicol: BL 04 As pricipais vatages provocadas pela utilização do bioplástico são a substituição de um recurso ão reovável (petróleo) por um recurso reovável (vegetais), utilização de um material que degrada rapidamete quado comparado ao plástico petroquímico e a dimiuição do acúmulo de lixo porque o plástico vai degradar rapidamete. 0 polipropileo dissolve o petróleo já que ambos são apolares. Nesse caso é obedecida a regra: semelhate dissolve semelhate. = hidrólise = + 03 A polímero que apreseta ligações duplas cojugadas (alteradas) ao logo de toda a cadeia, icluido o ael bezêico, é o represetado a letra A. etileoglicol 04 A quitosaa tem a vatagem de ser biocompatível e biodegradável quado comparado aos produtos petroquímicos. N amia N álcool Quitosaa 05 E que garate a codutividade elétrica esses polímeros é a cojugação (alterâcia) das ligações duplas. As ligações duplas implicam que cada átomo de carboo tem um orbital ão híbrido do tipo p. Estes orbitais formam a seguda ligação da dupla, que pode ser feita com um ou outro viziho. elétro deste orbital pode etão se deslocar ao logo da sequêcia de átomos de carboo, isto é, ao logo da molécula, colaborado para a correte elétrica. 0 D polietileo (PEAD + PELBD + PEBD) é o mais cosumido e sua pricipal aplicação é a produção de embalages plásticas. 03 E A reação de polimerização é uma reação de codesação, por isso o PET é um polímero de codesação. etileoglicol é um álcool, o ácido tereftálico é um ácido carboxílico e o PET é um éster. s grupos substituites o PET estão em posição para (1,4) o ael bezêico. 04 B omo as titas e verizes são materiais apolares, podem ser dissolvidos pelo ciclo-hexao, também apolar. Materiais apolares tedem a dissolver seus semelhates. 05 D áilo é um polímero de codesação e apreseta grupo fucioal de amida. iêcias da Natureza e suas Tecologias Química IV Química Volume 03 9

6 06 D composto é um poliéster produzido pela policodesação de um diéster e um diálcool. Esta reação também é cohecida como trasesterificação. bserve a represetação esquemática: 3 diéster diálcool poliéster álcool 05 E isômero que apreseta meor cadeia e é mais ramificado é o,,4-trimetilpetao. 06 A 3 ( 3 ) ( 3 ) 3 ácido carboxílico ácido carboxílico 07 A reciclagem dos plásticos é importate, pois eles demoram muito tempo para sofrer degradação a atureza. 08 s plásticos demoram bastate tempo para a decomposição a atureza. 09 Policarboato vidro à prova de bala; Fórmica móveis de coziha; Kevlar coletes à prova de bala; Resia epóxi adesivos e pisos; Silicoe veriz marítimo; Poliuretao prachas de surfe. 1 D; F; 3 E; 4 B; 5 ; 6 A. 10 D plástico biodegradável é um recurso reovável, pois é decomposto por micro-orgaismos existetes o solo, equato o plástico oriudo do pétroleo ão é reovável. A preseça de carboos quirais iguais faz com que eles atuem como se fosse apeas um, assim a molécula apreseta apeas dois isômeros opticamete ativos. BL 06 A respeito dos eatiômeros dextrógiro e levógiro, é possível afirmar: Não reagem etre si. Podem ser separados opticamete. Podem estar presetes em partes iguais, 50% do dextrógiro e 50% do levógiro (mistura racêmica). Iteragem de maeira distita com o orgaismo. São estruturas que apresetam os mesmos grupos fucioais. 0 B Molécula quiral (* apreseta carboo assimétrico) cuja cadeia carbôica seja isaturada (apreseta ligação pi), heterogêea (apreseta heteroátomo) e ramificada (apreseta carboo terciário): 3 () ( 3 ) N 3 07 D A molécula de ibuprofeo apreseta fórmula molecular 13 18, é um composto cíclico, ramificado e isaturado, além de ser aromático. Apreseta apeas um carboo assimétrico. 08 B As images represetam duas fórmulas estruturais, que correspodem a dois modos de represetar o mesmo composto. 3 N A citral tem fórmula molecular 10 16, com uma cadeia alifática de oito carboos, duas isaturações, os carboos e 6; e dois grupos substituites metila, os carboos 3 e 7. citral possui dois isômeros geométricos, sedo o tras o que mais cotribui para o forte odor que atrai as abelhas. Etão, teremos: 09 B A alaia apreseta um carboo quiral ou assimétrico (*), logo possui dois estereoisômeros opticamete ativos (dextrógiro e levógiro) (isomeria tras) N Alaia 10 A Ácidos carboxílicos são isômeros fucioais de ésteres: Maior massa em lados opostos do plao de referêcia 04 D critério mais adequado é: o produto alimetar cotedo lipídios com duplas ligações etre os carboos, os ligates de maior massa devem estar do mesmo lado da cadeia, assim teremos isômeros do tipo cis. iêcias da Natureza e suas Tecologias 30 Química Volume 03 Química IV

7 08 A decomposição da estrutura polimérica leva à formação de substâcias tóxicas. I. (V); II. (V); III. (V); IV. (V). 09 A Politereftalato de etileo: utilizado a fabricação de garrafas de refrigerate. 0 A Nesse tipo de reação, ocorre a substituição de um átomo de hidrogêio do alcao por um átomo de cloro. Essa substituição pode ocorrer em diferetes posições, levado a obteção de diferetes produtos. l + l Polietileo: utilizado em sacolas de supermercado. l + l l l + l + l l + l Apeas os alcoóis terciários ( ligado à terciário) ão são oxidados afim de formar aldeídos, cetoas e ácidos carboxílicos. úico carboo terciário é o -metil-propa--ol A reação em que um ácido carboxílico é formado a partir de um aldeído é uma reação de oxidação: 05 A s polímeros que formam a borracha possuem em sua cadeia dieos cojugados, como mostra a alterativa [A]. Policloreto de viila: utilizado em tubos e coexões (PV). l Poliestireo: utilizado a fabricação do isopor. 10 A obteção de tecidos sitéticos foi impulsioada depois da descoberta do áilo, material polimérico resistete e com iúmeras aplicações a idústria. N ( ) 6 N 1,6-diamio-hexao ( ) 4 ácido 1,6-hexaodioico ou ácido adípico N ( ) 6 N ( ) 4 áilo 6,6 ou poliamida (polímero por codesação) 06 V F V V F Aálise das afirmativas: (V) Afirmativa correta: o composto A é o buta-1,3-dieo. (F) Afirmativa icorreta: o composto B é um polímero artificial. (V) Afirmativa correta: a reação de polimerização cosiste a uião de vários moômeros. (V) Afirmativa correta: o composto B é um polímero de adição, pois as ligações pi do moômero são quebradas. (F) Afirmativa icorreta: a combustão completa do composto A forma dióxido de carboo e água. áilo, assim como a seda, apreseta ligações químicas covaletes em sua estrutura molecular. 07 A polímero que pode ser extraído dos vegetais é a celulose (polissacarídeo). iêcias da Natureza e suas Tecologias Química IV Química Volume 03 31