e) 2,2 x = (aq) + CO 3 (aq) HCO 3 (aq) K 1 = 3,33 x CaCO 3(s) Ca 2+ - CO 2(g) + H 2O (I) H + - CaCO 3(s) + CO 2(g) + H 2O (I) Ca 2+ -

Transcrição

1 Prova Rosa Questão 52. (.5/H.19) A química verde permite o desenvolvimento tecnológico com danos reduzidos ao meio ambiente, e encontrar rotas limpas tem sido um grande desafio. onsidere duas rotas diferentes utilizadas para a obtenção de ácido adípico, um insumo muito importante para a indústria têxtil e de plastificantes. Rota tradicional (marrom) e) 2,2 x (I) a 3(s) + 2(g) + H 2 (I) a (II) H K 1 = 3,0 x (III) a 3(s) a K 2 = 6,0 x 10 9 (IV) 2(g) + H 2 (I) H + + K 3 = 2,5 x 10 7 Vamos chamar a eq (I) de equação total e a sua constante de equilíbrio de K t e as demais de equações parciais com seus respectivos K; a 3(s) + 2(g) + H 2 (I) a Somando as equações parciais podemos encontrar a equação total, para isso devemos colocar cada equação parcial na forma da equação total; Eq. II (inverte) H + + 3, o novo K será, K 1 = 1 K 1 Rota verde Que fator contribui positivamente para que a segunda rota de síntese seja verde em comparação à primeira? a) Etapa única na síntese. b) btenção do produto puro. c) Ausência de reagentes oxidantes. d) Ausência de elementos metálicos no processo. e) Gasto de energia nulo na separação do produto. Na rota verde formase uma mistura de um diácido e H 2 o que não causa agreção ao meio ambiente, enquanto na rota tradicional formase 2, que agride o meio ambiente. Mas na rota verde o processo é realizado em uma única etapa. Um processo pode ser realizado em etapa única ou em duas ou mais etapas, quando menor o número de etapas menor a quantidade de energia utilizada, utilizar menos energia significa consumir menos recursos naturais, desta forma preserva o meio ambiente. Questão 54. (.5/H.17) Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d'água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades aprópriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas: (I) a 3(s) + 2(g) + H 2 (I) a (II) H K 1 = 3,0 x (III) a 3(s) a K 2 = 6,0 x 10 9 (IV) 2(g) + H 2 (I) H + + K 3 = 2,5 x 10 7 om base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I? a) 4,5 x10 26 b) 5,0 x10 5 c) 0,8 x10 9 d) 0,2 x10 5 K 1 = 1 K 1 K 1 1 = 3,0 x K 1 = 3,33 x Eq. (III) (repete) a 3(s) a K 2 = 6,0 x 10 9 Eq. (IV) (repete) 2(g) + H 2 (I) H + + K 3 = 2,5 x 10 7 Somando as parciais teremos a equação total H K 1 = 3,33 x a 3(s) a K 2 = 6,0 x (g) + H 2 (I) H + + K 3 = 2,5 x 10 7 a 3(s) + 2(g) + H 2 (I) a Se a soma das equações parciais for igual a equação total, então o K t é igual ao produto dos K s parciais. K t = K 1 x K 2 x K 3 K t = 3,33 x x 6 x 10 9 x 2,5 x 10 7 K t = 5 x Questão 56. (.7/H.24) Uma forma de organização de um sistema biológico é a presença de sinais diversos utilizados pelos indivíduos para se comunicarem. No caso das abelhas da espécie Apis melifera, os sinais utilizados podem ser feromônios. Para saírem e voltarem de suas colmeias, usam um feromônio que indica a trilha percorrida por elas (omposto A). Quando pressentem o perigo, expelem um feromônio de alarme (omposto B), que serve de sinal para um combate coletivo. que diferencia cada um desses sinais utilizados pelas abelhas são as estruturas e funções orgânicas dos feromônios. omposto A (H 2 )H H 2 H

2 omposto B As funções orgânicas que caracterizam os feromônios de trilha e de alarme são, respectivamente, a) álcool e éster. b) aldeído e cetona. c) éter e hidrocarboneto. d) enol e ácido carboxílico. e) ácido carboxílico e amida. composto A apresenta um grupo H ligado a carbono saturado (H 2), identificando a função álcool e o composto B apresenta o grupo (R R ou identificando a função éster. Questão 57. R R ), (.7/H.24) permanganato de potássio (KMn 4) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1fenil1propeno, ilustrado na figura, o KMn 4 é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos. s produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de KMn 4, são: a) Ácido benzoico e ácido etanoico. b) Ácido benzoico e ácido propanoico. c) Ácido etanoico e ácido 2feniletanoico. d) Ácido 2feniletanoico e ácido metanoico. e) Ácido 2feniletanoico e ácido propanoico. Nos compostos homólogos do benzeno, ou seja, benzeno ramificado, a oxidação ocorre no carbono vizinho ao anel, quebrase a ligação dupla do propeno, formando dois radicais que sofrem oxidação total originando dois ácidos carboxílicos, ácido benzoico e etanóico. H Questão 62. H H (.3/H.8) A hidroponia pode ser definida como uma técnica de produção de vegetais sem necessariamente a presença de solo, Uma das formas de implementação é manter as plantas com suas raízes suspensas em meio líquido, de onde retiram os nutrientes essenciais. Suponha que um produtor de rúcula hidropônica precise ajustar a concentração do íon nitrato (N 3 ) para 0,009 mol/l em um tanque de 5000 litros e, para tanto, tem em mãos uma solução comercial nutritiva de nitrato de cálcio 90 g/l. As massas molares dos elementos N, e a são iguais a 14 g/mol, 16 g/mol e 40 g/mol, respectivamente. Qual o valor mais próximo do volume da solução nutritiva, em litros, que o produtor deve adicionar ao tanque? a) 26 b) 41 H c) 45 d) 51 e) 82 M f = 0,009 mol/l N 3 V f = 5000 L i = 90 g/l a(n 3) 2 V i =? álculo da massa molar do N 3. a 1 x 40 = 40 N 2 x 14 = 28 6 x 16 = 96 MM 1 = 164 g/mol Transformando em M = M x MM 1 90 = M x 164 M = 90/164 M = 0,55 mol/l a(n 3) 2 alculando a M do N 3 no a(n 3) 2 M = 0,55 x 2 M i = 1,1 mol/l Diluição de solução M iv i = M fv f 1,1 x V i = 0,009 x ,1V i = 45 V i = 45/1,1 V i = 40,91 L (41 L) Questão 64. (.6/H.23) ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até 198. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela a) expansão do nitrogênio durante a ebulição. b) absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição. c) realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação. d) retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento. e) liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação. Durante o processo ocorre a liquefação e a ebulição de N 2; Liquefação: N 2(g) N 2(l), processo exotérmico (libera calor); Ebulição: N 2(l) N 2(g), processo endotérmico (absorve calor). Na liquefação o N 2 deve ser resfriado e para isso deve haver realização de trabalho e o mesmo requer certa quantidade de energia. Questão 65. (.5/H.19) Alimentos em conserva são frequentemente

3 armazenados em latas metálicas seladas, fabricadas com um material chamado folha de flandres, que consiste de uma chapa de aço revestida com uma fina camada de estanho, metal brilhante e de difícil oxidação. É comum que a superfície interna seja ainda revestida por uma camada de verniz à base de epóxi, embora também existam latas sem esse revestimento, apresentando uma camada de estanho mais espessa. omprar uma lata de conserva amassada no supermercado é desaconselhável porque o amassado pode a) alterar a pressão no interior da lata, promovendo a degradação acelerada do alimento. b) romper a camada de estanho, permitindo a corrosão do ferro e alterações do alimento. c) prejudicar o apelo visual da embalagem, apesar de não afetar as propriedades do alimento. d) romper a camada de verniz, fazendo com que o metal tóxico estanho contamine o alimento. e) desprender camadas de verniz, que se dissolverão no meio aquoso, contaminando o alimento. estanho (presente na lata de Fe) tem a função de isolar o alimento do Fe, uma vez amassada o Sn descola, permitindo que o alimento entre em contato com o Fe, que pode ser oxidado a Fe 3+ o que provoca a alteração no gosto do alimento. Questão 66. (.6/H.22) A bomba reduz neutros e neutrinos, e abanase com o leque da reação em cadeia Nesse fragmento de poema, o autor referese à bomba atômica de urânio. Essa reação é dita "em cadeia" porque na a) fissão do 235 U ocorre liberação de grande quantidade de calor, que dá continuidade à reação. b) fissão de 235 U ocorre liberação de energia, que vai desintegrando o isótopo 238 U, enriquecendoo em mais 235 U. c) fissão do 235 U ocorre uma liberação de nêutrons, que bombardearão outros núcleos. d) fusão do 235 U com 238 U ocorre formação de neutrino, que bombardeará outros núcleos radioativos. e) fusão do 235 U com 238 U ocorre formação de outros elementos radioativos mais pesados, que desencadeiam novos processos de fusão. princípio da bomba atômica é o da fissão nuclear, no qual um átomo instável (como o U 235 ) é bombardeado com um nêutron, formando dois núcleos médios, liberando muita energia, dois ou três nêutrons, que podem atacar outros átomos instáveis, iniciando uma reação em cadeia. Questão 69. (.3/H.8) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada qalvanlzação. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. onsidere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações.químicas: 2 ZnS Zn + 2 S 2 Zn + Zn + 2 onsidere as massas molares: ZnS (97 g/mol); 2 (32 g/mol); Zn (81 g/mol); S 2 (64 g/mol); (28 g/mol); 2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54 P = 75% (0,75) R = 80% (0,8) m =? Zn m = 100 kg (ZnS) Transformando as equações parciais em uma só equação: 2 ZnS Zn + 2 S 2 (Zn + Zn + 2) x 2, para igualar o número de mol do Zn 2 ZnS Zn + 2 S 2 2 Zn Zn ZnS Zn + 2 S , de acordo com a equação total temos; 2 ZnS 2 Zn RM 2 x 97g 2 x 65g Q (0,75 x 0,8)100 kg X 194 X = 7800 X = 7800/194 X = 40,2 Kg Questão 72. (.8/H.28) Hipoxia ou mal das alturas consiste na diminuição de oxigênio ( 2) no sangue arterial do organismo. Por essa razão, muitos atletas apresentam malestar (dores de cabeça, tontura, falta de ar etc.) ao praticarem atividade física em altitudes elevadas. Nessas condições, ocorrerá uma diminuição na concentração de hemoglobina oxigenada (Hb 2) em equilíbrio no sangue, conforme a relação: Hb + 2 Hb 2 A alteração da concentração de hemoglobina oxigenada no sangue ocorre por causa do(a) a) elevação da pressão arterial. b) aumento da temperatura corporal. c) redução da temperatura do ambiente. d) queda da pressão parcial de oxigênio. e) diminuição da quantidade de hemácias. A diminuição na concentração do Hb 2 ocorre quando o equilíbrio é deslocado para esquerda. omo o equilíbrio está em meio aquoso a pressão do sistema não causa deslocamento no equilíbrio, não sendo informado a entalpia da reação não podemos afirmar nada sobre a mudança de temperatura, mas podemos afirmar sobre a pressão parcial, pois, P a P t = n a n t se a pressão parcial do oxigênio diminui, também diminui o número de mol de 2, deslocando assim o equilíbrio para esquerda. Letra D. Questão 73. (.3/H.10) A indústria têxtil utiliza grande quantidade de corantes no processo de tingimento dos tecidos. escurecimento das águas dos rios causado pelo despejo desses corantes pode desencadear uma série de problemas no ecossistema aquático. onsiderando esse escurecimento das águas, o impacto negativo inicial que ocorre é o(a) a) eutrofização.

4 b) proliferação de algas. c) inibição da fotossíntese. d) fotodegradação da matéria orgânica. e) aumento da quantidade de gases dissolvidos. om o escurecimento das águas, dificulta a passagem de luz para o meio aquático (pois a cor escura absorve mais radiações) inibindo assim a fotossíntese. Questão 75. (.2/H.7) Um grupo de pesquisadores desenvolveu um método simples, barato e eficaz de remoção de petróleo contaminante na água, que utiliza um plástico produzido a partir do líquido da castanhadecaju (L). A composição química do L é muito parecida com a do petróleo e suas moléculas, por suas características, interagem formando agregados com o petróleo. Para retirar os agregados da água, os pesquisadores misturam ao L nanopartículas magnéticas. Essa técnica considera dois processos de separação de misturas, sendo eles, respectivamente, a) flotação e decantação. b) decomposição e centrifugação. c) floculação e separação magnética. d) destilação fracionada e peneiração. e) dissolução fracionada e magnetização. omo o L interage (se liga) ao petróleo, então os mesmos se agregam formando flocos, para retirar da água (polar) usamse partículas magnéticas. Neste processo ocorre uma floculação uma separação magnética. Questão 76. (.5/H.18) A soda cáustica pode ser usada no desentupimento de encanamentos domésticos e tem, em sua composição, o hidróxido de sódio como principal componente, além de algumas impurezas. A soda normalmente é comercializada na forma sólida, mas que apresenta aspecto "derretido" quando exposta ao ar por certo período. fenômeno de "derretimento" decorre da a) absorção da umidade presente no ar atmosférico. b) fusão do hidróxido pela troca de calor com o ambiente. c) reação das impurezas do produto com o oxigênio do ar. d) adsorção de gases atmosféricos na superfície do sólido. e) reação do hidróxido de sódio com o gás nitrogênio presente no ar. hidróxido de sódio (composto do sódio) é uma substância higroscópica, que absorve vapor d água da atmosfera, dando o aspecto derretido. Questão 77. (.5/H.18) Em um experimento, colocouse água até a metade da capacidade de um frasco de vidro e, em seguida, adicionaramse três gotas de solução alcoólica de fenolftaleína. Adicionouse bicarbonato de sódio comercial, em pequenas quantidades, até que a solução se tornasse rosa. Dentro do frasco, acendeuse um palito de fósforo, o qual foi apagado assim que a cabeça terminou de queimar. Imediatamente, o frasco foi tampado, Em seguida, agitouse o frasco tampado e observouse o desaparecimento da cor rosa. A explicação para o desaparecimento da cor rosa é que, com a combustão do palito de fósforo, ocorreu o(a) a) formação de óxidos de caráter ácido. b) evaporação do indicador fenolftaleína. c) vaporização de parte da água do frasco. d) vaporização dos gases de caráter alcalino. e) aumento do ph da solução no interior do frasco. Bicarbonato de sódio (Na) é um sal básico, em solução sofre hidrólise básica, ou seja, H 3 + H H 2 + H, simplificando temos; 2 + H, como a solução apresenta íon H (solução básica), a mesma na presença do indicador fica na cor rosa, quando se queima o fósforo aumenta a concentração de 2 (óxido ácido), deslocando o equilíbrio para esquerda, consumindo assim o íon H, tornando a solução incolor. Questão 80. (.7/H.24) Hidrocarbonetos podem ser obtidos em laboratório por descarboxilação oxidativa anódica, processo conhecido como eletrossíntese de Kolbe. Essa reação é utilizada na síntese de hidrocarbonetos diversos, a partir de óleos vegetais, os quais podem ser empregados como fontes alternativas de energia, em substituição aos hidrocarbonetos fósseis. esquema ilustra simplificadamente esse processo. om base nesse processo, o hidrocarboneto produzido na eletrólise do ácido 3,3dimetilbutanoico é o: a) 2,2,7,7tetrametiloctano. b) 3,3,4,4tetrametilhexano. c) 2,2,5,5tetrametilhexano. d) 3,3,6,6tetrametiloctano. e) 2,2,4,4tetrametilhexano. A reação é: 2 H 2H H 2H Entendendo a reação: Ionização: 2 H 2H 2 H H 2 Ânodo: 2 H 2 2 H H 2 H 2. Verifique que a reação consiste em retirar o grupo carboxílico do ácido e interligar o radical com outro mol dele mesmo, portanto para o 3,3dimetilbutanóico ( H H 3 ), retirando o grupo H temos, ( ), como temos dois mol de ácido teremos dois mol do radical que se ligam formando um só composto ( 2,2,5,5tetrametilhexano. H 2 ), cuja nomenclatura é,

5 Questão 83. (.7/H.25) Pesticidas são substâncias utilizadas para promover o controle de pragas. No entanto, após sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas organoclorados são arrastados pela água até lagos e rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem difundirse para seus tecidos lipídicos e lá se acumularem. A característica desses compostos, responsável pelo processo descrito no texto, é o(a) a) baixa polaridade. b) baixa massa molecular. c) ocorrência de halogênios. d) tamanho pequeno das moléculas. e) presença de hidroxilas nas cadeias. Questão 87. (.7/H.26) aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bioóleo extraído do resíduo de madeira, sendo H 1 a variação de entalpia devido à queima de 1 g desse bioóleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e H 2 a variação de entalpia envolvida na conversão de 1 g de água no estado gasoso para o estado líquido. omo os pesticidas se dissolvem em lipídios, os mesmos são lipossolúveis, o que se caracteriza pela baixa polaridade. Questão 84. (.5/H.18) A calda bordalesa é uma alternativa empregada no combate a doenças que afetam folhas de plantas. Sua produção consiste na mistura de uma solução aquosa de sulfato de cobre(ii), us 4, com óxido de cálcio, a, e sua aplicação só deve ser realizada se estiver levemente básica. A avaliação rudimentar da basicidade dessa solução é realizada pela adição de três gotas sobre uma faca de ferro limpa. Após três minutos, caso surja uma mancha avermelhada no local da aplicação, afirmase que a calda bordalesa ainda não está com a basicidade necessária. quadro apresenta os valores de potenciais padrão de redução (Eº) para algumas semirreações de redução. A equação química que representa a reação de formação da mancha avermelhada é: a) a u + a (s) + 2 u 2+. b) a Fe 2+ a (s) + 2 Fe 3+. c) u Fe 2+ u (s) + 2 Fe 3+. d) 3 a Fe (s) 3 a (s) + 2 Fe 3+. e) 3 u Fe (s) 3 u (s) + 2 Fe 3+. A variação de entalpia, em kj, para a queima de 5 g desse bioóleo resultando em 2 (gasoso) e H 2 (gasoso) é: a) 106. b) 94,0. c) 82,0. d) 21,2. e) 16,4. De acordo com o diagrama a entalpia da reação (Bioóleo + 2(g) 2(g) + H 2 (g)) é igual à diferença da entalpia da equação (Bioóleo + 2(g) 2(g) + H 2 (l) H 1 = 18,8 kj/g) e da equação ( 2(g) + H 2 (g) 2(g) + H 2 (l) H 2 = 2,4 kj/g), portanto teremos; H = H 1 H 2 H = 18,8 ( 2,4) H = 18,8 + 2,4 H = 16,4 kj/g. Para 1g de bioóleo libera 16,4 kj de energia. 1 g bioóleo ( 16,4 kj) 5 g H H = 82 kj. A cor a vermelhado ocorre devido à oxidação do Fe a íon Fe 3+ (avermelhado), portanto o Fe sofre uma oxidação causando no outro elemento (u ou a) uma redução, para isto esse outro elemento deve apresentar maior potencial de redução que o Fe, ou seja, quem reduz é o u. xidação: Fe 3é + Fe 3+ Redução: u é u Igualando o número de elétrons: (Fe 3é + Fe 3+ ) x 2 (u é u) x 3 2 Fe 6é + 2 Fe 3+ 3 u é 3 u 2 Fe + 3 u 2+ 2 Fe u Letra E.