Gabarito Revisão Segunda Fase Fuvest/Unicamp:

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1 Gabarito Revisão Segunda Fase Fuvest/Unicap: Resposta da questão 1: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Quíica] a) A cal virge reage co a água forando hidróxido de cálcio que reage co os cátions H + diinuindo a acidez do sistea. CaO(s) + HOH( l) Ca(OH) (aq) + + l + + Ca(OH) (aq) 6H (aq) 6H O( ) Ca (aq) Consequenteente o ph auenta. b) Hidrocarbonetos policíclicos aroáticos (HPA) são apolares e lipofílicos. A ebrana plasática é lipoproteica (predoinanteente apolar). Coo apolar tende a dissolver apolar, concluí-se que o caráter lipofílico dos HPA facilita a entrada dos hidrocarbonetos nas células. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] b) O caráter lipofílico dos HPA facilita a entrada dos hidrocarbonetos nas células que ingere a água containada. Esse fato ocorre porque a ebrana plasática é lipoproteica e constituída, principalente, por ua bicaada lipídica. Dessa fora, ua substância lipofílica atravessa co facilidade ua bicaada lipídica. Resposta da questão : a) Equação quíica que representa a reação de hidrólise do cloreto de terc-butila: b) Na reação ocorre a foração de HC l, que na presença de água, ao sofrer ionização produz + cátions H auentando a acidez do eio, consequenteente o ph diinui provocando a udança de cor no indicador (esverdeado aarelo laranja). c) Prieiraente, adicionou-se 1L do cloreto de terc-butila a ua solução contendo 60% de acetona e 40% de água. Depois, o cloreto de terc-butila foi solubilizado e ua istura contendo 70% de acetona e 0% de água, e volue. Neste segundo caso o volue de água diinuiu, consequenteente a velocidade de reação de hidrólise, tabé, pois a interação entre os reagentes diinuiu, consequenteente o tepo de reação auentou. Resposta da questão : a) Ua das etapas do processo de obtenção do níquel puro consiste no aqueciento, e presença de ar, do sulfeto de níquel (NiS ), contido no inério, forando óxido de níquel (NiO) e dióxido de enxofre (SO ) : 1NiS + 4O NiO + SO. O óxido de níquel é, então, aquecido co carvão, e u forno, obtendo-se o níquel etálico. Nessa últia etapa, fora-se, tabé, dióxido de carbono (CO ) : NiO + 1C 1CO + Ni. Então, Página 1 de 14

2 1NiS + 4 O NiO + SO NiO + 1C 1CO + Ni Global 1NiS + 4 O + 1C SO + 1CO + Ni 1 t = 10 kg inério utilizada = t = 4, 10 kg 100 1,4 9 7 níquel puro = 4, 10 kg = 5,88 10 kg 100 Global 1NiS + 4 O + 1C SO + 1CO + Ni 1 g 58,8 g c 7 1 g 5,88 10 kg 6 c = = 6 10 kg 58,8 g b) Danos abientais: SO : foração de chuva ácida. CO : elevação do efeito estufa. 7 5,88 10 kg Resposta da questão 4: a) Cálculo da energia liberada na cobustão de u quilograa dessa aostra de biogás, lebrando que o CO não será queiado. Considerando ua aostra de biogás cuja coposição, e assa, seja 64,0% de etano (CH 4 ),,0% de dióxido de carbono (CO ) e 4,0% de sulfeto de hidrogênio (HS), ve: E 1kg: CH4 CH4 HS H S istura istura istura CH4 H S 4 = 0,64 1 kg = 0,64 kg E = 0, = 5, 10 kj = 0,04 1 kg = 0,04 kg E = 0, = 0,6 10 kj E = E + E E = 5, 10 kj + 0,6 10 kj = 5,8 10 kj E =,58 10 kj b) Cálculo do ganho de energia, por quilograa, se for utilizado biogás totalente isento de ipurezas, ou seja, etano (CH 4 ), e lugar da aostra que conté os outros gases. CH4 istura 4 E = kj kg = 5,5 10 kj kg E =,58 10 kj kg E = E E 4 ganho de energia CH4 istura 4 4 ganho de energia = E 5,5 10 kj kg,58 10 kj kg E = 1,9 10 kj kg ganho de energia 4 c) A purificação do biogás ipede que ocorra a queia do HS (gás sulfídrico) que gera SO (dióxido de enxofre), este por sua vez, sofre cobustão gerando SO (trióxido de enxofre) que pode reagir co a água provocando a chuva ácida. Página de 14

3 HS + O HO + SO 1 SO + O SO SO + HO HSO4 d) No tubo A é recolhido biogás co aior poder calorífico, pois quanto aior a profundidade, enos oxigênio vai se isturar ao aterial orgânico e será aior a concentração de CH 4 forado devido à ferentação anaeróbica. Resposta da questão 5: a) Na ipressão das esferas aciças idênticas de 1,6 g, fora consuidos, para cada ua, 50 desse políero, na fora de fios cilíndricos de 0,4 de espessura. l: copriento do fio cilíndrico = 50 fio cilíndrico fio cilíndrico fio cilíndrico esfera 6 d: diâetro do fio cilíndrico = 0,4 = 0,4 10 0,4 r: raio do fio cilíndrico = = 0, 10 V = π r l V = (0, 10 ) V = V = 6 10 = L = 6 L d esfera esfera 1,6 g = = =,1 g L V 6 L esfera d d água e sabão reovedor = 1, g L = 1,0 g L,1g L > 1, g L > 1,0 g L d > d > d esfera água e sabão reovedor Conclusão: e cada u dos procedientos, A e B, as esferas ficara no fundo do frasco, devido à sua aior densidade e relação a estes líquidos. b) Pode ter ocorrido dano à superfície das esferas no procediento B (adição de reovedor à base de hidrocarbonetos), pois tanto as esferas coo a istura de hidrocarbonetos são apolares, ou seja, poderia surgir forças interoleculares do tipo dipolo-induzido que provocaria a dissolução superficial das esferas. Resposta da questão 6: a) O esquea fornecido no enunciado ilustra o processo de obtenção do 1,-propanodiol. A partir da análise do esquea dado, para o 1,-propanodiol, tereos: Página de 14

4 Copletando a figura, ve: b) O glicerol apresenta ua hidroxila a ais do que o 1,-propanodiol, consequenteente faz ais ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) e isto intensifica as forças interoleculares. Co a intensificação das forças interoleculares a teperatura de ebulição será aior. Conclusão: o ponto de ebulição do 1,-propanodiol deve ser enor do que o do glicerol. Resposta da questão 7: a) De acordo co o texto fornecido no enunciado, a hidrólise dos polipeptídeos pode ser catalisada por enzias, coo a broelina, presente no abacaxi. No experiento o reagente utilizado foi o extrato de abacaxi previaente fervido e neste caso ocorreu a gelatinização. Isto significa que a hidrólise não foi possível, ou seja, a fervura degradou a broelina que não atuou no processo. b) De acordo co o enunciado, na hidrólise de peptídeos, ocorre a ruptura das ligações peptídicas. No caso de u dipeptídeo, sua hidrólise resulta e dois ainoácidos. Então, Página 4 de 14

5 Copletando o esquea da figura, ve: Resposta da questão 8: a) A partir das inforações do enunciado, ve: Página 5 de 14

6 C H OH = 46 g / ol 5 C H 4 = 8g / ol ( CH CH ) = 8g / ol = t = kg polietileno E tanol } Eteno nc H OH nc H + nh O 5 4 Etileno nc H n( CH CH ) 4 Etileno Polieti P,T n Global 5 + n leno n( CH CH ) ( CH CH ) nc H OH nh O ( CH CH ) 46n g e tanol = kg e tanol e tanol e tanol e tanol e tanol 4 8n g kg d = 0,8 g / L = 800 g / L = 800 kg / d e tanol = V = V d kg Ve tanol = = 57, kg / V = 5,75 10 b) Mantendo-se os níveis atuais de produção de cana-de-açúcar, u auento na exportação de açúcar pode diinuir a oferta desta para o ercado interno. Co a diinuição de oferta de cana de açúcar para a fabricação do políero, este poderá ficar ais caro afetando o valor pago pelo consuidor. Resposta da questão 9: a) A partir da análise do equilíbrio, ve: Pr ocesso exotérico favorecido pela diinuição da teperatura Pr ocesso endotérico favorecido pela elevação da teperatura SO (g) + O (g) SO (g) H < 0 SO (g) + O (g) SO (g) H < 0 ols 1 ol ols volues P V = k volues Deslocaento favorecido pela elevação da pressão volues volues Deslocaento favorecido pela diinuição da pressão Maior rendiento na produção de SO significa deslocaento para a direita. Coparativaente, o processo deve ocorre e teperatura baixa e pressão elevada, ou seja, o teste núero 1: Página 6 de 14

7 Núero do teste Reagentes Pressão (at) Teperatura ( C) 1 SO (g) + excesso de O (g) b) Para o sistea estar e equilíbrio, o quociente de equilíbrio deve coincidir co a constante de equilíbrio. Kc = 50 Q : quociente de equilíbrio c 1 [SO ] Q = [SO ] [O ] (0 ol / L) Q = = 50 (ol / L) 1 (1,0 ol / L) (1,6 ol / L) Conclusão : 50 = 50 Q = K O sistea está e equilíbrio. 1 Coportaento das concentrações dessas substâncias no intervalo de tepo entre t 1 e t, considerando que, e t 1 e t, o sistea esteja e equilíbrio quíico: Resposta da questão 10: a) A peça de aço foi colocada e u recipiente contendo solução de sulfato de croo (III) [Cr (SO 4 ) ], a fi de receber u revestiento de croo etálico. Então, + Cr (SO 4 ) (aq) Cr (aq) + SO 4 (aq) + Cr (aq) + e Cr(s) (redução) b) A assa do croo depositado pode ser obtida a partir da tabela fornecida no enunciado. Página 7 de 14

8 = 10,08 g 100,00 g =,08 g Cr Cr = 5 g / ol + Cr (aq) + e Cr(s) (redução) X X X fora íon divalente ols e n 5 g,08 g n = 0,1 ol de elétrons no circuito = 100,00 g 96,70 g =,0 g n,0 = ol M } X(s) X (aq) + e 1ol + ols e,0 ol M X X,0 MX = = 55 g / ol 0,1 M = 55 g / ol X é o anganês. 0,1 ol e Resposta da questão 11: a) Equação quíica que justifica a efervescência devido à foração de gás carbônico (CO ): Te-se ua istura sólida que conté os íons dihidrogenofosfato, H PO 4, e hidrogenocarbonato, HCO H PO HCO HPO H CO H HPO4 HO+ CO 4 4 H PO + HCO HPO + H O + CO 144 Efervescência b) 18 g desse ferento quíico deve liberar, no ínio, 1,45 10 de gases a 98 K e Pa, (dado: R = 8, Pa ol K ), então: M CO CO = 44g ol 1 P V = R T M CO Pa, 1,45 10 = 8, Pa ol K 98 K 1 44 g ol,4 g Página 8 de 14

9 NaHCO = H PO + HCO HPO + H O + CO 144 Efervescência H PO + NaHCO HPO + Na + H O + CO 144 NaHCO NaHCO Efervescência 84 g 44 g 4,58 g,4 g Resposta da questão 1: a) Preenchiento dos parênteses: () etanol: cobustível inflaável. (6) aônia: coposto tóxico. (5) argônio: gás arazenado e cilindro. () aliento odificado: transgênicos. (1) glúten: derivado de vegetal. b) Recipiente co ácido sulfúrico: síbolo 4. Este ácido é altaente corrosivo e desidratante, podendo causar sérias queiaduras. Resposta da questão 1: a) De acordo co o texto: Dados: 0 ΔH f (H O) = 86 kj ol 8 r Global 4 HO + CO 1 CH8O + 4,5 O. CO + 4 H C H O +,5 O Δ H = + 86 kj ol De acordo co a lei de Hess: H + 0,5 O 1H O ΔH = 86 kj ol ( 4; inverter) 1 CO + 4 H CH8O +,5 O ΔH = + 86 kj ol(anter) 0 4 HO 4 H + O ΔH1 = 4 ( + 86) kj ol CO + 4 H 1CH8O +,5 O ΔH = + 86 kj ol Global 4 HO + CO 1CH8O + 4,5 O ΔH = ΔH1 + ΔH ΔH = 4 ( + 86) kj + 86 kj ΔH = kj ol (CH8O) Global b) Reação global: 4 HO + CO 1CH8O + 4,5 O ; ΔH = kj ol (CH8O). Invertendo-se, ve: 1CH8O + 4,5 O 4 HO + CO ' ΔH =.006 kj ol (CH8O) 60 g.006 kj liberados 90 g Energia 90 g.006 kj Energia = =.009 kj liberados 60 g Energia =.009 kj liberados. Resposta da questão 14: a) O óleo seria ais eficiente para eliinar o ardor na boca provocado pela ingestão de pienta, pois a partir do enunciado observa-se que o óleo coestível se torna uito ais Página 9 de 14

10 picante que o vinagre devido às fortes interações interoleculares entre a capsaicina e o óleo, ou seja, o óleo dissolve elhor a capsaicina retirando-a da língua. b) A sensação de salgado é diinuída devido à diluição do sal na água presente no leite. A sensação de ardência gerada pela pienta é diinuída devido à presença de gordura (predoinanteente apolar) no leite, já que, de acordo co o enunciado, a capsaicina sofre diluição no óleo (tabé predoinanteente apolar) o que é ua indicação da interação interolecular entre estruturas apolares. Resposta da questão 15: a) Baseando-se na aior econoia percentual de átoos, teríaos: Equação quíica 1: NH + H O N H + H O NH4 4 4 assa obtida do produto desejado Econoia percentual de átoos = 100 assa de todos os reagentes Produto desejado: N H } MM = = u = 1 u = u Reagentes: NH e H O Pr oduto desejado MMNH = = 17 u Reagentes = = 68 u MMH O = = 4 u u Econoia percentual de átoos = 100 = 47,0588 % 68u Econoia percentual de átoos 47,06 % NH4 4 l 4 Equação quíica : NH + OC N H + H O + Cl assa obtida do produto desejado Econoia percentual de átoos = 100 assa de todos os reagentes Produto desejado: N H } MM = = u = 1 u = u Reagentes: NH e OCl Pr oduto desejado MMNH = = 17 u Reagentes = ,5 = 85,5 u MM 16 5,5 51,5 u OC = + = l u Econoia percentual de átoos = 100 = 7,469 % 85,5u Econoia percentual de átoos 7,4 % O processo de síntese 1 é a elhor opção, pois apresenta a aior econoia percentual de átoos; 47,06 % > 7,4 %. b) Baseando-se no rendiento percentual da reação, teríaos: Página 10 de 14

11 assa obtida do produto desejado Rendiento percentual da reação = 100 assa teórica esperada do produto desejado Massa obtida do produto desejado (N H ) = 14 g 4 Massa teórica esperada do produto desejado (N H ) = g 4 14 Rendiento percentual da reação = 100 = 4,75 % 4,75 % < 47,06 % (1) 4,75 % > 7,4 % () O processo de síntese utilizado foi o. Resposta da questão 16: a) Para calcular a assa de ar presente na cápsula utiliza-se a equação de estado de u gás (Clapeyron): P = Pa ar DBO ar DBO ar 6 V = 1,0 c = 10 L = 10 M = 9 g ol 1 1 R = 8, Pa K T = 5 C + 7 = 98 K P V = R T M 6 ar Pa 10 = 8, Pa K 98 K 1 9 g ol = 0, g = 1,174 g 1,5 g = = 1, ,174 g 1,8 b) Cálculo do decaiento para o DBO: t 1 = 1 h 1 h 1,5 g 0,75 g Massa de DBO após 1 h = 0,75 g. Cálculo do decaiento para o ecstasy: 1 t 1,5 h 8 períodos de eia vida 1 = = 1,5 1,5 h 1,5 h 1,5 h 1,5 h 1,5 h 10 g 5 g,5 g 1,5 g 0,65 g 1,5 h 1,5 h 1,5 h 0,15 g 0,1565 g 0,07815 g 0,09065 g Massa de ecstasy após 1 h = 0,09065 g 0,09 g O indivíduo que teria aior assa do princípio ativo da droga após 1 horas seria aquele que ingeriu DBO, pois 0,75 g > 0,09 g. Página 11 de 14

12 Resposta da questão 17: a) De acordo co o gráfico a condição e que hoens e ulheres teria esa capacidade orgânica áxia de absorver, transportar e utilizar o oxigênio do ar atosférico, por assa corporal, para a produção da energia via aeróbia seria o cruzaento das curvas HS (hoens sedentários) e MA (ulheres ativas), pois neste ponto ocorre coincidência. Este ponto está dentro da faixa etária 5. b) Analisando o gráfico, ve: Página 1 de 14

13 Tepo = 60 in Por quilograa de assa corporal e 1 in a capacidade é de L, então : V60 inutos = L 60 = 190 L de O Massa da ulher = 58 kg V ' = 190 L 58 = L de O 1 ol L n L n = 4,4544 ol M O O O = g / ol = 4,4544 g = 14,5408 g 14,5 g Resposta da questão 18: a) A partir da análise do esquea reacional fornecido, ve: Conclusão: Página 1 de 14

14 b) A coloração passa a violeta à edida que o ph auenta, ou seja, e que a concentração de cátions H + diinui, o que iplica nu eio básico (OH ). De acordo co o esquea fornecido o ph diinui co a foração da espécie II, logo é aior na espécie I e tabé auenta co a foração da espécie III. Conclusão: a espécie I e III estão presentes no pigento co coloração violeta. Resposta da questão 19: a) Noes dos probleas abientais: A - Efeito estufa: cientistas acredita que a liberação de etano (CH 4 ) (pu representado na figura A) por rebanhos possa contribuir para a intensificação do efeito estufa, ou seja, elevação da teperatura global. B - Diinuição da caada de ozônio (O ) : cientistas acredita que a caada de ozônio esteja sendo degradada por gases conhecidos coo CFCs existentes e sprays (spray propelido pelo dinossauro na figura B). C - Chuva ácida: óxidos de enxofre e de nitrogênio lançados na atosfera reage co a água presente nas nuvens forando principalente ácidos sulfúrico e nítrico que precipita diluídos na água da chuva. b) Dos probleas abientais apontados na figura o ais e evidência atualente é o aqueciento global. Para iniizar o problea deve-se diinuir o lançaento na atosfera de produtos forados na cobustão de derivados do petróleo e seelhantes coo o carvão ineral. Página 14 de 14