b) explique duas medidas adotadas pelo poder público para minimizar o problema da poluição atmosférica na cidade de São Paulo.

Transcrição

1 1. (Fuvest) Observe a imagem, que apresenta uma situação de intensa poluição do ar que danifica veículos, edifícios, monumentos, vegetação e acarreta transtornos ainda maiores para a população. Trata-se de chuvas com poluentes ácidos ou corrosivos produzidos por reações químicas na atmosfera. Com base na figura e em seus conhecimentos, a) identifique, em A, dois óxidos que se destacam e, em B, os ácidos que geram a chuva ácida, originados na transformação química desses óxidos. Responda no quadro abaixo. A B b) explique duas medidas adotadas pelo poder público para minimizar o problema da poluição atmosférica na cidade de São Paulo. 2. (Ufg) Observe o esquema abaixo, utilizado em um experimento para ilustrar diversos fenômenos químicos. Ao ligar o bico de Bunsen, para realizar um aquecimento suave, o enxofre funde, no balão A; após algum tempo, uma névoa branca surge no interior do balão B, sendo então o aquecimento desligado. Logo após o surgimento da névoa branca, a solução de NaOH sofre uma mudança de coloração. Sobre o fenômeno observado, responda:

2 a) qual a coloração da solução contida no balão B antes e depois da fusão do enxofre? Por que há a mudança de cor? b) escreva as reações envolvidas no processo descrito. c) o experimento representa a simulação de qual fenômeno que ocorre na natureza? 3. (Ufmg) Com objetivo de diminuir o impacto ambiental provocado pela emissão de gases nocivos ao ambiente, uma empresa de fundição de autopeças, em Minas Gerais, decidiu abandonar o uso do gás SF 6 em sua linha de produção, substituindo-o por uma mistura de 99% de N 2 e 1% de SO 2. a) Estudos ambientais indicam que o SF 6 provoca o mesmo tipo de impacto ambiental que o CO 2 e o CH 4. Identifique esse impacto. b) Na mistura empregada, há 1% de SO 2, que também é nocivo ao ambiente, mas não implica maiores riscos, devido à sua baixa concentração na mistura. Esse gás pode se transformar em SO 3, que, ao se combinar com a água presente na atmosfera, gera um produto que contribui para o aumento da acidez das chuvas. Escreva a equação química completa e balanceada da transformação de SO 3 gasoso no produto que contribui para a acidez da chuva ácida. c) O SF 6 tem uma capacidade de absorver radiação infravermelha cerca de 20 mil vezes superior à do CO 2. Para responder à questão proposta a seguir, considere as informações contidas nestes dois gráficos. Com base no conjunto de informações dadas, explique por que, quando se discutem problemas ambientais, se dá ênfase ao CO 2 e não ao SF (Uerj) A ferrugem é uma mistura de óxidos de ferro resultantes da corrosão desse metal. Outros óxidos metálicos, entretanto, ao contrário dos presentes na ferrugem, formam uma camada protetora sobre a superfície do metal. Um deles é o óxido formado pelo elemento químico do grupo 13, pertencente ao terceiro período da Classificação Periódica dos Elementos. Escreva a fórmula química desse óxido protetor e classifique-o quanto ao tipo de óxido.

3 5. (Uerj) Considere as seguintes características de um determinado metal: - é um sólido que reage violentamente com água, produzindo hidróxido; - seu cátion monovalente é isoeletrônico do hélio; - é usado para o tratamento de distúrbios bipolares sob a forma de um sal de carbonato. Nomeie esse metal. Em seguida, escreva a reação química de dupla-troca que produz o carbonato desse metal e o sulfato de sódio. 6. (Unicamp) Dentro do programa europeu NR2C (New Road Constructions Concepts), um tipo de cimento que contém TiO 2 foi desenvolvido e aplicado em pavimentos de cidades como Hengelo (Holanda) e Antuérpia (Bélgica). Esse TiO 2 presente na superfície do pavimento promove a transformação dos compostos NO x emitidos pelos automóveis. Simplificadamente, os NO x, ao entrarem em contato com o TiO 2 da superfície e na presença de luz, são transformados em nitrato, que é absorvido pelo pavimento. Resultados recentes mostraram que houve uma redução desses poluentes no ar próximo ao pavimento em até 45%, em comparação com o ar sobre o pavimento onde não houve a adição do TiO 2. a) De a fórmula das substâncias que compõem esses NO x e explique como eles se formam no caso dos automóveis. b) De acordo com as informações do texto e o conhecimento químico, cite dois aspectos que poderiam diminuir a eficiência do dispositivo, quando ele estiver sendo utilizado na redução dos NO x emitidos. Explique cada caso. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O aquecimento global pode ser considerado como o legado mais duradouro da história da humanidade. Estima-se que os impactos climáticos decorrentes da liberação do dióxido de carbono e de outros gases na atmosfera terrestre provenientes, na sua maior parte, da queima de combustíveis fósseis, vão durar mais do que a existência da civilização humana desde seu aparecimento até os dias de hoje. 7. (Ufrj) Para reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio de fórmula geral NOX para a atmosfera, os veículos movidos a diesel fabricados no país a partir de 2012 serão obrigados a vir equipados com um conversor catalítico contendo dióxido de titânio, VO 2 5e WO 3. a) Identifique o elemento que está presente no conversor catalítico e pertence ao mesmo período do titânio na tabela periódica e calcule o número de elétrons de sua camada de valência. b) Classifique os óxidos de nitrogênio de fórmula geral NOX em relação à sua reatividade com a água. 8. (Ufpr) Óxidos metálicos podem ter caráter ácido, básico ou anfótero. O caráter do óxido depende da sua posição na tabela periódica e do estado de oxidação do íon metálico. Sobre esse assunto, responda: a) O que é caráter anfótero? b) O óxido de cálcio, CaO, é um óxido ácido, básico ou anfótero? Escreva reação(ões) que demonstre(m) o caráter do CaO. 9. (Ufrj) A queima do enxofre presente na gasolina e no óleo diesel gera dois anidridos que, combinados com a água da chuva, formam seus ácidos correspondentes. Escreva a fórmula desses ácidos e indique o ácido mais forte. Justifique sua indicação. 10. (Ufla) O H 2 S, também conhecido como gás sulfídrico e gás-do-ovo-podre, é produzido pela decomposição de matéria orgânica vegetal e animal. Na atmosfera, em contato com o oxigênio, o H 2 S transforma-se em dióxido de enxofre e água. a) Escreva a equação que representa a reação completa e balanceada do gás sulfídrico com oxigênio. b) O trióxido de enxofre reage com água (umidade do ar) e forma um dos ácidos responsáveis

4 pelo fenômeno da chuva ácida. Escreva a fórmula molecular e o nome desse ácido. 11. (Ufscar) Atualmente, a humanidade depende fortemente do uso de combustíveis fósseis para atender suas necessidades energéticas. No processo de queima desses combustíveis, além dos produtos diretos da reação de combustão - dióxido de carbono e vapor de água -, vários outros poluentes gasosos são liberados para a atmosfera como, por exemplo, dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre. Embora nos últimos anos tenha sido dado destaque especial ao dióxido de carbono por seu papel no efeito estufa, ele, juntamente com os óxidos de nitrogênio e enxofre, tem um outro impacto negativo sobre o meio ambiente: a propriedade de se dissolver e reagir com a água, produzindo o ácido correspondente, que acarreta a acidificação das águas das chuvas, rios, lagos e mares. a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações de dióxido de carbono e dióxido de enxofre com a água, dando origem aos ácidos correspondentes. b) A chuva acidificada pela poluição reage com o carbonato de cálcio, principal componente de rochas calcárias, provocando a dissolução lenta dessas rochas. Escreva a equação química balanceada entre o carbonato de cálcio e os íons H + presentes na chuva acidificada. 12. (Unesp) O monóxido de carbono é um dos poluentes gasosos gerados pelo funcionamento de motores a gasolina. Segundo relatório recente da Cetesb sobre a qualidade do ar no Estado de São Paulo, nos últimos vinte anos houve uma redução no nível de emissão deste gás de 33,0 g para 0,34 g por quilômetro rodado. Um dos principais fatores que contribuiu para a diminuição da poluição por monóxido de carbono foi a obrigatoriedade de produção de carros equipados com conversores catalíticos. Responda por que o monóxido de carbono deve ser eliminado e explique quimicamente como atua o conversor catalítico nesse processo. 13. (Unesp) Um dos métodos que tem sido sugerido para a redução do teor de dióxido de carbono na atmosfera terrestre, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, consiste em injetá-lo em estado líquido no fundo do oceano. Um dos inconvenientes deste método seria a acidificação da água do mar, o que poderia provocar desequilíbrios ecológicos consideráveis. Explique, através de equações químicas balanceadas, por que isto ocorreria e qual o seu efeito sobre os esqueletos de corais, constituídos por carbonato de cálcio. 14. (Ufu) Uma pesquisa sobre produtos químicos e suas aplicações no cotidiano forneceu as seguintes informações: Considerando as informações apresentadas,

5 a) escreva, respectivamente, a fórmula dos produtos químicos pesquisados. b) indique a que função química pertence cada um destes compostos, justificando sua resposta, escrevendo a equação de reação química, segundo a Teoria de Arrhenius. 15. (Uerj) As máscaras de respiração, utilizadas por bombeiros em situações de emergência, contêm superóxido de potássio. Essa substância reage com a umidade do ar expirado pelo usuário da máscara, conforme a equação a seguir. 4KO 2 (s) + 2H 2 O(v) 4KOH(s) + 3O 2 (g) a) Considere as seguintes condições de uso de uma dessas máscaras: - comportamento ideal dos gases e vapores envolvidos; - funcionamento em sistema fechado, ou seja, sem trocas gasosas com a atmosfera; - volume de ar respirado igual a 41,0 L por minuto; - concentração de umidade no ar expirado igual a 6,2% volume por volume, a 37 C e 1 atm de pressão; - consumo total da umidade contida no ar expirado. Calcule o tempo máximo de uso, em minutos, de uma máscara que contenha 213 g de superóxido de potássio. b) Além do superóxido de potássio, o potássio forma dois outros compostos binários oxigenados que não satisfazem os requisitos para uso em máscaras. Indique as fórmulas desses compostos. 16. (Ufscar) A figura apresenta o esquema de um experimento. O tubo A, contendo NaHCO 3, é aquecido a seco e o gás liberado é coletado em solução saturada de Ba(OH) 2 no tubo B. O gás produzido na decomposição do sal foi evidenciado ao reagir com a solução, produzindo um precipitado branco, o BaCO 3. O gás do experimento é o mesmo gás cuja concentração na atmosfera vem aumentando a cada dia, juntamente com outros gases, o que resulta num problema ambiental bastante sério. O compromisso de reduzir a emissão desses gases foi assumido em Kyoto, num encontro sobre mudanças climáticas. Para que este protocolo entrasse em vigor, era necessária a ratificação de países industrializados que representassem pelo menos 55% das emissões globais de O boicote americano, principal emissor, não permitia atingir esse índice de adesão. Para comemoração dos ambientalistas, o governo da Rússia aderiu ao tratado em , atingindo-se a adesão exigida, e o protocolo entrará em vigor em fevereiro de a) Escreva as equações devidamente balanceadas das reações ocorridas no experimento. b) De que problema ambiental esta questão trata? Cite a principal fonte emissora desse gás no planeta.

6 17. (Unicamp) Da caverna ao arranha-céu, o homem percorreu um longo caminho. Da aldeia, passou à cidade horizontal, e desta, à verticalização. O crescente domínio dos materiais e, portanto, o conhecimento de processos químicos teve papel fundamental nesse desenvolvimento. Uma descoberta muito antiga e muito significativa foi o uso de Ca(OH) 2 para a preparação da argamassa. O Ca(OH) 2 tem sido muito usado, também, na pintura de paredes, processo conhecido como caiação, onde, reagindo com um dos constituintes minoritários do ar, forma carbonato de cálcio de cor branca. a) Dê o nome comum (comercial) ou o nome científico do Ca(OH) 2. b) Que faixa de valores de ph pode-se esperar para uma solução aquosa contendo Ca(OH) 2 dissolvido, considerando o caráter ácido-base dessa substância? Justifique. c) Escreva a equação que representa a reação entre o Ca(OH) 2 e um dos constituintes minoritários do ar, formando carbonato de cálcio. 18. (Ufrrj) Muitas pessoas já ouviram falar de "gás hilariante". Mas será que ele é realmente capaz de provocar o riso? Na verdade, essa substância, o óxido nitroso (N 2 O), descoberta há quase 230 anos, causa um estado de euforia nas pessoas que a inalam. Mas pode ser perigosa: na busca de uma euforia passageira, o gás já foi usado como droga, e, em várias ocasiões, o resultado foi trágico, como a morte de muitos jovens. Sobre o óxido nitroso, responda: a) Como é classificado? b) Qual o número de oxidação do nitrogênio? c) Que tipo de ligação une seus átomos? d) Que outra nomenclatura também pode ser usada? 19. (Ufv) Como a obtenção de água potável é de fundamental importância para a saúde da população, toda cidade moderna possui uma estação de tratamento de água. Nessa estação a água captada, após passar por uma tela para a remoção de objetos diversos, é submetida a um tratamento químico. Nesse tratamento, inicialmente adiciona-se sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Esses compostos reagem entre si formando um precipitado gelatinoso de hidróxido de alumínio, que se agrega com partículas sólidas em suspensão, resultando na floculação das mesmas, que são removidas por decantação e posterior filtração. Para eliminar agentes patogênicos, adiciona-se cloro gasoso ou hipoclorito de sódio ou hipoclorito de cálcio. Em todos esses casos o agente bactericida gerado é o ácido hipocloroso. a) Dos reagentes químicos citados no texto, vários pertencem à função sal. Cite o nome de dois deles. b) Dê as fórmulas dos sais citados na resposta acima. c) Qual dos reagentes citados no texto é uma substância simples? d) Escreva a equação balanceada da reação que ocorre entre o sulfato de alumínio e o hidróxido de cálcio. 20. (Uff) Tem-se as reações químicas: I) óxido férrico(s) + ácido sulfúrico(aq) II) hidróxido de alumínio(s) + ácido sulfúrico(aq) III) óxido de cálcio(s) + ácido ortofosfórico(aq) IV) cloreto de magnésio(aq) + carbonato de sódio(aq) Considerando as reações químicas acima: a) Escreva a equação balanceada correspondente a cada reação.

7 b) Dê o nome oficial (IUPAC) de todos os sais formados nestas reações. c) Identifique a reação de precipitação.

8 Gabarito: Resposta da questão 1: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] b) Melhoramento das emissões dos gases geradores da chuva ácida emitidos pelas chaminés das indústrias e usinas termoelétricas. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] a) Em A se destacam: CO 2, SO3 e NO 2. Os óxidos que geram ácidos (chuva ácida): SO H O H SO NO H O HNO HNO Preenchendo o quadro fornecido no enunciado, teremos: A SO3 e NO 2 B H2SO4 e HNO 3 b) O rodízio municipal de veículos, que visa diminuir a emissão de poluentes emitidos pelos motores, e a inspeção veicular anual, que colabora no controle de regulagem dos motores a combustão interna. Resposta da questão 2: a) A presença de fenolftaleína no Balão B, antes da fusão do enxofre, varia de vermelha à rósea, e indica a presença da base (NaOH). Após a fusão do enxofre, a coloração descora e se torna incolor, pois a solução de NaOH (base forte) é neutralizada. b) Equações das reações envolvidas no processo: Queima do enxofre: S (s) + O2(g) SO2(g) Transformação do SO 2 em SO 3 : 1 SO 2(g) + O 2(g) SO3(g) 2 Reações dos óxidos com água: SO 2(g) + H2 O ( ) H2SO3(aq) SO 3(g) + H2 O ( ) H2SO4(aq) Reações com NaOH: H2SO3(aq) 2NaOH (aq) 2H2 O ( ) + Na2SO3(aq) H2SO4(aq) 2NaOH (aq) 2H2 O ( ) + Na2SO4(aq) c) O fenômeno simulado que ocorre na natureza é a chuva ácida.

9 Resposta da questão 3: a) O impacto ambiental a que se refere o enunciado é o efeito estufa. b) Equação química completa e balanceada da transformação de SO 3 gasoso em ácido sulfúrico: SO 3(g) H2O( ) H2SO 4(aq). c) De acordo com os gráficos percebe-se que a concentração de SF 6 no ar é muito menor do que a de CO 2 : Apesar do SF 6 absorver mais radiação solar, sua quantidade inferior causa menor preocupação do que a presença do CO 2. Resposta da questão 4: O elemento químico do grupo 13, pertencente ao terceiro período da Classificação Periódica 3 2 dos Elementos, é o alumínio: [A ] 2[O ] 3 A 2O 3 (Óxido anfótero). Resposta da questão 5: O nome do metal é lítio. Reação química de dupla-troca que produz o carbonato de lítio e o sulfato de sódio: Na CO Li SO Li CO Na SO Resposta da questão 6: a) As substâncias que compões esses NO x são: NO e NO 2. Esses gases são formados em altas temperaturas pela reação entre o gás nitrogênio e gás oxigênio presentes na mistura gasosa dentro dos motores dos automóveis. Podem existir alguns compostos nitrogenados no combustível.

10 b) Dois aspectos que poderiam diminuir a eficiência do dispositivo poderiam ser: 1) Ausência de luz em tempos nublados e chuvosos e durante a noite. 2) Contaminação da superfície do piso contendo TiO 2, formando um isolante que diminuiria o contato físico entre as substâncias NO x e o TiO 2. Resposta da questão 7: a) O titânio está no quarto período da tabela periódica. O vanádio pertence ao mesmo período e sua distribuição eletrônica é dada por: 23 V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3. 2 O nível de valência é o 4s, o número de elétrons da camada de valência do vanádio é dois. b) Óxidos de fórmula geral NO x : NO e NO 2. NO H O Não reage. 2 NO H O HNO HNO O NO 2 é um óxido ácido. Resposta da questão 8: a) Caráter anfótero significa capacidade de reagir com ácidos ou bases. b) O óxido de cálcio é um óxido básico. Observe: CaO(s) + H 2 O(l) Ca(OH) 2 (aq) ou CaO(s) + 2H 3 O + (aq) Ca 2+ (aq) + 3H 2 O(l) Resposta da questão 9: H 2 SO 3 e H 2 SO 4 O ácido mais forte é o H 2 SO 4, pois a diferença entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio ácido é igual a 2, enquanto no H 2 SO 3 essa diferença é igual a 1. Resposta da questão 10: a) 2H 2 S + 3O 2 2H 2 O + 2SO 2 b) SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 H 2 SO 4 : ácido sulfúrico. Resposta da questão 11: a) CO 2 (g) + H 2 O(l) H 2 CO 3 (aq) H + (aq) + HCO 3 (aq) SO 2 (g) + H 2 O(l) H 2 SO 3 (aq) H + (aq) + HSO 3 (aq) b) Ca 2+ CO 3 2 (s) + 2H + (aq) Ca 2+ (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) Resposta da questão 12: O monóxido de carbono (CO) surge da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Ele deve ser eliminado, pois é um gás tóxico. O monóxido de carbono se liga a hemoglobina formando a carbóxi-hemoglobina provocando uma queda na oxigenação do corpo, o que é altamente prejudicial ao metabolismo humano. O conversor catalítico, também conhecido erroneamente, como catalisador é um equipamento que transforma o monóxido de carbono (CO) em dióxido de carbono (CO 2 ): CO + 1/2O 2 CO 2.

11 Resposta da questão 13: A acidificação da água do mar ocorreria devido a formação de ácido carbônico e consequente liberação de cátions H + no meio: CO 2 (l) + H 2 O(l) H 2 CO 3 (aq) H + (aq) + HCO 3 (aq). Os esqueletos de corais constituídos por carbonato de cálcio (CaCO 3 ) sofreriam graves danos pois o meio ácido reagiria da seguinte maneira: CaCO 3 (s) + H + (aq) Ca 2+ (aq) + HCO 3 (aq). provocando a dissolução do carbonato de cálcio. Resposta da questão 14: a) Ácido Fosfórico: H 3 PO 4. Hidróxido de Magnésio: Mg(OH) 2. Fluoreto de Estanho (II): SnF 2. b) H 3 PO 4 - Ácido (sofre ionização e libera H + ou H 3 O + em solução aquosa). H 3 PO 4 (aq) + 3H 2 O(l) 3H 3 O + (aq) (Hidrônio ou Hidroxônio) + P O 3 4 (aq). Mg(OH) 2 - Base ou Hidróxido (sofre dissociação e libera OH - em solução aquosa). H 2 O Mg(OH) 2 (s) Mg 2+ (aq) + 2OH - (aq) (Hidroxila). SnF 2 - Sal inorgânico (sofre dissociação e libera cátion diferente do H + ou H 3 O + e ânion diferente de OH em solução aquosa). H 2 O SnF 2 (s) Sn 2+ (aq) + 2F - (aq) Resposta da questão 15: a) t = 15 minutos b) K 2 O e K 2 O 2 Resposta da questão 16: a) 2NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s)+h 2 O(g)+CO 2 (g) Ba(OH) 2 (aq) + CO 2 (g) BaCO 3 (s) + H 2 O (l)

12 b) O Principal problema ambiental é o efeito estufa. A combustão de combustíveis fósseis como carvão, derivados de petróleo e gás natural é a principal fonte de CO 2. As queimadas também contribuem para a emissão de gás carbônico. Resposta da questão 17: a) Nome científico: hidróxido de cálcio. Nomes comerciais: cal hidratada, cal extinta e cal apagada. b) O Ca(OH) 2 é uma base de Arrhenius e nas condições padrão (25 0 C e 1 atm) sua solução aquosa apresenta ph entre 7 e 14. c) Ca(OH) 2 (aq) + CO 2 (g) CaCO 3 (s) + H 2 O(l) Resposta da questão 18: a) Óxido neutro. b) Nox = +1. c) Ligação covalente. d) Monóxido de dinitrogênio. Resposta da questão 19: a) Hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio. b) NaClO e Ca(ClO) 2. c) O cloro gasoso (Cl 2 ). d) Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(OH) 2 3CaSO 4 + 2Al(OH) 3 Resposta da questão 20: a) I) Fe 2 O 3 (s)+3h 2 SO 4 (aq) Fe 2 (SO 4 ) 3 (aq)+3h 2 O II) 2Al(OH) 3 (s)+3h 2 SO 4 (aq) Al 2 (SO 4 ) 3 (aq)+6h 2 O III) 3CaO(s)+2H 3 PO 4 (aq) Ca 3 (PO 4 ) 2 (aq)+3h 2 O IV) MgCl 2 (aq)+na 2 CO 3 (aq) MgCO 3 (s)+2nacl(aq) b) Fe 2 (SO 4 ) 3 : sulfato férrico Al 2 (SO 4 ) 3 : sulfato de alumínio Ca 3 (PO 4 ) 2 : fosfato de cálcio (ortofosfato de cálcio) MgCO 3 : carbonato de magnésio NaCl: cloreto de sódio.

13 c) Reação de precipitação MgCl 2 (aq)+na 2 CO 3 (aq) MgCO 3 (s) + 2NaCl(aq)