Substâncias Puras e Misturas Prof. Esp. Richard Pimenta

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1 Questão 1. UNESP 2010 (Fase 1) No campo da metalurgia é crescente o interesse nos processos de recuperação de metais, pois é considerável a economia de energia entre os processos de produção e de reciclagem, alem da redução significativa do lixo metálico. E este é o caso de uma microempresa de reciclagem, na qual se desejava desenvolver um método para separar os metais de uma sucata, composta de aproximadamente 63% de estanho e 37% de chumbo, usando aquecimento. Entretanto, não se obteve êxito nesse procedimento de separação. Para investigar o problema, foram comparadas as curvas de aquecimento para cada um dos metais isoladamente com aquela mistura, todas obtidas sob as mesmas condições de trabalho. Considerando as informações das figuras, é correto afirmar que a sucata é constituída por uma: a) Mistura eutética, pois funde a temperatura constante. b) Mistura azeotrópica, pois funde a temperatura constante. c) Substância pura, pois funde a temperatura constante. d) Suspensão coloidal que se decompõe pelo aquecimento. e) Substância contendo impurezas e com temperatura de ebulição constante. Questão 2. UNESP 2011 (Fase 1) INSTRUÇÃO: Leia o texto para as questões de números 72 e 73. Alquimia subterrânea transforma mina de carvão em mina de hidrogênio. Em uma área de mineração de carvão localizada no sul da Polônia, um grupo de cientistas está usando uma mina de carvão para avaliar experimentalmente um método alternativo para a produção de energia limpa e, assim, oferecer uma utilização para pequenos depósitos de carvão ou minas exauridas, que são tradicionalmente deixados de lado, representando passivos ambientais. Na teoria e no laboratório, a injeção de oxigênio e de vapor no carvão resulta na produção de hidrogênio. No processo, oxigênio líquido é colocado em um reservatório especial, localizado nas galerias da mina de carvão, onde se transforma em oxigênio gasoso, começando o processo denominado de gaseificação de carvão. ( Adaptado) A passagem do oxigênio líquido para oxigênio gasoso é uma transformação física: a) Exotérmica, classificada como fusão. b) Exotérmica, classificada como ebulição. c) Endotérmica, classificada como liquefação. d) Endotérmica, classificada como evaporação. e) Endotérmica, classificada como sublimação. 1

2 Questão 3. Unicamp 2007 (Fase 1) Apresentação da coletânea. A produção agrícola afeta relações de trabalho, o uso da terra, o comércio, a pesquisa tecnológica, o meio ambiente. Refletir sobre a agricultura significa colocar em questão o próprio modo de configuração de uma sociedade. 1) O açúcar O branco açúcar que adoçará meu café nesta manhã de Ipanema não foi produzido por mim nem surgiu dentro do açucareiro por milagre. Vejo-o puro e afável ao paladar como beijo de moça, água na pele, flor que se dissolve na boca. Mas este açúcar não foi feito por mim. Este açúcar veio da mercearia da esquina e tampouco o fez o Oliveira, dono da mercearia Este açúcar veio de uma usina de açúcar em Pernambuco ou no Estado do Rio e tampouco o fez o dono da usina. Este açúcar era cana e veio dos canaviais extensos que não nascem por acaso no regaço do vale. Em lugares, distantes, onde não há hospital nem escola, homens que não sabem ler e morrem de fome aos 27 anos plantaram e colheram a cana que viraria açúcar. Em usinas escuras, homens de vida amarga e dura produziram este açúcar branco e puro com que adoço meu café esta manhã em Ipanema. (Ferreira Gullar, Dentro da noite veloz. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1975, p. 44, 45.) O poema apresentado na coletânea faz alusão ao açúcar da cana. A preocupação do poeta não é com a química, embora passagens do poema possam permitir alguma leitura nessa área. Nas questões a serem respondidas, serão citadas algumas passagens do poema, que, sugerimos, seja lido no todo para facilitar as respostas. a) No início o poeta fala em branco açúcar e depois usa vejo-o puro. Justifique, sob um ponto de vista químico, por que nem sempre é apropriado associar as palavras brancas e puras. b) Mais a frente, o poeta usa a construção: flor que dissolve na boca. Se essa frase fosse usada por um químico, como ele justificaria, através de interações intermoleculares, o processo mencionado? c) Quase ao final, o poeta usa a expressão: plantaram e colheram a cana e viraria açúcar. Se um químico estivesse usando essa frase numa explanação sobre o processo de fabricação do açúcar, muito provavelmente ele colocaria, após a palavra cana, uma seqüência de termos técnicos para descrever o processo de obtenção do açúcar, e eliminaria as palavras que viraria açúcar. A seguir são listadas os termos que o químico usaria. Coloque-os (todos) na seqüência certa que o químico usaria ao descrever a produção do açúcar, reescrevendo a frase completa: secaram-no, cristalizaram o açúcar, ensacando-o, concentraram o caldo, moeram-na, centrifugaram-no. 2

3 Questão 4. Unicamp 2008 (Fase 2) Depois das 19 horas, os convidados começaram a chegar. Dina os recepcionava no bar, onde havia dois baldes: um deles com gelo e outro com gelo seco. Dina bradava aos quatro cantos: Isso faz a festa tornar-se mais química, já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas! Para cada bebida, Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma com gelo e outra com gelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Passado certo tempo, um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a sabichona de antigamente, e foi logo perguntando: a) Esses sólidos, quando colocados nas bebias, sofrem transformações. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem? b) Dina, veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde ao copo d da situação final? Em algum dos copos, a concentração final de álcool ficou diferente da concentração inicial? Por quê? Obs: Considerar a figura para responder ao item b. Questão 5. Unicamp 2009 (Fase 2) As provas de natação da Olimpíada de Beijjing foram realizadas no complexo aquático denominado Walter Cube. O volume de água de m 3 desse conjunto passa por um duplo sistema de filtração e recebe um tratamento de desinfecção, o que permite a recuperação quase total da água. Além disso, um sistema de ventilação permite a eliminação de traços de aromas das superfícies aquáticas. a) O texto cima relata um processo de separação de misturas. Dê o nome desse processo e explique que tipo de mistura ele permite separar. b) A desinfecção da água é realizada por sete máquinas que transformam gás oxigênio puro em ozônio. Cada máquina é capaz de produzir cerca de 240g de ozônio por hora. Considerando-se essas informações, qual a massa de gás oxigênio consumida por hora no tratamento da água do complexo? Questão 6. Unicamp 2010 (Fase 2) Na Revista n 146 descreve-se um sistema de descontaminação e reciclagem de lâmpadas fluorescentes que separa seus componentes (vidro, mercúrio, pó fosfórico e terminais de alumínio), tornando-os disponíveis como matériasprimas para reutilização em vários tipos de indústria. a) Num trecho da reportagem, a responsável pelo projeto afirma: Essa etapa (separação do mercúrio) é realizada por um processo de sublimação do mercúrio, que depois é condensado à temperatura ambiente e armazenado para posterior comercialização. Considerando apenas esse trecho adaptado da reportagem, identifique as transformações físicas que o mercúrio sofre e as equacione adequadamente. b) Em relação à recuperação do mercúrio, a pesquisadora afirma: O mínimo para comercialização é 1 quilo, sendo que cada mil lâmpadas só retiramos 8 gramas de mercúrio, em média. Segundo a literatura, há cerca de 21mg desse metal em uma lâmpada de 40W. No contexto dessas informações, discuta criticamente a 3

4 eficiência do processo de recuperação do mercúrio, considerando que todas as lâmpadas recolhidas são de 40W. Questão 7. Unicamp 2010 (Fase 2) Um estudo divulgado na Revista n 156 mostra as possíveis conseqüências da ingestão de pastas dentárias por crianças entre 11 meses e 7 anos de idade. A proposta dos pesquisadores é uma pasta que libere pouco fluoreto, e isso é obtido com a diminuição do ph. O excesso de fluoreto pode provocar a fluorose, uma doença que deixa manchas esbranquiçadas ou opacas nos dentes em formação, por reação com a hidroxiapatita [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ], um sólido presente nas camadas superficiais dos dentes. Nos casos mais graves, essa doença provoca porosidade nos dentes, o que facilita fraturas dos dentes e a absorção de corantes de alimentos. a) Escolha um íon da hidroxiapatita que pode ser substituído por fluoreto. Faça a substituição indicando o nome do íon substituído e a respectiva fórmula da substância formada. b) Considere que no equilíbrio de solubilidade, a hidroxiapatita libere os íons Ca 2+, PO 3-4, OH - para o meio aquoso próximo à superfície dos dentes. Levando em conta apenas o fator ph do dentifrício, a dissolução da hidroxiapatita seria favorecida, dificultada ou não sofreria alteração com a proposta dos pesquisadores? Questão 8. Unifesp 2007 (Conhecimentos específicos) Dois experimentos foram realizados em um laboratório de química. Experimento 1: Três frascos abertos contendo, separadamente, volumes iguais de três solventes, I, II e III, forma deixados em uma capela (câmara de exaustão). Após algum tempo, verificou-se que os volumes dos solventes nos três frascos estavam diferentes. Experimento 2: Com os três solventes, foram preparadas três misturas binárias. Verificou-se que os três solventes eram miscíveis e que não reagiam quimicamente entre si. Sabe-se, ainda, que somente a mistura (I + II) é uma mistura azeotrópica. a) Coloque os solventes em ordem crescente de pressão de vapor. Indique um processo físico adequado para separação dos solventes na mistura (I + II). b) Esboce uma curva de aquecimento (temperatura x tempo) para a mistura (II + III), indicando a transição de fases. Qual é a diferença entre as misturas (II + III) e (I + III) durante a ebulição? Questão 9. Unifesp 2008 (Conhecimentos gerais) O índice de gasolina em não-conformidade com as especificações da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Bicombustíveis) é um dado preocupante, já que alguns postos estavam vendendo gasolina com mais de 85% de álcool anidro. Todo posto de gasolina deve ter um hit para testar a qualidade da gasolina, quando solicitado pelo consumidor. Um dos testes mais simples, o teste da proveta, disposto na Resolução ANP n 9, de 7 de março de 2007, é feto com solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl), na concentração de 10%plv (100g de sal para cada um litro de água). O teste consiste em colocar 50ml de gasolina numa proveta de 100ml com tampa, completar o volume com 50 ml da solução de cloreto de sódio, misturar por meio de 10 inversões e, após 15 minutos de repouso, 4

5 fazer a leitura da fase aquosa. O cálculo do teor de álcool é determinado pela expressão: T = (A.2) + 1, onde T: teor de álcool na gasolina, e A: aumento em volume da camada aquosa (álcool e água). O teste aplicado em uma amostra X de gasolina de um determinado posto indicou o teor de 53%. O volume, em ml, da fase aquosa obtida quando o teste foi realizado corretamente com a amostra X foi: a) 76 b) 53 c) 40 d) 26 e) 24 Questão 10. FUVEST 2008 (Fase 1) Hidrogênio reage com nitrogênio formando amônia. A equação não balanceada que representa essa transformação é: H 2 (g) + N 2 (g) NH 3 (g) Outra maneira de escrever essa equação química, mas agora a balanceando e representando as moléculas dos três gases, é: Questão 11. FUVEST 2008 (Fase 2) Um dos métodos industriais de obtenção de zinco, a partir da blenda de zinco, ZnS, envolve quatro etapas em seqüência: I. Aquecimento do minério com oxigênio (do ar atmosférico), resultando na formação de óxido de zinco e dióxido de enxofre. II. Tratamento, com carvão, a alta temperatura, do óxido de zinco, resultando na formação de zinco e monóxido de carbono. III. Resfriamento do zinco formado, que é recolhido no estado líquido. IV. Purificação do zinco por destilação fracionada. Ao final da destilação, o zinco líquido é despejado em moldes, nos quais se solidifica. a) Represente, por meio de equação química balanceada, a primeira etapa do processo. b) Indique o elemento que sofreu oxidação e o elemento que sofreu redução, na segunda etapa do processo. Justifique. c) Indique, para cada mudança de estado físico que ocorre na IV, se ela é exotérmica ou endotérmica. Questão 12. FUVEST 2009 (Fase 1) 5

6 A obtenção de água doce de boa qualidade está se tornando cada vez mais difícil devido ao adensamento populacional, às mudanças climáticas, à expansão da atividade industrial e à poluição. A água, uma vez captada, precisa ser purificada, o que é feito nas estações de tratamento. Um esquema do processo de purificação é: Em que as etapas B, D e F são: B adição de sulfato de alumínio e óxido de cálcio, D filtração em areia. F Fluoretação. Assim sendo, as etapas A, C e E devem ser, respectivamente: a) Filtração grosseira, decantação e cloração. b) Decantação, cloração e filtração grosseira. c) Cloração, neutralização e filtração grosseira. d) Filtração grosseira, neutralização e decantação. e) Neutralização, cloração e decantação. Questão 13. FUVEST 2011 (Fase 1) Os confeitos de chocolate de determinada marca são apresentados em seis cores. Com eles, foi feito o seguinte experimento, destinado a separar os corantes utilizados em sua fabricação: confeitos de cada uma das seis diferentes cores foram umedecidos com água e pressionados contra uma folha de papel especial, de modo a deixar amostras dos corantes em pontos igualmente espaçados, sempre a 2cm da base da folha. A seguir, a folha foi colocada em um recipiente com água, de forma a mergulhar somente a base da folha de papel na água, sem que o líquido tocasse os pontos coloridos. Após algum tempo, quando a água havia atingido o topo da folha, observou-se a formação de manchas de diferentes cores, aqui simbolizadas por diferentes formas e tamanhos: Os confeitos em cuja fabricação é empregado um corante amarelo são dos de cor: a) Vermelha, amarela e marrom. b) Amarela, verde e laranja. c) Verde, azul e marrom. d) Vermelha, amarela e verde. e) Vermelha, laranja e marrom. Questão 14. FUVEST 2011 (Fase2) Recentemente, foi preparado um composto A que é insolúvel em água. No entanto, quando misturado com água saturada de gás carbônico, forma-se uma solução que contém o íon B. Quando a solução resultante é aquecida, o 6

7 gás carbônico é eliminado, e se formam duas camadas, uma de água e outra de composto A. Essas transformações reversíveis podem ser representadas pela seguinte equação química: O composto A está sendo testado em um novo processo de extração do óleo de soja. No processo atual, utiliza-se hexano para extrair o óleo dos flocos de soja, formando uma solução. Em seguida, o hexano é separado do óleo de soja por destilação. O novo processo, utilizando o composto A em vez de hexano, pode ser representando pelo seguinte esquema: a) Descreva o que deve ser feito nas etapas X e Y para se obter o resultado mostrado no esquema. b) Explique por que, no processo de extração do óleo de soja, é vantajoso evitar a destilação do solvente hexano. 7