CADERNO DE EXERCÍCIOS 2E

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1 CADERNO DE EXERCÍCIOS 2E Ensino Médio Ciências da Natureza Questão 1. Densidade Conteúdo Habilidade da Matriz da EJA/FB H9 2. Substâncias químicas e representações H8, H12 3. Reação de neutralização e íons H14, H15, H17 e H20 4. Sustentabilidade, Lixo Urbano H64 5. Controle Biológico, Relações Ecológicas H Calor e variação da temperatura H96 Calor e mudança de fase H96 1

2 1. A densidade é uma propriedade da matéria que é utilizada para identificar a substância pura, já que é uma propriedade específica. Essa propriedade relaciona a massa com o volume da matéria e pode ser determinada pela seguinte expressão: D = m/v Em um tubo graduado A, adicionou-se água, óleo de cozinha e álcool etílico, nessa ordem. Em um tubo B, adicionou-se álcool etílico, água e óleo de cozinha, também nessa ordem. O número de fases, nos tubos A e B, são respectivamente: a) 3 e 3 b) 2 e 2 c) 2 e 3 d) 3 e 2 e) 1 e 1 Informação: densidade da água > densidade do óleo > densidade do álcool. Tubo graduado: proveta 2

3 2. No quadro a seguir, as substâncias são representadas por esferas. Essas esferas podem representar os seguintes átomos: H, C, O, N ou Fe. Analise as figuras e identifique que substância elas representam. Escreva a sua fórmula química e classifique em substância simples ou composta. Representação Substância/Fórmula Classificação (simples ou composta) a) b) c) d) e) f) g) h) i) 3

4 3. Acompanhar o ph das transformações é um processo muito importante na indústria química para poder controlar a acidez e/ou basicidade do meio em que ocorrem as transformações. A reação de neutralização é uma das formas de controle dos processos. O ácido sulfúrico, por exemplo, pode ser neutralizado pelo hidróxido de sódio. Observe a equação e responda aos itens: H 2 SO 4 + Al(OH) 3 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O a) Faça o balanceamento da equação. b) Para neutralizar 150 partes do ácido, quantas partes de base são necessárias? c) Sabendo-se que o íon característico do ácido é o H + e que as substâncias são eletricamente neutras, qual é o ânion que forma o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 )? d) O íon característico da base é o OH. Assim sendo, qual é o cátion que forma a base [Al(OH) 3 ]? 4

5 4. A coleta seletiva e a reciclagem de lixo têm um papel muito importante para o meio ambiente. Por meio delas, recuperam-se matérias-primas que de outro modo seriam tiradas da natureza. Reveja esse assunto nas indicações a seguir: Teleaula 42 Coleção Novo Telecurso. Portal EJA Área do Aluno Mapa Curricular Ensino Médio Ciências da Natureza II Conteúdo Curricular: Problemas ambientais > a) A adoção de padrões de consumo sustentável visa poupar os recursos naturais e conter o desperdício. Um caminho para a solução dos problemas relacionados com o lixo é apontado pelo Princípio dos 3R's - Reduzir, Reutilizar e Reciclar. São ações práticas com a finalidade de estabelecer uma relação mais harmônica entre o consumidor e o meio ambiente. Princípio dos 3R s Disponível em: < Acesso em: 14 out h18min. Reflita sobre os conceitos e descreva mais dois exemplos de cada um dos Princípios 3R's nos quadros a seguir: 5

6 Reduzir Reciclar Reutilizar b) A leptospirose é uma zoonose causada por uma bactéria do tipo Leptospira, que é, eliminada principalmente pela urina de roedores. De que forma o lixo pode contribuir para o aumento da incidência dessa doença em uma cidade? Explique. 6

7 c) Observe os gráficos referente à produção de lixo e a percentagem de lixo coletado no Brasil: Quantidade de Lixo Produzido e Porcentagem de Lixo Coletado Disponível em: < Acesso em: 14 out h39min. 7

8 Coleta de Lixo em Regiões Brasileiras Disponível em: < Acesso em: 14 out h02min. De acordo com a análise dos gráficos, quais são os três materiais não biodegradáveis mais coletados por sistemas municipais de coleta seletiva (em peso)? Se, ao invés de coletados para reciclagem, fossem enviados para aterros sanitários, em quanto tempo esses materiais estariam decompostos no ambiente? Quais regiões brasileiras estão acima da média para a coleta de lixo no país? 8

9 5. As pragas causam grandes prejuízos econômicos para a produção agrícola de um país. Com o intuito de evitar grandes perdas, várias medidas buscam a prevenção e controle de pragas com o objetivo de erradicar, controlar e evitar a disseminação de doenças que atacam as lavouras. Discutiremos esse assunto nas próximas atividades. Siga as orientações a seguir e acesse os materiais de apoio didático. Portal EJA Área do Aluno Mapa Curricular Ensino Médio Ciências da Natureza II Conteúdo Curricular: Ecologia - Controle de Pragas Suponha que uma determinada região agrícola esteja enfrentando problemas no controle de pragas. O gráfico a seguir expõe o crescimento da população de um inseto em uma lavoura de soja. Analise atentamente o gráfico e os dados do texto que segue abaixo. A linha pontilhada no gráfico indica o tamanho da população que causa prejuízo econômico à lavoura. No momento apontado na seta 1, foi introduzida uma espécie de inseto que é inimiga natural da praga. No momento apontado na seta 2, foi utilizado inseticida na tentativa de dizimar ainda mais a praga. a) Duas ações foram realizadas para o controle do inseto: uma ação baseou-se no controle biológico e a outra na utilização do inseticida. Com base na análise do gráfico e dos dados do texto, qual das duas ações foi mais eficiente para o agricultor? 9

10 b) Sobre o inseto a ser combatido, sabe-se que ele se adere ao caule da soja sugando-lhe os nutrientes. Explique que tipo de relação ecológica ocorre entre o inseto e a espécie que foi utilizada no controle biológico e entre o inseto e a planta? 6. O gráfico abaixo mostra o aquecimento de um recipiente de ferro de 1 kg, que contém um determinado líquido em equilíbrio térmico. ( o C) Q (kcal) 15 Considerando que o calor específico do ferro vale 0,11 cal/g o C, para esta situação, determine a) a quantidade de calor recebida pelo recipiente de ferro neste aquecimento. b) a quantidade de calor recebida pelo líquido durante o aquecimento. c) a capacidade térmica do líquido, em cal/ C. 10

11 7. (UNIFOR CE) O gráfico representa a temperatura de uma amostra de massa 100 g de determinado metal, inicialmente sólido, em função da quantidade de calor por ela absorvida. ( o C) Q (cal) Pode-se afirmar que o calor latente de fusão desse metal, em cal/g vale a) 12. b) 10. c) 8. d) 6. e) 2. 11

12 Gabarito Comentado 1. No tubo A, água e óleo não se misturam e o óleo fica sobre a água, pois possui densidade menor que a água. Depois é adicionado álcool, que não se mistura com o óleo, formando uma fase acima do óleo. Assim, o tubo A apresenta 3 fases: água, óleo e álcool. No tubo B, álcool e água se misturam, formando uma fase, que não se mistura com o óleo, que é adicionado posteriormente. Assim, nesse tubo, formam-se 2 fases: álcool diluído em água e óleo. 2. Para resolver corretamente o exercício, atente às combinações das esferas, que podem representar H, C, O, N ou Fe, conforme enunciado. Lembre-se de que os metais são substâncias simples representadas na forma monoatômica (um átomo) e que os gases, geralmente, são diatômicos (formados por dois átomos). Representação Substância/Fórmula Classificação (simples ou composta) a) Nitrogênio/N 2 Simples b) Água/H 2 O Composta c) Monóxido de carbono/co Composta d) Ferro/Fe Simples e) Oxigênio/O 2 Simples f) Dióxido de carbono/co 2 Composta g) Ozônio/O 3 Simples 12

13 h) Amônia/NH 3 Composta i) Hidrogênio/H 2 Simples 3. a) 3 H 2 SO Al(OH) 3 Al 2 (SO 4 ) H 2 O b) O balanceamento das equações químicas indica a proporção entre os reagentes em uma reação. Pela equação balanceada no item (a), temos que a proporção entre H 2 SO 4 e Al(OH) 3 é de 3:2. Assim, o n de partes de base para neutralizar 150 partes do ácido pode ser calculado da seguinte forma: H 2 SO 4 Al(OH) 3 3 partes 2 partes 150 partes x x = 150.2/3 x = 100 partes de Al(OH) 3 c) O ânion do ácido é SO 4 2. Observe na fórmula que existem 2 átomos de hidrogênio. Se as substâncias são eletricamente neutras, o ânion tem carga 2. d) Pela fórmula da base, tem-se 3 OH. Assim, o cátion, que forma a base, é o Al a) Reduzir 1) Utilizar documentos e mídias em formato digitalizado, procurando reduzir a impressão e, com isso, o uso de folhas de papel. 2) Preferir utilizar canecas de vidro ao invés de utilizar copos descartáveis. Reciclar 1) Utilizar latas de alumínio para a confecção de utensílios de alumínio. 2) Utilizar pneus para a produção de novos materiais, tais como chinelo e outros objetos plásticos. Reutilizar 1) Utilizar garrafas PETs para fabricar cerdas de vassouras. 2) Utilizar garrafas tetrapak para a produção de vasos de plantas, porta-canetas e organizadores diversos. 13

14 b) A infestação de ratos é favorecida com a disponibilidade de alimentos no ambiente através do lixo mal armazenado e de fácil acesso esses animais. O ambiente com fartura de alimentos, disponibilidade de água e abrigo é ideal para a reprodução, aumentando rapidamente a população desses animais. O aumento da incidência da doença é motivado principalmente pelas enchentes, durante as estações chuvosas. Como a bactéria Leptospira, causadora da doença, está presente na urina desse animal, as pessoas se contaminam pela presença do micro-organismo na água das enchentes. c) Os três materiais mais coletados são: papelão, papel e ferro. O papel e o papelão levam em torno de 6 meses para se decompor. Para a decomposição do ferro, calcula-se aproximadamente mais de 100 anos para se decompor no ambiente. No brasil, estima-se que coletamos 62,1% do lixo produzido, e as regiões brasileiras que se destacam estando acima desta média são as regiões Sul (81,9%) e Sudeste (82,6%). 5. a) A ação mais eficiente para o agricultor foi o uso de uma espécie naturalmente inimiga do inseto praga. Os dados do gráfico mostram que, logo após a inserção da espécie inimiga, ocorre uma redução na população do inseto praga, para níveis abaixo do limite que causa prejuízo para a plantação. Quando o agricultor opta pela utilização de inseticida, o que se vê é um aumento nos níveis da população do inseto, o que demonstra ser uma opção não muito eficiente no controle da praga. b) O inseto praga é a presa de sua espécie inimiga, a qual é a predadora. A relação ecológica entre eles é o predatismo. Já entre o inseto praga e a soja, ocorre a relação de parasitismo, na qual o inseto praga é o parasita, e a planta o hospedeiro, que fornece alimento ao inseto. 6. a) Para a situação apresentada, temos o calor recebido pelo recipiente de metal (ferro) e o calor recebido pelo líquido. O gráfico indica a quantidade de calor total recebida por ambos (ferro e líquido). Necessita-se então determinar a quantidade de calor individual recebido pelo ferro e pelo líquido. Para ambos, a variação de temperatura ( ) foi de 20 o C até 120 o C. Portanto: = = 100 o C Foi informado ainda que a massa do ferro vale 1 kg e seu calor específico (c) é 0,11 cal/g o C. Com estas informações, podemos determinar a quantidade de calor que o recipiente de ferro recebeu para elevar sua temperatura de 20 o C até 120 o C. Lembrando ainda que, neste processo de recebimento de calor (Q) por parte do recipiente, ocorre variação de temperatura, por isso utiliza-se a expressão Q = m.c. 14

15 Onde m = 1 kg = g c = 0,11 cal/g o C = 100 o C Q = m.c. Q = 1.000x0,11x100 Q = cal Portanto o valor calorias corresponde à quantidade de calor recebida pelo recipiente de ferro para elevar sua temperatura de 20 o C até 120 o C. b) Retornando à análise do gráfic,o observa-se que a quantidade de calor total (Qtotal) recebida, em conjunto, pelo recipiente de metal (ferro) e pelo líquido vale 15 kcal (15 quilocalorias). Lembre-se que o prefixo k corresponde ao valor 10 3 = Portanto 15 kcal = = Dessa maneira, temos a seguinte situação Qtotal = Qrecipiente de ferro + Qlíquido Onde Qtotal = cal (identificado no gráfico) Qrecipiente de ferro = cal (determinado no item a) Teremos então Qtotal = Qrecipiente de ferro + Qlíquido = Qlíquido Qlíquido = Qlíquido = cal Portanto o valor calorias corresponde à quantidade de calor recebida pelo líquido para elevar sua temperatura de 20 o C até 120 o C. 15

16 c) A capacidade térmica (C) corresponde à quantidade calor necessária para variar, em 1 o C a temperatura de um corpo (Aula 23, do livro do Novo Telecurso). No caso do líquido, a informação que identificou-se é que ele recebeu cal para variar sua temperatura de 20 o C até 120 o C. Para determinação de sua capacidade térmica do líquido, utiliza-se a expressão: Clíquido = Q Onde Q = cal = = 100 o C Teremos Clíquido = Q Clíquido = cal 100 o C Clíquido = 40 cal / o C Dessa maneira, o valor 40 cal/ o C indica que o líquido necessita receber 40 calorias para aumentar sua temperatura em 1 o C. 7. Alternativa D Para determinação do calor latente de fusão (Lfusão), precisamos observar, no gráfico, o intervalo em que não ocorre variação da temperatura. Observe a interpretação a seguir: 16

17 ( o C) Ocorre variação da temperatura Não ocorre variação da temperatura Ocorre variação da temperatura Q (cal) Portanto, no intervalo em que a temperatura permanece constante, todo o calor recebido pela amostra de 100 g é utilizado para sua mudança de fase. A quantidade de calor recebida (ou cedida), nessa situação, é determinada através da expressão Q = m.l. Na situação apresentada no gráfico, ao atingir o valor de 600 calorias recebidas, a amostra de 100 g, inicia o processo de mudança de fase até chegar ao valor de calorias recebidas. Nesse intervalo ela recebeu = 600 calorias. Com estas informações, podemos determinar seu calor latente de fusão (Lfusão) através da expressão: Q = m.l. Onde Q = 600 cal m = 100 g Teremos Q = m.l 600 = 100.L L = 600/100 L = 6 cal/g 17