Massa Atômica Massa Molecular Mol Massa Molar Prof. Esp. Richard Pimenta

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1 Questão 1. Unesp 2011 (Fase 2) Massa Atômica Massa Molecular Mol Massa Molar Um paciente infectado com vírus de um tipo de herpes toma, a cada 12 horas, 1 comprimido de um medicamento que contém 125mg do componente ativo penciclovir. Dados: Massa Molar (g.mol -1 ): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. Constante de Avogrado: N = 6, mol -1. Dê a fórmula molecular e a massa do penciclovir e calcule o número de moléculas desse componente que o paciente ingere por dia. Questão 2. Unicamp 2005 (Fase 2) Desde os primórdios, o ser humano desejou voar. Aquela facilidade com que as aves singravam pelos ares despertava-lhes a ânsia de se elevar como elas pelos céus. Muito recentemente esse desejo foi realizado e até superado. Não só o ser humano voa, de certo modo imitando os pássaros, como vai além da atmosfera do planeta, coisa que os pássaros não fazem. Algumas naves espaciais são equipadas com três tanques cilíndricos. Dois referentes ao hidrogênio e um ao oxigênio, líquidos. A energia necessária para elevar uma nave é obtida pela reação entre esses dois elementos. Nas condições do vôo, considere as seguintes densidades dos dois líquidos: hidrogênio 0,071g.cm -3 e oxigênio 1,14g.cm -3. a) Se o volume total de hidrogênio nos dois tanques é de 1, litros,qual deve ser a capacidade mínima, em litros, do tanque de oxigênio para que se mantenha a relação estequiométrica na reação entre ambos? b) Nas condições restritas das questões 3 e 5, em que situação há liberação de maior quantidade de energia: no desastre do Hindemburg ou no vôo da nave espacial? Justifique. Questão 3. Unicamp 2007 (Fase 2) Um artigo publicado no The Agronomy Journal de 2006 trata de um estudo relacionado à fixação de nitrogênio por uma planta forrageira que se desenvolve bem em um solo ácido. Essa planta tem crescimento limitado pela baixa fixação de nitrogênio. O objetivo central do trabalho era verificar como uma cultura de alfafa, cultivada junto à forrageira citada, poderia melhorar o crescimento da forrageira, aumentando a fixação de nitrogênio. Relata o artigo que o terreno a ser adubado foi subdividido em cinco partes. Cada parte foi adubada com as seguintes quantidades fixas de nitrato de amônio, a cada vez: 0; 28; 56; 84; 112kg/ha. As adubações foram repetidas por 15 vezes em períodos regulares, iniciando-se no começo de 1994 e encerrando-se no final de Para monitorar a fixação de nitrogênio, os pesquisadores adicionaram uma pequeníssima quantidade conhecida de nitrato de amônio marcado ( 15 NH 4 15 NO 3 ) ao nitrato de amônio comercial a ser aplicado na plantação. a) Do ponto de vista da representação química, o que significa o sobrescrito 15 junto ao símbolo N? b) Suponha duas amostras de mesma massa, uma de 15 NH 4 15 NO 3 e a outra de NH 4 NO 3. A quantidade de nitrogênio (em mol) na amostra de NH 4 NO 3 é maior, igual ou menor do que na amostra 15 NH 4 15 NO 3? Justifique sua resposta. c) Considere que na aplicação regular de 28kg/ha não sobrou nem adubo para as plantas. Determine em mol/ha, que quantidade desse adubo foi aplicada em excesso na parte que recebeu 112kg/ha, ao final do primeiro ano de estudo. 1

2 Questão 4. Unicamp 2007 (Fase 2) EXERCICIOS DE TERMOQUÍMICA (Energia de reação) Quando se utiliza um biossistema integrado numa propriedade agrícola, a biodigestão é um dos processos essenciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque, protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica dos efluentes, principalmente fezes animais e humanas, é metabolizada por bactérias. Um dos subprodutos obtidos nesse processo é o gás metano, que pode ser utilizado na obtenção de energia em queimadores. A parte sólida e liquida que sobra é transformada em fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tratamento dos efluentes e ainda se obtém subprodutos com valor agregado. a) Sabe-se que a entalpia molar de combustão do metano é de 803kJ/mol; que a entalpia molar de formação desse mesmo gás é de 75kJ/mol; que a entalpia molar de formação do CO 2 é de 394kJ/mol. A partir dessas informações, calcule a entalpia molar de formação da água nessas mesmas condições. No aparelho digestório de um ruminante ocorre o processo de fermentação de hexoses, semelhantes ao que ocorre nos biodigestores. A equação abaixo tem sido utilizada para representar essa fermentação: 58 C 6 H 12 O 6 59 CH 3 COOH + 24 CH 3 CH 2 COOH + 15 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 62,5 CO ,5 CH H 2 O b) Considere a seguinte afirmação: o processo de fermentação digestiva de ruminantes contribui para o aquecimento global. Você concorda? Responda SIM ou NÃO e explique sua resposta. c) Qual seria o número de mols de gás metano produzida na fermentação de 5,8 quilogramas de hexose ingeridos por um minuto? Questão 5. Unicamp 2008 (Fase 1) O texto 9 da coletânea mostra a grande controvérsia mundial a respeito das medidas a serem adotadas na redução de danos à saúde. O uso de drogas injetáveis é o principal alvo dos programas governamentais. Entretanto, o consumo de drogas de qualquer natureza é uma questão de saúde pública. Orgânica e fisicamente, sob o efeito do ecstasy (C 11 H 15 O 2 N), por exemplo, o indivíduo sente seu corpo energizado pelo aumento do metabolismo, o que pode elevar sua temperatura corporal a até incríveis 6 C acima da temperatura normal (hipertermia), além de estimular uma atividade física intensa e a ingestão de grandes quantidades de água. Essa ingestão excessiva de água pode provocar a deficiência de sódio no organismo (hiponatremia), um processo, algumas vezes, letal. Pesquisas recentes com macacos mostraram que a ingestão de uma dose de 22mg de ecstasy por kg de massa corpórea mataria 50% dos indivíduos (LD 50 ). Isso, entretanto, não significa que um indivíduo, necessariamente morreria ao consumir o equivalente à sua LD 50. Tampouco garante que não venha a morrer com apenas um comprimido de ecstasy ou menos. a) A ingestão de água pode contornar algum dos problemas relativos ao uso de ecstasy? Justifique. b) Considerando que um comprimido de ecstay contenha, em média, mol da droga, qual seria, aproximadamente, a LD 50 (em comprimidos) relativa a uma pessoa que pesa 56kg? Dados: considere válida a LD 50 dada no enunciado para o ser humano, massas molares em g.mol -1 : C = 12, H = 1, O = 16 e N = 14. Questão 6. Unicamp 2008 (Fase 2) EXERCICIOS DE GASES IDEIAS (Equação de Estado) Após a limpeza do banheiro, Rango foi à sala e removeu todos os móveis e, de tão feliz e apaixonado, começou a cantarolar: Beijando teus lindos cabelos, Que a neve do tempo marcou... Estavas vestida de noiva, sorrindo e querendo chorar... De repente, volta à realidade lembrando que tinha que limpar aquela sala de 50m 2 e de 3m de 2

3 altura, antes que Dina voltasse. Hoje AA temperatura está em 32 C e a pressão atmosférica na sala deve ser, aproximadamente, 4 vezes maior o valor da minha pressão arterial sistólica (180mmHg ou aproximadamente 21000Pa), sem medição. Ah se eu fosse tão leve quanto o ar dessa sala!, pensava Rango... a) Se o ar se comporta como um gás ideal, quantos mols dessa mistura gasosa devem estar presentes aqui na sala?. b) Se a minha massa corpórea é de 120kg, e eu acho que estou fora do peso ideal, então, se eu tivesse a mesma massa que o ar dessa sala, eu estaria melhor? Por quê?. Dados: constante dos gases = 8,314Pa.m 3.mol -1.K -1, T/K = t/ C; o ar é composto de, aproximadamente, 78% em mol de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1,0% de argônio. Questão 7. Unicamp 2008 (Fase 2) Especialmente para as crianças, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhaço e um mágico. Como Rango também tinha problemas com açúcar, algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianças logo berrou: Tio Rango, essa pipoca tá com pouco açúcar! Aquela observação irritou Rango, que ficou ali pensando... a) Coloquei duas xícaras de milho na panela e, depois que ele estourou, juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar, quantas moléculas de sacarose (C 12 H 22 O 11 ) eu usei em uma panelada?. b) Eu também sei que parte desse açúcar, após caramelizar, se decompõe em água e carbono. Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?. Dado: Constante de Avogadro = 6, mol -1. Questão 8. Unicamp 2009 (Fase 2) Enquanto o jamaicano Usain Bolt utilizava suas reservas de PCr e ATP para passear nos 100m e 200m, o queniano Samuel Kamau Wansiru utilizava suas fontes de carboidratos e gorduras para vencer a maratona. A estequiometria do metabolismo completo de carboidratos pode ser representada por 1CH 2 O:1O 2, e a de gorduras por 1CH 2 :1,5O 2. O gráfico 1 mostra, hipoteticamente, o consumo percentual em massa dessas fontes em função do tempo de prova para esse atleta, até os 90 minutos de prova. O gráfico 2 mostra a porcentagem de energia de cada fonte em função da %VO 2 máxima. 3

4 a) Considere que, entre os minutos 60 e 61 da prova, Samuel Kamau tenha consumido uma massa de 2,20 gramas, somando-se carboidratos e gorduras. Quantos mols de gás oxigênio ele teria utilizado nesse intervalo de tempo? b) Suponha que aos 90 minutos de prova Samuel Kamau estivesse correndo a 75% de seu VO 2 máximo e que, ao tentar uma fuga, passasse a utilizar 85% de seu VO 2 máximo. Quais curvas (1, 2, 3, 4, 5, 6) melhor representariam as porcentagens em massa de carboidratos e gorduras utilizadas, a partir desse momento? Justifique. Observações não necessárias à resolução : 1 VO 2 máximo é um parâmetro que expressa o volume máximo de oxigênio consumido por quilograma de massa corporal do atleta por minuto sob determinada condição bioquímica. 2 Samuel Kamau não tentou a aludida fuga aos 90 minutos de prova. 3 Os gráficos são ilustrativos. Questão 9. Unicamp 2010 (Fase 2) EXERCICIO DE POLIMEROS (Química Orgânica) Marcas Esmaecidas Gel feito de látex natural é a mais recente promessa para combater rugas. Um teste preliminar realizado com 60 mulheres de idade próximas a 50 anos indicou uma redução de 80% das rugas na região da testa e dos olhos, após quase um mês de uso diário de um gel anti-rugas feito de látex da seringueira. Esses dados são parte de uma reportagem sobre farmacologia, divulgada pela revista n 157. a) O látex natural, a que se refere o texto, é uma dispersão coloidal de partículas de polímeros que, após coagulação, leva a formação da borracha natural. A partir da estrutura dos monômeros fornecidos no espaço de resposta, represente dois polímeros do látex, usando 4 monômeros em cada representação. b) Calcule a massa molar (g.mol -1 ) de um látex cuja cadeia polimérica, para efeito de cálculo, é constituída por unidades de monômero. Questão 10. Unicamp 2010 (Fase 2) Uma equipe do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) propõe um sistema de captação de gás metano nos reservatórios de usinas hidrelétricas localizadas na bacia do rio Amazonas (essa proposta está esquematicamente representada na figura abaixo): O primeiro passo é a colocação de uma membrana (1) para impedir que as turbinas (2) das hidrelétricas suguem águas ricas em metano. Essa membrana seria fixada a bóias (3) na superfície e ancorada no fundo por pesos e, assim, a água que entraria nas turbinas viria de camadas superficiais de represa, com menor concentração de metano. Um sistema de dutos de captação (4) coletaria a água rica em metano no fundo da represa e a levaria para a extração do gás em um sistema (5) de vaporização. O metano poderia ser queimado em uma termelétrica (6), gerando energia limpa e redução de uma fonte do aquecimento global. Adaptado da Revista n 138. a) Considerando o texto e a figura abaixo, escreva o respectivo número em cada um dos círculos da figura, e explique por que a concentração de metano é maior na região sugerida pelos pesquisadores. 4

5 b) O texto afirma que a queima do metano na termelétrica gera energia e leva a uma redução do aquecimento global. Nesse contexto, escreva a equação química da combustão do gás metano. Explique como essa combustão leva a uma redução do aquecimento global, tendo como base a equação química e o conhecimento químico. Questão 11. Unicamp 2010 (Fase 2) A revista n 126 veiculou uma noticia sobre uma maquina de lavar que deixa as roupas limpas sem a necessidade de usar produtos alvejantes e elimina praticamente todas as bactérias dos tecidos. O segredo do equipamento é a injeção de íons prata durante a operação de lavagem. A corrente elétrica passa por duas chapas de prata, do tamanho de uma goma de mascar, gerando íons prata, que são lançados na água durante os ciclos de limpeza. a) No seu site, o fabricante informa que a máquina de lavar fornece 100 quadrilhões ( ) de íons prata a cada lavagem. Considerando que a maquina seja utilizada 3 vezes por semana, quantos gramas de prata são lançados no ambiente em um ano (52 semanas)? b) Considere que a liberação de íons Ag + em função do tempo se dá de acordo com o gráfico abaixo. Calcule a corrente em amperes (C/s) em que a máquina está operando na liberação dos íons. Mostre seu raciocínio. Dado: F = C.mol -1, constante de Avogadro = 6, mol -1. 5