Questões de Química - FUVEST 2017 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2017) Um estudante realizou em laboratrio a reao de hidrlise do cloreto de terc-butila ((CH3)3CCl) para produzir terc-butanol. Para tal, fez o seguinte procedimento: adicionou 1 mL do cloreto de terc-butila a uma soluo contendo 60 % de acetona e 40 % de gua, em volume. Acrescentou, ainda, algumas gotas de indicador universal (mistura de indicadores cido-base). Ao longo da reao, o estudante observou a mudana de cor: inicialmente a soluo estava esverdeada, tornou se amarela e, finalmente, laranja. a) Complete, na pgina de respostas, a equao qumica que representa a reao de hidrlise do cloreto de terc-butila. b) Explique por que a cor da soluo se altera ao longo da reao. O estudante repetiu a reao de hidrlise nas mesmas condies experimentais anteriormente empregadas, exceto quanto composio do solvente. Nesse novo experimento, o cloreto de terc-butila foi solubilizado em uma mistura contendo 70 % de acetona e 30 % de gua, em volume. Verificou que, para atingir a mesma colorao laranja observada anteriormente, foi necessrio um tempo maior. c) Explique por que a mudana da composio do solvente afetou o tempo de reao.

(FUVEST - 2017) Para estudar a velocidade da reao entre carbonato de cobre (CuCO3) e cido ntrico (HNO3), foram feitos trs experimentos, em que o volume de dixido de carbono (CO2) produzido foi medido em vrios intervalos de tempo. A tabela apresenta as condies em que foram realizados esses experimentos. Nos trs experimentos, foram utilizadas massas idnticas de carbonato de cobre e a temperatura foi mantida constante durante o tempo em que as reaes foram acompanhadas. Os dados obtidos nos trs experimentos foram representados em um grfico de volume de CO2em funo do tempo de reao. Esse grfico est apresentado a seguir. a) Escreva a equao qumica balanceada que representa a reao que ocorreu entre o carbonato de cobre e o cido ntrico b) Com base nas condies empregadas em cada experimento, complete a legenda do grfico, na pgina de respostas, com o nmero do experimento. Considere irrelevante a perda de volume de CO2coletado devido dissoluo na soluo. Justifique suas resposta c) Nos trs experimentos, o mesmo reagente estava em excesso. Qual esse reagente? Explique

(FUVEST - 2017) O Brasil produziu, em 2014, 14 milhes de toneladas de minrio de nquel. Apenas uma parte desse minrio processada para a obteno de nquel puro. Uma das etapas do processo de obteno do nquel puro consiste no aquecimento, em presena de ar, do sulfeto de nquel (), contido no minrio, formando xido de nquel (NiO) e dixido de enxofre (). O xido de nquel , ento, aquecido com carvo, em um forno, obtendo-se o nquel metlico. Nessa ltima etapa, forma se, tambm, dixido de carbono (). a) Considere que apenas 30 % de todo o minrio produzido em 2014 foram destinados ao processo de obteno de nquel puro e que, nesse processo, a massa de nquel puro obtida correspondeu a 1,4 % da massa de minrio utilizada. Calcule a massa mnima de carvo, em quilogramas, que foi necessria para a obteno dessa quantidade de nquel puro b) Cada um dos gases produzidos nessas etapas de obteno do nquel puro causa um tipo de dano ambiental. Explique esse fato para cada um desses gases.

(FUVEST - 2017) Uma das formas de se medir temperaturas em fase gasosa por meio de reaes com constantes de equilbrio muito bem conhecidas, chamadas de reaes-termmetro. Uma dessas reaes, que ocorre entre o nion tiofenolato e o 2,2,2-trifluoroetanol, est representada pela equao qumica Para essa reao, foram determinados os valores da constante de equilbrio em duas temperaturas distintas. a) Essa reao exotrmica ou endotrmica? Explique, utilizando os dados de constante de equilbrio apresentados. b) Explique por que, no produto dessa reao, h uma forte interao entre o tomo de hidrognio do lcool e o tomo de enxofre do nion.

(FUVEST - 2017) Os pneus das aeronaves devem ser capazes de resistir a impactos muito intensos no pouso e bruscas alteraes de temperatura. Esses pneus so constitudos de uma cmara de borracha reforada, preenchida com o gs nitrognio (N2) a uma presso tpica de 30 atm a 27 o C. Para a confeco dessa cmara, utiliza-se borracha natural modificada, que consiste principalmente do poliisopreno, mostrado a seguir: Em um avio, a temperatura dos pneus, recolhidos na fuselagem, era -13C durante o voo. Prximo ao pouso, a temperatura desses pneus passou a ser 27C, mas seu volume interno no variou. a) Qual a presso interna de um dos pneus durante o voo? Mostre os clculos. b) Qual o volume interno desse mesmo pneu, em litros, dado que foram utilizados 14 kg de N2para ench-lo? Mostre os clculos. c) Escreva a frmula estrutural do monmero do poli-isopreno.

(FUVEST - 2017) Muitos medicamentos analgsicos contm, em sua formulao, o cido acetilsaliclico, que considerado um cido fraco (constante de ionizao do cido acetilsaliclico = 3,2 x 10-4). A absoro desse medicamento no estmago do organismo humano ocorre com o cido acetilsaliclico em sua forma no ionizada. a) Escreva a equao qumica que representa a ionizao do cido acetilsaliclico em meio aquoso, utilizando frmulas estruturais. b) Escreva a expresso da constante de equilbrio para a ionizao do cido acetilsaliclico. Para isto, utilize o smbolo AA para a forma no ionizada e o smbolo AA-para a forma ionizada. c) Considere um comprimido de aspirina contendo 540 mg de cido acetilsaliclico, totalmente dissolvido em gua, sendo o volume da soluo 1,5 L. Calcule a concentrao, em mol/L, dos ons H+nessa soluo. Em seus clculos, considere que a variao na concentrao inicial do frmaco, devido sua ionizao, desprezvel. d) No pH do suco gstrico, a absoro do frmaco ser eficiente? Justifique sua resposta.

(FUVEST- 2017)Segundo relatrio do Painel Intergovernamental de Mudanas Climticas (IPCC), inmeras gigatoneladas de gases do efeito estufa de origem antropognica (oriundos de atividades humanas) vm sendo lanadas na atmosfera h sculos. A figura mostra as emisses em 2010 por setor econmico. Com base na figura e em seus conhecimentos, aponte a afirmao correta.

(FUVEST - 2017) Uma quantidade fixa de um gs ideal mantida a temperatura constante, e seu volume varia com o tempo de acordo com a seguinte frmula: V(t) = log2 (5 + 2 sen(t)), 0 t 2, em que t medido em horas e V(t) medido em m3. A presso mxima do gs no intervalo de tempo [0,2] ocorre no instante:

(FUVEST - 2017)A hemoglobina (Hb) a protena responsvel pelo transporte de oxignio. Nesse processo, a hemoglobina se transforma em oxihemoglobina (Hb(O2)n). Nos fetos, h um tipo de hemoglobina diferente da do adulto, chamada de hemoglobina fetal. O transporte de oxignio pode ser representado pelo seguinte equilbrio: em que Hb representa tanto a hemoglobina do adulto quanto a hemoglobina fetal. A figura mostra a porcentagem de saturao de Hb por O2 em funo da presso parcial de oxignio no sangue humano, em determinado pH e em determinada temperatura. A porcentagem de saturao pode ser entendida como: Com base nessas informaes, um estudante fez as seguintes afirmaes: Para uma presso parcial de O2 de 30 mmHg, a hemoglobina fetal transporta mais oxignio do que a hemoglobina do adulto. Considerando o equilbrio de transporte de oxignio, no caso de um adulto viajar do litoral para um local de grande altitude, a concentrao de Hb em seu sangue dever aumentar, aps certo tempo, para que a concentrao de Hb(O2)n seja mantida. Nos adultos, a concentrao de hemoglobina associada a oxignio menor no pulmo do que nos tecidos. correto apenas o que o estudante afirmou em

(FUVEST- 2017) Para aumentar o grau de conforto do motorista e contribuir para a segurana em dias chuvosos, alguns materiais podem ser aplicados no para-brisa do veculo, formando uma pelcula que repele a gua. Nesse tratamento, ocorre uma transformao na superfcie do vidro, a qual pode ser representada pela seguinte equao qumica no balanceada: Das alternativas apresentadas, a que representa o melhor material a ser aplicado ao vidro, de forma a evitar o acmulo de gua, :

(FUVEST- 2017) Sob certas condies, tanto o gs flor quanto o gs cloro podem reagir com hidrognio gasoso, formando, respectivamente, os haletos de hidrognio HF e HC , gasosos.Pode-se estimar a variao de entalpia (H)de cada uma dessas reaes, utilizando-se dados de energia de ligao. A tabela apresenta os valores de energia de ligao dos reagentes e produtos dessas reaes a 25 C e 1atm. Com base nesses dados, um estudante calculou a variao de entalpia (H) de cada uma das reaes e concluiu, corretamente, que, nas condies empregadas,

(FUVEST- 2017)No preparo de certas massas culinrias, como pes, comum adicionar-se um fermento que, dependendo da receita, pode ser o qumico, composto principalmente por hidrogenocarbonato de sdio (NaHCO3), ou o fermento biolgico, formado por leveduras. Os fermentos adicionados, sob certas condies, so responsveis pela produo de dixido de carbono, o que auxilia a massa a crescer. Para explicar a produo de dixido de carbono, as seguintes afirmaes foram feitas. Tanto o fermento qumico quanto o biolgico reagem com os carboidratos presentes na massa culinria, sendo o dixido de carbono um dos produtos dessa reao. O hidrogenocarbonato de sdio, presente no fermento qumico, pode se decompor com o aquecimento, ocorrendo a formao de carbonato de sdio (Na2CO3), gua e dixido de carbono. As leveduras, que formam o fermento biolgico, metabolizam os carboidratos presentes na massa culinria, produzindo, entre outras substncias, o dixido de carbono. Para que ambos os fermentos produzam dixido de carbono, necessrio que a massa culinria seja aquecida a temperaturas altas (cerca de 200C), alcanadas nos fornos domsticos e industriais. Dessas afirmaes, as que explicam corretamente a produo de dixido de carbono pela adio de fermento massa culinria so, apenas,

(FUVEST- 2017) Um estudante realizou um experimento para avaliar a reatividade dos metais Pb, Zn e Fe. Para isso, mergulhou, em separado, uma pequena placa de cada um desses metais em cada uma das solues aquosas dos nitratos de chumbo, de zinco e de ferro. Com suas observaes, elaborou a seguinte tabela, em que (sim) significa formao de slido sobre a placa e (no) significa nenhuma evidncia dessa formao: A seguir, montou trs diferentes pilhas galvnicas, conforme esquematizado. Nessas trs montagens, o contedo do bquer I era uma soluo aquosa de CuSO4 de mesma concentrao, e essa soluo era renovada na construo de cada pilha. O eletrodo onde ocorria a reduo (ganho de eltrons) era o formado pela placa de cobre mergulhada em CuSO4 (aq). Em cada uma das trs pilhas, o estudante utilizou, no bquer II, uma placa de um dos metais X (Pb, Zn ou Fe), mergulhada na soluo aquosa de seu respectivo nitrato. O estudante mediu a fora eletromotriz das pilhas, obtendo os valores: 0,44 V; 0,75 V e 1,07 V. A atribuio correta desses valores de fora eletromotriz a cada uma das pilhas, de acordo com a reatividade dos metais testados, deve ser:

(FUVEST- 2017)Clulas a combustvel so opes viveis para gerar energia eltrica para motores e outros dispositivos. O esquema representa uma dessas clulas e as transformaes que nela ocorrem. A corrente eltrica (i), em ampre (coulomb por segundo), gerada por uma clula a combustvel que opera por 10 minutos e libera 4,80 kJ de energia durante esse perodo de tempo,

(FUVEST - 2017) O biogs, produzido por digesto anaerbia de resduos orgnicos, contm principalmente metano e dixido de carbono, alm de outros gases em pequenas quantidades, como o caso do sulfeto de hidrognio. Para que o biogs seja utilizado como combustvel, necessrio purificlo, aumentando o teor de metano e eliminando os demais componentes, que diminuem o seu poder calorfico e causam danos s tubulaes. Considere uma amostra de biogs cuja composio, em massa, seja 64,0 % de metano (CH4), 32,0 % de dixido de carbono (CO2) e 4,0 % de sulfeto de hidrognio (H2S). a) Calcule a energia liberada na combusto de um quilograma dessa amostra de biogs. b) Calcule o ganho de energia, por quilograma, se for utilizado biogs totalmente isento de impurezas, em lugar da amostra que contm os outros gases. c) Alm de aumentar o poder calorfico, a purificao do biogs representa uma diminuio do dano ambiental provocado pela combusto. Explique por qu. d) Em aterros sanitrios, ocorre a formao de biogs, que pode ser recolhido. Em um aterro sanitrio, tubos foram introduzidos para captao dos gases em duas diferentes profundidades, como mostrado na figura. Em qual dos tubos, A ou B, recolhido biogs com maior poder calorfico? Explique.