Questões de Química - FUVEST 2020 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) As concentraes de alguns ons em amostras de gua esto representadas nos grficos a seguir. A origem de cada amostra (1, 2 e 3) foi omitida, mas pode corresponder a: amostra de gua do mar; amostra de gua de chuva numa regio costeira; amostra de gua doce de rio. a) O bicarbonato na gua pode vir de diferentes fontes. Cite uma fonte de bicarbonato comum s trs amostras. b) Preencha a tabela da folha de respostas com a correspondncia entre as amostras 1, 2 e 3 e o ambiente em que foram coletadas. esperado que a concentrao de ons cloreto na gua coletada da chuva em um ambiente continental seja igual, maior ou menor de ambientes costeiros (ambos sem poluio)? Justifique sua resposta.

(FUVEST - 2020) Em Xangai, uma loja especializada em caf oferece uma opo diferente para adoar a bebida. A chamada sweet little rain consiste em uma xcara de caf sobre a qual pendurado um algodo‐doce, material rico em sacarose, o que passa a impresso de existir uma nuvem pairando sobre o caf, conforme ilustrado na imagem. Disponvel em https://www.boredpanda.com/. O caf quente ento adicionado na xcara e, passado um tempo, gotculas comeam a pingar sobre a bebida, simulando uma chuva doce e reconfortante. A adio de caf quente inicia o processo descrito, pois

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) O experimento conhecido como chuva de ouro consiste na recristalizao, temperatura ambiente, de iodeto de chumbo (). A formao desse sal pode ocorrer a partir da mistura entre nitrato de chumbo () e iodeto de potssio (). Outro produto dessa reao o nitrato de potssio () em soluo aquosa. Tanto o quanto o so sais brancos solveis em gua temperatura ambiente, enquanto o um sal amarelo intenso e pouco solvel nessa temperatura, precipitando como uma chuva dourada. Em um laboratrio, o mesmo experimento foi realizado em dois frascos. Em ambos, 100 mL de soluo 0,1 de e 100 mL de soluo 0,2 de foram misturados. Ao primeiro frasco foi tambm adicionado 20 mL de gua destilada, enquanto ao segundo frasco foi adicionado 20 mL de soluo 0,1 de iodeto de sdio (). A tabela a seguir apresenta os dados de solubilidade dos produtos da reao em diferentes temperaturas. Responda aos itens a seguir considerando os dados do enunciado e o equilbrio qumico de solubilidade do iodeto de chumbo: (s) ⇌ (aq) + (aq) a) Indique se o procedimento do segundo frasco favorece ou inibe a formao de mais slido amarelo. b) Para separar o precipitado da soluo do primeiro frasco e obter o slido e seco, foi recomendado que, aps a precipitao, fosse realizada uma filtrao em funil com papel de filtro, seguida de lavagem do precipitado com gua para se retirar o formado e, na sequncia, esse precipitado fosse colocado para secar. Nesse caso, para se obter a maior quantidade do , mais recomendado o uso de gua fria (4 C) ou quente (80 C)? Justifique. c) Encontre a constante do produto de solubilidade () do iodeto de chumbo a 32 C.

(FUVEST - 2020) Equipamentos domsticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de gua gerado por um sistema de resistncias eltricas a partir de gua lquida. Um equipamento com potncia nominal de 1.600 W foi utilizado para passar roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de gua. Em relao ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia utilizado apenas para vaporizar a gua, aps ela j ter atingido a temperatura de ebulio, equivale a, aproximadamente, Adote: Entalpia de vaporizao da gua a 100C =40KJ/mol Massa molar da gua = 18g/mol Densidade da gua 1g/ml

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) O mdico Hans Krebs e o qumico Feodor Lynen foram laureados com o Prmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1953 e 1964, respectivamente, por suas contribuies ao esclarecimento do mecanismo do catabolismo de acares e lipdios, que foi essencial compreenso da obesidade. Ambos lanaram mo de reaes clssicas da Qumica Orgnica, representadas de forma simplificada pelo esquema que mostra a converso de uma cadeia saturada em uma cetona, em que cada etapa catalisada por uma enzima (E) especfica: a) Complete, no espao determinado na folha de respostas, a frmula estrutural do produto (IV) formado pela oxidao do lcool representado na estrutura (III). b) Identifique pelo nmero qual das espcies (I, II ou III) possui isomeria geomtrica (cis ‐ trans) e desenhe os ismeros. c) Se R1 e R2 forem cadeias carbnicas curtas, os compostos representados por (III) sero bastante solveis em gua, enquanto que, se R1 e/ou R2 forem cadeias carbnicas longas, os compostos representados por (III) sero pouco solveis ou insolveis em gua. Por outro lado, os compostos representados por (I) e (II) sero pouco solveis ou insolveis em gua independentemente do tamanho das cadeias. Explique a diferena do comportamento observado entre as espcies(I) e (II) e a espcie (III). Note e adote: Considere R1 e R2 como cadeias carbnicas saturadas diferentes, contendo apenas tomos de carbono e hidrognio.

(FUVEST - 2020) Pesquisadores(...) conseguiram controlar reaes qumicas de um modo inovador. Usaram feixes de laser para promover um esbarro entre dois tomos e uni‐los, criando uma molcula. Utilizando pinas pticas (feixes de laser altamente focados capazes de aprisionar objetos microscpicos), os pesquisadores empurraram um tomo do elemento qumico csio (Cs) contra um tomo de sdio (Na) at que colidissem. Um terceiro laser foi lanado sobre ambos, fornecendo energia extra para criar a molcula NaCs. Na natureza, as molculas formam‐se a partir da interao de tomos por acaso. Por suas caractersticas qumicas, csio e sdio jamais originariam uma molcula espontaneamente. (...) Molcula criada em laboratrio. Disponvel em http://revistapesquisa.fapesp.br/. Adaptado. Com base nas informaes do texto e em seus conhecimentos, correto afirmar que

(FUVEST - 2020) Ao se preparar molho de tomate (considere apenas a fervura de tomate batido com gua e azeite), possvel observar que a frao aquosa (fase inferior) fica vermelha logo no incio e a frao oleosa (fase superior), inicialmente com a cor caracterstica do azeite, comea a ficar avermelhada conforme o preparo do molho. Por outro lado, ao se preparar uma sopa de beterraba (considere apenas a fervura de beterraba batida com gua e azeite), a frao aquosa (fase inferior) fica com a cor rosada e a frao oleosa (fase superior) permanece com sua colorao tpica durante todo o processo, no tendo sua cor alterada. Considerando as informaes apresentadas no texto e no quadro, a principal razo para a diferena de colorao descrita que a frao oleosa

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) O ltio foi identificado no sculo XIX a partir das observaes do naturalista e estadista brasileiro Jos Bonifcio de Andrada e Silva. Em 2019, esse elemento ganhou destaque devido ao Prmio Nobel de Qumica, entregue aos pesquisadores John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino pelas pesquisas que resultaram na bateria recarregvel de on ltio.Durante o desenvolvimento dessa bateria, foi utilizado um eletrodo de (s) (semirreao I) em conjunto com um eletrodo de ltio metlico intercalado em grafita ((s)) (semirreao II) ou um eletrodo de ltio metlico ((s)) (semirreao III). (I) (s) + + (aq) + (s) E = + 1,00 V (II) (aq) + (s) + (s) E =‐2,84 V (III) (aq) + (s) E=‐3,04 V Considerando essas semirreaes: a) Escreva a reao global da bateria que utiliza o ltio metlico como um dos eletrodos. b) Indique qual dos dois materiais, ltio metlico ou ltio metlico intercalado em grafita, ser um agente redutor mais forte. Justifique com os valores de potencial de reduo padro. Em 1800, Jos Bonifcio descobriu o mineral petalita, de frmula (na qual X um metal alcalino). Em 1817, ao assumir que X = , o qumico sueco Johan Arfwedson observou que a petalita apresentaria uma porcentagem de metal alcalino superior ao determinado experimentalmente. Ao no encontrar outros substitutos conhecidos que explicassem essa incongruncia, ele percebeu que estava diante de um novo elemento qumico, o Ltio (). c) Explique, mostrando os clculos, como a observao feita por Arfwedson permitiu descobrir que o elemento novo era o Ltio. Note e adote: Massas molares (): Li = 7; O = 16; Na = 23; Al = 27; Si = 28. % em massa de Al na petalita: 8,8%.

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) Arla 32 uma soluo de aproximadamente 32 g de ureia (H2NCONH2) em 100 mL de gua utilizada em veculos a diesel para diminuir as emisses de xidos de nitrognio (NO e NO2), que podem causar problemas ambientais quando em excesso na atmosfera. A soluo de Arla, ao ser adicionada aos gases de escape do motor, em alta temperatura, forma amnia (reao I). Em uma segunda etapa, a amnia formada reage com NO2 e gera gs nitrognio e gua (reao II). a) Escreva a frmula de Lewis da ureia. b) Calcule quantos litros de soluo de Arla 32 so necessrios para consumir todo o NO2 produzido em uma viagem de 100 km, considerando que a quantidade de NO2 formado por esse veculo de 460 mg por km rodado. Indique os clculos. c) Considerando que a reao entre NH3 e NO forma os mesmos produtos que a reao II, o volume gasto de Arla 32 para consumir o NO seria menor, igual ou maior ao usado para consumir uma mesma quantidade em mol de NO2? Justifique mostrando a reao entre NH3 e NO. Note e adote: Considerar todas as reaes com 100% de rendimento. Massas molares: ureia = 60 g.mol-1; NO2 = 46 g.mol-1 Distribuio eletrnica: H: 1s1; C: 1s2 2s2 2p2 ; N: 1s2 2s2 2p3 ; O: 1s2 2s2 2p4

(FUVEST - 2020) Numa determinada condio experimental e com o catalisador adequado, ocorre uma reao, conforme representada no grfico, que relaciona porcentagem do composto pelo tempo de reao. Uma representao adequada para esse processo :

(FUVEST - 2020) Os chamados remdios homeopticos so produzidos seguindo a farmacotcnica homeoptica, que se baseia em diluies sequenciais de determinados compostos naturais. A dosagem utilizada desses produtos da ordem de poucos mL. Uma das tcnicas de diluio homeoptica chamada de diluio centesimal (CH), ou seja, uma parte da soluo diluda em 99 partes de solvente e a soluo resultante homogeneizada (ver esquema). Alguns desses produtos homeopticos so pro‐ duzidos com at 200 diluies centesimais sequenciais (200CH). Considerando uma soluo de partida de 100 mL com concentrao 1 mol/L de princpio ativo, a partir de qual diluio centesimal a soluo passa a no ter, em mdia, nem mesmo uma molcula do princpio ativo?

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) Muitos metais () em gua, dependendo do pH da soluo, formam hidrxidos () insolveis. Esse comportamento pode ser descrito pela equao (I), que relaciona o valor de pH com o logaritmo da concentrao do metal (log []), para uma dada temperatura, em que a constante do produto de solubilidade do hidrxido do metal. Equao (I):log[] = log () +14n - n (pH) O comportamento da equao (I) representado no grfico, no qual as linhas mostram o valor de pH e log [] em que se inicia a precipitao de cada um dos metais. Em condies mais alcalinas do que a apresentada na linha de cada metal, ser observada a espcie insolvel como hidrxido e, em condies mais cidas do que a apresentada na linha, ser observada a espcie em sua forma solvel. a) Pinte, no grfico da folha de respostas, a regio onde o se encontra na forma solvel e o se encontra na forma de insolvel. b) As linhas que representam e possuem a mesma inclinao, mas diferem da inclinao daslinhas que representam e , que possuem a mesma inclinao entre si. Indique a carga n de e justifique com base na equao (I). c) Indique qual das espcies tem maior valor de : ou . Justifique com base nas informaes dadas

(FUVEST - 2020) O gs hlio disponvel comercialmente pode ser gerado pelo decaimento radioativo, sobretudo do urnio, conforme esquematizado pela srie de decaimento. Desde a formao da Terra, h 4,5 bilhes de anos, apenas metade do 238U decaiu para a formao de He. Com base nessas informaes e em seus conhecimentos, correto afirmar:

(FUVEST - 2020) Os movimentos das molculas antes e depois de uma reao qumica obedecem aos princpios fsicos de colises. Para tanto, cada tomo representado como um corpo pontual com uma certa massa, ocupando uma posio no espao e com uma determinada velocidade (representada na forma vetorial). Costumeiramente, os corpos pontuais so representados como esferas com dimetros proporcionais massa atmica. As colises ocorrem conservando a quantidade de movimento. Considerando um referencial no qual as molculas neutras encontram‐se paradas antes e aps a coliso, a alternativa que melhor representa o arranjo de ons e molculas instantes antes e instantes depois de uma coliso que leva reao F + H3CCl CH3F + Cl

(FUVEST - 2020) Quando o nosso corpo lesionado por uma pancada, logo se cria um hematoma que, ao longo do tempo, muda de cor. Inicialmente, o hematoma torna‐se avermelhado pelo acmulo de hemoglobina. Em seguida, surge uma colorao azulada, decorrente da perda do O2 ligado ao Fe do grupo heme. Essa colorao torna‐se, ento, esverdeada (biliverdina) e, aps isso, surge um tom amarelado na pele (bilirrubina). Essa sequncia de cores ocorre pela transformao do grupo heme da hemoglobina, como representado a seguir: Com base nas informaes e nas representaes, correto afirmar: