Questões de Química - FUVEST 2021 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2021) Aps os desastres nucleares em Hiroshima, Fukushima e Chernobyl, girassis foram plantados ao longo da regio afetada para que estes absorvessem elementos txicos do solo, incluindo istopos radioativos. Essa tcnica chamada de fitorremediao. Os resultados de um estudo realizado para avaliar a capacidade do girassol de absorver urnio do solo so mostrados na figura a seguir, que apresenta a massa total de urnio absorvida do solo por quilograma de girassol (razes e brotos), em funo do tempo desde o plantio. A concentrao inicial de U no solo era de 240 mg/kg, dos quais 1% correspondia ao 234U. a) Com base na figura, em qual semana aps o plantio os girassis (razes e brotos) deveriam ser colhidos para que a maior massa de urnio fosse retirada do ambiente de uma nica vez? b) correto afirmar que os istopos radioativos de urnio do solo contaminado, quando absorvidos pelos girassis, deixam de ser radioativos, de forma que os girassis possam ser comercializados com segurana? Justifique com base no tempo de meia-vida. c) Se a colheita for realizada na segunda semana aps o plantio, quantos quilogramas de girassol (razes e brotos) precisaro ser retirados de cada tonelada de solo para que a concentrao do 234U no solo seja reduzida para 0,6 mg/kg? Note e adote: Considere que no ocorreu separao isotpica na absoro do urnio pelas razes e brotos, ou seja, o percentual de 234U nesse material tambm de 1%. Meia vida do 234U = 240.000 anos

(FUVEST - 2021) Recentemente, um estudo cientfico associou a deteco de fosfina (PH3) na atmosfera em Vnus com uma possvel existncia de vida no planeta. Na Terra, a fosfina pode ser encontrada naturalmente em ambientes onde ocorre a degradao de matria orgnica, como pntanos. Por ser mais densa que o ar, grande quantidade de fosfina se acumula sobre as superfcies de corpos dgua e reas baixas, muitas vezes reagindo espontaneamente com oxignio, formando cido fosfrico (H3PO4). a) Utilizando os menores coeficientes estequiomtricos inteiros possveis, escreva a equao balanceada para o processo de combusto descrito para a fosfina. b) Os ambientes onde se encontram altas quantidades de fosfina so compatveis com a vida de seres aerbios ou anaerbios? Justifique sua resposta com base na reatividade da fosfina. c) Em ambientes como os pntanos, alm da fosfina, tambm produzido metano (CH4). Com base na energia de ativao e na energia liberada na combusto de cada espcie, explique por que a combusto da fosfina a primeira a ocorrer na natureza e por que ela capaz de iniciar a combusto do metano. Note e adote: Energia de ativao da combusto: fosfina = 13 kJ/mol e metano = 105 kJ/mol. H de combusto: fosfina = -1154 kJ/mol e metano = -885 kJ/mol.

(FUVEST - 2021) O gs N2 relevante para diversos processos tecnolgicos e industriais por ser considerado um gs inerte e, portanto, ser utilizado para evitar contato do processo com espcies reativas presentes na atmosfera. Uma das caractersticas que faz o N2 ser inerte a fora de ligao entre tomos de N. O N2 utilizado comercialmente costuma ser obtido por separao do ar atmosfrico, composto majoritariamente por N2, O2, CO2, Hlio e Argnio. a) No preparo de uma amostra de N2 para uso industrial, quatro misturas de gases foram obtidas, conforme apresentado na tabela. Qual ou quais dessas misturas seria(m) adequada(s) para processos que no podem ser realizados na presena de gases oxidantes? b) Desenhe as estruturas de Lewis para N2 e O2 e explique, com base nessas estruturas, por que a ligao entre os tomos de N no N2 mais forte do que a ligao entre tomos de O no O2. Uma forma de obter um fluxo de nitrognio gasoso de grande pureza por meio da evaporao do nitrognio lquido armazenado no interior de um botijo criognico. Considere que um botijo como esse foi preenchido com 70 L de nitrognio lquido que, quando evaporado, pode ser retirado como nitrognio gasoso do cilindro. c) Calcule, em L, o volume de nitrognio gasoso que pode ser coletado temperatura de 30 C e presso ambiente de 1 atm, a partir desse botijo. Considere que todo lquido pode ser aproveitado e que no houve perdas. Note e adote: Densidade do nitrognio lquido: 0,8 g/mL Volume molar de gs ideal a 1 atm e 30 C: 25 L Massa molar (g/mol): N2 = 28 Distribuio eletrnica N: 1s2 , 2s2 , 2p3 ; O: 1s2 , 2s2 , 2p4

(FUVEST - 2021) O diagrama ao lado representa algumas espcies que podem ser formadas quando o Fe metlico exposto a diferentes condies de pH e potencial de reduo medidos contra o eletrodo padro de hidrognio. As regies relativas s espcies e esto associadas s regies marcadas como (I) e (II) no diagrama, no necessariamente nessa ordem. a) Para evitar a corroso de um objeto de ferro metlico, este foi submetido a pH e potencial adequados, formando uma camada de na superfcie. Explique como essa camada previne a corroso do interior do objeto. b) Escreva a semirreao de reduo associada ao processo representado pela seta, indicando o valor de potencial a partir do qual a reao acontece. c) Associe, corretamente, na tabela da folha de resposta, cada uma das regies (I) e (II) com as espcies e . Justifique a associao feita com base nos potenciais de reduo apresentados no diagrama.

(FUVEST - 2021) Os polmeros superabsorventes so compostos com alta capacidade de absorver gua. Um desses polmeros o poliacrilato de sdio (NaPA), mostrado na figura. O NaPA formado a partir da polimerizao de seu precursor, um cido orgnico, seguida da neutralizao dos grupos cidos com hidrxido de sdio. a) Desenhe, na folha de resposta, o monmero precursor do poliacrilato de sdio, na forma cida. O grfico ao lado mostra a capacidade de absoro de gua pelo NaPA para diferentes quantidades de sal (0; 1,0; 2,5; e 5,0%). No caso desse experimento, foi usado o cloreto de sdio, mas o mesmo resultado observado para outros sais. b) O NaPA bastante utilizado como absorvedor em fraldas descartveis. Nesse caso, a absoro da urina pela fralda ser mais ou menos eficiente do que a da gua destilada? Explique. c) Indique qual o tipo de interao mais forte que ocorre entre a gua e o polmero e explique o efeito da quantidade de sal na absoro de gua, representado no grfico.

(FUVEST - 2021) O teor de carbonato de clcio (), usado como abrasivo em cremes dentais, pode ser determinado por meio da chamada retrotitulao. Nesse mtodo, adiciona-se excesso de HCl, resultando na completa dissoluo do (reao I); em seguida, titula-se o que sobrou de HCl com NaOH at a neutralizao da soluo (reao II). Sabendo-se a quantidade de NaOH, podese calcular o nmero de mols que sobrou de HCl. Pela diferena entre o que sobrou de HCl e o nmero de mols inicial de HCl, possvel determinar o teor de na amostra. (reao I) (reao II) Para estudar uma amostra, o seguinte procedimento foi realizado: a) Cite a importncia do aquecimento na etapa 2. b) Alguns cremes dentais usam dixido de silcio () como abrasivo em vez de . Para esses produtos, o mesmo procedimento de retrotitulao serviria para calcular o teor do abrasivo ()? Justifique. c) Calcule a porcentagem em massa (massa de por massa de creme dental) de abrasivo na amostra estudada, conforme os valores dados no procedimento.

(FUVEST - 2021 - 1 fase) O gs carbnico atmosfrico reage com a gua do mar conforme detalhado em (I): (I) CO2+ H2OH2CO3HCO3-+ H+ As condies ambientais causadas pelo aumento de gs carbnico na atmosfera influenciam em processos caracterizados pela reao (II) durante o desenvolvimento de diversos organismos marinhos: (II) Ca2++ CO32-CaCO3 Tendo por base essas afirmaes, assinale a alternativa correta: *Note e adote: Considere o bicarbonato solvel e o carbonato de clcio insolvel.

(FUVEST - 2021 - 1 FASE ) Um mol de um gs idela percorre o processo cclico ABCA em um diagrama P-V, conforme mostrado na figura, sendo que a etapa A-B isobrica, a etapa B-C isocrica e a etapa C-A isotrmica. Considere as seguintes afirmaes: I. O gs libera calor tanto na etapa BC quanto na etapa CA. II. O mdulo do trabalho realizado pelo gs no nulo tanto na etapa AB quanto na etapa BC. III. O gs tem sua temperatuda aumentada tanto na etapa AB quanto na etapa CA. correto o que se afirma em:

(FUVEST - 2021) Texto para a questo: Observe o diagrama que mostra, de forma simplificada, o processo de fabricao do acar. Considerando essas informaes e seuconhecimento sobre separao de misturas e transformaes qumicas e fsicas, no trecho grifado no poema, o termo sublimar usado:

(FUVEST - 2021) O meme ao lado brinca com conceitos de qumica em um jogo popular, cujo objetivo que os jogadores descubram o impostor entre os tripulantes de naves e estaes espaciais. Nele um dos elementos considerado o impostor por sua caracterstica qumica diferente. Nesse contexto, correto afirmar que o impostor seria o elemento:

(FUVEST - 2021) Um experimento exps uma barra de titnio (Ti) pura e ligas desse material com 0,01% de diferentes metais nobres a solues de cido sulfrico em ebulio para entender o efeito anticorrosivo desses metais no titnio. O resultado mostrado na tabela a seguir: Com base nessas informaes, correto afirmar:

(FUVEST -2021) Um dos indicadores de qualidade de mel a presena do composto orgnico hidroximetilfurfural (HMF), formado a partir de certos acares, como a frutose (C6H12O6). A tabela resume os teores de HMF permitidos de acordo com a legislao brasileira e recomendaes internacionais. Uma das possveis rotas para a formao do HMF a partir da frutose mostrada, de forma simplificada, no esquema: Nas setas so mostradas as perdas de molculas ou grupos qumicos em cada etapa. Por exemplo, entre as espcies 1 e 2, ocorrem a sada de uma molcula de gua e a formao de uma ligao dupla entre carbonos. De acordo com o esquema mostrado, as perdas indicadas como I e II correspondem a:

(FUVEST - 2021 - 1 FASE) Um dos indicadores de qualidade de mel a presena do composto orgnico hidroximetilfurfural (HMF),formado a partir de certos acares, como a frutose (C6H12O6). A tabela resume os teores de HMF permitidos de de acordo com a legislao brasileira e recomendaes internacionais. Uma das possveis rotas para a formao do HMF a partir da frutose mostrada, de forma simplificada, no esquema: Nas setas, so mostradas as perdas de molculas ou grupos qumicos em cada etapa. Por exemplo, entre as espcies 1 e 2, ocorrem a sada de uma molcula de gua e a formao de uma ligao dupla entre carbonos. Um frasco contendo 500 g de mel produzido no Brasil foi analisado e concluiu-se que 0,2 milimol de frutose foi convertido em HMF. Considerando apenas esse parmetro de qualidade e tendo como referncia os teores recomendados por rgos nacionais e internacionais, mostrados na tabela, correto afirmar que esse mel Note e adote: Massa molar (g/mol): HMF = 126 Desconsidere qualquer possibilidade de contaminao do mel por fonte externa de HMF.

(FUVEST - 2021) Observe a representao a seguir, em que os crculos brancos representam uma espcie qumica (molcula ou on molecular) e os crculos coloridos, outra. Essa representao pode ser corretamente associada

(FUVEST - 2021) No fragmento a seguir, o autor explora conceitos qumicos na forma de poesia: Sobre os conceitos mencionados, foram feitas as seguintes afirmaes: I. A equao qumica mostrada na linha 2 pode ser associada liberao de energia, pois corresponde reao de fotossntese com consumo de gs carbnico. II. A equao qumica apresentada na linha 6 representa uma reao na qual o nmero de oxidao das espcies alterado, sendo associada a corroso. III. O modelo incompleto referido na linha 7 refere-se ao proposto por Thomson, que identificava a presena de partculas com carga negativa dentro de uma esfera. Est correto o que se afirma no(s) item(ns):