Questões de Química - FUVEST 2022 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) Para se obter o caf descafeinado, sem que ocorra a perda dos compostos de sabor e aroma, pode ser realizada a extrao seletiva. Para promover essa extrao, pode-se, por exemplo, utilizar um solvente concentrado com os compostos que no se desejam extrair. Um dos procedimentos para a descafeinao do caf por extrao seletiva apresentado no diagrama a seguir: Com base nas informaes do texto, do diagrama e em seus conhecimentos, responda: a) Entre as solues A, B, C e D, qual(is) pode(m) ser considerada(s) descafeinada(s)? b) Os gros de caf (I) esto descafeinados? Por que eles no so aproveitados para preparar caf? c) Na etapa de extrao dos compostos do caf a partir dos gros crus feito o cozimento. Sabendo-se que o comportamento de solubilidade dos compostos do caf similar ao da maioria dos compostos orgnicos, qual a relao entre a temperatura da gua e a eficincia da extrao? Justifique sua resposta.

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) Para possibilitar a explorao de Marte, necessrio viabilizar a viagem de retorno Terra. Uma das formas de tornar os voos de retorno possveis produzir combustvel a partir da gua encontrada em Marte. Para tanto, o hidrognio seria gerado por eletrlise da gua e, posteriormente, utilizado na reao de Sabatier. Nessa reao, o combustvel gerado pela reao do hidrognio com dixido de carbono em temperaturas e presses elevadas na presena de um catalisador de nquel, resultando na produo de metano e gua e na liberao de aproximadamente 165 kJ de energia por mol de CO2. a) No grfico da folha de respostas, est representada a quantidade de metano gerado pela reao de Sabatier em funo do tempo na temperatura T1, depois que o equilbrio foi estabelecido. Nesse mesmo grfico, represente a quantidade de metano em funo do tempo em uma temperatura T2 maior que T1, aps o estabelecimento do equilbrio. b) No grfico da folha de respostas, est representada a quantidade de metano gerado pela reao de Sabatier em funo do tempo na presena de Ni. No mesmo grfico, represente a quantidade de metano esperada em funo do tempo na ausncia de Ni. Explique o efeito do catalisador na energia de ativao da reao de Sabatier. c) Escreva a equao balanceada da reao de Sabatier. Considerando apenas a composio atmosfrica da Terra e de Marte apresentada na tabela a seguir, explique, com base nesse equilbrio qumico, por que essa reao no seria indicada para gerar metano na Terra. Grfico do itemA: Grfico do itemB:

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) As afirmaes a seguir baseiam-se na descrio da CETESB (Companhia Ambiental do Estado de So Paulo): Afirmao 1: O dixido de enxofre (SO2) liberado para a atmosfera por gases vulcnicos e fontes antropognicas, principalmente atividades industriais que processam materiais contendo enxofre, como termeltricas, fabricao de fertilizantes, fundio de alumnio e ao, produo de cido sulfrico e papel. Afirmao 2: O dixido de enxofre um gs incolor com forte odor pungente. muito irritante quando em contato com superfcies midas, pois se transforma em trixido de enxofre (SO3) e passa rapidamente a cido sulfrico (H2SO4). a) Represente a estrutura de Lewis do dixido de enxofre. b) A afirmao 2 refere-se formao da chuva cida. Represente a reao balanceada da formao da chuva cida a partir de SO3 e a reao balanceada da chuva cida com o carbonato de clcio (CaCO3), que um dos componentes de construes que so danificadas por ela. c) Considere uma determinada amostra de carvo que contm 1% em massa de enxofre. Quando esse carvo queimado, o enxofre convertido em dixido de enxofre pela reao S(s) + O2(g) SO2(g). Para evitar a poluio do ar, este dixido de enxofre pode ser tratado com xido de clcio para formar sulfito de clcio, como representado pela reao SO2(g) + CaO(s) CaSO3(s). Calcule a massa diria, em quilogramas, de CaO necessria para tratar o SO2 em uma usina que consome 3,2 106 kg de carvo por dia. Note e adote: Distribuio eletrnica: O = 1s2, 2s2, 2p4; S = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4. Massas molares (g/mol): O = 16; S = 32; Ca = 40

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) Considere as substncias cujas estruturas esto representadas a seguir: a) Considerando que tanto o etanol quanto o 1-butanol interagem por ligao de hidrognio com a gua, por que o etanol mais solvel em gua do que o 1-butanol mesma temperatura? b) Escreva, no quadro da folha de respostas, as estruturas de dois lcoois que so ismeros do 1-butanol. c) O 1-butanol e o ter dietlico so compostos que possuem a mesma frmula qumica, C4H10O, porm pontos de ebulio diferentes, sendo que um deles entra em ebulio a 34,6 C e o outro, a 117 C a 1 atm. Preencha o quadro, na folha de respostas, relacionando os nomes das substncias com os respectivos pontos de ebulio. Justifique sua resposta. Quadro do itemB: Quadro do itemC:

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) Nas vias pblicas, possvel encontrar totens conforme os representados na figura. Em um deles h a inscrio COMGAS, indicando que ali passa um gasoduto da empresa distribuidora de gs; no outro est escrito PROT CATDICA, o que indica que h uma proteo catdica no gasoduto. Sabendo que o gasoduto constitudo de ao, responda: a) No sistema do gasoduto apresentado, o gasoduto o nodo ou o ctodo da clula eletroqumica? Justifique a sua resposta. b) Considere os seguintes potenciais de reduo dos metais (ɛ): Qual(is) desses metais pode(m) ser utilizado(s) para a proteo catdica do gasoduto? Esse(s) metal(is) ser(o) o polo positivo ou negativo da clula eletroqumica? c)Considere que a composio molar do gs transportado pelo gasoduto Brasil-Bolvia de, aproximadamente, 93,5% metano, 4,1% etano e 2,4% N2. Calcule a massa, em kg, de etano existente em uma seo de 1 m3 do duto sabendo que a presso no interior do duto de 100 atm temperatura de 27 C. Apresente os clculos. Note e adote: Constante universal dos gases ideais: R = 8,2 105 m3 atm K1mol1. T(K) = T(C) + 273 Massas molares (g/mol): H = 1; C = 12.

(FUVEST - 2022 - 2 FASE) O limite de deteco de um mtodo analtico a menor quantidade de um determinado composto numa amostra que esse mtodo capaz de detectar. Caso algum composto esteja em concentrao inferior a tal limite, no se pode determinar a sua presena, tampouco a sua concentrao. A tabela nutricional a seguir foi encontrada numa embalagem de po de queijo: Uma vez que a quantificao de todos os compostos realizada por mtodos analticos especficos, responda as questes: a) Por que, na poro de po de queijo apresentada, as quantidades de gorduras trans e fibra alimentar no so, necessariamente, zero? b) Gorduras podem ser entendidas como cidos graxos de cadeia carbnica longa. O termo trans faz referncia isomeria geomtrica da molcula de cido graxo. Gorduras saturadas podem apresentar isomeria trans? Explique com base na estrutura da molcula de cido graxo. c) Caso tivesse sido utilizado um mtodo analtico para determinao de sdio cujo limite de deteco fosse de 0,03 g de sdio por g de po de queijo, teria sido possvel detectar esse elemento nesse po de queijo? Justifique apresentando os clculos.

(FUVEST - 2022 - 1 fase) A produo do vidro tem por base a modificao da estrutura cristalina do quartzo (SiO2) por meio do seu aquecimento e da adio de xidos alcalinos, dentre eles o Na2O. Esse processo adiciona ctions sdio estrutura do quartzo, tornando-a amorfa. Alguns vidros, como os utilizados em telas de smartphones, passam ainda por processo de troca inica para aumentar a resistncia a quedas e riscos. Para isso, o vidro banhado em uma soluo salina contendo ons potssio. Dessa forma, o potssio substitui o sdio na estrutura, sem que o volume do vidro se altere. Com base nessas informaes, correto afirmar que os ons potssio

(FUVEST- 2022 - 1 fase) Uma das formulaes para os adesivos silicones usados na construo civil chamada de silicone actico. Essa nomenclatura utilizada porque o componente ativo libera cido actico durante a formao do precursor, espcie que promover a polimerizao, como representado genericamente a seguir. Considerando essas informaes, qual dos componentes ativos a seguir faria com que a formulao fosse considerada como silicone actico?

(FUVEST - 2022 - 1 fase) Oxignio (O2) e oznio (O3) esto em constante processo de consumo e produo na estratosfera, como representado pelas equaes qumicas a seguir. As reaes I e II ilustram etapas da produo de oznio a partir de oxignio, e a reao III mostra a restaurao de oxignio a partir de oznio. A reao global balanceada, composta pelas etapas I e II, que representa a formao de oznio :

(FUVEST- 2022 - 1 fase) Oxignio (O2) e oznio (O3) esto em constante processo de consumo e produo na estratosfera, como representado pelas equaes qumicas a seguir. As reaes I e II ilustram etapas da produo de oznio a partir de oxignio, e a reao III mostra a restaurao de oxignio a partir de oznio. O HII, relacionado reao II, pode ser calculado a partir dos dados fornecidos para as reaes I e III. O valor de HII, em kcal/mol de O2 consumido, igual a:

(FUVEST - 2022 - 1 fase) Alguns equipamentos de viso noturna tm seu funcionamento baseado no efeito fotoeltrico, uma das primeiras descobertas que contriburam para o surgimento da mecnica quntica. Nesses equipamentos, ftons de frequncia f emitidos por um objeto incidem sobre uma superfcie metlica. Eltrons so ento liberados da superfcie e acelerados por um campo eltrico. Em seguida, o sinal eletrnico amplificado e produz uma imagem do objeto. Diferentemente do que a fsica clssica prev, apenas os eltrons com energia hf acima de uma certa energia mnima so liberados da superfcie metlica. Considerando a incidncia de ftons com frequncia da ordem de 1014 Hz, a ordem de grandeza do valor limite de para que o equipamento funcione deve ser: Note e adote: Constante de Planck: h = 6,63 1034J.s

(FUVEST - 2022 - 1 fase) As reaes de hidrlise de steres, quando realizadas em meio aquoso, podem ser catalisadas pela adio de cido, sendo a reao mais lenta em meios prximos da neutralidade. Duas reaes idnticas para a hidrlise desse ster foram realizadas nas mesmas condies, variando apenas o pH do meio: uma delas foi conduzida em pH=2 e outra em pH=6. Qual dos seguintes diagramas representa de forma mais adequada a quantidade de cido graxo formada em funo do tempo de reao para as hidrlises em pH=2 e pH=6?

(FUVEST - 2022 - 1 fase) Clculos renais, conhecidos popularmente por pedras nos rins, consistem principalmente em oxalato de clcio, CaC2O4, espcie cuja constante de solubilidade (Kps) de aproximadamente 2 109 . Os ons oxalato, presentes em muitos vegetais, reagem com os ons clcio para formar oxalato de clcio, que pode gradualmente se acumular nos rins. Supondo que a concentrao de ons clcio no plasma sanguneo seja de cerca de 5 103 mol/L, qual seria a concentrao mnima, em mol/L, de ons oxalato para que CaC2O4 precipitasse?

(FUVEST - 2022 - 1 fase) Um marcador radioativo (24Na) foi injetado em um ponto de um cano de gua subterrneo e, na sequncia, com um detector sobre o solo, foi medida a radioatividade ao longo do percurso do cano. A figura a seguir esquematiza o local de injeo do marcador e o perfil da radioatividade detectada ao longo do cano. Assinale a alternativa que melhor explica o perfil da radioatividade.

(FUVEST- 2022 - 1 fase) O hidrxido de alumnio (Al(OH)3), ao precipitar em soluo aquosa, forma um slido gelatinoso que pode ser usado como agente floculante no tratamento de gua. Essa precipitao pode ocorrer pela adio de um hidrxido solvel a uma soluo aquosa cida contendo um sal de alumnio solvel, como o AlCl3. Entretanto, adicionando-se excesso de hidrxido ao meio, h a formao de ons Al(OH)4-, espcie solvel em gua, e o precipitado se solubiliza novamente. Dessa forma, dependendo do pH do meio, uma dentre as espcies Al(OH)4-(aq), Al(OH)3(s) e Al3+(aq) estar presente na soluo em quantidade maior que as demais, como exemplificado no esquema. A alternativa que mostra corretamente qual das espcies estar em quantidade maior que as duas outras em cada faixa de pH :