Questões de Química - FUVEST 2023 | Gabarito e resoluções

(FUVEST - 2023) Uma das formas de se compreender estruturas de molculas orgnicas utilizando modelos como os apresentados a seguir para as molculas de etano e de eteno. a) Complete, na folha de respostas, os tomos correspondentes a cada tipo de bolinha do modelo de etano. b) O etino, tambm conhecido como acetileno, um composto usado como gs de solda e como matria prima para centenas de outros compostos. Usando a notao de Lewis, desenhe, na folha de respostas, a molcula de acetileno. Essa molcula apresenta algum tipo de isomeria? c) Considere que dois dos tomos representados pelas bolinhas claras foram substitudos por outro tomo distinto (verde) em cada molcula, como na figura a seguir. Em qual das molculas geradas poderia ocorrer isomeria geomtrica? Pinte, na tabela peridica na folha de respostas, trs elementos que poderiam representar a bolinha verde.

(FUVEST - 2023) O diamante, uma estrutura cristalina de carbono, o material mais duro encontrado na natureza. Mastigar diamantes provavelmente quebraria os dentes e a sua ingesto causaria desconforto. Entretanto, h uma forma extravagante de ingerir um diamante, que utiliz-lo para produzir gua com gs, como no seguinte procedimento: 1 O diamante triturado foi inserido dentro de um tubo de vidro; 2 Foi injetado oxignio gasoso no tubo de vidro, que foi aquecido com um maarico; 3 O gs produzido foi recolhido dentro de um tubo de ensaio imerso em nitrognio lquido; 4 Todo o slido formado dentro do tubo de ensaio foi transferido para um cilindro de gs de volume interno de 1 L com a vlvula fechada. Todo o CO2sublimou dentro desse cilindro; 5 O cilindro de gs foi ento conectado a uma garrafa de gua, que foi gaseificada com a abertura da vlvula do cilindro. a) Com base no esquema, a temperatura de fuso do N2 maior, menor ou igual a temperatura de fuso do CO2? b) Se um experimento exatamente igual for realizado trocando o volume de diamante utilizado pelo mesmo volume de grafite, a quantidade de CO2formado ao fim do processo ser menor, igual ou maior? Explique. c) Partindo-se de 3 g de diamante, qual a massa de gelo seco obtida? Qual ser a presso gerada pelo CO2(g) dentro do cilindro de gs a 27 C? Considere que o rendimento do experimento de 100%. Note e adote: Densidade (g/cm3): Grafite = 2,0; Diamante = 3,5. Massas molares (g/mol): C = 12; O = 16. Constante universal dos gases ideais: .

(FUVEST - 2024) A quantificao de compostos qumicos, em geral, feita de maneira experimental, empregando instrumentos, como bales volumtricos, que esto sujeitos a erros intrnsecos. A figura mostra um balo de 250 mL ao nvel do menisco, com um desvio de 0,15 mL para mais ou para menos, em uma temperatura de 20 C. Com base nessa informao, responda: a) A 20C, qual o desvio porcentual do volume desse balo? b) Considere que o balo est em equilbrio trmico a 20 C em um laboratrio com temperatura controlada e foi preenchido com 250 mL de uma soluo 0,1 mol/L de NaCl a 10 C. Aps o conjunto balo e soluo atingirem novamente o equilbrio trmico com o laboratrio, a concentrao da soluo presente no balo ser menor, maior ou igual a 0,1 mol/L? Justifique a sua resposta. c) Em outro balo volumtrico, com as mesmas especificaes do balo mostrado na figura, foram adicionados 25 mL de uma soluo de NaOH de concentrao 0,1 mol/L. O balo foi completado com gua at atingir o menisco. Qual a diferena de pH entre a soluo inicial e a soluo final? Justifique a sua resposta mostrando os clculos.

(FUVEST - 2023) Em laboratrio, os peptdeos podem ser sintetizados com reagentes que promovem a ligao entre diferentes aminocidos. O EDC um composto que pode ser utilizado em soluo aquosa com essa finalidade, como representado a seguir: Um reagente similar chamado de DCC, representado acima, tambm pode ser utilizado para promover o mesmo tipo de reao, mas no indicado para o uso em meios polares, como solues aquosas. a) Escreva, no quadro da folha de respostas, a estrutura do subproduto formado quando DCC utilizado em substituio ao EDC. b) O DCC menos adequado para ser utilizado em soluo aquosa do que o EDC por ser menos solvel. Indique, no quadro da folha de respostas, quais tipos de interaes intermoleculares justificam a diferena de solubilidade de cada uma dessas espcies em gua. Um dos mtodos utilizados para quantificar protenas o mtodo de Kjeldahl, no qual realizada a determinao da quantidade de matria nitrogenada total em uma amostra. Esse mtodo consiste em degradar toda a protena de forma que todos os tomos de nitrognio da amostra sejam convertidos em sulfato de amnio. c) Considere uma amostra de 550,2 mg de um peptdeo de frmula molecular que foi submetida ao mtodo de Kjeldahl. Calcule a quantidade total mxima de mols de sulfato de amnio que seria produzida pela anlise dessa amostra utilizando esse mtodo. Note e adote: Massa molar do .

(FUVEST - 2023) Os acontecimentos globais recentes mostraram a importncia da oferta de fertilizantes nitrogenados, como amnia e ureia, para a manuteno da segurana alimentar da populao mundial. As mudanas na disponibilidade de gs natural impactam diretamente a produo de fertilizantes nitrogenados. As reaes a seguir mostram o processo de formao de amnia e ureia a partir do gs natural: Com base nessas informaes e seus conhecimentos, responda: a) Qual o principal componente do gs natural utilizado na produo de fertilizantes nitrogenados? b) Uma outra forma de gerar H2 para a reao II por meio da eletrlise da gua utilizando energia solar. Escreva a equao balanceada da reao de eletrlise da gua. D um argumento que justifique essa fonte de hidrognio tornar o processo mais sustentvel. c) O Brasil consome cerca de 6 milhes de toneladas de ureia por ano. Considerando que toda a produo de ureia tenha o metano como partida, qual a massa, em toneladas, de gs natural necessria para a obteno de 6 milhes de toneladas de ureia? Considere que o metano corresponde a 50%, em massa, de gs natural. Note e adote: Massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16.

(FUVEST - 2023) O escurecimento de joias e artigos de prata ocorre devido reao da prata, na presena de oxignio atmosfrico, com compostos de enxofre presentes no prprio ambiente, formando o sulfeto de prata, que um composto de colorao preta. Essa reao representada a seguir: Uma das receitas caseiras para o clareamento da prata descrita a seguir: 1. Adicionar uma soluo aquecida de gua, sal de cozinha e bicarbonato de sdio em um recipiente forrado internamente com papel alumnio; 2. Adicionar o objeto de prata no recipiente com a soluo e deixar reagir por 3 minutos; 3. Retirar o objeto de prata, lavar com gua em abundncia e secar. Considerando que os potenciais padro de reduo do Al3+ e do Ag2S so: a) Escreva, no quadro da folha de respostas, o nmero de oxidao da prata antes do escurecimento e no composto formado depois do escurecimento. b) Escreva a equao global balanceada e calcule a diferena de potencial da reao de clareamento da prata (restituio da prata metlica). c) Outra receita caseira envolve o uso de pasta de dente, que contm fluoreto, na limpeza de objetos de prata por abraso e polimento da sua superfcie. Considerando que o potencial de reduo (E) do flor de +2,87 V, a presena de fluoreto contribui para a limpeza da prata? Justifique com base no potencial da reao global.

(FUVEST - 2023) Um processo tpico de adulterao do leite envolve uma simples diluio com gua. Essa adulterao pode ser avaliada pela quantidade de protena na amostra. Segundo pesquisadores do CENA-USP (Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade So Paulo), as protenas do leite podem ser precipitadas com sulfato de cobre em meio salino por efeito dos ons Cu2+. Pela quantidade de Cu2+remanescente em soluo, possvel calcular, por diferena, a quantidade de protena na amostra. a) Esboce, na folha de respostas, um grfico da variao da concentrao de protena em funo do volume de gua adicionado ao leite. b) Suponha que uma amostra de 1L de leite no adulterado foi tratada com uma certa quantidade de sulfato de cobre, de modo que toda a protena presente na amostra fosse precipitada. Se essa mesma quantidade de sulfato de cobre for utilizada em 1L de uma amostra de leite adulterado por diluio, a soluo remanescente ter menor, maior ou a mesma concentrao de Cu2+ livre em soluo? Justifique. c) Uma forma de quantificar os ons Cu2+ na soluo remanescente por meio de titulao utilizando um agente complexante como o EDTA, que se liga ao Cu2+ formando um complexo estvel de colorao azul. Sabendo que o ponto final da titulao de 10 mL da soluo remanescente ocorre quando 25 mL de EDTA 0,01 mol/L so utilizados para complexar o Cu2+, calcule a concentrao de Cu2+, em mol/L, nessa soluo, considerando que a estequiometria do Cu2+ com EDTA de 1:1, ou seja, na viragem, o nmero de mols de EDTA e de Cu2+ so iguais.

(FUVEST- 2023- 1 fase) Os ces podem ser treinados para identificar certas substncias, dentre elas, a cocana. Contudo, no treinamento, os ces no precisam ser expostos cocana para aprenderem a reconhecer o seu odor. O treinamento pode ser realizado com o benzoato de metila, um ster de odor pungente, produto voltil da degradao da cocana. Considerando o exposto, qual das reaes representadas poderia gerar o mesmo ster capaz de atrair um co treinado para a identificao de cocana?

(FUVEST- 2023- 1 fase) Em um estudo, pesquisadores mostraram que a energia de interao (E) de SO3com diversas espcies tem relao com a distncia da ligao S, como representado na figura. A energia de interao de uma espcie com outra pode ser entendida como a energia necessria para desfazer a interao entre o SO3e os compostos estudados (X), como representado na figura ao lado. Considerando essas informaes, correto afirmar que

(FUVEST- 2023- 1 fase) O odor caracterstico de peixes deve-se base metilamina (CH3NH2). Esse odor pode ser minimizado lavando-se o peixe, por exemplo, com suco de limo. Assinale a alternativa que apresenta a estrutura de um dos produtos dessa reao cidobase.

(FUVEST- 2023- 1 fase) Poluentes orgnicos persistentes (POPs) so compostos que persistem no ambiente por longos perodos, ou seja, so pouco degradados naturalmente, magnificam-se ao longo da teia trfica e provocam efeitos adversos sade e ao meio ambiente. Entre eles esto alguns compostos orgnicos clorados utilizados como pesticidas e isolantes de chamas. Uma das caractersticas dos POPs que so pouco hidrossolveis, com elevada tendncia de interagir com lipdeos. Uma forma padronizada de se medir essa tendncia pelo clculo do coeficiente de partio octanol-gua . Esse coeficiente representa a razo entre a concentrao de um composto na fase de n-octanol e sua concentrao na fase aquosa aps a mistura e separao das fases. Com base nessas informaes, assinale a alternativa correta.

(FUVEST- 2023- 1 fase) Alguns avies empregam fibra de carbono em uma porcentagem significativa de suas estruturas, tornando-as muito menos densas. Partes da estrutura, no entanto, so compostas por metais. Devido baixa densidade, o alumnio seria uma boa alternativa de metal a ser usado. Entretanto, quando em contato com fibra de carbono, o alumnio corrodo. Esse processo denominado corroso galvnica e acontece quando dois materiais que possuem potencial eltrico diferentes so colocados em contato com um eletrlito, como uma soluo salina. Para abordar esse problema, pode-se avaliar os potenciais eltricos, densidade e preo aproximado de diversos materiais apresentados na figura a seguir. Considerando o exposto, o elemento mais adequado para ser utilizado no lugar do alumnio de forma a obter os menores custo e densidade possveis, com a mxima resistncia a corroso possvel, :

(FUVEST- 2023- 1 fase) Combustveis fsseis, como o diesel, contm em sua composio uma frao de enxofre. Durante o processo de combusto, o enxofre convertido em SO2, tornando-se um poluente ambiental. Em postos de combustvel, normalmente so comercializados dois tipos de diesel, o Diesel S10 e o Diesel S500. O primeiro contm 10 ppm de enxofre, e o segundo, 500 ppm de enxofre. Considere que na combusto do diesel, todo enxofre seja convertido em SO2, conforme reao a seguir: Nesse caso, a diferena de massa de SO2emitido para a atmosfera por kg de diesel quando cada um dos dois tipos queimado de

(FUVEST- 2023- 1 fase) A tabela fornece informaes sobre fatores ambientais relacionados a duas regies de floresta, uma com alto grau de degradao (I) e outra com baixo grau de degradao (II). Com base nos dados da tabela, qual fenmeno pode causar maior grau de degradao das florestas da regio I em comparao com aquelas da regio II?

(FUVEST- 2023- 1 fase) O cientista Richard Feynman, prmio Nobel de Fsica em 1965, fez comentrios sobre o processo de combusto em uma entrevista chamada Fun to Imagine. Segundo ele, primeira vista, impressionante pensar que os tomos de carbono de uma rvore no entram em combusto com o oxignio da atmosfera de forma espontnea, j que existe uma grande afinidade entre essas espcies para a formao de CO2. Entretanto, quando a reao tem incio, o fogo se espalha facilmente. Essa aparente contradio pode ser explicada pois