Questões de Química - FUVEST | Gabarito e resoluções

(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 :

(FUVEST - 2022 - 1 fase) Para o monitoramento ambiental no entorno de um posto de gasolina, coletou-se uma amostra de solo que foi submetida de forma integral anlise de naftaleno, um composto presente na gasolina. A concentrao encontrada foi de 2,0 mg de naftaleno por kg de solo mido. Sabendo que essa amostra de solo contm 20% de gua, qual o resultado dessa anlise por kg de solo seco?

(FUVEST - 2022 - 1 fase) O ction Ba2+ pode apresentar toxicidade aos humanos, dependendo de sua concentrao e forma qumica. Por exemplo, BaSO4 pouco txico, sendo usado como contraste radiolgico, por ser insolvel em soluo aquosa, enquanto BaCO3 e Ba(NO3)2 so muito txicos, pois liberam Ba2+ no organismo. Em um laboratrio foram feitos dois testes de solubilidade para identificar o contedo de trs frascos no rotulados que poderiam ser de Ba(NO3)2, BaCO3 ou BaSO4. Os resultados dos dois testes de solubilidade so apresentados a seguir. Considerando os ensaios realizados, indique quais so os compostos contidos nos frascos 1, 2 e 3, respectivamente.

(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: