Questões de Química - UNICAMP 2004 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 1) A figura abaixo representa o ciclo da gua na Terra. Nela esto representados processos naturais que a gua sofre em seu ciclo. Com base no desenho, faa o que se pede: a) Considerando que as nuvens so formadas por minsculas gotculas de gua, que mudana(s) de estado fsico ocorre(m) no processo 1? b) Quando o processo 1 est ocorrendo, qual o principal tipo de ligao que est sendo rompido/formado na gua? c) Cite pelo menos um desses processos (de 1 a 6) que, apesar de ser de pequena intensidade, ocorre no sul do Brasil. Qual o nome da mudana de estado fsico envolvida nesse processo?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 2) Cerca de 90% da crosta e do manto terrestres so formados por minerais silicticos. Entender muitos processos geoqumicos significa conhecer bem o comportamento dessas rochas em todos os ambientes. Um caso particular desse comportamento na crosta a solubilizao da slica (SiO2) por gua a alta temperatura e presso. Esse processo de dissoluo pode ser representado pela equao: Em determinado pH a 300 C e 500 atmosferas, a constante de equilbrio para essa dissoluo, considerando a gua como solvente, de 0,012. a) Escreva a expresso da constante de equilbrio para esse processo de dissoluo. b) Determine a concentrao em g L-1 de H4SiO4 aquosoquando se estabelece o equilbrio de dissoluo nas condies descritas.

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) Da caverna ao arranha-cu, o homem percorreu um longo caminho. Da aldeia, passou cidade horizontal, e desta, verticalizao. O crescente domnio dos materiais e, portanto, o conhecimento de processos qumicos teve papel fundamental nesse desenvolvimento. Uma descoberta muito antiga e muito significativa foi o uso de Ca(OH)2 para a preparao da argamassa. O Ca(OH)2 tem sido muito usado, tambm, na pintura de paredes, processo conhecido como caiao, onde, reagindo com um dos constituintes minoritrios do ar, forma carbonato de clcio de cor branca. a) D o nome comum (comercial) ou o nome cientfico do Ca(OH)2 . b) Que faixa de valores de pH pode-se esperar para uma soluo aquosa contendo Ca(OH)2 dissolvido, considerando o carter cido-base dessa substncia? Justifique. c) Escreva a equao que representa a reao entre o Ca(OH)2 e um dos constituintes minoritrios do ar, formando carbonato de clcio.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 3) Na superfcie da Terra, muitos minerais constituintes de rochas sofrem transformaes decorrentes das condies superficiais determinadas pelas chuvas, pelo calor fornecido pelo Sol e pela presena de matria orgnica. Por exemplo, minerais de composio alumino-silictica podero originar a bauxita (minrio de alumnio rico em Al2O3), ou ento, laterita ferruginosa (material rico em ferro), dependendo da retirada de slica e a conseqente concentrao seletiva de xidos de alumnio ou ferro, respectivamente. O grfico representa as condies sob as quais se d a solubilizao em gua da slica (SiO2) e da alumina (Al2O3) a partir desses minerais, em funo do pH. a) Considerando o grfico, diga que substncia predomina, em soluo aquosa, sob as condies de pH 3. b) E sob as condies de pH 8, que substncia predomina em soluo aquosa? c) Em que faixa de pH a solubilizao seletiva favorece a formao de material residual rico em Al2O3? Justifique. d) A espcie H4SiO4 formada na dissoluo do SiO2, que tambm pode ser escrita como Si(OH)4, em soluo aquosa, apresenta carter cido ou bsico? Justifique, usando as informaes contidas no grfico.

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) No processo de verticalizao das cidades, a dinamizao da metalurgia desempenhou um papel essencial, j que o uso do ferro fundamental nas estruturas metlicas e de concreto dos prdios. O ferro pode ser obtido, por exemplo, a partir do minrio chamado magnetita, que um xido formado por ons Fe3+ e ons Fe2+ na proporo 2:1, combinados com ons de oxignio. De modo simplificado, pode-se afirmar que na reao de obteno de ferro metlico, faz-se reagir a magnetita com carvo, tendo dixido de carbono como subproduto. a) Escreva a frmula da magnetita. b) Qual a percentagem de ferro, em massa, na magnetita? Massas molares, em g mol-1: Fe = 56 ; O = 16. c) Escreva a equao que representa a reao qumica entre a magnetita, ou um outro xido de ferro, e o carvo produzindo ferro elementar.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 4) As condies oxidativas/redutoras e de pH desempenham importantes papis em diversos processos naturais. Desses dois fatores dependem, por exemplo, a modificao de rochas e a presena ou no de determinados metais em ambientes aquticos e terrestres, disponveis vida. Ambos os fatores se relacionam fortemente presena de bactrias sulfato-redutoras atuantes em sistemas anaerbicos. Em alguns sedimentos, essas bactrias podem decompor molculas simples como o metano, como est simplificadamente representado pela equao abaixo: a) Considerando o carter cido-base dos reagentes e produtos, assim como a sua fora relativa, seria esperado um aumento ou diminuio do pH da soluo onde a bactria atua? Justifique. b) Nas condies padro, esse processo seria endotrmico ou exotrmico? Justifique com o clculo da variao de entalpia dessa reao nas condies padro. Dados- Entalpias padro de formao em kJ mol-1: CH4 = -75; H2SO4 = -909; H2S = -21; CO2 = -394; H2O = -286.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 5) A matria orgnica viva contm uma relao constante. Com a morte do ser vivo, essa razo vai se alterando exponencialmente com o tempo, apresentando uma meia-vida de 5600 anos. Constatou-se que um riacho, onde ocorreu uma grande mortandade de peixes, apresentava uma quantidade anmala de substncias orgnicas. Uma amostra da gua foi retirada para anlise. Estudando-se os resultados analticos referentes relao , concluiu-se que a poluio estava sendo provocada por uma indstria petroqumica e no pela decomposio natural de animais ou plantas que tivessem morrido recentemente. a) Como foi possvel, com a determinao da relao , afirmar com segurana que o problema tinha se originado na indstria petroqumica? b) Descreva, em poucas palavras, duas formas pelas quais a presena dessa matria orgnica poderia ter provocado a mortandade de peixes.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 6) A sntese de alimentos no ambiente marinho de vital importncia para a manuteno do atual equilbrio do sistema Terra. Nesse contexto, a penetrao da luz na camada superior dos oceanos um evento fundamental. Ela possibilita, por exemplo, a fotossntese, que leva formao do fitoplncton, cuja matria orgnica serve de alimento para outros seres vivos. A equao qumica abaixo, no-balanceada, mostra a sntese do fitoplncton. Nessa equao o fitoplncton representado por uma composio qumica mdia. a) Reescreva essa equao qumica balanceada. b) De acordo com as informaes do enunciado, a formao do fitoplncton absorve ou libera energia? Justifique. c) Alm da produo de alimento, que outro benefcio a formao do fitoplncton fornece para o sistema Terra?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 7) voz corrente que, na Terra, tudo nasce, cresce e morre dando a impresso de um processo limitado a um incio e a um fim. No entanto, a vida permanente transformao. Aps a morte de organismos vivos, a decomposio microbiolgica manifestao de ampla atividade vital. As plantas, por exemplo, contm lignina, que um complexo polimrico altamente hidroxilado e metoxilado, multi-ramificado. Aps a morte do vegetal, ela se transforma pela ao microbiolgica. A substncia I, cuja frmula estrutural mostrada no esquema ao lado, pode ser considerada como um dos fragmentos de lignina. Esse fragmento pode ser metabolizado por certos microorganismos, que o transformam na substncia II. a) Reproduza a frmula estrutural da substncia II no caderno de respostas, identifique e d os nomes de trs grupos funcionais nela presentes. b) Considerando as transformaes que ocorrem de I para II, identifique um processo de oxidao e um de reduo, se houver.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 8) Existem vrias hipteses quanto origem da Terra e sobre os acontecimentos que geraram as condies fsico-qumico-biolgicas dos dias de hoje. Acredita-se que o nosso planeta tenha se formado h cerca de 4550 milhes de anos. Um dos estgios, logo no incio, deve ter sido o seu aquecimento, principalmente pela radioatividade. A figura mostra a produo de energia a partir de espcies radioativas e suas abundncias conhecidas na Terra. a) Quantas vezes a produo de energia radiognica (radioativa) era maior na poca inicial de formao da Terra, em relao aos dias atuais? b) Quais foram os dois principais elementos responsveis pela produo de energia radiognica na poca inicial de formao da Terra? c) E nos dias de hoje, quais so os dois principais elementos responsveis pela produo dessa energia?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 9) Coincidentemente, duas equipes independentes de gelogos brasileiros encontraram dois meteoritos. Um foi encontrado em Cabaceiras, Paraba, na regio do polgono das secas e o outro em So Flix do Xingu, na Amaznia. Os dois eram, essencialmente, constitudos por ferro metlico. Um deles (A), no entanto, apresentava uma pelcula de Fe2O3.H2O de 300 10-6 m de espessura, enquanto que o outro (B) apresentava uma superfcie pouco alterada. Suspeita-se que ambos tiveram a mesma origem, tendo, portanto, a mesma composio qumica original. O grfico abaixo representa a formao de Fe2O3.H2O em funo do tempo, em presena de ar atmosfrico com umidades relativas diferentes. a) Qual dos meteoritos, A ou B, caiu na regio do Xingu? Justifique. b) Escreva a equao qumica que representa a formao da substncia que recobre a superfcie do meteorito. c) H quanto tempo, pode-se estimar, caiu na Terra o meteorito que foi encontrado oxidado?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 10) O nitrognio importantssimo para a vida na Terra. No entanto, para que entre nos ciclos biolgicos fundamental que ele seja transformado, a partir da atmosfera, em substncias aproveitveis pelos organismos vivos. O diagrama abaixo mostra, de modo simples, o seu ciclo na Terra. Os retngulos representam os reservatrios naturais contendo quantidades de compostos de nitrognio. No diagrama esto representados os processos envolvidos, as quantidades totais de nitrognio e, em cada retngulo, as espcies predominantes. a) Quais dos processos representam oxidao de uma espcie qumica em outra? b) Em qual espcie qumica desse ciclo o nitrognio apresenta o maior nmero de oxidao? Qual o seu nmero de oxidao nesse caso? Mostre como chegou ao resultado. c) Qual o nmero total de moles de tomos de nitrognio no sistema representado?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 11) A Terra um sistema em equilbrio altamente complexo, possuindo muitos mecanismos auto-regulados de proteo. Esse sistema admirvel se formou ao longo de um extenso processo evolutivo de 4550 milhes de anos. A atmosfera terrestre parte integrante desse intrincado sistema. A sua existncia, dentro de estreitos limites de composio, essencial para a preservao da vida. No grfico abaixo, pode-se ver a abundncia relativa de alguns de seus constituintes em funo da altitude. Um outro constituinte, embora minoritrio, que no se encontra na figura o oznio, que age como filtro protetor da vida na alta atmosfera. Na baixa atmosfera, a sua presena danosa vida, mesmo em concentraes relativamente baixas. a) Considerando que o oznio seja formado a partir da combinao de oxignio molecular com oxignio atmico, e que este seja formado a partir da decomposio do oxignio molecular, escreva uma seqncia de equaes qumicas que mostre a formao do oznio. b) Tomando como base apenas o grfico e as reaes qumicas citadas no item a, estime em que altitude a formao de oznio mais favorecida do ponto de vista estequiomtrico. Justifique.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 12) Os giseres so um tipo de atividade vulcnica que impressiona pela beleza e imponncia do espetculo. A expulso intermitente de gua em jatos na forma de chafariz provocada pela sbita expanso de gua profunda, superaquecida, submetida presso de colunas de gua que chegam at superfcie. Quando a presso da gua profunda supera a da coluna de gua, h uma sbita expanso, formando-se o chafariz at a exausto completa, quando o ciclo recomea. a) Se a gua profunda estiver a 300 o C e sua densidade for 0,78 g cm-3, qual ser a presso (em atmosferas) de equilbrio dessa gua supondo-se comportamento de gs ideal? R = 82 atm cm-3 mol-1 K-1. b) Nas imediaes dos giseres, h belssimos depsitos de sais inorgnicos slidos que se formam a partir da gua que aflora das profundezas. D dois motivos que justifiquem tal ocorrncia.