Questões de Química - UNICAMP 2009 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 1) A cada quatro anos, durante os Jogos Olmpicos, bilhes de pessoas assistem tentativa do Homem e da Cincia de superar limites. Podemos pensar no entretenimento, na gerao de empregos, nos avanos da Cincia do Desporto e da tecnologia em geral. Como esses jogos podem ser analisados do ponto de vista da Qumica? As questes a seguir so exemplos de como o conhecimento qumico ou pode ser usado nesse contexto. Nos Jogos Olmpicos de Beijing houve uma preocupao em se evitar a ocorrncia de chuvas durante a cerimnia de abertura. Utilizou-se o iodeto de prata no bombardeamento de nuvens nas vizinhanas da cidade para provocar chuva nesses locais e, assim, evit-la no Estdio Olmpico. O iodeto de prata tem uma estrutura cristalina similar do gelo, o que induz a formao de gelo e chuva sob condies especficas. a) Sobre a estratgia utilizada em Beijing, veiculou-se na imprensa que o mtodo no altera a composio da gua da chuva. Responda se essa afirmao correta ou no e justifique. b) Escreva a expresso da constante do produto de solubilidade do iodeto de prata e calcule sua concentrao em numa soluo aquosa saturada a 25 C. Dado: A constante do produto de solubilidade do iodeto de prata a 25 C.

(UNICAMP - 2009 - 1 FASE) O aquarismo uma atividade que envolve a criao de espcies aquticas em ambiente confinado. O bom funcionamento do aqurio depende do controle de uma srie de parmetros, como temperatura, matria orgnica dissolvida, oxignio dissolvido, pH, entre outros. Para testar seus conhecimentos qumicos, responda s seguintes questes: a) Um dos principais produtos do metabolismo dos peixes a amnia, que excretada na gua. Desconsiderando-se qualquer mecanismo de regulao externa e considerando-se apenas essa excreo de amnia, o valor do pH da gua do aqurio tende, com o passar do tempo, a aumentar, diminuir ou permanecer constante? Justifique. b) Para peixes de gua fria, a concentrao ideal de gs oxignio dissolvido na gua de 5 ppm. Considerando-se esse valor e um aqurio contendo 250 kg de gua, quantos mols de gs oxignio esto dissolvidos nessa gua? Dados: 1 ppm significa que h 1 grama de gs oxignio dissolvido em 1.000 quilogramas de gua; massa molar do gs oxignio .

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 2) Fogos de artifcio foram utilizados na abertura e no encerramento da Olimpada de Beijing. Um dos principais efeitos visuais desses fogos a cor emitida. Freqentemente, a substncia responsvel pela colorao um slido inico contendo um on de metal alcalino ou alcalino terroso. O sal, a partir da exploso, recebe energia e sofre vrias transformaes. Inicialmente o sal passa para o estado gasoso, com a posterior separao dos ons. Depois, esses ons no estado gasoso se transformam em espcies neutras, sendo as espcies neutras provenientes dos ctions as responsveis pelo efeito visual. a) Equacione a seqncia de transformaes que o cloreto de brio sofreria em fogos de artifcio, conforme descrito em itlico no texto. b) Observaram-se vrias cores na queima de fogos na abertura dos Jogos Olmpicos, entre elas a alaranjada (mistura de amarelo e vermelho). Suponha que algum explicasse que essa cor foi obtida pelo uso do composto inico Na2Sr. De acordo com o conhecimento qumico e as informaes dadas, essa explicao seria correta ou no? Justifique. Dados:

(UNICAMP - 2009 - 1 FASE) A quantidade de gs oxignio dissolvido na gua pode ser monitorada atravs de um teste qumico, em que, inicialmente, faz-se o seguinte: a uma amostra de 5 mL de gua do aqurio, adicionam-se 2 gotas de soluo de e 2 gotas de uma soluo de (em meio bsico), agitando-se a mistura. Na seqncia, adiciona-se uma soluo para tornar o meio cido e agita-se a mistura resultante. Sabe-se que em meio bsico, o on se transforma em ao reagir com o oxignio dissolvido na gua. Em meio cido, o da reao anterior reage com o , produzindo e . Quando no h oxignio dissolvido, as reaes anteriormente descritas no ocorrem. Dados: a) Correlacione a presena ou a ausncia de oxignio dissolvido com a colorao (clara/escura) do teste. Justifique sua resposta, indicando a espcie responsvel pela colorao em cada caso. b) Escreva a equao qumica balanceada para a reao do com o , conforme se descreve no texto da questo.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 3) Antes das provas de 100 e 200 metros rasos, viu-se, como prtica comum, os competidores respirarem rpida e profundamente (hiperventilao) por cerca de meio minuto. Essa prtica leva a uma remoo mais efetiva do gs carbnico dos pulmes imediatamente antes da corrida e ajuda a aliviar as tenses da prova. Fisiologicamente, isso faz o valor do pH sanguneo se alterar, podendo chegar a valores de at 7,6. a) Mostre com uma equao qumica e explique como a hiperventilao faz o valor do pH sanguneo se alterar. b) Durante esse tipo de corrida, os msculos do competidor produzem uma grande quantidade de cido ltico, , que transferido para o plasma sanguneo. Qual a frmula da espcie qumica predominante no equilbrio cido-base dessa substncia no plasma, ao trmino da corrida? Justifique com clculos. Dados: Ka do cido ltico = . Considerar a concentrao de no plasma.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 4) Ao contrrio do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpada de Beijing feita de prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposio eletroltica. Na eletrlise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A soluo eletroltica constituda de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha de 6,0 gramas. a) Supondo que o processo de eletrlise tenha sido conduzido em uma soluo aquosa de ouro (III) contendo excesso de ons cloreto em meio cido, equacione a reao total do processo eletroqumico. Considere que no anodo forma-se o gs cloro. b) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente eltrica constante de 2,5 amperes no processo eletroltico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposio do ouro em uma medalha? Mostre os clculos. Dados: constante de Faraday = 96.500 coulomb ; 1 ampere = 1 coulomb .

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 5) As provas de natao da Olimpada de Beijing foram realizadas no complexo aqutico denominado Water Cube. O volume de gua de desse conjunto passa por um duplo sistema de filtrao e recebe um tratamento de desinfeco, o que permite a recuperao quase total da gua. Alm disso, um sistema de ventilao permite a eliminao de traos de aromas das superfcies aquticas. a) O texto acima relata um processo de separao de misturas. D o nome desse processo e explique que tipo de mistura ele permite separar. b) A desinfeco da gua realizada por sete mquinas que transformam o gs oxignio puro em oznio. Cada mquina capaz de produzir cerca de 240 g de oznio por hora. Considerando-se essas informaes, qual a massa de gs oxignio consumida por hora no tratamento da gua do complexo?

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 6) O gs oznio, empregado como biocida, foi muito utilizado na Olimpada de Beijing na desinfeco da gua do complexo Water Cube. Sua estabilidade qumica depende de alguns fatores, conforme se observa na tabela abaixo. Consta que a temperatura da gua das piscinas desse complexo foi mantida a 28 C para melhorar o desempenho dos atletas, enquanto o ambiente era mantido a 20 C. a) Considere que, como medida preventiva, parte do gs oznio fosse produzida com certa antecedncia e estocada em botijes dentro do prprio prdio, para ser utilizada em uma emergncia. De acordo com os dados fornecidos, depois de quanto tempo a concentrao desse gs dentro dos botijes seria igual a 1/8 da concentrao de quando o botijo foi preenchido? Justifique sua resposta. b) A partir dos dados da tabela, o que se pode afirmar sobre a estabilidade do oznio? Dados

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 7) A figura abaixo mostra a solubilidade do gs oznio em gua em funo da temperatura. Esses dados so vlidos para uma presso parcial de 3.000 Pa do gs em contato com a gua. A solubilizao em gua, nesse caso, pode ser representada pela equao: a) Esboce, na figura apresentada abaixo, um possvel grfico de solubilidade do oznio, considerando, agora, uma presso parcial igual a 5.000 Pa. Justifique. b) Considerando que o comportamento da dissoluo, apresentado na figura abaixo, seja vlido para outros valores de temperatura, determine a que temperatura a solubilidade do gs oznio em gua seria nula. Mostre como obteve o resultado.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 8) Um dos pontos mais polmicos na Olimpada de Beijing foi o doping. Durante os jogos foram feitos aproximadamente 4.600 testes, entre urinrios e sanguneos, com alguns casos de doping confirmados. O ltimo a ser flagrado foi um halterofilista ucraniano, cujo teste de urina foi positivo para nandrolona, um esteride anabolizante. Esse esteride comercializado na forma decanoato de nandrolona (I), que sofre hidrlise, liberando a nandrolona no organismo. a) Na estrutura I, identifique com um crculo e nomeie os grupos funcionais presentes. b) Complete a equao qumica da reao de hidrlise do decanoato de nandrolona, partindo da estrutura fornecida.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 9) O nadador Michael Phelps surgiu na Olimpada de Beijing como um verdadeiro fenmeno, tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere uma quantidade diria de alimentos capaz de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto assimilado, ou no, uma incgnita. S no almoo, ele ingere um pacote de macarro de 500 gramas, alm de acompanhamentos. a) Suponha que o macarro seja constitudo essencialmente de glicose (), e que, no metabolismo, toda essa glicose seja transformada em dixido de carbono e gua. Considerando-se apenas o metabolismo do macarro dirio, qual a contribuio do nadador para o efeito estufa, em gramas de dixido de carbono? b) Qual a quantidade de energia, em kJ, associada combusto completa e total do macarro (glicose) ingerido diariamente pelo nadador? Dados de entalpia de formao em kJ : glicose= -1.274, gua= -242, dixido de carbono = -394.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 10) Um mai produzido com material polimrico foi utilizado pela maioria dos competidores de natao em Beijing. Afirma-se que ele oferece uma srie de vantagens para o desempenho dos nadadores: reduo de atrito, flutuabilidade, baixa absoro de gua, ajuste da simetria corporal e melhoria de circulao sangunea, entre outras. O tecido do mai um misto de nilon e elastano, esse ltimo, um copolmero de poliuretano e polietilenoglicol. a) A cadeia do poliuretano a que se refere o texto est parcialmente representada abaixo. Preencha os quadrados com smbolos atmicos, selecionados entre os seguintes: H, F, U, C, N, O, Sn. b) O nilon, que tambm forma o tecido do mai, pode ser obtido por reaes entre diaminas e cidos dicarboxlicos, sendo a mais comum a reao de hexametilenodiamina e cido adpico. De acordo com essas informaes, seria possvel utilizar o cido ltico, citado na questo n 3, para se preparar algum tipo de nilon? Justifique.

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 11) Na construo do Centro Olmpico de Tianjin, onde ocorreram os jogos de futebol, o teto foi construdo em policarbonato, um polmero termoplstico menos denso que o vidro, fcil de manusear, muito resistente e transparente luz solar. Cerca de de chapas desse material foram utilizados na construo. a) A figura abaixo ilustra a separao de uma mistura de dois polmeros: policarbonato (densidade ) e nilon (densidade ). Com base na figura e no grfico identifique os polmeros A e B. Justifique. b) Qual deve ser a concentrao mnima da soluo, em gramas de cloreto de sdio por 100 gramas de gua, para que se observe o que est representado na figura da esquerda?

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questo 12) Enquanto o jamaicano Usain Bolt utilizava suas reservas de PCr e ATP para passear nos 100 e 200 m, o queniano Samuel Kamau Wansiru utilizava suas fontes de carboidratos e gorduras para vencer a maratona. A estequiometria do metabolismo completo de carboidratos pode ser representada por , e a de gorduras por . O grfico 1 mostra, hipoteticamente, o consumo percentual em massa dessas fontes em funo do tempo de prova para esse atleta, at os 90 minutos de prova. O grfico 2 mostra a porcentagens de energia de cada fonte em funo da mx. a) Considere que, entre os minutos 60 e 61 da prova, Samuel Kamau tenha consumido uma massa de 2,20 gramas, somando-se carboidratos e gorduras. Quantos mols de gs oxignio ele teria utilizado nesse intervalo de tempo? b) Suponha que aos 90 minutos de prova Samuel Kamau estivesse correndo a 75 % de seu mx e que, ao tentar uma fuga, passasse a utilizar 85 % de seu mx. Quais curvas (1,2,3,4,5,6) melhor representariam as porcentagens em massa de carboidratos e gorduras utilizadas, a partir desse momento? Justifique.