Questões de Química - UNICAMP 2010 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 1) Numa entrevista Revista n163, um astrofsico brasileiro conta que props, em um artigo cientfico, que uma estrela bastante velha e fria (6.000 K), da constelao de Centauro, tem um ncleo quase totalmente cristalizado. Esse ncleo seria constitudo principalmente de carbono e a estrela estaria a caminho de se transformar em uma estrela de diamante, com a cristalizao do carbono. a) O pesquisador relata ter identificado mais 42 estrelas com as mesmas caractersticas e afirma: Enquanto no termina o processo de cristalizao do ncleo, as estrelas de diamante permanecem com a temperatura constante. No que diz respeito temperatura, independentemente de seu valor absoluto, ele complementa essa afirmao fazendo uma analogia entre o processo que ocorre na estrela e a solidificao da gua na Terra. Com base no conhecimento cientfico, voc concorda com a analogia feita pelo pesquisador? Justifique. b) Ao final da reportagem afirma-se que: No diamante da estrela, apenas 0,01 separa os ncleos dos tomos do elemento que o compem. Considerando-se que o raio atmico do carbono no diamante da Terra de 0,77 , quanto valeria a relao numrica entre os volumes atmicos do carbono (Terra/estrela)? Mostre seu raciocnio.

(UNICAMP - 2010 - 1 FASE) A maioria dos homens que mantm o cabelo escurecido artificialmente utiliza uma loo conhecida como tintura progressiva. Os familiares, no entanto, tm reclamado do cheiro de ovo podre nas toalhas, porque essa tintura progressiva contm enxofre em sua formulao. Esse cosmtico faz uso do acetato de chumbo como ingrediente ativo. O on chumbo,, ao se combinar com o on sulfeto,-, liberado pelas protenas do cabelo ou pelo enxofre elementarpresente na tintura, ir formar o sulfeto de chumbo, que escurece o cabelo. A legislao brasileira permite uma concentrao mxima de chumbo igual a 0,6 gramas por 100 mL de soluo. a) Escreva a equao qumica da reao de formao da substncia que promove o escurecimento dos cabelos, como foi descrito no texto. Calcule a massa, em gramas (duas casas decimais), de, utilizada na preparao de 100 mL da tintura progressiva usada, sabendo-se que oest na concentrao mxima permitida pela legislao. Dados de massas molares em g,e

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 2) Na Revista n146 descreve-se um sistema de descontaminao e reciclagem de lmpadas fluorescentes que separa seus componentes (vidro, mercrio, p fosfrico e terminais de alumnio), tornando-os disponveis como matrias-primas para reutilizao em vrios tipos de indstria. a) Num trecho da reportagem, a responsvel pelo projeto afirma: Essa etapa (separao do mercrio) realizada por um processo de sublimao do mercrio, que depois condensado temperatura ambiente e armazenado para posterior comercializao. Considerando apenas esse trecho adaptado da reportagem, identifique as tranformaes fsicas que o mercrio sofre e as equacione adequadamente. b) Em relao recuperao do mercrio, a pesquisadora afirma: O mnimo para comercializao 1 quilo, sendo que de cada mil lmpadas s retiramos 8 gramas de mercrio, em mdia. Segundo a literatura, h cerca de 21 mg desse metal em uma lmpada de 40 W. No contexto dessas informaes, discuta criticamente a eficincia do processo de recuperao do mercrio, considerando que todas as lmpadas recolhidas so de 40 W.

(UNICAMP - 2010 - 1 FASE) Com a finalidade de manter uma imagem jovem, muitas pessoas procuram eliminar as rugas do rosto utilizando a quimioesfoliao (peeling qumico), um processo que envolve algum risco sade. A quimioesfoliao consiste na aplicao de um ou mais agentes pele, visando promover a esfoliao cutnea, o que leva renovao celular e eliminao das rugas. Dois tipos de peeling podem ser realizados: o superficial ou mdio e o profundo. a) Para um peeling superficial ou mdio, costuma-se usar uma soluo da substncia indicada abaixo: Simplificadamente, a literatura afirma que, alm da concentrao da soluo, o valor de pH ideal para uma boa esfoliao deve estar abaixo de sete. Considerando somente a dissoluo dessa substncia em gua, seria possvel obter essa condio de pH? Explique e justifique com uma equao qumica pertinente. b) Para um peeling qumico profundo, pode-se usar uma microemulso denominada soluo de Baker-Gordon, que contm a substncia cuja frmula estrutural est representada ao lado. Do ponto de vista da representao qumica, o hexgono com o crculo representa as possveis estruturas ressonantes da cadeia carbnica. Desenhe essas possveis estruturas ressonantes para a cadeia e escreva a frmula molecular da substncia.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 3) Na Revista n163 relatam-se alguns aspectos da pesquisa brasileira do etanol de segunda gerao que visa obteno desse importante combustvel a partir do bagao e da palha da cana-de-acar. A obteno do lcool pode se dar pela hidrlise desses materiais em meio cido. Num dos trechos afirma-se: enquanto o cido sulfrico destri parte do acar formado, o cido clordrico, mais eficiente, tem um problema ligado corrosividade, exigindo ligas de metal de custos elevados. a) A destruio do acar, citada no texto, pode ser exemplificada pela reao da sacarose com cido sulfrico concentrado, representada simplificadamente pela equao qumica: onde n11. Levando-se em conta o conhecimento qumico e a equao qumica apresentada, que evidncias experimentais poderiam sugerir que o exemplo dado uma reao qumica? b) Um tipo de corroso qumica do ao se deve presena do on cloreto. Diferenas na composio do ao podem levar a diferenas na resistncia corroso; quanto maior o valor de PRE (Pitting Resistance Equivalent), mais resistente o ao. Com base nos dados da tabela abaixo, que ao voc escolheria para construir um reator para a obteno de etanol do bagao da cana por hidrlise com cido clordrico? Justifique. Dado:

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 4) Milagre, Milagre... a imagem de uma santa na vidraa! Muitos comentrios desse tipo foram veiculados na imprensa em 2002. Diante de tantas hipteses e supersties para explicar a observao, a Revista n79 traz uma reportagem onde se conclui: Aos poucos, portanto, a cincia desvenda os enigmas da natureza e, nesse caso, ensina que a Nossa Senhora das Vidraas no um fenmeno do alm. apenas fruto do acaso... a) Do ponto de vista da Qumica, o texto afirma, em palavras, que um dos estgios da corroso do vidro, em presena de gua, pode ser representado simplificadamente pelo esquema abaixo: O que ocorre com o valor de pH da gua (aumenta, diminui ou permanece constante) aps um contato prolongado com o vidro? Justifique sua resposta. b) Tambm se afirma no texto que se o vidro estiver exposto a um ambiente mido e rico em CO2, um resduo slido pode se depositar em sua superfcie. D o nome do resduo e a equao qumica da reao de formao do depsito.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 5) Marcas Esmaecidas - Gel feito de ltex natural a mais recente promessa para combater rugas. Um teste preliminar realizado com 60 mulheres de idade prxima a 50 anos indicou uma reduo de 80% das rugas na regio da testa e dos olhos, aps quase um ms de uso dirio de um gel antirrugas feito de ltex da seringueira. Esses dados so parte de uma reportagem sobre farmacologia, divulgada pela Revista n157. a) O ltex natural, a que se refere o texto, uma disperso coloidal de partculas de polmeros que, aps coagulao, leva formao da borracha natural. A partir da estrutura dos monmeros fornecidos no espao de resposta, represente dois polmeros do ltex, usando 4 monmeros em cada representao. b) Calcule a massa molar (g) de um ltex cuja cadeia polimrica, para efeito de clculo, constituda por 10.000 unidades do monmero.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 6) A Revista n161 relata um debate entre pesquisadores no workshop Impactos Socioeconmicos, Ambientais e de Uso da Terra, sobre questes ambientais associadas produo do etanol. A seguir, alguns trechos adaptados desse debate so transcritos: A cana colhida com queima (colheita manual) reduz o estoque de carbono no solo, mas a colhida sem queima (mecnica) aumenta o estoque de carbono, podendo fazer o solo reter at 3 toneladas de carbono por hectare em trs anos, afirma um pesquisador do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA-USP). No temos encontrado grande benefcio em deixar palha sobre o solo. Chegamos a ganhos mais modestos, de apenas 300 quilogramas de carbono por hectare ao longo dos 16 anos de acompanhamento de canaviais em Pernambuco tratados com e sem queima. interessante observar que a quantidade de carbono estocado no solo depende do grau de degradao do solo; solos mais degradados retm mais carbono que os mais bem conservados, comenta um pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa). a) Levando-se em conta os trechos selecionados do debate, em que aspecto os resultados obtidos pelos pesquisadores concordam entre si e em que sentido eles discordam? Justifique b) Num outro trecho do debate, outro pesquisador conclui: Os clculos de impacto e benefcios ambientais dependem de conhecimentos do impacto sobre o uso do solo, que no so claros. Levando-se em conta esses 3 trechos citados, as questes ambientais atuais e o ciclo do carbono na Terra, depreende-se que a preocupao final nesse debate seria com o solo ou com a atmosfera? Explique.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 7) Uma equipe do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) prope um sistema de captao de gs metano nos reservatrios de usinas hidreltricas localizadas na bacia do rio Amazonas (essa proposta est esquematicamente representada na figura abaixo): O primeiro passo a colocao de uma membrana (1) para impedir que as turbinas (2) das hidreltricas suguem guas ricas em metano. Essa membrana seria fixada a bias (3) na superfcie e ancorada no fundo por pesos e, assim, a gua que entraria nas turbinas viria de camadas superficiais de represa, com menor concentrao de metano. Um sistema de dutos de captao (4) coletaria a gua rica em metano no fundo da represa e a levaria para a extrao do gs em um sistema (5) de vaporizao. O metano poderia ser queimado em uma termeltrica (6), gerando energia limpa e reduo de uma fonte do aquecimento global. Adaptado da Revista n138. a) Considerando o texto e a figura abaixo, escreva o respectivo nmero em cada um dos crculos da figura, e explique por que a concentrao de metano maior na regio sugerida pelos pesquisadores. b) O texto afirma que a queima do metano na termeltrica gera energia e leva a uma reduo do aquecimento global. Nesse contexto, escreva a equao qumica da combusto do gs metano. Explique como essa combusto leva a uma reduo do aquecimento global, tendo como base a equao qumica e o conhecimento qumico.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 8) A Revista no 160 traz um comentrio sobre um nibus montado no Brasil que tem como combustvel o gs hidrognio. Resumidamente, explica-se que no nibus existem celas eletroqumicas formadas por um conjunto de placas (eletrodos) e uma membrana polimrica chamada membrana de troca de prtons. Em um tipo de eletrodo, o hidrognio quebrado (aspas nossas) e eltrons so liberados, gerando uma corrente eltrica em direo ao outro tipo de eletrodo, onde o gs oxignio forma ons xido. Os produtos que se originam nos dois diferentes eletrodos reagem para formar gua. a) Considerando-se as informaes do texto, escreva a equao qumica da semirreao de oxidao que ocorre nessa cela eletroqumica. b) Que massa de gs hidrognio deve ser transformada na cela eletroqumica para que, no funcionamento do nibus, haja uma liberao de 38,0 MJ? Dado: entalpia de formao da gua = .

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 9) A Revista n162 apresenta uma pesquisa desenvolvida no Instituto de Pesquisas Energticas e Nucleares (IPEN) sobre a produo de fios de irdio-192 para tratar tumores. Usados em uma ramificao da radioterapia chamada braquiterapia, esses fios so implantados no interior dos tumores e a radiao emitida destri as clulas cancergenas e no os tecidos sadios. O se transforma em por um decaimento radioativo e esse decaimento em funo do tempo ilustrado na figura abaixo. a) Considerando que a radiao gerada por uma liga que contm inicialmente 20% de e 80% de , depois de quantos dias essa liga se transformar em uma liga que contm 5% de e 95% de ? Mostre seu raciocnio. b) O decaimento radiativo pode originar trs diferentes tipos de partculas: , e . Para efeito de resposta ao item, considere apenas e . A partcula tem uma massa igual massa do eltron, enquanto a partcula tem uma massa igual do ncleo do tomo de hlio. Considerando essas informaes, que tipo de decaimento sofre o , ou ? Justifique.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 10) Um estudo divulgado na Revista no 156 mostra as possveis consequncias da ingesto de pastas dentrias por crianas entre 11 meses e 7 anos de idade. A proposta dos pesquisadores uma pasta que libere pouco fluoreto, e isso obtido com a diminuio de seu pH. O excesso de fluoreto pode provocar a fluorose, uma doena que deixa manchas esbranquiadas ou opacas nos dentes em formao, por reao com a hidroxiapatita , um slido presente nas camadas superficiais dos dentes. Nos casos mais graves, essa doena provoca porosidade nos dentes, o que facilita fraturas dos dentes e a absoro de corantes de alimentos. a) Escolha um on da hidroxiapatita que pode ser substitudo pelo fluoreto. Faa a substituio indicando o nome do on substitudo e a respectiva frmula da substncia formada. b) Considere que no equilbrio de solubilidade, a hidroxiapatita libere os ons , , para o meio aquoso prximo superfcie dos dentes. Levando em conta apenas o fator pH do dentifrcio, a dissoluo da hidroxiapatita seria favorecida, dificultada ou no sofreria alterao com a proposta dos pesquisadores? Justifique.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 11) Um estudo publicado na Revista no 149 mostra pesquisas sobre a utilizao da glicerina (um triol), um subproduto da produo de biodiesel, para obteno de polipropileno, um plstico amplamente utilizado. A motivao partiu deles e no incio achei difcil retirar da glicerina ( ) os tomos de oxignio para transform-la em propeno ( ), lembra um pesquisador da Universidade federal do Rio de Janeiro (UFRJ). a) Levando em conta as estruturas das molculas da glicerina e do propeno, explique por que uma dessas substncias gasosa e a outra lquida em condies ambiente, evidenciando qual a lquida e qual a gasosa. b) O texto da revista ainda informa: 540 kg de leo a que so acrescentados 54 kg de metanol, resultam em 540 kg de biodiesel e 54 kg de glicerina. Essa glicerina vai resultar em 27 kg de propeno e posteriormente na mesma quantidade de polipropileno. Do ponto de vista rigorosamente estequiomtrico e considerando a quantidade de glicerina obtida, a produo de propeno seria maior, menor ou igual descrita no texto da revista. Justifique.

(UNICAMP - 2010 - 2 fase - Questo 12) A Revista n 126 veiculou uma notcia sobre uma mquina de lavar que deixa as roupas limpas sem a necessidade de usar produtos alvejantes e elimina praticamente todas as bactrias dos tecidos. O segredo do equipamento a injeo de ons prata durante a operao de lavagem. A corrente eltrica passa por duas chapas de prata, do tamanho de uma goma de mascar, gerando ons prata, que so lanados na gua durante os ciclos de limpeza. a) No seu site, o fabricante informa que a mquina de lavar fornece 100 quadrilhes ( ) de ons prata a cada lavagem. Considerando que a mquina seja utilizada 3 vezes por semana, quantos gramas de prata so lanados no ambiente em um ano (52 semanas)? b) Considere que a liberao de ons em funo do tempo se d de acordo com o grfico abaixo. Calcule a corrente em amperes (C/s ) em que a mquina est operando na liberao dos ons. Mostre seu raciocnio. Dado: F = 96.500 C, Constante de Avogadro= 6,02 x 1023 mol