Questões de Química - UNICAMP 2021 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Quando colocada em um recipiente, a gua sofre evaporao a partir da sua superfcie, tendo como resistncia fsica evaporao a presso sobre essa superfcie. Se a presso do vapor de gua atinge o valor da presso que age sobre sua superfcie, a evaporao tende formao de bolhas (ebulio). Nessa situao, a temperatura da gua permanece constante at a evaporao total. a) O cozimento de alimentos , de uma forma simplificada, uma coleo de processos (reaes) qumicos. Neste contexto, cite a principal vantagem do uso de uma panela de presso e explique, do ponto de vista cientfico, a mudana que seu uso promove em relao a um cozimento em panela comum. b) Em uma panela de presso foi colocado determinado volume de gua. Considere os trs seguintes processos, realizados separadamente, para ferver a gua, at a evaporao completa: 1. Deixar a panela aberta, sem tampa; ligar o fogo e aquecer a gua. 2. Fechar a panela apenas apoiando a tampa na sua parte superior; ligar o fogo e aquecer a gua. 3. Fechar a panela encaixando a tampa conforme recomendado pelo fabricante; ligar o fogo e aquecer a gua. O grfico abaixo (espao de resposta) contm trs curvas de temperatura da gua, , em funo do tempo. Correlacione os processos 1, 2 e 3 acima com as correspondentes curvas A, B ou C no grfico. Justifique sua resposta. Desconsidere a contribuio da massa da tampa da panela.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Texto A. Microplastics are tiny particles composed of plastic that have been becoming a worrisome problem in the oceans. Besides a direct contribution to pollution, microplastics can also release chemicals such as plasticizers and flame retardants into the water they are in. An investigation carried out by the Virginia Institute of Marine Science found that water temperature and salinity can have an effect on how much of these chemicals are released from microplastics, reinforcing the need to keep these materials out of the environment (Adaptado de https://marinedebris.noaa.gov/research/influence-environmental-conditions-contaminants-leaching-and-sorbing-marine-microplastic. Acessado em 30/09/2020.) Texto B. The Guppyfriend Washing Bag is the most effective hands-on solution against microplastic pollution from washing. It reduces fiber shedding and protects your clothes. It filters the few fibers that do break and its a reminder to change our washing rituals. (https://us.guppyfriend.com. Acessado em 30/09/2020.) (Na parte inferior da imagem, l-se: STOP Microwaste for a plastic free nature Microfiber Filter Solution) a) A partir da leitura do texto A, aponte uma consequncia indireta dos microplsticos para a poluio. Justifique quimicamente por que essa consequncia afetada pela temperatura da gua. b) O produto apresentado no texto B uma medida efetiva para os problemas apontados no texto A. Voc concorda com essa afirmao, concorda parcialmente com ela ou discorda dela? Justifique de acordo com os textos e seus conhecimentos de qumica.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) A hemoglobina uma protena composta por quatro cadeias polipeptdicas. Cada cadeia est associada a um grupo heme que contm ferro, capaz de se ligar reversivelmente ao oxignio, permitindo assim sua funo primria, que a do transporte de oxignio dos pulmes aos tecidos perifricos. a) A Figura 1 apresenta a curva de dissociao para duas hemoglobinas humanas: em adultos (linha tracejada) e fetais (linha slida). Considerando elementos de equilbrio qumico e esse grfico, indique qual hemoglobina tem maior afinidade com o oxignio: a do adulto ou a fetal? Justifique sua resposta. b) O efeito Bohr, representado na Figura 2, ocorre quando clulas com metabolismo aumentado liberam maiores quantidades de CO2 no sangue. Entre as curvas do grfico (linhas slida ou tracejada), identifique aquela que representa o resultado final do efeito Bohr. Explique, do ponto de vista qumico, como voc chegou a esta concluso.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) O gs natural (GN) uma fonte de energia eficiente e limpa, considerando-se uma queima completa desse gs na sua forma purificada. No entanto, o metano, na origem, vem misturado com muitas outras substncias que precisam ser retiradas no processo de purificao, pois, na queima, teriam baixa ou nenhuma eficincia energtica, ou ento gerariam produtos com caractersticas indesejveis. A tabela abaixo mostra a composio aproximada (V/V %) de algumas fontes de gs natural, o que pode ilustrar as afirmaes anteriores. Considere a queima de gases naturais (GN) na composio em que se apresentam nas fontes, em condies idnticas de temperatura e presso e considerando tais gases como ideais. a) Do ponto de vista energtico, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gs queimado? Justifique sua resposta. b) Do ponto de vista ambiental, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gs queimado? Justifique sua resposta.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Pesquisadores da Universidade de Nevada estudaram a utilizao de p de caf e farinha de penas de galinha, fontes baratas de matria prima, abundantes e ambientalmente amigveis, na produo de biodiesel. Num dos estudos, os cientistas coletaram o p de caf e separaram o leo nele contido. No processo de extrao do leo, o p passou por um processo de secagem por 12 horas. Em seguida, foi aquecido por 1 hora com um solvente orgnico em ebulio e ento filtrado para remover o slido. O solvente foi separado do leo por destilao. Em seguida, os cientistas usaram um processo barato de transesterificao para converter 100% do leo em biodiesel. (Adaptado de A. King, Journal of Chemical Education 87, 2010, p. 243-244.) a) Considerando o estudo e os dados que constam nos grficos acima, qual seria o material disponvel em maior quantidade no mundo para a produo de biodiesel: p de caf ou farinha de penas? Justifique. b) Considerando o texto apresentado, aponte e comente, nos espaos indicados, um aspecto positivo e um aspecto negativo da proposta dos autores da pesquisa.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Mtricas simples, como o Fator-E e a Eficincia Mssica Reacional (EMR), so teis para avaliar o impacto ambiental e econmico de um dado processo qumico. Fator-E = massa de resduos / massa de produto EMR = massa de produto / massa de reagentes Uma indstria pretende produzir um dos sais imidazlicos (sal 1 ou sal 2) sintetizados em seu laboratrio de desenvolvimento. Ambos os sais teriam a mesma finalidade e serviriam para os mesmos propsitos. Considere os dados para a reao de produo dos sais citados empregando-se dois haletos de alquila distintos, conforme a equao abaixo. a) Considerando as mtricas Fator-E e EMR, indique qual desses sais (1 ou 2) voc recomendaria para a produo. Justifique considerando valores e definies. b) Considerando os efeitos txico-ambientais apresentados no quadro, indique qual desses sais (1 ou 2) voc recomendaria para a produo. Explique

(UNICAMP - 2021) A Farmacocintica estuda a absoro de um frmaco, sua distribuio nos lquidos corporais e tecidos, sua metabolizao e eliminao. Saber o que acontece com um frmaco no interior de um organismo vivo crucial para garantir sua biodisponibilidade e, consequentemente, sua eficcia e segurana, considerando possveis efeitos txicos. Para que um frmaco seja eficaz, ou seja, exera a ao desejada, sua concentrao no sangue deve estar dentro da janela teraputica. Assim, conhecendo-se o perfil de absoro e de metabolizao de um frmaco, essa faixa de concentrao pode ser assegurada levando-se em considerao a concentrao da dose aplicada, bem como a frequncia de administrao do frmaco, indicada pelas setas na figura abaixo. A figura apresenta as curvas de concentrao-tempo de certo frmaco no sangue. a) Considerando o enunciado, complete a tabela no espao de resposta, associando as curvas do grfico com os tipos de metabolismos: normal, lento e acelerado. Justifique. b) Considerando o perfil apresentado pelo frmaco, como os parmetros poderiam ser alterados para garantir segurana e eficcia na administrao do frmaco em duas situaes: (S1) indivduo com metabolismo lento e (S2) indivduo com metabolismo acelerado. Explique.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Um dos grandes desafios para a consolidao de uso do hidrognio como combustvel seu armazenamento seguro e em grande quantidade. O hidrognio pode ser armazenado puro, como gs ou lquido. Atualmente, parece mais adequado armazenar o hidrognio na forma de hidretos metlicos ou adsorvido em materiais porosos nanoestruturados. Para que o armazenamento seja considerado eficiente, o material deve apresentar capacidade de armazenamento mxima em presso constante e boa reversibilidade; ou seja, o armazenamento (adsoro) e a liberao (dessoro) devem ocorrer em condies similares. Essas caractersticas do armazenamento podem ser observadas em um grfico denominado isoterma de adsoro, que uma curva de composio de hidrognio no material (C, kg de H2/kg de material) em funo da presso. Dados do Mg2Ni: capacidade de armazenamento de H2 = 3,6 kg de H2 por 100 kg de Mg2Ni; densidade = 3.400 kg m-3 . a) A figura ao lado mostra a isoterma de trs materiais que poderiam ser empregados para armazenar H2. Qual curva (A, B ou C) representa o melhor material para se armazenar o hidrognio? Justifique sua escolha. b) Um carro com motor a combusto interna consome 24 kg de gasolina (d = 700 kg m-3 ) ou 8 kg de hidrognio para percorrer uma distncia de 400 km, adsorvido em um material intermetlico do tipo Mg2Ni. Considerando que a massa e o volume de um carro mdio so aproximadamente de 6 m3 e 1.000 kg, respectivamente, uma possvel desvantagem desta tecnologia alternativa estaria relacionada massa ou ao volume relativamente ocupado pelo Mg2Ni? Justifique.

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) Imagine-se como um dos coautores de um trabalho cientfico sobre a capacidade de dessalinizao de fibras de carbono poroso (PCF). Ao revisar os dados da pesquisa, voc observa que os resultados apresentados no grfico a seguir esto consistentes para MgCl2 e CaCl2, do ponto de vista do conhecimento qumico. No entanto, voc tambm observa no grfico que a apresentao dos dados est (Massas molares em g.mol-1: Na = 23; Mg = 24; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40)

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) A forma cristalina de um frmaco fundamental para seu uso como medicamento. Assim, a indstria farmacutica, aps a sntese de determinado frmaco, deve verificar se ele se apresenta como uma nica forma cristalina ou se uma mistura polimrfica. Uma das formas de purificar um frmaco nessas condies utilizar um processo de recristalizao: dissoluo do material sintetizado, seguida da cristalizao da substncia desejada. Observe na tabela abaixo os dados de solubilidade em gua de uma dada forma de insulina. A partir dessas informaes, caso se queira purificar uma amostra dessa insulina, seria recomendado dissolver essa amostra em quantidade suficiente de gua

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) No incio da pandemia da Covid-19, houve escassez de mscaras de proteo. Muitas pessoas passaram a fabricar suas prprias mscaras com tecidos comuns. Seriam essas mscaras caseiras to eficientes quanto a mscara recomendada, a N95? Um estudo avaliou a eficincia de alguns tecidos na filtrao de partculas de 10 nm a 10 m, faixa de tamanho importante para a transmisso de vrus baseada em aerossis, e que compreende a faixa do novo coronavrus (20-250 nm). Algumas informaes obtidas pelos pesquisadores encontram-se nos grficos a seguir. Com base nessas informaes, correto afirmar que a eficincia na filtrao de uma mscara caseira sempre

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao) O oxmetro usado na triagem para a Covid-19. Acoplado ao dedo, ele emite luz em dois comprimentos de onda (660 nm e 940 nm) e mede a quantidade de luz absorvida (A) em cada caso. A partir disso, determina a concentrao percentual de oxi-hemoglobina (HbO2) e de desoxi-hemoglobina (Hb) no sangue. Valores entre 95 e 100% para HbO2 indicam normalidade. Simplificadamente, as quantidades de luz absorvidas em cada comprimento de onda (A) se relacionam matematicamente s concentraes [HbO2] e [Hb] conforme as seguintes equaes: Considere que uma pessoa tenha chegado ao hospital com baixa saturao de O2 no sangue e, depois de submetida oxigenoterapia, comea a ter a saturao normalizada. Em relao s medidas iniciais, quando a saturao de O2comea a subir, a absoro de luz indicada pelo oxmetro

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao) A presso insuficiente, em excesso ou desigual entre os pneus coloca em risco a segurana na conduo e afeta o rendimento do veculo. Pensando nisso, numa manh fria (10 C), um motorista efetuou corretamente a calibrao dos pneus do seu carro para 29 e 31 psi, seguindo a tabela de calibragem dos pneus no manual do fabricante, como indica a figura a seguir. Ao meio-dia, chegou ao seu destino e, aps um perodo de descanso, carregou o carro com lotao mxima. Considerando que a temperatura ambiente naquele momento era de 30 C, o motorista certamente precisaria Dados: T/K = 273 + t/C; desconsiderar a variao no volume dos pneus; o sensor de presso no indica variaes menores que 1 psi.

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao) O aumento dos casos da Covid-19 provocou a escassez de lcool etlico em gel no comrcio, o que fez a populao buscar outros tipos de lcool para se prevenir. No entanto, as opes de lcool disponveis no eram eficazes. O recomendado o lcool 70INPM (% massa/massa). As opes de lcool disponveis comercialmente poca da escassez aparecem na tabela abaixo. Tipo de lcool Concentrao INPM (%massa/massa) Absoluto 99,6 Hidratado 92,6 Combustvel 92,5 Limpeza 46,0 Para produzir lcool 70INPM a partir dos outros tipos disponveis comercialmente, uma opo possvel seria misturar

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao) Um estudo recente avaliou como determinados plsticos se degradam na gua do mar quando expostos luz ultravioleta. Os plsticos estudados foram: NPG (plsticos diversos do Giro do Pacfico Norte), EPS (poliestireno expandido), PP (polipropileno) e PE (polietileno). Considerando que somente 2% do plstico despejado no mar est deriva, esse estudo tentou descobrir para onde vo os microplsticos no ambiente marinho. Um dos resultados do estudo mostrado nos grficos abaixo. Nesses grficos, observam-se as produes de carbono orgnico dissolvido (DOC) por grama de carbono na amostra de plstico utilizado. O DOC foi identificado como o maior subproduto da fotodegradao de plsticos. (Adaptado de L. Zhu e outros. Journal of Hazardous Materials 383, 2020, 121065.) Os resultados mostram que