Questões de Química - UNICAMP 2023 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Um artigo cientfico relata a construo e a eficincia de um reator fotocataltico de fluxo contnuo para a degradao de hormnios presentes em guas tratadas para consumo humano. Num trecho desse estudo, os autores afirmam: interessante notar que 80% de estrognio foram removidos numa alimentao a 200 ng/L, 25 mW/cm2e 300 L/(m2h), enquanto que as remoes de progesterona e testosterona ficaram em 44% e 33%, respectivamente. De acordo com essas informaes, pode-se inferir que o reator capaz de degradar

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Leia os textos 1 e 2, a seguir, para responder s questes 14 e 15. Texto 1 A Qumica Verde uma rea multidisciplinar que cria, desenvolve e aplica produtos e processos qumicos que visam reduo ou eliminao do uso e da gerao de substncias nocivas ao meio ambiente e ao homem. Em 2019, para reunir vrias aes relativas Qumica Verde, os pesquisadores Paul T. Anastas e Julie B. Zimmerman propuseram a Tabela Peridica dos Elementos Figurativos da Qumica Verde e Sustentvel TPQVS (figura abaixo). Assim como na Tabela Peridica dos Elementos Qumicos, a TPQVS apresenta elementos, os quais, porm, representam aes associadas aos preceitos da Qumica Verde, sendo que cada grupo (G) da TPQVS rene aes com os mesmos preceitos. Texto 2 A Qumica pura beleza; Os tomos e as molculas so a realeza, reagindo no compasso da natureza para transformar o mundo com delicadeza. Sou um simples menestrel da cincia que defende suas ideias com veemncia. Como Qumico, quero atuar com sapincia, desenvolvendo processos de alta eficincia. A Qumica no mais poluio; para o fssil ela tem a substituio; renovando o verde como soluo. Vivemos num tempo de ambiguidade, onde a terra, a gua e o ar esto em vulnerabilidade. Faamos da Qumica o caminho para a sustentabilidade (MOTA, Claudio J. A. Conferncia de Abertura da 45. Reunio Anual da Sociedade Brasileira de Qumica, 2022.) Um dos princpios da Qumica Verde, ilustrado por um dos grupos na TPQVS (texto I), a economia atmica, dada pela razo da massa do produto de interesse pela massa total dos reagentes, sendo que quanto mais prximo de 1 seu valor, maior a economia atmica. Considerando as reaes de produo dos dois principais biocombustveis utilizados no contexto brasileiro, Sntese do biodiesel: Sntese do etanol: pode-se afirmar que h uma maior economia de tomos e Dados de Massa Molar (g/mol):

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Leia os textos 1 e 2, a seguir, para responder s questes 14 e 15. Texto 1 A Qumica Verde uma rea multidisciplinar que cria, desenvolve e aplica produtos e processos qumicos que visam reduo ou eliminao do uso e da gerao de substncias nocivas ao meio ambiente e ao homem. Em 2019, para reunir vrias aes relativas Qumica Verde, os pesquisadores Paul T. Anastas e Julie B. Zimmerman propuseram a Tabela Peridica dos Elementos Figurativos da Qumica Verde e Sustentvel TPQVS (figura abaixo). Assim como na Tabela Peridica dos Elementos Qumicos, a TPQVS apresenta elementos, os quais, porm, representam aes associadas aos preceitos da Qumica Verde, sendo que cada grupo (G) da TPQVS rene aes com os mesmos preceitos. Texto 2 A Qumica pura beleza; Os tomos e as molculas so a realeza, reagindo no compasso da natureza para transformar o mundo com delicadeza. Sou um simples menestrel da cincia que defende suas ideias com veemncia. Como Qumico, quero atuar com sapincia, desenvolvendo processos de alta eficincia. A Qumica no mais poluio; para o fssil ela tem a substituio; renovando o verde como soluo. Vivemos num tempo de ambiguidade, onde a terra, a gua e o ar esto em vulnerabilidade. Faamos da Qumica o caminho para a sustentabilidade (MOTA, Claudio J. A. Conferncia de Abertura da 45. Reunio Anual da Sociedade Brasileira de Qumica, 2022.) Um dos princpios da Qumica Verde, ilustrado por um dos grupos na TPQVS (texto I), a economia atmica, dada pela razo da massa do produto de interesse pela massa total dos reagentes, sendo que quanto mais prximo de 1 seu valor, maior a economia atmica. Considerando as reaes de produo dos dois principais biocombustveis utilizados no contexto brasileiro, Sntese do biodiesel: Sntese do etanol: Considerando a proposta da Qumica Verde, as frases em negrito do poema (texto II) podem, em interpretao livre, ser associadas, respectivamente, aos seguintes grupos da TPQVS: Dados de Massa Molar (g/mol):

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) O concreto tem alta tendncia a formar fissuras que reduzem sua vida til e elevam custos de reposio. A autocura do concreto convencional o preenchimento de suas fissuras, o que ocorre a partir da hidratao do xido de clcio presente na composio do prprio concreto. A hidratao produz hidrxido de clcio, que reage com o dixido de carbono presente na atmosfera ambiente. O bioconcreto, um novo produto no mercado, caracterizado pela presena de bactrias cujas cargas negativas em sua superfcie atraem ons metlicos positivos que precipitam com nions do ambiente do concreto; forma-se, com isso, um slido pouco solvel, responsvel por fechar as fissuras (figura ao lado). a)A partir do texto acima, equacione os processos qumicos descritos na autocura do concreto convencional. Fornea o nome do produto que promove a reparao das fissuras e comente sobre sua solubilidade em gua. b) Em relao aos nions do ambiente na autocura do bioconcreto, um texto cientfico relata: Em pH mais alto, as espcies carbonatadas esto desprotonadas. Como resultado, mais carbonato est disponvel para precipitao. Da mesma forma, o grupo fosfato estar sujeito a mudanas na protonao, dependendo do pH do meio. O grupo sulfato normalmente estar desprotonado devido aos seus baixos valores de pKa. Assim, a precipitao em pH baixo possvel, mas se aplica, no ambiente do concreto, principalmente ao fosfato e ao sulfato. Equacione os equilbrios cido-base em que, necessariamente, apaream esses nions. Comente comparativamente os valores de pKa do cido associado ao carbonato com os cidos associados ao sulfato e ao fosfato.

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Com o objetivo de mitigar problemas ambientais e encontrar alternativas viveis para a produo de combustveis, muitas propostas tm sido sugeridas. As figuras a seguir mostram rotas de transformao que possibilitariam alcanar o objetivo citado. As figuras anteriores trazem a representao esquemtica de diferentes sistemas catalticos para a reao de transformao de

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) Em um artigo cientfico, os autores apresentam a figura A com o objetivo de resumir os aspectos mais importantes de um estudo realizado. a) A partir da figura A, indique a finalidade do experimento, nomeie o processo de transformao e descreva como o experimento foi conduzido. No deixe de citar aspectos qumicos representados pelos elementos grficos da figura. b) A figura B mostra alguns resultados obtidos no referido trabalho. Tendo em vista os dados apresentados, proponha a presso que deve ser escolhida para a produo com maior proporo de hidrocarbonetos mais leves. Justifique sua escolha.

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Os cigarros eletrnicos, de modo geral, contm uma cpsula com uma soluo lquida de nicotina e aromatizantes que so vaporizados e posteriormente inalados pelo usurio. Apesar de as propagandas afirmarem que a concentrao de substncias txicas nos cigarros eletrnicos menor, a principal substncia causadora da dependncia, a nicotina, est presente em grande parte desses produtos. A nicotina inicialmente absorvida e, em seguida, metabolizada no organismo. Aps um perodo, a diminuio de sua concentrao no plasma sanguneo faz com que o usurio sinta a necessidade da inalao de uma nova dose. O grfico abaixo mostra a concentrao de nicotina no plasma sanguneo de trs indivduos, em funo do tempo, aps utilizao de um cigarro eletrnico, aspirando a mesma dosagem da substncia. Com base nessas informaes, pode-se inferir que, para o perodo de estudo, a velocidade de absoro da nicotina

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) Nos ltimos tempos, os consumidores observaram que, nas gndolas dos supermercados, apareceram vrios produtos alternativos derivados de leite, como as bebidas lcteas. Matria veiculada recentemente em portal de notcias questiona: Essas bebidas lcteas so saudveis?. O entrevistado responde: O soro de leite pode ser consumido como leite sem problema, j que similar ao leite desnatado, porm sem gordura. A reportagem traz ainda uma srie de informaes sobre a composio do leite, do soro e de uma bebida lctea,conforme apresentado na tabela 1. a)Com base nas informaes das duas tabelas, voc concorda totalmente, concorda parcialmente ou discorda da declarao atribuda ao entrevistado? Justifique sua resposta. b) Considerando que os dados da bebida lctea tenham sido calculados em conformidade com o que se informa no rodap da tabela 1, e que os outros dados dessa tabela estejam corretos, h algum erro nos dados da bebida lctea? Justifique.

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) A linha do tempo ao lado apresenta eventos que ocorreram mundialmente com o objetivo comum de tentar estabelecer acordos entre os diferentes pases para a mitigao de problemas ambientais e algumas normativas (aes) adotadas no mbito brasileiro (caixas de texto). a) Cite um benefcio, do ponto de vista da diminuio de problemas ambientais, obtido com cada uma das aes apontadas na linha do tempo. Proponha uma ao na mesma direo das aes adotadas anteriormente e justifique seu benefcio no contexto atual. b) J em 1828, o cientista Jos Bonifcio de Andrada e Silva, conhecido como Patriarca da Independncia, escreveu: Nossas preciosas matas desaparecem, vtimas do fogo e do machado, da ignorncia e do egosmo. Sem vegetao, nosso belo Brasil ficar reduzido aos desertos ridos da Lbia. Vir ento o dia em que a ultrajada natureza se ache vingada de tantos crimes. Associe a viso de Jos Bonifcio a exemplos de atividades humanas e aponte, para cada atividade, o(s) gs(es) gerado(s), em conformidade com a figura ao lado.

(UNICAMP - 2023- 1 fase) A caiao ou pintura com cal hidratada uma das formas mais antigas para o revestimento da fachada de edifcios. A cal virgem produzida a partir do aquecimento do calcrio , ao ser colocada em gua, forma a cal hidratada que, uma vez aplicada parede e em contato com o do ar atmosfrico, vai se transformando em seu precursor, o carbonato de clcio. Dessa forma, o carbonato de clcio fica aderido parede, protegendo-a, conservando-a e embelezando-a. Considere as equaes a seguir: Levando em conta apenas as equaes do processo de transformao e produo do carbonato de clcio (equaes i a iii), pode-se afirmar que o processo

(UNICAMP - 2023- 1 fase) Num estudo cientifico publicado em 2022 no Chemical Science, os autores aqueceram amostras de casca seca de banana, utilizando, num curto perodo de tempo, uma lmpada de alta intensidade luminosa. Essa tcnica de aquecimento denomina-se pirlise por luz. Essa irradiao promoveu a formao de um tipo de carvo e produtos gasosos. Em um experimento, a quantificao dos gases produzidos encontra-se na figura abaixo. A partir dessas informaes, pode-se inferir que um possvel interesse dos autores era obter combustveis a partir de biomassa. Sendo assim, pode-se dizer que o objetivo foi alcanado para hidrocarbonetos

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) Um estudo realizado em 2021 identificou que a troca de um dos aminocidos da protena Spark do novo coronavrus pode ser um dos fatores que influencia uma maior taxa de contgio em uma de suas mutaes. Na troca, o aminocido asparagina (Asn) da posio 501 substitudo por tirosina (Tyr). Essa troca faz com que a cadeia da protena Spark alterada (Y501) interaja com a cadeia proteica das clulas receptoras diferente- mente de como interage a cadeia da protena original (N501). A figura ao lado ilustra parte das interaes intermoleculares entre os receptores celulares e a protena do vrus original (N501) e a da mutao (Y501). a) Identifique as diferenas nas interaes intermoleculares entre os aminocidos citados na troca e os aminocidos do receptor celular. Justifique a alterao na taxa de contgio, considerando apenas mudanas nas energias das interaes intermoleculares. b) Considerando apenas a tirosina (Tyr501), explique e represente como esse aminocido se liga ao seu vizinho (Tyr449) na protena Spark. Escolha um dos tipos de interaes que ocorrem entre a (Tyr501) e a (Lys353) do receptor celular e explique e represente como essa interao se estabelece.

(UNICAMP - 2023 - 2 fase) Apesar dos benefcios de proteo que o uso de cosmticos e bloqueadores solares traz pele, sua presena tambm se conecta a problemas ambientais e de sade. Para evitar reaplicaes desnecessrias de bloqueadores de UV, a permeabilidade do princpio ativo na pele deve ser relativamente baixa. Essa permeabilidade pode ser descrita quantitativamente pelo coeficiente de permeabilidade, Kp (cm/s), que pode ser calculado a partir da massa molar M do produto qumico e de seu coeficiente de partio Kow = [soluto em octanol] / [soluto em gua]. A relao emprica entre essas grandezas dada pela equao: a) De acordo com esse modelo matemtico, discuta, do ponto de vista quantitativo, como a massa molar e a hidrofobicidade do princpio ativo se correlacionam com o tempo de reaplicao do protetor. b) Acredita-se que a presena de compostos per- e poli-fluoroalquis (PFAS) em cosmticos pode aumentar o conforto de uso, a durabilidade e a capacidade de espalhamento do cosmtico. Sua presena em cosmticos, no entanto, pode vir de transformaes de outros componentes presentes e no da adio intencional. A figura ao lado ilustra um trabalho sobre a presena dos PFAS em cosmticos. Interprete a figura levando em conta as informaes dadas.

(UNICAMP - 2023- 1 fase) O provocativo artigo intitulado, em traduo livre, O nitrognio o prximo carbono?, publicado em 2017, enfatiza, j no incio, que, assim como o carbono abasteceu a revoluo industrial, o nitrognio teria abastecido a revoluo na agricultura (a dita revoluo verde), o que continuaria ocorrendo nos dias atuais. O grfico a seguir mostra o crescimento do nitrognio antropognico reativo em comparao com o crescimento da emisso de CO2, apontando para um futuro de potenciais problemas ambientais. Levando em conta o comentrio sobre o artigo e os dados do grfico, marque a alternativa correta sobre o que representam as faixas A, B e C.