Questões de Química - UNICAMP | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2022 - 2 fase) Navios cargueiros so responsveis por 3% de todas as emisses de . Utilizando clulas de combustvel de xido slido (SOFC) associadas captura de on board, pesquisadores propem tornar carbono neutro ou mesmo carbono negativo os navios. A SOFC funciona a partir da oxidao do combustvel com oxignio puro, extrado do ar, numa clula eletroqumica que d origem a uma corrente eltrica. Nesse caso especfico, o produzido , ento, armazenado no estado lquido, no espao deixado pelo combustvel queimado, num tanque com partio mvel. Esse deve ser reutilizado ou ento armazenado adequadamente na natureza. A figura ao lado mostra como funciona o esquema proposto. a) Considerando o que se informa no texto, qual a importncia, para o bom funcionamento da proposta, do uso das clulas de combustvel em relao a motores de exploso interna (como os usados em carros convencionais e navios comuns)? Em condies ambientes, o mais estvel no estado gasoso; do ponto de vista prtico, o que preciso fazer, nas condies da proposta, para estoc-lo? b) De acordo com o texto e a figura acima, qual fonte de combustvel (1 e 2) seria classificada como carbono neutro e qual como carbono negativo. Justifique suas escolhas.

(UNICAMP - 2022 - 2 fase) Analise os cartoons a seguir antes de responder s questes em a) e b). a) Para os cartoons A e B, indique, separadamente, uma ao (verbo) que pode ser realizada para superar os desafios impostos pelo cartoon C. D um exemplo concreto para cada ao (verbo) indicada. As aes enumeradas no podem corresponder proposta apresentada no item b, a seguir. b) O processo de obteno de metais provenientes de resduos eletrnicos consiste na minerao urbana, que se baseia no conceito de economia circular. O fluxograma do campo de resposta apresenta uma forma de recuperao de metais do lixo eletrnico. Complete o fluxograma, utilizando os cdigos para processos (nmeros) e espcies (letras), apresentados no quadro ao lado do fluxograma do campo de resposta, de modo a tornar correto o processo representado pelo fluxograma. Cada processo ou espcie pode ser representado por um ou mais cdigos que podem ser repetidos em campos diferentes.

(UNICAMP - 2022) Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma clula eletroqumica que usa glicose como combustvel para gerar eletricidade (figura ao lado). Na clula usam-se enzimas adsorvidas em eletrodos de papel, onde ocorrem as reaes que geram a corrente eltrica. O eletrodo da esquerda previamente mergulhado em soluo de glicose ( mol/L) e, depois de retirado dessa soluo, a clula est pronta para funcionar. No seu funcionamento (no grfico, no campo de resposta), observa-se uma queda da corrente ao longo do tempo, um reflexo da diminuio da concentrao da glicose. Assim, para efeito de clculo, podese considerar que a intensidade da corrente eltrica diretamente proporcional concentrao de glicose. a) Imagine uma situao em que esta clula eletroqumica esteja inserida diretamente na corrente sangunea de um indivduo saudvel, cuja concentrao de glicose 90 mg/dL. No grfico do espao de resposta, esboce a curva da corrente em funo do tempo, produzida pela clula nesta situao. Construa a curva, usando argumentos quantitativos, e justifique seu formato. b) Com base nas informaes do grfico disposto no espao de resposta, calcule a quantidade, em mol de glicose, que foi consumida durante as primeiras 3 horas de funcionamento. Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol. Constante de Faraday: 96500 C/moL (1 C = Aꞏs)

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) O Purificador de gua PGTM (anteriormente conhecido como PUR) um pacote nico de p que usa as mesmas tcnicas, princpios e produtos qumicos usados no tratamento de gua numa estao convencional. Um sach do produto trata, em 30 minutos de ao, 10 litros de gua, sendo que a gua tratada contm cloro livre de resduos, o qual serve para proteger contra recontaminao. A tecnologia PGTM de purificao de gua em ao mostrada na figura a seguir. O pacote contm: Ca(OCl)2, KMnO4, Fe2(SO4)3, poliacrilamida aninica de alto peso molecular e argila bentontica. Levando em conta as informaes dadas, pode-se concluir que o produto capaz de tratar a gua, pois contm agentes

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) Na natureza, o metano pode se originar de processos termoqumicos ou biolgicos. A atividade microbiana o principal responsvel pela biodegradao anaerbia subterrnea de substratos orgnicos, sendo, assim, de importncia fundamental no ciclo do carbono. Por outro lado, no se pode desconsiderar a importncia desubstratos inorgnicos na gerao desse mesmo metano na natureza. A figura a seguir, incompleta, uma forma sinttica de classificar essas possveis formas de origem natural de gs metano. Levando em conta as informaes anteriores, para que a figura fique completa e correta, os nmeros 1, 2, 3, 4, 5 e 6 devem ser substitudos, respectivamente, pelos termos:

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) Usando um modelo tpico da termodinmica, os autores de um trabalho cientfico fazem previses sobre a exposio de pessoas a vapores de substncias adsorvidas em material slido particulado (MP) ou a vapores de MP semivoltil. O estudo se refere a exposies aos vapores (gases) no interior climatizado (20-25C) de residncias e escritrios em pases industrializados, j que essas pessoas passam 90% de seu tempo nesses ambientes. O estudo considerou tambm as condies climticas do ambiente interno e externo. Levando-se em conta as informaes dadas, pode-se concluir que os lados A e B da figura a seguir, correspondem, respectivamente, a

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) Resduos de papel contribuem para que o clima mude mais do que a maioria das pessoas pensam. A Blue Planet Ink anunciou que sua tinta de impressora autoapagvel Paper Saver agora est disponvel em cartuchos remanufaturados para uso em impressoras de uma determinada marca. A tinta autoapagvel (economizadora de papel) uma tinta roxa de base aquosa, que pode ser impressa em papel sulfite normal. Um cartucho rende a impresso de at 4000 folhas. Com a exposio ao ar, ao absorver dixido de carbono e vapor de gua, o componente ativo (corante) da tinta perde sua cor, a impresso torna-se no visvel e o papel fica branco, tornando possvel sua reutilizao. Sabe-se que o componente ativo da tinta Paper Saver o indicador o-cresolftalena. As formas estruturais A e B, a seguir, representam o componente ativo quando se mostra incolor e quando se mostra roxo, no necessariamente nessa sequncia. Dessa forma, pode-se afirmar que na mudana da cor roxa para incolor ocorreu um

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) Resduos de papel contribuem para que o clima mude mais do que a maioria das pessoas pensam. A Blue Planet Ink anunciou que sua tinta de impressora autoapagvel Paper Saver agora est disponvel em cartuchos remanufaturados para uso em impressoras de uma determinada marca. A tinta autoapagvel (economizadora de papel) uma tinta roxa de base aquosa, que pode ser impressa em papel sulfite normal. Um cartucho rende a impresso de at 4000 folhas. Com a exposio ao ar, ao absorver dixido de carbono e vapor de gua, o componente ativo (corante) da tinta perde sua cor, a impresso torna-se no visvel e o papel fica branco, tornando possvel sua reutilizao. A pegada de carbono isto , a quantidade de carbono gerada na produo, transporte e descarte de 120 folhas de papel a mesma de um carro a gasolina que se move por 16 km. O Regulamento sobre Automveis de Passageiros da Comisso Europeia estabeleceu como meta que as emisses dos veculos leves no podero ultrapassar 95 g CO2/km a partir de 2020. Levando em conta a combusto completa da gasolina (considere a gasolina como sendo constituda unicamente por C8H18) e as informaes do texto de referncia, o uso de um cartucho da tinta Paper Saver , nas condies estabelecidas pela Comisso Europeia, permitiria reduzir a emisso de aproximadamente Massas molares em g.mol-1 : H = 1, C = 12, O = 16.

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) O crescente interesse em combustveis renovveis, derivados tanto da cana de acar quanto da cana de energia, tem impulsionado estudos no sentido de permitir o maior aproveitamento desses dois tipos de cana na produo de bioetanol de primeira e segunda gerao, sendo este ltimo um biocombustvel produzido a partir de fibras presentes na cana. Em um simpsio brasileiro sobre bioetanol e biorrefino, realizado em 2017, foram apresentados dados relativos produo de bioetanol a partir de cana de acar e cana de energia. Um pequeno extrato desses dados encontra-se na tabela a seguir. Comparando-se os dados, pode-se concluir que a vantagem da cana de energia em relao cana de acar reside em uma maior produo de bioetanol de

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) Os benefcios da reciclagem so considerveis e se situam para alm de uma sensao de realizao pessoal, advinda de uma responsvel deposio de embalagens e demais produtos plsticos separados do restante do lixo. A figura a seguir registra o consumo e o destino de materiais plsticos nos Estados Unidos da Amrica, o que no muito diferente de outros locais ao redor do mundo. De acordo com essa figura, o consumo de plsticos vem aumentando,

(UNICAMP - 2022 - 1 fase - Caderno R) O sistema PSA (Pressure Swing Adsorption) uma alternativa produo de oxignio para hospitais ou indstrias distantes de fornecedores. Esse sistema tambm uma opo para os casos em que a produo por destilao criognica no supre a demanda. O funcionamento do PSA se baseia na adsoro seletiva dooxignio ou do nitrognio. O ar pressurizado forado a passar por colunas contendo substncias slidas. Tais substncias adsorvem seletivamente ou o oxignio ou o nitrognio. Quando o slido fica saturado, promove-se uma despressurizao do sistema e ento o gs se dessorve do slido. Dessa forma, os dois principais gases do ar so separados um do outro. A figura A esquematiza o sistema de funcionamento do PSA e os grficos 1 e 2 representam isotermas de adsoro (estudo do equilbrio a uma temperatura constante) de e para dois adsorventes distintos. O grfico 1 diz respeito a um complexo do metal cobalto denominado CoBTTri, enquanto o grfico 2 diz respeito a um zelito representado pela frmula NaX. Considerando as figuras, correto afirmar que a separao a que se refere o texto seria possvel utilizando-se

(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.