Questões de Química - UNICAMP | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 7) A comunicao implica transmisso de informao. o que acontece no processo de hereditariedade atravs do DNA, em que so passadas informaes de gerao em gerao. A descoberta da estrutura do DNA, na metade do sculo XX, representou um grande avano para a humanidade. Wilkins, Watson e Crick ganharam o Prmio Nobel em 1962 por essa descoberta. Para que seja mantida a estrutura da dupla hlice do DNA, segundo as regras de Chargaff, existem ligaes qumicas entre pares das bases abaixo mostradas, observando-se, tambm, que os pares so sempre os mesmos. A representao simplificada da estrutura do DNA, vista ao lado, pode ser comparada a uma escada espiralada ( -hlice), onde o tamanho dos degraus sempre o mesmo e a largura da escada perfeitamente constante. As bases esto ligadas ao corrimo da escada pelo nitrognio assinalado com asterisco nas frmulas abaixo. a) Considerando apenas as informaes dadas em negrito, quais seriam as possveis combinaes entre as bases 1, 2, 3 e 4? Justifique. b) Na verdade, somente duas combinaes do item a ocorrem na natureza. Justifique esse fato em termos de interaes intermoleculares.

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 8) O xido ntrico (NO) um gs que, produzido por uma clula, regula o funcionamento de outras clulas, configurando-se como um princpio sinalizador em sistemas biolgicos. Essa descoberta no s conferiu o Prmio Nobel de Medicina em 1998 para Ignaro, Furchgott e Murad, como tambm abriu as portas para muitos progressos cientficos nesta rea, inclusive no desenvolvimento do Viagra . Como frmaco, a produo do NO comea com a reao entre SO2 , cido ntrico e gua, originando, alm desse gs, o cido sulfrico. Como produto final, o NO comercializado em cilindros de 16 litros, diludo em N2. A concentrao mxima de 0,08 % em massa. Este cilindro chega a fornecer cerca de 2400 litros de gs a 25 C e 1 atmosfera. a) Escreva a equao qumica da reao de produo do NO. b) Qual a massa aproximada de NO contida no cilindro a que se refere o texto da questo?

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 9) As plantas necessitam se comunicar com insetos e mesmo com animais superiores na polinizao, frutificao e maturao. Para isso, sintetizam substncias volteis que os atraem. Um exemplo desse tipo de substncias o 3-penten-2-ol, encontrado em algumas variedades de manga, morango, pssego, ma, alho, feno e at mesmo em alguns tipos de queijo como, por exemplo, o parmeso. Alguns dos seus ismeros atuam tambm como feromnios de agregao de certos insetos. a) Sabendo que o 3-penten-2-ol apresenta isomeria cis-trans, desenhe a frmula estrutural da forma trans. b) O 3-penten-2-ol apresenta tambm outro tipo de isomeria. Diga qual , e justifique a sua resposta utilizando a frmula estrutural.

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 10) Cmeras fotogrficas, celulares e computadores, todos veculos de comunicao, tm algo em comum: pilhas (baterias). Uma boa pilha deve ser econmica, estvel, segura e leve. A pilha perfeita ainda no existe. Simplificadamente, pode-se considerar que uma pilha seja constituda por dois eletrodos, sendo um deles o anodo, formado por um metal facilmente oxidvel, como ilustrado pela equao envolvendo o par on / metal: A capacidade eletroqumica de um eletrodo definida como a quantidade terica de carga eltrica produzida por grama de material consumido. A tabela a seguir mostra o potencial padro de reduo de cinco metais que poderiam ser utilizados, como anodos, em pilhas: a) Considere para todas as possveis pilhas que: o catodo seja sempre o mesmo, a carga total seja fixada num mesmo valor e que a prioridade seja dada para o peso da pilha. Qual seria o metal escolhido como anodo? Justifique. b) Considerando-se um mesmo catodo, qual seria o metal escolhido como anodo, se o potencial da pilha deve ser o mais elevado possvel? Justifique.

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 11) Uma das grandes novidades em comunicao a fibra ptica. Nesta, a luz transmitida por grandes distncias sem sofrer distoro ou grande atenuao. Para fabricar fibra ptica de quartzo, necessrio usar slica de alta pureza , que preparada industrialmente usando uma seqncia de reaes cujas equaes (no balanceadas) esto representadas a seguir: a) Na obteno de um tarugo de 300 g de slica pura, qual a quantidade de energia (em kJ) envolvida? Considere a condio padro. Dados de entalpia padro de formao em kJ mol-1 : SiO2(s) = -910; CO2(g) = -394; SiCl4(g) = -657. b) Com a slica produzida (densidade = 2,2 g cm -3 ), foi feito um tarugo que, esticado, formou uma fibra de 0,06 mm de dimetro. Calcule o comprimento da fibra esticada, em metros.

(UNICAMP - 2005 - 1a fase) No incio das transmisses radiofnicas, um pequeno aparelho permitia a recepo do sinal emitido por estaes de rdio. Era o chamado rdio de galena, cuja pea central constitua-se de um cristal de galena, que um mineral de chumbo, na forma de sulfeto, de cor preta. O sulfeto de chumbo tambm aparece em quadros de vrios pintores famosos que usaram carbonato bsico de chumbo como pigmento branco. Com o passar do tempo, este foi se transformando em sulfeto de chumbo pela ao do gs sulfdrico presente no ar, afetando a luminosidade da obra. Para devolver pintura a luminosidade original que o artista pretendeu transmitir, ela pode ser tratada com perxido de hidrognio, que faz com que o sulfeto de chumbo transforme-se em sulfato, de cor branca. a) Escreva os smbolos qumicos do chumbo e do enxofre. Lembre-se de que os smbolos qumicos desses elementos se originam de seus nomes latinos plumbum e sulfur. b) Escreva a equao qumica que representa a transformao do sulfeto de chumbo em sulfato de chumbo pela ao do perxido de hidrognio. c) Dentre as transformaes qumicas citadas nesta questo, alguma delas corresponde a uma reao de xido-reduo? Responda sim ou no e justifique a sua resposta.

(UNICAMP - 2005 - 2a fase - Questo 12) Computadores, televisores, transformadores eltricos, tintas e muitas outras utilidades que facilitam a comunicao, j empregaram os PCBs (compostos bifenlicos policlorados). Infelizmente, a alta estabilidade dos PCBs, aliada s suas caractersticas prejudiciais, os colocou dentre os mais indesejveis agentes poluentes. Esses compostos continuam, ainda, presentes no ar, na gua dos rios e mares, bem como em animais aquticos e terrestres. O grfico a seguir mostra a sua degradabilidade, em tecidos humanos. a) Imagine que uma pessoa, pesando 70 kg, ingere 100 kg/ano de um alimento contaminado com 0,3 ppm (mg kg-1 ) de PCBs, e que o nvel letal de PCBs para o ser humano seja 1300 ppm. Ser possvel que este nvel de PCBs seja alcanado, ao longo de sua vida, considerando a alimentao como nica forma de ingesto de PCBs ? Responda sim ou no e justifique. b) Aps realizar exames de laboratrio, uma moa de vinte e cinco anos descobriu que estava contaminada por 14 ppm de PCBs, o que poderia comprometer seriamente o feto em caso de gravidez. Deixando imediatamente de ingerir alimentos contaminados com PCBs, ela poderia engravidar ao longo de sua vida, sem nenhum risco para o feto? Responda sim ou no e justifique, sabendo que o limite seguro de aproximadamente 0,2 ppm.

(UNICAMP - 2005 - 1a fase) Feromnios so substncias qumicas usadas na comunicao entre indivduos de uma mesma espcie. A mensagem qumica tem como objetivo provocar respostas comportamentais relativas agregao, colaborao na obteno de alimentos, defesa, acasalamento, etc. H uma variedade de substncias que exercem o papel de feromnios, como o CH3(CH2)3CH2OH (sinal de alerta) e o CH3CH2CO(CH2)5CH3 (preparar para a luta). Uma mariposa chamada Bombyx disparate segrega um feromnio sexual capaz de atrair os machos da espcie numa distncia de at 800 metros. Tal substncia apresenta, na molcula, a funo epxi. Um fragmento de uma molcula desse feromnio, contendo apenas o principal grupo funcional, pode ser representado simplificadamente como -CHOCH-. a) Copie as duas frmulas das substncias citadas acima. Em cada uma delas, marque e d o nome de uma funo qumica presente. b) Escreva o nome qumico da substncia referente ao sinal de alerta. c) Desenhe a frmula estrutural do fragmento -CHOCH-.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 1) A figura abaixo representa o ciclo da gua na Terra. Nela esto representados processos naturais que a gua sofre em seu ciclo. Com base no desenho, faa o que se pede: a) Considerando que as nuvens so formadas por minsculas gotculas de gua, que mudana(s) de estado fsico ocorre(m) no processo 1? b) Quando o processo 1 est ocorrendo, qual o principal tipo de ligao que est sendo rompido/formado na gua? c) Cite pelo menos um desses processos (de 1 a 6) que, apesar de ser de pequena intensidade, ocorre no sul do Brasil. Qual o nome da mudana de estado fsico envolvida nesse processo?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 2) Cerca de 90% da crosta e do manto terrestres so formados por minerais silicticos. Entender muitos processos geoqumicos significa conhecer bem o comportamento dessas rochas em todos os ambientes. Um caso particular desse comportamento na crosta a solubilizao da slica (SiO2) por gua a alta temperatura e presso. Esse processo de dissoluo pode ser representado pela equao: Em determinado pH a 300 C e 500 atmosferas, a constante de equilbrio para essa dissoluo, considerando a gua como solvente, de 0,012. a) Escreva a expresso da constante de equilbrio para esse processo de dissoluo. b) Determine a concentrao em g L-1 de H4SiO4 aquosoquando se estabelece o equilbrio de dissoluo nas condies descritas.

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) Da caverna ao arranha-cu, o homem percorreu um longo caminho. Da aldeia, passou cidade horizontal, e desta, verticalizao. O crescente domnio dos materiais e, portanto, o conhecimento de processos qumicos teve papel fundamental nesse desenvolvimento. Uma descoberta muito antiga e muito significativa foi o uso de Ca(OH)2 para a preparao da argamassa. O Ca(OH)2 tem sido muito usado, tambm, na pintura de paredes, processo conhecido como caiao, onde, reagindo com um dos constituintes minoritrios do ar, forma carbonato de clcio de cor branca. a) D o nome comum (comercial) ou o nome cientfico do Ca(OH)2 . b) Que faixa de valores de pH pode-se esperar para uma soluo aquosa contendo Ca(OH)2 dissolvido, considerando o carter cido-base dessa substncia? Justifique. c) Escreva a equao que representa a reao entre o Ca(OH)2 e um dos constituintes minoritrios do ar, formando carbonato de clcio.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 3) Na superfcie da Terra, muitos minerais constituintes de rochas sofrem transformaes decorrentes das condies superficiais determinadas pelas chuvas, pelo calor fornecido pelo Sol e pela presena de matria orgnica. Por exemplo, minerais de composio alumino-silictica podero originar a bauxita (minrio de alumnio rico em Al2O3), ou ento, laterita ferruginosa (material rico em ferro), dependendo da retirada de slica e a conseqente concentrao seletiva de xidos de alumnio ou ferro, respectivamente. O grfico representa as condies sob as quais se d a solubilizao em gua da slica (SiO2) e da alumina (Al2O3) a partir desses minerais, em funo do pH. a) Considerando o grfico, diga que substncia predomina, em soluo aquosa, sob as condies de pH 3. b) E sob as condies de pH 8, que substncia predomina em soluo aquosa? c) Em que faixa de pH a solubilizao seletiva favorece a formao de material residual rico em Al2O3? Justifique. d) A espcie H4SiO4 formada na dissoluo do SiO2, que tambm pode ser escrita como Si(OH)4, em soluo aquosa, apresenta carter cido ou bsico? Justifique, usando as informaes contidas no grfico.

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) No processo de verticalizao das cidades, a dinamizao da metalurgia desempenhou um papel essencial, j que o uso do ferro fundamental nas estruturas metlicas e de concreto dos prdios. O ferro pode ser obtido, por exemplo, a partir do minrio chamado magnetita, que um xido formado por ons Fe3+ e ons Fe2+ na proporo 2:1, combinados com ons de oxignio. De modo simplificado, pode-se afirmar que na reao de obteno de ferro metlico, faz-se reagir a magnetita com carvo, tendo dixido de carbono como subproduto. a) Escreva a frmula da magnetita. b) Qual a percentagem de ferro, em massa, na magnetita? Massas molares, em g mol-1: Fe = 56 ; O = 16. c) Escreva a equao que representa a reao qumica entre a magnetita, ou um outro xido de ferro, e o carvo produzindo ferro elementar.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 4) As condies oxidativas/redutoras e de pH desempenham importantes papis em diversos processos naturais. Desses dois fatores dependem, por exemplo, a modificao de rochas e a presena ou no de determinados metais em ambientes aquticos e terrestres, disponveis vida. Ambos os fatores se relacionam fortemente presena de bactrias sulfato-redutoras atuantes em sistemas anaerbicos. Em alguns sedimentos, essas bactrias podem decompor molculas simples como o metano, como est simplificadamente representado pela equao abaixo: a) Considerando o carter cido-base dos reagentes e produtos, assim como a sua fora relativa, seria esperado um aumento ou diminuio do pH da soluo onde a bactria atua? Justifique. b) Nas condies padro, esse processo seria endotrmico ou exotrmico? Justifique com o clculo da variao de entalpia dessa reao nas condies padro. Dados- Entalpias padro de formao em kJ mol-1: CH4 = -75; H2SO4 = -909; H2S = -21; CO2 = -394; H2O = -286.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 5) A matria orgnica viva contm uma relao constante. Com a morte do ser vivo, essa razo vai se alterando exponencialmente com o tempo, apresentando uma meia-vida de 5600 anos. Constatou-se que um riacho, onde ocorreu uma grande mortandade de peixes, apresentava uma quantidade anmala de substncias orgnicas. Uma amostra da gua foi retirada para anlise. Estudando-se os resultados analticos referentes relao , concluiu-se que a poluio estava sendo provocada por uma indstria petroqumica e no pela decomposio natural de animais ou plantas que tivessem morrido recentemente. a) Como foi possvel, com a determinao da relao , afirmar com segurana que o problema tinha se originado na indstria petroqumica? b) Descreva, em poucas palavras, duas formas pelas quais a presena dessa matria orgnica poderia ter provocado a mortandade de peixes.