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Química Prof. Arilson 01 No processo de poluição ambiental, o gás metano (CH4) é o único rejeito orgânico emitido na decomposição do lixo. dá origem, com sua queima, ao dióxido de carbono (CO2) e à água (H2O). na quantidade de um mol, ao reagir com um mol de oxigênio, produz um mol de dióxido de carbono e um mol de água. é um dos elementos inorgânicos emitidos na decomposição do lixo. Determinada empresa, fabricante das medalhas usadas em uma edição das Olimpíadas de Inverno, anunciou que reaproveitou lixo eletrônico na composição de parte das medalhas. O especialista responsável pelo processo afirmou que é mínima a quantidade de materiais reciclados na fabricação de uma medalha. A empresa utilizou 6.800 kg de lixo eletrônico para conseguir empregar 4,96 kg de metais nas medalhas. Mesmo assim, o benefício é significativo. Sem a iniciativa, o gás carbônico emitido na produção das medalhas seria mais que o dobro do que foi emitido. A figura a seguir ilustra esse processo. A partir das informações acima, julgue os itens de 02 a 04 e faça o que se pede no item 05, que é do tipo B. 02 Considere que cada medalha de ouro reciclada tenha massa de 100g e apresente composição idêntica àquela referida no texto. Nesse caso, para a obtenção de 50g de ouro, seria necessário extrair totalmente o ouro contido em, pelo menos, 6 dessas medalhas. 03 A massa de 12.240 kg de CO2 produzidos na confecção das medalhas corresponde a mais de 250.000 mols desse gás. 04 Considerando-se que o bronze é uma liga metálica constituída, principalmente, de cobre e estanho, é correto afirmar que uma medalha de bronze não apresenta uma única temperatura de fusão e ebulição. 05 Considere que cada medalha de bronze apresente 10 g de estanho na sua composição e que o Sn metálico seja obtido a partir da redução da cassiterrita (SnO2) pela seguinte reação: SnO2(s) + C(s) → Sn(s) + CO2(g) Com base nessas informações, calcule a massa de gás carbônico, em gramas, liberada na obtenção do estanho necessário para a confecção de 100 medalhas de bronze. Após efetuados todos os cálculos solicitados, despreze, para marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. As águas subterrâneas podem ser contaminadas por diversos tipos de substâncias que prejudicam a sua utilização. A contaminação ocorre lentamente, pois seu trajeto é feito através do solo e de rochas permeáveis. Na figura acima, são apresentadas algumas formas de contaminação. Internet: <www.igm.ineti.pt> (com adaptações). Considerando essas informações e a figura acima, julgue os itens 06 e 07 e faça o que se pede no item 08, que é do tipo D. 06 No ciclo do nitrogênio, o N2 reage com o H2 para formar a amônia, H2N2. 07 A decomposição aeróbica do lixo por micro-organismos e bactérias é um processo que gera gás metano e gás sulfídrico. 08 Considere que, no processo de formação da chuva ácida, o dióxido de enxofre liberado da queima de combustíveis reage em duas etapas: arilsonmartino@hotmail.com 2 I na atmosfera, o dióxido de enxofre reage om o oxigênio para formar o trióxido de enxofre; II o trióxido de enxofre formado reage com a água da chuva, produzindo o ácido sulfúrico. A partir dessas informações, indique as equações balanceadas relativas aos processos do dióxido de enxofre na presença de água e oxigênio formando ácido sulfúrico. Do ponto de vista da ciência moderna, todo modelo deve ser não só logicamente consistente, mas consistente também com a experiência. No século XVII, experiências demonstraram que o comportamento das substâncias era inconsistente com a ideia de matéria contínua, e o modelo de matéria de Aristóteles desmoronou. Em 1808, o químico inglês John Dalton propôs que as propriedades da matéria poderiam ser explicadas em termos do comportamento de partículas finitas, unitárias. Dalton acreditava que o átomo seria a partícula elementar da matéria. Com base nas informações acima, julgue os itens de 09 a 12. 09 Considerando-se que, no atomismo da Grécia Antiga, forma e peso eram assumidos como algumas das propriedades fundamentais dos átomos, verifica-se que essa perspectiva difere da adotada no modelo de Dalton, que concebia os átomos como se fossem esferas perfeitas, de modo que todos os átomos de um dado elemento eram considerados idênticos e os átomos de diferentes elementos eram considerados como possuidores de massas distintas. 10 A teoria de Dalton explica algumas leis simples de combinação química, como a lei da composição constante, qual seja: se, em determinado composto, o número relativo de átomos e seus tipos são constantes, haverá, também, proporção entre as massas desses elementos. 11 Considere que, após reação completa de uma substância A, de massa mA, com uma substância B, de massa mB, em um sistema fechado, apenas dois compostos sejam encontrados no recipiente: uma substância C, de massa mC, e uma substância D. Nesse caso, de acordo com a lei da conservação da massa, a massa de D é dada pela relação (mA + mB) – mC. 12 O modelo de Dalton é capaz de explicar, de maneira precisa, a condutividade elétrica dos materiais. Derivados Número de átomos Massa molecular (g/mol) Faixa de ebulição (ºC) Gases 1-4 15-58 –126 a 0 Gasolina 5-12 72-170 0 a 204 Querosene 10-16 156-226 180 a 274 Gasóleo 15-22 212-294 260 a 371 Óleo 19-35 268-492 338 a 468 Resíduos 36-90 492-1262 > 468 T. G.Spiro e W. M Sticliani. Química ambiental. 2ª ed. São Paulo: Pearson, 2009. O petróleo bruto é um material fluido, de fácil transporte, que apresenta principalmente compostos de carbono e hidrogênio. Na figura acima, são apresentados diversos tipos de combustíveis e produtos extraídos do petróleo bruto. Considerando a figura e a tabela apresentadas, julgue os itens a seguir. 13 Os combustíveis derivados do petróleo são obtidos pelo processo de decantação fracionada do petróleo bruto. 14 Considere que a transformação de querosene em gasolina seja representada pela equação a seguir, em que m e n são números inteiros positivos. C(m+n) H(2(m+n)+2) CmH2m + CnH(2n+2) querosene gasolina Nesse caso, o processo é químico, diferentemente do processo que ocorre na torre de separação, que é físico. 15 Na torre de separação, a temperatura deve ser heterogênea, com intensidade que aumente de cima para baixo, uma vez que, quanto maior for a faixa de massa molecular e de quantidade de carbonos, maior será a faixa de ebulição da fração de moléculas. Na figura acima, uma ilustração da molécula de ácido ascórbico — vitamina C —, as esferas pretas, vermelhas e cinza arilsonmartino@hotmail.com 3 representam, respectivamente, átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio. Considerando essas informações, julgue os itens que se seguem. 16. Um indivíduo que ingerir diariamente 60 mg de vitamina C consumirá, em 300 dias, menos de 20 g de ácido ascórbico. 17 Em 352 g de ácido ascórbico, existem mais de 1024 moléculas desse composto. 18 Na composição centesimal em massa do ácido ascórbico, a contribuição do oxigênio é menor que 50%. Peixe salgado para conserva O homem pré-histórico obtinha sua dose de sal na carne crua de suas caças. Foi a passagem para a agricultura e a adoção da alimentação à base de grãos que introduziram a necessidade de um complemento alimentício. O sal, pois, causou grande impacto na história das civilizações: o seu poder de conservar alimentos facilitou a sobrevivência e a mobilidade das populações. Antes da Idade Média, pescadores holandeses já sabiam salgar o arenque para armazená-lo, tornando o peixe acessível longe do mar e durante o ano inteiro. O processo de salgar o bacalhau também foi desenvolvido antes da IdadeMédia. Ciência Hoje, nº 40, p. 79 e 101 (com adaptações). O processo de extração do sal marinho compreende três etapas: concentração da água do mar, cristalização, colheita e lavagem do sal. A produção de sal sofre influência do clima, o que exige que ela seja programada de acordo com as estações de seca e de chuvas. O bombeamento, a concentração e a cristalização da água do mar começam a ser realizados no início da estação seca. A colheita e a lavagem do sal cristalizado são feitas entre agosto e fevereiro. No período de chuvas na região salineira, o processo é interrompido. Tendo como referência a ilustração e os textos acima, julgue os itens de 19 a 22, assinale a opção correta no item 23, que é do tipo C. 19 O processo de salgar os alimentos para conservá-los tem como objetivo promover, por processo passivo, a desidratação deles. 20 Alimentos que foram salgados para conservação não se deterioram facilmente porque micro-organismos que poderiam deteriorá-los foram eliminados durante o processo de salga. 21 No processo de extração do sal da água do mar, a cristalização do sal inicia-se quando a concentração de soluto supera o limite de solubilidade desse sal na água do mar. 22 Na salga de um alimento, o sal forma uma barreira protetora que diminui a oxidação do alimento pela ação do oxigênio do ar e, consequentemente, retarda a degradação do alimento. 23 Entre os gráficos apresentados acima, os que melhor representam o comportamento da água pura e da água do mar no processo de ebulição à pressão constante são, respectivamente, os gráficos I e IV. IV e I. II e III. III e II. A instalação de parques eólicos ao largo da costa pode ser duas a três vezes mais onerosa que a instalação em terra, dada a exigência de manutenção e operação complexas, mas tem sido a solução encontrada por países que não dispõem de grandes extensões territoriais. Some-se a isso o fato de, nas áreas litorâneas, os ventos não encontrarem barreiras naturais, serem mais fortes e, por conseguinte, terem mais capacidade de geração de eletricidade. No ano passado, a Inglaterra inaugurou o maior parque eólico offshore do mundo, com 100 turbinas distribuídas ao longo de 35 km2 de mar, elevando a 5 mil megawatts a produção de eletricidade eólica no Reino Unido. Houve concordância da população em arcar com energia mais cara, porque, com essa escolha, as áreas verdes seriam preservadas. No Brasil, além da existência de grande variedade de fontes de energia, a considerável extensão territorial torna desnecessária a migração, para o mar, de parques de geração de energia. Internet: <www.advivo.com.br> (com adaptações). Tendo o texto acima como referência, julgue o item 24 e faça o que se pede no item 25, que é do tipo C. arilsonmartino@hotmail.com 4 24 No Brasil, diante da recente queda do potencial de produção de biodiesel, o uso de energia eólica tem sido incrementado. 25 Em relação à expansão da energia eólica no mundo, assinale a opção correta. Os impactos ambientais e o custo da energia eólica são desprezíveis se considerada a capacidade de geração de eletricidade dessa fonte renovável de energia. A construção de parques eólicos em terra demanda a utilização de áreas maiores que as dos parques implantados no mar, o que explica o interesse na tecnologia offshore, ainda que mais cara. Para os países que utilizam energia eólica, vantagens como a de ganho na quantidade de energia produzida no mar em relação à produzida na terra compensam os custos mais altos do uso da tecnologia offshore. A produção de energia eólica, por exigir emprego de tecnologia de alto custo, está restrita aos países industrializados em que a extensão territorial é pequena ou são escassas outras fontes de geração de energia. Os processos I e II, indicados na figura acima, são necessários quando a biomassa e utilizada na geração de energia. Nos dois processos, a etapa de combustão resulta em pelo menos dois produtos: gás carbônico (CO2) e vapor de agua (H2O). Considerando esses dados e a formula do etanol (C2H5OH), julgue os itens a seguir. 26 No caso de combustão completa do etanol, a seguinte equação está de acordo com a lei de conservação das massas: C2H5OH(l) + O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) 27 Considere que, a partir de determinada biomassa, foram obtidas duas amostras de igual massa, uma pulverizada e outra em cavacos, as quais serão submetidas a etapa de combustão no processo I, representado na figura. Nessa situação, se ambas as amostras forem submetidas a combustão nas mesmas condições, a reação mais rápida ocorrera com a amostra em cavacos. 28 A massa molar do etanol corresponde a 46 g/mol. É possível obter agua apropriada para uso doméstico ou agrícola por meio de dessalinização térmica ou congelamento da agua do mar, conforme descrito a seguir. • Na dessalinização térmica, a agua salgada e vaporizada artificialmente e, depois, condensada. Nesse processo, o sal não é carregado na evaporação. Sempre que a agua do mar evapora, os sais permanecem; assim, a agua das nuvens não é salgada. • O processo de congelamento da agua consiste, basicamente, na extração de sais minerais, porque só a agua congela, os sais não. Esse processo pode ser desenvolvido em grande escala, mas sua implementação e muito cara. Tendo como referência essas informações, julgue os itens seguintes. 29 Uma porção de agua pura ocupa maior volume que uma porção de igual massa de agua do mar, nas mesmas condições. 30 Os processos referidos no texto são interpretados a partir das propriedades da água, sem que se considere a natureza das substâncias nela dissolvidas. 31 Por meio de processo de filtração simples, pode-se purificar a água do mar e torná-la potável. 32 São exemplos de processos químicos as transformações na água na dessalinização térmica e no congelamento. Na agroindústria da cana-de-açúcar, o principal açúcar obtido pela evaporação do caldo da cana e a sacarose, um sólido branco cuja fórmula e C12H22O11. Em 100 mL de agua a 15 °C, a solubilidade da sacarose e de, no máximo, 197 g e, a 100 °C, e de, no máximo, 487 g. A partir de 160 °C, temperatura aproximada de fusão desse açúcar, inicia-se a formação de caramelo de cor escura e parda, em processo cinético que não pode ser revertido. Originado do caldo de cana, o açúcar bruto, de cor escura e fabricado em engenhos com equipamentos simples e rústicos, apresenta de 65% a 84% de sacarose. O açúcar de usinas, produzido em instalações de grande capacidade, apresenta 99% de sacarose, na forma de cristais brancos. No engenho ou na usina, a cana e moída, e o caldo, evaporado. Nas usinas, a evaporação e realizada em várias etapas e sob vácuo. O primeiro vaso evaporador trabalha a pressão aproximada da atmosfera, em temperatura de 101 °C; nos três evaporadores seguintes, a pressão e inferior à da atmosfera e as temperaturas são respectivamente de 92 °C, 75 °C e 56 °C. Após a etapa de evaporação, ocorre a cristalização, obtendo-se o açúcar na forma sólida e branca. Com base nas informações acima, julgue os itens de 33 a 35 e assinale a opção correta no item 36, que é do tipo C. 33 Na obtenção de 1 kg de açúcar bruto, de engenho, o rendimento não ultrapassa 2,5 mols de sacarose. 34 Na obtenção do açúcar por eliminação da água, a solução vai-se tornando mais concentrada, o que exige temperaturas cada vez mais altas para a vaporização do solvente. No processo de evaporação realizado em usina, a temperatura de ebulição depende da pressão, e a sacarose não se decompõe. 35 Considere que 420 g de sacarose sejam dissolvidos em 100 mL de água fervente e que, a seguir, o sistema seja resfriado até a temperatura de 15 °C. Nesse caso, ocorrerá a deposição de massa de açúcar cristalizado superior a metade da massa inicialmente dissolvida.36 Considerando que uma pessoa ingeriu uma bebida a que havia adicionado um sache de 6 g de açúcar com 95% em massa de sacarose, conclui-se que a quantidade de moléculas de sacarose ingeridas por essa pessoa foi igual a 1,0 × 1022. 6,0 × 1022. 1,0 × 1023. 6,0 × 1023. arilsonmartino@hotmail.com 5 O emprego da biomassa como fonte de energia gera um ciclo fechado de carbono, conforme ilustra a figura acima. Na fotossíntese, CO2 e H2O da atmosfera são convertidos em moléculas orgânicas constituintes da biomassa. A reação pode ser representada pela equação a seguir, que não está balanceada. CO2 + H2O + energia → C6H12O6 + O2 Com base nessas informações e considerando que a densidade da água seja igual a 1,0 g/mL, julgue os itens de 37 a 42. 37 O emprego do carvão mineral e o da energia solar são formas de se obter energia sem afetar o ciclo do carbono. 38 A partir da análise da figura, infere-se que a industrialização contribui para o aumento da biomassa e, consequentemente, para o aumento da captação de CO2 atmosférico. 39 É transferida entre os seres vivos na cadeia alimentar a energia que foi liberada na queima de petróleo ou de carvão mineral e ficou, por milhões de anos, fora de circulação. 40 Por meio da respiração dos organismos consumidores de água, as moléculas de água existentes na atmosfera são incorporadas à matéria orgânica. 41 Considere que os compostos CO2, H2O e C6H12O6 estejam, a 25 ºC, nos estados gasoso, líquido e sólido, respectivamente. Nesse caso, apenas o C6H12O6 tem temperatura de fusão superior a 25 ºC e apenas o CO2 tem temperatura de ebulição inferior a 25 ºC. 42 O volume de água necessário para a formação de 1,0 kg de C6H12O6 é superior a 700 mL. Considere que o gás natural seja constituído exclusivamente de metano (CH4), e a gasolina, de isooctano (C8H18). Em condições padrão, o calor liberado na combustão de 1,0 mol de metano e na de 1,0 mol de gasolina, cujas equações estão representadas abaixo, é igual, respectivamente, a 75 kJ/mol e 255 kJ/mol. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) C8H18(l) + 12,5O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(l) A partir dessas informações, julgue os itens subsequentes. 43 De acordo com o princípio de Avogadro, na combustão do metano, o volume de CO2(g) formado é superior ao volume de CH4(g) queimado, porque a massa molar do CO2 é maior que a massa molar do CH4. 44 Do ponto de vista ambiental, não é recomendada a conversão de um automóvel originalmente movido a gasolina em veículo movido a gás natural, porque ela resultará em aumento da liberação de CO2 por unidade de energia gerada. O óleo pode ser separado da parte proteica da semente de girassol pela extração com solvente. O óleo bruto é submetido, posteriormente, ao processo de refino, por meio do qual se removem os ácidos graxos livres. Para isso, o óleo bruto é tratado com uma base, conforme indicado na equação química abaixo, em que RCOOH representa um ácido carboxílico de cadeia hidrocarbônica R. Como resultado dessa reação, são gerados sal e água, que formam, com o óleo, uma emulsão. RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O ácido sal A partir dessas informações e considerando que o ácido oleico e o sal resultante de sua neutralização (oleato de sódio) possuam massas molares iguais a 282,5 g/mol e 304,5 g/mol, respectivamente, e que a densidade do óleo bruto de girassol seja 0,90 g/mL, julgue o item 45, assinale a opção correta no item 46, que é do tipo C, e faça o que se pede no item 47, que é do tipo B. 45 Dado que a neutralização de um ácido é uma reação exotérmica, é conveniente, para serem minimizadas as variações de temperatura no interior da câmara de reação, envolver o sistema com uma resistência elétrica, o que possibilita a reposição da energia envolvida na reação. 46 Para a separação do óleo bruto a partir do solvente utilizado na extração do girassol e para a separação do óleo a partir da emulsão formada durante seu refino, são, respectivamente, apropriadas a destilação e a centrifugação. a filtração e a decantação. a decantação e a filtração. a centrifugação e a destilação. 47 Considerando a neutralização, com NaOH, de 1.000 L de uma amostra de óleo bruto de girassol que contém 0,020% em massa de ácido oleico, calcule, para a conversão de 100% do óleo, a massa do sal oleato de sódio, em gramas, que será obtida. Após efetuados todos os cálculos, despreze, para marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. arilsonmartino@hotmail.com 6 Internet: <qnint.sbq.org.br>. A temperatura é um dos fatores que afetam o nível de oxigênio das águas, conforme mostra o gráfico acima, no qual está representada a curva da solubilidade do gás oxigênio (O2) na água, em função da temperatura. Considerando que, no intervalo de temperatura apresentado no gráfico, a densidade da água seja igual a 1,0 g/mL e que a concentração mínima de oxigênio que permite a vida de determinado organismo seja 1,3 × 10–4 mol/L, julgue os próximos itens. 48 Com o efeito estufa, a temperatura média na superfície terrestre aumenta e, portanto, a solubilidade do oxigênio na água diminui, o que pode ocasionar redução do nível de oxigenação de rios, lagos e oceanos. 49 O número de moléculas em 1,8 mL de água pura, nas condições de temperatura indicadas no gráfico, é superior a 1,0 × 1022. 50 Para uma solução aquosa saturada em oxigênio, a 40 ºC, a concentração de oxigênio é suficiente para permitir a vida do organismo em questão. O problema da disponibilidade da água no Brasil ganha, mais uma vez, as manchetes. No início de 2014, após inundações catastróficas em parte do Sudeste e na área central do país, além da inundação secular que atingiu, por alguns meses, Rondônia, Acre e partes do Maro Grosso, a seca se abateu não no Nordeste, como historicamente acontece, mas no Sudeste. A escassez de água no sistema de represas da Cantareira, em São Paulo, criou cenários alarmantes para o abastecimento da capital e de sua região metropolitana. W. J. Junk, M. T. F. Piedade. E candotti. Água no Brasil, excesso, escassez e problemas crescentes. In Revista Ciência Hoje, nº 315, vol. 53, jun/2014. Tendo como referência o texto acima, julgue os itens subsequentes. 51 Na água, substância composta pelos elementos químicos oxigênio e hidrogênio, a proporção em massa do oxigênio é superior a 93%. Considere a situação em que uma pessoa percorra, de bicicleta, uma distância em que seriam gastos, de automóvel, 3,0 L de gasolina constituída exclusivamente por isso-octano, cuja fórmula molecular é C8H18 e a densidade é igual a 0,69 g/mL. Considere, ainda, que a combustão completa desse combustível seja representada pela equação química abaixo, em que a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos das espécies envolvidas. aC8H18(l) + bO2(g) → cH2O(l) + dCO2(g) Com base nessas informações, julgue os itens subsequentes. 52 Com a utilização da bicicleta, em vez do automóvel, e, portanto, sem queima da gasolina, deixa-se de emitir, para a atmosfera, mais de 5.000 g de CO2. 53 A menor soma de a, b, c e d que permite balancear corretamente a reação de combustão completa do iso- octano com números inteiros é igual a 30. Internet: www.ensinoonline.com.br A elevação cia temperatura média da Terra usualmente é atribuída ao aumento, na atmosfera terrestre, da concentração de CO2 decorrente da queima de combustíveis fôsseis. Entretanto, alguns especialistas argumentam que a Terra já experimentou muitos ciclos de aquecimento (um a cada 100.000 anos, aproximadamente), todos acompanhados por aumento da concentração de CO2 na atmosfera. Controvérsiasà parte, não se pode descartar a hipótese de que o CO2 produzido pelo homem contribua para intensificar o aquecimento global e o fato de que a emissão de CO2 é apenas um dos fatores negativos associados ao emprego dos combustíveis fósseis, o que torna necessário o estímulo ao emprego de fontes alternativas de energia. Considerando essas informações e o gráfico acima, julgue os itens a seguir. 54 Considere um recipiente cúbico com arestas de 1,0 m e completamente preenchido por água. Considere, ainda, que a água contida nesse recipiente esteja sempre saturada com CO2, cujo comportamento da solubilidade é mostrado na figura apresentada. Nessas condições, se a temperatura da água contida no recipiente for aumentada de 10 ºC para 20 ºC, a massa de CO2 liberada para a atmosfera será superior a 1,0 kg. 55 Um dos efeitos nocivos ao meio ambiente causados pela queima dos combustíveis fósseis é o fenômeno conhecido como chuva ácida, que deriva, principalmente, da emissão de compostos de enxofre e nitrogênio, facilmente convertidos em ácidos quando em contato com a umidade do ar. Nos últimos anos, tem-se falado muito em “sequestro de carbono”, expressão que se refere à remoção de CO2 a partir de misturas de gases. Na natureza, a remoção do CO2 contido no ar atmosférico ocorre naturalmente, por meio da fotossíntese. Entretanto, metodologias têm sido desenvolvidas pelo homem para a separação do CO2 contido em misturas gasosas, para posterior reconversão do gás, por exemplo, em combustíveis líquidos. Essa separação pode ocorrer por arilsonmartino@hotmail.com 7 criogenia ou por adsorção. Na criogenia, a mistura de gases, normalmente pressurizada, é resfriada gradativamente, de forma que os constituintes são separados com base na propriedade de condensarem em diferentes temperaturas. No processo por adsorção, utiliza-se um adsorvente (frequentemente, carvão ativado) que tenha a capacidade de adsorver seletivamente o CO2 em seus sítios ativos. Considerando essas informações, julgue os itens de 56 a 58, assinale a opção correta nos itens 59 e 60, que são do tipo C, e faça o que se pede no item 61 que é do tipo B. 56 Considere que, à pressão p, a temperatura de ebulição do CH4 e a do CO2, sejam iguais a –120 ºC e –40 ºC, respectivamente. Nessas condições, se uma amostra de gás natural constituída por CH4 e CO2, à pressão p, for gradualmente resfriada a partir da temperatura ambiente, o CH4 se condensará antes do CO2. 57 Na separação de misturas gasosas, além dos métodos de separação por criogenia e por adsorção, pode ser utilizada a decantação. 58 A soma das massas de CO2 e H2O consumidas durante o processo de fotossíntese é igual à soma das massas de O2 e de matéria orgânica produzidas no mesmo processo. 59 A reconversão do CO2 em combustíveis líquidos é um processo exotérmico, ou seja, com liberação de calor. endotérmico, ou seja, com liberação de calor. exotérmico, ou seja, com absorção de calor. endotérmico, ou seja, com absorção de calor. 60 A separação de gases por criogenia ou por adsorção são exemplos de processo físico, pois envolve a criação de novas substâncias. químico, pois envolve a criação de novas substâncias. físico, pois não envolve a criação de novas substâncias. químico, pois não envolve a criação de novas substâncias. 61 Considerando que cada sítio ativo do carvão ativado seja responsável pela adsorção de uma molécula de CO2 e assumindo 6.0 x 1023 como o número de Avogadro, calcule o número de sítios ativos necessários para a adsorção de 88,0 g de CO2. Divida o valor obtido por 1023. Após efetuados todos os cálculos solicitados, despreze, para marcação no Caderno de Resposta, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. Cientistas e agricultores estão trabalhando juntos, no Peru, para reduzir os impactos das mudanças climáticas, por meio da produção de biocarvão. Em um forno revestido de alumínio, eles produzem o composto a partir da queima de bambu. O biocarvão é usado em plantações de mandioca, milho, pimentão e cana-de-açúcar. De acordo com os pesquisadores, o material mostrou-se capaz de aumentar a fertilidade do solo e favorecer o crescimento das plantas cultivadas. Em Cusco, no Vale Sagrado dos Incas, o processo de produção de biocarvão é simples: o forno é aquecido até a temperatura de 800 ºC, o que limita a entrada de oxigênio; em seguida, bambus são inseridos e queimam por 5 horas; depois, são resfriados com água e triturados. No Brasil, pesquisadores do instituto Agronômico de Campinas estão testando biocarvão, produzido a partir de dejetos de galinha, lodo de esgoto e palha de cana-de- açúcar em altas temperaturas, também para finalidade agrícola e na retenção de metais pesados no solo. A ideia de queimar fontes ricas em carbono para aumentar o estoque no solo e melhorar suas propriedades químicas, físicas e biológicas surgiu a partir de estudos com terra preta em sítios pré-históricos da Amazônia Central. A superfície porosa do biocarvão constitui um ambiente favorável à proliferação de fungos e bactérias que ajudam as plantas a absorver melhor os nutrientes do solo. Além disso, o biocarvão é adicionado â terra com o objetivo de imobilizar, reter metais e reduzir sua transferência para a água, plantas e animais, incluindo-se o ser humano. Internet: www.revistapesquisa.fapesp.br (com adaptações) Tendo como referência o texto e as figuras acima e considerando que 6 x 1023 mol–1 seja o valor da constante de Avogadro, julgue os itens de 62 a 65, e faça o que se pede no item 66, que é do tipo C. 62 Se cada 1,0 g de biocarvão for capaz de reter 1,2 x 1021 átomos de cromo, então 1 kg de biocarvão será capaz de reter mais de 100 g de cromo. 63 A queima do bambu é um processo ecologicamente correto, já que não produz poluentes. 64 É inviável a obtenção de água pura a partir de uma mistura de água e solo contendo biocarvão e sais minerais utilizando-se, na filtragem, filtro de papel. 65 Dado o princípio da conservação da matéria, a massa de bambu a ser queimada será igual à massa de biocarvão obtida. 66 Considere a tabela abaixo, que mostra a densidade média de alguns componentes. Componente Densidade média Água 1,0 x 106 mg/L Biocarvão 200 kg/m3 Areia limpa 2,5 g/cm3 Assinale a opção que mostra a disposição dos componentes do sistema formado após a adição de água a uma amostra contendo somente areia limpa e biocarvão. arilsonmartino@hotmail.com 8 Os fermentos são muito utilizados como ingredientes na produção de pães e bolos: servem para dar maciez a esses alimentos. Os fermentos, que podem ser químicos ou biológicos, funcionam, basicamente, da mesma maneira: produzem, por meio de reações químicas, gás carbônico, que aera as massas dos alimentos. Para melhor compreender o funcionamento dos fermentos, considere os experimentos I e II descritos a seguir. A massa cresce, mesmo à temperatura ambiente, devido à fermentação da glicose pelos microrganismos contidos no fermento biológico, de acordo com a seguinte reação: C6H12O6(s) → 2C2H5OH(l) + 2CO2(g) A reação ocorre quando o sistema é aquecido e há decomposição térmica do principal componente do fermento químico, o bicarbonato de sódio (NaHCO3): 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Considerando essas informações, julgue os itens de 67 a 71 e faça o que se pede no item 72, que é do tipo B, e no item 73, que é do tipo D. 67 Considerando-se que o gás carbônico liberado seja o único parâmetro responsável pela eficiência da fermentação e que sejam necessários 5,0 g de fermento biológico para reagir completamente com 180,0 g de glicose, é correto afirmar que o fermento biológico é mais eficiente que o fermento químico. 68 A respiraçãoaeróbica e a fermentação são processos que liberam energia. 69 O processo de fermentação aumenta a densidade da massa de pães e bolos. 70 Se o frasco de reação do experimento I for mantido hermeticamente fechado durante todo o processo, então o sistema final será uma mistura heterogênea com. pelo menos, duas fases. 71 No experimento II, a reação libera energia, sendo, portanto, um processo exotérmico. 72 Considere que um volume cúbico de 10 cm de aresta contendo 8,4 g de bicarbonato de sódio seja aquecido até a completa decomposição do NaHCO3, conforme a equação química apresentada. Considere, ainda, que nesse processo haja expansão homogênea do volume do cubo, em decorrência unicamente do desprendimento de CO2 da reação, sem perdas, de maneira que se forme um cubo maior. Suponha que, para cada mol de CO2 formado, haja um incremento de 20 L em gás carbônico. Com base nessas informações, calcule o volume final do cubo, em cm3, após expansão da massa. Divida o valor encontrado por 10. Após ter efetuado todos os cálculos solicitados, despreze, para a marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. 73 Considere o processo da fotossíntese, em que energia é utilizada para transformar gás carbônico e água em glicose (C6H12O6) e oxigênio. Esboce, no espaço a seguir, um gráfico genérico da variação de energia envolvida no processo de fotossíntese em função do caminho da reação. Represente, nas devidas posições do gráfico, os reagentes e os produtos, de acordo com a equação química global balanceada do processo. Bento Rodrigues. Subdistrito do município de Mariana (MG) atingido pelo rompimento da barragem. Internet: <www.wikipedia.org.br>. arilsonmartino@hotmail.com 9 O pior acidente da mineração brasileira ocorreu em 5/11/2015 no município de Mariana – MG. Foram liberados 62 milhões de metros cúbicos de rejeitos de mineração, que eram formados, principalmente, por óxido de ferro, água e lama. A cobertura de lama impedirá o desenvolvimento de espécies vegetais, uma vez que é pobre em matéria orgânica, o que tornará, portanto, a região infértil. Além disso, em virtude da composição, os rejeitos afetarão o pH da terra, causando a desestruturação química do solo. (...) Uma análise laboratorial encomendada após o desastre em Mariana encontrou na água do rio da região partículas de metais pesados como chumbo, alumínio, ferro, bário, cobre, boro e mercúrio. Segundo o diretor do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Baixo Guando, órgão responsável pela análise, a água não tem mais utilidade nenhuma, sendo imprópria para a irrigação e o consumo animal e humano. Além dos metais pesados, a própria força da lama prejudicou a biodiversidade do rio para sempre – ambientalistas não descartam a possibilidade de que espécies endêmicas inteiras tenham sido soterradas pela lama. A quantidade de lama é tamanha que o curso natural do rio bloqueado, o que fez que ele perdesse força e se formassem lagoas que também não devem ter vida longa, já que, além dos minérios de ferro, esgoto, pesticidas e agrotóxicos também estão sendo carregados pelas águas. Internet: <www.mundoeducao.bol.br> (com adaptações) Internet: <revistagalileu.globo.com> (com adaptações) Tendo o texto acima como referência inicial, e considerando a densidade dos rejeitos liberados em Mariana igual a 2.000 kg/m3; a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2; e 0,26 e 0,97 como valores aproximados, respectivamente, de sen(15º) e cos(15º), julgue os itens de 74 a 77. 74 Após passar por processo de filtração e fervura, a água do rio que “não tem mais utilidade nenhuma” ( . 15) se tornaria potável e, portanto, adequada para o consumo humano. 75 Quando oxigênio gasoso é dissolvido em água, ocorre a liquefação do O2, que passa de gasoso a líquido. 76 Se a densidade do óxido de ferro (Fe2O3) presente na lama for 5,2 g/cm3, então, em um tanque de 2.500 m3 completamente preenchido por esse composto, a massa do elemento ferro será superior a 8.000 toneladas. 77 Para que a extração, por meio de destilação, de pesticidas misturados na água contaminada seja eficiente, a temperatura de ebulição das substâncias deve estar o mais próximo possível da temperatura de ebulição da água. Tendo como referência o texto e o gráfico precedentes e considerando os múltiplos aspectos a eles relacionados, julgue os itens a seguir. 78 O crescimento da concentração de CO2 na atmosfera nas últimas décadas não modificou o meio natural, uma vez que o adicional de CO2 é absorvido pelas águas dos oceanos ou usado pelas plantas. Estima-se que, em menos de 200 anos após a descoberta da América em 1492, 50 milhões de americanos nativos foram mortos por doenças e guerras. Com a redução da população americana e a escravização de africanos para trabalharem nas Américas recém-esvaziadas e despovoadas, grandes florestas desenvolveram-se, o que gerou um impacto global nas concentrações atmosféricas de CO2. A figura acima apresenta a correlação entre as concentrações de CO2 atmosférico e as mudanças de temperatura durante dois períodos de tempo. Internet: <www2.uol.com.br> (com adaptações) Tendo como referência o texto e o gráfico precedentes e considerando os múltiplos aspectos a eles relacionados, julgue os itens a seguir. 78 O crescimento da concentração de CO2 na atmosfera nas últimas décadas não modificou o meio natural, uma vez que o adicional de CO2 é absorvido pelas águas dos oceanos ou usado pelas plantas. 79 Na respiração, a glicose (C6H12O6) reage com o O2 para formar CO2 e H2O; na fermentação, a glicose é transformada em CO2 e etanol (C2H5OH). Na respiração e na fermentação, ambas processos exotérmicos, estão envolvidos, respectivamente, 2.800 kJ e 72 kJ por mol consumido de glicose. Dessas informações, infere-se que a quantidade de energia liberada, por mol de CO2 formado é, pelo menos, trinta vezes maior na respiração que na fermentação. arilsonmartino@hotmail.com 10 Nebulosa do Caranguejo. Internet: <www.wikipedia.org.br> Os elementos químicos que compõem o planeta Terra e os elementos que fazem parte do corpo humano – como o carbono, o nitrogênio e o oxigênio – são todos restos mortais de estrelas que existiram há 5 bilhões de anos, antes da formação do Sistema Solar. As estrelas inicialmente queimam hidrogênio e hélio no seu interior; posteriormente, o núcleo se comprime, atingindo pressões e temperaturas altíssimas. Com a queima de hélio, elementos mais massivos são gerados. Eventualmente, a estrela “morre” em um evento explosivo intenso que lança no universo os elementos por ela produzidos. Essa explosão é chamada supernova. (...) Durante a explosão, a estrela, além de emitir enorme quantidade de luz, libera também elementos e moléculas do espaço. Dentro da estrela encontra-se a maioria dos primeiros vinte e seis elementos da tabela periódica: desde elementos simples, como o hélio e o carbono, aos maios complexos, como o manganês e o ferro. Após a explosão, os elementos formados vão se combinando para formar outros elementos e moléculas. A explosão libera uma enorme nuvem de gás e poeira, denominada nuvem interestelar, 90% do gás é hidrogênio, 9% hélio e 1% átomos mais pesados; a poeira contém compostos a base de silício, carbono, ferro, água, gelo, metano (CH4), amônia (NH3) e algumas moléculas orgânicas, como o formaldeído (H2CO). Almanaque Abril Socioambiental e Internet: <www.acs.org> (com adaptações) Considerando o fragmento de texto e a figura acima, que retrata um exemplo de remanescente de supernova, julgue os itens de 80 e 81. 80 Na etapa de fixação do ciclo do nitrogênio, se 140g de N2 reagirem completamente com H+ para formar apenas dois produtos, sendo um deles a amônia (NH3), a massa total dosprodutos formados será maior que 200g. 81 No ciclo do carbono, a queima exagerada de combustíveis fósseis resulta em excesso de gás carbônicos (CO2), o principal responsável pelo surgimento das chuvas ácidas. A energia proveniente de relâmpagos proporciona a formação do gás dióxido de nitrogênio (NO2) a partir dos gases oxigênio e nitrogênio. A variação de energia durante essa reação é representada no gráfico abaixo. Considerando que esse processo acontece em uma única etapa, faça o que se pede no item a seguir, que é do tipo D. 82 Escreva a reação química balanceada para formação de 2 mols de NO2. Classifique essa reação como endotérmica ou exotérmica. GABARITO 01 B 02 E 03 C 04 C 05 370 06 E 07 E 08 2SO2 + O2 → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 09 C 10 C 11 C 12 E 13 E 14 C 15 C 16 C 17 C 18 E 19 C 20 E 21 C 22 C 23 D 24 E 25 C 26 E 27 E 28 C 29 C 30 C 31 E 32 E 33 C 34 C 35 C 36 A 37 E 38 E arilsonmartino@hotmail.com 11 39 E 40 E 41 C 42 E 43 E 44 E 45 E 46 A 47 194 48 C 49 C 50 C 51 E 52 C 53 E 54 E 55 E 56 E 57 E 58 C 59 D 60 C 61 12 62 C 63 E 64 C 65 E 66 B 67 C 68 C 69 E 70 C 71 E 72 200 73 74 E 75 E 76 C 77 E 78 E 79 E 80 E 81 E 82 N2 + O2 → NO2 reação endotérmica