Prévia do material em texto
Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 CADERNO DE EXERCÍCIOS DE QUÍMICA DOS PRINCIPAIS VESTIBULARES 2000 - 2009 Ricardo Honda Professor de Química da Escola Técnica Walter Belian, Bacharel e licenciado em Química pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo, Mestrando em Ensino de Química pelo Instituto de Química e Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo Ano letivo: 2010 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 1 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 2 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 3 Este Caderno de Exercícios de Química é dedicado aos meus caros alunos e colegas professores da Escola Técnica Walter Belian que compartilham uma visão de ciência capaz de transformar os seres humanos em pessoas conscientes e responsáveis pelo seu papel na sociedade. O autor Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 “Não há educador tão sábio que nada possa aprender e nem educando tão ignorante que nada possa ensinar” Fernando Becker Professor Titular da UFRGS Elaboração: Prof. Ricardo Honda 4 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 SUMÁRIO Prefácio ................................................................................................................................ 7 FUVEST ................................................................................................................................ 9 UNICAMP .............................................................................................................................. 42 VUNESP …............................................................................................................................ 60 UFSCar ….............................................................................................................................. 81 UNIFESP …............................................................................................................................ 96 FATEC …............................................................................................................................... 114 UFABC …............................................................................................................................... 124 MACKENZIE …...................................................................................................................... 130 PUC-SP ….............................................................................................................................. 151 FEI …..................................................................................................................................... 161 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 5 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 6 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 PREFÁCIO Problemas, questões, textos etc podem ser instrumentos úteis para a aprendizagem quando utilizados para provocar ou consolidar reconstruções do conhecimento. Este Caderno de Exercícios de Química tem como objetivos auxiliar o aluno na leitura do mundo com “lentes químicas”, propor soluções para as dificuldades encontradas na sala de aula e abordar os conteúdos exigidos nos vestibulares, que continua bastante extenso, apesar das discussões e críticas que têm ocorrido a esse respeito. Todos os exercícios correspondem aos principais vestibulares do Estado de São Paulo (FUVEST, UNICAMP, VUNESP, UFSCar, UNIFESP, FATEC, UFABC, MACK, PUC, FEI), visto que é muito raro um aluno da escola prestar um vestibular de outra localidade do país. Vale ressaltar que alguns assuntos muito cobrados nos vestibulares da Região Sudeste quase nem são mencionados em outras regiões. Os exercícios estão divididos por vestibular e não por conteúdos. Foram selecionados os exercícios de vestibulares dos últimos 10 anos (2000 – 2009). Com este Caderno de Exercícios, pretendo auxiliar os meus alunos numa melhor aprendizagem dos principais conceitos químicos a nível de Ensino Médio. Bons estudos!!! Prof. Ricardo Honda Elaboração: Prof. Ricardo Honda 7 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 8 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 FUVEST 1. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) O diagrama esboçado abaixo mostra os estados físicos do CO2 em diferentes pressões e temperaturas. As curvas são formadas por pontos em que coexistem dois ou mais estados físicos. Um método de produção de gelo seco (CO2 sólido) envolve: I. compressão isotérmica do CO2 (g), inicialmente a 25ºC e 1 atm, até passar para o estado líquido; II. rápida descompressão até 1 atm, processo no qual ocorre forte abaixamento de temperatura e aparecimento de CO2 sólido. Em I, a pressão mínima a que o CO2 (g) deve ser submetido para começar a liquefação, a 25ºC, é y e, em II, a temperatura deve atingir x. Os valores de y e x são, respectivamente, a) 67 atm e 0ºC d) 67 atm e –78ºC b) 73 atm e –78ºC e) 73 atm e –57ºC c) 5 atm e –57ºC 2. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Do livro de Antoine Laurent Lavoisier, Traité Élémentaire de Chimie, traduziu-se o seguinte trecho: Representando-se o ácido cítrico por H3Cit, o procedimento descrito por Lavoisier pode ser esquematizado pela seqüência de equações: 2 H3Cit (aq) + x CaO (s) → Y (s) + 3 H2O (l) Y (s) + z H2SO4 (aq) → 3 CaSO4 (s) + 2 H3Cit (aq) Em tal seqüência, x, Y, e z correspondem, respectivamente, a a) 3, Ca3(Cit)2 e 3 d) 3, Ca2(Cit)3 e 3 b) 2, Ca2(Cit)3 e 3 e) 2, Ca3(Cit)2 e 2 c) 3, Ca3(Cit)2 e 2 3. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Um relógio de parede funciona normalmente, por algum tempo, se substituirmos a pilha original por dois terminais metálicos mergulhados em uma solução aquosa ácida (suco de laranja), conforme esquematizado abaixo. Durante o funcionamento do relógio, I. o pH do suco de laranja aumenta. II. a massa do magnésio diminui. III. a massa do cobre permanece constante. Dessas afirmações, a) apenas a I é correta. d) apenas a II e a III são corretas. b) apenas a II é correta. e) a I, a II e a III são corretas. c) apenas a III é correta. 4. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Em um artigo publicado em 1808, Gay-Lussac relatou que dois volumes de hidrogênio reagem com um volume de oxigênio, produzindo dois volumes de vapor de água (volumes medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura). Em outro artigo, publicado em 1811, Avogadro afirmou que volumes iguais, de quaisquer gases, sob as mesmas condições depressão e temperatura, contêm o mesmo número de moléculas. Dentre as representações abaixo, a que está de acordo com o exposto e com as fórmulas moleculares atuais do hidrogênio e do oxigênio é: 5. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Propriedades de algumas substâncias: Substância Ponto de fusão (ºC) Solubilidade (g/100 cm3) a 25 ºC Em água Em CCl4 Densidade (g/cm3) a 25 ºC CCl4 * - 23,0 ≈ 0 - 1,59 Iodo 113,5 0,03 2,90 4,93 Água 0,0 - ≈ 0 1,00 * CCl4 = tetracloreto de carbono A 25 ºC, 3,00 g de iodo, 70 cm3 de água e 50 cm3 de CCl4 são colocados em um funil de separação. Após agitação e repouso, qual dos esquemas abaixo deve representar a situação final? 6. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Deseja-se distinguir, de maneira simples, as substâncias de cada um dos pares abaixo, utilizando-se os testes sugeridos do lado direito da tabela: Par de substâncias Teste I) nitrato de sódio e bicarbonato de sódio X) Dissolução em água II) cloreto de sódio e glicose Y) pH de suas soluções aquosas III) naftaleno e sacarose Z) Condutibilidade elétrica de suas soluções aquosas As substâncias dos pares I, II e III podem ser distinguidas, utilizando-se, respectivamente, os testes: a) X, Y e Z b) X, Z e Y c) Z, X e Y d) Y, X e Z e) Y, Z e X 7. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Recentemente, na Bélgica, descobriu-se que frangos estavam contaminados com uma dioxina contendo 44 %, em massa, do elemento cloro. Esses frangos apresentavam, por kg, 2,0 x 10-13 mol desse composto, altamente tóxico. Supondo que um adulto possa ingerir, por dia, sem perigo, no máximo 3,23 x 10-11 g desse composto, a massa máxima diária, em kg de frango contaminado, que tal pessoa poderia consumir seria igual a: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 9 “ Ácido cítrico é mais facilmente obtido saturando-se suco de limão com cal suficiente para formar citrato de cálcio, que é insolúvel em água. Lava-se esse sal e acrescenta-se quantidade apropriada de ácido sulfúrico. Forma-se sulfato de cálcio, que precipita, deix ando o ácido cítrico livre na parte líquida” . Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 (Dados: 1 mol da dioxina contém 4 mols de átomos de cloro; massa molar do cloro (Cl) = 35,5 g/mol) a) 0,2 b) 0,5 c) 1 d) 2 e) 3 8. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) As espécies Fe2+ e Fe3+, provenientes de isótopos distintos do ferro, diferem entre si, quanto ao número a) atômico e ao número de oxidação. b) atômico e ao raio iônico. c) de prótons e ao número de elétrons. d) de elétrons e ao número de nêutrons. e) de prótons e ao número de nêutrons. 9. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Ácido clorídrico pode reagir com diversos materiais, formando diferentes produtos, como mostrado no esquema abaixo: Os seguintes sinais evidentes de transformações químicas: liberação de gás, desaparecimento parcial ou total de sólido e formação de sólido são observáveis, respectivamente, em: a) I, II e III b) II, I e III c) II, III e I d) III, I e II e) III, II e I 10. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Considere os seguintes materiais: I. Artefato de bronze (confeccionado pela civilização inca). II. Mangueira centenária (que ainda produz frutos nas ruas de Belém do Pará). III. Corpo humano mumificado (encontrado em tumbas do Egito antigo). O processo de datação, por carbono-14, é adequado para estimar a idade apenas a) do material I d) dos materiais I e II b) do material II e) dos materiais II e III c) do material III 11. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) A tabela seguinte fornece dados sobre duas soluções aquosas de certo ácido monoprótico, HA, a 25ºC. Solução Concentração de HA (mol/L) pH 1 1,0 3,0 2 1,0 x 10-2 4,0 Esses dados indicam que I. a concentração de íons H+ (aq), na solução 2, é dez vezes maior do que na solução 1. II. a solução 1 conduzirá melhor a corrente elétrica do que a solução 2. III. O pH da solução do ácido HA, a 25ºC, tenderá ao valor 7,0 quando a concentração de HA tender a zero, ou seja, quando a diluição tender ao infinito. Dessas afirmações, apenas a a) I é correta. d) I e a II são corretas. b) II é correta. e) II e a III são corretas. c) III é correta. 12. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Com base nos dados da tabela, Ligação Energia de ligação (kJ/mol) H – H 436 Cl – Cl 243 H – Cl 432 pode-se estimar que o ∆H da reação representada por H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g), dado em kJ por mol de HCl(g), é igual a: a) –92,5 b) –185 c) –247 d) +185 e) +92,5 13. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Um hidrocarboneto gasoso (que pode ser eteno, etino, propano, etano ou metano) está contido em um recipiente de 1L, a 25ºC e 1 atm. A combustão total desse hidrocarboneto requer exatamente 5L de O2, medidos nas mesmas condições de temperatura e pressão. Portanto, esse hidrocarboneto deve ser: a) eteno. b) etino. c) propano. d) etano. e) metano. 14. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) I e II são equações de reações que ocorrem em água, espontaneamente, no sentido indicado, em condições padrão. I) Fe + Pb2+ → Fe2+ + Pb II) Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe Analisando tais reações, isoladamente ou em conjunto, pode-se afirmar que, em condições padrão, a) elétrons são transferidos do Pb2+ para o Fe. b) reação espontânea deve ocorrer entre Pb e Zn2+. c) Zn2+ deve ser melhor oxidante do que Fe2+. d) Zn deve reduzir espontaneamente Pb2+ a Pb. e) Zn2+ deve ser melhor oxidante do que Pb2+. 15. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Analisando a fórmula estrutural do mestranol, um anticoncepcional, foram feitas as seguintes previsões sobre seu comportamento químico: I. deve sofrer hidrogenação. II. pode ser esterificado, em reação com um ácido carboxílico. III. deve sofrer saponificação, em presença de soda cáustica. Dessas previsões: a) apenas a I é correta. d) apenas a II e a III são corretas. b) apenas a II é correta. e) a I, a II e a III são corretas. c) apenas a I e a II são corretas. 16. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) O ácido adípico, empregado na fabricação do náilon, pode ser preparado por um processo químico, cujas duas últimas etapas estão representadas a seguir: Nas etapas I e II ocorrem, respectivamente, a) oxidação de A e hidrólise de B. d) hidrólise de A e oxidação de B. b) redução de A e hidrólise de B. e) redução de A e oxidação de B. c) oxidação de A e redução de B. 17. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) No sistema aquoso representado acima, existe o seguinte equilíbrio químico: Ao balão, foi acrescentado benzeno, que é um líquido incolor, imiscível com água, no qual, dentre as espécies do equilíbrio, somente o iodo é muito solúvel, conferindo-lhe cor vermelha. Como resultado de tal perturbação, após agitação e repouso, estabelece-se um novo estado de equilíbrio. Em relação à situação inicial, têm-se agora: a) maior [Cu2+(aq)], maior quantidade de CuI(s) e benzeno vermelho. b) maior [Cu2+ (aq)], menor quantidade de CuI(s) e benzeno incolor. c) menor [Cu2+ (aq)], menor quantidade de CuI(s) e benzeno vermelho. d) menor [Cu2+ (aq)], menor quantidade de CuI(s) e benzeno incolor. e) menor [Cu2+(aq)], maior quantidade de CuI(s) e benzeno vermelho. 18. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Misturando-se soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO3) e de cromato de potássio (K2CrO4), forma-se um precipitado de cromato de prata (Ag2CrO4), de cor vermelho-tijolo, em uma reação completa. A solução sobrenadante pode se apresentar incolor ou amarela, dependendo de o excesso ser do primeiro ou do segundo reagente. Na mistura de 20 mL de solução 0,1 mol/L de AgNO3 com 10 mL de solução 0,2 mol/L de K2CrO4, a quantidade em mol do Elaboração: Prof. Ricardo Honda 10 Caderno de Exercícios deQuímica dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 sólido que se forma e a cor da solução sobrenadante, ao final da reação, são respectivamente: a) 1 x 10-3 e amarela. d) 2 x 10-3 e amarela. b) 1 x 10-3 e incolor. e) 2 x 10-3 e incolor. c) 1 e amarela. 19. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) No gráfico, estão os valores das pressões parciais de NO2 e de N2O4, para diferentes misturas desses dois gases, quando, a determinada temperatura, é atingido o equilíbrio: Com os dados desse gráfico, pode-se calcular o valor da constante (Kp) do equilíbrio atingido, naquela temperatura. Seu valor numérico é próximo de a) 1 b) 2 c) 4 d) 8 e) 12 20. (FUVEST 2000 – 1ª FASE) Pode-se produzir metanol a partir de uma reserva natural (X), conforme o esquema seguinte: Em tal esquema, X e Y devem ser, respectivamente, a) metano e oxigênio. d) calcário e soda cáustica. b) carvão e hidrogênio. e) sacarose e etanol. c) celulose e gás carbônico. 21. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Os humanos estão acostumados a respirar ar com pressão parcial de O2 próxima de 2,1 x 104 Pa, que corresponde, no ar, a uma porcentagem (em volume) desse gás igual a 21%. No entanto, podem se adaptar a uma pressão parcial de O2 na faixa de (1 a 6) x 104 Pa, mas não conseguem sobreviver se forçados a respirar O2 fora desses limites. a) Um piloto de uma aeronave, em uma cabine não pressurizada, voando a uma altitude de 12 km, onde a pressão atmosférica é de 2,2 x 104 Pa, poderá sobreviver se a cabine for alimentada por O2 puro? Explique. b) Um mergulhador no mar, a uma profundidade de 40 m, está sujeito a uma pressão cinco vezes maior do que na superfície. Para que possa sobreviver, ele deve respirar uma mistura de gás He com O2, em proporção adequada. Qual deve ser a porcentagem de O2, nessa mistura, para que o mergulhador respire um "ar" com a mesma pressão parcial de O2 existente no ar da superfície, ou seja, 2,1 x 104 Pa? Justifique. Obs.: O He substitui com vantagem o N2. 22. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Deseja-se distinguir, experimentalmente, o estanho do zinco. Para tal, foram feitos três experimentos: I. Determinou-se a densidade de um dos metais, a 20ºC, com margem de erro de 3%, e achou-se o valor 7,2 g/cm3. II. Colocou-se, separadamente, cada um dos metais em uma solução aquosa de ácido clorídrico, de concentração 1 mol/L. III. Colocou-se, separadamente, cada um dos metais em uma solução aquosa de sulfato ferroso, de concentração 1 mol/L. Para cada um dos experimentos, com base nos dados fornecidos, explique se foi possível ou não distinguir um metal do outro. Dados: Metal (Me) Densidade a 20 ºC (g/cm3) Eºred (Me2+, Me) (V) Sn 7,29 - 0,14 Zn 7,14 - 0,76 Fe - - 0,44 23. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Atenção: A demonstração só deve ser feita em ambiente adequado e com os devidos cuidados! Para demonstrar, em laboratório, a obtenção de metais por redução de seus óxidos, pode ser utilizada a aparelhagem esquematizada acima, em que: I. gerador do gás redutor por desidratação do ácido fórmico II. frasco de segurança III. tubo de pirex contendo o óxido metálico IV. absorvedor de gás Para essa demonstração, a) dê as alterações que seriam observadas, visualmente, em III e IV. b) escreva as equações das reações que ocorrem em I e III. c) escolha uma substância química, utilizada ou formada, que não seja o ácido sulfúrico, e cite uma de suas propriedades, que exija cuidados especiais no seu uso. 24. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Para diagnósticos de anomalias da glândula tireóide, por cintilografia, deve ser introduzido, no paciente, iodeto de sódio, em que o ânion iodeto é proveniente de um radioisótopo do iodo (número atômico 53 e número de massa 131). A meia-vida efetiva desse isótopo (tempo que decorre para que metade da quantidade do isótopo deixe de estar presente na glândula) é de aproximadamente 5 dias. a) O radioisótopo em questão emite radiação β-. O elemento formado nessa emissão é 52Te, 127I ou 54Xe ? Justifique. Escreva a equação nuclear correspondente. b) Suponha que a quantidade inicial do isótopo na glândula (no tempo zero) seja de 1,000 μg e se reduza, após certo tempo, para 0,125 μg. Com base nessas informações, trace a curva que dá a quantidade do radioisótopo na glândula em função do tempo. 25. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) A composição de óleos comestíveis é, usualmente, dada pela porcentagem em massa dos ácidos graxos obtidos na hidrólise total dos triglicerídeos que constituem tais óleos. Segue-se esta composição para os óleos de oliva e milho. Tipo de óleo Porcentagem em massa de ácidos graxos Palmítico C15H31CO2H M = 256 Oléico C17H33CO2H M = 282 Linoléico C17H31CO2H M = 280 Oliva 10 85 05 Milho 10 30 60 M = massa molar em g/mol Um comerciante comprou óleo de oliva mas, ao receber a mercadoria, suspeitou tratar-se de óleo de milho. Um químico lhe explicou que a suspeita poderia ser esclarecida, determinando-se o índice de iodo, que é a quantidade de iodo, em gramas, consumida por 100 g de óleo. a) Os ácidos graxos insaturados da tabela têm cadeia aberta e consomem iodo. Quais são esses ácidos? Justifique. b) Analisando-se apenas os dados da tabela, qual dos dois óleos apresentará maior índice de iodo? Justifique. 26. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Um método de obtenção de H2 (g), em laboratório, se baseia na reação de alumínio metálico com solução aquosa de hidróxido de sódio. a) Escreva a equação balanceada dessa reação, sabendo-se que o hidrogênio provém da redução da água e que o alumínio, na sua oxidação, forma a espécie aluminato, Al(OH)4-. b) Para a obtenção do H2, foram usados 0,10 mol de alumínio e 100 mL de uma solução aquosa de NaOH, de densidade 1,08 g/mL e porcentagem em massa (título) 8,0%. Qual dos reagentes, Al ou NaOH, é o reagente limitante na obtenção do H2? Justifique, calculando a quantidade, em mol, de NaOH usada. Dado: Massa molar do NaOH = 40 g/mol 27. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Considere o equilíbrio: a) Calcule, usando as energias de ligação, o valor do ΔH da reação de formação de 1 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 11 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 mol de B, a partir de A. b) B é obtido pela reação de A com ácido sulfúrico diluído à temperatura ambiente, enquanto A é obtido a partir de B, utilizando-se ácido sulfúrico concentrado a quente. Considerando as substâncias envolvidas no equilíbrio e o sinal do ΔH, obtido no item a, justifique a diferença nas condições empregadas quando se quer obter A a partir de B e B a partir de A. 28. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Frações do petróleo podem ser transformadas em outros produtos por meio de vários processos, entre os quais: I. craqueamento II. reforma catalítica (conversão de alcanos e cicloalcanos em compostos aromáticos) III. isomerização Utilizando o n-hexano como composto de partida, escreva uma equação química balanceada para cada um desses processos, usando fórmulas estruturais. 29. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) O aspartame, adoçante artificial, é um éster de um dipeptídeo. Esse adoçante sofre hidrólise, no estômago, originando dois aminoácidos e uma terceira substância. a) Escreva as fórmulas estruturais dos aminoácidos formados nessa hidrólise. b) Qual é a terceira substância formada nessa hidrólise? Explique de qual grupo funcional se origina essa substância. 30. (FUVEST 2000 – 2ª FASE) Considere o equilíbrio, em fase gasosa, CO (g) + H2O (g) Ï CO2 (g) + H2 (g) cuja constante K, à temperatura de 430ºC, é igual a 4. Em um frasco de 1,0 L, mantido a 430ºC, foram misturados 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H2O, 3,0 mol de CO2 e 3,0 mol de H2. Esperou-se até o equilíbrio ser atingido. a) Em qual sentido, no de formar mais CO ou de consumi-lo, a rapidez da reação é maior, até se igualar noequilíbrio? Justifique. b) Calcule as concentrações de equilíbrio de cada uma das espécies envolvidas (Lembrete: 4 = 22). Obs.: Considerou-se que todos os gases envolvidos têm comportamento de gás ideal. 31. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Em seu livro de contos, O Sistema Periódico, o escritor italiano Primo Levi descreve características de elementos químicos e as relaciona a fatos de sua vida. Dois trechos desse livro são destacados a seguir: (I) "[Este metal] é mole como a cera...; reage com a água onde flutua (um metal que flutua!), dançando freneticamente e produzindo hidrogênio." (II) "[Este outro] é um elemento singular: é o único capaz de ligar-se a si mesmo em longas cadeias estáveis, sem grande desperdício de energia, e para a vida sobre a Terra (a única que conhecemos até o momento) são necessárias exatamente as longas cadeias. Por isso, ... é o elemento-chave da substância viva." O metal e o elemento referidos nos trechos (I) e (II) são, respectivamente, a) mercúrio e oxigênio. d) sódio e carbono. b) cobre e carbono. e) potássio e oxigênio. c) alumínio e silício. 32. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Três variedades alotrópicas do carbono são diamante, grafita e fulereno. As densidades dessas substâncias, não necessariamente na ordem apresentada, são: 3,5 ; 1,7 e 2,3 g/cm3. Com base nas distâncias médias entre os átomos de carbono, escolha a densidade adequada e calcule o volume ocupado por um diamante de 0,175 quilate. Esse volume, em cm3, é igual a a) 0,50 x 10-2 b) 1,0 x 10-2 c) 1,5 x 10-2 d) 2,0 x 10-2 e) 2,5 x 10-2 33. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Numa mesma temperatura, foram medidas as pressões de vapor dos três sistemas abaixo. x 100 g de benzeno y 5,00 g de naftaleno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaleno = 128 g/mol) z 5,00 g de naftaceno dissolvidos em 100 g de benzeno (massa molar do naftaceno = 228 g/mol) Os resultados, para esses três sistemas, foram: 105,0, 106,4 e 108,2 mmHg, não necessariamente nessa ordem. Tais valores são, respectivamente, as pressões de vapor dos sistemas 105,0 106,4 108,2 a) x y z b) y x z c) y z x d) x z y e) z y x 34. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Examinando-se as estruturas moleculares do álcool benzílico e do tolueno, pode-se afirmar corretamente que a) o álcool benzílico deve ter ponto de ebulição maior do que o tolueno, ambos sob mesma pressão. b) o álcool benzílico deve ser menos solúvel em água do que o tolueno, ambos à mesma temperatura. c) o álcool benzílico e o tolueno, ambos à mesma temperatura, têm a mesma pressão de vapor. d) o álcool benzílico e o tolueno possuem moléculas associadas por ligações de hidrogênio. e) o álcool benzílico apresenta atividade óptica, enquanto o tolueno não. 35. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Deseja-se preparar e recolher os gases metano, amônia e cloro. As figuras I, II e III mostram dispositivos de recolhimento de gases em tubos de ensaio. Considerando os dados da tabela abaixo, Massa molar (g/mol) Solubilidade em água metano 16 desprezível amônia 17 alta cloro 71 alta ar 29 (valor médio) baixa Elaboração: Prof. Ricardo Honda 12 Dados: Distância média entre os átomos de carbono, em nanômetro (10-9 m) diamante .......................... 0,178 fulereno ................................. 0,226 grafita ............................... 0,207 1 quilate = 0,20 g Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 escolha, dentre os dispositivos apresentados, os mais adequados para recolher, nas condições ambiente, metano, amônia e cloro. Esses dispositivos são, respectivamente, a) II, II e III. b) III, I e II. c) II, III e I. d) II, I e III. e) III, III e I. 36. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Entre as figuras abaixo, a que melhor representa a distribuição das partículas de soluto e de solvente, numa solução aquosa diluída de cloreto de sódio, é: 37. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Azeite e vinagre, quando misturados, separam-se logo em duas camadas. Porém, adicionando-se gema de ovo e agitando-se a mistura, obtém-se a maionese, que é uma dispersão coloidal. Nesse caso, a gema de ovo atua como um agente a) emulsificador. b) hidrolisante. c) oxidante. d) redutor. e) catalisador. 38. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Deseja-se estudar três gases incolores, recolhidos em diferentes tubos de ensaio. Cada tubo contém apenas um gás. Em um laboratório, foram feitos dois testes com cada um dos três gases: (I) colocação de um palito de fósforo aceso no interior do tubo de ensaio; (II) colocação de uma tira de papel de tornassol azul, umedecida com água, no interior do outro tubo, contendo o mesmo gás, tampando-se em seguida. Os resultados obtidos foram: gás Teste com o palito de fósforo Teste com o papel de tornassol azul X Extinção da chama Continuou azul Y Explosão e condensação de água nas paredes do tubo Continuou azul Z Extinção da chama Ficou vermelho Com base nesses dados, os gases X, Y e Z poderiam ser, respectivamente, X Y Z a) SO2 O2 N2 b) CO2 H2 NH3 c) He O2 N2 d) N2 H2 CO2 e) O2 He SO2 39. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão "diet" e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão "diet" não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados: Amostra Massa (g) Lata com refrigerante comum 331,2 Lata com refrigerante “diet” 316,2 Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/L, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente, a) 0,020 b) 0,050 c) 1,1 d) 20 e) 50 40. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Um químico leu a seguinte instrução num procedimento descrito no seu guia de laboratório: "Dissolva 5,0 g do cloreto em 100 mL de água, à temperatura ambiente..." Dentre as substâncias abaixo, qual pode ser a mencionada no texto? a) Cl2 b) CCl4 c) NaClO d) NH4Cl e) AgCl 41. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) A auto-ionização da água é uma reação endotérmica. Um estudante mediu o pH da água recém-destilada, isenta de CO2 e a 50 ºC, encontrando o valor 6,6. Desconfiado de que o aparelho de medida estivesse com defeito, pois esperava o valor 7,0, consultou um colega que fez as seguintes afirmações: I O seu valor (6,6) pode estar correto, pois 7,0 é o pH da água pura, porém a 25 ºC. II A aplicação do Princípio de Le Chatelier ao equilíbrio da ionização da água justifica que, com o aumento da temperatura, aumente a concentração de H+. III Na água, o pH é tanto menor quanto maior a concentração de H+. Está correto o que se afirma a) somente em I. d) somente em I e II. b) somente em II. e) em I, II e III. c) somente em III. 42. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) O alumínio é produzido a partir do minério bauxita, do qual é separado o óxido de alumínio que, em seguida, junto a um fundente, é submetido à eletrólise. A bauxita contém cerca de 50%, em massa, de óxido de alumínio. De modo geral, desde que o custo da energia elétrica seja o mesmo, as indústrias de alumínio procuram se estabelecer próximas a a) zonas litorâneas, pela necessidade de grandes quantidades de salmoura para a eletrólise. b) centros consumidores de alumínio, para evitar o transporte de material muito dúctil e maleável e, portanto, facilmente deformável. c) grandes reservatórios de água, necessária para separar o óxido de alumínio da bauxita. d) zonas rurais, onde a chuva ácida, que corróio alumínio, é menos freqüente. e) jazidas de bauxita, para não se ter de transportar a parte do minério (mais de 50%) que não resulta em alumínio. 43. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) No equilíbrio A Ï B , a transformação de A em B é endotérmica. Esse equilíbrio foi estudado, realizando-se três experimentos. Experimento Condições X A 20 ºC, sem catalisador Y A 100 ºC, sem catalisador Z A 20 ºC, com catalisador Examine os gráficos abaixo. Aqueles que mostram corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, nos experimentos Y e Z são, respectivamente, a) I e II. b) I e III. c) II e I. d) II e III. e) III e I. 44. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Para se determinar o conteúdo de ácido acetilsalicílico (C9H8O4) num comprimido analgésico, isento de outras substâncias ácidas, 1,0 g do comprimido foi dissolvido numa mistura de etanol e água. Essa solução consumiu 20 mL de solução aquosa de NaOH, de concentração 0,10 mol/L, para reação completa. Ocorreu a seguinte transformação química: C9H8O4 (aq) + NaOH (aq) → NaC9H7O4 (aq) + H2O (l) Logo, a porcentagem em massa de ácido acetilsalicílico no comprimido é de, aproximadamente, (Dado massa molar do C9H8O4 = 180 g/mol) a) 0,20% b) 2,0% c) 18% d) 36% e) 55% 45. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Dois hidrocarbonetos insaturados, que são isômeros, foram submetidos, separadamente, à hidrogenação catalítica. Cada um deles reagiu com H2 na proporção, em mols, de 1:1, obtendo-se, em cada caso, um hidrocarboneto de fórmula C4H10. Os hidrocarbonetos que foram hidrogenados poderiam ser a) 1-butino e 1-buteno. d) 2-butino e 1-buteno. b) 1,3-butadieno e ciclobutano. e) 2-buteno e 2-metilpropano. c) 2-buteno e 2-metilpropeno. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 13 O gráfico ao lado mostra corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, para o ex perimento X. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 46. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) A 100 mL de solução aquosa de nitrato de bário, adicionaram-se, gota a gota, 200 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico. As soluções de nitrato de bário e de ácido sulfúrico têm, inicialmente, a mesma concentração, em mol/L. Entre os gráficos abaixo, um deles mostra corretamente o que acontece com as concentrações dos íons Ba2+ e NO3- durante o experimento. Esse gráfico é 47. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) A reação do propano com cloro gasoso, em presença de luz, produz dois compostos monoclorados. Na reação do cloro gasoso com 2,2-dimetilbutano, em presença de luz, o número de compostos mono-clorados que podem ser formados e que não possuem, em sua molécula, carbono assimétrico é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 48. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Os três compostos abaixo têm uso farmacológico. Considere as afirmações: I Nas moléculas dos três compostos, há ligações peptídicas. II A porcentagem em massa de oxigênio na dropropizina é praticamente o dobro da porcentagem do mesmo elemento na lidocaína. III A procaína é um isômero da dropropizina. Está correto somente o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 49. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) O monômero utilizado na preparação do poliestireno é o estireno: O poliestireno expandido, conhecido como isopor, é fabricado, polimerizando-se o monômero misturado com pequena quantidade de um outro líquido. Formam-se pequenas esferas de poliestireno que aprisionam esse outro líquido. O posterior aquecimento das esferas a 90 ºC, sob pressão ambiente, provoca o amolecimento do poliestireno e a vaporização total do líquido aprisionado, formando-se, então, uma espuma de poliestireno (isopor). Considerando que o líquido de expansão não deve ser polimerizável e deve ter ponto de ebulição adequado, dentre as substâncias abaixo, é correto utilizar, como líquido de expansão, apenas a) I. b) II. c) III. d) I ou II. e) I ou III. 50. (FUVEST 2001 – 1ª FASE) Considere a reação representada abaixo: Se, em outra reação, semelhante à primeira, a mistura de ácido acético e metanol for substituída pelo ácido 4-hidroxibutanóico, os produtos da reação serão água e um a) ácido carboxílico insaturado com 4 átomos de carbono por molécula. b) éster cíclico com 4 átomos de carbono por molécula. c) álcool com 4 átomos de carbono por molécula. d) éster cíclico com 5 átomos de carbono por molécula. e) álcool com 3 átomos de carbono por molécula. 51. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) Uma mistura de carbonato de amônio e carbonato de cálcio foi aquecida até a completa decomposição. Obteve-se 0,20 mol de um resíduo sólido, além de uma mistura gasosa que, resfriada a 25 ºC, condensou-se parcialmente. A fase gasosa restante, a essa mesma temperatura e sob 1 atm de pressão, ocupou 12,2 L. a) Escreva a equação que representa a decomposição do carbonato de amônio e a que representa a decomposição do carbonato de cálcio, indicando o estado físico de cada substância a 25 ºC. b) Calcule a quantidade, em mols, de carbonato de amônio e de carbonato de cálcio na mistura original. Dados: Volume molar dos gases a 25 ºC e 1 atm: 24,4 L/mol A pressão de vapor d'água, a 25 ºC, é desprezível. 52. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) A constante do equilíbrio Co (s) + Ni2+ (aq) Ï Ni (s) + Co2+ (aq), em termos de concentrações em mol/L, a 25 ºC, é igual a 10. a) Escreva a expressão matemática dessa constante de equilíbrio. A 25 ºC, monta-se uma pilha na qual um dos eletrodos é uma barra de cobalto mergulhada numa solução de sulfato de cobalto, e o outro eletrodo é uma barra de níquel mergulhada numa solução de sulfato de níquel. As soluções estão ligadas por meio de uma ponte salina e o circuito é fechado por um voltímetro. b) Qual é o pólo positivo da pilha quando as soluções de Co2+ (aq) e Ni2+ (aq) têm, ambas, concentração igual a 1,0 mol/L? c) Qual será a relação entre as concentrações de Co2+ (aq) e Ni2+ (aq) quando esta pilha deixar de funcionar? Justifique as respostas aos itens b e c, utilizando argumentos de constante de equilíbrio. 53. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) A reação de um alceno com ozônio, seguida da reação do produto formado com água, produz aldeídos ou cetonas ou misturas desses compostos. Porém, na presença de excesso de peróxido de hidrogênio, os aldeídos são oxidados a ácidos carboxílicos ou a CO2, dependendo da posição da dupla ligação na molécula do alceno: CH3CH=CH2 ë CH3COOH + CO2 CH3CH=CHCH3 ë 2 CH3COOH Determinado hidrocarboneto insaturado foi submetido ao tratamento acima descrito, formando-se os produtos abaixo, na proporção, em mols, de 1 para 1 para 1: HOOCCH2CH2CH2COOH ; CO2 ; ácido propanóico a) Escreva a fórmula estrutural do hidrocarboneto insaturado que originou os três produtos acima. b) Dentre os isômeros de cadeia aberta de fórmula molecular C4H8, mostre os que não podem ser distinguidos, um do outro, pelo tratamento acima descrito. Justifique. 54. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) Em uma experiência, realizada a 25 ºC, misturaram-se volumes iguais de soluções aquosas de hidróxido de sódio e de acetato de metila, ambas de concentração 0,020 mol/L. Observou-se que, durante a hidrólise alcalina do acetato de metila, ocorreu variação de pH. a) Escreva a equação da hidrólise alcalina do acetato de metila. b) Calcule o pH da mistura de acetato de metila e hidróxido de sódio no instante em que as soluções são misturadas (antes de a reação começar). c) Calcule a concentração de OH− na mistura, ao final da reação. A equação que representa o equilíbrio de hidrólise do íon acetatoé Elaboração: Prof. Ricardo Honda 14 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 CH3COO− (aq) + H2O (l) Ï CH3COOH (aq) + OH− (aq) A constante desse equilíbrio, em termos de concentrações em mol/L, a 25 ºC, é igual a 5,6 x 10−10. Dados: produto iônico da água, Kw = 10−14 (a 25 ºC) 5,6 = 2,37 55. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) O minério caliche, cujo principal componente é o salitre do Chile, contém cerca de 0,1%, em massa, de iodato de sódio (NaIO3). A substância simples I2 pode ser obtida em um processo que envolve a redução desse iodato com hidrogenossulfito de sódio (NaHSO3), em meio aquoso. Nessa redução também são produzidos íons sulfato, íons H+ e água. a) Escreva a equação iônica balanceada que representa a formação de iodo nessa solução aquosa, indicando o oxidante e o redutor. b) Calcule a massa de caliche necessária para preparar 10,0 kg de iodo, pelo método acima descrito, considerando que todo o iodato é transformado em iodo. Dados as massas molares NaIO3 = 198 g/mol; I2 = 254 g/mol 56. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) A adição de HBr a um alceno pode conduzir a produtos diferentes caso, nessa reação, seja empregado o alceno puro ou o alceno misturado a uma pequena quantidade de peróxido. a) O 1-metilciclopenteno reage com HBr de forma análoga. Escreva, empregando fórmulas estruturais, as equações que representam a adição de HBr a esse composto na presença e na ausência de peróxido. b) Dê as fórmulas estruturais dos metilciclopentenos isoméricos (isômeros de posição). c) Indique o metilciclopenteno do item b que forma, ao reagir com HBr, quer na presença, quer na ausência de peróxido, uma mistura de metilciclopentanos monobromados que são isômeros de posição. Justifique. 57. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) Para determinar o volume de sangue de uma pessoa, injeta-se em sua corrente sanguínea uma solução aquosa radioativa de citrato de gálio e, depois de certo tempo, colhe-se uma amostra de sangue e mede-se sua atividade. Em uma determinação, a concentração do radioisótopo gálio-67 na solução era de 1,20 x 1012 átomos por mililitro, no momento de sua preparação. Decorridas 24 horas de sua preparação, 1,00 mL dessa solução foi injetado na pessoa. A coleta de sangue foi feita 1 hora após a injeção, sendo que a amostra coletada apresentou 2,00 x 10 8 átomos de gálio-67 por mililitro. A diminuição da concentração do radioisótopo deveu-se apenas ao seu decaimento radioativo e à sua diluição no sangue. a) Use o gráfico abaixo para determinar de quanto caiu a atividade do gálio-67, após 25 horas. b) Calcule o volume de sangue da pessoa examinada. c) O gálio-67 emite radiação γ quando seu núcleo captura um elétron de sua eletrosfera. Escreva a equação dessa reação nuclear e identifique o nuclídeo formado. Dados os números atômicos de alguns elementos: Cu = 29; Zn = 30; Ga = 31; Ge = 32; As = 33. 58. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) Passando acetileno por um tubo de ferro, fortemente aquecido, forma-se benzeno (um trímero do acetileno). Pode-se calcular a variação de entalpia dessa transformação, conhecendo-se as entalpias de combustão completa de acetileno e benzeno gasosos, dando produtos gasosos. Essas entalpias são, respectivamente, −1256 kJ/mol de C2H2 e −3168 kJ/mol de C6H6. a) Calcule a variação de entalpia, por mol de benzeno, para a transformação de acetileno em benzeno (ΔH1). O diagrama abaixo mostra as entalpias do benzeno e de seus produtos de combustão, bem como o calor liberado na combustão (ΔH2). b) Complete o diagrama para a transformação de acetileno em benzeno, considerando o calor envolvido nesse processo (ΔH1). Um outro trímero do acetileno é o 1,5-hexadiino. Entretanto, sua formação, a partir do acetileno, não é favorecida. Em módulo, o calor liberado nessa transformação é menor do que o envolvido na formação do benzeno. c) No mesmo diagrama, indique onde se localizaria, aproximadamente, a entalpia do 1,5- hexadiino. d) Indique, no mesmo diagrama, a entalpia de combustão completa (ΔH3) do 1,5- hexadiino gasoso, produzindo CO2 e H2O gasosos. A entalpia de combustão do 1,5- hexadiino, em módulo e por mol de reagente, é maior ou menor do que a entalpia de combustão do benzeno? 59. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) A hidrólise ácida de uma nitrila produz um ácido carboxílico. As nitrilas podem ser preparadas pela reação de um haleto de alquila com cianeto de sódio ou pela reação de um composto carbonílico com ácido cianídrico, como ilustrado abaixo: Essas transformações químicas foram utilizadas para preparar, em laboratório, ácido cítrico. Assim sendo, dê a fórmula estrutural a) do ácido cítrico. b) de B. c) de A. 60. (FUVEST 2001 – 2ª FASE) a) Medidas experimentais mostraram que uma gotícula de um ácido graxo "ômega-6", de volume igual a 3,10 x 10−3 mL, contém aproximadamente 6,0 x 1018 moléculas do ácido. Sabendo-se que a fórmula molecular desse ácido é CnH2n−4O2, determine o valor de n, utilizando os dados fornecidos. Mostre seus cálculos e escreva a fórmula molecular do ácido. b) Esse ácido é praticamente insolúvel em água. Quando se adiciona tal ácido à água, ele se distribui na superfície da água. Mostre a orientação das moléculas do ácido que estão diretamente em contato com a água. Represente as moléculas do ácido por e a superfície da água por uma linha horizontal. Dados: densidade do ácido nas condições do experimento: 0,904 g/mL. constante de Avogadro: 6,0 x 1023 mol−1 massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; O = 16 61. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) A contaminação por benzeno, clorobenzeno, trimetilbenzeno e outras substâncias utilizadas na indústria como solventes pode causar efeitos que vão da enxaqueca à leucemia. Conhecidos como compostos orgânicos voláteis, eles têm alto potencial nocivo e cancerígeno e, em determinados casos, efeito tóxico cumulativo. (O Estado de S. Paulo, 17 de agosto de 2001) Pela leitura do texto, é possível afirmar que I. certos compostos aromáticos podem provocar leucemia. II. existe um composto orgânico volátil com nove átomos de carbono. III. solventes industriais não incluem compostos orgânicos halogenados. Está correto apenas o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II e) I e III Elaboração: Prof. Ricardo Honda 15 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 62. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Considere os equilíbrios abaixo e o efeito térmico da reação da esquerda para a direita, bem como a espécie predominante nos equilíbrios A e B, à temperatura de 175 ºC. equilíbrio Efeito térmico Espécie predominante A) N2 (g) + 3 H2 (g) Ï 2 NH3 (g) exotérmica NH3 (g) B) N2O4 (g) Ï 2 NO2 (g) endotérmica NO2 (g) C) MgCO3 (s) Ï MgO (s) + CO2 (g) endotérmica O equilíbrio A foi estabelecido misturando-se, inicialmente, quantidades estequiométricas de N2 (g) e H2 (g). Os equilíbrios B e C foram estabelecidos a partir de, respectivamente, N2O4 e MgCO3 puros. A tabela abaixo traz os valores numéricos das constantes desses três equilíbrios, em função da temperatura, não necessariamente na mesma ordem em que os equilíbrios foram apresentados. As constantes referem-se a pressões parciais em atm. T / ºC K1 K2 K3 100 1,5 x 101 1,1 x 10-5 3,9 x 102 175 3,3 x 102 2,6 x 10-3 2,4 250 3,0 x 103 1,2 x 10-1 6,7 x 10-2 Logo, as constantes K1, K2 e K3 devem corresponder, respectivamente, a K1 K2 K3 a) B C A b) A C B c) C B A d) B A C e) C A B 63. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) O esquema abaixo apresenta, de maneira simplificada, processos possíveis para a obtenção de importantes substâncias, a partir de gás natural e ar atmosférico. Dados: gás H2 N2 O2 NH3 Temperaturade ebulição (kelvin) sob pressão de 1 atm 20 77 90 240 Considere as afirmações: I. Na etapa A, a separação dos gases pode ser efetuada borbulhando-se a mistura gasosa numa solução aquosa alcalina. II. Na etapa B, N2 e O2 podem ser separados pela liquefação do ar, seguida de destilação fracionada. III. A amônia, formada na etapa C, pode ser removida da mistura gasosa por resfriamento. Está correto o que se afirma a) em I apenas. d) em II e III apenas. b) em II apenas. e) em I, II e III. c) em III apenas. 64. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) As figuras abaixo representam moléculas constituídas de carbono, hidrogênio e oxigênio. Elas são, respectivamente, a) etanoato de metila, propanona e 2-propanol. b) 2-propanol, propanona e etanoato de metila. c) 2-propanol, etanoato de metila e propanona. d) propanona, etanoato de metila e 2-propanol. e) propanona, 2-propanol e etanoato de metila. 65. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) O cheiro agradável das frutas deve-se, principalmente, à presença de ésteres. Esses ésteres podem ser sintetizados no laboratório, pela reação entre um álcool e um ácido carboxílico, gerando essências artificiais, utilizadas em sorvetes e bolos. Abaixo estão as fórmulas estruturais de alguns ésteres e a indicação de suas respectivas fontes. A essência, sintetizada a partir do ácido butanóico e do metanol, terá cheiro de a) banana. b) kiwi. c) maçã. d) laranja. e) morango. 66. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Considere as reações de oxidação dos elementos Al, Mg e Si representadas pelas equações abaixo e o calor liberado por mol de O2 consumido. 4/3 Al + O2 → 2/3 Al2O3 ΔH = -1120 kJ/mol de O2 2 Mg + O2 → 2 MgO ΔH = -1200 kJ/mol de O2 Si + O2 → SiO2 ΔH = -910 kJ/mol de O2 Em reações iniciadas por aquecimento, dentre esses elementos, aquele que reduz dois dos óxidos apresentados e aquele que reduz apenas um deles, em reações exotérmicas, são, respectivamente, a) Mg e Si b) Mg e Al c) Al e Si d) Si e Mg e) Si e Al 67. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Alguns alimentos são enriquecidos pela adição de vitaminas, que podem ser solúveis em gordura ou em água. As vitaminas solúveis em gordura possuem uma estrutura molecular com poucos átomos de oxigênio, semelhante à de um hidrocarboneto de longa cadeia, predominando o caráter apolar. Já as vitaminas solúveis em água têm estrutura com alta proporção de átomos eletronegativos, como o oxigênio e o nitrogênio, que promovem forte interação com a água. Abaixo estão representadas quatro vitaminas: Dentre elas, é adequado adicionar, respectivamente, a sucos de frutas puros e a margarinas, as seguintes: a) I e IV b) II e III c) III e IV d) III e I e) IV e II 68. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Os automóveis movidos à gasolina, mesmo que utilizem uma relação ar/combustível adequada, produzem substâncias poluentes tais como hidrocarboneto não queimado (HC), CO e NO. Atualmente, os automóveis são equipados com catalisadores que promovem as transformações dos referidos poluentes gasosos, conforme as seguintes equações: 2 CO + O2 → 2 CO2 2 NO + 2 CO → N2 + 2 CO2 HC + oxigênio → dióxido de carbono + água O gráfico abaixo dá a porcentagem de poluentes transformados (Y), em função da porcentagem de oxigênio (X) presente na mistura do combustível com ar. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 16 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Logo, se a porcentagem de oxigênio na mistura for I. X1, a porcentagem de HC transformado será menor que a de CO transformado. II. X2, a soma das quantidades de HC, CO e NO, nos gases de escape, será menor do que aquela obtida se a porcentagem de oxigênio for X1 ou X3. III. X3, restará menos CO, para transformar NO em N2, do que se a porcentagem de oxigênio for X1. É, pois, correto o que se afirma a) em I apenas. d) em II e III apenas. b) em II apenas. e) em I, II e III. c) em III apenas. 69. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Galinhas não transpiram e, no verão, a freqüência de sua respiração aumenta para resfriar seu corpo. A maior eliminação de gás carbônico, através da respiração, faz com que as cascas de seus ovos, constituídas principalmente de carbonato de cálcio, se tornem mais finas. Para entender tal fenômeno, considere os seguintes equilíbrios químicos: Ca2+ (aq) + CO32- (aq) Ï CaCO3 (s) CO32- (aq) + H2O (l) Ï HCO3- (aq) + OH- (aq) HCO3− (aq) + H2O (l) Ï H2CO3 (aq) + OH- (aq) H2CO3 (aq) Ï CO2 (g) + H2O (l) Para que as cascas dos ovos das galinhas não diminuam de espessura no verão, as galinhas devem ser alimentadas a) com água que contenha sal de cozinha. b) com ração de baixo teor de cálcio. c) com água enriquecida de gás carbônico. d) com água que contenha vinagre. e) em atmosfera que contenha apenas gás carbônico. 70. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) As figuras abaixo representam, esquematicamente, estruturas de diferentes substâncias, à temperatura ambiente. Sendo assim, as figuras I, II e III podem representar, respectivamente, a) cloreto de sódio, dióxido de carbono e ferro. b) cloreto de sódio, ferro e dióxido de carbono. c) dióxido de carbono, ferro e cloreto de sódio. d) ferro, cloreto de sódio e dióxido de carbono. e) ferro, dióxido de carbono e cloreto de sódio. 71. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Em solução aquosa, íons de tálio podem ser precipitados com íons cromato. Forma-se o sal pouco solúvel, cromato de tálio, Tlx(CrO4)y. Tomaram-se 8 tubos de ensaio. Ao primeiro, adicionaram-se 1 mL de solução de íons tálio (incolor) na concentração de 0,1 mol/L e 8 mL de solução de íons cromato (amarela), também na concentração de 0,1 mol/L. Ao segundo tubo, adicionaram-se 2 mL da solução de íons tálio e 7 mL da solução de íons cromato. Continuou-se assim até o oitavo tubo, no qual os volumes foram 8 mL da solução de íons tálio e 1 mL da solução de íons cromato. Em cada tubo, obteve-se um precipitado de cromato de tálio. Os resultados foram os da figura. Os valores de x e y, na fórmula T lx(CrO4)y, são, respectivamente, a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 3 e) 3 e 2 72. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Considere três metais A, B e C, dos quais apenas A reage com ácido clorídrico diluído, liberando hidrogênio. Varetas de A, B e C foram espetadas em uma laranja, cujo suco é uma solução aquosa de pH=4. A e B foram ligados externamente por um resistor (formação da pilha 1). Após alguns instantes, removeu-se o resistor, que foi então utilizado para ligar A e C (formação da pilha 2). Nesse experimento, o pólo positivo e o metal corroído na pilha 1 e o pólo positivo e o metal corroído na pilha 2 são, respectivamente, Pilha 1 Pilha 2 Pólo positivo Metal corroído Pólo positivo Metal corroído a) B A A C b) B A C A c) B B C C d) A A C A e) A B A C 73. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) O composto HClO, em água, dissocia-se de acordo com o equilíbrio: HClO (aq) + H2O (l) Ï ClO- (aq) + H3O+ (aq) As porcentagens relativas, em mols, das espécies ClO- e HClO dependem do pH da solução aquosa. O gráfico que representa corretamente a alteração dessas porcentagens com a variação do pH da solução é 74. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) O aspartame, um adoçante artificial, pode ser utilizado para substituir o açúcar de cana. Bastam 42 miligramas de aspartame para produzir a mesma sensação de doçura que 6,8 gramas de açúcar de cana. Sendo assim, quantas vezes, aproximadamente, o número de moléculas de açúcar de cana deve ser maior do que o número de moléculas de aspartame para que se tenha o mesmo efeito sobre o paladar? (Dadas as massas molares aproximadas (g/mol): açúcar de cana = 340; adoçante artificial = 300) a) 30 b) 50 c)100 d) 140 e) 200 75. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Quando se efetua a reação de nitração do bromobenzeno, são produzidos três compostos isoméricos mononitrados: Efetuando-se a nitração do para-dibromobenzeno, em reação análoga, o número de compostos mononitrados sintetizados é igual a a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 76. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Quando o composto LiOH é dissolvido em água, forma-se uma solução aquosa que contém os íons Li+ (aq) e OH− (aq). Em um experimento, certo volume de solução aquosa de LiOH, à temperatura ambiente, foi adicionado a um béquer de massa 30,0 g, resultando na massa total de 50,0 g. Evaporando a solução até a secura, a massa final (béquer + resíduo) resultou igual a 31,0 g. Nessa temperatura, a solubilidade do LiOH em água é cerca de 11 g por 100 g de solução. Assim sendo, pode- se afirmar que, na solução da experiência descrita, a porcentagem, em massa, de LiOH Elaboração: Prof. Ricardo Honda 17 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 era de a) 5,0 %, sendo a solução insaturada. b) 5,0 %, sendo a solução saturada. c) 11%, sendo a solução insaturada. d) 11%, sendo a solução saturada. e) 20%, sendo a solução supersaturada. 77. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Buscando processos que permitam o desenvolvimento sustentável, cientistas imaginaram um procedimento no qual a energia solar seria utilizada para formar substâncias que, ao reagirem, liberariam energia: Considere as seguintes reações I) 2 H2 + 2 CO → CH4 + CO2 II) CH4 + CO2 → 2 H2 + 2 CO e as energias médias de ligação: H-H: 4,4 x 102 kJ/mol C=O (CO): 10,8 x 102 kJ/mol C=O (CO2): 8,0 x 102 kJ/mol C-H: 4,2 x 102 kJ/mol A associação correta que ilustra tal processo é Reação que ocorre em B Conteúdo de D Conteúdo de E a) I CH4 + CO2 CO b) II CH4 + CO2 H2 + CO c) I H2 + CO CH4 + CO2 d) II H2 + CO CH4 + CO2 e) I CH4 CO 78. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) O vírus da febre aftosa não sobrevive em pH < 6 ou pH > 9, condições essas que provocam a reação de hidrólise das ligações peptídicas de sua camada protéica. Para evitar a proliferação dessa febre, pessoas que deixam zonas infectadas mergulham, por instantes, as solas de seus sapatos em uma solução aquosa de desinfetante, que pode ser o carbonato de sódio. Neste caso, considere que a velocidade da reação de hidrólise aumenta com o aumento da concentração de íons hidroxila (OH-). Em uma zona afetada, foi utilizada uma solução aquosa de carbonato de sódio, mantida à temperatura ambiente, mas que se mostrou pouco eficiente. Para tornar este procedimento mais eficaz, bastaria a) utilizar a mesma solução, porém a uma temperatura mais baixa. b) preparar uma nova solução utilizando água dura (rica em íons Ca2+). c) preparar uma nova solução mais concentrada. d) adicionar água destilada à mesma solução. e) utilizar a mesma solução, porém com menor tempo de contacto. 79. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Para combater o carbúnculo, também chamado antraz, é usado o antibacteriano ciprofloxacina, cuja fórmula estrutural é: Na molécula desse composto, há a) ligação peptídica e halogênio. b) grupo ciclopropila e ligação peptídica. c) anel aromático e grupo nitro. d) anel aromático e ligação peptídica. e) anel aromático e grupo carboxila. 80. (FUVEST 2002 – 1ª FASE) Para determinar a composição de uma mistura sólida de carbonato de sódio e hidróxido de sódio, esta mistura foi tratada com ácido clorídrico de concentração 0,50 mol/L. Gastaram-se 500 mL dessa solução para obter, após ligeiro aquecimento, uma solução neutra. No processo, houve liberação de gás carbônico que, após secagem, apresentou o volume de 1,23 L , medido à temperatura de 25 ºC e à pressão de 1,0 bar. Logo, as quantidades, em mols, de carbonato de sódio e hidróxido de sódio, na mistura sólida, eram, respectivamente, (Dado: Volume molar do gás carbônico a 25 ºC e 1 bar = 24,6 L/mol) a) 0,050 e 0,10 d) 0,10 e 0,20 b) 0,050 e 0,15 e) 0,10 e 0,30 c) 0,10 e 0,10 81. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) O transporte adequado de oxigênio para os tecidos de nosso corpo é essencial para seu bom funcionamento. Esse transporte é feito através de uma substância chamada oxi-hemoglobina, formada pela combinação de hemoglobina (Hb) e oxigênio dissolvidos no nosso sangue. Abaixo estão representados, de maneira simplificada, os equilíbrios envolvidos nesse processo: O2 (g) + H2O (l) Ï O2 (aq) Hb (aq) + 4 O2 (aq) Ï Hb(O2)4 (aq) 100 mL de sangue contêm por volta de 15 g de hemoglobina e 80 g de água. Essa massa de hemoglobina (15 g) reage com cerca de 22,5 mL de oxigênio, medidos nas condições ambiente de pressão e temperatura. Considerando o exposto acima, a) calcule a quantidade, em mols, de oxigênio que reage com a massa de hemoglobina contida em 100 mL de sangue. b) calcule a massa molar aproximada da hemoglobina. c) justifique, com base no princípio de Le Châtelier, aplicado aos equilíbrios citados, o fato de o oxigênio ser muito mais solúvel no sangue do que na água. (Dado: volume molar de O2, nas condições ambiente de pressão e temperatura: 25 L/mol) 82. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) Pedaços de fio de cobre, oxidados na superfície pelo ar atmosférico, são colocados em um funil com papel de filtro. Sobre este metal oxidado, despeja-se solução aquosa concentrada de amônia. Do funil, sai uma solução azul, contendo o íon Cu(NH3)42+, e que é recolhida num béquer. a) Escreva as equações químicas balanceadas representando as transformações que ocorrem desde o cobre puro até o íon Cu(NH3)42+. b) Faça um esquema da montagem experimental e indique nele os materiais de laboratório empregados, os reagentes utilizados e os produtos formados. 83. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) O ferro-gusa, produzido pela redução do óxido de ferro em alto-forno, é bastante quebradiço, tendo baixa resistência a impactos. Sua composição média é a seguinte: Elemento Fe C Si Mn P S outros % em massa 94,00 4,40 0,56 0,39 0,12 0,18 0,35 Para transformar o ferro-gusa em aço, é preciso mudar sua composição, eliminando alguns elementos e adicionando outros. Na primeira etapa desse processo, magnésio pulverizado é adicionado à massa fundida de ferro-gusa, ocorrendo a redução do enxofre. O produto formado é removido. Em uma segunda etapa, a massa fundida recebe, durante cerca de 20 minutos, um intenso jato de oxigênio, que provoca a formação de CO, SiO2, MnO e P4O10, os quais também são removidos. O gráfico abaixo mostra a variação da composição do ferro, nessa segunda etapa, em função do tempo de contacto com o oxigênio. Para o processo de produção do aço: a) Qual equação química representa a transformação que ocorre na primeira etapa? Escreva-a. b) Qual dos três elementos, Si, Mn ou P, reage mais rapidamente na segunda etapa do processo? Justifique. c) Qual a velocidade média de consumo de carbono, no intervalo de 8 a 12 minutos? 84. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) Vinho contém ácidos carboxílicos, como o tartárico e o málico, ambos ácidos fracos. Na produção de vinho, é usual determinar a concentração de tais ácidos. Para isto, uma amostra de vinho é titulada com solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração conhecida. Se o vinho estiver muito ácido, seu pH poderá ser corrigido pela adição de uma bactéria que transforma o ácido málico em ácido láctico. Além disso, também é usual controlar a quantidade de dióxido de enxofre, caso Elaboração: Prof. Ricardo Honda 18 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 tenha sido adicionado como germicida. Para tanto, uma amostra de vinho é tituladacom solução aquosa de iodo de concentração conhecida. a) Qual dos indicadores da tabela abaixo deverá ser utilizado na titulação ácido-base? Justifique. b) Por que a transformação do ácido málico em ácido láctico contribui para o aumento do pH do vinho? Explique. c) Qual a equação balanceada que representa a reação entre dióxido de enxofre e iodo aquosos, em meio ácido, e na qual se formam íons sulfato e iodeto? Escreva essa equação. Dados: Indicador pH de viragem Azul de bromofenol 3,0 – 4,6 Púrpura de bromocresol 5,2 – 6,8 Fenolftaleína 8,2 – 10,0 Constantes de ionização: ácido málico K1 = 4 x 10-4; K2 = 8 x 10-6 ácido láctico: K = 1 x 10-4 85. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) As equações abaixo representam, de maneira simplificada, o processo de tingimento da fibra de algodão. Certo corante pode ser preparado pela reação de cloreto de benzenodiazônio com anilina: A fixação deste corante ou de outro do mesmo tipo, à fibra de algodão (celulose), não se faz de maneira direta, mas, sim, através da triclorotriazina. Abaixo está representada a reação do corante com a triclorotriazina. O produto orgânico dessa última reação é que se liga aos grupos OH da celulose, liberando HCl. Dessa maneira, a) escreva a fórmula estrutural do composto que, ao reagir com o cloreto de benzenodiazônio, forma o corante crisoidina, cuja estrutura molecular é: b) escreva a fórmula estrutural do produto que se obtém quando a crisoidina e a triclorotriazina reagem na proporção estequiométrica de 1 para 1. c) mostre como uma molécula de crisoidina se liga à celulose, um polímero natural, cuja estrutura molecular está esquematicamente representada abaixo. 86. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) A oxidação de íons de ferro (II), por peróxido de hidrogênio, H2O2 + 2 Fe2+ + 2 H+ ë 2 H2O + 2 Fe3+ foi estudada, a 25 ºC, com as seguintes concentrações iniciais: peróxido de hidrogênio .......... 1,00 x 10-5 mol/L íons de ferro (II) ..................... 1,00 x 10-5 mol/L ácido clorídrico........................ 1,00 mol/L A tabela seguinte traz as concentrações de íons de ferro (III), em função do tempo de reação. t/min 0 10 20 30 40 50 [Fe3+]/10-5 mol.L-1 0 0,46 0,67 0,79 0,86 0,91 [H2O2]/10-5 mol.L-1 a) Use um papel milimetrado para traçar um gráfico da concentração de íons de ferro (III), em função do tempo de reação. b) Complete a tabela com os valores da concentração de peróxido de hidrogênio, em função do tempo de reação. c) Use a mesma área milimetrada e a mesma origem para traçar a curva da concentração de peróxido de hidrogênio, em função do tempo de reação. 87. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) Aqueles polímeros, cujas moléculas se ordenam paralelamente umas às outras, são cristalinos, fundindo em uma temperatura definida, sem decomposição. A temperatura de fusão de polímeros depende, dentre outros fatores, de interações moleculares, devidas a forças de dispersão, ligações de hidrogênio, etc., geradas por dipolos induzidos ou dipolos permanentes. Abaixo são dadas as estruturas moleculares de alguns polímeros. Cada um desses polímeros foi submetido, separadamente, a aquecimento progressivo. Um deles fundiu-se a 160 ºC, outro a 330 ºC e o terceiro não se fundiu, mas se decompôs. Considerando as interações moleculares, dentre os três polímeros citados, a) qual deles se fundiu a 160 ºC? Justifique. b) qual deles se fundiu a 330 ºC? Justifique. c) qual deles não se fundiu? Justifique. 88. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) Kevlar é um polímero de alta resistência mecânica e térmica, sendo por isso usado em coletes à prova de balas e em vestimentas de bombeiros. a) Quais as fórmulas estruturais dos dois monômeros que dão origem ao Kevlar por reação de condensação? Escreva-as. b) Qual o monômero que, contendo dois grupos funcionais diferentes, origina o polímero Kevlar com uma estrutura ligeiramente modificada? Escreva as fórmulas estruturais desse monômero e do polímero por ele formado. c) Como é conhecido o polímero sintético, não aromático, correspondente ao Kevlar? 89. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) A reação representada a seguir produz compostos que podem ter atividade antibiótica: Tal tipo de reação pode ser empregado para preparar 9 compostos, a partir dos seguintes reagentes: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 19 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Esses 9 compostos não foram sintetizados separadamente, mas em apenas 6 experimentos. Utilizando-se quantidades corretas de reagentes, foram então preparadas as seguintes misturas: M1 = A1B1 + A1B2 + A1B3 M2 = A2B1 + A2B2 + A2B3 M3 = A3B1 + A3B2 + A3B3 M4 = A1B1 + A2B1 + A3B1 M5 = A1B2 + A2B2 + A3B2 M6 = A1B3 + A2B3 + A3B3 Dessas misturas, apenas M2 e M6 apresentaram atividade antibiótica. a) Qual o grupo funcional, presente nos compostos do tipo A, responsável pela formação dos 9 compostos citados? Que função orgânica é definida por esse grupo? b) Qual a fórmula estrutural do composto que apresentou atividade antibiótica? 90. (FUVEST 2002 – 2ª FASE) Em 1999, a região de Kosovo, nos Bálcãs, foi bombardeada com projéteis de urânio empobrecido, o que gerou receio de contaminação radioativa do solo, do ar e da água, pois urânio emite partículas alfa. a) O que deve ter sido extraído do urânio natural, para se obter o urânio empobrecido? Para que se usa o componente retirado? b) Qual a equação da primeira desintegração nuclear do urânio-238? Escreva-a, identificando o nuclídeo formado. c) Quantas partículas alfa emite, por segundo, aproximadamente, um projétil de urânio empobrecido de massa 1 kg? (Dados: composição do urânio natural: U-238 = 99,3%; U-235 = 0,7%; meia-vida do U- 238 = 5 x 109 anos; constante de Avogadro = 6 x 1023 mol-1; 1 ano = 3 x 107 s; alguns elementos e respectivos números atômicos: Ra = 88; Ac = 89; Th = 90; Pa = 91; U = 92; Np = 93; Pu = 94; Am = 95; Cm = 96) 91. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Um astronauta foi capturado por habitantes de um planeta hostil e aprisionado numa cela, sem seu capacete espacial. Logo começou a sentir falta de ar. Ao mesmo tempo, notou um painel como o da figura em que cada quadrado era uma tecla. Apertou duas delas, voltando a respirar bem. As teclas apertadas foram a) @ e # b) # e $ c) $ e % d) % e & e) & e * 92. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Plantas não conseguem aproveitar diretamente o nitrogênio do ar atmosférico para sintetizar ..................... Esse componente do ar precisa ser transformado em compostos. Isso ocorre, na atmosfera, durante as tempestades com relâmpagos, quando se forma ................ Na raiz das leguminosas, bactérias transformam o nitrogênio em .............. que são fertilizantes naturais. Tais fertilizantes podem ser obtidos industrialmente, a partir do nitrogênio, em um processo cuja primeira etapa é a síntese de ..................... As lacunas do texto acima são adequadamente preenchidas, na seqüência em que aparecem, respectivamente, por a) proteínas – amônia – sais de amônio – ozônio b) açúcares – óxido nítrico – carbonatos – amônia c) proteínas – ozônio – fosfatos – sais de amônio d) açúcares – amônia – carbonatos – óxido nítrico e) proteínas – óxido nítrico – nitratos – amônia 93. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Da água do mar, podem ser obtidas grandes quantidades de um sal que é a origem das seguintes transformações: Neste esquema, x, y, z e w representam: x y z w a) oxigênio cloro hidrogênio sabão b) sódio oxigênio dióxido de carbono triglicerídeo c) hidrogênio cloro água sabão d) cloro hidrogênio água carboidrato e) hidrogênio cloro dióxido de carbono triglicerídeo 94. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) O esquema abaixo representauma transformação química que ocorre na superfície de um catalisador. Uma transformação química análoga é utilizada industrialmente para a obtenção de a) polietileno a partir de etileno. b) celulose a partir de glicose. c) peróxido de hidrogênio a partir de água. d) margarina a partir de óleo vegetal. e) naftaleno a partir de benzeno. 95. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Um indicador universal apresenta as seguintes cores em função do pH da solução aquosa em que está dissolvido: A 25,0 mL de uma solução de ácido fórmico (HCOOH), de concentração 0,100 mol/L, contendo indicador universal, foi acrescentada, aos poucos, solução de hidróxido de sódio (NaOH), de concentração 0,100 mol/L. O gráfico mostra o pH da solução resultante no decorrer dessa adição. Em certo momento, durante a adição, as concentrações de HCOOH e de HCOO - se igualaram. Nesse instante, a cor da solução era a) vermelha b) laranja c) amarela d) verde e) azul 96. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Uma enfermeira precisa preparar 0,50 L de soro que contenha 1,5 x 10-2 mol de KCl e 1,8 x 10-2 mol de NaCl, dissolvidos em uma solução aquosa de glicose. Ela tem à sua disposição soluções aquosas de KCl e NaCl de concentrações, respectivamente, 0,15 g/mL e 0,60 x 10-2 g/mL. Para isso, terá que utilizar x mL da solução de KCl e y mL da solução de NaCl e completar o volume, até 0,50 L, com a solução aquosa de glicose. Os valores de x e y devem ser, respectivamente, Elaboração: Prof. Ricardo Honda 20 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 (Dados as massas molares (g/mol): KCl = 75; NaCl = 59) a) 2,5 e 0,60 x 102 d) 15 e 1,2 x 102 b) 7,5 e 1,2 x 102 e) 15 e 1,8 x 102 c) 7,5 e 1,8 x 102 97. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Três metais foram acrescentados a soluções aquosas de nitratos metálicos, de mesma concentração, conforme indicado na tabela. O cruzamento de uma linha com uma coluna representa um experimento. Um retângulo escurecido indica que o experimento não foi realizado; o sinal (-) indica que não ocorreu reação e o sinal (+) indica que houve dissolução do metal acrescentado e precipitação do metal que estava na forma de nitrato. Cd Co Pb Cd(NO3)2 - - Co(NO3)2 + - Pb(NO3)2 + + Cada um dos metais citados, mergulhado na solução aquosa de concentração 0,1 mol/L de seu nitrato, é um eletrodo, representado por Me | Me2+, onde Me indica o metal e Me2+, o cátion de seu nitrato. A associação de dois desses eletrodos constitui uma pilha. A pilha com maior diferença de potencial elétrico e polaridade correta de seus eletrodos, determinada com um voltímetro, é a representada por 98. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Em uma experiência, aqueceu-se, a uma determinada temperatura, uma mistura de 0,40 mol de dióxido de enxofre e 0,20 mol de oxigênio, contidos em um recipiente de 1L e na presença de um catalisador. A equação química, representando a reação reversível que ocorre entre esses dois reagentes gasosos, é 2 SO2 (g) + O2 (g) Ï 2 SO3 (g) As concentrações dos reagentes e do produto foram determinadas em vários tempos, após o início da reação, obtendo-se o gráfico: Em uma nova experiência, 0,40 mol de trióxido de enxofre, contido em um recipiente de 1L, foi aquecido à mesma temperatura da experiência anterior e na presença do mesmo catalisador. Acompanhando-se a reação ao longo do tempo, deve-se ter, ao atingir o equilíbrio, uma concentração de SO3 de aproximadamente a) 0,05 mol/L b) 0,18 mol/L c) 0,20 mol/L d) 0,35 mol/L e) 0,40 mol/L 99. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) A molécula da vitamina C (ácido L-ascórbico) tem a fórmula estrutural plana abaixo. O número de grupos hidroxila ligados a carbono assimétrico é: 100. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Do acarajé para a picape, o óleo de fritura em Ilhéus segue uma rota ecologicamente correta. [...] o óleo [...] passa pelo processo de transesterificação, quando triglicérides fazem uma troca com o álcool. O resultado é o éster metílico de ácidos graxos, vulgo biodiesel. (O Estado de S. Paulo, 10/08/2002) O álcool, sublinhado no texto acima, a fórmula do produto biodiesel (em que R é uma cadeia carbônica) e o outro produto da transesterificação, não mencionado no texto, são, respectivamente, a) metanol, ROC2H5 e etanol. d) metanol, RCOOCH3 e 1,2,3-propanotriol. b) etanol, RCOOC2H5 e metanol. e) etanol, ROC2H5 e 1,2,3-propanotriol. c) etanol, ROCH3 e metanol. 101. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) O grupo amino de uma molécula de aminoácido pode reagir com o grupo carboxila de outra molécula de aminoácido (igual ou diferente), formando um dipeptídeo com eliminação de água, como exemplificado para a glicina: Analogamente, de uma mistura equimolar de glicina e L-alanina, poderão resultar dipeptídeos diferentes entre si, cujo número máximo será 102. (FUVEST 2003 – 1ª FASE) Na Inglaterra, não é permitido adicionar querosene (livre de imposto) ao óleo diesel ou à gasolina. Para evitar adulteração desses combustíveis, o querosene é “marcado”, na sua origem, com o composto A, que revelará sua presença na mistura após sofrer as seguintes transformações químicas: Um técnico tratou uma determinada amostra de combustível com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio e, em seguida, iluminou a mistura com luz ultravioleta. Se no combustível houver querosene (marcado), I. no ensaio, formar-se-ão duas camadas, sendo uma delas aquosa e fluorescente. II. o marcador A transformar-se-á em um sal de sódio, que é solúvel em água. III. a luz ultravioleta transformará um isômero cis em um isômero trans. Obs.: Fluorescente = que emite luz Dessas afirmações, a) apenas I é correta. d) apenas I e II são corretas. b) apenas II é correta. e) I, II e III são corretas. c) apenas III é correta. 103. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Em 1861, o pesquisador Kekulé e o professor secundário Loschmidt apresentaram, em seus escritos, as seguintes fórmulas estruturais para o ácido acético (C2H4O2): Mais tarde, Lewis introduziu uma maneira, ainda utilizada, de representar estruturas moleculares. Nas fórmulas de Lewis, o total de elétrons de valência dos átomos contribui para as ligações químicas, bem como para que cada átomo passe a ter configuração de gás nobre. a) Faça uma legenda para as fórmulas de Kekulé e Loschmidt, indicando as figuras utilizadas para representar os átomos de C, H e O. b) Escreva a fórmula de Lewis do ácido acético. c) Mostre, usando fórmulas estruturais, as interações que mantêm próximas duas moléculas de ácido acético. 104. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) As florestas, que cobrem partes de nosso planeta, participam da remoção do dióxido de carbono do ar atmosférico que respiramos. No entanto, em uma nave espacial, é preciso utilizar determinadas substâncias para retirar o dióxido de carbono do ar que os astronautas respiram. Isto pode ser feito por meio de qualquer das seguintes transformações: peróxido de sódio + dióxido de carbono → carbonato de sódio + oxigênio hidróxido de magnésio + dióxido de carbono → carbonato de magnésio + água hidróxido de lítio + dióxido de carbono → carbonato de lítio + água a) Utilizando fórmulas químicas, escreva as equações balanceadas que representam essas transformações. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 21 a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 b) Uma nave espacial deve carregar o mínimo de carga. Assim, qual dos reagentes das três transformações acima seria o mais adequado para uma viagem interplanetária? Explique. c) Um astronauta produz cerca de 400 L de CO2, medidosa 25 ºC e 1 atm, a cada 24 horas. Calcule a massa do reagente, escolhido no item b, que será necessária para remover esse volume de CO2. Dados: Volume molar de gás a 25 ºC e 1 atm: 25 L/mol Massas molares (g/mol): H = 1; Li = 7; C = 12; O = 16; Na = 23; Mg = 24 105. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Uma mistura de cloreto de sódio e nitrato de sódio, de massa 20,20 g, foi dissolvida em água suficiente. A essa solução adicionaram-se 250 mL de solução aquosa de nitrato de prata de concentração 0,880 mol/L. Separou-se o sólido formado, por filtração, e no filtrado mergulhou-se uma placa de cobre metálico de massa igual a 20,00 g. Após certo tempo, observou-se depósito prateado sobre a placa e coloração azul na solução. A placa seca pesou 21,52 g. O esquema desse procedimento é: a) Escreva a equação balanceada que representa a reação química que ocorre na etapa B. b) Qual a quantidade, em mols, do depósito prateado formado sobre a placa de cobre? Mostre os cálculos. c) Qual a quantidade, em mols, de nitrato de prata em 250 mL da solução precipitante? Mostre os cálculos. d) Qual a massa de nitrato de sódio na mistura original? Mostre os cálculos. (Dados as massas molares (g/mol): Ag = 108; Cu = 64; NaCl = 58) 106. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) A “química verde”, isto é, a química das transformações que ocorrem com o mínimo de impacto ambiental, está baseada em alguns princípios: 1) utilização de matéria–prima renovável, 2) não geração de poluentes, 3) economia atômica, ou seja, processos realizados com a maior porcentagem de átomos dos reagentes incorporados ao produto desejado. Analise os três processos industriais de produção de anidrido maléico, representados pelas seguintes equações químicas: a) Qual deles apresenta maior economia atômica? Justifique. b) Qual deles obedece pelo menos a dois princípios dentre os três citados? Justifique. c) Escreva a fórmula estrutural do ácido que, por desidratação, pode gerar o anidrido maléico. d) Escreva a fórmula estrutural do isômero geométrico do ácido do item c. 107. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) O 2-metilbutano pode ser obtido pela hidrogenação catalítica, em fase gasosa, de qualquer dos seguintes alcenos isoméricos: 2-metil-2-buteno + H2 → 2-metilbutano ΔH1 = -113 kJ/mol 2-metil-1-buteno + H2 → 2-metilbutano ΔH2 = -119 kJ/mol 3-metil-1-buteno + H2 → 2-metilbutano ΔH3 = -127 kJ/mol a) Complete o esquema abaixo com a fórmula estrutural de cada um dos alcenos que faltam. Além disso, ao lado de cada seta, coloque o respectivo ΔH de hidrogenação. b) Represente, em uma única equação e usando fórmulas moleculares, as reações de combustão completa dos três alcenos isoméricos. c) A combustão total de cada um desses alcenos também leva a uma variação negativa de entalpia. Essa variação é igual para esses três alcenos? Explique. 108. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) A reação de acetato de fenila com água, na presença de catalisador, produz ácido acético e fenol. Os seguintes dados de concentração de acetato de fenila, [A], em função do tempo de reação, t, foram obtidos na temperatura de 5 ºC: t/min 0 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 [A]/mol.L-1 0,80 0,59 0,43 0,31 0,23 0,17 0,12 a) Com esses dados, construa um gráfico da concentração de acetato de fenila (eixo y) em função do tempo de reação (eixo x). b) Calcule a velocidade média de reação no intervalo de 0,25 a 0,50 min e no intervalo de 1,00 a 1,25 min. c) Utilizando dados do item b, verifique se a equação de velocidade dessa reação pode ser dada por: v = k [A], onde v = velocidade da reação k = constante, grandeza que independe de v e de [A] [A] = concentração de acetato de fenila d) Escreva a equação química que representa a hidrólise do acetato de fenila. 109. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Ao cozinhar alimentos que contêm proteínas, forma-se acrilamida (amida do ácido acrílico), substância suspeita de ser cancerígena. Estudando vários aminoácidos, presentes nas proteínas, com o ‘-aminogrupo marcado com nitrogênio-15, verificou-se que apenas um deles originava a acrilamida e que este último composto não possuía nitrogênio-15. 110. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Cobalto pode ser obtido a partir de seu óxido, por redução com hidrogênio ou com monóxido de carbono. São dadas as equações representativas dos equilíbrios e suas respectivas constantes a 550 ºC. I. CoO (s) + H2 (g) Ï Co (s) + H2O (g) K1 = 67 II. CoO (s) + CO (g) Ï Co (s) + CO2 (g) K2 = 490 a) Mostre como se pode obter a constante (K3) do equilíbrio representado por CO (g) + H2O (g) Ï CO2 (g) + H2 (g) a 550 ºC, a partir das constantes dos equilíbrios I e II. b) Um dos processos industriais de obtenção de hidrogênio está representado no item a. A 550 ºC, a reação, no sentido da formação de hidrogênio, é exotérmica. Para este processo, discuta a influência de cada um dos seguintes fatores: – aumento de temperatura. – uso de catalisador. – variação da pressão. 111. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Uma mistura constituída de 45 g de cloreto de sódio e 100 mL de água, contida em um balão e inicialmente a 20 ºC, foi submetida à destilação simples, sob pressão de 700 mm Hg, até que fossem recolhidos 50 mL de destilado. O esquema abaixo representa o conteúdo do balão de destilação, antes do aquecimento: a) De forma análoga à mostrada acima, represente a fase de vapor, durante a ebulição. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 22 a) Dê a fórmula estrutural da acrilamida. b) Em função dos ex perimentos com nitrogênio-15, qual destes aminoácidos, a asparagina ou o ácido glutâmico, seria responsáv el pela formação da acrilamida? Justifique. c) Acrilamida é usada industrialmente para produzir poliacrilamida. Represente um segmento da cadeia desse polímero. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 b) Qual a massa de cloreto de sódio que está dissolvida, a 20 ºC, após terem sido recolhidos 50 mL de destilado? Justifique. c) A temperatura de ebulição durante a destilação era igual, maior ou menor que 97,4 ºC? Justifique. Dados: Ponto de ebulição da água pura a 700 mmHg = 97,4 ºC Curva de solubilidade do cloreto de sódio em água: 112. (FUVEST 2003 – 2ª FASE) Dimetil-hidrazina e tetróxido de dinitrogênio foram usados nos foguetes do módulo que pousou na Lua nas missões Apollo. A reação, que ocorre pela simples mistura desses dois compostos, pode ser representada por (CH3)2N – NH2 (l) + 2 N2O4 (l) → 3 N2 (g) + 4 H2O (g) + 2 CO2 (g) a) Entre os reagentes, identifique o oxidante e o redutor. Justifique sua resposta, considerando os números de oxidação do carbono e do nitrogênio. b) Cite duas características da reação apresentada que tornam adequado o uso desses reagentes. c) Qual a pressão parcial do gás nitrogênio quando a pressão da mistura gasosa liberada se iguala à pressão na superfície da Lua? Mostre os cálculos. Dados: número de oxidação do carbono na dimetil-hidrazina = -2 pressão na superfície lunar = 3 x 10-10 Pa 113. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) “São animadores os números da safra de grãos do Brasil, que deverá colher neste ano o recorde histórico de 120 milhões de toneladas. Com isto, o Brasil deverá tornar-se o maior exportador mundial de soja, suplantando os Estados Unidos”. Folha de São Paulo, 2003 O acréscimo de produção de soja citado acarretará I. aumento do “buraco na camada de ozônio”, pois nas plantações de soja são utilizados clorofluorocarbonetos como fertilizantes. II. maior consumo de água, necessária à irrigação, que, em parte, será absorvida pelo vegetal. III. aumento da quantidade de CO2 atmosférico, diretamente produzido pela fotossíntese. IV. aumento da área de solos ácidos, gerados pela calagem, em que se utiliza calcário com altos teores de óxido de cálcio e óxido de magnésio. Dessas afirmações, a) somente I é correta. d) somente III e IV são corretas. b) somente II é correta. e) todassão corretas. c) somente II e III são corretas. 114. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Cinco amigos resolveram usar a tabela periódica como tabuleiro para um jogo. Regras do jogo: Para todos os jogadores, sorteia-se o nome de um objeto, cujo constituinte principal é determinado elemento químico. Cada um joga quatro vezes um dado e, a cada jogada, move sua peça somente ao longo de um grupo ou de um período, de acordo com o número de pontos obtidos no dado. O início da contagem é pelo elemento de número atômico 1. Numa partida, o objeto sorteado foi “latinha de refrigerante” e os pontos obtidos com os dados foram: Ana (3,2,6,5), Bruno (5,4,3,5), Célia (2,3,5,5), Décio (3,1,5,1) e Elza (4,6,6,1). Assim, quem conseguiu alcançar o elemento procurado foi a) Ana b) Bruno c) Célia d) Décio e) Elza 115. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Um contraste radiológico, suspeito de causar a morte de pelo menos 21 pessoas, tem como principal impureza tóxica um sal que, no estômago, reage liberando dióxido de carbono e um íon tóxico (Me 2+). Me é um metal que pertence ao grupo dos alcalino-terrosos, tais como Ca, Ba e Ra, cujos números atômicos são, respectivamente, 20, 56 e 88. Isótopos desse metal Me são produzidos no bombardeio do urânio-235 com nêutrons lentos: 1 0 n + 23592 U ë 142 Me + 36 Kr + 3 10 n Assim sendo, a impureza tóxica deve ser a) cianeto de bário. d) carbonato de bário. b) cianeto de cálcio. e) carbonato de cálcio. c) carbonato de rádio. 116. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) A reação de esterificação do ácido etanóico com etanol apresenta constante de equilíbrio igual a 4, à temperatura ambiente. Abaixo estão indicadas cinco situações, dentre as quais apenas uma é compatível com a reação, considerando-se que a composição final é a de equilíbrio. Qual alternativa representa, nessa temperatura, a reação de esterificação citada? 117. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) A transformação de um composto A em um composto B, até se atingir o equilíbrio (A Ï B), foi estudada em três experimentos. De um experimento para o outro, variou-se a concentração inicial do reagente A ou a temperatura ou ambas. Registraram-se as concentrações de reagente e produto em função do tempo. Com esses dados, afirma-se: I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à mesma temperatura, pois as constantes de equilíbrio correspondentes são iguais. II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 o equilíbrio foi atingido em um tempo menor. III. A reação é endotérmica no sentido da formação do produto B. Dessas afirmações, a) todas são corretas. d) apenas I é correta. b) apenas I e III são corretas. e) apenas II é correta. c) apenas II e III são corretas. 118. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) O ciclo da água na natureza, relativo à formação de nuvens, seguida de precipitação da água na forma de chuva, pode ser comparado, em termos das mudanças de estado físico que ocorrem e do processo de purificação envolvido, à seguinte operação de laboratório: a) sublimação b) filtração c) decantação d) dissolução e) destilação 119. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Nas condições ambiente, ao inspirar, puxamos para nossos pulmões, aproximadamente, 0,5 L de ar, então aquecido da temperatura ambiente (25 ºC) até a temperatura do corpo (36 ºC). Fazemos isso cerca de 16 x 10 3 vezes em 24 h. Se, nesse tempo, recebermos, por meio da alimentação, 1,0 x 10 7 J de energia, a porcentagem aproximada dessa energia, que será gasta para aquecer o ar inspirado, será de: (Dados: ar atmosférico nas condições ambiente: densidade = 1,2 g/L; calor específico = 1,0 J.g-1.ºC-1) a) 0,1 % b) 0,5 % c) 1 % d) 2 % e) 5 % 120. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) “Durante muitos anos, a gordura saturada foi considerada a grande vilã das doenças cardiovasculares. Agora, o olhar vigilante de médicos e nutricionistas volta-se contra a prima dela, cujos efeitos são ainda piores: a gordura trans.” (Veja, 2003) Uma das fontes mais comuns da margarina é o óleo de soja, que contém triglicerídeos, ésteres do glicerol com ácidos graxos. Alguns desses ácidos graxos são: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 23 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Durante a hidrogenação catalítica, que transforma o óleo de soja em margarina, ligações duplas tornam-se ligações simples. A porcentagem dos ácidos graxos A, B, C e D, que compõem os triglicerídeos, varia com o tempo de hidrogenação. O gráfico abaixo mostra este fato. Considere as afirmações: I. O óleo de soja original é mais rico em cadeias mono-insaturadas trans do que em cis. II. A partir de cerca de 30 minutos de hidrogenação, cadeias mono-insaturadas trans são formadas mais rapidamente que cadeias totalmente saturadas. III. Nesse processo de produção de margarina, aumenta a porcentagem de compostos que, atualmente, são considerados pelos nutricionistas como nocivos à saúde. É correto apenas o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II e) II e III 121. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Dentre as estruturas abaixo, duas representam moléculas de substâncias, pertencentes à mesma função orgânica, responsáveis pelo aroma de certas frutas. Essas estruturas são: a) A e B b) B e C c) B e D d) A e C e) A e D 122. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Com a finalidade de determinar a fórmula de certo carbonato de um metal Me, seis amostras, cada uma de 0,0100 mol desse carbonato, foram tratadas, separadamente, com volumes diferentes de ácido clorídrico de concentração 0,500 mol/L. Mediu-se o volume de gás carbônico produzido em cada experiência, à mesma pressão e temperatura. V(HCl)/mL 30 60 90 120 150 180 V(CO2)/mL 186 372 558 744 744 744 Então, a fórmula do carbonato deve ser: (Dado: volume molar do gás carbônico, nas condições da experiência, é igual a 24,8 L/mol). a) Me2CO3 b) MeCO3 c) Me2(CO3)3 d) Me(CO3)2 e) Me2(CO3)5 123. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Em solvente apropriado, hidrocarbonetos com ligação dupla reagem com Br2, produzindo compostos bromados; tratados com ozônio (O3) e, em seguida, com peróxido de hidrogênio (H2O2), produzem compostos oxidados. As equações químicas abaixo exemplificam essas transformações. Três frascos, rotulados X, Y e Z, contêm, cada um, apenas um dos compostos isoméricos abaixo, não necessariamente na ordem em que estão apresentados: Seis amostras de mesma massa, duas de cada frasco, foram usadas nas seguintes experiências: - A três amostras, adicionou-se, gradativamente, solução de Br2, até perdurar tênue coloração marrom. Os volumes, em mL, da solução de bromo adicionada foram: 42,0; 42,0 e 21,0, respectivamente, para as amostras dos frascos X, Y e Z. - As três amostras restantes foram tratadas com O3 e, em seguida, com H2O2. Sentiu-se cheiro de vinagre apenas na amostra do frasco X. O conteúdo de cada frasco é: Frasco X Frasco Y Frasco Z a) I II III b) I III II c) II I III d) III I II e) III II I 124. (FUVEST 2004 – 1ª FASE) Para realizar um experimento, em que é produzido CO2 pela reação de um carbonato com ácido clorídrico, foi sugerida a aparelhagem da figura abaixo. Com essa aparelhagem, I. não será adequado usar carbonatos solúveis em água. II. o experimento não funcionará porque o ácido clorídrico deve ser adicionado diretamente sobre o carbonato. III. parte do CO2 desprendido ficará dissolvido na água. IV. o gás recolhido conterá vapor d´água. Dessas afirmações, são corretas, apenas a) I, II e III b) I, III e IV c) II e IV d) II e III e) III e IV 125. (FUVEST 2004 –2ª FASE) Uma reação química importante, que deu a seus descobridores (O.Diels e K.Alder) o prêmio Nobel (1950), consiste na formação de um composto cíclico, a partir de um composto com duplas ligações alternadas entre átomos de carbono (dieno) e outro, com pelo menos uma dupla ligação, entre átomos de carbono, chamado de dienófilo. Um exemplo dessa transformação é: Compostos com duplas ligações entre átomos de carbono podem reagir com HBr, sob condições adequadas, como indicado: Considere os compostos I e II, presentes no óleo de lavanda: a) O composto III reage com um dienófilo, produzindo os compostos I e II. Mostre a fórmula estrutural desse dienófilo e nela indique, com setas, os átomos de carbono que formaram ligações com os átomos de carbono do dieno, originando o anel. b) Mostre a fórmula estrutural do composto formado, se 1 mol do composto II reagir com 2 mols de HBr, de maneira análoga à indicada para a adição de HBr ao 2-metilpropeno, completando a equação química abaixo. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 24 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 c) Na fórmula estrutural do composto II, abaixo, assinale, com uma seta, o átomo de carbono que, no produto da reação do item b, será assimétrico. Justifique. 126. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Tensoativos são substâncias que promovem a emulsificação de uma mistura de água e óleo, não permitindo sua separação em camadas distintas. Esta propriedade se deve ao fato de possuírem, em sua estrutura molecular, grupos com grande afinidade pela água (hidrofílicos) e também grupos com afinidade pelo óleo (lipofílicos). Um tensoativo, produzido a partir de duas substâncias naturais, sendo uma delas a sacarose (C12H22O11), é utilizado na produção de alimentos tais como sorvetes, maioneses e molhos para salada. Sua fórmula estrutural é mostrada abaixo. a) Qual é a fórmula molecular do composto que, ao reagir com a sacarose, produz o tensoativo citado? A que função orgânica pertence? b) Na fórmula estrutural do tensoativo, circunde, com uma linha pontilhada, a parte hidrofílica e a parte lipofílica. Justifique sua escolha, em termos de forças de interação do tensoativo com a água e com o óleo. 127. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) A análise elementar de um determinado ácido carboxílico resultou na fórmula mínima C2H4O. Determinada amostra de 0,550 g desse ácido foi dissolvida em água, obtendo-se 100 mL de solução aquosa. A esta, foram adicionadas algumas gotas de fenolftaleína e, lentamente, uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de concentração 0,100 mol/L. A cada adição, a mistura era agitada e, quando já tinham sido adicionados 62,4 mL da solução de hidróxido de sódio, a mistura, que era incolor, tornou-se rósea. Para o ácido analisado, a) calcule a massa molar. b) determine a fórmula molecular. c) dê as possíveis fórmulas estruturais. d) dê as fórmulas estruturais de dois ésteres isômeros do ácido considerado. Dados as massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; O = 16 128. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Um experimentador tentou oxidar zinco (Zn) com peróxido de hidrogênio (H2O2), em meio ácido. Para isso, adicionou, ao zinco, solução aquosa de peróxido de hidrogênio, em excesso, e, inadvertidamente, utilizou ácido iodídrico [HI(aq)] para acidular o meio. Para sua surpresa, obteve vários produtos. a) Escreva as equações químicas balanceadas que representam as reações de oxirredução ocorridas no experimento, incluindo a que representa a decomposição do peróxido de hidrogênio, pela ação catalítica do metal. b) Poderá ocorrer reação entre o peróxido de hidrogênio e o ácido iodídrico? Justifique, utilizando semi-reações e os correspondentes potenciais padrão de redução. Dados: Potenciais padrão de redução (V): peróxido de hidrogênio, em meio ácido, dando água......................... 1,78 oxigênio (O2), em meio ácido, dando peróxido de hidrogênio............ 0,70 iodo (I2) dando íons iodeto ................................................................. 0,54 íons H+ dando hidrogênio gasoso (H2)................................................ 0,00 íons Zn2+ dando zinco metálico..........................................................- 0,76 129. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Num laboratório de ensino de Química, foram realizados dois experimentos: I) Uma solução aquosa bastante concentrada de nitrato de prata (AgNO3) foi adicionada, gradativamente, a 100 mL de uma solução aquosa de cloreto de sódio de concentração desconhecida. II) Fluoreto de lítio sólido (LiF) foi adicionado, gradativamente, a 100 mL de água pura. Em ambos os experimentos, registrou-se a condutibilidade elétrica em função da quantidade (em mols) de AgNO3 e LiF adicionados. No experimento I, a solução de AgNO3 era suficientemente concentrada para que não houvesse variação significativa do volume da solução original de cloreto de sódio. No experimento II, a quantidade total de LiF era tão pequena que variações de volume do líquido puderam ser desprezadas. Utilize o gráfico para responder: a) Qual dos registros, X ou Y, deve corresponder ao experimento I e qual, ao experimento II? Explique seu raciocínio. b) Qual era a concentração da solução de cloreto de sódio original? Justifique. c) Qual é a solubilidade do LiF, em mol por 100 mL de água? Justifique. Dados: O produto de solubilidade do cloreto de prata é igual a 1,8 x 10-10. A contribuição dos íons nitrato e cloreto, para a condutibilidade da solução, é praticamente a mesma. 130. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) O produto iônico da água, Kw, varia com a temperatura conforme indicado no gráfico 1. a) Na temperatura do corpo humano, 36 ºC, 1 - qual é o valor de Kw? 2 - qual é o valor do pH da água pura e neutra? Para seu cálculo, utilize o gráfico 2. b) A reação de auto-ionização da água é exotérmica ou endotérmica? Justifique sua resposta, analisando dados do gráfico 1. Assinale, por meio de linhas de chamada, todas as leituras feitas nos dois gráficos. 131. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) O Veículo Lançador de Satélites brasileiro emprega, em seus propulsores, uma mistura de perclorato de amônio sólido (NH4ClO4) e alumínio em pó, junto com um polímero, para formar um combustível sólido. a) Na decomposição térmica do perclorato de amônio, na ausência de alumínio, formam- se quatro produtos. Um deles é a água e os outros três são substâncias simples diatômicas, duas das quais são componentes naturais do ar atmosférico. Escreva a equação balanceada que representa essa decomposição. b) Quando se dá a ignição do combustível sólido, todo o oxigênio liberado na decomposição térmica do perclorato de amônio reage com o alumínio, produzindo óxido de alumínio (Al2O3). Escreva a equação balanceada representativa das transformações que ocorrem pela ignição do combustível sólido. c) Para uma mesma quantidade de NH4ClO4, haverá uma diferença de calor liberado se sua decomposição for efetuada na presença ou na ausência de alumínio. Quanto calor a mais será liberado se 2 mols de NH4ClO4 forem decompostos na presença de alumínio? Mostre o cálculo. Dado: Calor de formação do óxido de alumínio = -1,68 x 103 kJ/mol 132. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Para demonstrar a combustão de substâncias em oxigênio puro, este gás pode ser gerado a partir de água sanitária e água oxigenada, que contêm, respectivamente, hipoclorito de sódio e peróxido de hidrogênio. A reação que ocorre pode ser representada por NaClO + H2O2 → NaCl + H2O + O2 (g) É assim que, num frasco, coloca-se certo volume de água oxigenada e acrescenta-se, aos poucos, certo volume de água sanitária. Observa-se forte efervescência. Ao final da adição, tampa-se o frasco com um pedaço de papelão. Em seguida, palhade aço, presa a um fio de cobre, é aquecida em uma chama até ficar em brasa. O frasco com oxigênio é destampado e, rapidamente, a palha de aço rubra é nele inserida. Então, observa-se luminosidade branca intensa, com partículas de ferro incandescentes espalhando-se pelo Elaboração: Prof. Ricardo Honda 25 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 frasco. a) Calcule o volume de água sanitária quando se usa, no experimento, um frasco de volume adequado, sabendo-se que deve ser gerado, nas condições ambiente, um volume de 500 mL de oxigênio, volume este suficiente para expulsar o ar e preencher o frasco. b) Explique por que, ao ar atmosférico, o ferro fica apenas vermelho rubro, mas queima rapidamente, quando exposto a oxigênio puro. Dados: volume molar do oxigênio nas condições ambiente .........25,0 L/mol massa molar do Cl............................................................35,5 g/mol densidade da água sanitária...............................................1,0 g/mL composição da água sanitária: 2,13 g de Cl, na forma de hipoclorito, em 100 g de solução aquosa. 133. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Quando acetaldeído é tratado com solução aquosa de hidróxido de sódio, forma-se um aldol (composto que contém os grupos OH e C=O): Essa reação, chamada de reação aldólica, ocorre com aldeídos e cetonas que possuem pelo menos um átomo de hidrogênio ligado ao átomo de carbono α em relação ao grupo carbonila. Considere os compostos: a) Se os compostos acima forem tratados, separadamente, com solução aquosa de hidróxido de sódio, apenas um deles produzirá um aldol. Escreva a fórmula estrutural completa (com todos os átomos de C, H e O) desse reagente. Justifique por que os demais compostos não darão a reação aldólica nestas condições. b) Escreva a equação química que representa a transformação citada no item a, dando a fórmula estrutural do aldol formado. 134. (FUVEST 2004 – 2ª FASE) Industrialmente, alumínio é obtido a partir da bauxita. Esta é primeiro purificada, obtendo-se o óxido de alumínio, Al2O3, que é, em seguida, misturado com um fundente e submetido a uma eletrólise ígnea, obtendo-se, então, o alumínio. As principais impurezas da bauxita são: Fe2O3, que é um óxido básico e SiO2, que é um óxido ácido. Quanto ao Al2O3, trata-se de um óxido anfótero, isto é, de um óxido que reage tanto com ácidos quanto com bases. a) Na primeira etapa de purificação da bauxita, ela é tratada com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio. Neste tratamento, uma parte apreciável do óxido de alumínio solubiliza-se, formando NaAl(OH)4. Escreva a equação química balanceada que representa tal transformação. b) Se a bauxita fosse tratada com solução aquosa concentrada de ácido clorídrico, quais óxidos seriam solubilizados? Justifique por meio de equações químicas balanceadas. c) Na eletrólise do óxido de alumínio fundido, usam-se várias cubas eletrolíticas ligadas em série, através das quais passa uma corrente elétrica elevada. Se n cubas são ligadas em série e a corrente é I, qual deveria ser a corrente, caso fosse usada apenas uma cuba, para produzir a mesma quantidade de alumínio por dia? Justifique, com base nas leis da eletrólise. 135. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Em um bate-papo na Internet, cinco estudantes de química decidiram não revelar seus nomes, mas apenas as duas primeiras letras, por meio de símbolos de elementos químicos. Nas mensagens, descreveram algumas características desses elementos. – É produzido, a partir da bauxita, por um processo que consome muita energia elétrica. Entretanto, parte do que é produzido, após utilização, é reciclado. – É o principal constituinte do aço. Reage com água e oxigênio, formando um óxido hidratado. – É o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre. Na forma de óxido, está presente na areia. É empregado em componentes de computadores. – Reage com água, desprendendo hidrogênio. Combina-se com cloro, formando o principal constituinte do sal de cozinha. – Na forma de cátion, compõe o mármore e a cal. Os nomes dos estudantes, na ordem em que estão apresentadas as mensagens, podem ser a) Silvana, Carlos, Alberto, Nair, Fernando. b) Alberto, Fernando, Silvana, Nair, Carlos. c) Silvana, Carlos, Alberto, Fernando, Nair. d) Nair, Alberto, Fernando, Silvana, Carlos. e) Alberto, Fernando, Silvana, Carlos, Nair. 136. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Uma solução aquosa de penicilina sofre degradação com o tempo, perdendo sua atividade antibiótica. Para determinar o prazo de validade dessa solução, sua capacidade antibiótica foi medida em unidades de penicilina G*. Os resultados das medidas, obtidos durante sete semanas, estão no gráfico. Supondo-se como aceitável uma atividade de 90% da inicial, o prazo de validade da solução seria de a) 4 dias b) 10 dias c) 24 dias d) 35 dias e) 49 dias 137. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Utilizando um pulso de laser*, dirigido contra um anteparo de ouro, cientistas britânicos conseguiram gerar radiação gama suficientemente energética para, atuando sobre um certo número de núcleos de iodo-129, transmutá-los em iodo-128, por liberação de nêutrons. A partir de 38,7 g de iodo-129, cada pulso produziu cerca de 3 milhões de núcleos de iodo-128. Para que todos os núcleos de iodo- 129 dessa amostra pudessem ser transmutados, seriam necessários x pulsos, em que x é (Dado: constante de Avogadro = 6,0 x 1023 mol-1; * laser = fonte de luz intensa) a) 1 x 103 b) 2 x 104 c) 3 x 1012 d) 6 x 1016 e) 9 x 1018 138. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Em água, o aminoácido alanina pode ser protonado, formando um cátion que será designado por ala+; pode ceder próton, formando um ânion designado por ala–. Dessa forma, os seguintes equilíbrios podem ser escritos: ala + H3O+ Ï H2O + ala+ ala + H2O Ï H3O+ + ala– A concentração relativa dessas espécies depende do pH da solução, como mostrado no gráfico. Quando [ala] = 0,08 mol.L–1, [ala+] = 0,02 mol.L–1 e [ala–] for desprezível, a concentração hidrogeniônica na solução, em mol.L–1, será aproximadamente igual a a) 10–11 b) 10–9 c) 10–6 d) 10–3 e) 10–1 139. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Constituindo fraldas descartáveis, há um polímero capaz de absorver grande quantidade de água por um fenômeno de osmose, em que a membrana semi-permeável é o próprio polímero. Dentre as estruturas aquela que corresponde ao polímero adequado para essa finalidade é a do a) polietileno. d) poli(cloreto de vinila). b) poli(acrilato de sódio). e) politetrafluoroetileno. c) poli(metacrilato de metila). 140. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Nitrato de cobre é bastante utilizado nas indústrias gráficas e têxteis e pode ser preparado por três métodos: Método I: Cu (s) + __ HNO3 (conc.) → Cu(NO3)2 (aq) + __ NO2 (g) + __ H2O (l) Método II: 2 Cu (s) + O2 (g) → 2 CuO (s) 2 CuO (s) + __ HNO3 (dil.) → 2 Cu (NO3)2 (aq) + __ H2O (l) Método III: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 26 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 3 Cu (s) + __ HNO3 (dil.) → 3 Cu(NO3)2 (aq) + __ NO (g) + 4 H2O (l) 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) Para um mesmo consumo de cobre, a) os métodos I e II são igualmente poluentes. b) os métodos I e III são igualmente poluentes. c) os métodos II e III são igualmente poluentes. d) o método III é o mais poluente dos três. e) o método I é o mais poluente dos três. 141. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Com a finalidade de niquelar uma peça de latão, foi montado um circuito, utilizando-se fonte de corrente contínua, como representadona figura. No entanto, devido a erros experimentais, ao fechar o circuito, não ocorreu a niquelação da peça. Para que essa ocorresse, foram sugeridas as alterações: I. Inverter a polaridade da fonte de corrente contínua. II. Substituir a solução aquosa de NaCl por solução aquosa de NiSO4. III. Substituir a fonte de corrente contínua por uma fonte de corrente alternada de alta freqüência. O êxito do experimento requereria apenas a) a alteração I. d) as alterações I e II. b) a alteração II. e) as alterações II e III. c) a alteração III. 142. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Em um experimento, para determinar o número x de grupos carboxílicos na molécula de um ácido carboxílico, volumes de soluções aquosas desse ácido e de hidróxido de sódio, de mesma concentração, em mol.L –1, à mesma temperatura, foram misturados de tal forma que o volume final fosse sempre 60 mL. Em cada caso, houve liberação de calor. No gráfico abaixo, estão as variações de temperatura (ΔT) em função dos volumes de ácido e base empregados: Partindo desses dados, pode-se concluir que o valor de x é (Obs.: Nesse experimento, o calor envolvido na dissociação do ácido e o calor de diluição podem ser considerados desprezíveis). a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 143. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) O Brasil produz, anualmente, cerca de 6 x 106 toneladas de ácido sulfúrico pelo processo de contacto. Em uma das etapas do processo há, em fase gasosa, o equilíbrio 2 SO2 (g) + O2 (g) Ï 2 SO3 (g) KP = 4,0 x 104 que se estabelece à pressão total de P atm e temperatura constante. Nessa temperatura, para que o valor da relação seja igual a 6,0 x 104, o valor de P deve ser a) 1,5 b) 3,0 c) 15 d) 30 e) 50 144. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Uma solução aquosa de NaOH (base forte), de concentração 0,10 mol.L-1, foi gradualmente adicionada a uma solução aquosa de HCl (ácido forte), de concentração 0,08 mol.L-1. O gráfico que fornece as concentrações das diferentes espécies, durante essa adição é 145. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) Os hidrocarbonetos isômeros antraceno e fenantreno diferem em suas entalpias (energias). Esta diferença de entalpia pode ser calculada, medindo-se o calor de combustão total desses compostos em idênticas condições de pressão e temperatura. Para o antraceno, há liberação de 7060 kJ.mol–1 e para o fenantreno, há liberação de 7040 kJ.mol–1. Sendo assim, para 10 mols de cada composto, a diferença de entalpia é igual a a) 20 kJ, sendo o antraceno o mais energético. b) 20 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. c) 200 kJ, sendo o antraceno o mais energético. d) 200 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. e) 2000 kJ, sendo o antraceno o mais energético. 146. (FUVEST 2005 – 1ª FASE) A acetilcolina (neurotransmissor) é um composto que, em organismos vivos e pela ação de enzimas, é transformado e posteriormente regenerado: Na etapa 1, ocorre uma transesterificação. Nas etapas 2 e 3, ocorrem, respectivamente, a) desidratação e saponificação. b) desidratação e transesterificação. c) hidrólise e saponificação. d) hidratação e transesterificação. e) hidrólise e esterificação. 147. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) “Palíndromo – Diz-se da frase ou palavra que, ou se leia da esquerda para a direita, ou da direita para a esquerda, tem o mesmo sentido.” Aurélio. Novo Dicionário da Língua Portuguesa, 2a ed., 40a imp., Rio de Janeiro, Ed. Nova Fronteira, 1986, p.1251. “Roma me tem amor” e “a nonanona” são exemplos de palíndromo. A nonanona é um composto de cadeia linear. Existem quatro nonanonas isômeras. a) Escreva a fórmula estrutural de cada uma dessas nonanonas. b) Dentre as fórmulas do item a, assinale aquela que poderia ser considerada um palíndromo. c) De acordo com a nomenclatura química, podem-se dar dois nomes para o isômero do item b. Quais são esses nomes? 148. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Industrialmente, o clorato de sódio é produzido pela eletrólise da salmoura* aquecida, em uma cuba eletrolítica, de tal maneira que o cloro formado no anodo se misture e reaja com o hidróxido de sódio formado no catodo. A solução resultante contém cloreto de sódio e clorato de sódio. 2 NaCl (aq) + 2 H2O (l) → Cl2 (g) + 2 NaOH (aq) + H2 (g) 3 Cl2 (g) + 6 NaOH (aq) → 5 NaCl (aq) + NaClO3 (aq) + 3 H2O (l) Ao final de uma eletrólise de salmoura, retiraram-se da cuba eletrolítica, a 90 ºC, 310 g de solução aquosa saturada tanto de cloreto de sódio quanto de clorato de sódio. Essa amostra foi resfriada a 25 ºC, ocorrendo a separação de material sólido. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 27 x = fração em quantidade de matéria (fração molar) de cada constituinte na mistura gasosa KP = constante de equilíbrio Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 a) Quais as massas de cloreto de sódio e de clorato de sódio presentes nos 310 g da amostra retirada a 90 ºC? Explique. b) No sólido formado pelo resfriamento da amostra a 25 ºC, qual o grau de pureza (% em massa) do composto presente em maior quantidade? c) A dissolução, em água, do clorato de sódio libera ou absorve calor? Explique. (Obs.: * salmoura = solução aquosa saturada de cloreto de sódio) 149. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Para aumentar a vida útil de alimentos que se deterioram em contacto com o oxigênio do ar, foram criadas embalagens compostas de várias camadas de materiais poliméricos, um dos quais é pouco resistente à umidade, mas não permite a passagem de gases. Este material, um copolímero, tem a seguinte fórmula e é produzido por meio de um processo de quatro etapas, esquematizado abaixo. Dado: a) Dentre os compostos, vinilbenzeno (estireno), acetato de vinila, propeno, propenoato de metila, qual pode ser o monômero X ? Dê sua fórmula estrutural. b) Escreva a equação química que representa a transformação que ocorre na etapa Y do processo. 150. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Alcanos reagem com cloro, em condições apropriadas, produzindo alcanos monoclorados, por substituição de átomos de hidrogênio por átomos de cloro, como esquematizado: Considerando os rendimentos percentuais de cada produto e o número de átomos de hidrogênio de mesmo tipo (primário, secundário ou terciário), presentes nos alcanos acima, pode-se afirmar que, na reação de cloração, efetuada a 25 ºC, • um átomo de hidrogênio terciário é cinco vezes mais reativo do que um átomo de hidrogênio primário. • um átomo de hidrogênio secundário é quatro vezes mais reativo do que um átomo de hidrogênio primário. Observação: Hidrogênios primário, secundário e terciário são os que se ligam, respectivamente, a carbonos primário, secundário e terciário. A monocloração do 3-metilpentano, a 25 ºC, na presença de luz, resulta em quatro produtos, um dos quais é o 3-cloro-3-metilpentano, obtido com 17% de rendimento. a) Escreva a fórmula estrutural de cada um dos quatro produtos formados. b) Com base na porcentagem de 3-cloro-3-metilpentano formado, calcule a porcentagem de cada um dos outros três produtos. 151. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Um ácido monocarboxílico saturado foi preparado pela oxidação de 2,0 g de um álcool primário, com rendimento de 74%. Para identificar o ácido formado, efetuou-se sua titulação com solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração igual a 0,20 mol.L-1. Gastaram-se 100 mL para consumir todo o ácido. elemento H C O Massa molar / g.mol-1 1 12 16 a) Determine a massa molar do álcool empregado. b) Escreva a fórmula molecular do ácido carboxílico resultante da oxidação do álcool primário. c) Escreva as fórmulas estruturais dos ácidos carboxílicos, cuja fórmula molecular é a obtida no item b. 152. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) A L-isoleucina é um aminoácido que, em milhares de anos, setransforma no seu isômero, a D-isoleucina. Assim, quando um animal morre e aminoácidos deixam de ser incorporados, o quociente entre as quantidades, em mol, de D-isoleucina e de L-isoleucina, que é igual a zero no momento da morte, aumenta gradativamente até atingir o valor da constante de equilíbrio. A determinação desses aminoácidos, num fóssil, permite datá-lo. O gráfico traz a fração molar de L-isoleucina, em uma mistura dos isômeros D e L, em função do tempo. a) Leia no gráfico as frações molares de L-isoleucina indicadas com uma cruz e construa uma tabela com esses valores e com os tempos correspondentes. b) Complete sua tabela com os valores da fração molar de D-isoleucina formada nos tempos indicados. Explique. c) Calcule a constante do equilíbrio da isomerização L-isoleucina Ï D-isoleucina d) Qual é a idade de um osso fóssil em que o quociente entre as quantidades de D- isoleucina e L-isoleucina é igual a 1? 153. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Uma jovem senhora, não querendo revelar sua idade, a não ser às suas melhores amigas, convidou-as para festa de aniversário, no sótão de sua casa, que mede 3,0 m x 2,0 m x 2,0 m. O bolo de aniversário tinha velas em número igual à idade da jovem senhora, cada uma com 1,55 g de parafina. As velas foram queimadas inteiramente, numa reação de combustão completa. Após a queima, a porcentagem de gás carbônico, em volume, no sótão, medido nas condições-ambiente, aumentou de 0,88 %. Considere que esse aumento resultou, exclusivamente, da combustão das velas. Dados: massa molar da parafina, C22H46 = 310 g.mol-1 volume molar dos gases nas condições-ambiente de pressão e temperatura = 24 L.mol- a) Escreva a equação de combustão completa da parafina. b) Calcule a quantidade de gás carbônico, em mols, no sótão, após a queima das velas. c) Qual é a idade da jovem senhora? Mostre os cálculos. 154. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Recentemente, foi lançado no mercado um tira- manchas, cujo componente ativo é 2 Na2CO3. 3 H2O2. Este, ao se dissolver em água, libera peróxido de hidrogênio, que atua sobre as manchas. a) Na dissolução desse tira-manchas, em água, forma-se uma solução neutra, ácida ou básica? Justifique sua resposta por meio de equações químicas balanceadas. b) A solução aquosa desse tira-manchas (incolor) descora rapidamente uma solução aquosa de iodo (marrom). Com base nos potenciais-padrão de redução indicados, escreva a equação química que representa essa transformação. c) No experimento descrito no item b, o peróxido de hidrogênio atua como oxidante ou como redutor? Justifique. Semi-reação de redução Eºredução / volt H2O2 (aq) + 2 H+ (aq) + 2 e- Ï 2 H2O (l) 1,77 I2 (s) + 2 e- Ï 2 I- (aq) 0,54 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 28 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 O2 (g) + 2 H2O (l) + 2 e- Ï H2O2 (aq) + 2 OH- (aq) - 0,15 155. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Ácido nítrico é produzido pela oxidação de amônia com excesso de oxigênio, sobre um catalisador de platina, em uma seqüência de reações exotérmicas. Um esquema simplificado desse processo é a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações que ocorrem no reator, na torre de oxidação e na torre de absorção. Note que, desta última, sai NO (g), nela gerado. A maior parte desse gás é aproveitada na própria torre, onde há oxigênio em excesso. Duas reações principais ocorrem nessa torre. b) A velocidade da reação que ocorre na torre de oxidação, ao contrário da velocidade da maioria das reações químicas, diminui com o aumento da temperatura. Baseando-se em tal informação, explique o que deve ser o dispositivo A. 156. (FUVEST 2005 – 2ª FASE) Define-se balanço de oxigênio de um explosivo, expresso em percentagem, como a massa de oxigênio faltante (sinal negativo) ou em excesso (sinal positivo), desse explosivo, para transformar todo o carbono, se houver, em gás carbônico e todo o hidrogênio, se houver, em água, dividida pela massa molar do explosivo e multiplicada por 100. O gráfico abaixo traz o calor liberado na decomposição de diversos explosivos, em função de seu balanço de oxigênio. Um desses explosivos é o tetranitrato de pentaeritritol (PETN, C5H8N4O12). A equação química da decomposição desse explosivo pode ser obtida, seguindo-se as seguintes regras: - Átomos de carbono são convertidos em monóxido de carbono. - Se sobrar oxigênio, hidrogênio é convertido em água. - Se ainda sobrar oxigênio, monóxido de carbono é convertido em dióxido de carbono. - Todo o nitrogênio é convertido em nitrogênio gasoso diatômico. a) Escreva a equação química balanceada para a decomposição do PETN. b) Calcule, para o PETN, o balanço de oxigênio. c) Calcule o ΔH de decomposição do PETN, utilizando as entalpias de formação das substâncias envolvidas nessa transformação. d) Que conclusão é possível tirar, do gráfico apresentado, relacionando calor liberado na decomposição de um explosivo e seu balanço de oxigênio? Dados: - as massas molares (g.mol-1): O = 16; PETN = 316 - entalpias de formação (kJ.mol-1): PETN (s) = -538; CO2 (g) = -394; CO (g) = -110; H2O (g) = -242 157. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Alguns polímeros biodegradáveis são utilizados em fios de sutura cirúrgica, para regiões internas do corpo, pois não são tóxicos e são reabsorvidos pelo organismo. Um desses materiais é um copolímero de condensação que pode ser representado por Dentre os seguintes compostos, os que dão origem ao copolímero citado são a) I e III b) II e III c) III e IV d) I e II e) II e IV 158. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) A efervescência observada, ao se abrir uma garrafa de champanhe, deve-se à rápida liberação, na forma de bolhas, do gás carbônico dissolvido no líquido. Nesse líquido, a concentração de gás carbônico é proporcional à pressão parcial desse gás, aprisionado entre o líquido e a rolha. Para um champanhe de determinada marca, a constante de proporcionalidade (k) varia com a temperatura, conforme mostrado no gráfico. Uma garrafa desse champanhe, resfriada a 12 ºC, foi aberta à pressão ambiente e 0,10 L de seu conteúdo foram despejados em um copo. Nessa temperatura, 20% do gás dissolvido escapou sob a forma de bolhas. O número de bolhas liberadas, no copo, será da ordem de 159. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q1 J, Q2 J e Q3 J, sendo Q3 > Q2 > Q1. I) 2 NH3 + 5/2 O2 → 2 NO + 3 H2O .............. ΔH1 = -Q1 J II) 2 NH3 + 7/2 O2 → 2 NO2 + 3 H2O ............ ΔH2 = -Q2 J III) 2 NH3 + 4 O2 → N2O5 + 3 H2O................. ΔH3 = -Q3 J Assim sendo, a reação representada por IV) N2O5 → 2 NO2 + 1/2 O2............................ΔH4 será a) exotérmica, com ΔH4 = (Q3 – Q1)J. b) endotérmica, com ΔH4 = (Q2 – Q1)J. c) exotérmica, com ΔH4 = (Q2 – Q3)J. d) endotérmica, com ΔH4 = (Q3 – Q2)J. e) exotérmica, com ΔH4 = (Q1 – Q2)J. 160. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre o decaimento: Nesse decaimento, liberam-se apenas Elaboração: Prof. Ricardo Honda 29 a) 102 b) 104 c) 105 d) 106 e) 108 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 a) nêutrons. d) partículas β. b) prótons. e) partículas α. c) partículas α e partículas β. 161. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Os desenhos são representações de moléculas em que se procura manter proporções corretas entre raios atômicos e distâncias internucleares. Os desenhos podem representar, respectivamente,moléculas de a) oxigênio, água e metano. b) cloreto de hidrogênio, amônia e água. c) monóxido de carbono, dióxido de carbono e ozônio. d) cloreto de hidrogênio, dióxido de carbono e amônia. e) monóxido de carbono, oxigênio e ozônio. 162. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Preparam-se duas soluções saturadas, uma de oxalato de prata (Ag2C2O4) e outra de tiocianato de prata (AgSCN). Esses dois sais têm, aproximadamente, o mesmo produto de solubilidade (da ordem de 10−12). Na primeira, a concentração de íons prata é [Ag+]1 e, na segunda, [Ag+]2; as concentrações de oxalato e tiocianato são, respectivamente, [C2O42-] e [SCN-]. Nesse caso, é correto afirmar que a) [Ag+]1 = [Ag+]2 e [C2O42-] < [SCN-] d) [Ag+]1 < [Ag+]2 e [C2O42-] < [SCN-] b) [Ag+]1 > [Ag+]2 e [C2O42-] > [SCN-] e) [Ag+]1 = [Ag+]2 e [C2O42-] > [SCN-] c) [Ag+]1 > [Ag+]2 e [C2O42-] = [SCN-] 163. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Com a chegada dos carros com motor Flex, que funcionam tanto com álcool quanto com gasolina, é importante comparar o preço do litro de cada um desses combustíveis. Supondo-se que a gasolina seja octano puro e o álcool, etanol anidro, as transformações que produzem energia podem ser representadas por C8H18 (l) + 25/2 O2 (g)→ 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) + 5100 kJ C2H5OH (l) + 3 O2 (g)→ 2 CO2 (g) + 3 H2O (g) + 1200 kJ Considere que, para o mesmo percurso, idêntica quantidade de energia seja gerada no motor Flex, quer se use gasolina, quer se use álcool. Nesse contexto, será indiferente, em termos econômicos, usar álcool ou gasolina se o quociente entre o preço do litro de álcool e do litro de gasolina for igual a Dados: – as massas molares (g/mol): octano = 114; etanol = 46 – as densidades (g/mL): octano = 0,7; etanol = 0,8 a) 1/2 b) 2/3 c) 3/4 d) 4/5 e) 5/6 164. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Embalagens de fertilizantes do tipo NPK trazem três números, compostos de dois algarismos, que se referem, respectivamente, ao conteúdo de nitrogênio, fósforo e potássio, presentes no fertilizante. O segundo desses números dá o conteúdo de fósforo, porém expresso como porcentagem, em massa, de pentóxido de fósforo. Para preparar 1 kg de um desses fertilizantes, foram utilizados 558 g de mono- hidrogenofosfato de amônio e 442 g de areia isenta de fosfatos. Na embalagem desse fertilizante, o segundo número, relativo ao fósforo, deve ser, aproximadamente, (Dados as massas molares (g/mol): mono-hidrogenofosfato de amônio = 132; pentóxido de fósforo = 142) a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 165. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Quimicamente falando, não se deve tomar água ..................., mas apenas água ................... . A água .................. inúmeros sais, por exemplo, o cloreto de .................., o mais abundante na água do mar. Em regiões litorâneas, ameniza variações bruscas de temperatura, graças à sua capacidade de armazenar grande quantidade de energia térmica, o que se deve ao seu alto ..................... . Na forma de suor, sua evaporação abaixa a temperatura do corpo humano, para o que contribui seu elevado .................... . Completa-se corretamente o texto, obedecendo-se a ordem em que as lacunas aparecem, por: a) pura, potável, dissolve, sódio, calor específico, calor de vaporização. b) de poço, pura, dissolve, magnésio, calor específico, calor de vaporização. c) destilada, potável, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico. d) de poço, destilada, dissolve, magnésio, calor de vaporização, calor específico. e) pura, destilada, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico. 166. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) Em determinado processo industrial, ocorre uma transformação química, que pode ser representada pela equação genérica x A(g) + y B(g) Ï z C(g) em que x, y e z são, respectivamente, os coeficientes estequiométricos das substâncias A, B e C. O gráfico representa a porcentagem, em mols, de C na mistura, sob várias condições de pressão e temperatura. Com base nesses dados, pode-se afirmar que essa reação é a) exotérmica, sendo x + y = z d) endotérmica, sendo x + y = z b) endotérmica, sendo x + y < z e) endotérmica, sendo x + y > z c) exotérmica, sendo x + y > z 167. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) O Ministério da Agricultura estabeleceu um novo padrão de qualidade e identidade da cachaça brasileira, definindo limites para determinadas substâncias formadas na sua fabricação. Algumas dessas substâncias são ésteres, aldeídos e ácidos carboxílicos voláteis, conforme o caderno Agrícola de 08 de junho de 2005, do jornal O Estado de S. Paulo. Nesse processo de fabricação, pode ter ocorrido a formação de I ácido carboxílico pela oxidação de aldeído. II éster pela reação de álcool com ácido carboxílico. III aldeído pela oxidação de álcool. É correto o que se afirma em a) I, apenas. d) II e III, apenas. b) II, apenas. e) I, II e III. c) I e II, apenas. 168. (FUVEST 2006 – 1ª FASE) O tanque externo do ônibus espacial Discovery carrega, separados, 1,20 x 106 L de hidrogênio líquido a –253 ºC e 0,55 x 10 6 L de oxigênio líquido a –183 ºC. Nessas temperaturas, a densidade do hidrogênio é 34 mol/L (equivalente a 0,068 g/mL) e a do oxigênio é 37 mol/L (equivalente a 1,18 g/mL). Considerando o uso que será feito desses dois líquidos, suas quantidades (em mols), no tanque, são tais que há (Dadas as massas molares (g/mol): H = 1; O = 16) a) 100% de excesso de hidrogênio. b) 50% de excesso de hidrogênio. c) proporção estequiométrica entre os dois. d) 25% de excesso de oxigênio. e) 75% de excesso de oxigênio. 169. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Íons indesejáveis podem ser removidos da água, tratando-a com resinas de troca iônica, que são constituídas por uma matriz polimérica, à qual estão ligados grupos que podem reter cátions ou ânions. Assim, por exemplo, para o sal C+A-, dissolvido na água, a troca de cátions e ânions, com os íons da resina, pode ser representada por: No tratamento da água com as resinas de troca iônica, a água atravessa colunas de vidro ou plástico, preenchidas com a resina sob a forma de pequenas esferas. O líquido que sai da coluna é chamado de eluído. Considere a seguinte experiência, em que água, contendo cloreto de sódio e sulfato de cobre (II) dissolvidos, atravessa uma coluna com resina do tipo I. A seguir, o eluído, assim obtido, atravessa outra coluna, desta vez preenchida com resina do tipo II. Supondo que ambas as resinas tenham sido totalmente eficientes, indique a) os íons presentes no eluído da coluna com resina do tipo I. b) qual deve ser o pH do eluído da coluna com resina do tipo I (maior, menor ou igual a 7). Justifique. c) quais íons foram retidos pela coluna com resina do tipo II. d) qual deve ser o pH do eluído da coluna com resina do tipo II (maior, menor ou igual a 7). Justifique. 170. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Considere uma solução aquosa diluída de dicromato de potássio, a 25 ºC. Dentre os equilíbrios que estão presentes nessa solução, destacam- se: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 30 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 a) Calcule o valor da constante de equilíbrio K3. b) Essa solução de dicromato foi neutralizada. Para a solução neutra, qual é o valor numérico da relação [CrO42-]2 / [Cr2O72-]? Mostre como obteve esse valor. c) A transformação de íons dicromato em íons cromato, em meio aquoso, é uma reação de oxirredução? Justifique. 171. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Uma balança de dois pratos, tendo em cada prato um frasco aberto ao ar, foi equilibrada nas condições-ambiente de pressão e temperatura. Em seguida, o ar atmosférico de um dos frascos foi substituído, totalmente, por outro gás. Com isso, a balança se desequilibrou,pendendo para o lado em que foi feita a substituição. a) Dê a equação da densidade de um gás (ou mistura gasosa), em função de sua massa molar (ou massa molar média). b) Dentre os gases da tabela, quais os que, não sendo tóxicos nem irritantes, podem substituir o ar atmosférico para que ocorra o que foi descrito? Justifique. Gás H2 He NH3 CO ar O2 CO2 NO2 SO2 M/g.mol-1 2 4 17 28 29 32 44 46 64 Equação dos gases ideais: PV = nRT (P = pressão; V = volume; n = quantidade de gás; R = constante dos gases; T = temperatura) M = massa molar (ou massa molar média) 172. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Uma mesma olefina pode ser transformada em álcoois isoméricos por dois métodos alternativos: Método A : Hidratação catalisada por ácido: Método B : Hidroboração: No caso da preparação dos álcoois e com base nas informações fornecidas (método A e método B), dê a fórmula estrutural da olefina a ser utilizada e o método que permite preparar a) o álcool I. b) o álcool II. Para os itens a e b, caso haja mais de uma olefina ou mais de um método, cite-os todos. c) Copie as fórmulas estruturais dos álcoois I e II e, quando for o caso, assinale com asteriscos os carbonos assimétricos. 173. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Industrialmente, HCl gasoso é produzido em um maçarico, no qual entram, nas condições-ambiente, hidrogênio e cloro gasosos, observando-se uma chama de vários metros de altura, proveniente da reação entre esses gases. a) Escreva a equação química que representa essa transformação, utilizando estruturas de Lewis tanto para os reagentes quanto para o produto. b) Como se obtém ácido clorídrico a partir do produto da reação de hidrogênio com cloro? Escreva a equação química dessa transformação. c) Hidrogênio e cloro podem ser produzidos pela eletrólise de uma solução concentrada de cloreto de sódio (salmoura). Dê as equações que representam a formação de cada um desses gases. d) Que outra substância é produzida, simultaneamente ao cloro e ao hidrogênio, no processo citado no item anterior? (Dados os números atômicos (Z): H = 1; Cl = 17) 174. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Em solução aquosa, iodeto de potássio reage com persulfato de potássio (K2S2O8) . Há formação de iodo e de sulfato de potássio. No estudo cinético desta reação, foram realizadas quatro experiências. Em cada uma delas, foram misturados volumes adequados de soluções-estoque dos dois reagentes, ambas de concentração 4,0 x 10-1 mol/L e, a seguir, foi adicionada água, até que o volume final da solução fosse igual a 1,00 L. Na tabela, estão indicadas as concentrações iniciais dos reagentes, logo após a mistura e adição de água (tempo igual a zero). Experiência Concentrações iniciais em mol/L I- S2O82- Temperatura (ºC) 1 1,0 x 10-2 1,0 x 10-2 25 2 2,0 x 10-2 1,0 x 10-2 25 3 2,0 x 10-2 2,0 x 10-2 25 4 1,0 x 10-2 1,0 x 10-2 35 Abaixo está o gráfico correspondente ao estudo cinético citado. a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação de oxirredução citada. b) Preencha a tabela abaixo com os volumes das soluções-estoque e os de água, necessários para preparar as soluções das experiências de 1 a 4. Experiência Volume (mL) de solução-estoque de iodeto de potássio Volume (mL) de solução-estoque de persulfato de potássio Volume (mL) de água 1 2 3 4 c) No gráfico, preencha cada um dos círculos com o número correspondente à experiência realizada. Justifique sua escolha com base em argumentos cinéticos e na quantidade de iodo formado em cada experiência. 175. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Considere os seguintes dados: a) Qual dos alcenos (A ou B) é o mais estável? Justifique. Neste caso, considere válido raciocinar com entalpia. A desidratação de álcoois, em presença de ácido, pode produzir uma mistura de alcenos, em que predomina o mais estável. b) A desidratação do álcool 176. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) O valor biológico protéico dos alimentos é avaliado comparando-se a porcentagem dos aminoácidos, ditos “essenciais”, presentes nas proteínas desses alimentos, com a porcentagem dos mesmos aminoácidos presentes na proteína do ovo, que é tomada como referência. Quando, em um determinado alimento, um desses aminoácidos estiver presente em teor inferior ao do ovo, limitará a quantidade de proteína humana que poderá ser sintetizada. Um outro alimento poderá compensar tal deficiência no referido aminoácido. Esses dois alimentos conterão “proteínas complementares” e, juntos, terão um valor nutritivo superior a cada um em separado. Na tabela que se segue, estão as porcentagens de alguns aminoácidos “essenciais” em dois alimentos em relação às do ovo (100%). Alguns aminoácidos essenciais Arroz Feijão Lisina 63 102 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 31 , em presença de ácido, produz cerca de 90% de um determinado alceno. Qual dev e ser a fórmula estrutural desse alceno? Justifique. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Fenilalanina 110 107 Metionina 82 37 Leucina 115 101 a) Explique por que a combinação “arroz com feijão” é adequada em termos de “proteínas complementares”. A equação que representa a formação de um peptídio, a partir dos aminoácidos isoleucina e valina, é dada abaixo. b) Mostre, com um círculo, na fórmula estrutural do peptídio, a parte que representa a ligação peptídica. c) Determine o valor de x na equação química dada. d) 100 g de proteína de ovo contêm 0,655g de isoleucina e 0,810 g de valina. Dispondo- se dessas massas de aminoácidos, qual a massa aproximada do peptídio, representado acima, que pode ser obtida, supondo reação total? Mostre os cálculos. (Dadas as massas molares (g/mol): valina = 117; isoleucina = 131; água = 18) 177. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) O malonato de dietila e o acetoacetato de etila podem ser empregados para preparar, respectivamente, ácidos carboxílicos e cetonas. A preparação de um ácido, a partir do malonato de dietila, é feita na seqüência: Reação I. Formação de um sal de sódio Reação II. Introdução de grupo alquila Reação III. Hidrólise ácida Reação IV. Perda de CO2 por aquecimento Analogamente, pode-se obter a 2-hexanona partindo-se do acetoacetato de etila: Dê as quatro equações químicas que representam as reações I, II, III e IV para essa transformação. 178. (FUVEST 2006 – 2ª FASE) Constrói-se uma pilha formada por: • um eletrodo, constituído de uma placa de prata metálica, mergulhada em uma solução aquosa de nitrato de prata de concentração 0,1 mol / L. • outro eletrodo, constituído de uma placa de prata metálica, recoberta de cloreto de prata sólido, imersa em uma solução aquosa de cloreto de sódio de concentração 0,1 mol / L. • uma ponte salina de nitrato de potássio aquoso, conectando esses dois eletrodos. Constrói-se outra pilha, semelhante à primeira, apenas substituindo-se AgCl (s) por AgBr(s) e NaCl (aq, 0,1 mol/L) por NaBr (aq, 0,1 mol / L). Em ambas as pilhas, quando o circuito elétrico é fechado, ocorre produção de energia. a) Dê a equação global da reação da primeira pilha. Justifique o sentido em que a transformação se dá. b) Dê a equação da semi-reação que ocorre no pólo positivo da primeira pilha. c) Qual das pilhas tem maior força eletromotriz? Justifique sua resposta com base nas concentrações iônicas iniciais presentes na montagem dessas pilhas e na tendência de a reação da pilha atingir o equilíbrio. Para a primeira pilha, as equações das semi-reações de redução, em meio aquoso, são: Ag+ (aq) + e- → Ag (s) AgCl (s) + e- → Ag (s) + Cl- (aq) Produtos de solubilidade: AgCl = 1,8 x10-10 ; AgBr = 5,4 x 10-13 179. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) A dissolução de um sal em água pode ocorrer com liberação de calor, absorção de calor ou sem efeito térmico. Conhecidos os calores envolvidos nas transformações, mostradasno diagrama que segue, é possível calcular o calor da dissolução de cloreto de sódio sólido em água, produzindo Na+ (aq) e Cl- (aq). Com os dados fornecidos, pode-se afirmar que a dissolução de 1 mol desse sal a) é acentuadamente exotérmica, envolvendo cerca de 103 kJ. b) é acentuadamente endotérmica, envolvendo cerca de 103 kJ. c) ocorre sem troca de calor. d) é pouco exotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. e) é pouco endotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. 180. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) O cientista e escritor Oliver Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de sua infância: “Ler sobre [Humphry] Davy e seus experimentos estimulou-me a fazer diversos outros experimentos eletroquímicos... Devolvi o brilho às colheres de prata de minha mãe colocando-as em um prato de alumínio com uma solução morna de bicarbonato de sódio (NaHCO3)”. Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo-se que - objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de Ag2O e Ag2S (compostos iônicos). - as espécies químicas Na+, Al3+ e Ag+ têm, nessa ordem, tendência crescente para receber elétrons. Assim sendo, a reação de oxirredução, responsável pela devolução do brilho às colheres, pode ser representada por: a) 3 Ag+ + Alo ë 3 Ago + Al3+ d) Al0 + 3 Na+ ë Al3+ + 3 Na0 b) Al3+ + 3 Ago ë Alo + 3 Ag+ e) 3 Na0 + Al3+ ë 3 Na+ + Al0 c) Ag0 + Na+ ë Ag+ + Na0 181. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) Alguns perfumes contêm substâncias muito voláteis, que evaporam rapidamente, fazendo com que o aroma dure pouco tempo. Para resolver esse problema, pode-se utilizar uma substância não volátil que, ao ser lentamente hidrolisada, irá liberando o componente volátil desejado por um tempo prolongado. Por exemplo, o composto não volátil, indicado na equação, quando exposto ao ar úmido, produz o aldeído volátil citronelal: Um tecido, impregnado com esse composto não volátil, foi colocado em uma sala fechada, contendo ar saturado de vapor d’água. Ao longo do tempo, a concentração de vapor d’água e a temperatura mantiveram-se praticamente constantes. Sabe-se que a velocidade de formação do aldeído é diretamente proporcional à concentração do composto não volátil. Assim sendo, o diagrama que corretamente relaciona a concentração do aldeído no ar da sala com o tempo decorrido deve ser 182. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) A figura mostra modelos de algumas moléculas com ligações covalentes entre seus átomos. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 32 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Analise a polaridade dessas moléculas, sabendo que tal propriedade depende da - diferença de eletronegatividade entre os átomos que estão diretamente ligados. (Nas moléculas apresentadas, átomos de elementos diferentes têm eletronegatividades diferentes.) - forma geométrica das moléculas. (Observação: Eletronegatividade é a capacidade de um átomo para atrair os elétrons da ligação covalente). Dentre essas moléculas, pode-se afirmar que são polares apenas a) A e B b) A e C c) A, C e D d) B, C e D e) C e D 183. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) Acreditava-se que a dissolução do dióxido de carbono atmosférico na água do mar deveria ser um fenômeno desejável por contribuir para a redução do aquecimento global. Porém, tal dissolução abaixa o pH da água do mar, provocando outros problemas ambientais. Por exemplo, são danificados seriamente os recifes de coral, constituídos, principalmente, de carbonato de cálcio. A equação química que representa simultaneamente a dissolução do dióxido de carbono na água do mar e a dissolução dos recifes de coral é 184. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) A cúpula central da Basílica de Aparecida do Norte receberá novas chapas de cobre que serão envelhecidas artificialmente, pois, expostas ao ar, só adquiririam a cor verde das chapas atuais após 25 anos. Um dos compostos que conferem cor verde às chapas de cobre, no envelhecimento natural, é a malaquita, CuCO3 . Cu(OH)2. Dentre os constituintes do ar atmosférico, são necessários e suficientes para a formação da malaquita: a) nitrogênio e oxigênio. b) nitrogênio, dióxido de carbono e água. c) dióxido de carbono e oxigênio. d) dióxido de carbono, oxigênio e água. e) nitrogênio, oxigênio e água. 185. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) Aldeídos podem reagir com álcoois, conforme representado: Este tipo de reação ocorre na formação da glicose cíclica, representada por Dentre os seguintes compostos, aquele que, ao reagir como indicado, porém de forma intramolecular, conduz à forma cíclica da glicose é 186. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) O isótopo radioativo Cu-64 sofre decaimento ’ conforme representado: A partir de amostra de 20,0 mg de Cu-64, observa-se que, após 39 horas, formaram-se 17,5 mg de Zn-64. Sendo assim, o tempo necessário para que metade da massa inicial de Cu-64 sofra decaimento ’ é cerca de 187. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) Os comprimidos de um certo anti-ácido efervescente contêm ácido acetilsalicílico, ácido cítrico e determinada quantidade de bicarbonato de sódio, que não é totalmente consumida pelos outros componentes, quando o comprimido é dissolvido em água. Para determinar a porcentagem em massa do bicarbonato de sódio (NaHCO3) nesses comprimidos, foram preparadas 7 soluções de vinagre, com mesmo volume, porém de concentrações crescentes. Em um primeiro experimento, determinou-se a massa de um certo volume de água e de um comprimido do anti-ácido. A seguir, adicionou-se o comprimido à água, agitou-se e, após cessar a liberação de gás, fez-se nova pesagem. Procedimento análogo foi repetido para cada uma das 7 soluções. Os resultados desses 8 experimentos estão no gráfico. Considerando desprezível a solubilidade do gás na água e nas soluções utilizadas, a porcentagem em massa de bicarbonato de sódio nos comprimidos de anti-ácido é, aproximadamente, de 188. (FUVEST 2007 – 1ª FASE) A tuberculose voltou a ser um problema de saúde em todo o mundo, devido ao aparecimento de bacilos que sofreram mutação genética (mutantes) e que se revelaram resistentes à maioria dos medicamentos utilizados no tratamento da doença. Atualmente, há doentes infectados por bacilos mutantes e por bacilos não-mutantes. Algumas substâncias (A, B e C) inibem o crescimento das culturas de bacilos não- mutantes. Tais bacilos possuem uma enzima que transforma B em A e outra que transforma C em A. Acredita-se que A seja a substância responsável pela inibição do crescimento das culturas. O crescimento das culturas de bacilos mutantes é inibido por A ou C, mas não por B. Assim sendo, dentre as enzimas citadas, a que está ausente em tais bacilos deve ser a que transforma a) ésteres em ácidos carboxílicos. d) amidas em cetonas. b) amidas em ácidos carboxílicos. e) cetonas em ésteres. c) ésteres em amidas. 189. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Um determinado agente antimofo consiste em um pote com tampa perfurada, contendo 80 g de cloreto de cálcio anidro que, ao absorver água, se transforma em cloreto de cálcio diidratado (CaCl2 . 2 H2O). Em uma experiência, o agente foi mantido durante um mês em ambiente úmido. A cada 5 dias, o pote foi pesado e registrado o ganho de massa: dias Ganho de massa / g 0 0 Elaboração: Prof. Ricardo Honda 33 a) 6 horas. b) 13 horas. c) 19 horas. d) 26 horas. e) 52 horas. a) 30 b) 55 c) 70 d) 85 e) 90 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 5 7 10 15 15 22 20 30 25 37 30 45 (Dadas as massas molares (g/mol): água = 18; cloreto de cálcio = 111) a) Construa um gráfico que representao ganho de massa versus o número de dias. b) Qual o ganho de massa quando todo o cloreto de cálcio, contido no pote, tiver se transformado em cloreto de cálcio diidratado? Mostre os cálculos. c) A quantos dias corresponde o ganho de massa calculado no item anterior? Indique no gráfico, utilizando linhas de chamada. 190. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Em 1912, François Auguste Victor Grignard recebeu o prêmio Nobel de Química pela preparação de uma nova classe de compostos contendo, além de carbono e hidrogênio, magnésio e um halogênio – os quais passaram a ser denominados “compostos de Grignard”. Tais compostos podem ser preparados pela reação de um haleto de alquila com magnésio em solvente adequado. Os compostos de Grignard reagem com compostos carbonílicos (aldeídos e cetonas), formando álcoois. Nessa reação, forma-se um composto intermediário que, reagindo com água, produz o álcool. Por este método, para preparar o álcool terciário há duas possibilidades de escolha dos reagentes. Preencha a tabela abaixo para cada uma delas. Composto carbonílico Reagente de Grignard Haleto de alquila Possibilidade 1 Possibilidade 2 191. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Ésteres podem ser preparados pela reação de ácidos carboxílicos ou cloretos de ácido, com álcoois, conforme exemplificado: Recentemente, dois poliésteres biodegradáveis (I e II) foram preparados, utilizando, em cada caso, um dos métodos citados. a) Escreva a fórmula mínima da unidade estrutural que se repete n vezes no polímero I. Dentre os seguintes compostos, quais são os reagentes apropriados para a preparação de b) I? c) II? 192. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Foi realizado o seguinte experimento, em quatro etapas: I) Em um copo de vidro, contendo alguns pregos de ferro lixados, foi colocada uma solução de tintura de iodo (iodo em solução de água e álcool comum, de cor castanho- avermelhada), em quantidade suficiente para cobrir os pregos. Depois de algumas horas, observou-se descoloração da solução. II) A solução descolorida foi despejada em um outro copo, separando-se-a dos pregos. III) À solução descolorida, foram adicionadas algumas gotas de água sanitária (solução aquosa de hipoclorito de sódio, cujo pH é maior que 7). Observou-se o reaparecimento imediato da cor castanho-avermelhada e formação de um precipitado. IV) Adicionaram-se, à mistura heterogênea obtida em III, algumas gotas de ácido clorídrico concentrado. A solução continuou castanho-avermelhada, mas o precipitado foi dissolvido. a) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa I. b) Quais os produtos das transformações que ocorrem na etapa III? c) Escreva a equação química balanceada para a reação que ocorre na etapa IV. (Observações: Hipoclorito, ClO-, é um oxidante que se reduz a cloreto, Cl-, em meio aquoso. O precipitado da etapa III envolve o cátion formado na etapa I. Na tintura de iodo, o álcool está presente apenas para aumentar a solubilidade do iodo). 193. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Na produção de hidrogênio por via petroquímica, sobram traços de CO e CO2 nesse gás, o que impede sua aplicação em hidrogenações catalíticas, uma vez que CO é veneno de catalisador. Usando-se o próprio hidrogênio, essas impurezas são removidas, sendo transformadas em CH4 e H2O. Essas reações ocorrem a temperaturas elevadas, em que reagentes e produtos são gasosos, chegando a um equilíbrio de constante KI no caso do CO e a um equilíbrio de constante KII no caso do CO2. O gráfico traz a variação dessas constantes com a temperatura. a) Num experimento de laboratório, realizado a 460 ºC, as pressões parciais de CO, H2, CH4 e H2O, eram, respectivamente, 4 x 10-5 atm; 2 atm; 0,4 atm; e 0,4 atm. Verifique se o equilíbrio químico foi alcançado. Explique. b) As transformações de CO e CO2 em CH4 mais H2O são exotérmicas ou endotérmicas? Justifique sua resposta. c) Em qual das duas transformações, na de CO ou na de CO 2, o calor desprendido ou absorvido é maior? Explique, em termos do módulo da quantidade de calor ( |Q | ) envolvida. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 34 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 194. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) A Agência Nacional do Petróleo (ANP) estabelece que o álcool combustível, utilizado no Brasil, deve conter entre 5,3% e 7,4% de água, em massa. Porcentagens maiores de água significam que o combustível foi adulterado. Um método que está sendo desenvolvido para analisar o teor de água no álcool combustível consiste em saturá-lo com cloreto de sódio, NaCl, e medir a condutividade elétrica da solução resultante. Como o NaCl é muito solúvel em água e pouco solúvel em etanol, a quantidade de sal adicionada para saturação aumenta com o teor de água no combustível. Observa-se que a condutividade elétrica varia linearmente com o teor de água no combustível, em um intervalo de porcentagem de água que abrange os limites estabelecidos pela ANP. a) Explique por que o etanol (CH3CH2OH) forma mistura homogênea com água em todas as proporções. b) Faça um desenho, representando os íons Na+ e Cl - em solução aquosa e mostrando a interação desses íons com as moléculas de água. c) Esboce um gráfico que mostre a variação da condutividade elétrica da mistura combustível, saturada com NaCl , em função do teor de água nesse combustível. Justifique por que o gráfico tem o aspecto esboçado. 195. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Existem vários tipos de carvão mineral, cujas composições podem variar, conforme exemplifica a tabela a seguir. Tipo de carvão Umidade (% em massa) Material volátil* (% em massa) Carbono não- volátil (% em massa) Outros constituintes** (% em massa) antracito 3,9 4,0 84,0 8,1 betuminoso 2,3 19,6 65,8 12,3 sub-betuminoso 22,2 32,2 40,3 5,3 lignito 36,8 27,8 30,2 5,2 * Considere semelhante a composição do material volátil para os quatro tipos de carvão. ** Dentre os outros constituintes, o principal composto é a pirita, Fe2+S22- (Dados: entalpia de formação do dióxido de carbono gasoso = – 400 kJ/mol; massa molar do carbono = 12 g/mol) a) Qual desses tipos de carvão deve apresentar menor poder calorífico (energia liberada na combustão por unidade de massa de material)? Explique sua resposta. b) Qual desses tipos de carvão deve liberar maior quantidade de gás poluente (sem considerar CO e CO2) por unidade de massa queimada? Justifique sua resposta. c) Escreva a equação química balanceada que representa a formação do gás poluente a que se refere o item b (sem considerar CO e CO2). d) Calcule o calor liberado na combustão completa de 1,00 x 103 kg de antracito (considere apenas a porcentagem de carbono não-volátil). 196. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Uma técnica de análise química consiste em medir, continuamente, a massa de um sólido, ao mesmo tempo em que é submetido a um aquecimento progressivo. À medida em que o sólido vai se decompondo e liberando produtos gasosos, sua massa diminui e isso é registrado graficamente. Por exemplo, se aquecermos AgNO3 (s) anidro, por volta de 470 ºC, esse sal começará a se decompor, restando prata metálica ao final do processo. No caso do oxalato de cálcio monoidratado, CaC2O4 . H2O (s) , ocorre perda de moléculas de água de hidratação, por volta de 160 ºC; o oxalato de cálcio anidro então se decompõe, liberando monóxido de carbono (na proporção de 1 mol : 1 mol), por volta de 500 ºC; e o produto sólido resultante, finalmente, se decompõe em óxido de cálcio, por volta de 650 ºC. a) Escreva as equações químicas balanceadas, correspondentes aos três processos sucessivos de decomposição descritos para o CaC2O4 . H2O (s). b) Esboce o gráfico que mostra a variação de massa, em função da temperatura, para o experimento descrito. 197. (FUVEST 2007– 2ª FASE) O Brasil é campeão de reciclagem de latinhas de alumínio. Essencialmente, basta fundi-las, sendo, entretanto, necessário compactá-las, previamente, em pequenos fardos. Caso contrário, o alumínio queimaria no forno, onde tem contato com oxigênio do ar. (Dadas as massas molares (g/mol): Cu = 63,5; Cl = 35,5) a) Escreva a equação química que representa a queima do alumínio. b) Use argumentos de cinética química para explicar por que as latinhas de alumínio queimam, quando jogadas diretamente no forno, e por que isso não ocorre, quando antes são compactadas? Uma latinha de alumínio vazia pode ser quebrada em duas partes, executando-se o seguinte experimento: - Com uma ponta metálica, risca-se a latinha em toda a volta, a cerca de 3 cm do fundo, para remover o revestimento e expor o metal. - Prepara-se uma solução aquosa de CuCl2, dissolvendo-se 2,69 g desse sal em 100 mL de água. Essa solução tem cor verde-azulada. - A latinha riscada é colocada dentro de um copo de vidro, contendo toda a solução aquosa de CuCl2, de tal forma a cobrir o risco. Mantém-se a latinha imersa, colocando-se um peso sobre ela. Após algum tempo, observa-se total descoramento da solução e formação de um sólido floculoso avermelhado tanto sobre o risco, quanto no fundo da latinha. Um pequeno esforço de torção sobre a latinha a quebra em duas partes. c) Escreva a equação química que representa a transformação responsável pelo enfraquecimento da latinha de alumínio. d) Calcule a massa total do sólido avermelhado que se formou no final do experimento, ou seja, quando houve total descoramento da solução. 198. (FUVEST 2007 – 2ª FASE) Reescreva as seguintes equações químicas, utilizando estruturas de Lewis (fórmulas eletrônicas em que os elétrons de valência são representados por • ou x), tanto para os reagentes quanto para os produtos. a) H2 + F2 → 2 HF b) HF + H2O → H3O+ + F- c) 2 Na0 + F2 → 2 Na+F- d) HF + NH3 → NH4+F- Dados: - números atômicos: H = 1; N = 7; O = 8; F = 9; Na = 11 - número de elétrons de valência: H = 1; N = 5; O = 6; F = 7; Na = 1 199. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) Hidrogênio reage com nitrogênio formando amônia. A equação não balanceada que representa essa transformação é: H2 (g) + N2 (g) → NH3 (g) Outra maneira de escrever essa equação química, mas agora balanceando-a e representando as moléculas dos três gases, é: 200. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) O glicerol é um sub-produto do biodiesel, preparado pela transesterificação de óleos vegetais. Recentemente, foi desenvolvido um processo para aproveitar esse subproduto: Tal processo pode ser considerado adequado ao desenvolvimento sustentável porque I. permite gerar metanol, que pode ser reciclado na produção de biodiesel. II. pode gerar gasolina a partir de uma fonte renovável, em substituição ao petróleo, não renovável. III. tem impacto social, pois gera gás de síntese, não tóxico, que alimenta fogões domésticos. É verdadeiro apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 201. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) No seguinte trecho (adaptado) de uma peça teatral de C. Djerassi e R. Hoffmann, as esposas de três químicos do século XVIII conversam sobre Elaboração: Prof. Ricardo Honda 35 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 um experimento feito com uma mistura de gases. “SENHORA POHL – Uma vez o farmacêutico Scheele estava borbulhando [a mistura gasosa] através de uma espécie de água. MADAME LAVOISIER – Deve ter sido água de cal. SENHORA PRIESTLEY – A água ficou turva, não ficou? MADAME LAVOISIER – É o mesmo gás que expiramos... o gás que removemos com a passagem através da água de cal. SENHORA POHL – Depois ele me pediu que colocasse no gás remanescente um graveto já apagado, apenas em brasa numa das extremidades. Já estava escurecendo. SENHORA PRIESTLEY – E o graveto inflamou-se com uma chama brilhante... e permaneceu aceso!” Empregando símbolos e fórmulas atuais, podem-se representar os referidos componentes da mistura gasosa por a) CO2 e O2 b) CO2 e H2 c) N2 e O2 d) N2 e H2 e) CO e O2 202. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) Certas quantidades de água comum (H2O) e de água deuterada (D2O) - água que contém átomos de deutério em lugar de átomos de hidrogênio - foram misturadas. Ocorreu a troca de átomos de hidrogênio e de deutério, formando-se moléculas de HDO e estabelecendo-se o equilíbrio (estado I) H2O + D2O Ï 2 HDO As quantidades, em mols, de cada composto no estado I estão indicadas pelos patamares, à esquerda, no diagrama. Depois de certo tempo, mantendo-se a temperatura constante, acrescentou-se mais água deuterada, de modo que a quantidade de D2O, no novo estado de equilíbrio (estado II), fosse o triplo daquela antes da adição. As quantidades, em mols, de cada composto envolvido no estado II estão indicadas pelos patamares, à direita, no diagrama. A constante de equilíbrio, nos estados I e II, tem, respectivamente, os valores a) 0,080 e 0,25 b) 4,0 e 4,0 c) 6,6 e 4,0 d) 4,0 e 12 e) 6,6 e 6,6 203. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) Para a transformação representada por 2 NO (g) + 2 H2 (g) ë N2 (g) + 2 H2O (g), a velocidade da reação, em função da pressão de hidrogênio (PH2), para duas diferentes pressões de óxido nítrico (PNO), à temperatura de 826 ºC, está indicada no seguinte gráfico: Examinando o gráfico, pode-se concluir que as ordens da reação, em relação ao óxido nítrico e em relação ao hidrogênio, são, respectivamente, a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 2 e) 3 e 1 204. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) Muitos acreditam ser mais saudável consumir “produtos orgânicos” do que produtos cultivados de forma convencional. É possível diferenciar esses dois tipos de produtos, determinando-se as quantidades relativas de 14N e 15N em cada um deles. Essas quantidades relativas serão diferentes, se o solo for adubado com esterco ou fertilizantes sintéticos. O esterco contém compostos originados no metabolismo animal, enquanto fertilizantes sintéticos, como, por exemplo, o nitrato de amônio, provêm da amônia. Considere as afirmações: I. 14N e 15N diferem quanto ao número de prótons, mas não quanto ao número de nêutrons. II. Os fertilizantes nitrogenados, sejam sintéticos ou naturais, fornecem o nitrogênio necessário à formação de aminoácidos e proteínas nos vegetais. III. O fertilizante nitrato de amônio pode ser obtido pela reação da amônia com o ácido nítrico. É correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 205. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) A velocidade com que um gás atravessa uma membrana é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. Três bexigas idênticas, feitas com membrana permeável a gases, expostas ao ar e inicialmente vazias, foram preenchidas, cada uma, com um gás diferente. Os gases utilizados foram hélio, hidrogênio e metano, não necessariamente nesta ordem. As bexigas foram amarradas, com cordões idênticos, a um suporte. Decorrido algum tempo, observou-se que as bexigas estavam como na figura. (Dadas as massas molares (g/mol): H = 1; He = 4; C = 12; massa molar média do ar = 29 g/mol) Conclui-se que as bexigas A, B e C foram preenchidas, respectivamente, com a) hidrogênio, hélio e metano. d) hélio, hidrogênio e metano. b) hélio, metano e hidrogênio. e) metano, hélio e hidrogênio. c) metano, hidrogênio e hélio. 206. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) O seguinte fragmento (adaptado) do livro Estação Carandiru, de Drauzio Varella, refere-se à produção clandestina de bebida no presídio:“O líquido é transferido para uma lata grande com um furo na parte superior, no qual é introduzida uma mangueirinha conectada a uma serpentina de cobre. A lata vai para o fogareiro até levantar fervura. O vapor sobe pela mangueira e passa pela serpentina, que Ezequiel esfria constantemente com uma caneca de água fria. Na saída da serpentina, emborcada numa garrafa, gota a gota, pinga a maria-louca (aguardente). Cinco quilos de milho ou arroz e dez de açúcar permitem a obtenção de nove litros da bebida.” Na produção da maria-louca, o amido do milho ou do arroz é transformado em glicose. A sacarose do açúcar é transformada em glicose e frutose, que dão origem a dióxido de carbono e etanol. (Dado: C6H12O6 = glicose ou frutose) Dentre as equações químicas, as que representam as transformações químicas citadas são a) I, II e III. b) II, III e IV. c) I, III e V. d) II, III e V. e) III, IV e V. 207. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) Pode-se calcular a entalpia molar de vaporização do etanol a partir das entalpias das reações de combustão representadas por C2H5OH (l) + 3 O2 (g) ë 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) ∆H1 C2H5OH (g) + 3 O2 (g) ë 2 CO2 (g) + 3 H2O (g) ∆H2 Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia molar de a) vaporização da água. b) sublimação do dióxido de carbono. c) formação da água líquida. d) formação do etanol líquido. e) formação do dióxido de carbono gasoso. 208. (FUVEST 2008 – 1ª FASE) As surfactinas são compostos com atividade antiviral. A estrutura de uma surfactina é Os seguintes compostos participam da formação dessa substância: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 36 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Na estrutura dessa surfactina, reconhecem-se ligações peptídicas. Na construção dessa estrutura, o ácido aspártico, a leucina e a valina teriam participado na proporção, em mols, respectivamente, de a) 1 : 2 : 3 b) 3 : 2 : 1 c) 2 : 2 : 2 d) 1 : 4 : 1 e) 1 : 1 : 4 209. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Devido à toxicidade do mercúrio, em caso de derramamento desse metal, costuma-se espalhar enxofre no local para removê-lo. Mercúrio e enxofre reagem, gradativamente, formando sulfeto de mercúrio. Para fins de estudo, a reação pode ocorrer mais rapidamente, se as duas substâncias forem misturadas num almofariz. Usando esse procedimento, foram feitos dois experimentos. No primeiro, 5,0 g de mercúrio e 1,0 g de enxofre reagiram, formando 5,8 g do produto, sobrando 0,2 g de enxofre. No segundo experimento, 12,0 g de mercúrio e 1,6 g de enxofre forneceram 11,6 g do produto, restando 2,0 g de mercúrio. a) Mostre que os dois experimentos estão de acordo com a lei da conservação da massa (Lavoisier) e a lei das proporções definidas (Proust). b) Existem compostos de Hg (I) e de Hg (II). Considerando os valores das massas molares e das massas envolvidas nos dois experimentos citados, verifique se a fórmula do composto formado, em ambos os casos, é HgS ou Hg2S. Mostre os cálculos. (Dadas as massas molares (g.mol-1): mercúrio (Hg) = 200; enxofre (S) = 32) 210. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Um dos métodos industriais de obtenção de zinco, a partir da blenda de zinco, ZnS, envolve quatro etapas em seqüência: I) Aquecimento do minério com oxigênio (do ar atmosférico), resultando na formação de óxido de zinco e dióxido de enxofre. II) Tratamento, com carvão, a alta temperatura, do óxido de zinco, resultando na formação de zinco e monóxido de carbono. III) Resfriamento do zinco formado, que é recolhido no estado líquido. IV) Purificação do zinco por destilação fracionada. Ao final da destilação, o zinco líquido é despejado em moldes, nos quais se solidifica. a) Represente, por meio de equação química balanceada, a primeira etapa do processo. b) Indique o elemento que sofreu oxidação e o elemento que sofreu redução, na segunda etapa do processo. Justifique. c) Indique, para cada mudança de estado físico que ocorre na etapa IV, se ela é exotérmica ou endotérmica. 211. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Em um exame, para o preenchimento de uma vaga de químico, as seguintes fórmulas estruturais foram apresentadas ao candidato: A seguir, o examinador pediu ao candidato que determinasse, experimentalmente, o calor liberado ao fazer-se a mistura de volumes definidos de duas soluções aquosas, de mesma concentração, uma de hidróxido de sódio e outra de um dos três ácidos carboxílicos apresentados, sem revelar qual deles havia sido escolhido. Foi informado ao candidato que, quando o ácido e a base reagem na proporção estequiométrica, o calor liberado é máximo. Os resultados obtidos foram os seguintes: Volume da solução de base / mL 0 15 30 35 40 45 50 Volume da solução de ácido / mL 50 35 20 15 10 5 0 Calor liberado / J 0 700 1400 1500 1000 500 0 Diante dos resultados obtidos, o examinador pediu ao candidato que determinasse qual dos ácidos havia sido utilizado no experimento. Para responder, o candidato construiu uma tabela e um gráfico do calor liberado versus xbase, definido como: onde: n = quantidade de ácido ou de base (em mol); V = volume da solução de ácido ou de base (em mL) a) Reproduza a tabela e o gráfico que devem ter sido obtidos pelo candidato. Pelos pontos do gráfico, podem ser traçadas duas retas, cujo cruzamento corresponde ao máximo calor liberado. b) Determine o valor de xbase que corresponde ao ponto de cruzamento das retas em seu gráfico. c) Qual foi o ácido escolhido pelo examinador? Explique. d) Indique qual é o reagente limitante para o experimento em que o calor liberado foi 1400 J e para aquele em que o calor liberado foi 1500 J. Explique. 212. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Foram misturados 2,00 L de um alcano de m átomos de carbono por molécula e 2,00 L de outro alcano de n átomos de carbono por molécula, ambos gasosos. Esses alcanos podem ser quaisquer dois dentre os seguintes: metano, etano, propano ou butano. Na combustão completa dessa mistura gasosa, foram consumidos 23,00 L de oxigênio. Todos os volumes foram medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. a) Escreva a equação da combustão completa de um alcano de n átomos de carbono por molécula. Para identificar os dois alcanos que foram misturados, conforme indicado acima, é preciso considerar a lei de Avogadro, que relaciona o volume de um gás com seu número de moléculas. b) Escreva o enunciado dessa lei. c) Identifique os dois alcanos. Explique como chegou a essa conclusão. 213. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Mesmo em regiões não poluídas, a água da chuva não apresenta pH igual a 7, devido ao CO2 atmosférico, que nela se dissolve, estabelecendo- se os equilíbrios CO2 (g) Ï CO2 (aq) equilíbrio 1 CO2 (aq) + H2O (l) Ï H+(aq) + HCO3-(aq) equilíbrio 2 No equilíbrio 1, o valor da concentração de CO2 dissolvido na água, [CO2(aq)], é obtido pela lei de Henry, que fornece a solubilidade do CO2 na água, em função da pressão parcial desse gás, PCO2, no ar: [CO2(aq)] = k.PCO2 , onde k = 3,5 x 10–2 mol.L-1.atm-1, a 25 ºC. O valor da constante do equilíbrio 2, a 25 ºC, é 4,4 x 10-7 mol.L-1. a) Atualmente, a concentração de CO2 na atmosfera se aproxima de 400 ppm. Calcule a pressão parcial de CO2 para um local em que a pressão do ar é 1,0 atm. (Obs.: ppm = partes por milhão) b) Escreva a expressão da constante do equilíbrio 2. c) Calcule o pH da água da chuva (o gráfico abaixo poderá ajudar, evitando operações como extração de raiz quadrada e de logaritmo). 214. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) A adição de HCl a alcenos ocorre em duas etapas. Na primeira delas, o íon H+, proveniente do HCl liga-se ao átomo de carbono da dupla Elaboração: Prof. Ricardo Honda37 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 ligação que está ligado ao menor número de outros átomos de carbono. Essa nova ligação (C-H) é formada à custa de um par eletrônico da dupla ligação, sendo gerado um íon com carga positiva, chamado carbocátion, que reage imediatamente com o íon cloreto, dando origem ao produto final. A reação do 1-penteno com HCl formando o 2- cloropentano, ilustra o que foi descrito. a) Escreva a fórmula estrutural do carbocátion que, reagindo com o íon cloreto, dá origem ao seguinte haleto de alquila: b) Escreva a fórmula estrutural de três alcenos que não sejam isômeros cis-trans entre si e que, reagindo com HCl podem dar origem ao haleto de alquila do item anterior. c) Escreva a fórmula estrutural do alceno do item b que não apresenta isomeria cis-trans. Justifique. 215. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Um químico, pensando sobre quais produtos poderiam ser gerados pela desidratação do ácido 5–hidróxi–pentanóico, imaginou que a) a desidratação intermolecular desse composto poderia gerar um éter ou um éster, ambos de cadeia aberta. Escreva as fórmulas estruturais desses dois compostos. b) a desidratação intramolecular desse composto poderia gerar um éster cíclico ou um ácido com cadeia carbônica insaturada. Escreva as fórmulas estruturais desses dois compostos. 216. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) A celulose é um polímero natural, constituído de alguns milhares de unidades de glicose. Um segmento desse polímero é representado por Produz-se o acetato de celulose, usado na fabricação de fibras têxteis, fazendo-se reagir a celulose com anidrido acético. Um exemplo de reação de triacetilação é: a) Escreva a unidade monomérica da celulose após ter sido triacetilada, isto é, após seus três grupos hidroxila terem reagido com anidrido acético. Represente explicitamente todos os átomos de hidrogênio que devem estar presentes nessa unidade monomérica triacetilada. b) Calcule a massa de anidrido acético necessária para triacetilar 972 g de celulose. c) Calcule o número de unidades monoméricas, presentes na cadeia polimérica de certa amostra de celulose cuja massa molar média é 4,86 x 105 g.mol-1. (Dadas as massas molares (g.mol-1): anidrido acético = 102; unidade monomérica da celulose = 162) 217. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Existem soluções aquosas de sais e glicose, vendidas em farmácias, destinadas ao tratamento da desidratação que ocorre em pessoas que perderam muito líquido. Uma dessas soluções tem a seguinte composição: Substância Concentraçãomol / 500 mL de solução Cloreto de sódio 1,8 x 10-2 Citrato de potássio monoidratado 3,3 x 10-3 Citrato de sódio diidratado 1,7 x 10-3 Glicose 6,3 x 10-2 a) Calcule a concentração, em mol.L-1, dos íons sódio e dos íons citrato, nessa solução. b) Tal solução aquosa apresenta atividade óptica. Qual das espécies químicas presentes é responsável por essa propriedade? Justifique. 218. (FUVEST 2008 – 2ª FASE) Foi montada uma pilha em que o pólo positivo era constituído por um bastão de paládio, mergulhado numa solução de cloreto de paládio e o pólo negativo, por um bastão de níquel, mergulhado numa solução de sulfato de níquel. As semi-reações que representam os eletrodos são: Pd2+ + 2 e- Ï Pd Ni2+ + 2 e- Ï Ni a) Escreva a equação que representa a reação química que ocorre quando a pilha está funcionando (sentido espontâneo). b) O que acontece com as concentrações de Pd2+ e Ni2+ durante o funcionamento da pilha? Explique. c) Os dados da tabela abaixo sugerem que o princípio de Le Châtelier se aplica à reação química que acontece nessa pilha. Explique por quê. Experimento [Pd2+] / mol.L-1 [Ni2+] / mol.L-1 E / V A 1,00 0,100 1,27 B 1,00 1,00 1,24 C 0,100 1,00 1,21 E = diferença de potencial elétrico 219. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) A obtenção de água doce de boa qualidade está se tornando cada vez mais difícil devido ao adensamento populacional, às mudanças climáticas, à expansão da atividade industrial e à poluição. A água, uma vez captada, precisa ser purificada, o que é feito nas estações de tratamento. Um esquema do processo de purificação é: em que as etapas B, D e F são: B – adição de sulfato de alumínio e óxido de cálcio, D – filtração em areia, F – fluoretação. Assim sendo, as etapas A, C e E devem ser, respectivamente, a) filtração grosseira, decantação e cloração. b) decantação, cloração e filtração grosseira. c) cloração, neutralização e filtração grosseira. d) filtração grosseira, neutralização e decantação. e) neutralização, cloração e decantação. 220. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Michael Faraday (1791–1867), em fragmento de A história química de uma vela, assim descreve uma substância gasosa que preparou diante do público que assistia a sua conferência: “Podemos experimentar do jeito que quisermos, mas ela não pegará fogo, não deixará o pavio queimar e extinguirá a combustão de tudo. Não há nada que queime nela, em circunstâncias comuns. Não tem cheiro, pouco se dissolve na água, não forma solução aquosa ácida nem alcalina, e é tão indiferente a todos os órgãos do corpo humano quanto uma coisa pode ser. Então, diriam os senhores: ‘Ela não é nada, não é digna de atenção da química. O que faz no ar?’” A substância gasosa descrita por Faraday é a) H2 (g) b) CO2 (g) c) CO (g) d) N2 (g) e) NO2 (g) 221. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) A figura a seguir é um modelo simplificado de um sistema em equilíbrio químico. Esse equilíbrio foi atingido ao ocorrer uma transformação química em solução aquosa. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 38 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Considere que as soluções dos reagentes iniciais são representadas por Assim, qual das seguintes equações químicas pode representar, de maneira coerente, tal transformação? 222. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Na Tabela Periódica, o elemento químico bromo (Br) está localizado no 4º período e no grupo 7A (ou 17), logo abaixo do elemento cloro (Cl). Com relação à substância simples bromo (Br2, ponto de fusão – 7,2 ºC , ponto de ebulição 58,8 ºC , sob pressão de 1 atm), um estudante de Química fez as seguintes afirmações: I. Nas condições ambientes de pressão e temperatura, o Br2 deve ser uma substância gasosa. II. Tal como o Cl2, o Br2 deve reagir com o eteno. Nesse caso, o Br2 deve formar o 1,2 – dibromoetano. III. Tal como o Cl2, o Br2 deve reagir com H2, formando um haleto de hidrogênio. Nesse caso, o Br2 deve formar o brometo de hidrogênio. É correto somente o que o estudante afirmou em a) I b) I e II c) II e III d) I e III e) III 223. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) O polímero PET pode ser preparado a partir do tereftalato de metila e etanodiol. Esse polímero pode ser reciclado por meio da reação representada por em que o composto X é a) eteno. d) ácido metanóico. b) metanol. e) ácido tereftálico. c) etanol. 224. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Em três balanças aferidas, A, B e C, foram colocados três béqueres de mesma massa, um em cada balança. Nos três béqueres, foram colocados volumes iguais da mesma solução aquosa de ácido sulfúrico. Foram separadas três amostras, de massas idênticas, dos metais magnésio, ouro e zinco, tal que, havendo reação com o ácido, o metal fosse o reagente limitante. Em cada um dos béqueres, foi colocada uma dessas amostras, ficando cada béquer com um metal diferente. Depois de algum tempo, não se observando mais nenhuma transformação nos béqueres, foram feitas as leituras de massa nas balanças, obtendo-se os seguintes resultados finais: balança A: 327,92 g balança B: 327,61 g balança C: 327,10 g (Dadas as massas molares (g.mol-1): Mg = 24,3; Au = 197,0;Zn = 65,4) As massas lidas nas balanças permitem concluir que os metais magnésio, ouro e zinco foram colocados, respectivamente, nos béqueres das balanças a) A, B e C b) A, C e B c) B, A e C d) B, C e A e) C, A e B 225. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Uma espécie de besouro, cujo nome científico é Anthonomus grandis, destrói plantações de algodão, do qual se alimenta. Seu organismo transforma alguns componentes do algodão em uma mistura de quatro compostos, A, B, C e D, cuja função é atrair outros besouros da mesma espécie: Considere as seguintes afirmações sobre esses compostos: I. Dois são álcoois isoméricos e os outros dois são aldeídos isoméricos. II. A quantidade de água produzida na combustão total de um mol de B é igual àquela produzida na combustão total de um mol de D. III. Apenas as moléculas do composto A contêm átomos de carbono assimétricos. É correto somente o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II e) I e III 226. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Nos polímeros supramoleculares, as cadeias poliméricas são formadas por monômeros que se ligam, uns aos outros, apenas por ligações de hidrogênio e não por ligações covalentes como nos polímeros convencionais. Alguns polímeros supramoleculares apresentam a propriedade de, caso sejam cortados em duas partes, a peça original poder ser reconstruída, aproximando e pressionando as duas partes. Nessa operação, as ligações de hidrogênio que haviam sido rompidas voltam a ser formadas, “cicatrizando” o corte. Um exemplo de monômero, muito utilizado para produzir polímeros supramoleculares, é No polímero supramolecular, cada grupo G está unido a outro grupo G, adequadamente orientado, por x ligações de hidrogênio, em que x é, no máximo, a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 227. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) Considere uma solução aquosa diluída de ácido acético (HA), que é um ácido fraco, mantida a 25 ºC. A alternativa que mostra corretamente a comparação entre as concentrações, em mol/L, das espécies químicas presentes na solução é Elaboração: Prof. Ricardo Honda 39 Dados, a 25 ºC : Constante de ionização do HA: Ka = 1,8 x 10 - 5 Produto iônico da água: Kw = 1,0 x 10 -14 Constantes de equilíbrio com concentrações em mol/L Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 228. (FUVEST 2009 – 1ª FASE) A pólvora é o explosivo mais antigo conhecido pela humanidade. Consiste na mistura de nitrato de potássio, enxofre e carvão. Na explosão, ocorre uma reação de oxirredução, formando-se sulfato de potássio, dióxido de carbono e nitrogênio molecular. Nessa transformação, o elemento que sofre maior variação de número de oxidação é o a) carbono. b) enxofre. c) nitrogênio. d) oxigênio. e) potássio. 229. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Água pode ser eletrolisada com a finalidade de se demonstrar sua composição. A figura representa uma aparelhagem em que foi feita a eletrólise da água, usando eletrodos inertes de platina. a) Nesse experimento, para que ocorra a eletrólise da água, o que deve ser adicionado, inicialmente, à água contida no recipiente IV? Justifique. b) Dê as fórmulas moleculares das substâncias recolhidas, respectivamente, nos tubos II e III. c) Qual a relação estequiométrica entre as quantidades de matéria (mols) recolhidas em II e III? d) Escreva a equação balanceada que representa a semi-reação que ocorre no eletrodo (anodo) inserido no tubo III. 230. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) A reforma do gás natural com vapor de água é um processo industrial de produção de hidrogênio, em que também se gera monóxido de carbono. O hidrogênio, por sua vez, pode ser usado na síntese de amônia, na qual reage com nitrogênio. Tanto a reforma do gás natural quanto a síntese da amônia são reações de equilíbrio. Na figura, são dados os valores das constantes desses equilíbrios em função dos valores da temperatura. A curva de K1 refere-se à reforma do gás natural e a de K2, à síntese da amônia. As constantes de equilíbrio estão expressas em termos de pressões parciais, em atm. a) Escreva a equação química balanceada que representa a reforma do principal componente do gás natural com vapor de água. b) Considere um experimento a 450 ºC, em que as pressões parciais de hidrogênio, monóxido de carbono, metano e água são, respectivamente, 0,30; 0,40; 1,00 e 9,00 atm. Nessas condições, o sistema está em equilíbrio químico? Justifique sua resposta por meio de cálculos e análise da figura. c) A figura permite concluir que uma das reações é exotérmica e a outra, endotérmica. Qual é a reação exotérmica? Justifique sua resposta. 231. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Compostos de enxofre (IV) podem ser adicionados ao vinho como conservantes. A depender do pH do meio, irão predominar diferentes espécies químicas de S (IV) em solução aquosa, conforme mostra a tabela: pH Composto de S (IV) < 1,5 Dióxido de enxofre hidratado, SO2 (aq) De 1,5 até 6,5 Íon hidrogenossulfito hidratado, HSO3-(aq) > 6,5 Íon sulfito hidratado, SO32- (aq) a) Em água, as espécies químicas SO2 (aq) e HSO3- (aq) estão em equilíbrio. Escreva a equação química balanceada que representa esse equilíbrio. b) Explique por que, em soluções aquosas com pH baixo, predomina o SO 2 (aq) e não o HSO3- (aq). c) Analisou-se uma amostra de vinho a 25 ºC , encontrando-se uma concentração de íons OH- igual a 1,0 x 10-10 mol/L . Nessas condições, qual deve ser o composto de S (IV) predominante na solução? Explique sua resposta. (Dado: Produto iônico da água, a 25 ºC: KW = 1,0 x 10-14 (mol/L)2). 232. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Cinco cilindros, A, B, C, D e E, contêm gases diferentes. Cada um contém apenas um dos seguintes gases: monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, amônia e metano, não se sabendo, porém, qual gás está em qual cilindro. Com amostras dos gases, retiradas de cada cilindro, foram feitos os seguintes experimentos, a fim de identificá-los. I) Cada gás foi borbulhado em água, contendo algumas gotas de solução incolor de fenolftaleína. Apenas o do cilindro A produziu cor vermelha. II) O gás de cada cilindro foi borbulhado em água de cal. Apenas os gases dos cilindros C e D produziram precipitado. III) Os gases dos cilindros C e D foram borbulhados em uma solução aquosa ácida de permanganato de potássio, de coloração violeta. Apenas o gás do cilindro D descorou essa solução. IV) Os gases dos cilindros restantes (B e E) mostraram-se combustíveis. Ao passar os produtos da combustão dos gases desses dois cilindros por um tubo contendo cloreto de cálcio anidro, houve aumento de massa desse tubo apenas no caso do gás do cilindro B. a) Identifique os gases contidos nos cilindros A, B, C, D e E. b) Escreva as equações químicas balanceadas das reações do item II. c) A reação que ocorre no item III é uma reação de precipitação, neutralização ou oxirredução? Explique, sem escrever a equação química, o que ocorre nessa transformação. (Dados os sais de cálcio pouco solúveis em água: CaCO3 (carbonato de cálcio), CaSO3 (sulfito de cálcio), CaSO4 (sulfato de cálcio), CaC2O4 (oxalato de cálcio); O cloreto de cálcio anidro é usado para absorver água). 233. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) A reação de hidratação de alguns alcinos pode ser representada por em que R e R1 são dois grupos alquila diferentes. a) Escreva as fórmulas estruturais dos isômeros de fórmula C6H10 que sejam hexinos de cadeia aberta e não-ramificada. b) A hidratação de um dos hexinos do item anterior produz duas cetonas diferentes, porém isoméricas. Escreva a fórmula estrutural desse alcino e as fórmulas estruturais das cetonas assim formadas. c) A hidrataçãodo hex-3-ino (3-hexino) com água monodeuterada (HOD) pode ser representada por: Escreva as fórmulas estruturais de X, Y e Z. Não considere a existência de isomeria cis- trans. 234. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) O titânio pode ser encontrado no mineral ilmenita, FeTiO3. O metal ferro e o óxido de titânio (IV) sólido podem ser obtidos desse mineral, a partir de sua reação com monóxido de carbono. Tal reação forma, além dos produtos indicados, um composto gasoso. a) Escreva a equação química balanceada da reação da ilmenita com monóxido de carbono, formando os três produtos citados. b) Um outro método de processamento do mineral consiste em fazer a ilmenita reagir com cloro e carvão, simultaneamente, produzindo cloreto de titânio (IV), cloreto de ferro (III) e monóxido de carbono. Considere que, na ilmenita, o estado de oxidação do ferro é +2. Preencha a tabela abaixo, indicando, para a reação descrita neste item, todos os elementos que sofrem oxidação ou redução e também a correspondente variação do número de oxidação. elementos Variação do número de oxidação Sofre oxidação Sofre redução c) Que massa de ferro pode ser obtida, no máximo, a partir de 1,0 x 10 3 mols de ilmenita? Mostre os cálculos. (Dadas as massas molares (g/mol): O = 16; Ti = 48; Fe = 56) 235. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Aminas primárias e secundárias reagem diferentemente com o ácido nitroso: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 40 I = gerador de corrente contínua Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 a) A liberação de N2 (g), que se segue à adição de HNO2, permite identificar qual dos seguintes aminoácidos? Explique sua resposta. Uma amostra de 1,78 g de certo α-aminoácido (isto é, um aminoácido no qual o grupo amino esteja ligado ao carbono vizinho ao grupo -CO2H) foi tratada com HNO2 , provocando a liberação de nitrogênio gasoso. O gás foi recolhido e, a 25 ºC e 1 atm, seu volume foi de 490 mL. b) Utilizando tais dados experimentais, calcule a massa molar desse α-aminoácido, considerando que 1 mol de α-aminoácido produz 1 mol de nitrogênio gasoso. c) Escreva a fórmula estrutural plana desse α-aminoácido, sabendo-se que, em sua estrutura, há um carbono assimétrico. (Dados: volume molar a 25 ºC e 1 atm = 24,5 L/mol; massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16) 236. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) A aparelhagem, representada na figura, permite produzir acetileno (etino), a partir de carbeto de cálcio (CaC2) , por reação com água, utilizando- se, em seguida, o acetileno para produzir benzeno. Essa última reação ocorre usando-se ferro como catalisador, sob aquecimento. a) A primeira etapa desse processo consiste na reação de carbeto de cálcio com água. Escreva a equação química balanceada que representa essa transformação. b) A segunda etapa desse processo consiste na transformação catalisada de acetileno em benzeno. Escreva a equação química balanceada dessa reação. c) Para a produção de benzeno, a partir de carbeto de cálcio, utilizando a aparelhagem acima, que substâncias devem ser colocadas, quais se formam ou são recolhidas nas partes A, B, C, D e E da figura? Responda, preenchendo a tabela abaixo. Substâncias colocadas inicialmente em A B C D Substâncias formadas ou recolhidas em B C E (Dados os estados físicos nas condições ambientes: acetileno (gás), benzeno (líquido)) 237. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Na chamada condensação aldólica intermolecular, realizada na presença de base e a uma temperatura adequada, duas moléculas de compostos carbonílicos (iguais ou diferentes) reagem com formação de um composto carbonílico insaturado. Nessa reação, forma-se uma ligação dupla entre o carbono carbonílico de uma das moléculas e o carbono vizinho ao grupo carbonila da outra, com eliminação de uma molécula de água. Analogamente, em certos compostos di-carbonílicos, pode ocorrer uma condensação aldólica intramolecular, formando-se compostos carbonílicos cíclicos insaturados. a) A condensação aldólica intramolecular do composto di-carbonílico pode produzir duas ciclopentenonas ramificadas, que são isoméricas. Mostre as fórmulas estruturais planas desses dois compostos. b) A condensação aldólica intramolecular de determinado composto di-carbonílico, X, poderia produzir duas ciclopentenonas ramificadas. No entanto, forma-se apenas a cis- jasmona, que é a mais estável. Mostre a fórmula estrutural plana do composto X. 238. (FUVEST 2009 – 2ª FASE) Pilocarpina (P) é usada no tratamento do glaucoma. Em meio alcalino, sofre duas reações simultâneas: isomerização, formando iso-pilocarpina (i- P) e hidrólise, com formação de pilocarpato (PA -) . Em cada uma dessas reações, a proporção estequiométrica entre o reagente e o produto é de 1 para 1. Num experimento, a 25 ºC, com certa concentração inicial de pilocarpina e excesso de hidróxido de sódio, foram obtidas as curvas de concentração de i-P e PA - tem função do tempo, registradas no gráfico. Considere que, decorridos 200 s, a reação se completou, com consumo total do reagente pilocarpina. a) Para os tempos indicados na tabela abaixo, complete a tabela com as concentrações de i-P e PA-. b) Complete a tabela com as concentrações do reagente P. c) Analisando as curvas do gráfico, qual das duas reações, a de isomerização ou a de hidrólise, ocorre com maior velocidade? Explique. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 41 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 UNICAMP 239. (UNICAMP 2000 – 1ª FASE) O tratamento da água é fruto do desenvolvimento científico que se traduz em aplicação tecnológica relativamente simples. Um dos processos mais comuns para o tratamento químico da água utiliza cal virgem (óxido de cálcio) e sulfato de alumínio. Os íons alumínio, em presença de íons hidroxila, formam o hidróxido de alumínio que é pouquíssimo solúvel em água. Ao hidróxido de alumínio formado adere a maioria das impurezas presentes. Com a ação da gravidade, ocorre a deposição dos sólidos. A água é então separada e encaminhada a uma outra fase de tratamento. a) Que nome se dá ao processo de separação acima descrito que faz uso da ação da gravidade? b) Por que se usa cal virgem no processo de tratamento da água? Justifique usando equação(ões) química(s). c) Em algumas estações de tratamento de água usa-se cloreto de ferro(III) em lugar de sulfato de alumínio. Escreva a fórmula e o nome do composto de ferro formado nesse caso. 240. (UNICAMP 2000 – 1ª FASE) No tratamento da água, a fase seguinte à de separação é sua desinfecção. Um agente desinfetante muito usado é o cloro gasoso que é adicionado diretamente à água. Os equilíbrios químicos seguintes estão envolvidos na dissolução desse gás: Cl2 (aq) + H2O (aq) Ï HClO (aq) + H+ (aq) + Cl- (aq) (I) HClO (aq) Ï ClO- (aq) + H+ (aq) (II) A figura abaixo mostra a distribuição aproximada das concentrações das espécies químicas envolvidas nos equilíbrios acima em função do pH. a) Levando em conta apenas as quantidades relativas das espécies químicas presentes nos equilíbrios acima, é correto atribuir ao Cl2 (aq) a ação bactericida na água potável? Justifique. b) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para o equilíbrio representado pela equação II. c) Calcule o valor da constante de equilíbrio referente à equação II. 241. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Ainda hoje persiste a dúvida de como surgiu a vida na Terra. Na década de 50, realizou-se um experimento simulando as possíveis condições da atmosfera primitiva (pré-biótica), isto é, a atmosfera existente antes de originar vida na Terra. A idéia era verificar como se comportariamquimicamente os gases hidrogênio, metano, amônia e o vapor d’água na presença de faíscas elétricas, em tal ambiente. Após a realização do experimento, verificou-se que se havia formado um grande número de substâncias. Dentre estas, detectou-se a presença do mais simples α-aminoácido que existe. a) Sabendo-se que este aminoácido possui dois átomos de carbono, escreva sua fórmula estrutural. b) Este aminoácido poderia desviar o plano da luz polarizada? Justifique. c) Escreva a fórmula estrutural da espécie química formada quando este aminoácido é colocado em meio aquoso muito ácido. 242. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Já na pré-história, o homem descobriu como trabalhar metais. Inicialmente o cobre, depois o estanho, o bronze e o ouro. Por volta de 1500 a.C., ele já trabalhava com o ferro. É bem provável que este metal tenha sido encontrado nas cinzas de uma fogueira feita sobre algum minério de ferro, possivelmente óxidos de ferro(II) e ferro(III). Estes óxidos teriam sido quimicamente reduzidos a ferro metálico pelo monóxido de carbono originado na combustão parcial do carvão na chama da fogueira. Esse é um processo bastante semelhante ao que hoje se usa nos fornos das mais modernas indústrias siderúrgicas. a) Cite uma propriedade que possa ter levado o homem daquela época a pensar que “aquilo diferente” junto às cinzas da fogueira era um metal. b) Suponha duas amostras de rochas, de mesma massa, reagindo com monóxido de carbono, uma contendo exclusivamente óxido de ferro(II) e outra contendo exclusivamente óxido de ferro(III). Qual delas possibilitaria a obtenção de mais ferro metálico ao final do processo? Justifique. c) No caso do item b, escreva a fórmula estrutural do principal subproduto do processo de produção do ferro metálico. 243. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Uma aplicação bastante moderna diz respeito à utilização do vidro em lentes fotossensíveis empregadas na confecção de óculos especiais. Algumas dessas lentes contêm cristais de cloreto de prata e cristais de cloreto de cobre(I). Quando a luz incide sobre a lente, ocorre uma reação de oxidação e redução entre os íons cloreto e os íons prata, o que faz com que a lente se torne escura. Os íons cobre(I), também por uma reação de oxidação e redução, regeneram os íons cloreto consumidos na reação anterior, sendo que a lente ainda permanece escura. Ao ser retirada da exposição direta à luz, a lente torna-se clara pois os íons cobre(II), formados na reação de regeneração dos íons cloreto, reagem com o outro produto da primeira reação. a) Escreva a equação química que descreve o escurecimento da lente. b) Qual é a espécie química responsável pelo escurecimento da lente? c) Escreva a equação química da reação que possibilita à lente clarear. Qual é o agente oxidante nesta reação? 244. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) O ácido sulfúrico, a substância mais produzida industrialmente no mundo, é importante na fabricação de fertilizantes, na limpeza de metais ferrosos, na produção de muitos produtos químicos e no refino do petróleo. Sua produção industrial ocorre da seguinte forma: queima-se o enxofre elementar com oxigênio, o que dá origem ao dióxido de enxofre; este, por sua vez, reage com mais oxigênio para formar o trióxido de enxofre, um gás que, em contato com a água, forma finalmente o ácido sulfúrico. a) Escreva a equação química que representa a reação da água com o trióxido de enxofre na última etapa da produção do ácido sulfúrico, conforme descrito no texto. Numa mesma fábrica, o ácido sulfúrico pode ser produzido em diferentes graus de concentração, por exemplo: 78% , 93% e 98%. O congelamento destes três produtos ocorre aproximadamente em : 3 ºC, –32 ºC e –38 ºC (não necessariamente na mesma seqüência dos graus de pureza). b) Qual é a mais baixa temperatura de fusão dentre as três? c) A qual dos três produtos comerciais relaciona-se a temperatura de fusão apontada no item b? Justifique. 245. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) O nitrogênio é um dos principais constituintes de fertilizantes sintéticos de origem não orgânica. Pode aparecer na forma de uréia, sulfato de amônio, fosfato de amônio etc., produtos cuja produção industrial depende da amônia como reagente inicial. A produção de amônia, por sua vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio. A figura a seguir mostra, aproximadamente, as porcentagens de amônia em equilíbrio com os gases nitrogênio e hidrogênio, na mistura da reação de síntese. a) A reação de síntese da amônia é um processo endotérmico? Justifique. b) Imagine que uma síntese feita à temperatura de 450 ºC e pressão de 120 atm tenha produzido 50 toneladas de amônia até o equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à temperatura de 300 ºC e à pressão de 100 atm, quantas toneladas a mais de amônia seriam obtidas? Mostre os cálculos. c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor de temperatura pode corresponder aos dados de equilíbrio para uma reação realizada a 400 ºC na presença de um catalisador? Justifique. 246. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Em 1946 a Química forneceu as bases científicas para a datação de artefatos arqueológicos, usando o 14C. Esse isótopo é produzido na atmosfera pela ação da radiação cósmica sobre o nitrogênio, sendo posteriormente transformado em dióxido de carbono. Os vegetais absorvem o dióxido de carbono e, através da cadeia alimentar, a proporção de 14C nos organismos vivos mantém-se constante. Quando o organismo morre, a proporção de 14C nele presente diminui, já que, em função do tempo, se transforma novamente em 14N. Sabe-se que, a cada período de 5730 anos, a quantidade de 14C reduz-se à metade. a) Qual o nome do processo natural pelo qual os vegetais incorporam o carbono? b) Poderia um artefato de madeira , cujo teor determinado de 14C corresponde a 25% daquele presente nos organismos vivos, ser oriundo de uma árvore cortada no período do Antigo Egito (3200 a.C. a 2300 a.C.)? Justifique. c) Se o 14C e o 14N são elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, aponte uma característica que os distingue. 247. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) A sulfa (p-amino benzeno sulfonamida), testada como Elaboração: Prof. Ricardo Honda 42 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 medicamento pela primeira vez em 1935, representou, e ainda representa, uma etapa muito importante no combate às infecções bacterianas. A molécula da sulfa é estruturalmente semelhante a uma parte do ácido fólico, uma substância essencial para o crescimento de bactérias. Devido a essa semelhança, a síntese do ácido fólico fica prejudicada na presença da sulfa, ficando também comprometido o crescimento da cultura bacteriana. a) Escreva a fórmula estrutural e a fórmula molecular da sulfa, dado que o grupo sulfonamida é: -SO2NH2. A estrutura do ácido fólico é: b) Escreva a fórmula estrutural da parte da molécula do ácido fólico que é estruturalmente semelhante à molécula da sulfa. 248. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Quando ingerimos uma substância qualquer, alimento ou remédio, a sua absorção no organismo pode se dar através das paredes do estômago ou do intestino. O pH no intestino é 8,0 e no estômago 1,5, aproximadamente. Um dos fatores que determinam onde ocorrerá a absorção é a existência ou não de carga iônica na molécula da substância. Em geral, uma molécula é absorvida melhor quando não apresenta carga, já que nessa condição ela se dissolve na parte apolar das membranas celulares. Sabe-se que o ácido acetil-salicílico (aspirina) é um ácido fraco e que o p- aminofenol, um outro antitérmico, é uma base fraca. a) Complete a tabela abaixo com as palavras alta e baixa, referindo-se às absorções relativasdas substâncias em questão. Local de absorção Aspirina p-aminofenol Estômago Intestino b) Sabendo-se que a p-hidroxiacetanilida (paracetamol), que também é um antitérmico, é absorvida eficientemente tanto no estômago quanto no intestino, o que pode ser dito sobre o caráter ácido-base dessa substância? 249. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Em alguns polímeros sintéticos, uma propriedade bastante desejável é a sua resistência à tração. Essa resistência ocorre, principalmente, quando átomos de cadeias poliméricas distintas se atraem. O náilon, que é uma poliamida, e o polietileno, representados a seguir, são exemplos de polímeros. [-NH-(CH2)6-NH–CO-(CH2)4 -CO-]n náilon [-CH2-CH2-]n polietileno a) Admitindo-se que as cadeias destes polímeros são lineares, qual dos dois é mais resistente à tração? Justifique. b) Desenhe os fragmentos de duas cadeias poliméricas do polímero que você escolheu no item a, identificando o principal tipo de interação existente entre elas que implica na alta resistência à tração. 250. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Considere uma gasolina constituída apenas de etanol e de n-octano, com frações molares iguais. As entalpias de combustão do etanol e do n- octano são –1368 e –5471 kJ/mol, respectivamente. A densidade dessa gasolina é 0,72 g/cm3 e a sua massa molar aparente, 80,1 g/mol. a) Escreva a equação química que representa a combustão de um dos componentes dessa gasolina. b) Qual a energia liberada na combustão de 1,0 mol dessa gasolina? c) Qual a energia liberada na combustão de 1,0 litro dessa gasolina? 251. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) Uma alternativa promissora para os motores de combustão são as celas de combustível que permitem, entre outras coisas, rendimentos de até 50% e operação em silêncio. Uma das mais promissoras celas de combustível é a de hidrogênio, mostrada no esquema abaixo: Nessa cela, um dos compartimentos é alimentado por hidrogênio gasoso e o outro, por oxigênio gasoso. As semi-reações que ocorrem nos eletrodos são dadas pelas equações: ânodo: H2 (g) Ï 2 H+ + 2 e- cátodo: O2 (g) + 4 H+ + 4 e- Ï 2 H2O a) Por que se pode afirmar, do ponto de vista químico, que esta cela de combustível é “não poluente”? b) Qual dos gases deve alimentar o compartimento X? Justifique. c) Que proporção de massa entre os gases você usaria para alimentar a cela de combustível? Justifique. 252. (UNICAMP 2000 – 2ª FASE) A Apolo 13, uma nave tripulada, não pôde concluir sua missão de pousar no solo lunar devido a uma explosão num tanque de oxigênio líquido. Esse fato desencadeou uma série de problemas que necessitaram de soluções rápidas e criativas. Um desses problemas foi o acúmulo de gás carbônico no módulo espacial. Para reduzir o teor desse gás na cabine da nave, foi improvisado um filtro com hidróxido de lítio que, por reação química, removia o gás carbônico formado. a) Escreva a equação química que justifica o uso do hidróxido de lítio como absorvedor desse gás. b) Qual seria a massa de hidróxido de lítio necessária para remover totalmente o gás carbônico presente, considerando-o a uma pressão parcial igual a 2 % da pressão ambiente total de 1,0 atm, estando a cabine à temperatura de 20 ºC e supondo-se um volume interno de 60 m3? Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1 253. (UNICAMP 2001 – 1ª FASE) Entre o doping e o desempenho do atleta, quais são os limites? Um certo “β-bloqueador”, usado no tratamento de asma, é uma das substâncias proibidas pelo Comitê Olímpico Internacional (COI), já que provoca um aumento de massa muscular e diminuição de gordura. A concentração dessa substância no organismo pode ser monitorada através da análise de amostras de urina coletadas ao longo do tempo de uma investigação. O gráfico mostra a quantidade do “β-bloqueador” contida em amostras da urina de um indivíduo, coletadas periodicamente durante 90 horas após a ingestão da substância. Este comportamento é válido também para além das 90 horas. Na escala de quantidade, o valor 100 deve ser entendido como sendo a quantidade observada num tempo inicial considerado arbitrariamente zero. a) Depois de quanto tempo a quantidade eliminada corresponderá a ¼ do valor inicial, ou seja, duas meias vidas de residência da substância no organismo? b) Suponha que o doping para esta substância seja considerado positivo para valores acima de 1,0 x 10-6 g/mL de urina (1 micrograma por mililitro) no momento da competição. Numa amostra coletada 120 horas após a competição, foram encontrados 15 microgramas de “β- bloqueador” em 150 mL de urina de um atleta. Se o teste fosse realizado em amostra coletada logo após a competição, o resultado seria positivo ou negativo? Justifique. 254. (UNICAMP 2001 – 1ª FASE) As fronteiras entre real e imaginário vão se tornando cada vez mais sutis à medida que melhoramos nosso conhecimento e desenvolvemos nossa capacidade de abstração. Átomos e moléculas: sem enxergá-los podemos imaginá-los. Qual será o tamanho dos átomos e das moléculas? Quantos átomos ou moléculas há numa certa quantidade de matéria? Parece que essas perguntas só podem ser respondidas com o uso de aparelhos sofisticados. Porém, um experimento simples pode nos dar respostas adequadas a essas questões. Numa bandeja com água espalha- se sobre a superfície um pó muito fino que fica boiando. A seguir, no centro da bandeja adiciona-se 1,6 x 10–5 cm3 de um ácido orgânico (densidade = 0,9 g/cm3), insolúvel em água. Com a adição do ácido, forma-se imediatamente um círculo de 200 cm 2 de área, constituído por uma única camada de moléculas de ácido, arranjadas lado a lado, conforme esquematiza a figura abaixo. Imagine que nessa camada cada molécula do ácido está de tal modo organizada que ocupa o espaço delimitado por um cubo. Considere esses dados para resolver as questões a seguir. a) Qual o volume ocupado por uma molécula de ácido, em cm3? b) Qual o número de moléculas contidas em 282 g do ácido? As questões 255 a 266 pertencem à prova de Química da 2ª Fase da UNICAMP 2001 e é uma homenagem às professoras e aos professores que, ao ensinar Química, procuram mostrar a seus alunos que esse saber é uma das facetas do conhecimento humano, o Elaboração: Prof. Ricardo Honda 43 Qu an tid ad e Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 que o torna mais belo e importante! Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, as perguntas são feitas em negrito. Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formam um casal de namorados. Eles estão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passaram pela primeira fase e agora se preparam para a etapa seguinte. Hoje resolveram rever a matéria de Química. Arrumaram o material sobre a mesa da sala e iniciaram o estudo: – Será que estamos preparados para esta prova? – pergunta Naná. – Acho que sim! responde Chuá. – O fato de já sabermos que Química não se resume à regra de três e à decoração de fórmulas nos dá uma certa tranqüilidade. – Em grande parte graças à nossa professora – observa Naná. – Bem, vamos ao estudo! 255. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Você se lembra daquela questão da primeira fase, sobre a camada de ácido orgânico que formava um círculo sobre a água? – diz Chuá. – Se lembro! – responde Naná. – Nós a resolvemos com certa facilidade pois conseguimos visualizar a camada de moléculas, usando a imaginação. E se a banca resolvesse continuar com esse tema na segunda fase? – sugere Chuá. – Será? – pergunta Naná. – Bem, já que estamos estudando, vamos imaginar perguntas e depois respondê-las. – Por exemplo, na experiência relatada, formava-se uma única camada do ácido orgânico sobre a água. Hoje sabemos que se trata do ácido oléico, que tem uma duplaligação na cadeia ( CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H , ou simplesmente R–CO2H ). a) Na experiência foram usados 1,4 x 10 -5 g de ácido, que correspondem a aproximadamente 3 x 1016 moléculas. Se essa quantidade de ácido reagisse completamente com iodo, quantos gramas de iodo seriam gastos? – Esta é tranqüila – vibra Chuá! – Basta saber como o iodo reage com a molécula do ácido oléico e fazer um cálculo muito simples. Vamos ver uma outra questão que não envolva cálculo! b) Como ocorre a interação das moléculas do ácido oléico com as da água, nas superfície deste líquido? – Será que pode cair alguma questão assim? – Não sei! Mas não custa imaginar um pouco. Assim estamos exercitando o raciocínio e a memória. Sonhar também é bom – diz Naná. 256. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Por falar em sonho, li numa revista que alguns cientistas estão sugerindo que a oleamida (C18H35NO), uma amida derivada do ácido oléico, é uma das substâncias responsáveis pelo sono. Somente o isômero cis apresenta esta atividade. a) Qual é a representação química da função amida? b) Qual é a fórmula estrutural do isômero da oleamida que, segundo esses cientistas, apresenta atividade relacionada ao sono? – Há indícios de que, quando a oleamida atinge uma dada concentração no organismo, o sono aparece. Ao longo do sono, essa substância é hidrolisada a ácido oléico, o que faz diminuir gradativamente a sua concentração, levando a pessoa a despertar – observa Naná. – Puxa! Que interessante! – diz Chuá. c) Escreva a equação que representa a reação de hidrólise da oleamida. 257. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Vamos mudar um pouco de assunto. Lembra-se daquele experimento feito em classe pela professora? Ele é muito bom para exercitarmos um pouco de estequiometria – diz Naná. – Temos aí as reações de magnésio metálico e de alumínio metálico com ácido clorídrico. As quantidades em moles dos sólidos são iguais. Olhe aqui! O alumínio está do lado A e o magnésio do lado B. Agitam-se as garrafas para virar os recipientes contendo ácido de modo a iniciar as reações. a) Escreva a equação que representa a reação entre o alumínio e o ácido. b) Após a reação ter-se completado, os níveis das colunas I e II do líquido no tubo em forma de U irão se alterar? Explique. Após resolver as questões, Chuá abriu um livro onde estava descrito outro experimento. 258. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Aqui temos uma experiência muito interessante: num frasco de 380 mL e massa 100,00 g foram colocados cerca de 5 g de uma substância líquida. O frasco foi fechado com uma tampa com um orifício muito pequeno. A seguir, foi levado a uma estufa regulada em 107 ºC, temperatura esta acima do ponto de ebulição da substância adicionada. Assim que não se percebeu mais líquido no interior do frasco, este foi retirado da estufa e deixado resfriar até a temperatura ambiente. Formou-se um pouco de líquido no fundo. Pesou-se o sistema e observou-se a massa de 101,85 g. a) Qual a quantidade do líquido, em mol, que sobrou no frasco? b) Qual é a massa molar da substância do experimento? – Esta é moleza – fala Naná. – Já que é fácil, responda mais esta – provoca Chuá. c) A molécula da substância do experimento é constituída por apenas 1 átomo de carbono e mais 4 átomos iguais. Escreva a sua fórmula estrutural e o seu nome e explicite como procedeu para descobri-la. – Você pensa que é muito esperto mas eu vou conseguir! – diz Naná, numa explosão, e propõe a pergunta seguinte. 259. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Num dia em que você faltou à aula, a professora explicou que o HCl gasoso é muitíssimo solúvel em água. A seguir, montou um experimento para ilustrar essa propriedade do HCl (g) e pediu para alguém dar início à experiência. Na aparelhagem mostrada, o HCl (g) e a água não estão inicialmente em contato. Um colega foi à frente e executou o primeiro passo do procedimento. a) O que foi que o colega fez no equipamento para dar início ao experimento? b) A seguir, o que foi observado no experimento? Chuá pensou um pouco e respondeu: – Bem! Se na cuba tem solução aquosa do indicador tornassol azul... – É isso mesmo! – fala Naná. – Agora sou eu então – diz Chuá. 260. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Vamos considerar duas buretas lado a lado. Numa se coloca água e na outra n-hexano, mas não digo qual é qual. Pego agora um bastão de plástico e atrito-o com uma flanela. Abro as torneiras das duas buretas, deixando escorrer os líquidos que formam “fios” até caírem nos frascos coletores. Aproximo o bastão de plástico e o posiciono no espaço entre os dois fios, bem próximo dos mesmos. a) A partir da observação do experimento, como se pode saber qual das duas buretas contém n-hexano? Por quê? Explique fazendo um desenho. – Hi! Esta questão me entortou! Deixe-me pensar um pouco... Ah! Já sei!... Pergunte mais! – diz Naná. b) Se em lugar de água e de n-hexano fossem usados trans-1,2-dicloroeteno e cis- 1,2-dicloroeteno, o que se observaria ao repetir o experimento? Naná responde prontamente; afinal a danada é craque em Química. Veja só o experimento e as perguntas que ela propõe a Chuá: 261. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Quando em solução aquosa, o cátion amônio, NH4+, dependendo do pH, pode originar cheiro de amônia, em intensidades diferentes. Imagine três tubos de ensaio, numerados de 1 a 3, contendo, cada um, porções iguais de uma mesma solução de NH4Cl. Adiciona-se, no tubo 1 uma dada quantidade de NaCH3COO e agita-se para que se dissolva totalmente. No tubo 2, coloca-se a mesma quantidade em moles de Na2CO3 e também se agita até a dissolução. Da mesma forma se procede no tubo 3, com a adição de NaHCO3. A hidrólise dos ânions considerados pode ser representada pela seguinte equação: Xn– (aq) + H2O (aq) Ï HX(n-1)–(aq) + OH– (aq) Os valores das constantes das bases Kb para acetato, carbonato e bicarbonato são, na seqüência: 5,6 x 10–10, 5,6 x 10–4 e 2,4 x 10–8. A constante Kb da amônia é 1,8 x 10–5. a) Escreva a equação que representa a liberação de amônia a partir de uma solução aquosa que contém íons amônio. b) Em qual dos tubos de ensaio se percebe cheiro mais forte de amônia? Justifique. c) O pH da solução de cloreto de amônio é maior, menor ou igual a 7,0? Justifique usando equações químicas. – Ô Naná, você está querendo me estourar mas não vai conseguir. Lembro-me muito bem das explicações da nossa professora esclarecendo sobre equilíbrio em solução aquosa – fala Chuá. 262. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Estou com fome – reclama Chuá. – Vou fritar um ovo. Ao ver Chuá pegar uma frigideira, Naná diz: – Esta não! Pegue a outra que não precisa usar óleo. Se quiser usar um pouco para dar um gostinho, tudo bem, mas nesta frigideira o ovo não gruda. Essa história começou em 1938, quando um pesquisador de uma grande empresa química estava estudando o uso de gases para refrigeração. Ao pegar um cilindro contendo o gás tetrafluoreteno, verificou que o manômetro indicava que o mesmo estava vazio. No entanto, o “peso” do cilindro dizia que o gás continuava lá. Abriu toda a válvula e nada de gás. O sujeito poderia ter dito: “Que droga!”, descartando o cilindro. Resolveu, contudo, abrir o cilindro e verificou que continha um pó cuja massa Elaboração: Prof. Ricardo Honda 44 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 correspondia à do gás que havia sido colocado lá dentro. a) Como se chama esse tipo de reação que aconteceu com o gás dentro do cilindro? Escreva a equação química que representa essa reação. b) Cite uma propriedade da substância formada no cilindro que permite o seu uso em frigideiras. c) Se os átomos de flúor do tetrafluoreteno fossem substituídos por átomos de hidrogênio e essa nova substânciareagisse semelhantemente à considerada no item a, que composto seria formado? Escreva apenas o nome. Chuá pôs o ovo entre duas fatias de pão e, comendo-o, escreveu as respostas calmamente, comentando: – Puxa, um acaso ocorrido em 1938 influenciou até este meu lanche. Que legal! Agora é a minha vez de perguntar – diz, de repente. 263. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Ali na geladeira há um pacote de lingüiças. Você sabia que elas contêm nitrito de sódio, uma substância tóxica? Bastam 4 gramas para matar uma pessoa; além disso é conhecido carcinógeno. Esse sal é adicionado em pequenas quantidades para evitar a proliferação da bactéria Clostridium botulinum, que produz uma toxina muito poderosa: 2 x 10–6 mg da mesma são fatais para uma pessoa, veja só que perigo! Bem, vamos deixar agora os cálculos de lado. Pelo que está aqui no livro, uma das maneiras de identificar a presença do ânion nitrito é adicionar, numa solução, íons ferro II e um pouco de ácido. Nessa reação forma-se NO, além de ferro III e água. a) Escreva as semi-reações de óxido-redução que se referem à reação descrita, que ocorre em solução aquosa. – E mais – complementa Chuá. – O monóxido de nitrogênio (NO) formado combina-se com ferro II, que deve estar em excesso, para formar uma espécie marrom escuro. Isto identifica o nitrito. Considere que a composição dessa espécie obedece à relação 1:1 e apresenta carga bipositiva. b) Escreva a fórmula molecular dessa espécie. – Que moleza! Está pensando o quê? Pergunta é a que vou lhe fazer agora! – vibra Naná. – Vamos falar um pouco de respiração. 264. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Respiração? – pergunta Chuá. – Mas estamos estudando Química ou Biologia? – Pois é, mas os átomos e as moléculas não sabem disso, e as reações químicas continuam ocorrendo em todos os seres vivos – emenda Naná, continuando: – No corpo humano, por exemplo, o CO2 dos tecidos vai para o sangue e o O2 do sangue vai para os tecidos. Quando o sangue alcança os pulmões, dá-se a troca inversa. O sangue contém, também, substâncias que impedem a variação do pH, o que seria fatal ao indivíduo. Mesmo assim, pode ser observada pequena diferença de pH (da ordem de 0,04) entre o sangue arterial e o venoso. a) Utilizando equações químicas explique onde se pode esperar que o pH seja um pouco mais baixo: no sangue arterial ou no venoso? – Puxa! Nessa você me pegou. Mas vou resolver – diz Chuá. Naná, porém, logo continua: – Quando em “repouso”, liberamos nos pulmões, por minuto, cerca de 200 mL de dióxido de carbono oriundo do metabolismo, medida esta feita a temperatura ambiente (25 ºC). Você está comendo pão que podemos considerar, numa simplificação, como sendo apenas um polímero de glicose (C6H12O6). A massa dessa fatia é de aproximadamente 18 gramas. b) Seguindo esse raciocínio e admitindo, ainda, que a fatia se transforme em CO 2 e água, sendo o dióxido de carbono eliminado totalmente pela respiração, quantos minutos serão necessários para que ela seja “queimada” no organismo? 265. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Agora sou eu que vou me deliciar com um chocolate – diz Naná. E continua: – Você sabia que uma barra de chocolate contém 7% de proteínas, 59% de carboidratos e 27% de lipídios e que a energia de combustão das proteínas e dos carboidratos é de 17 kJ/g e dos lipídios é 38 kJ/g aproximadamente? a) Se essa barra de chocolate tem 50 g, quanto de energia ela me fornecerá? b) Se considerarmos o “calor específico” do corpo humano como 4,5 J.g – 1.K–1, qual será a variação de temperatura do meu corpo se toda esta energia for utilizada para o aquecimento? O meu “peso”, isto é, a minha massa, é 60 kg. Admita que não haja dissipação do calor para o ambiente. – Naná, afinal estamos estudando Química ou Física? – protesta Chuá. Naná responde: – Tanto faz. O conhecimento não tem fronteiras delimitadas. Quem as faz são as convenções humanas! 266. (UNICAMP 2001 – 2ª FASE) – Será então que poderia cair alguma questão ligada a Ecologia na prova de Química? – sugere Chuá. – É uma boa! – responde Naná. – Veja aqui nesta notícia de jornal: Uma indústria foi autuada pelas autoridades por poluir um rio com efluentes contendo íons Pb2+. O chumbo provoca no ser humano graves efeitos toxicológicos. Acho que uma boa pergunta estaria relacionada ao possível tratamento desses efluentes para retirar o chumbo. Ele poderia ser precipitado na forma de um sal muito pouco solúvel e, a seguir, separado por filtração ou decantação. a) Considerando apenas a constante de solubilidade dos compostos a seguir, escreva a fórmula do ânion mais indicado para a precipitação do Pb2+. Justifique. (Dados: Sulfato de chumbo, Ks = 2 x 10–8 ; carbonato de chumbo, Ks = 2 x 10–13 ; sulfeto de chumbo, Ks = 4 x 10–28. b) Se num certo efluente aquoso há 1 x 10–3 mol/L de Pb2+ e se a ele for adicionada a quantidade estequiométrica do ânion que você escolheu no item a, qual é a concentração final de íons Pb2+ que sobra neste efluente? Admita que não ocorra diluição significativa do efluente. – Puxa, acho que por hoje chega. Será que conseguimos prever alguma questão da prova de Química? – diz Chuá. – Sei não! – responde Naná. – De qualquer forma acho que estamos bem preparados! 267. (UNICAMP 2002 – 1ª FASE) A cana-de-açúcar, o engenho, o açúcar e a aguardente estão profundamente vinculados à história do Brasil. A produção de açúcar era feita, originariamente, pela evaporação da água contida na garapa, submetendo-a a aquecimento. A solubilidade do açúcar em água é de 660 g/litro de solução a 20 ºC. A garapa contém, aproximadamente, 165 g de açúcar por litro e sua densidade é 1,08 g/cm3. Considere a garapa como sendo solução de açúcar em água. a) Qual é a percentagem, em massa, de açúcar na garapa? b) A que fração deve ser reduzido um volume de garapa a fim de que, ao ser esfriado a 20 ºC, haja condições para a formação dos primeiros cristais de açúcar? 268. (UNICAMP 2002 – 1ª FASE) O etanol, produzido a partir da cana-de-açúcar, tem se mostrado uma interessante alternativa como combustível em substituição a derivados de petróleo. No que diz respeito à poluição atmosférica, o assunto é polêmico mas, considerando apenas as equações químicas I, II e III abaixo, pode-se afirmar que o álcool etílico é um combustível renovável não poluente. I. C12H22O11 + H2O ë 4 C2H6O + 4 CO2 (produção de etanol por fermentação) II. C12H22O11 + 12 O2 ë 11 H2O + 12 CO2 (combustão da sacarose, que é o inverso da fotossíntese) III. C2H6O + 3 O2 ë 2 CO2 + 3 H2O (combustão do etanol) a) Use adequadamente as equações I, II e III para chegar à conclusão de que aquela afirmação sobre o álcool etílico está correta, demonstrando o seu raciocínio. b) Na safra brasileira de 1997, foram produzidas 14 x 106 toneladas de açúcar. Se, por fermentação, todo esse açúcar fosse transformado em etanol, que massa desse produto, em toneladas, seria obtida? (Dadas as massas molares: etanol = 42 g/mol; sacarose (açúcar) = 342 g/mol). As questões 269 a 280 pertencem à prova de Química da 2ª Fase da UNICAMP 2002 . Os textos em itálico NÃO são essenciais para a resolução das questões. A Química está presente em toda atividade humana, mesmo quando não damos a devida atenção a isso... Esta história narra um episódio no qual está envolvido um casal de policiais técnicos, nossos heróis, famosos pela sagacidade, o casal Mitta: Dina Mitta, mais conhecida como “Estrondosa” e Omar Mitta, vulgo “Rango”. A narrativa que se segue é ficção. Qualquer semelhança com a realidade é pura coincidência. 269. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Seis horas da manhã. A noite fora chuvosa. Tremenda tempestade abatera-se sobre a cidade. O telefone toca e Estrondosa atende, sonolenta. É um chamado para averiguarem um incêndio ocorrido numa indústria farmacêutica. Rango abre os olhos preguiçosamente, resmunga e pega um descongestionantenasal, porque acordou resfriado. – Esse não! – grita Estrondosa. – Já cansei de dizer que esse descongestionante contém fenilpropanolamina, substância proibida por aumentar o risco de derrame! Use o soro fisiológico! a) Escreva a representação química e o nome de uma função orgânica existente na fenilpropanolamina. b) Escreva o nome químico e a fórmula da substância iônica dissolvida no soro fisiológico. 270. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Após tomar rapidamente o café da manhã, os dois escovam os dentes. O creme dental que usam contém Na2CO3. Esta escolha deve-se ao fato deles terem visto, numa revista especializada, um artigo que tratava de cáries dentárias. Ali constava um gráfico, abaixo reproduzido, mostrando o pH bucal, logo após uma refeição, para dois grupos de pessoas que não escovaram os dentes. Os Mitta identificaram-se com um dos grupos. a) Considerando o creme dental escolhido, com qual dos grupos o casal se identificou? Justifique. b) Que outra substância poderia ser usada no creme dental, em lugar de carbonato de sódio? Escreva a fórmula e o nome. 271. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Ainda sonolentos, saem em direção ao local da ocorrência e resolvem parar num posto de combustível. – Complete! – diz Rango ao frentista. Assim que o rapaz começa a colocar álcool no tanque, Estrondosa grita: – Pare! Pare! Este carro é a gasolina! – Ainda bem que você percebeu o engano – disse Rango. – Amigo! Complete o tanque com gasolina. O nosso herói procedeu assim porque Elaboração: Prof. Ricardo Honda 45 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 calculou que, com o volume de álcool anidro colocado no tanque, adicionando a gasolina contendo 20% (volume/volume) de etanol, obteria um combustível com 24% de etanol (volume/volume), igual àquele vendido nos postos até pouco tempo atrás. a) Sabendo-se que o volume total do tanque é 50 litros, qual é a quantidade total de álcool, em litros, no tanque agora cheio? b) Que volume de etanol anidro o frentista colocou por engano no tanque do carro? Finalmente, nossos heróis chegam ao local. O guarda noturno da empresa, meio estonteado, estava algemado num canto da sala, detido para averiguações. Estrondosa e Rango cumprimentam a todos e ouvem cuidadosamente os relatos. Uma explosão, seguida de incêndio e de outras explosões, destruiu o almoxarifado onde estava um lote de certo fármaco caríssimo, recém-chegado da matriz. As evidências indicavam que o produto fora trocado e haviam tentado eliminar as provas. O vigia, mesmo alegando inocência, fora detido como possível cúmplice de uma suposta quadrilha. 272. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) A sala não era grande e nela havia muitos fumantes. O inspetor, com seu charuto, era o campeão da fumaça. – Quanta nicotina! – pensou Rango. Ele sabia muito bem dos malefícios do cigarro; sabia que as moléculas de nicotina, dependendo do meio em que se encontram, podem se apresentar segundo as formas I, II e III, abaixo representadas, e que sua absorção no organismo é favorecida pela reação delas com uma base, por exemplo, amônia. a) A constante de dissociação para o próton ligado ao nitrogênio do anel piridínico (anel maior) é K1 = 1 x 10-3. Para o próton ligado ao nitrogênio do anel pirrolidínico, essa constante é K2 = 1 x 10-8. Qual dos dois nitrogênios é mais básico? Justifique. b) Qual das formas, I, II ou III, está presente em maior quantidade em meio amoniacal (bastante amônia)? Justifique. 273. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Como o vigia estava sob forte suspeita, nossos heróis resolveram fazer um teste para verificar se ele se encontrava alcoolizado. Para isso usaram um bafômetro e encontraram resultado negativo. Os bafômetros são instrumentos que indicam a quantidade de etanol presente no sangue de um indivíduo, pela análise do ar expelido pelos pulmões. Acima de 35 microgramas (7,6 x 10-7 mol) de etanol por 100 mL de ar dos pulmões, o indivíduo é considerado embriagado. Os modelos mais recentes de bafômetro fazem uso da reação de oxidação do etanol sobre um eletrodo de platina. A semi-reação de oxidação corresponde à reação do etanol com água, dando ácido acético e liberando prótons. A outra semi-reação é a redução do oxigênio, produzindo água. a) Escreva as equações químicas que representam essas duas semi-reações. b) Admitindo 35 microgramas de etanol, qual a corrente i (em ampères) medida no instrumento, se considerarmos que o tempo de medida (de reação) foi de 29 segundos? (Dados: Carga do elétron = 1,6 x 10-19 coulombs; Constante de Avogadro = 6 x 10 23 mol-1 ; Q = i x t (tempo em segundos e Q = carga em coulombs)). 274. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Enquanto estudavam a ficha cadastral do vigia, Estrondosa e Rango resolveram tomar um refrigerante. Numa tina com água e gelo havia garrafinhas plásticas de um mesmo refrigerante “diet” e comum. O refrigerante comum contém sacarose. O “diet” é adoçado com substâncias que podem ser até 500 vezes mais doces do que a sacarose. Sem se preocupar com os rótulos, que haviam se soltado, Rango pegou duas garrafas que estavam bem à tona, desprezando as que estavam mais afundadas na água. Considere que um refrigerante é constituído, essencialmente, de água e de um adoçante, que pode ser sacarose ou outra substância, já que, para um mesmo refrigerante, todos os outros constituintes são mantidos constantes. A figura mostra os dados relativos à massa de refrigerante em função do seu volume. Sabe-se, também, que em 100 mL de refrigerante comum há 13 g de sacarose. a) Qual das curvas, A ou B, corresponde ao tipo de refrigerante escolhido por Rango? Justifique. b) Calcule a porcentagem em massa de sacarose no refrigerante comum. Explicite como obteve o resultado. Na sala de vigilância onde permanecia o guarda, não muito longe do depósito, podia-se observar um copo com café pela metade, outro copo contendo restos de café com leite e uma garrafa térmica sobre a mesa. Num dos cantos da sala havia um pires com um pouco de leite. Havia ainda uma cadeira caída, uma leiteira com leite sobre o fogão e, em cima de um armário, uma velha lanterna de carbureto. 275. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Que saudades sentiu Rango ao ver a lanterna! Lembrou-se dos tempos de criança quando ia explorar cavernas na sua região natal com seu pai, um espeleologista amador. A lanterna de carbureto funciona pela queima de um gás, que é o mais simples da série dos alcinos (ou alquinos). Esse gás é gerado pela reação entre a água, oriunda de um reservatório superior, que é lentamente gotejada sobre carbeto de cálcio (carbureto), CaC2, na parte inferior. O gás gerado sai por um bico colocado no foco de um refletor, onde é queimado, gerando luz. a) Escreva o nome e a fórmula estrutural do gás formado pela reação entre carbeto de cálcio e água. b) Supondo o uso de 32 g de carbeto de cálcio, quantos gramas de gás serão formados? 276. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Os nossos heróis estranharam a presença dos dois copos sobre a mesa, indicando que teria passado mais alguém por ali. Além disso, havia leite e, pela ficha cadastral, eles sabiam que o guarda não podia tomá-lo, pois sofria de deficiência de lactase, uma enzima presente no intestino delgado. Portanto, se o guarda tomasse leite, teria diarréia. Na presença de lactase, a lactose, um dissacarídeo, reage com água dando glicose e galactose, monossacarídeos. a) Complete a equação a seguir, que representa a transformação do dissacarídeo em glicose e galactose: C12H22O11 + ë + C6H12O6 b) Se, com a finalidade de atender as pessoas deficientes em lactase, principalmente crianças, um leite for tratado com a enzima lactase, ele terá oseu “índice de doçura” aumentado ou diminuído? Justifique. Lembre-se que o “poder edulcorante” é uma propriedade aditiva e que traduz quantas vezes uma substância é mais doce do que o açúcar, considerando-se massas iguais. A lactose apresenta “poder edulcorante” 0,26, a glicose 0,70 e a galactose 0,65. 277. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Examinando os copos com restos de café e de café com leite, Rango observa que apenas o de café apresenta impressões digitais, as quais coincidem com as do guarda. – Estranho! – disse ele. – Este outro copo não apresenta impressões! Talvez alguém usando luvas... – Ou talvez uma criança! – emendou Estrondosa. A observação de Estrondosa se baseou no fato de que a impressão digital de uma criança é composta principalmente por ácidos graxos (ácidos orgânicos) de cadeia contendo até 13 átomos de carbono, enquanto as dos adultos se compõem, principalmente, de ésteres contendo 32 átomos de carbono. O gráfico a seguir mostra a entalpia de sublimação de ésteres e de ácidos orgânicos em função do número de átomos de carbono na cadeia. a) Considerando o mesmo número de átomos de carbono na molécula, os ácidos apresentam maior entalpia de sublimação. Que tipo de interação entre suas moléculas poderia justificar esse fato? Explique. b) Determine a entalpia de sublimação do éster contendo 32 átomos de carbono, admitindo que as curvas se comportam do mesmo modo para moléculas contendo maior número de átomos de carbono. 278. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Observando o local do incêndio, nossos heróis perceberam que aquele não era o lugar ideal para guardar nem medicamentos, nem reagentes destinados ao laboratório de análises da empresa. Apesar disso, o local era considerado o mais seguro e, como também era refrigerado, fora o escolhido. Destruição geral! Como a explosão fora seguida de incêndio e de outras explosões, o teto e as janelas foram destruídos, e a chuva, apesar de ajudar a extinguir o fogo, também causou estragos. Examinando com cuidado o local, Rango observou várias garrafas e garrafões quebrados além de uma estante metálica caída e uma geladeira destruída... Preso aos cacos de um garrafão de 5 litros, pôde ler num rótulo: “Éter etílico”. O volume do almoxarifado foi estimado em 82 metros cúbicos. – E se o éter de 5 garrafões, contendo 4 kg de éter, cada um, houvesse se evaporado naquela sala?... – perguntou-se Rango. a) Considerando o conteúdo de cinco garrafões, qual a pressão parcial aproximada do éter (C4H10O) que evaporou no almoxarifado, supondo que ele tivesse se distribuído uniformemente e considerando as propriedades de gás ideal? (Dados: Constante universal dos gases = 0,082 atm.L.K-1.mol-1; Temperatura = 27 ºC). b) Se apenas 10 % do vapor de éter tivesse se queimado, qual a energia liberada em Elaboração: Prof. Ricardo Honda 46 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 joules? Dado: ∆H = - 2530 kJ.mol-1 (combustão do éter). 279. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) O fármaco havia sido destruído pela explosão e pelo fogo. O que, porventura, tivesse sobrado, a chuva levara embora. Para averiguar a possível troca do produto, Estrondosa pegou vários pedaços dos restos das embalagens que continham o fármaco. Eram sacos de alumínio revestidos, internamente, por uma película de polímero. Ela notou que algumas amostras eram bastante flexíveis, outras, nem tanto. No laboratório da empresa, colocou os diversos pedaços em diferentes frascos, adicionou uma dada solução, contendo um reagente, e esperou a dissolução do metal; quando isso ocorreu, houve evolução de um gás. Com a dissolução do alumínio, o filme de plástico se soltou, permitindo a Estrondosa fazer testes de identificação. Ela tinha a informação de que esse polímero devia ser polipropileno, que queima com gotejamento e produz uma fumaça branca. Além do polipropileno, encontrou poliestireno, que queima com produção de fumaça preta. Tudo isso reforçava a idéia da troca do fármaco, ou de uma parte dele, ao menos, incriminando o vigia. a) Escreva a equação que representa a reação de dissolução do alumínio, admitindo um possível reagente utilizado por Estrondosa. b) Pode-se dizer que a diferença entre o poliestireno e o polipropileno, na fórmula geral, está na substituição do anel aromático por um radical metila. Se o poliestireno pode ser representado por -[CH2CH(C6H5)]- n , qual é a representação do polipropileno? 280. (UNICAMP 2002 – 2ª FASE) Diante dos resultados dos testes feitos por Estrondosa, Rango resolveu falar novamente com o vigia e pediu-lhe para esvaziar os bolsos. Entre outras coisas, havia um pequeno envelope plástico, contendo um misterioso pó branco. – Que pó é esse? – perguntou Rango. – É óxido de ferro que o técnico do laboratório me deu para adicionar ao leite do meu gato que estava anêmico. – respondeu o vigia. – Óxido de ferro?! – exclamou Estrondosa. – Este pó branquinho?! Nem na China! Diante da explicação, Rango resolveu que iria examinar o pó no laboratório, mais tarde. a) Por que, só de ver o pó, Estrondosa pôde ter certeza de que não se tratava de óxido de ferro? b) O óxido de ferro ingerido dissolve-se no estômago, devido ao baixo pH. Escreva a equação química que representa a dissolução do óxido de ferro III no estômago. A solução desse enigma pode ser encontrada no site da COMVEST: http://www.comvest.unicamp.br/vest2002/F2/solucao_enigma.pdf 281. (UNICAMP 2003 – 1ª FASE) Provavelmente, o sabão foi encontrado por algum curioso nas cinzas de uma fogueira usada para assar animais como porcos, javalis, cabras, etc. Este curioso, vendo nas cinzas aquela massa “diferente” e pensando que se tratava de comida, deve tê-la colocado na boca. Gosto horrível! Cuspiu, tentou tirá-la da boca com a mão, com água, esfregando vigorosamente. Surpresa! As palmas de suas mãos ficaram clarinhas, limpas como nunca antes haviam estado. Sabe-se, hoje, que os álcalis presentes nas cinzas reagem com gorduras levando à formação de sabão. Este método foi muito usado por nossos bisavós, que misturavam, num tacho, cinzas e gordura animal, deixando “cozinhar” por várias horas. Atualmente, uma das maneiras de se preparar um sabão é reagir o hidróxido de sódio com a tripalmitina (gordura). Nesta reação formam-se glicerol e sabão (sal de ácido orgânico). a) Escreva a fórmula do sal orgânico formado na reação descrita. b) Partindo de 1,2 x 10-3 mol de gordura e 5,0 x 10-3 mol de NaOH, calcule a quantidade, em mol, do sal orgânico formado. 282. (UNICAMP 2003 – 1ª FASE) O sabão, apesar de sua indiscutível utilidade, apresenta o inconveniente de precipitar o respectivo sal orgânico insolúvel em água que contenha íons cálcio dissolvidos. Em época recente, foram desenvolvidos os detergentes, conhecidos genericamente como alquilsulfônicos, solúveis em água e que não precipitam na presença de íons cálcio. a) Dê o símbolo e o nome do elemento químico que aparece na fórmula de um detergente alquilsulfônico e que não aparece na fórmula de um sabão b) Considerando que a fórmula de um certo detergente alquilsulfônico é C12H25O4XNa, cuja massa molar é 288 g/mol, calcule a massa molar do elemento X. (Dados: massas molares em g/mol H=1; C=12; O=16; Na=23) 283. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Em um jantar de Natal oferecido a amigos, o anfitrião abriu duas garrafas de um mesmo vinho. O conteúdo de uma delas permaneceu intacto enquanto o da outra foi consumido em cerca de 90%. As duas garrafas foram tampadas. A cheia foi guardada na geladeira e a outra num armário da cozinha. Uma semana mais tarde, na ceia de Ano Novo, o conteúdo desta última garrafa foi usado para temperar a salada. a) O que aconteceucom este vinho para poder ser usado como tempero de salada? Justifique usando uma equação química. b) Cite dois fatores físicos e/ou químicos que favoreceram a transformação no conteúdo de uma garrafa e não no da outra. 284. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) As “margarinas”, muito usadas como substitutos da manteiga, contêm gorduras vegetais hidrogenadas. A diferença fundamental entre uma margarina “light” e outra “normal” está no conteúdo de gordura e de água. Colocou -se em um tubo de ensaio uma certa quantidade de margarina “normal” e, num outro tubo de ensaio, idêntico ao primeiro, colocou-se a mesma quantidade de margarina “light”. Aqueceu -se em banho-maria os dois tubos contendo as margarinas até que aparecessem duas fases, como esquematizado na figura. 285. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Os alimentos, além de nos fornecerem as substâncias constituintes do organismo, são também fontes de energia necessária para nossas atividades. Podemos comparar o balanço energético de um indivíduo após um dia de atividades da mesma forma que comparamos os estados final e inicial de qualquer processo químico. O gasto total de energia (em kJ) por um indivíduo pode ser considerado como a soma de três usos corporais de energia: 1 - gasto metabólico de repouso (4,2 kJ/kg por hora) 2 - gasto energético para digestão e absorção dos alimentos, correspondente a 10% da energia dos alimentos ingeridos. 3 - atividade física, que para uma atividade moderada representa 40% do gasto metabólico de repouso. a) Qual seria o gasto energético total de um indivíduo com massa corporal de 60 kg, com atividade moderada e que ingere o equivalente a 7600 kJ por dia? b) Considerando-se que 450 g de massa corporal correspondem a aproximadamente 15000 kJ, qual é o ganho (ou perda) deste indivíduo por dia, em gramas? 286. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) A vitamina C, também conhecida como ácido ascórbico, é um composto orgânico, hidrossolúvel, estável ao aquecimento moderado apenas na ausência de oxigênio ou de outros oxidantes. Pode ser transformada em outros produtos pelo oxigênio do ar, em meio alcalino ou por temperaturas elevadas. Durante processos de cozimento, alimentos que contêm vitamina C apresentam perdas desta vitamina, em grande parte pela solubilização na água e, também, por alterações químicas. Em função disto, para uso doméstico, deve-se evitar o cozimento prolongado, altas temperaturas e o preparo do alimento com muita antecedência ao consumo. A análise quantitativa do ácido ascórbico em sucos e alimentos pode ser feita por titulação com solução de iodo, I2. A seguinte equação representa a transformação que ocorre nesta titulação. a) Esta reação é de oxido-redução? Justifique. Diferentemente da maioria dos ácidos orgânicos, a vitamina C não apresenta grupo carboxílico em sua molécula. b) Escreva uma equação química correspondente à dissociação iônica do ácido ascórbico em água, que justifique o seu caráter ácido. 287. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) A ingestão de cloreto de sódio, na alimentação, é essencial. Excessos, porém, causam problemas, principalmente de hipertensão. O consumo aconselhado para um adulto, situa-se na faixa de 1100 a 3300 mg de sódio por dia. Pode-se preparar uma bela e apetitosa salada misturando-se 100 g de agrião (33 mg de sódio), 100 g de iogurte (50 mg de sódio) e uma xícara de requeijão cremoso (750 mg de sódio), consumindo-a acompanhada com uma fatia de pão de trigo integral (157 mg de sódio): a) Que percentual da necessidade diária mínima de sódio foi ingerido? b) Quantos gramas de cloreto de sódio deveriam ser adicionados à salada, para atingir o consumo diário máximo de sódio aconselhado? 288. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Fontes vegetais de lipídios contêm moléculas de Elaboração: Prof. Ricardo Honda 47 a) Reproduza, na resposta, a figura do tubo correspondente à margarina “ light” , identificando as fases lipídica e aquosa. b) Admitindo que as duas margarinas tenham o mesmo preço e considerando que este preço diz respeito, apenas, ao teor da gordura de cada uma, em qual delas a gordura custa mais e quantas v ezes (multiplicação) este preço é maior do que na outra? Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 ácidos graxos (ácidos carboxílicos poli-insaturados) que apresentam estrutura cis. O processo de hidrogenação parcial destas gorduras, como por exemplo na fabricação de margarinas, pode conduzir à formação de isômeros trans, que não são desejáveis, visto que estes são suspeitos de elevarem o teor de colesterol no sangue. a) Escreva a equação química que representa, genericamente, a hidrogenação de uma dupla ligação carbono-carbono ( >C = C<). O ácido linoléico pode ser representado pela fórmula C18H32O2. b) Quantas duplas ligações( >C = C<) contêm uma molécula deste ácido? Justifique. 289. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Íons como Cu2+ , Fe3+ e Fe2+ , presentes em certos alimentos, como por exemplo maionese, podem causar a sua deterioração através da formação de peróxidos. Para evitar este problema, em alguns alimentos industrializados pode ser adicionada uma substância que complexa (reage com) estes íons, impedindo a sua ação. Esta substância, genericamente conhecida como “EDTA”, é adicionada na forma de seu sal de sódio e cálcio. A reação que ocorre entre os íons “indesejáveis” e o “EDTA” adicionado pode ser representada pela equação: Ca EDTA2- + Men+ Ï Me EDTAn-4 + Ca2+ Os valores dos logaritmos das constantes de equilíbrio para as reações de complexação desses íons com EDTA são: Men+ log Keq Fe2+ 14,4 Cu2+ 18,8 Fe3+ 25,1 a) Qual dos íons Me n+ será removido com mais eficiência? Justifique. b) Escreva a equação química que representa a reação entre Ca EDTA2- e o íon escolhido no item a da questão. 290. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) O cloreto de potássio é muitas vezes usado em dietas especiais como substituto de cloreto de sódio. O gráfico abaixo mostra a variação do sabor de uma solução aquosa de cloreto de potássio em função da concentração deste sal. Ao se preparar uma sopa (1,5 litros), foi colocada a quantidade mínima de KCl necessária para se obter sabor “salgado”, sem as componentes “amargo”e “doce”. a) Qual a quantidade, em gramas, de KCl adicionado à sopa? b) Qual a pressão osmótica p, a 57 ºC, desta solução de KCl? p = c.R.T, onde c é a concentração de partículas em mol/L, R = 0,082 L.atm.K -1.mol–1, T é a temperatura absoluta. 291. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) A expressão “omega-3” (ω3) parece ter sido definitivamente incorporada ao vocabulário moderno. Ela se refere a ácidos orgânicos de cadeia longa encontrados em óleos de peixes marinhos. Já foi comprovado que estas substâncias protegem os esquimós da Groelândia contra doenças cardiovasculares. Surge daí o estímulo que hoje se faz para que as populações ocidentais incluam, pelo menos uma vez por semana, peixe no seu cardápio. O ácido eicosapentaenóico, EPA, é um ácido graxo poli-insaturado do tipo ω3, podendo ser representado por C20:5ω3. Esta fórmula indica que a molécula do mesmo possui 20 átomos de carbono e 5 duplas ligações, e que a primeira dupla ligação localiza-se no carbono 3 da cadeia (linear), enumerando-se a partir da extremidade oposta do radical carboxila. a) Represente uma fórmula estrutural possível do ácido graxo representado por C18:3ω3. Sabe-se que compostos orgânicos que contêm duplas ligações podem reagir com iodo, I2, adicionando-o às duplas ligações. b) Quantos moles de I2 reagem, por completo, com 5,56 g do ácido C18:3ω3 do item a? 292. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) 10,0 g de um fruto de uma pimenteira foram colocados em contato com 100 mL de acetona para extrair as substânciascapsaicina e di- hidrocapsaicina, dois dos compostos responsáveis pela pungência (sensação de quente) da pimenta. A mistura resultante foi filtrada e o líquido obtido teve seu volume reduzido a 5,0 mL, por aquecimento. Estes 5,0 mL foram diluídos a 50 mL pela adição de etanol anidro. Destes 50 mL, uma porção de 10 mL foi diluída a 25 mL. A análise desta última solução, num instrumento apropriado, forneceu o gráfico representado na figura. Observou-se que a concentração da capsaicina é metade da di-hidrocapsaicina. a) Qual a relação entre as concentrações da capsaicina, na solução de 5,0 mL e na solução final? Justifique. b) Identifique o “triângulo” que corresponde à capsaicina e o “triângulo” que corresponde à di-hidrocapsaicina. Mostre claramente como você fez esta correlação. 293. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Uma receita de biscoitinhos Petit Four de laranja leva os seguintes ingredientes : Ingrediente Quantidade / gramas Densidade aparente g/cm3 Farinha de trigo 360 0,65 Carbonato ácido de amônio 6 1,5 Sal 1 2,0 Manteiga 100 0,85 Açúcar 90 0,90 Ovo 100 (2 ovos) 1,05 Raspas de casca de laranja 3 0,50 A densidade aparente da “massa” recém preparada e antes de ser assada é de 1,10 g/cm3. Entende-se por densidade aparente a relação entre a massa da “massa” ou do ingrediente, na “ forma ” em que se encontra, e o respectivo volume ocupado. a) Qual o volume ocupado pela “massa” recém preparada, correspondente a uma receita? b) Como se justifica o fato da densidade aparente da “massa ” ser diferente da média ponderada das densidades aparentes dos constituintes? 294. (UNICAMP 2003 – 2ª FASE) Considerando a questão anterior, se o carbonato ácido de amônio (hidrogeno carbonato de amônio) se decompõe totalmente pela ação do calor formando amônia, água e gás carbônico, todos no estado gasoso: a) Escreva a equação química que representa esta reação. b) Determine o volume total de gases produzidos pela decomposição do carbonato ácido de amônio em um forno a 227 °C, à pressão ambiente de 1atm. (Dada a massa molar do carbonato ácido de amônio = 79 g / mol). 295. (UNICAMP 2004 – 1ª FASE) Da caverna ao arranha-céu, o homem percorreu um longo caminho. Da aldeia, passou à cidade horizontal, e desta, à verticalização. O crescente domínio dos materiais e, portanto, o conhecimento de processos químicos teve papel fundamental nesse desenvolvimento. Uma descoberta muito antiga e muito significativa foi o uso de Ca(OH)2 para a preparação da argamassa. O Ca(OH)2 tem sido muito usado, também, na pintura de paredes, processo conhecido como caiação, onde, reagindo com um dos constituintes minoritários do ar, forma carbonato de cálcio de cor branca. a) Dê o nome comum (comercial) ou o nome científico do Ca(OH)2. b) Que faixa de valores de pH pode-se esperar para uma solução aquosa contendo Ca(OH)2 dissolvido, considerando o caráter ácido-base dessa substância? Justifique. c) Escreva a equação que representa a reação entre o Ca(OH)2 e um dos constituintes minoritários do ar, formando carbonato de cálcio. 296. (UNICAMP 2004 – 1ª FASE) No processo de verticalização das cidades, a dinamização da metalurgia desempenhou um papel essencial, já que o uso do ferro é fundamental nas estruturas metálicas e de concreto dos prédios. O ferro pode ser obtido, por exemplo, a partir do minério chamado magnetita, que é um óxido formado por íons Fe3+ e íons Fe2+ na proporção 2:1, combinados com íons de oxigênio. De modo simplificado, pode-se afirmar que na reação de obtenção de ferro metálico, faz-se reagir a magnetita com carvão, tendo dióxido de carbono como subproduto. a) Escreva a fórmula da magnetita. b) Qual é a percentagem de ferro, em massa, na magnetita? (Massas molares, em g.mol-1: Fe = 56 ; O = 16). c) Escreva a equação que representa a reação química entre a magnetita, ou um outro óxido de ferro, e o carvão produzindo ferro elementar. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 48 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 297. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) A figura abaixo representa o ciclo da água na Terra. Nela estão representados processos naturais que a água sofre em seu ciclo. Com base no desenho, faça o que se pede: a) Considerando que as nuvens são formadas por minúsculas gotículas de água, que mudança(s) de estado físico ocorre(m) no processo 1? b) Quando o processo 1 está ocorrendo, qual o principal tipo de ligação que está sendo rompido/formado na água? 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 mudança de estado físico envolvida nesse processo? 298. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) Cerca de 90% da crosta e do manto terrestres são formados por minerais silicáticos. Entender muitos processos geoquímicos significa conhecer bem o comportamento dessas rochas em todos os ambientes. Um caso particular desse comportamento na crosta é a solubilização da sílica (SiO2) por água a alta temperatura e pressão. Esse processo de dissolução pode ser representado pela equação: SiO2 (s) + 2 H2O (aq) Ï H4SiO4 (aq) Em determinado pH a 300 ºC e 500 atmosferas, a constante de equilíbrio para essa dissolução, considerando a água como solvente, é de 0,012. a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para esse processo de dissolução. b) Determine a concentração em g.L-1 de H4SiO4 aquoso quando se estabelece o equilíbrio de dissolução nas condições descritas. 299. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) Na superfície da Terra, muitos minerais constituintes de rochas sofrem transformações decorrentes das condições superficiais determinadas pelas chuvas, pelo calor fornecido pelo Sol e pela presença de matéria orgânica. Por exemplo, minerais de composição alumino-silicática poderão originar a bauxita (minério de alumínio rico em Al2O3), ou então, laterita ferruginosa (material rico em ferro), dependendo da retirada de sílica e a conseqüente concentração seletiva de óxidos de alumínio ou ferro, respectivamente. O gráfico representa as condições sob as quais se dá a solubilização em água da sílica (SiO2) e da alumina (Al2O3) a partir desses minerais, em função do pH. a) Considerando o gráfico, diga que substância predomina, em solução aquosa, sob as condições de pH 3. b) E sob as condições de pH 8, que substância predomina em solução aquosa? c) Em que faixa de pH a solubilização seletiva favorece a formação de material residual rico em Al2O3? Justifique. d) A espécie H4SiO4 formada na dissolução do SiO2, que também pode ser escrita como Si(OH)4, em solução aquosa, apresenta caráter ácido ou básico? Justifique, usando as informações contidas no gráfico. 300. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) As condições oxidativas/redutoras e de pH desempenham importantes papéis em diversos processos naturais. Desses dois fatores dependem, por exemplo, a modificação de rochas e a presença ou não de determinados metais em ambientes aquáticos e terrestres, disponíveis à vida. Ambos os fatores se relacionam fortemente à presença de bactérias sulfato-redutoras atuantes em sistemas anaeróbicos. Em alguns sedimentos, essas bactérias podem decompor moléculas simples como o metano, como está simplificadamente representado pela equação abaixo: CH4 + H2SO4 Ï H2S + CO2 + 2 H2O a) Considerando o caráter ácido-base dos reagentes e produtos, assim como a sua força relativa, seria esperado um aumento ou diminuição do pH da solução onde a bactéria atua? Justifique. b) Nas condições padrão, esse processo seria endotérmico ou exotérmico? Justifique com o cálculo da variação de entalpia dessa reação nas condições padrão. Dados: Entalpias padrão de formação em kJ.mol-1: CH4 = -75; H2SO4 = -909; H2S = -21; CO2 = -394; H2O = -286. 301.(UNICAMP 2004 – 2ª FASE) A matéria orgânica viva contém uma relação 14C / 12C constante. Com a morte do ser vivo, essa razão 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 anômala de substâncias orgânicas. Uma amostra da água foi retirada para análise. Estudando-se os resultados analíticos referentes à relação 14C / 12C, concluiu-se que a poluição estava sendo provocada por uma indústria petroquímica e não pela decomposição natural de animais ou plantas que tivessem morrido recentemente. a) Como foi possível, com a determinação da relação 14C / 12C, afirmar com segurança que o problema tinha se originado na indústria petroquímica? b) Descreva, em poucas palavras, duas formas pelas quais a presença dessa matéria orgânica poderia ter provocado a mortandade de peixes. 302. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) A síntese de alimentos no ambiente marinho é de vital importância para a manutenção do atual equilíbrio do sistema Terra. Nesse contexto, a penetração da luz na camada superior dos oceanos é um evento fundamental. Ela possibilita, por exemplo, a fotossíntese, que leva à formação do fitoplâncton, cuja matéria orgânica serve de alimento para outros seres vivos. A equação química abaixo, não-balanceada, mostra a síntese do fitoplâncton. Nessa equação o fitoplâncton é representado por uma composição química média. CO2 + NO3- + HPO42- + H2O + H+ ë C106H263O110N16P + 138 O2 a) Reescreva essa equação química balanceada. b) De acordo com as informações do enunciado, a formação do fitoplâncton absorve ou libera energia? Justifique. c) Além da produção de alimento, que outro benefício a formação do fitoplâncton fornece para o sistema Terra? 303. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) É voz corrente que, na Terra, tudo nasce, cresce e morre dando a impressão de um processo limitado a um início e a um fim. No entanto, a vida é permanente transformação. Após a morte de organismos vivos, a decomposição microbiológica é manifestação de ampla atividade vital. As plantas, por exemplo, contêm lignina, que é um complexo polimérico altamente hidroxilado e metoxilado, multi-ramificado. Após a morte do vegetal, ela se transforma pela ação microbiológica. A substância I, cuja fórmula estrutural é mostrada no esquema abaixo, pode ser considerada como um dos fragmentos de lignina. Esse fragmento pode ser metabolizado por certos microorganismos, que o transformam na substância II. a) Reproduza a fórmula estrutural da substância II, identifique e dê os nomes de três grupos funcionais nela presentes. b) Considerando as transformações que ocorrem de I para II, identifique um processo de oxidação e um de redução, se houver. 304. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) Os gêiseres são um tipo de atividade vulcânica que impressiona pela beleza e imponência do espetáculo. A expulsão intermitente de água em jatos na forma de chafariz é provocada pela súbita expansão de água profunda, superaquecida, submetida à pressão de colunas de água que chegam até à superfície. Quando a pressão da água profunda supera a da coluna de água, há uma súbita expansão, formando-se o chafariz até a exaustão completa, quando o ciclo recomeça. a) Se a água profunda estiver a 300 ºC e sua densidade for 0,78 g.cm-3, qual será a pressão (em atmosferas) de equilíbrio dessa água supondo-se comportamento de gás ideal? R = 82 atm.cm3.mol-1.K-1. b) Nas imediações dos gêiseres, há belíssimos depósitos de sais inorgânicos sólidos que se formam a partir da água que aflora das profundezas. Dê dois motivos que justifiquem tal ocorrência. 305. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) Existem várias hipóteses quanto à origem da Terra e sobre os acontecimentos que geraram as condições físico-químico-biológicas dos dias de hoje. Acredita-se que o nosso planeta tenha se formado há cerca de 4550 milhões de anos. Um dos estágios, logo no início, deve ter sido o seu aquecimento, principalmente pela radioatividade. A figura mostra a produção de energia a partir de espécies radioativas e suas abundâncias conhecidas na Terra. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 49 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 306. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) Coincidentemente, duas equipes independentes de geólogos brasileiros encontraram dois meteoritos. Um foi encontrado em Cabaceiras, Paraíba, na região do polígono das secas e o outro em São Félix do Xingu, na Amazônia. Os dois eram, essencialmente, constituídos por ferro metálico. Um deles (A), no entanto, apresentava uma película de Fe2O3.H2O de 300 x 10-6 m de espessura, enquanto que o outro (B) apresentava uma superfície pouco alterada. Suspeita-se que ambos tiveram a mesma origem, tendo, portanto, a mesma composição química original. O gráfico abaixo representa a formação de Fe2O3.H2O em função do tempo, em presença de ar atmosférico com umidades relativas diferentes. a) Qual dos meteoritos, A ou B, caiu na região do Xingu? Justifique. b) Escreva a equação química que representa a formação da substância que recobre a superfície do meteorito. c) Há quanto tempo, pode-se estimar, caiu na Terra o meteorito que foi encontrado oxidado? 307. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) O nitrogênio é importantíssimo para a vida na Terra. No entanto, para que entre nos ciclos biológicos é fundamental que ele seja transformado, a partir da atmosfera, em substâncias aproveitáveis pelos organismos vivos. O diagrama abaixo mostra, de modo simples, o seu ciclo na Terra. Os retângulos representam os reservatórios naturais contendo quantidades de compostos de nitrogênio. No diagrama estão representados os processos envolvidos, as quantidades totais de nitrogênio e, em cada retângulo, as espécies predominantes. a) Quais dos processos representam oxidação de uma espécie química em outra? b) Em qual espécie química desse ciclo o nitrogênio apresenta o maior número de oxidação? Qual é o seu número de oxidação nesse caso? Mostre como chegou ao resultado. c) Qual é o número total de moles de átomos de nitrogênio no sistema representado? 308. (UNICAMP 2004 – 2ª FASE) A Terra é um sistema em equilíbrio altamente complexo, possuindo muitos mecanismos auto-regulados de proteção. Esse sistema admirável se formou ao longo de um extenso processo evolutivo de 4550 milhões de anos. A atmosfera terrestre é parte integrante desse intrincado sistema. A sua existência, dentro de estreitos limites de composição, é essencial para a preservação da vida. No gráfico abaixo, pode-se ver a abundância relativa de alguns de seus constituintes em função da altitude. Um outro constituinte, embora minoritário, que não se encontra na figura é o ozônio, que age como filtro protetor da vida na alta atmosfera. Na baixa atmosfera, a sua presença é danosa à vida, mesmo em concentrações relativamente baixas. a) Considerando que o ozônio seja formado a partir da combinação de oxigênio molecular com oxigênio atômico, e que este seja formado a partir da decomposição do oxigênio molecular, escreva uma seqüência de equações químicas que mostre a formação do ozônio. b) Tomando como base apenas o gráfico e as reações químicas citadas no item a, estime em que altitude a formação de ozônio é mais favorecida do ponto de vista estequiométrico. Justifique. 309. (UNICAMP 2005 – 1ª FASE) No início das transmissões radiofônicas, um pequeno aparelho permitia a recepção do sinal emitido por estações de rádio. Era o chamado rádio de galena, cuja peça central constituía-se de um cristal de galena, que é um mineral de chumbo, na forma de sulfeto, de cor preta. O sulfeto de chumbo tambémaparece em quadros de vários pintores famosos que usaram carbonato básico de chumbo como pigmento branco. Com o passar do tempo, este foi se transformando em sulfeto de chumbo pela ação do gás sulfídrico presente no ar, afetando a luminosidade da obra. Para devolver à pintura a luminosidade original que o artista pretendeu transmitir, ela pode ser tratada com peróxido de hidrogênio, que faz com que o sulfeto de chumbo transforme-se em sulfato, de cor branca. a) Escreva os símbolos químicos do chumbo e do enxofre. Lembre-se de que os símbolos químicos desses elementos se originam de seus nomes latinos “plumbum” e “sulfur”. b) Escreva a equação química que representa a transformação do sulfeto de chumbo em sulfato de chumbo pela ação do peróxido de hidrogênio. c) Dentre as transformações químicas citadas nesta questão, alguma delas corresponde a uma reação de óxido-redução? Responda sim ou não e justifique a sua resposta. 310. (UNICAMP 2005 – 1ª FASE) Feromônios são substâncias químicas usadas na comunicação entre indivíduos de uma mesma espécie. A mensagem química tem como objetivo provocar respostas comportamentais relativas à agregação, colaboração na obtenção de alimentos, defesa, acasalamento, etc. Há uma variedade de substâncias que exercem o papel de feromônios, como o CH3(CH2)3CH2OH (sinal de alerta) e o CH3CH2CO(CH2)5CH3 (preparar para a luta). Uma mariposa chamada Bombyx disparate segrega um feromônio sexual capaz de atrair os machos da espécie numa distância de até 800 metros. Tal substância apresenta, na molécula, a função epóxi. Um fragmento de uma molécula desse feromônio, contendo apenas o principal grupo funcional, pode ser representado simplificadamente como -CHOCH-. a) Copie as duas fórmulas das substâncias citadas acima. Em cada uma delas, marque e dê o nome de uma função química presente. b) Escreva o nome químico da substância referente ao sinal de alerta. c) Desenhe a “fórmula estrutural” do fragmento -CHOCH-. 311. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Pode-se imaginar que o ser humano tenha pintado o próprio corpo com cores e formas, procurando imitar os animais multicoloridos e assim adquirir as suas qualidades: a rapidez da gazela; a força do tigre; a leveza das aves... A pintura corporal é ainda muito usada entre os índios brasileiros. Os desenhos, as cores e as suas combinações estão relacionados com solenidades ou com atividades a serem realizadas. Para obter um corante vermelho, com o que pintam o corpo, os índios brasileiros trituram sementes de urucum, fervendo esse pó com água. A cor preta é obtida da fruta jenipapo ivá. O suco que dela é obtido é quase incolor, mas depois de esfregado no corpo, em contato com o ar, começa a escurecer até ficar preto. a) No caso do urucum, como se denomina o processo de obtenção do corante usando água? b) Cite dois motivos que justifiquem o uso de água quente em lugar de água fria no processo extrativo do corante vermelho. c) Algum dos processos de pintura corporal, citados no texto, envolve uma transformação química? Responda sim ou não e justifique. 312. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Hoje em dia, com o rádio, o computador e o telefone celular, a comunicação entre pessoas à distância é algo quase que “banalizado”. No entanto, nem sempre foi assim. Por exemplo, algumas tribos de índios norte-americanas utilizavam códigos com fumaça produzida pela queima de madeira para se comunicarem à distância. A fumaça é visível devido à dispersão da luz que sobre ela incide. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 50 a) Quantas v ezes a produção de energia radiogênica (radioativ a) era maior na época inicial de formação da Terra, em relação aos dias atuais? b) Quais foram os dois principais elementos responsáv eis pela produção de energia radiogênica na época inicial de formação da Terra? c) E nos dias de hoje, quais são os dois principais elementos responsáv eis pela produção dessa energia? Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 a) Considerando que a fumaça seja constituída pelo conjunto de substâncias emitidas no processo de queima da madeira, quantos “estados da matéria” ali comparecem? Justifique. b) Pesar a fumaça é difícil, porém, “para se determinar a massa de fumaça formada na queima de uma certa quantidade de madeira, basta subtrair a massa de cinzas da massa inicial de madeira”. Você concorda com a afirmação que está entre aspas? Responda sim ou não e justifique. 313. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Os sistemas de comunicação e transporte criados pelo homem foram evoluindo ao longo do tempo. Assim, em fins do século XVIII, apareceram os balões, cujo desenvolvimento ocorreu durante todo o século XIX, chegando ao século XX com os dirigíveis cheios de hidrogênio e, mais recentemente, de hélio. Nesse processo, o brasileiro Santos Dumont contribuiu de modo significativo. Os “Zeppelins”, dirigíveis cheios de hidrogênio, estão, ainda, entre as maiores naves aéreas já construídas pelo homem. O mais famoso deles, o Hindemburg, começou a sua história em 1936, terminando em maio de 1937, num dos maiores acidentes aéreos já vistos e filmados. O seu tamanho era incrível, tendo cerca de 250 metros de comprimento, com um volume de 200 x 106 litros, correspondendo a 8,1 x 106 moles de gás. a) No dia 6 de maio de 1937, ao chegar a Nova Iorque, o Hindemburg queimou em chamas. Escreva a equação química que representa a reação principal da queima nesse evento. b) Se o hidrogênio necessário para encher totalmente o Hindemburg fosse obtido a partir da reação de ferro com ácido (dando Fe2+), quantos quilogramas de ferro seriam necessários? 314. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Apesar dos problemas que traz, o automóvel é um grande facilitador de comunicação. Já em meados do século XX, a participação do automóvel na sociedade humana estava muito bem estabelecida. Até recentemente, para aumentar a octanagem da gasolina (e por interesses de grupos econômicos), nela era adicionado um composto de chumbo. Quando a sociedade percebeu os males que o chumbo liberado na atmosfera trazia, ocorreram pressões sociais que levaram, pouco a pouco, ao abandono desse aditivo. O gráfico abaixo mostra uma comparação entre a concentração média de chumbo, por indivíduo, encontrada no sangue de uma população, em determinado lugar, e a quantidade total de chumbo adicionado na gasolina, entre os anos de 1976 e 1980. a) Sabendo-se que o composto de chumbo usado era o tetraetilchumbo, e que esse entrava na corrente sangüínea sem se alterar, qual era a concentração média (em mol.L - 1) desse composto no sangue de um indivíduo, em meados de 1979? b) “O fato de a curva referente à gasolina quase se sobrepor à do sangue significa que todo o chumbo emitido pela queima da gasolina foi absorvido pelos seres humanos”. Você concorda com esta afirmação? Responda sim ou não e justifique com base apenas no gráfico. 315. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Desde os primórdios, o ser humano desejou voar. Aquela facilidade com que as aves singravam pelos ares despertava-lhe a ânsia de se elevar como elas pelos céus. Muito recentemente esse desejo foi realizado e até superado. Não só o ser humano voa, de certo modo imitando os pássaros, como vai além da atmosfera do planeta, coisa que os pássaros não fazem. Algumas naves espaciais são equipadas com três tanques cilíndricos. Dois referentes ao hidrogênio e um ao oxigênio, líquidos. A energia necessária para elevar uma nave é obtida pela reação entre esses dois elementos. Nas condições do vôo, considere as seguintes densidades dos dois líquidos: hidrogênio 0,071 g.cm-3 e oxigênio 1,14 g.cm-3. a) Se o volume total de hidrogênio nos dois tanques é de 1,46 x 106 litros,qual deve ser a capacidade mínima, em litros, do tanque de oxigênio para que se mantenha a relação estequiométrica na reação entre ambos? b) Nas condições restritas das questões 3 e 5, em que situação há liberação de maior quantidade de energia: no desastre do Hindemburg ou no vôo da nave espacial? Justifique. 316. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) A comunicação que ocorre entre neurônios merece ser destacada. É através dela que se manifestam as nossas sensações. Dentre as inúmeras substâncias que participam desse processo, está a 2-feniletilamina a qual se atribui o “ficar enamorado”. Algumas pessoas acreditam que sua ingestão poderia estimular o “processo do amor” mas, de fato, isto não se verifica. A estrutura da molécula dessa substância está abaixo representada. a) Considerando que alguém ingeriu certa quantidade de 2-feniletilamina, com a intenção de cair de amores, escreva a equação que representa o equilíbrio ácido-base dessa substância no estômago. Use fórmulas estruturais. b) Em que meio (aquoso) a 2-feniletilamina é mais solúvel: básico, neutro ou ácido? Justifique. 317. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) A comunicação implica transmissão de informação. É o que acontece no processo de hereditariedade através do DNA, em que são passadas informações de geração em geração. A descoberta da estrutura do DNA, na metade do século XX, representou um grande avanço para a humanidade. Wilkins, Watson e Crick ganharam o Prêmio Nobel em 1962 por essa descoberta. Para que seja mantida a estrutura da dupla hélice do DNA, segundo as regras de Chargaff, existem ligações químicas entre pares das bases abaixo mostradas, observando-se, também, que os pares são sempre os mesmos. a) Considerando apenas as informações dadas em negrito, quais seriam as possíveis combinações entre as bases 1, 2, 3 e 4? Justifique. b) Na verdade, somente duas combinações do item a ocorrem na natureza. Justifique esse fato em termos de interações intermoleculares. 318. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) O óxido nítrico (NO) é um gás que, produzido por uma célula, regula o funcionamento de outras células, configurando-se como um princípio sinalizador em sistemas biológicos. Essa descoberta não só conferiu o Prêmio Nobel de Medicina em 1998 para Ignaro, Furchgott e Murad, como também abriu as portas para muitos progressos científicos nesta área, inclusive no desenvolvimento do Viagra®. Como fármaco, a produção do NO começa com a reação entre SO2, ácido nítrico e água, originando, além desse gás, o ácido sulfúrico. Como produto final, o NO é comercializado em cilindros de 16 litros, diluído em N2. A concentração máxima é de 0,08 % em massa. Este cilindro chega a fornecer cerca de 2400 litros de gás a 25 ºC e 1 atmosfera. a) Escreva a equação química da reação de produção do NO. b) Qual é a massa aproximada de NO contida no cilindro a que se refere o texto da questão? 319. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) As plantas necessitam se comunicar com insetos e mesmo com animais superiores na polinização, frutificação e maturação. Para isso, sintetizam substâncias voláteis que os atraem. Um exemplo desse tipo de substâncias é o 3-penten-2-ol, encontrado em algumas variedades de manga, morango, pêssego, maçã, alho, feno e até mesmo em alguns tipos de queijo como, por exemplo, o parmesão. Alguns dos seus isômeros atuam também como feromônios de agregação de certos insetos. a) Sabendo que o 3-penten-2-ol apresenta isomeria cis-trans, desenhe a fórmula estrutural da forma trans. b) O 3-penten-2-ol apresenta também outro tipo de isomeria. Diga qual é, e justifique a sua resposta utilizando a fórmula estrutural. 320. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Câmeras fotográficas, celulares e computadores, todos veículos de comunicação, têm algo em comum: pilhas (baterias). Uma boa pilha deve ser econômica, estável, segura e leve. A pilha perfeita ainda não existe. Simplificadamente, pode-se considerar que uma pilha seja constituída por dois eletrodos, Elaboração: Prof. Ricardo Honda 51 A representação simplificada da estrutura do DNA, v ista ao lado, pode ser comparada a uma “escada espiralada” (α-hélice), onde o tamanho dos degraus é sempre o mesm o e a largura da escada é perfeitam ente constante. As bases estão ligadas ao corrim ão da escada pelo nitrogênio assinalado com asterisco nas fórmulas abaixo. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 sendo um deles o anodo, formado por um metal facilmente oxidável, como ilustrado pela equação envolvendo o par íon / metal: M Ï Mn+ + n e- A capacidade eletroquímica de um eletrodo é definida como a quantidade teórica de carga elétrica produzida por grama de material consumido. A tabela a seguir mostra o potencial padrão de redução de cinco metais que poderiam ser utilizados, como anodos, em pilhas: Par íon / metal Potencial padrão de redução / volts Ag+ / Ag + 0,80 Ni2+ / Ni - 0,23 Cd2+ / Cd - 0,40 Cr3+ / Cr - 0,73 Zn2+ / Zn - 0,76 a) Considere para todas as possíveis 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 possível? Justifique. 321. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Uma das grandes novidades em comunicação é a fibra óptica. Nesta, a luz é transmitida por grandes distâncias sem sofrer distorção ou grande atenuação. Para fabricar fibra óptica de quartzo, é necessário usar sílica de alta pureza, que é preparada industrialmente usando uma seqüência de reações cujas equações (não balanceadas) estão representadas a seguir: I- SiO2 (s) + C (s) → Si (s) + CO2 (g) II- Si (s) + Cl2 (g) → SiCl4 (g) III- SiCl4 (g) + O2 (g) → SiO2 (s) + Cl2 (g) a) Na obtenção de um tarugo de 300 g de sílica pura, qual a quantidade de energia (em kJ) envolvida? Considere a condição padrão. (Dados de entalpia padrão de formação em kJ.mol-1: SiO2 (s) = -910; CO2 (g) = -394; SiCl4 (g) = -657. b) Com a sílica produzida (densidade = 2,2 g.cm-3), foi feito um tarugo que, esticado, formou uma fibra de 0,06 mm de diâmetro. Calcule o comprimento da fibra esticada, em metros. 322. (UNICAMP 2005 – 2ª FASE) Computadores, televisores, transformadores elétricos, tintas e muitas outras utilidades que facilitam a comunicação, já empregaram os PCBs (compostos bifenílicos policlorados). Infelizmente, a alta estabilidade dos PCBs, aliada às suas características prejudiciais, os colocou dentre os mais indesejáveis agentes poluentes. Esses compostos continuam, ainda, presentes no ar, na água dos rios e mares, bem como em animais aquáticos e terrestres. O gráfico 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 nível letal de PCBs para o ser humano seja 1300 ppm. Será possível que este nível de PCBs seja alcançado, ao longo de sua vida, considerando a alimentação como única forma de ingestão de PCBs? Responda sim ou não e justifique. b) Após realizar exames de laboratório, uma moça 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 não e justifique, sabendo que o limite seguro é de aproximadamente 0,2 ppm. 323. (UNICAMP 2006 – 1ª FASE) A utilização do gás natural veicular (GNV) já é uma realidade nacional no transporte de passageiros e de mercadorias, e vem crescendo cada vez mais em nosso país.Esse gás é uma mistura de hidrocarbonetos de baixa massa molecular, em que o componente majoritário é o mais leve dos alcanos. É o combustível “não renovável” que tem menor impacto ambiental. Sua combustão nos motores se processa de forma completa sendo, portanto, baixíssima a emissão de monóxido de carbono. a) O principal constituinte do GNV é o mais simples dos hidrocarbonetos de fórmula geral CnH2n+2. Escreva o nome e desenhe a fórmula estrutural desse constituinte. b) Nos postos de abastecimento, os veículos são comumente abastecidos até que a pressão do seu tanque atinja 220 atmosferas. Considerando que o tanque do veículo tenha uma capacidade de 100 litros, qual deveria ser o volume do tanque se essa mesma quantidade de gás fosse armazenada à pressão de uma atmosfera, e à mesma temperatura? c) Considerando que, na combustão, o principal componente do GNV seja totalmente convertido a dióxido de carbono e água, escreva a equação química para essa reação. 324. (UNICAMP 2006 – 1ª FASE) O biodiesel é um combustível alternativo que pode ser produzido a partir de óleos vegetais, novos ou usados, ou gorduras animais, através de um processo químico conhecido como transesterificação ou alcoólise. Nesse processo, moléculas de álcool substituem a do glicerol (glicerina) no éster de partida (óleo ou gordura), liberando essa molécula. A massa reacional final é constituída de duas fases líquidas imiscíveis. A fase mais densa é composta de glicerina bruta, impregnada com excessos utilizados de álcool, água e impurezas, e a menos densa é uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos, conforme a natureza do álcool utilizado na reação de transesterificação. a) De acordo com as informações do texto, após o processo de transesterificação, qual fase interessa na obtenção do biodiesel, a inferior ou a superior? Justifique. b) O biodiesel não contém enxofre em sua composição. Com base nessa informação, pode-se afirmar que “A combustão do biodiesel apresenta vantagens em relação à do diesel do petróleo, no que diz respeito ao fenômeno da chuva ácida”? Justifique sua resposta. c) O Brasil consome anualmente cerca de 36 bilhões de litros de óleo diesel, sendo 10% importados já refinados, enquanto a produção de óleos vegetais é de 3,6 bilhões de litros, aproximadamente. Se desse óleo vegetal restassem 50% como resíduo e esse resíduo fosse transformado em biodiesel, em quantos por cento seria diminuída a importação de óleo diesel já refinado? Considere que o volume de biodiesel produzido seja igual ao do material de partida. Mostre os cálculos. 325. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) O medicamento dissulfiram, cuja fórmula estrutural está representada abaixo, tem grande importância terapêutica e social, pois é usado no tratamento do alcoolismo. A administração de dosagem adequada provoca no indivíduo grande intolerância a bebidas que contenham etanol. a) Escreva a fórmula molecular do dissulfiram. b) Quantos pares de elétrons não compartilhados existem nessa molécula? c) Seria possível preparar um composto com a mesma estrutura do dissulfiram, no qual os átomos de nitrogênio fossem substituídos por átomos de oxigênio? Responda sim ou não e justifique. 326. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) A dor pode resultar do rompimento de tecidos onde se formam várias substâncias, como as prostaglandinas, que a potencializam. Fundamentalmente, essas moléculas apresentam um anel saturado de cinco átomos de carbono, contendo duas cadeias laterais vizinhas, sendo que cada uma possui uma dupla ligação. Uma das cadeias laterais contém sete átomos de carbono, incluindo o carbono de um grupo ácido carboxílico terminal e a dupla ligação entre os carbonos 2 e 3 a partir do anel. A outra cadeia contém oito átomos de carbono, com um grupo funcional hidroxila no terceiro carbono a partir do anel e a dupla ligação entre os carbonos 1 e 2 a partir do anel. a) Desenhe a fórmula estrutural da molécula descrita no texto. b) Identifique com um círculo, na fórmula do item a, um carbono assimétrico. c) Calcule a massa molar da prostaglandina. 327. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) O cloridrato de atomoxetina, um inibidor seletivo da recaptação de adrenalina, recomendado para o tratamento de hiperatividade e déficit de atenção, pode ser representado, simplificadamente, por R´R´´NH2+Cl-. Como medicamento, ele pode se apresentar em cápsulas com 30 mg do cloridrato, administradas exclusivamente por via oral. a) Mostre, com uma equação química, a dissociação desse medicamento em água. b) Ao se dissolver esse medicamento em água, o meio se tornará ácido, básico ou neutro? Justifique. c) Suponha que alguém que não consiga engolir cápsulas tenha dissolvido completamente o conteúdo de uma delas em 50 mL de água. Qual é a concentração do cloridrato de atomoxetina em grama por litro de água nessa solução? Use o enunciado e o gráfico seguintes para responder às questões 328 e 329: A eficiência na administração oral de um medicamento leva em conta vários parâmetros, dentre os quais: o tempo para se atingir a concentração máxima na corrente sanguínea; a concentração mínima efetiva (CME), que é a concentração mínima necessária para que o paciente apresente resposta adequada ao medicamento; a quantidade total de medicamento no sangue após a sua administração. O diagrama abaixo mostra a variação da concentração no sangue (microgramas por mililitro — µg/mL), em função do tempo, para a mesma quantidade de um mesmo medicamento em duas formulações Elaboração: Prof. Ricardo Honda 52 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 diferentes. 328. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) Aspectos cinéticos do uso do medicamento: a) Que formulação é absorvida mais rapidamente? b) Que formulação apresenta maior tempo de manutenção da concentração mínima efetiva? E qual é esse tempo? c) Se o paciente iniciar o tratamento com a formulação A, e em seguida passar para a formulação B, depois de quantas horas da ingestão da formulação A ele deve iniciar a ingestão da formulação B? Explique. 329. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) Aspectos econômicos e de dosagem no uso do medicamento: a) Considere que um determinado tratamento deve se prolongar por sete dias, independentemente da formulação utilizada (A ou B), e que as cápsulas de ambas as formulações têm a mesma quantidade do medicamento, custam o mesmo preço e podem ser compradas por unidade. Qual tratamento custaria menos? Explique. b) Um paciente que precisa ingerir, por exemplo, 10 mg do medicamento e tem à sua disposição comprimidos de 20 mg, simplesmente corta o comprimido ao meio e ingere apenas uma metade por vez. Suponha o caso de alguém que precisa ingerir a quantidade de 10 mg do princípio ativo, mas que tem à sua disposição o medicamento na forma de uma solução aquosa na concentração de 20 mg por gota. Como essa pessoa poderia proceder, considerando que seja impossível “cortar” uma gota pela metade? 330. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) Algumas misturas gasosas podem ser importantes em ambientes hospitalares, assim como na prática de esportes, como mergulho autônomo a grandes profundidades. Uma dessas misturas, denominada Trimix, contém 16% de oxigênio, 24% de hélio e 60% de nitrogênio (porcentagem em volume). Suponha um cilindro de Trimix mantido à temperatura ambiente e a uma pressão de 9000 kPa. a) Escreva as fórmulas dos gases da mistura. b) Qual é a pressão parcial do hélio no cilindro? Mostre os cálculos. c) Qual é a massa molar média da mistura? Mostre os cálculos. (Dado: R = 8,3 kPa.L.mol-1.K-1) 331. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) O tetraidrocanabinol (THC) vem sendo utilizado, mediante controle legal, como coadjuvantepara o tratamento de náuseas, enjôos e ânsia de vômito de pacientes que se submetem a tratamento quimioterápico; para interromper ou reverter a perda de peso de portadores de AIDS e para combater o aumento da pressão ocular (glaucoma). Essa substância é encontrada na planta Cannabis sativa, conhecida popularmente como maconha. O skank, um tipo de maconha cultivada em laboratório, pode apresentar até 17,5% em massa de THC, enquanto a planta comum contém 2,5%. a) De acordo com o texto, o THC é um agente que combate o vírus da AIDS? Responda sim ou não e justifique. b) Para aviar uma receita, um farmacêutico decidiu preparar uma mistura de vegetais, composta por 1/3 de skank, 30 g de maconha e 1/5 de matéria vegetal sem THC, em massa. Qual é a massa total da mistura? Mostre os cálculos. c) Qual é a porcentagem em massa de THC na mistura sólida preparada pelo farmacêutico? Mostre os cálculos. 332. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) O uso de substâncias poliméricas para a liberação controlada de medicamentos vem sendo investigado, também, em tratamentos oftalmológicos. Os polímeros derivados dos ácidos glicólico e lático têm-se revelado muito promissores para essa finalidade. A estrutura abaixo representa um polímero desse tipo. Se R for um H, trata-se de um polímero derivado do ácido glicólico e, se R for um CH3, trata-se do ácido lático. Na formação de qualquer um desses polímeros, a partir dos correspondentes ácidos, ocorre a eliminação de água. a) Um determinado polímero apresenta, alternadamente, fragmentos dos ácidos lático e glicólico. Desenhe a fórmula estrutural desse polímero, usando como modelo a estrutura acima. No processo de biodegradação desse tipo de polímero mostrado na figura, inicialmente ocorre a hidrólise. O produto resultante desse processo é decomposto (no ciclo de Krebs), formando os mesmos produtos que seriam resultantes de sua combustão. Considerando que o fragmento polimérico da figura apresentada seja formado, apenas, a partir do ácido lático: b) Escreva a equação química da hidrólise do polímero. c) Escreva a equação química da oxidação da substância produzida na reação do item b. 333. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) Uma mãe levou seu filho ao médico, que diagnosticou uma anemia. Para tratar o problema, foram indicados comprimidos compostos por um sulfato de ferro e vitamina C. O farmacêutico que aviou a receita informou à mãe que a associação das duas substâncias era muito importante, pois a vitamina C evita a conversão do íon ferro a um estado de oxidação mais alto, uma vez que o íon ferro só é absorvido no intestino em seu estado de oxidação mais baixo. a) Escreva a fórmula do sulfato de ferro utilizado no medicamento. b) Escreva o símbolo do íon ferro que não é absorvido no intestino. c) No caso desse medicamento, a vitamina C atua como um oxidante ou como um anti- oxidante? Explique. 334. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) A figura abaixo esquematiza o sistema digestório humano que desempenha um importante papel na dissolução e absorção de substâncias fundamentais no processo vital. De maneira geral, um medicamento é absorvido quando suas moléculas se encontram na forma neutra. Como se sabe, o pH varia ao longo do sistema digestório. a) Associe as faixas de valores de pH (7,0 - 8,0; 1,0 - 3,0 e 6,0 - 6,5) com as partes do sistema digestório humano indicadas no desenho. b) Calcule a concentração média de H+ em mol/L no estômago. (Dados: log 2 = 0,30; log 3 = 0,48; log 5 = 0,70 e log 7 = 0,85). c) Em que parte do sistema digestório a substância representada abaixo será preferencialmente absorvida? Justifique. 335. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) O excesso de acidez gástrica pode levar à formação de feridas na parede do estômago, conhecidas como úlceras. Vários fatores podem desencadear a úlcera gástrica, tais como a bactéria Heliobacter pylori, presente no trato gastrointestinal, o descontrole da bomba de prótons das células do estômago etc. Sais de bismuto podem ser utilizados no tratamento da úlcera gástrica. No estômago, os íons bismuto se ligam aos citratos, levando à formação de um muco protetor da parede estomacal. a) Considerando que no acetato de bismuto há uma relação de 3:1 (ânion:cátion), qual é o estado de oxidação do íon bismuto nesse composto? Mostre. b) Escreva a fórmula do acetato de bismuto. c) Sabendo-se que o ácido cítrico tem três carboxilas e que sua fórmula molecular é C6H8O7 , escreva a fórmula do citrato de bismuto formado no estômago. 336. (UNICAMP 2006 – 2ª FASE) Nas questões anteriores, foi mostrado o importante papel que a Química desempenha na saúde; entretanto, erros humanos podem acontecer com graves conseqüências. Em 2003, por exemplo, cerca de vinte pessoas que se submeteram a exame de raios X faleceram pela ingestão de uma suspensão de sulfato de bário mal preparado. Este sal é muito pouco solúvel em água, mesmo em soluções ácidas. O método utilizado para a sua preparação pode ter sido a reação direta entre o carbonato de bário (sal muito pouco solúvel em água) e uma solução de ácido sulfúrico. Esse método não seria o mais indicado para o caso. a) Escreva a equação química da aludida reação de preparação, conforme o texto. b) Supondo que tenham sido utilizados 600 quilogramas de carbonato de bário e excesso de ácido sulfúrico, qual seria a massa de sulfato de bário obtida se o rendimento da reação fosse de 100%? c) Se a síntese do sulfato de bário tivesse ocorrido com rendimento de 100%, o trágico acidente não teria acontecido. Certamente as mortes foram provocadas pela presença de íons bário “livres” no organismo das pessoas. Justifique quimicamente esse fato. 337. (UNICAMP 2007 – 1ª FASE) O açúcar O branco açúcar que adoçará meu café Elaboração: Prof. Ricardo Honda 53 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 nesta manhã de Ipanema não foi produzido por mim nem surgiu dentro do açucareiro por milagre. Vejo-o puro e afável ao paladar como beijo de moça, água na pele, flor que se dissolve na boca. Mas este açúcar não foi feito por mim. Este açúcar veio da mercearia da esquina e tampouco o fez o Oliveira, dono da mercearia. Este açúcar veio de uma usina de açúcar em Pernambuco ou no Estado do Rio e tampouco o fez o dono da usina. Este açúcar era cana e veio dos canaviais extensos que não nascem por acaso no regaço do vale. Em lugares distantes, onde não há hospital nem escola, homens que não sabem ler e morrem de fome aos 27 anos plantaram e colheram a cana que viraria açúcar. Em usinas escuras, homens de vida amarga e dura produziram este açúcar branco e puro com que adoço meu café esta manhã em Ipanema. (Ferreira Gullar, Dentro da noite veloz. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1975, p. 44, 45.) O poema apresentado faz alusão ao açúcar da cana. A preocupação do poeta não é com a química, embora passagens do poema possam permitir alguma leitura nessa área. Nas questões a serem respondidas, serão citadas algumas passagens do poema, que, sugere-se, seja lido no todo para facilitar as respostas. a) No início o poeta fala em “branco açúcar” e depois usa “vejo-o puro”. Justifique, sob um ponto de vista químico, por que nem sempre é apropriado associar as palavras “branco” e “puro”. b) Mais à frente, o poeta usa a construção: "flor que dissolve na boca". Se essa frase fosse usada por um químico, como ele justificaria, através de interações intermoleculares, o processo mencionado? c) Quase ao final, o poeta usa a expressão: "plantaram e colheram a cana que viraria açúcar". Se um químico estivesse usando essa frase numa explanação sobre o processo de fabricação do açúcar, muito provavelmente ele colocaria, após a palavra "cana", uma seqüência de termos técnicos para descrevero processo de obtenção do açúcar, e eliminaria as palavras" que viraria açúcar". A seguir são listados os termos que o químico usaria. Coloque-os (todos) na seqüência certa que o químico usaria ao descrever a produção do açúcar, reescrevendo a frase completa: secaram-no, cristalizaram o açúcar, ensacando-o, concentraram o caldo, moeram-na, centrifugaram-no. 338. (UNICAMP 2007 – 1ª FASE) O Brasil, em razão de suas condições climáticas, apresenta grande potencial para a produção de combustíveis renováveis a partir de produtos agrícolas. O etanol já é uma realidade há mais de vinte anos e agora o biodiesel começa a ser produzido, em escala industrial, a partir de óleos vegetais. Uma das possibilidades para a obtenção desse óleo vegetal é a soja. A soja contém cerca de 20% (massa/massa) de óleo comestível no grão seco, enquanto cada tonelada de cana fornece, em média, 80 litros de etanol. Um fato químico interessante é que esse óleo comestível pode ser transformado em biodiesel pela reação de transesterificação com etanol em condições apropriadas. a) Com que outro nome o etanol também é conhecido? b) Sabendo-se que o óleo de soja e o etanol têm densidades muito próximas, aproximadamente 0,80 g/cm3 à temperatura ambiente, qual cultura produziria maior quantidade de líquido (óleo ou álcool), a soja ou a cana-de-açúcar, considerando-se uma produtividade média de 2600 kg de grãos de soja por hectare e a da cana como 80 toneladas/hectare? Justifique com cálculos. c) A reação de transesterificação a que o texto faz alusão é a transformação de um éster em outro. Qual é a fórmula estrutural do éster mais simples que se conhece? 339. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) As plantas estocam suas reservas de açúcar como amido nas formas de amilose e amilopectina. A amilose é mais dificilmente transformada nos seus açúcares constituintes; conseqüentemente, alimentos ricos em amilose conduzem a um "índice glicêmico" mais baixo do que aqueles ricos em amilopectina. Por conta disso, pesquisadores têm desenvolvido grãos vegetais em que a relação entre as quantidades dessas duas formas de amido é diferente da que se verifica na planta original. O principal interesse dessas pesquisas diz respeito à melhoria da saúde humana pelo uso desses produtos como coadjuvantes no tratamento de certas doenças e no controle de peso corporal. a) De acordo com o texto e com seus conhecimentos sobre ciências, dê o nome de uma doença cujo tratamento poderia utilizar os produtos resultantes dessas pesquisas. b) Se você fosse fabricar um alimento indicado para pessoas que precisassem controlar o peso em valores baixos, que tipo de cereal você usaria preferencialmente: com alto ou baixo teor de amilopectina em relação à amilose? c) Também de acordo com o texto, explique resumidamente o que é o "índice glicêmico". 340. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) Os agentes organofosforados tiveram grande desenvolvimento durante a segunda guerra mundial nas pesquisas que visavam à produção de armas químicas. Mais tarde, constatou-se que alguns desses compostos, em baixas concentrações, poderiam ser usados como pesticidas. Dentre essas substâncias destacou-se o glifosato (molécula abaixo representada), um herbicida que funciona inibindo a via de síntese do ácido chiquímico (ácido 3,4,5-tri-hidroxi-benzóico), um intermediário vital no processo de crescimento e sobrevivência de plantas que competem com a cultura de interesse. Essa via de síntese está presente em plantas superiores, algas e protozoários, mas é ausente nos mamíferos, peixes, pássaros, répteis e insetos. a) Ao se dissolver o glifosato em água, a solução final terá um pH maior, menor ou igual ao da água antes da dissolução? Escreva uma equação química que justifique a sua resposta. b) O texto fala do ácido chiquímico. Escreva a sua fórmula estrutural, de acordo com seu nome oficial dado no texto. c) Imagine uma propaganda nos seguintes termos: “USE O GLlFOSATO NO COMBATE À MALÁRIA. MATE O Plasmodium falciparum, O PARASITA DO INSETO RESPONSÁVEL POR ESSA DOENÇA". De acordo com as informações do texto essa propaganda poderia ser verdadeira? Comece respondendo com SIM ou NÃO e justifique. 341. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) O nitrogênio é um macro-nutriente importante para as plantas, sendo absorvido do solo, onde ele se encontra na forma de íons inorgânicos ou de compostos orgânicos. A forma usual de suprir a falta de nitrogênio no solo é recorrer ao emprego de adubos sintéticos. O quadro abaixo mostra, de forma incompleta, equações químicas que representam reações de preparação de alguns desses adubos. a) Escolha no quadro as situações que poderiam representar a preparação de uréia e de sulfato de amônio e escreva as equações químicas completas que representam essas preparações. b) Considerando-se apenas o conceito de Lowry-Bronsted, somente uma reação do quadro não pode ser classificada como uma reação do tipo ácido-base. Qual é ela (algarismo romano)? c) Partindo-se sempre de uma mesma quantidade de amônia (reagente limitante), algum dos adubos sugeridos no quadro conteria uma maior quantidade absoluta de nitrogênio? Comece por SIM ou NÃO e justifique sua resposta. Considere todos os rendimentos das reações como 100 %. 342. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) Os insetos competem com o homem pelas fontes de alimento. Desse modo, o uso de defensivos agrícolas é uma arma importante nessa disputa pela sobrevivência. As plantas também se defendem do ataque dos insetos e algumas delas desenvolveram eficientes armas químicas nesse sentido. Um dos exemplos mais ilustrativos dessa capacidade de defesa são os piretróides. Abaixo está representada a fórmula estrutural de um piretróide sintético utilizado como inseticida: Elaboração: Prof. Ricardo Honda 54 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 A estrutura dos piretróides é bastante particular, tendo em comum a presença de um anel de três membros. a) Reproduza a parte da fórmula estrutural delimitada pela linha tracejada. Substitua os retângulos por símbolos de átomos, escolhendo-os dentre os do segundo período da tabela periódica. b) Qual é o valor aproximado dos ângulos internos entre as ligações no anel de três membros? c) Considerando a fórmula estrutural apresentada, que tipo de isomeria esse composto apresenta? Justifique sua resposta, representando o fragmento da molécula que determina esse tipo de isomeria. 343. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) As frutas são produtos agrícolas de grande importância comercial e nutricional. Em sua comercialização, podem ocorrer problemas de transporte, de conservação e de consumo. Para evitar danos de armazenamento e transporte, elas são colhidas ainda verdes. sendo, neste estágio, impróprias para o consumo. Por dádiva da natureza, algumas dessas frutas amadurecem mesmo após a colheita. Esse processo pode ser controlado artificialmente. Essas frutas a que se faz alusão, quando colocadas em um recinto fechado, e tratadas com etileno ou acetileno gasosos, têm seu processo de amadurecimento acelerado. Esse fato é conhecido desde 1940, quando se descobriu que a liberação de gás etileno pelas frutas cítricas é essencial para o seu amadurecimento. a) Em vista dessas informações, que procedimento muito simples você poderia utilizar em sua casa para acelerar o amadurecimento de frutas cítricas? Descreva resumidamente o procedimento. b) Dispondo-se de carbeto de cálcio, é possível utilizá-lo para acelerar o amadurecimento de frutas. Justifique esta afirmação com uma equação química. c) Os dois gases apresentados no texto, sob mesma condição de temperatura e pressão, têm densidades muito próximas,mas um deles é mais denso. Qual é o mais denso? Justifique sua resposta. 344. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) A verificação de uma das propriedades do solo consiste em suspender uma amostra de 5,0 cm3 do solo em um volume de 100 mL de uma solução aquosa de acetato de cálcio por certo tempo e sob agitação vigorosa. Depois da decantação, o sobrenadante é separado e titulado com uma solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração conhecida. a) Segundo esse procedimento, qual propriedade do solo pode-se supor que se pretende determinar? Justifique sua resposta. b) No procedimento de titulação acima mencionado, o que deve ser feito para que o ponto final possa ser observado? c) Escreva a equação química da reação envolvida nessa titulação. 345. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) Um artigo publicado no The Agronomy Journal de 2006 trata de um estudo relacionado à fixação de nitrogênio por uma planta forrageira que se desenvolve bem em um solo ácido. Essa planta tem o crescimento limitado pela baixa fixação de nitrogênio. O objetivo central do trabalho era verificar como uma cultura de alfafa, cultivada junto à forrageira citada, poderia melhorar o crescimento da forrageira, aumentando a fixação de nitrogênio. Relata o artigo que o terreno a ser adubado foi subdividido em cinco partes. Cada parte foi adubada com as seguintes quantidades fixas de nitrato de amônio, a cada vez: 0; 28; 56; 84; 112 kg/ha. As adubações foram repetidas por 15 vezes em períodos regulares, iniciando-se no começo de 1994 e encerrando- se no final de 1996. Para monitorar a fixação de nitrogênio, os pesquisadores adicionaram uma pequeníssima quantidade conhecida de nitrato de amônio marcado (15NH415NO3) ao nitrato de amônio comercial a ser aplicado na plantação. a) Do ponto de vista da representação química, o que significa o sobrescrito 15 junto ao símbolo N? b) Suponha duas amostras de mesma massa, uma de 15NH415NO3 e a outra de NH4NO3. A quantidade de nitrogênio (em mol) na amostra de NH4NO3 é maior. igual ou menor do que na amostra de15NH415NO3? Justifique sua resposta . c) Considere que na aplicação regular de 28 kg/ha não sobrou nem faltou adubo para as plantas. Determine, em mol/ha, que quantidade desse adubo foi aplicada em excesso na parte que recebeu 112 kg/ha, ao final do primeiro ano de estudo. 346. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) A aplicação de insumos químicos na atividade agrícola pode representar uma fonte de problemas ambientais e econômicos, se não for feita corretamente. Em um estudo realizado para monitorar as perdas de um agrotóxico em uma plantação de tomates, uma solução aquosa de um sal duplo de cobre foi aplicada por pulverização. As perdas para o solo e para o ambiente foram determinadas por análise química do cobre. a) A quantidade total (em gramas) de um agrotóxico (Q) pulverizado numa área pré- determinada do tomatal pode ser obtida conhecendo-se algumas grandezas. Escreva uma equação matemática que permita calcular Q, escolhendo entre as grandezas: t (tempo de pulverização em segundos); T (temperatura em kelvin); V (vazão de solução pulverizada em L.s–1); F (massa de solução pulverizada em kg.s–1); C (concentração do agrotóxico no líquido pulverizado em mol.L–1); P (porcentagem em massa de agrotóxico por massa de líquido); M (massa molar do agrotóxico). b) Sabendo-se que o agrotóxico utilizado é um hidroxicloreto de cobre, e que a sua massa molar é de 213,1 g.mol–1, escreva a sua fórmula. c) De acordo com a fórmula do agrotóxico, em que estado de oxidação encontra-se o cobre? Justifique sua resposta. 347. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) Quando se utiliza um biossistema integrado numa propriedade agrícola, a biodigestão é um dos processos essenciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque, protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica de efluentes, principalmente fezes animais e humanas, é metabolizada por bactérias. Um dos subprodutos obtidos nesse processo é o gás metano, que pode ser utilizado na obtenção de energia em queimadores. A parte sólida e líquida que sobra é transformada em fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tratamento dos efluentes e ainda se obtêm subprodutos com valor agregado. a) Sabe-se que a entalpia molar de combustão do metano é de – 803 kJ/mol; que a entalpia molar de formação desse mesmo gás é de – 75 kJ/mol; que a entalpia molar de formação do CO2 é de – 394 kJ/mol. A partir dessas informações, calcule a entalpia molar de formação da água nessas mesmas condições. No aparelho digestório de um ruminante ocorre um processo de fermentação de hexoses, semelhante ao que ocorre nos biodigestores. A equação abaixo tem sido utilizada para representar essa fermentação: 58 C6H12O6 → 59 CH3COOH + 24 CH3CH2COOH + + 15 CH3CH2CH2COOH + 62,5 CO2 + 35,5 CH4 + 27 H2O b) Considere a seguinte afirmação: “o processo de fermentação digestiva de ruminantes contribui para o aquecimento global”, você concorda? Responda SIM ou NÃO e explique sua resposta. c) Qual seria o número de moles de gás metano produzido na fermentação de 5,8 quilogramas de hexose ingeridos por um ruminante? 348. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) O boro é um micronutriente para plantas com importante papel no processo de germinação e na formação de frutos, de grãos e de sementes. A solubilidade dos sais de boro em água constitui um problema para a correção da deficiência desse elemento, que é facilmente "arrastado" pela chuva. Esse problema pode ser contornado pelo uso de materiais que adsorvam os sais de boro, liberando-os lentamente para a umidade do solo. O gráfico abaixo mostra a quantidade de boro adsorvido (Y/m) por alguns materiais em função da concentração do boro em solução aquosa. De acordo com o gráfico: a) Dos materiais em questão, qual é o mais eficiente para a retenção do boro? Justifique sua resposta. b) Para uma concentração de boro de 600 μmol.mL–1, quanto o material do item a adsorve a mais que o solo em μmol de boro por tonelada? c) Entre as concentrações de 300 e 600 μmol.mL–1, as adsorções podem ser descritas, aproximadamente, por retas. Levando isso em conta, escreva, para o caso da lama de esgoto, a equação da reta que correlaciona Y/m com C. 349. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) No mundo do agronegócio, a criação de camarões, no interior do nordeste brasileiro, usando águas residuais do processo de dessalinização de águas salobras, tem se mostrado uma alternativa de grande alcance social. A dessanilização consiste num método chamado de osmose inversa, em que a água a ser purificada é pressionada sobre uma membrana semipermeável, a uma pressão superior à pressão osmótica da solução, forçando a passagem de água pura para o outro lado da membrana. Enquanto a água dessalinizada é destinada ao consumo de populações humanas, a água residual (25% do volume inicial), em que os sais estão concentrados, é usada para a criação de camarões. a) Supondo que uma água salobra que contém inicialmente 10.000 mg de sais por litros sofre a dessalinização conforme descreve o texto, calcule a concentração de sais na água residual formada em mg. L–1. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 55 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 b) Calcule a pressão mínima que deve ser aplicada, num sistema de osmose inversa, para que o processo referente ao item a acima tenha início. A pressão osmótica π de uma solução pode ser calculada por uma equação semelhante à dos gases ideais, onde n é o número de moles de partículas por litro de solução. Para fins de cálculo, suponha que todo o sal dissolvido na água salobra seja cloreto de sódio e que a temperatura da água seja de 27°C. (Dado: constante dos gases, R = 8.314 Pa.L.K–1.mol–1). c) Supondo que todaa quantidade (em mol) de cloreto de sódio do item b tenha sido substituída por uma quantidade igual (em mol) de sulfato de sódio, pergunta-se: a pressão a ser aplicada na osmose à nova solução seria maior, menor ou igual à do caso anterior? Justifique sua resposta. 350. (UNICAMP 2007 – 2ª FASE) Uma hexose, essencial para o organismo humano, pode ser obtida do amido, presente no arroz, na batata, no milho, no trigo, na mandioca, ou da sacarose proveniente da cana-de-açúcar. A sua fórmula estrutural pode ser representada como uma cadeia linear de carbonos, apresentando uma função aldeído no primeiro carbono. Os demais carbonos apresentam, todos, uma função álcool, sendo quatro representadas de um mesmo lado da cadeia e uma quinta, ligada ao terceiro carbono, do outro lado. Essa mesma molécula (hexose) também pode ser representada, na forma de um anel de seis membros, com cinco átomos de carbono e um de oxigênio, já que o oxigênio do aldeído acaba se ligando ao quinto carbono. a) Desenhe a fórmula estrutural linear da hexose de modo que a cadeia carbônica fique na posição vertical e a maioria das funções álcool fique no lado direito. b) A partir das informações do texto, desenhe a estrutura cíclica dessa molécula de hexose. 351. (UNICAMP 2008 – 1ª FASE) Atribuir ao doente a culpa dos males que o afligem é procedimento tradicional na história da humanidade. Na Idade Média, a sociedade considerava a hanseníase um castigo de Deus para punir os ímpios. No século XIX, quando a tuberculose adquiriu características epidêmicas, dizia-se que a enfermidade acometia pessoas enfraquecidas pela vida devassa. Com a epidemia de Aids, a mesma história: apenas os promíscuos adquiririam o HIV. Coube à ciência demonstrar que são bactérias os agentes causadores de tuberculose e hanseníase, que a Aids é transmitida por um vírus, e que esses microorganismos são alheios às virtudes e fraquezas humanas. O mesmo preconceito se repete agora com a obesidade, até aqui interpretada como condição patológica associada ao pecado da gula. No entanto, a elucidação dos mecanismos de controle da fome e da saciedade tem demonstrado que engordar ou emagrecer está longe de ser mera questão de vontade. (Adaptado de Dráuzio Varela, “O gordo e o magro”. Folha de São Paulo, Ilustrada, 12/11/2005.) Dráuzio Varela contesta a prática de se “atribuir ao doente a culpa dos males que o afligem, (...) procedimento tradicional na história da humanidade”. No entanto, a exposição exagerada ao sol, sem o devido uso de protetores, é uma atitude que o indivíduo assume por conta própria, mesmo sendo alertado que isso pode ser altamente prejudicial à sua saúde. Problemas de câncer de pele são fortemente associados à exposição aos raios ultravioleta (UV), uma região do espectro de comprimentos de onda menores que os da luz visível, sendo que a luz visível vai de 400 a 800 nm. Alguns filtros solares funcionam absorvendo radiação UV, num processo que também leva à decomposição das substâncias ativas ali presentes, o que exige aplicações subseqüentes do protetor. Quanto maior o fator de proteção solar do filtro (FPS) mais o protetor absorve a luz UV (maior é sua absorbância). A figura abaixo mostra o espectro de absorção (absorbância em função do comprimento de onda da luz incidente) de três substâncias (A, B e C), todas na mesma concentração. a) Qual dessas substâncias você escolheria para usar como um componente ativo de um protetor solar? Justifique. b) Considerando as informações do texto da questão, redesenhe um possível espectro de absorção da substância que você escolheu no item a, após esta ter sido exposta ao sol durante algumas horas. Justifique. 352. (UNICAMP 2008 – 1ª FASE) O consumo de drogas de qualquer natureza é uma questão de saúde pública. Orgânica e fisicamente, sob efeito do ecstasy (C11H15O2N), por exemplo, o indivíduo sente seu corpo energizado pelo aumento do metabolismo, o que pode elevar a sua temperatura corporal a até incríveis 6 ºC acima da temperatura normal (hipertermia), além de estimular uma atividade física intensa e a ingestão de grandes quantidades de água. Essa ingestão excessiva de água pode provocar a deficiência de sódio no organismo (hiponatremia), um processo, algumas vezes, letal. Pesquisas recentes com macacos mostraram que a ingestão de uma dose de 22 mg de ecstasy por kg de massa corpórea mataria 50% dos indivíduos (LD50). Isso, entretanto, não significa que um indivíduo, necessariamente, morreria ao consumir o equivalente à sua LD 50. Tampouco garante que ele não venha a morrer com apenas um comprimido de ecstasy ou menos. a) A ingestão de água pode contornar algum dos problemas relativos ao uso do ecstasy? Justifique. b) Considerando que um comprimido de ecstasy contenha, em média, 5 x 10 -4 mol da droga, qual seria, aproximadamente, a LD50 (em comprimidos) relativa a uma pessoa que pesa 56 kg? (Dados: considere válida a LD50 dada no enunciado para o ser humano, massas molares em g.mol-1: C=12, H=1, O=16 e N=14). As questões 353 a 364 pertencem à prova de Química da 2ª Fase da UNICAMP 2008. Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios utilizando o conhecimento químico (vestibular UNICAMP 2002). Hoje estão se preparando para celebrar uma data muito especial. 353. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Bem de manhã, Dina foi muito enfática: “Não se esqueça de verificar o resultado do exame de sangue do Pipetão antes de escolher a ração adequada. Lembre-se que os níveis de uréia e de creatinina são importantes na avaliação da saúde do animal!” Omar deu uma olhada no exame e o resultado indicava 1,20 x 10−4 mol de creatinina por litro de sangue. Os valores de referência, como Rango sabia, seriam aceitáveis na faixa de 0,5 a 1,5 mg.dL−1. A comparação permitiu que ele decidisse entre uma ração normal e uma indicada para cães com insuficiência renal. a) Qual o tipo de ração escolhido por Omar na alimentação do Pipetão? Justifique. b) Dina disse que o exame de sangue pode avaliar o nível de uréia. Sabe-se que esse nível é influenciado pela dieta alimentar. Nas embalagens de rações para animais, são dadas informações quantitativas de: umidade, proteína bruta, fibras, gorduras, matéria inorgânica, cálcio e fósforo. Se o Pipetão estivesse com o nível de uréia no sangue acima do limite normal, com qual dessas informações Rango deveria se preocupar ao escolher a ração mais adequada? Justifique. Dado: Fórmula estrutural da creatinina 354. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) O nosso herói, logo depois de tratar o Pipetão, foi à cozinha e resolveu “traçar” alguma coisa. Encontrou uma embalagem de pão ainda fechada. Pensou: “Vai ser isso mesmo, mas com manteiga ou margarina? Eu sei que se recomenda uma baixa ingestão diária de colesterol e que a gordura saturada, quando ingerida em excesso, aumenta o “mau” colesterol (LDL) e também o “bom” colesterol (HDL). Essa manteiga contém colesterol e gordura saturada. Por outro lado, essa margarina não tem nada de colesterol e tem muita gordura trans, que, assim como as gorduras saturadas, aumenta o LDL, mas tende a baixar o HDL”. Com as duas embalagens na mão e todas essas informações, Rango ficou ali babando e se perguntando... a) “Meu mais recente exame de sangue mostrou que o nível de HDL está na faixa aceitável. Se eu pensar só nisso, será que eu devo usar a manteiga ou a margarina? Por quê?” b) “Mas há outra coisa, meu valor de LDL está acima da faixa aceitável. E agora? Se eu levo em conta só esse fato, eu devo ou não besuntar o pão com manteiga ou margarina? Por quê?” 355. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Depois de comer, Rango foi limpar o banheiro. Pegou o produto apropriado, e com muita preguiça, começou a “roncar” com ele na mão.Acordou assustado e, disfarçando, como se Dina estivesse ali, foi logo lendo a formulação na embalagem. Ali se informava que o produto comercial continha um agente anti- bacteriano, um sal orgânico, cujo ânion é o cloreto e cujo cátion é formado por um átomo de nitrogênio, ao qual se ligam quatro grupos: duas metilas, uma benzila e a cadeia carbônica —C8H17. Ficou pensando... a) “Como é a fórmula estrutural desse bactericida?” b) “A embalagem mostra que o pH desse produto é igual a 5. Aquele outro detergente específico que eu usei na cozinha tinha pH igual a 12. Qual deles é mais ácido? Quantos mols de H+ há dentro da embalagem de 500 mL desse produto mais ácido?” 356. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Após a limpeza do banheiro, Rango foi à sala e removeu todos os móveis e, de tão feliz e apaixonado, começou a cantarolar: “Beijando teus lindos cabelos, Que a neve do tempo marcou... Estavas vestida de noiva, Sorrindo e querendo chorar...” De repente, volta à realidade lembrando que tinha que limpar aquela sala de 50 m2 e de 3 m de altura, antes que Dina voltasse. “Hoje a temperatura está em 32 ºC e a pressão atmosférica na sala deve ser, aproximadamente, 4 vezes o valor da minha pressão arterial sistólica (180 mmHg ou aproximadamente 21.000 Pa), sem medicação. Ah, se eu fosse tão leve quanto o ar dessa sala!”, pensava Rango... a) “Se o ar se comporta como um gás ideal, quantos mols dessa mistura gasosa devem estar presentes aqui na sala?” b) “Se minha massa corpórea é de 120 kg, e eu acho que estou fora do peso ideal, então, se eu tivesse a mesma massa que o ar dessa sala, eu estaria melhor? Por quê?”. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 56 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 (Dados: constante dos gases = 8,314 Pa.m3.mol-1.K-1 , T/K= 273 + t/ºC; o ar é composto de, aproximadamente, 78% em massa de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1,0 % de argônio). 357. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Se o caso era cozinhar, Rango não tinha problemas. Ele preparou a massa do bolo da festa utilizando um fermento químico à base de carbonato ácido (bicarbonato) de sódio. Rango começou bem cedo essa preparação, pois Estrondosa vivia reclamando que depois que o gás passou a ser o gás de rua, parecia que o forno havia ficado mais lento para assar. Perdido nessas maravilhas que rodeavam a atividade na cozinha, Rango se refestelava com os conceitos químicos... a) “Antes de usar o fermento, eu coloquei um pouco dele em água e houve um desprendimento de gás. Isso me indicou que o fermento estava adequado para ser utilizado no bolo. Qual é a equação química da reação que eu acabei de observar?” b) “Se a reclamação de Estrondosa sobre o gás combustível for verdadeira, o gás liquefeito de petróleo (butano) deve fornecer uma energia maior que o gás de rua (metano), considerando-se uma mesma massa de gás queimado... Será que essa hipótese é verdadeira?” (Dados: entalpias de formação em kJ.mol−1: butano = −126, metano = −75, gás carbônico = −394 e água = −242) 358. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Depois das 19 horas, os convidados começaram a chegar. Dina os recepcionava no bar, onde havia dois baldes: um deles com gelo e o outro com gelo seco. Dina bradava aos quatro cantos: “Isso faz a festa tornar-se mais química, já que esses sólidos serão usados para resfriar as bebidas!” Para cada bebida, Estrondosa escolhia o sólido mais apropriado. Curiosamente alguém pediu duas doses iguais de uísque, uma com gelo e outra com gelo seco, mas colocou os copos em uma mesa e não consumiu as bebidas. Passado um certo tempo, um colega de faculdade resolveu verificar se Dina ainda era a “sabichona” de antigamente, e foi logo perguntando: a) “Esses sólidos, quando colocados nas bebidas, sofrem transformações. Que nomes são dados para essas duas transformações? E por que essas transformações fazem com que as bebidas se resfriem?” b) “Dina, veja essas figuras e pense naqueles dois copos de uísque que nosso amigo não bebeu. Qual copo, da situação inicial, corresponde ao copo d da situação final? Em algum dos copos, a concentração final de álcool ficou diferente da concentração inicial? Por quê?” (Obs: considerar a figura para responder ao item b). 359. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Especialmente para as crianças, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhaço e um mágico. Como Rango também tinha problemas com açúcar, algumas vezes ele colocava pouco açúcar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianças logo berrou: “Tio Rango, essa pipoca tá com pouco açúcar!” Aquela observação intrigou Rango, que ficou ali pensando... a) “Coloquei duas xícaras de milho na panela e, depois que ele estourou, juntei três colheres de açúcar para derreter e queimar um pouco. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de açúcar, quantas moléculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada?” b) “Eu também sei que parte desse açúcar, após caramelizar, se decompõe em água e carbono. Se 1% desse açúcar se decompõe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada?” (Dado: Constante de Avogadro = 6,02 x 1023 mol−1) 360. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Para a sobremesa, os Mitta prepararam o “Arroz-doce à moda do Joaquim”. Dina explicava aos convidados: “Um dos segredos da receita é não deitar o açúcar logo no início porque ele é muito hidrofílico e compete com o amido do arroz pela água, e também porque a elevada pressão osmótica dificulta a entrada de água para o interior dos grãos, não deixando que eles cozinhem de forma uniforme e completa.” Como Dina estava a usar uma linguagem muito científica, um dos convidados logo fez duas perguntas: a) “Ô Dina, o que significa hidrofílico e como se explica isso no caso do açúcar?” b) “Ao fazer o arroz salgado, a gente põe o sal no início, e o arroz cozinha de maneira uniforme. Então, essa tal de pressão osmótica não existe no caso do sal? Por quê?” 361. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Rango, logo depois de servir o bolo, levou os convidados de volta ao bar. Lá, para entreter os convidados, Dina acomodou um ovo sobre um suporte plástico. Esse ovo tinha fitas de vedação nas duas extremidades, tapando pequenos furos. Dina retirou as vedações, apoiou o ovo novamente no suporte plástico e levou um palito de fósforo aceso próximo a um dos furos: de imediato, ouviu-se um pequeno barulho, parecido a um fino assovio; surgiu, então, uma chama quase invisível e o ovo explodiu. Todos aplaudiam, enquanto Dina explicava que, no interior do ovo (na verdade era só a casca dele), ela havia colocado gás hidrogênio e que o que eles tinham acabado de ver era uma reação química. Aplausos novamente. a) Se o gás que ali estava presente era o hidrogênio, a que reação química Dina fez referência? Responda com a equação química correspondente. b) Se a quantidade (em mols) dos gases reagentes foi maior que a do produto gasoso, então o ovo deveria implodir, e não, explodir. Como se pode, então, explicar essa explosão? 362. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) As pessoas adoravam essas demonstrações químicas. Dina e Rango sabiam disso, pois eles próprios tinham sido “fisgados” por esse tipo de atividade (Vestibular da Unicamp-2001). Chamando a atenção de todos, Dina colocou sobre o balcão um copo que “aparentemente continha água”, e nele adicionou algumas gotas de uma solução que tingiu “aquela água”. Dina disse que aquela solução colorida mudaria de cor no “berro”. Um dos convidados, com a boca bem aberta e próxima do copo, deu um longo berro. Como num passe de mágica, o líquido mudou de cor. Todo mundo aplaudiu a cena. a) O líquido que estava no copo era, na verdade, uma solução aquosa de amônia,cujo Kb é 1,8 x 10−5. Nessa solução aquosa estavam em equilíbrio, antes da adição do indicador, amônia, íon amônio e íon hidróxido. Escreva a expressão de Kb em termos das concentrações dessas espécies. Nesse equilíbrio, o que está em maior concentração: amônia ou o íon amônio? Justifique. b) O que foi gotejado no copo era uma solução de vermelho de fenol, um indicador ácido- base, que apresenta cor vermelha em pH acima de 8,5 e cor amarela em pH abaixo de 6,8. Qual foi a mudança de cor observada? Como se explica que o berro tenha promovido a mudança de cor? 363. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) Também para mostrar suas habilidades químicas, Rango colocou sobre o balcão uma folha de papel que exalava um cheiro de ovo podre e que fazia recuar os “mais fracos de estômago”. Sobre essa folha via-se um pó branco misturado com limalhas de um metal de cor prateada. Após algumas palavras mágicas de Rango, ouviu-se uma pequena explosão acompanhada de uma fumaça branca pairando no ar. a) Sabendo-se que naquela mistura maluca e mal cheirosa, uma das reações ocorreu entre o clorato de potássio (KClO3) e raspas de magnésio metálico, e que o pó branco formado era cloreto de potássio misturado a óxido de magnésio, teria havido ali uma reação com transferência de elétrons? Justifique. b) A mistura mal cheirosa continha fósforo branco (P4) dissolvido em CS2, o que permitiu a ocorrência da reação entre o KClO3 e o magnésio. A molécula P4 é tetraédrica. A partir dessa informação, faça um desenho representando essa molécula, evidenciando os átomos e as ligações químicas. 364. (UNICAMP 2008 – 2ª FASE) A festa já estava para terminar, mas nenhum dos convidados sabia o motivo dela... Sobre o balcão, Dina pousou nove copos, com diferentes soluções e nelas colocou pequenos pedaços dos metais cobre, prata e ferro, todos recentemente polidos, como mostra o desenho na situação inicial: “Para que a festa seja completa e vocês tenham mais uma pista do motivo da comemoração, respondam às perguntas”, bradava Dina, eufórica, aos interessados: a) “Em todos os casos onde há reação, um metal se deposita sobre o outro enquanto parte desse último vai para a solução. Numa das combinações, a cor do depósito não ficou muito diferente da cor do metal antes de ocorrer a deposição. Qual é o símbolo químico do metal que se depositou nesse caso? Justifique usando seus conhecimentos de química e os dados da tabela fornecida.” b) “A solução que mais vezes reagiu tornou-se azulada, numa das combinações. Que solução foi essa? Qual a equação química da reação que aí ocorreu?” Dado: Par Potencial padrão de redução / volts Cu2+ / Cu 0,34 Fe3_ / Fe -0,04 Ag+ / Ag 0,80 365. (UNICAMP 2009 – 1ª FASE) O aquarismo é uma atividade que envolve a criação de espécies aquáticas em ambiente confinado. O bom funcionamento do aquário depende do controle de uma série de parâmetros, como temperatura, matéria orgânica dissolvida, oxigênio dissolvido, pH, entre outros. Para testar seus conhecimentos químicos, responda às seguintes questões: a) Um dos principais produtos do metabolismo dos peixes é a amônia, que é excretada na água. Desconsiderando-se qualquer mecanismo de regulação externa e considerando-se apenas essa excreção de amônia, o valor do pH da água do aquário tende, com o passar do tempo, a aumentar, diminuir ou permanecer constante? Justifique. b) Para peixes de água fria, a concentração ideal de gás oxigênio dissolvido na água é de 5 ppm. Considerando-se esse valor e um aquário contendo 250 kg de água, quantos Elaboração: Prof. Ricardo Honda 57 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 mols de gás oxigênio estão dissolvidos nessa água? (Dados: 1 ppm significa que há 1 grama de gás oxigênio dissolvido em 1.000 quilogramas de água; massa molar do gás oxigênio = 32 g.mol-1). 366. (UNICAMP 2009 – 1ª FASE) A quantidade de gás oxigênio dissolvido na água pode ser monitorada através de um teste químico, em que, inicialmente, faz-se o seguinte: a uma amostra de 5 mL de água do aquário, adicionam-se 2 gotas de solução de Mn2+ e 2 gotas de uma solução de I- (em meio básico), agitando-se a mistura. Na seqüência, adiciona-se uma solução para tornar o meio ácido e agita-se a mistura resultante. Sabe- se que em meio básico, o íon Mn2+ se transforma em Mn4+ ao reagir com o oxigênio dissolvido na água. Em meio ácido, o Mn4+ da reação anterior reage com o I -, produzindo I2 e Mn2+. Quando não há oxigênio dissolvido, as reações anteriormente descritas não ocorrem. Dados: Espécie química em solução Mn2+ Mn4+ I- I2 Cor Rosa claro Preto Incolor Castanho escuro a) Correlacione a presença ou a ausência de oxigênio dissolvido com a coloração (clara/escura) do teste. Justifique sua resposta, indicando a espécie responsável pela coloração em cada caso. b) Escreva a equação química balanceada para a reação do Mn4+ com o I-, conforme se descreve no texto da questão. 367. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Nos Jogos Olímpicos de Beijing houve uma preocupação em se evitar a ocorrência de chuvas durante a cerimônia de abertura. Utilizou-se o iodeto de prata no bombardeamento de nuvens nas vizinhanças da cidade para provocar chuva nesses locais e, assim, evitá-la no Estádio Olímpico. O iodeto de prata tem uma estrutura cristalina similar à do gelo, o que induz a formação de gelo e chuva sob condições específicas. a) Sobre a estratégia utilizada em Beijing, veiculou-se na imprensa que “o método não altera a composição da água da chuva”. Responda se essa afirmação é correta ou não e justifique. b) Escreva a expressão da constante do produto de solubilidade do iodeto de prata e calcule sua concentração em mol.L-1 numa solução aquosa saturada a 25 ºC. (Dado: A constante do produto de solubilidade do iodeto de prata é 8,3 x 10-17 a 25 ºC). 368. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Fogos de artifício foram utilizados na abertura e no encerramento da Olimpíada de Beijing. Um dos principais efeitos visuais desses fogos é a cor emitida. Freqüentemente, a substância responsável pela coloração é um sólido iônico contendo um íon de metal alcalino ou alcalino terroso. O sal, a partir da explosão, recebe energia e sofre várias transformações. Inicialmente o sal passa para o estado gasoso, com a posterior separação dos íons. Depois, esses íons no estado gasoso se transformam em espécies neutras, sendo as espécies neutras provenientes dos cátions as responsáveis pelo efeito visual. a) Equacione a seqüência de transformações que o cloreto de bário sofreria em fogos de artifício, conforme descrito em itálico no texto. b) Observaram-se várias cores na queima de fogos na abertura dos Jogos Olímpicos, entre elas a alaranjada (mistura de amarelo e vermelho). Suponha que alguém explicasse que essa cor foi obtida pelo uso do composto iônico Na2Sr. De acordo com o conhecimento químico e as informações dadas, essa explicação seria correta ou não? Justifique. (Dados: sódio (cor da emissão: amarelo), estrôncio (cor da emissão: vermelho) 369. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Antes das provas de 100 e 200 metros rasos, viu-se, como prática comum, os competidores respirarem rápida e profundamente (hiperventilação) por cerca de meio minuto. Essa prática leva a uma remoção mais efetiva do gás carbônico dos pulmões imediatamente antes da corrida e ajuda a aliviar as tensões da prova. Fisiologicamente, isso faz o valor do pH sanguíneo se alterar, podendo chegar a valores de até 7,6. a) Mostre com uma equação química e explique como a hiperventilação faz o valor do pH sanguíneo se alterar. b) Durante esse tipo de corrida, os músculos do competidor produzem uma grande quantidade de ácidolático, CH3CH(OH)COOH, que é transferido para o plasma sanguíneo. Qual é a fórmula da espécie química predominante no equilíbrio ácido-base dessa substância no plasma, ao término da corrida? Justifique com cálculos. (Dados: Ka do ácido lático = 1,4 x 10-4. Considerar a concentração de H+ = 5,6 x 10-8 mol.L-1 no plasma). 370. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Ao contrário do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita de prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na eletrólise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A solução eletrolítica é constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha é de 6,0 gramas. a) Supondo que o processo de eletrólise tenha sido conduzido em uma solução aquosa de ouro (III) contendo excesso de íons cloreto em meio ácido, equacione a reação total do processo eletroquímico. Considere que no anodo forma-se o gás cloro. b) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 2,5 amperes no processo eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposição do ouro em uma medalha? Mostre os cálculos. (Dados: constante de Faraday = 96500 coulomb.mol-1; 1 ampere = 1 coulomb.s-1). 371. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) As provas de natação da Olimpíada de Beijing foram realizadas no complexo aquático denominado “Water Cube”. O volume de água de 16000 m3 desse conjunto passa por um duplo sistema de filtração e recebe um tratamento de desinfecção, o que permite a recuperação quase total da água. Além disso, um sistema de ventilação permite a eliminação de traços de aromas das superfícies aquáticas. a) O texto acima relata um processo de separação de misturas. Dê o nome desse processo e explique que tipo de mistura ele permite separar. b) A desinfecção da água é realizada por sete máquinas que transformam o gás oxigênio puro em ozônio. Cada máquina é capaz de produzir cerca de 240 g de ozônio por hora. Considerando-se essas informações, qual a massa de gás oxigênio consumida por hora no tratamento da água do complexo? 372. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) O gás ozônio, empregado como biocida, foi muito utilizado na Olimpíada de Beijing na desinfecção da água do complexo “Water Cube”. Sua estabilidade química depende de alguns fatores, conforme se observa na tabela abaixo. Consta que a temperatura da água das piscinas desse complexo foi mantida a 28 ºC para melhorar o desempenho dos atletas, enquanto o ambiente era mantido a 20 ºC. a) Considere que, como medida preventiva, parte do gás ozônio fosse produzida com certa antecedência e estocada em botijões dentro do próprio prédio, para ser utilizada em uma emergência. De acordo com os dados fornecidos, depois de quanto tempo a concentração desse gás dentro dos botijões seria igual a 1/8 da concentração de quando o botijão foi preenchido? Justifique sua resposta. b) A partir dos dados da tabela, o que se pode afirmar sobre a estabilidade do ozônio? Dado: 373. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) A figura abaixo mostra a solubilidade do gás ozônio em água em função da temperatura. Esses dados são válidos para uma pressão parcial de 3000 Pa do gás em contato com a água. A solubilização em água, nesse caso, pode ser representada pela equação: ozônio (g) + H2O (l) → ozônio (aq) a) Esboce, na figura apresentada abaixo, um possível gráfico de solubilidade do ozônio, considerando, agora, uma pressão parcial igual a 5000 Pa. Justifique. b) Considerando que o comportamento da dissolução, apresentado na figura abaixo, seja válido para outros valores de temperatura, determine a que temperatura a solubilidade do gás ozônio em água seria nula. Mostre como obteve o resultado. 374. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Um dos pontos mais polêmicos na Olimpíada de Beijing foi o doping. Durante os jogos foram feitos aproximadamente 4600 testes, entre urinários e sanguíneos, com alguns casos de doping confirmados. O último a ser flagrado foi um halterofilista ucraniano, cujo teste de urina foi positivo para nandrolona, um esteróide anabolizante. Esse esteróide é comercializado na forma decanoato de nandrolona (I), que sofre hidrólise, liberando a nandrolona no organismo. 375. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) O nadador Michael Phelps surgiu na Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno, tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu Elaboração: Prof. Ricardo Honda 58 a) Na estrutura I, identifique com um círculo e nomeie os grupos funcionais presentes. b) Complete a equação química da reação de hidrólise do decanoato de nandrolona, partindo da estrutura fornecida. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere uma quantidade diária de alimentos capaz de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto é assimilado, ou não, é uma incógnita. Só no almoço, ele ingere um pacote de macarrão de 500 gramas, além de acompanhamentos. a) Suponha que o macarrão seja constituído essencialmente de glicose (C6H12O6), e que, no metabolismo, toda essa glicose seja transformada em dióxido de carbono e água. Considerando-se apenas o metabolismo do macarrão diário, qual é a contribuição do nadador para o efeito estufa, em gramas de dióxido de carbono? b) Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada à combustão completa e total do macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo nadador? (Dados de entalpia de formação em kJ.mol-1: glicose= -1274, água= -242, dióxido de carbono = -394). 376. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Um maiô produzido com material polimérico foi utilizado pela maioria dos competidores de natação em Beijing. Afirma-se que ele oferece uma série de vantagens para o desempenho dos nadadores: redução de atrito, flutuabilidade, baixa absorção de água, ajuste da simetria corporal e melhoria de circulação sanguínea, entre outras. O tecido do maiô é um misto de náilon e elastano, esse último, um copolímero de poliuretano e polietilenoglicol. a) A cadeia do poliuretano a que se refere o texto está parcialmente representada abaixo. Preencha os quadrados com símbolos atômicos, selecionados entre os seguintes: H, F, U, C, N, O, Sn. b) O náilon, que também forma o tecido do maiô, pode ser obtido por reações entre diaminas e ácidos dicarboxílicos, sendo a mais comum a reação de hexametilenodiamina e ácido adípico. De acordo com essas informações, seria possível utilizar o ácido lático, citado na questão nº 369, para se preparar algum tipo de náilon? Justifique. 377. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Na construção do Centro Olímpico de Tianjin, onde ocorreram os jogos de futebol, o teto foi construído em policarbonato, um polímero termoplástico menos denso que o vidro, fácil de manusear, muito resistente e transparente à luz solar. Cerca de 13000 m2 de chapas desse material foram utilizados na construção. a) A figura abaixo ilustra a separação de uma mistura de dois polímeros: policarbonato (densidade 1,20 g/cm3) e náilon (densidade 1,14 g/cm3). Com base na figura e no gráfico identifique os polímeros A e B. Justifique. b) Qual deve ser a concentração mínima da solução, em gramas de cloreto de sódio por 100 gramas de água, para que se observe o que está representado na figura da esquerda? 378. (UNICAMP 2009 – 2ª FASE) Enquanto o jamaicano Usain Bolt utilizava suas reservas de PCr e ATP para “passear” nos 100 e 200 m, o queniano Samuel Kamau Wansiru utilizava suas fontes de carboidratos e gorduras para vencer a maratona. A estequiometria do metabolismo completo de carboidratos pode ser representada por 1 CH2O:1 O2, e a de gorduras por 1 CH2:1,5 O2. O gráfico 1 mostra, hipoteticamente, o consumo percentual em massa dessasfontes em função do tempo de prova para esse atleta, até os 90 minutos de prova. O gráfico 2 mostra a porcentagens de energia de cada fonte em função da %VO2 máx. a) Considere que, entre os minutos 60 e 61 da prova, Samuel Kamau tenha consumido uma massa de 2,20 gramas, somando-se carboidratos e gorduras. Quantos mols de gás oxigênio ele teria utilizado nesse intervalo de tempo? b) Suponha que aos 90 minutos de prova Samuel Kamau estivesse correndo a 75 % de seu VO2 máx e que, ao tentar uma “fuga”, passasse a utilizar 85 % de seu VO2 máx. Quais curvas (1,2,3,4,5,6) melhor representariam as porcentagens em massa de carboidratos e gorduras utilizadas, a partir desse momento? Justifique. (Observações não necessárias à resolução: 1- VO2 máx é um parâmetro que expressa o volume máximo de oxigênio consumido por quilograma de massa corporal do atleta por minuto sob determinada condição bioquímica. 2- Samuel Kamau não tentou a aludida “fuga” aos 90 minutos de prova. 3- Os gráficos são ilustrativos). VUNESP 379. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Os elementos químicos C, Si, Ge, Sn e Pb pertencem ao grupo IVA (ou 14) da tabela periódica. Sobre esses elementos, são feitas as cinco afirmações seguintes. I) C, Si e Ge são semimetais. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 59 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 II) Sn e Pb são os únicos metais do grupo. III) C existe em várias formas alotrópicas, como o grafite, o diamante e os fulerenos. IV) Esses elementos formam, com cloro e hidrogênio, somente compostos de fórmulas ECl3 e EH3, onde E é um desses elementos. V) Si é o elemento mais abundante da crosta terrestre e é encontrado em muitos minerais na forma de SiO2. Dessas afirmações, estão corretas: a) I, II e V, somente. d) II e IV, somente. b) I, III e IV, somente. e) I, II, III, IV e V. c) II, III e V, somente. 380. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Sabendo-se que a massa molar do lítio é 7,0 g/mol, a massa de lítio contida em 250 mL de uma solução aquosa de concentração 0,160 mol/L de carbonato de lítio é: a) 0,560 g b) 0,400 g c) 0,280 g d) 0,160 g e) 0,080 g 381. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) São colocadas para reagir entre si as massas de 1,00 g de sódio metálico e 1,00 g de cloro gasoso. Considere que o rendimento da reação é 100 %. São dadas as massas molares, em g/mol: Na = 23,0 e Cl = 35,5. A afirmação correta é: a) há excesso de 0,153 g de sódio metálico. b) há excesso de 0,352 g de sódio metálico. c) há excesso de 0,282 g de cloro gasoso. d) há excesso de 0,153 g de cloro gasoso. e) nenhum dos dois elementos está em excesso. 382. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Sobre o ácido fosfórico, são feitas as cinco afirmações seguintes. I) Tem fórmula molecular H3PO4 e fórmula estrutural II) é um ácido triprótico cuja molécula libera três íons H+ em água. III) Os três hidrogênios podem ser substituídos por grupos orgânicos formando ésteres. IV) É um ácido tóxico que libera, quando aquecido, PH3 gasoso de odor irritante. V) Reage com bases para formar sais chamados fosfatos. Dessas afirmações, estão corretas: a) I e II, somente. d) III e V, somente. b) II, III e IV, somente. e) I, II, III e V, somente. c) I e V, somente. 383. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Considerando-se 100 mL de cada solução e dissociação completa das substâncias iônicas, apresenta maior pressão osmótica a solução aquosa de concentração a) 0,010 mol/L de uma proteína não dissociada. d) 0,025 mol/L de nitrato férrico. b) 0,500 mol/L de frutose. e) 0,100 mol/L de cloreto de cálcio. c) 0,050 mol/L de cloreto de potássio. 384. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Uma solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) dissolve ferro e zinco, mas, para dissolver cobre ou prata, é necessário usar ácido nítrico (HNO3). Isso ocorre porque a) cobre e prata são metais mais duros que ferro e zinco. b) HCl é um ácido fixo e HNO3 é um ácido volátil. c) HNO3 é um ácido mais oxidante que HCl. d) cobre e prata são metais que se oxidam mais facilmente do que ferro e zinco. e) ferro e zinco são metais mais nobres do que cobre e prata. 385. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) A formação de glicose envolve o equilíbrio: 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) Ï C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) glicose À temperatura constante, a remoção de O2 (g) provoca a) aumento da massa de glicose. b) redução da velocidade da reação direta e aumento da velocidade da reação inversa. c) aumento no valor da constante de equilíbrio da reação. d) redução do consumo de CO2 e aumento do consumo de H2O. e) aumento da energia de ativação da reação. 386. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) O desinfetante ClO2 é preparado por decomposição do ácido cloroso, de acordo com a equação x HOClO (aq) ë y ClO2 (aq) + 1 Cl2 (g) z H2O (l) Os coeficientes x, y e z dessa equação são iguais, respectivamente, a a) 2, 4 e 2. b) 3, 5 e 3. c) 6, 2 e 4. d) 6, 4 e 3. e) 8, 6 e 4. 387. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) O inseticida DDT (massa molar = 354,5 g/mol) é fabricado a partir de clorobenzeno (massa molar = = 112,5 g/mol) e cloral, de acordo com a equação 2 C6H5Cl + C2HCl3O ë C14H9Cl5 + H2O clorobenzeno cloral DDT Partindo-se de uma tonelada (1 t) de clorobenzeno e admitindo-se rendimento de 80 %, a massa de DDT produzida é igual a a) 1,575 t. b) 1,260 t. c) 800,0 kg. d) 354,5 kg. e) 160,0 kg. 388. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) A reação de condensação de uma amina com um ácido carboxílico produz uma amida e água. A condensação da metil-amina com ácido propanóico produz: 389. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Um composto orgânico tem as seguintes características: 1. fórmula mínima CH2O; 2. pode formar-se pela ação de bactérias no leite; 3. apresenta isomeria óptica; 4. reage com álcoois para formar ésteres. Esse composto é: a) glicose, C6H12O6 b) sacarose, C12H22O11 c) ácido acético, d) ácido láctico, e) ácido oxálico, 390. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Gerais) Considerando-se a posição dos grupos — CH3 no anel aromático, o dimetilbenzeno possui a) 10 isômeros b) 6 isômeros c) 5 isômeros d) 3 isômeros e) 2 isômeros 391. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) O hidrogênio pode ser obtido do metano, de acordo com a equação química em equilíbrio: CH4 (g) + H2O (g) Ï CO (g) + 3 H2 (g) A constante de equilíbrio dessa reação é igual a 0,20 a 900 K. Numa mistura dos gases em equilíbrio a 900 K, as pressões parciais de CH4 (g) e de H2O (g) são ambas iguais a 0,40 atm e a pressão parcial de H2 (g) é de 0,30 atm. a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio. b) Calcule a pressão parcial de CO (g) no equilíbrio. 392. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Quando se adiciona o indicador fenolftaleína a uma solução aquosa incolor de uma base de Arrhenius, a solução fica vermelha. Se a fenolftaleína for adicionada a uma solução aquosa de um ácido de Arrhenius, a solução continua incolor. Quando se dissolve cianeto de sódio em água, a solução fica vermelha após adição de fenolftaleína. Se a fenolftaleína for adicionada a uma solução aquosa de cloreto de amônio, a solução continua incolor. a) Explique o que acontece no caso do cianeto de sódio, utilizando equações químicas. b) Explique o que acontece no caso do cloreto de amônio, utilizando equações químicas. 393. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) A extração industrial do ferro metálico de seus minérios pode ser feita utilizando-se monóxido de carbono. Supondo-se que o ferro no minério está na forma de Fe2O3:a) escreva a equação química balanceada da reação do Fe2O3 com monóxido de carbono; Elaboração: Prof. Ricardo Honda 60 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 b) indique o oxidante, o redutor e os números de oxidação do elemento químico que se oxidou e do elemento químico que se reduziu. 394. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) São dadas as equações termoquímicas a 25 oC e 1 atm: I) 2 C2H2 (g) + 5 O2 (g) ë 4 CO2 (g) + 2 H2O (l) ∆H1 = -2602 kJ (combustão do acetileno) II) 2 C2H6 (g) + 7 O2 (g) ë 4 CO2 (g) + 6 H2O (l) ∆H2 = -3123 kJ (combustão do etano) III) H2 (g) + ½ O2 (g) ë H2O (l) ∆H3 = -286 kJ (formação de água) a) Aplique a lei de Hess para a determinação do ∆H da reação de hidrogenação do acetileno, de acordo com a equação: C2H2 (g) + 2 H2 (g) ë C2H6 (g) b) Calcule o ∆H da reação de hidrogenação do acetileno. 395. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Escreva a fórmula estrutural e dê o nome oficial de: a) uma cetona, de cadeia carbônica ramificada saturada, com o total de 7 átomos de carbono. b) um aminoácido, com 4 átomos de carbono. 396. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Um suco de tomate tem pH = 4,0 e um suco de limão tem pH = 2,0. Sabendo-se que pH = - log[H+] e pH + pOH = 14: a) calcule quantas vezes a concentração de H+ do suco de limão é maior do que a concentração de H+ do suco de tomate. b) calcule o volume de solução aquosa de NaOH de concentração 0,010 mol/L necessário para neutralizar 100 mL de cada um dos sucos. 397. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Em 1962, foi divulgada a preparação do tetrafluoreto de xenônio, pela combinação direta de xenônio com flúor, ambos gasosos, sob altas pressões. a) Escreva a equação química balanceada da reação, indicando os números de oxidação dos elementos químicos nos reagentes e no produto. b) Explique por que a preparação do referido composto representou uma mudança no conceito de reatividade dos elementos químicos do grupo do xenônio na tabela periódica. 398. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Quando uma solução aquosa de iodeto de potássio é adicionada a uma solução aquosa de nitrato de chumbo (II), forma-se um precipitado amarelo imediatamente. a) Escreva a equação química balanceada da reação que ocorre, indicando o composto que precipita. b) Calcule a massa, em gramas, do precipitado, quando se adiciona um excesso de iodeto de potássio a 100,0 mL de uma solução aquosa de nitrato de chumbo (II), de concentração 0,1000 mol/L. Considere o precipitado insolúvel em água. (Dadas as massas molares, em g/mol: I = 127,0; Pb = 207,2). 399. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) A fórmula simplificada a) Escreva a fórmula estrutural do hidrocarboneto e dê seu nome oficial. b) Escreva a fórmula estrutural e dê o nome de um hidrocarboneto de cadeia linear, isômero do hidrocarboneto dado. 400. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Pb3(SbO4)2 é um pigmento alaranjado empregado em pinturas a óleo. a) Escreva o nome oficial do pigmento e indique a classe de compostos a que pertence. b) Escreva a equação química balanceada da ionização desse pigmento pouco solúvel em água e a expressão da constante do seu produto de solubilidade (KPS). 401. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Admita que café tem pH = 5,0 e leite tem pH = 6,0. Sabendo-se que pH = - log [H+] e que pH + pOH = 14, calcule: a) a concentração de OH- no café. b) a concentração de H+, em mol/L, em uma "média" de café com leite que contém 100 mL de cada bebida. 402. (VUNESP 2000 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Álcoois reagem com ácidos carboxílicos para formar ésteres e água. Triglicerídeos (gorduras e óleos) sintéticos podem ser obtidos pela reação de glicerol, a) Escreva a equação química, utilizando fórmulas estruturais, da reação de 1 mol de glicerol com 3 mols de ácido n-hexanóico. b) Quando submetido a hidrólise alcalina (saponificação), o triglicerídeo dissolve-se com regeneração do glicerol e formação de sal. Escreva a reação de hidrólise do éster, utilizando NaOH. Dê o nome do produto que se forma junto com o glicerol. 403. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) O etanotiol (CH3CH2 — SH) é uma substância tóxica e tem um odor tão forte que uma pessoa pode detectar 0,016 mol disperso em 5,0 x 1010 gramas de ar. Sabendo-se que a densidade do ar é 1,25 g/L e supondo distribuição uniforme do etanotiol no ar, a quantidade limite, em mol/L, que uma pessoa pode detectar é: a) 1,6 x 10–2 b) 2,0 x 10–11 c) 2,5 x 10–11 d) 4,0 x 10–13 e) 1,0 x 10–23 404. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) Foram analisadas três amostras (I, II e III) de óxidos de enxofre, procedentes de fontes distintas, obtendo-se os seguintes resultados: Amostra Massa de enxofre (g) Massa de oxigênio (g) Massa da amostra (g) I 0,32 0,32 0,64 II 0,08 0,08 0,16 III 0,32 0,48 0,80 Estes resultados mostram que: a) as amostras I, II e III são do mesmo óxido. b) apenas as amostras I e II são do mesmo óxido. c) apenas as amostras II e III são do mesmo óxido. d) apenas as amostras I e III são do mesmo óxido. e) as amostras I, II e III são de óxidos diferentes. 405. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) As leis de proteção ao meio ambiente proíbem que as indústrias lancem nos rios efluentes com pH menor que 5 ou superior a 8. Os efluentes das indústrias I, II e III apresentam as seguintes concentrações (em mol/L) de H+ ou OH–: Indústria Concentração no efluente (mol/L) I [H+] = 10-3 II [OH-] = 10-5 III [OH-] = 10-8 Considerando apenas a restrição referente ao pH, podem ser lançados em rios, sem tratamento prévio, os efluentes: a) da indústria I, somente. d) das indústrias I e II, somente. b) da indústria II, somente. e) das indústrias I, II e III. c) da indústria III, somente. 406. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) No Brasil, adiciona-se álcool etílico anidro à gasolina, para reduzir a combustão incompleta nos motores. Em agosto de 2000, o Ministério da Agricultura anunciou: “Mistura de álcool anidro na gasolina será reduzida de 24% para 20%. O objetivo é economizar 450 milhões de litros de álcool este ano”. Em conseqüência desta medida, os motores dos veículos movidos a gasolina aumentarão a emissão no ar do poluente a) acetona. d) álcool metílico. b) etanal. e) monóxido de carbono. c) dióxido de carbono. 407. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) O magnésio pode ser obtido da água do mar. A etapa inicial deste processo envolve o tratamento da água do mar com óxido de cálcio. Nesta etapa, o magnésio é precipitado na forma de: a) MgCl2. b) Mg(OH)2. c) MgO. d)MgSO4. e) Mg metálico. 408. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) As margarinas são produzidas industrialmente pela hidrogenação catalítica parcial de triglicerídeos (lipídios) poliinsaturados. As matérias-primas que fornecem o hidrogênio e os triglicerídeos usados no processo são, respectivamente, a) gás metano e óleo vegetal. d) gás metano e gordura animal. b) água e melaço de cana. e) calcário e óleo vegetal. c) petróleo e gordura animal. 409. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) A massa de 0,239g de um cloreto de alquila, quando vaporizada a 127 °C e pressão de 1 atmosfera, ocupou um volume de 65,6 mililitros. Dados o volume molar do gás ideal (127 °C, 1 atm) = 32,8 L e massas molares, em g/mol: H = 1,0; C = 12,0; Cl = 35,5, e considerando comportamento ideal para o vapor, pode-se dizer que a fórmula do haleto de alquila é: a) CH3Cl. b) CH2Cl2. c) C2H4Cl2. d) CCl4. e) CHCl3. 410. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) Ográfico a seguir foi construído com dados dos hidretos dos elementos do grupo 16. Com base neste gráfico, são feitas as afirmações seguintes. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 61 representa um hidrocarboneto saturado. com ácidos carbox ílicos. Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 I - Os pontos P, Q, R e S no gráfico correspondem aos compostos H2Te, H2S, H2Se e H2O, respectivamente. II - Todos estes hidretos são gases a temperatura ambiente, exceto a água, que é líquida. III - Quando a água ferve, as ligações covalentes se rompem antes das intermoleculares. Das três afirmações apresentadas, a) apenas I é verdadeira. d) apenas I e III são verdadeiras. b) apenas I e II são verdadeiras. e) apenas III é verdadeira. c) apenas II é verdadeira. 411. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) Em maio de 1800, Alessandro Volta anunciou a invenção da pilha elétrica, a primeira fonte contínua de eletricidade. O seu uso influenciou fortemente o desenvolvimento da Química nas décadas seguintes. A pilha de Volta era composta de discos de zinco e de prata sobrepostos e intercalados com material poroso embebido em solução salina, como mostrado a seguir. Com o funcionamento da pilha, observa-se que os discos de zinco sofrem corrosão. A respeito da pilha de Volta, são feitas as seguintes afirmações: I - Nos discos de zinco ocorre a semi-reação: Zn (s) → Zn2+ + 2 e–. II - Os discos de prata são fontes de elétrons para o circuito externo. III - O aumento do diâmetro dos discos empregados na montagem não influencia na tensão fornecida pela pilha. Das três afirmações apresentadas, a) apenas I é verdadeira. d) apenas I e III são verdadeiras. b) apenas II é verdadeira. e) apenas II e III são verdadeiras. c) apenas I e II são verdadeiras. 412. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) São dadas as fórmulas estruturais dos medicamentos: Sobre estes dois medicamentos, foram feitas as afirmações seguintes. I - X possui as funções éter e amida. II - Y é um ácido carboxílico. III - Os dois compostos possuem substituintes no benzeno na posição para. IV - X e Y apresentam isomeria óptica. São verdadeiras as afirmações: a) I, II e III, apenas. d) I e II, apenas. b) III e IV, apenas. e) I, II, III e IV. c) II e IV, apenas. 413. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) Duas fitas idênticas de magnésio metálico são colocadas, separadamente, em dois recipientes. No primeiro recipiente adicionou-se solução aquosa de HCl e, no segundo, solução aquosa de CH3COOH, ambas de concentração 0,1mol/L. Foram feitas as seguintes afirmações: I - As reações se completarão ao mesmo tempo nos dois recipientes, uma vez que os ácidos estão presentes na mesma concentração. II - O magnésio metálico é o agente oxidante nos dois casos. III - Um dos produtos formados em ambos os casos é o hidrogênio molecular. IV - As velocidades das reações serão afetadas se as fitas de magnésio forem substituídas por igual quantidade deste metal finamente dividido. São verdadeiras as afirmações: a) I e II, apenas. d) III e IV, apenas. b) II e III, apenas. e) II, III e IV, apenas. c) I e III, apenas. 414. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Gerais) Para evitar o desenvolvimento de bactérias em alimentos, utiliza-se ácido benzóico como conservante. Sabe-se que: i) Em solução aquosa, ocorre o equilíbrio: ii) A ação bactericida é devida exclusivamente à forma não dissociada do ácido (BzH). iii) Quando [BzH] = [Bz–], o pH da solução é 4,2. Com base nestas informações, e considerando a tabela seguinte, Alimento pH Refrigerante 3,0 Picles 3,2 Leite 6,5 pode-se afirmar que é possível utilizar ácido benzóico como conservante do: a) refrigerante, apenas. d) refrigerante e leite, apenas. b) leite, apenas. e) picles e leite, apenas. c) refrigerante e picles, apenas. 415. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Na fabricação de chapas para circuitos eletrônicos, uma superfície foi recoberta por uma camada de ouro, por meio de deposição a vácuo. a) Sabendo que para recobrir esta chapa foram necessários 2 x 1020 átomos de ouro, determine o custo do ouro usado nesta etapa do processo de fabricação. Dados: NA = 6 x 1023; massa molar do ouro = 197 g/mol; 1g de ouro = R$ 17,00 (Folha de S. Paulo, 20/8/2000.) b) No processo de deposição, ouro passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso. Sabendo que a entalpia de sublimação do ouro é 370 kJ/mol, a 298 K, calcule a energia mínima necessária para vaporizar esta quantidade de ouro depositada na chapa. 416. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) O processo industrial Haber-Bosch de obtenção da amônia se baseia no equilíbrio químico expresso pela equação: N2 (g) + 3 H2 (g) Ï 2 NH3 (g) Nas temperaturas de 25 ºC e de 450 ºC, as constantes de equilíbrio K P são 3,5 x 108 e 0,16, respectivamente. a) Com base em seus conhecimentos sobre equilíbrio e nos dados fornecidos, quais seriam, teoricamente, as condições de pressão e temperatura que favoreceriam a formação de NH3? Justifique sua resposta. b) Na prática, a reação é efetuada nas seguintes condições: pressão entre 300 e 400 atmosferas, temperatura de 450 ºC e emprego de ferro metálico como catalisador. Justifique por que estas condições são utilizadas industrialmente para a síntese de NH3. 417. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Acetileno pode sofrer reações de adição do tipo: A polimerização do acetato de vinila forma o PVA, de fórmula estrutural: a) Escreva a fórmula estrutural do produto de adição do HCl ao acetileno. b) Escreva a fórmula estrutural da unidade básica do polímero formado pelo cloreto de vinila (PVC). 418. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Leia o seguinte trecho de um diálogo entre Dona Benta e seus netos, extraído de um dos memoráveis livros de Monteiro Lobato, “Serões de Dona Benta”: “— ... Toda matéria ácida tem a propriedade de tornar vermelho o papel de tornassol. — ... A matéria básica não tem gosto ácido e nunca faz o papel de tornassol ficar Elaboração: Prof. Ricardo Honda 62 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 vermelho ... — E os sais? — Os sais são o produto da combinação dum ácido com uma base. ... — E de que cor os sais deixam o tornassol? — Sempre da mesma cor. Não têm nenhum efeito sobre ele. ... ” a) Explique como o papel de tornassol fica vermelho em meio ácido, sabendo que o equilíbrio para o indicador impregnado no papel pode ser representado como: HIn Ï H+ + In– (vermelho) (azul) b) Identifique uma parte do diálogo em que há um conceito químico errado. Justifique sua resposta. 419. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Em países de clima desfavorável ao cultivo de cana-de-açúcar, o etanol é sintetizado através da reação de eteno com vapor de água, a alta temperatura e alta pressão. No Brasil, por outro lado, estima-se que 42 bilhões de litros de etanol (4,2 x 1010 L) poderiam ser produzidos anualmente a partir da cana-de-açúcar. a) Determine quantas toneladas de eteno seriam necessárias para sintetizar igual volume de etanol, supondo 100% de eficiência. (Dados: massas molares, em g/mol: eteno = 28, etanol = 46; densidade do etanol = 800 g/L). b) Para percorrer uma distância de 100 km, um automóvel consome 12,5 L de etanol (217,4 mols). Supondo combustão completa, calcule o número de mols de dióxido de carbono liberado para a atmosfera neste percurso. 420. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Considere o seguinte arranjo experimental: Após forte aquecimento inicial, a espiral de cobre permanece incandescente, mesmo após a interrupçãodo aquecimento.A mistura de gases formados na reação contém vapor de água e um composto de cheiro penetrante. a) Escreva a fórmula estrutural e o nome do produto de cheiro penetrante, formado na oxidação parcial do metanol pelo oxigênio do ar. b) Explique o papel do cobre metálico e a necessidade do seu aquecimento para iniciar a reação. 421. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Uma solução aquosa de cloreto de sódio deve ter 0,90% em massa do sal para que seja utilizada como solução fisiológica (soro). O volume de 10,0 mL de uma solução aquosa de cloreto de sódio foi titulado com solução aquosa 0,10 mol/L de nitrato de prata, exigindo exatamente 20,0 mL de titulante. a) A solução aquosa de cloreto de sódio pode ou não ser utilizada como soro fisiológico? Justifique sua resposta. b) Supondo 100% de rendimento na reação de precipitação envolvida na titulação, calcule a massa de cloreto de prata formado. (Dados: massas molares, em g/mol: Na = 23,0; Cl = 35,5; Ag = 107,9; densidade da solução aquosa de NaCl = 1,0 g/mL). 422. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) A Tomografia PET permite obter imagens do corpo humano com maiores detalhes, e menor exposição à radiação, do que as técnicas tomográficas atualmente em uso. A técnica PET utiliza compostos marcados com 116 C . Este isótopo emite um pósitron, 01 β , formando um novo núcleo, em um processo com tempo de meia- vida de 20,4 minutos. O pósitron emitido captura rapidamente um elétron, 0−1 β , e se aniquila, emitindo energia na forma de radiação gama. a) Escreva a equação nuclear balanceada que representa a reação que leva à emissão do pósitron. O núcleo formado no processo é do elemento B (Z = 5), C (Z = 6), N (Z = 7) ou O (Z = 8)? b) Determine por quanto tempo uma amostra de 116 C pode ser usada, até que sua atividade radioativa se reduza a 25% de seu valor inicial. 423. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) A fonte energética primária do corpo humano vem da reação entre a glicose (C6H12O6) em solução e o oxigênio gasoso transportado pelo sangue. São gerados dióxido de carbono gasoso e água líquida como produtos. Na temperatura normal do corpo (36,5°C), a interrupção do fornecimento energético para certos órgãos não pode exceder 5 minutos. Em algumas cirurgias, para evitar lesões irreversíveis nestes órgãos, decorrentes da redução da oxigenação, o paciente tem sua temperatura corporal reduzida para 25°C, e só então a circulação sanguínea é interrompida. a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação entre a glicose e o oxigênio. b) Explique por que o abaixamento da temperatura do corpo do paciente impede a ocorrência de lesões durante a interrupção da circulação. 424. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Rações militares de emergência são fornecidas em embalagens de plástico aluminizado, contendo dois recipientes independentes e impermeáveis, conforme esquema mostrado a seguir. Para o aquecimento do alimento, introduz-se água no recipiente externo, através de orifício próprio. Em presença de Fe e NaCl, a reação Mg (s) + 2 H2O (l) → Mg(OH)2 (s) + H2 (g) + calor ocorre rapidamente. a) Calcule a quantidade de energia desprendida nas condições padrão, quando 0,10 mol de Mg (s) reagir completamente com a água adicionada. b) Hidróxido de magnésio também pode ser obtido pela reação entre óxido de magnésio sólido e água líquida. Escreva a equação balanceada que representa esta reação química e calcule a entalpia de formação do óxido de magnésio. (Dados: entalpias padrão de formação, em kJ/mol: H2O (l) = –285; Mg(OH)2 (s) = –930). 425. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) No corpo humano, o transporte de oxigênio é feito por uma proteína chamada hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina contém 4 átomos de ferro. O transporte de oxigênio, dos pulmões para os tecidos, envolve o equilíbrio reversível: pulmão hemoglobina + O2 Ï oxi-hemoglobina tecido Mesmo um atleta bem treinado tem seu rendimento físico muito diminuído quando vai competir em localidades de altitude muito mais elevada do que a que está habituado. Após cerca de duas semanas de treinamento na nova altitude, o rendimento do atleta retorna ao normal. a) Explique, em termos químicos, por que o rendimento físico inicial do atleta diminui na altitude mais elevada. b) Explique por que, após o período de adaptação, o rendimento do atleta retorna ao normal. O que ocorre com as reservas originais de ferro do organismo em conseqüência da adaptação? 426. (VUNESP 2001 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Estão representados a seguir fragmentos dos polímeros Náilon e Dexon, ambos usados como fios de suturas cirúrgicas. a) Identifique os grupos funcionais dos dois polímeros. b) O Dexon sofre hidrólise no corpo humano, sendo integralmente absorvido no período de algumas semanas. Neste processo, a cadeia polimérica é rompida, gerando um único produto, que apresenta duas funções orgânicas. Escreva a fórmula estrutural do produto e identifique estas funções. 427. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) O filme Erin Brockovich é baseado num fato, em que o emprego de crômio hexavalente numa usina termoelétrica provocou um número elevado de casos de câncer entre os habitantes de uma cidade vizinha. Com base somente nesta informação, dentre os compostos de fórmulas CrCl3 CrO3 Cr2O3 K2CrO4 K2Cr2O7 (1) (2) (3) (4) (5) pode-se afirmar que não seriam potencialmente cancerígenos a) o composto 1, apenas. d) os compostos 1, 2 e 3, apenas. b) o composto 2, apenas. e) os compostos 2, 4 e 5, apenas. c) os compostos 1 e 3, apenas. 428. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Em contato com ar úmido, um telhado de cobre é lentamente coberto por uma camada verde de CuCO3, formado pela seqüência Elaboração: Prof. Ricardo Honda 63 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 de reações representadas pelas equações a seguir: 2 Cu (s) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 2 Cu(OH)2 (s) (equação 1) Cu(OH)2 (s) + CO2 (g) → CuCO3 (s) + H2O (l) (equação 2) Com relação ao processo global que ocorre, pode-se afirmar: a) as duas reações são de óxido-redução. b) apenas a reação 1 é de óxido-redução. c) apenas a reação 2 é de óxido-redução. d) nenhuma das reações é de óxido-redução. e) O Cu (s) é o agente oxidante da reação 1. 429. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Numa viagem, um carro consome 10 kg de gasolina. Na combustão completa deste combustível, na condição de temperatura do motor, formam-se apenas compostos gasosos. Considerando-se o total de compostos formados, pode-se afirmar que os mesmos a) não têm massa. b) pesam exatamente 10 kg. c) pesam mais que 10 kg. d) pesam menos que 10 kg. e) são constituídos por massas iguais de água e gás carbônico. 430. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) No preparo de um material semi-condutor, uma matriz de silício ultrapuro é impurificada com quantidades mínimas de gálio, através de um processo conhecido como dopagem. Numa preparação típica, foi utilizada uma massa de 2,81 g de silício ultrapuro, contendo 6,0 x 1022 átomos de Si. Nesta matriz, foi introduzido gálio suficiente para que o número de seus átomos fosse igual a 0,01% do número de átomos de silício. Sabendo que a massa molar do gálio vale 70 g/mol e a constante de Avogadro vale 6,0 x 1023, a massa de gálio empregada na preparação é igual a a) 70 g b) 0,70 g c) 0,0281 g d) 7,0 x 10−4 g e) 6,0 x 10−23 g 431. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) O “gasolixo”, um combustível alternativo obtido pela fermentação anaeróbica do lixo, é composto aproximadamente por 65%de CH4, 30% de CO2 e 5% de uma mistura deH2S, H2 e traços de outros gases. Para melhorar o rendimento do “gasolixo” e diminuir a poluição provocada por sua queima, é necessário remover CO2 e H2S. Isto pode ser feito convenientemente borbulhando-se o “gasolixo” através de a) água pura. d) solução concentrada de SO2. b) solução concentrada de NaCl. e) solução concentrada de NaOH. c) solução concentrada deH2SO4. 432. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Na Idade Média, era usual o emprego de óxido de chumbo(IV) como pigmento branco em telas. Em nossos dias, com o aumento do teor de H2S na atmosfera, proveniente da queima de combustíveis fósseis, pinturas dessa época passaram a ter suas áreas brancas transformadas em castanho escuro, devido à formação de sulfeto de chumbo (II). No trabalho de restauração dessas pinturas são empregadas soluções diluídas de peróxido de hidrogênio, que transformam o sulfeto de chumbo (II) em sulfato de chumbo (II), um sólido branco. As fórmulas do óxido de chumbo (IV), sulfeto de chumbo (II), peróxido de hidrogênio e sulfato de chumbo (II) são, respectivamente: a) PbO, PbS, H2O2 , PbSO4 d) PbO2 , PbS, H2O2 , PbSO3 b) PbO2 , PbS, H2O2 , PbSO4 e) PbO, PbSO3 , H2O2 , PbS2O3 c) Pb2O3 , PbS2 , H2O, Pb(SO4)2 433. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) O esmalte dos dentes é formado por hidroxiapatita que, em determinadas condições, pode ser dissolvida devido ao equilíbrio representado pela equação: Ca10(PO4)6(OH)2 Ï 10 Ca2+ + 6 PO43− + 2 OH− HIDROXIAPATITA Considere três pessoas, X, Y e Z, que consomem diariamente os produtos cujos valores de pH estão apresentados na tabela. Pessoa Produtos consumidos diariamente pH X Suco de laranja 3 Y Água com gás 4 Z Leite de magnésia 10 Considerando somente o efeito do uso continuado destes três produtos, ocorrerá dissolução da hidroxiapatita do esmalte dos dentes a) da pessoa X, apenas. d) da pessoa Z, apenas. b) da pessoa Y, apenas. e) das pessoas X e Z, apenas. c) das pessoas X e Y, apenas. 434. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Um balão leve, de volume fixo, flutua no ar quando preenchido com gás hélio à temperatura ambiente. O mesmo balão pode flutuar no ar se for preenchido com ar aquecido e gases quentes produzidos pela queima de C4H10. Conhecendo as massas molares, em g/mol: ar = 29 (valor médio), He = 4, H = 1, C = 12, N = 14 e O = 16, a explicação para o fato do balão, preenchido pela mistura gasosa aquecida, flutuar no ar, é: a) os produtos CO2 e H2O, formados na combustão do C4H10, são menos densos que o ar. b) com o consumo de O2 do ar na combustão doC4H10, ocorre a formação de hélio gasoso. c) com o consumo de O2 do ar na combustão doC4H10, só resta N2 em seu interior. d) com o aquecimento, as moléculas deC4H10 sofrem decomposição, formando H2. e) como os gases no interior do balão estão bem mais quentes que o ar que o circunda, ocorre diminuição do número total de mols dos gases nele contidos, tornando o balão menos denso que o ar. 435. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Certos utensílios de uso hospitalar, feitos com polímeros sintéticos, devem ser destruídos por incineração em temperaturas elevadas. É essencial que o polímero, escolhido para a confecção desses utensílios, produza a menor poluição possível quando os utensílios são incinerados. Com base neste critério, dentre os polímeros de fórmulas gerais podem ser empregados na confecção desses utensílios hospitalares a) o polietileno, apenas. d) o polietileno e o polipropileno, apenas. b) o polipropileno, apenas. e) o polipropileno e o PVC, apenas. c) o PVC, apenas. 436. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) Considere a seguinte seqüência de reações: Com respeito a estas reações, são feitas as afirmações: I. X é CaC2. II. Y é H2C = CH2. III. O produto final é o polímero polivinilacetileno. São corretas as afirmações: a) I, apenas b) II, apenas c) I e III, apenas d) II e III, apenas e) I, II e III 437. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) O neurotransmissor serotonina é sintetizado no organismo humano a partir do triptofano. As fórmulas estruturais do triptofano e da serotonina são fornecidas a seguir. Com respeito a essas moléculas, pode-se afirmar que a) apenas a molécula do triptofano apresenta atividade óptica. b) ambas são aminoácidos. c) a serotonina é obtida apenas por hidroxilação do anel benzênico do triptofano. d) elas são isômeras. e) as duas moléculas apresentam a função fenol. 438. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Gerais) A poluição térmica, provocada pela utilização de água de rio ou mar para refrigeração de usinas termoelétricas ou nucleares, Elaboração: Prof. Ricardo Honda 64 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 vem do fato da água retornar ao ambiente em temperatura mais elevada que a inicial. Este aumento de temperatura provoca alteração do meio ambiente, podendo ocasionar modificações nos ciclos de vida e de reprodução e, até mesmo, a morte de peixes e plantas. O parâmetro físico-químico alterado pela poluição térmica, responsável pelo dano ao meio ambiente, é a) a queda da salinidade da água. b) a diminuição da solubilidade do oxigênio na água. c) o aumento da pressão de vapor da água. d) o aumento da acidez da água, devido a maior dissolução de dióxido de carbono na água. e) o aumento do equilíbrio iônico da água. 439. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) “Não se fazem mais nobres como antigamente – pelo menos na Química.” (Folha de S. Paulo, 17.08.2000). As descobertas de compostos como o XePtF6, em 1962, e o HArF, recentemente obtido, contrariam a crença comum de que elementos do grupo dos gases nobres da Tabela Periódica não reagem para formar moléculas. a) Explique por que os gases nobres têm esta tendência à baixa reatividade. b) Sabe-se que os menores elementos deste grupo (He e Ne) permanecem sendo os únicos gases nobres que não formam compostos, mesmo com o elemento mais eletronegativo, o flúor. Justifique este comportamento. 440. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Na tabela a seguir, são fornecidos os valores de pH de soluções aquosas 0,1 mol/L de dois ácidos monopróticos. Ácido pH inicial da solução clorídrico 1,0 cianídrico 5,1 a) Explique os diferentes valores de pH medidos para as duas soluções. b) A neutralização estequiométrica das soluções de HCl e de HCN com uma solução de NaOH resultará em soluções que terão o mesmo pH? Justifique. 441. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Considere os dois sistemas, 1 e 2, observados por iguais períodos de tempo, em que as partes aquosas estão em equilíbrio com o ar e com o CO2, respectivamente, à temperatura ambiente. São dados os equilíbrios: CaCO3 (s) Ï Ca2+ (aq) + CO32− (aq) CO2 (g) Ï CO2 (aq) + calor CaCO3 (s) + CO2 (g) +H2O (l) Ï Ca2+ (aq) + 2 HCO3− (aq) a) Explique o motivo pelo qual a solubilização do carbonato de cálcio no sistema 1 é consideravelmente menor do que no sistema 2. b) Explique por que, se o sistema 2 fosse resfriado, a quantidade de CaCO3 dissolvida seria maior do que se o sistema fosse mantido à temperatura ambiente. 442. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) O alumínio metálico é produzido pela eletrólise do composto Al2O3 , fundido, consumindo uma quantidade muito grande de energia. A reação química que ocorre pode ser representada pela equação: 4 Al3+ + 6 O2- + 3 C → 4 Al + 3 CO2 Em um dia de trabalho, uma pessoa coletou 8,1 kg de alumínio nas ruas de uma cidade, encaminhando-os para reciclagem. a) Calcule a quantidade de alumínio coletada, expressa em mols de átomos. b) Quanto tempo é necessário para produzir uma quantidade de alumínio equivalente a 2 latinhas de refrigerante, a partir do Al2O3 , sabendo quea célula eletrolítica opera com uma corrente de 1 A? (Dados: 1 mol de elétrons = 96.500 C; 1 C = 1 A x 1 s; Massa molar do alumínio = 27 g/mol; 2 latinhas de refrigerante = 27 g). 443. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Considere o etanol anidro e o n-octano, dois combustíveis que podem ser empregados em motores de combustão interna. Sobre estes dois combustíveis, são disponíveis os dados fornecidos a seguir. etanol n-octano Fórmula molecular C2H5OH C8H18 Massa molar (g/mol) 46 114 Número de mols/litro 17,2 6,15 Suponha dois motores idênticos em funcionamento, cada um deles movido pela queima completa de um dos combustíveis, com igual aproveitamento da energia gerada. a) Escreva as equações químicas que representam a combustão completa de cada um dos combustíveis. b) Sabe-se que, para realizar o mesmo trabalho gerado pela queima de 10 litros de n- octano, são necessários 14 litros de etanol. Nestas condições, compare, através de cálculos, a poluição atmosférica por gás carbônico produzida pelos dois combustíveis. 444. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Exatas) Compostos insaturados do tipo podem polimerizar segundo a reação representada pela equação geral: A borracha natural é obtida pela polimerização do composto para o qual R e R’ são, respectivamente, H e CH3 . a) Escreva o nome oficial do monômero que dá origem à borracha natural. b) A reação de polimerização pode dar origem a dois polímeros com propriedades diferentes. Escreva as fórmulas estruturais dos dois polímeros que podem ser formados na reação, identificando o tipo de isomeria existente entre eles. 445. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) A maior parte do dióxido de carbono gerado no metabolismo celular, no corpo humano, por reagir rapidamente com a água contida no sangue, é conduzida pela corrente sanguínea, para eliminação nos pulmões. a) Escreva a equação química que representa a reação de equilíbrio entre o dióxido de carbono e a água. b) Se no sangue não houvesse outras substâncias que garantissem um pH próximo de 7, qual seria a conseqüência da reação do gás carbônico com a água do sangue, em termos de pH? 446. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Para evitar o crescimento de algas e bactérias, costuma-se adicionar desinfetantes na água de piscinas. Dentre eles, o hipoclorito de cálcio é muito utilizado. A dissolução do hipoclorito na água é acompanhada da reação representada pela equação: Ca(OCl)2 (s) + 2 H2O (l) Ï 2 HOCl (aq)+ Ca(OH)2 (aq) Sabe-se ainda que a semi-reação HOCl (aq) + H+ (aq) + 2 e− Ï Cl- (aq) + H2O (l) é a responsável pelo efeito desinfetante do HOCl. a) Qual é o efeito do uso contínuo de Ca(OCl)2 sobre o pH da água de uma piscina submetida a este tratamento? Justifique. b) O tratamento desta piscina deve incluir, portanto, o ajuste ocasional do pH para próximo de 7,4, a fim de evitar irritações nos olhos, peles e ouvidos. Responda, usando uma equação química, se o ajuste de pH deve ser feito pela adição de ácido clorídrico (HCl) ou de carbonato de sódio (Na2CO3) na água desta piscina. 447. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) O adoçante aspartame pode ser sintetizado pela seqüência de duas reações, I e II. I. Reação do metanol com o aminoácido de fórmula estrutural II. Ataque do produto da reação I sobre o grupo carboxílico mais próximo do grupo amina do composto formando uma amida. Sabe-se que, em ambas as reações, I e II, além do produto orgânico, ocorre também a formação de água. a) Utilizando fórmulas estruturais, escreva a equação química que representa a reação I. Identifique a função do composto formado nesta reação. b) Escreva a fórmula estrutural do produto da reação II. 448. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) A corrosão (oxidação) de móveis de ferro para praia pode ser evitada pelo recobrimento da superfície com alguns metais que, embora sejam mais ativos do que o ferro, quando se oxidam formam revestimentos aderentes de óxidos, que são resistentes à corrosão. a) Exponha uma razão que justifique por que o processo de corrosão do ferro ocorre mais facilmente em regiões praianas. b) Considere a tabela a seguir. Elaboração: Prof. Ricardo Honda 65 Caderno de Exercícios de Química dos Principais Vestibulares 2000 - 2009 Com base nesses dados, escolha os metais mais reativos que o ferro que poderiam ser utilizados para a proteção de móveis de ferro. Justifique sua resposta. 449. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) O isótopo radioativo 222 86 Rn , formado a partir de 23892 U por emissões sucessivas de partículas alfa e beta, é a principal fonte de contaminação radioativa ambiental nas proximidades de jazidas de urânio. Por ser gasoso, o isótopo 22286 Rn atinge facilmente os pulmões das pessoas, onde se converte em 21884 Po , com um tempo de meia-vida de 3,8 dias. a) Calcule o número de partículas alfa e de partículas beta emitidas, considerando a formação de um átomo de radônio, no processo global de transformação do 23892 U em 22286 Rn . Considere as variações dos números atômicos e dos números de massa que acompanham a emissão de partículas alfa e beta, para a resolução da questão. b) Calcule o tempo necessário para que o número N0 de átomos de 222 86 Rn , retido nos pulmões de uma pessoa, seja reduzido a N0/16 pela conversão em 218 84 Po . 450. (VUNESP 2002 – Conhecimentos Específicos – Biológicas) Considere os hormônios progesterona e testosterona, cujas fórmulas estruturais são fornecidas a seguir. 451. (VUNESP 2003 – Conhecimentos Gerais) Segundo a lei de Charles-Gay Lussac, mantendo- se a pressão constante, o volume ocupado por um gás aumenta proporcionalmente ao aumento da temperatura. Considerando a teoria cinética dos gases e tomando como exemplo o gás hidrogênio (H2), é correto afirmar que este comportamento está relacionado ao aumento a) do tamanho médio de cada átomo de hidrogênio (H), devido à expansão de suas camadas eletrônicas. b) do tamanho médio das moléculas de hidrogênio (H2), pois aumentam as distâncias de ligação. c) do tamanho médio das moléculas de hidrogênio (H2), pois aumentam as interações entre elas. d) do número médio de partículas, devido à quebra das ligações entre os átomos de hidrogênio (H2 → 2 H). e) das distâncias médias entre as moléculas de hidrogênio (H2) e das suas velocidades médias. 452. (VUNESP 2003 – Conhecimentos Gerais) As hemácias apresentam grande quantidade de hemoglobina, pigmento vermelho que transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos. A hemoglobina é constituída por uma parte não protéica, conhecida como grupo heme. Num laboratório de análises foi feita a separação de 22,0 mg de grupo heme de uma certa amostra de sangue, onde constatou-se a presença de 2,0 mg de ferro. Se a molécula do grupo heme contiver apenas um átomo de ferro [Fe = 56 g/mol], qual a sua massa molar em gramas por mol? a) 154 b) 205 c) 308 d) 616 e) 1 232 453. (VUNESP 2003 – Conhecimentos Gerais) Em um laboratório, foi encontrado um frasco, sem identificação, contendo um pó branco cristalino. Aquecendo este pó com taxa constante de fornecimento de calor, foi obtida a seguinte curva de aquecimento. Pode-se afirmar que o pó branco encontrado é a) uma substância simples. b) uma substância composta. c) uma mistura de cristais com tamanhos diferentes. d) uma mistura de duas substâncias. e) uma mistura de três substâncias. 454. (VUNESP 2003 – Conhecimentos Gerais) Qual a fórmula do composto formado entre os elementos 4020 Ca e 3517 Cl e qual a ligação envolvida? a) CaCl, iônica. d) CaCl2 , covalente. b) CaCl, covalente. e) Ca2Cl, iônica. c) CaCl2, iônica. 455.