2010 - Prova Substitutiva (P3) - Química USJT

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QG e Mat. - Prova Substitutiva Página 1 de 4 Prof. Sérgio 
 Nº Ordem 
Aluno: XXXXXXXXX DE YYYYYYYYYY RA: 2010XXXXX 
Disciplina: QUÍMICA GERAL E MATERIAIS Turma: 
1ºAECM,EM,MM,PM, 
 RM. 
Prova: Inter ( ) P1 ( ) P2 ( ) Esp ( ) Sub ( X ) Duração da Prova: 80 min 
Divisão: Única ( X ) A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) 
Professor: SÉRGIO SPADACCINI Data da Prova: 07 / 12 / 2010. 
Uso de Calculadora: Sim ( X ) Não ( ) Consulta: Sim ( ) Não ( X ) 
Outras Informações: RESPONDA A TINTA E NÃO RASURE A PROVA. 
 
Assinatura do Aluno:ABARITO 
 
OUTRAS 
ATIVIDADES 
AVALIAÇÃO 
INTEGRADA 
TRABALHOS/ 
EXERCÍCIOS 
OUTRAS 
PDA 
PROVA 
SUBSTITUTIVA 
MÉDIA 
ANUAL 
Vista de Prova 
 
 
 
 
peso : peso : peso : peso : 20 %. peso : 80 %. Data:______/ 12 / 2010. 
1. 
Uma peça de aço ao ser niquelada num banho de sulfato de níquel (II), NiSO4, 
gasta 15 A, conforme o esquema ao lado. Qual a massa de Ni depositada no 
final de uma hora? 
 
Justificar a resposta (1,0 ponto). 
 
(Dado: Ni 
2+
(aq) + 2 e Ni (s) ; Eºred = - 0,23 V ; 
 Massa específica ou densidade = 8,9 g/cm
3
; 
 Massa molar = 58,69 g/mol; 1 faraday = F = 96500 C). 
 
 
m =
i . t .M
96500 . x
mNi =
15 A . { [1(h . 60) min]. 60] }s . 58,69
g
mol
96500 A.s . 2
mNi = 164,21.10
4
.10
-5
 = 164,21 .10
-1
 g = 16,42 g
2 mol e 1 mol Ni
2 . F 1 . 58,69 g
2 . 96500 C 58,69 g
5,4 . 10
4
 C x
Q = i .t
Q = 15 A . [1 . (h .60) min . 60] s
Q = 54000 A . s ou C = 5,4.10
4 
C
x = m Ni =
5,4 . 10
4
 C . 58,69 g
 19300 C
m Ni = 164,21 . 10
-1
 = 16,42 g
ou
 
 
 
GABARITO 
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2. 
Aplicar a Lei de Lavoisier e a Lei de Proust no caso abaixo. 
 
Uma fábrica planeja distribuir jogos de porca, parafuso e arruela. Cada jogo consistirá de uma porca, um parafuso 
e duas arruelas. Dispondo de 7650 parafusos, 9300 porcas e de 13000 arruelas , responda: 
 
Justificar cada resposta (0,5 pontos cada). 
 
a) Quantos jogos podem ser formados? 
 
 
 
 
Lavoisier: 1 parafuso + 1 porca + 2 arruelas 1 jogo
 6500 " 6500 " 2(6500) " 6500 "
Proust
 
 
 
 
b) Quanto sobrará de cada item? 
 
 
Nº de parafusos = 7650 – 6500 = 1150 parafusos. 
 
 
Nº de porcas = 9300 – 6500 = 2800 porcas. 
 
 
 
 
 
 
c) Qual o componente que limita a produção? 
 
 
 
É calculado em função do item de menor quantidade. 
 
O componente que limita a produção são as arruelas = 2 x 6500 = 13000 unidades ou 6500 pares. 
 
 
 
 
 
 
 
d) Qual o rendimento da produção? 
 
 
 
É calculado em função do item de maior quantidade. 
 
 
9300 porcas 100% Portanto, r = 69,89 ~ 70% 
 
6500 “ r 
 
 
 
 
 
 
 
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É uma aço inoxidável austenítico (apresenta Ni), baixo teor de C, não pode ser temperado e nem tratado 
termicamente (revenido). Elevada resistência à oxidação, C.F.C. Sofre encruamento quando deformado a 
frio, aumentando sua resistência mecânica. Não magnético. 
 
3. 
O aço abaixo é classificado como 302 pela AISI (American Iron and Steel Institute). 
 
Principais aplicações: Gaiola de animais; guarnições arquitetônicas, exteriores arquitetônicos; garrafas térmicas 
e esterilizadores; equipamentos para recozimentos; pias; lavadores de pratos; utensílios domésticos; 
equipamentos hospitalares; tanques de gasolina; equipamentos para fabricação de sorvetes; congeladores; 
guarnições para portas; equipamentos para lacticínios; maquinaria para engarrafamento; tanques de fermentação; 
equipamentos para armazenagem e processamento de produtos alimentícios; dobradiças, refinarias de açúcar; 
carros ferroviários. 
 
Sua composição química é: 0,08 a 0,20% de C + 17 a 19% de Cr + 8 a 10% de Ni + 1,0% de Si (máx.) e 2,0% de 
Mn (máx.). 
 
Como você classificaria o aço acima? Justificar a resposta (1,0 ponto). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. 
O produto bruto dos alto-fornos (ferro-gusa) contém cerca de 4% de C, 2% de Si, traços de S e até 
1% de P e Mn. O restante é ferro. Provavelmente, o enxofre é a pior impureza (causa a quebra do aço 
quando este é trabalhado), e deve ser evitado pois é de difícil remoção nas operações de purificação (aço). 
Baseando-se nessas informações, responda: 
 
Justificar cada resposta. 
 
a) Qual a massa de carbono existente em 2,4.10
4
 toneladas de ferro-gusa? (0,5 pontos). 
 
 
Padrão = 100 partes ( gramos, quilos ou toneladas).
100 t ferro-gusa apresenta 4 t de carbono + 2 t de silício + 1 t de fósforo e manganês.
 100 t ferro-gusa 4 t de C
2,4 .10
4
 t " x
x = m C = = 0,096 .10
4
 = 960 t de C
2,4 .10
4
 t . 4 t
 100 t 
 
 
b) Qual a massa silício existente em 3,0.10
4
 toneladas de ferro-gusa? (0,5 pontos). 
 
 
 
 100 t ferro-gusa 2 t de Si
3,0 .10
4
 t " y
y = m Si = = 0,06 .10
4
 = 600 t de Si
3,0 .10
4
 t . 2 t
 100 t 
 
 
 
 
 
 
 
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O fio de Ni fica mais protegido no conjunto b, pois o Zn apresenta 
menor Eºred, atuando como um ânodo de sacrifício. No conjunto b o 
zinco irá reagir mais facilmente com a água, enquanto que o Ni levará 
mais tempo para reagir. 
 
5. 
A cidade de São Paulo produz 6 milhões de metros cúbicos de esgoto por dia. O tratamento de 1 m
3
 de esgoto 
produz, em média 0,07 m
3
 de biogás, no qual 60% é gás metano, CH4. Usado como combustível de veículos, 1m
3
 
de metano equivale aproximadamente a 1 litro de óleo diesel, C15H30. 
 
Justificar cada resposta. 
 
a) Quantos litros de óleo diesel seriam economizados diariamente se todo o esgoto de São Paulo fosse tratado 
para produzir metano com a finalidade de abastecer ônibus? (1,5 pontos). 
 
 
 1 m
3
 esgoto 0,07 m
3
 biogás
6 . 10
6 
m
3
 x
x = V biogás = = 42.10
4
 = 4,2.10
5 
m
36 . 10
6
 m
3
 . 7.10
-2
 m
3
 1 m
3
4,2.10
5
 m
3
 100%
 y 60%
y = V CH = = 2,52.10
5
 m
3
4
4,2.10
5
 m
3
 . 60%
 100%
 1 m
3
 CH4 1 L óleo diesel
2,52.10
5
 m
3
 z
z = V óleo diesel = = 2,52.10
5
 L são economizados
2,52.10
5
 m
3
 . 1 L
 1 m
3
 
 
b) Escreva a reação decombustão completa do metano como combustível. (0,5 pontos). 
 
 CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (l) 
 
 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 
 
 
6. 
Em qual dos seguintes conjuntos A ou B (figura ao lado) o 
fio de níquel, Ni, fica mais protegido contra a corrosão. 
 
Obs: Os metais estão na presença de umidade. 
 
Justificar a resposta (1,0 ponto). 
 
(Dado: Potencial-padrão de redução, Eºred) 
 
Ni 
2+
(aq) + 2 e Ni (s) ; Eºred = - 0,23 V 
 
Cu 
2+
(aq) + 2 e Cu (s) ; Eºred = + 0,34 V 
 
Zn 
2+
(aq) + 2 e Zn (s) ; Eºred = - 0,76 V