Questões de Química — SEDUC-SP 2013

A eletrodeposição é um procedimento no qual a eletrólise é utilizada para aplicar um revestimento fino ornamental ou protetor de um metal sobre o outro, sendo uma técnica comum para aumentar a durabilidade de um objeto de metal. Um dos metais que pode ser usado como revestimento protetor é o níquel, depositado a partir de uma solução de sulfato de níquel(II). A massa, em gramas, de níquel que deverá ser depositada sobre uma chapa de aço a partir de uma corrente de 2,0 A por 30 minutos é, aproximadamente, de Dados: Massa molar do Ni = 59 g.mol –1 1F = 96500C

O carvão mineral é responsável por cerca de 8% de todo o consumo mundial de energia e de 39% de toda a energia elétrica gerada e, apesar dos graves impactos sobre o meio ambiente, o carvão continuará sendo, por muitas décadas, o principal insumo para a geração de energia elétrica, especialmente nos países em desenvolvimento. A geração de energia a partir do carvão pode ser obtida através de um processo chamado de gaseificação de carão, onde o carvão reage com oxigênio molecular e água, sendo transformado em gás de síntese (CO+H2), que é queimado em seguida. As equações químicas relativas ao processo de gaseificação do carvão estão representadas a seguir (considera?se o carvão mineral como carbono puro).

Com base nas informações fornecidas, a variação de entalpia, em kJ/mol do processo global é:

O ibuprofeno é um analgésico e antitérmico que também pode ser utilizado em processos inflamatórios. A síntese desse composto, apresentada no final da década de 1990, utiliza três etapas: na primeira o 1?fenil?metil?propano reage em condições adequadas com anidrido etanóico formando o isômero acetilado na posição para. Nas etapas seguintes ocorre uma reação de hidrogenação em presença de catalisador, seguida de carboxilação formando o produto final que é um ácido carboxílico. De acordo com as informações contidas no texto, o ibuprofeno é corretamente representada pela seguinte fórmula:

A L?dopa é um fármaco utilizado em alguns pacientes para o tratamento da doença de Parkinson. Uma etapa importante na síntese desse composto envolve a hidrogenação catalítica de uma enamida, produzindo o derivado da fenilalanina conforme a reação representada a seguir: Os compostos orgânicos envolvidos nesta reação possuem, respectivamente, isômeros espaciais denominados

A combustão é uma reação entre uma substância (combustível) e o oxigênio (O2) (comburente), com liberação de energia levando à formação de gás carbônico e água. A falta de oxigênio durante a combustão pode levar à formação de um produto indesejável como a fuligem (C), que não tem oxigênio na sua constituição. A quantidade de calor liberada é menor nos casos de combustão incompleta. Portanto, além de gerar compostos nocivos à saúde humana, a combustão incompleta apresenta uma grande desvantagem econômica, pois com a mesma quantidade de combustível haverá menor quantidade de energia gerada. O calor liberado na combustão completa de metano é de 802 kJ.mol –1 e, nas mesmas condições de temperatura, o calor liberado na queima incompleta desse composto, produzindo fuligem é de 408,5 kJ.mol–1. (Combustão e Energia disponível em http://www.usp.br/qambiental/combustao_energia.html; Acesso 01/10/2013) A massa de metano, queimada de maneira incompleta produzindo fuligem, necessária para produzir a mesma quantidade de calor que a queima completa de 8 kg de metano é Dados: Massa molar do H=1 g.mol –1 C = 12g.mol –1

Uma forma de obter a energia necessária para o futuro é encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade a partir das reações químicas. Fontes de eletricidade portáteis, mas eficientes, são necessárias para equipamentos pequenos, de corações artificiais e computadores de bolso até automóveis elétricos e habitações espaciais. Sendo assim, um dos ramos da eletroquímica é o uso de reações químicas espontâneas para produzir eletricidade. (ATKINS, P. e JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001. p. 603. Adaptado) Uma das formas de prever a espontaneidade de um processo eletroquímico é por meio da análise dos potenciais?padrão de redução. Considere a tabela de potenciais a seguir. A equação global que descreve o processo espontâneo, com maior geração de energia, é dada por:

O professor preparou quatro experimentos para demonstrar aos alunos os fatores que afetam as velocidades das reações. Nestes experimentos o professor utilizou óxido de magnésio na presença de quantidades iguais de água e do indicador fenolftaleína. As condições dos experimentos eram as seguintes:

Os resultados permitiram avaliar as velocidades das reações através da mudança de coloração da solução. Assinale a alternativa que indica a ordem de aparecimento da cor nos experimentos.

O correto armazenamento dos reagentes utilizados em um laboratório de química é fundamental para garantir a segurança do professor e dos alunos. A organização dos reagentes deve sempre levar em conta o grau de risco representado por cada um deles, além da sua reatividade. Um laboratório recém?inaugurado conta com os reagentes relacionados na lista a seguir, que devem ser organizados em armários diferentes.

Assinale a alternativa que indica os códigos dos reagentes que deverão ser colocados em um mesmo armário.

O modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (modelo VSEPR) baseia–se na ideia de que as regiões de altas concentrações de elétrons (ligações e pares isolados do átomo central) se repelem e, para reduzir essa repulsão, elas tendem a se afastar o máximo possível, mantendo a mesma distância do átomo central. Aplicando essa teoria, a geometria prevista para a molécula de pentacloreto de fósforo é Dados: P (Z=15) e Cl (Z=17)

“Uma alternativa à geração de energia através da combustão do etanol é utilizá?lo como uma fonte de hidrogênio. O hidrogênio produz energia e água em uma célula a combustível e essa energia pode ser calculada através do ciclo de energia global apresentado a seguir. Neste ciclo o processo de fotossíntese gera glicose (C6H12O6) a partir de CO2 e H2O com absorção de 2540 kJ para cada mol de glicose produzido. Um mol de glicose é então convertido em 2 mol de etanol absorvendo 20 kJ. Na

continuação do processo, um mol de etanol produz H2 liberando 70 kJ por mol de etanol.” (KOTZ, J.C., TREICHEL, P.M., WEOVER, G.C.. Química Geral e reações químicas vol.1. São Paulo: Cengage Learning, 201p.251. Adaptado) Considerando todo o processo descrito, a energia liberada na conversão de hidrogênio em água, em kJ.mol –1 , é igual a

Diferentemente de outros elementos transurânicos, descobertos como resultado de um longo e cuidadoso planejamento (...) os elementos 99 e 100 foram descobertos “acidentalmente”, tendo sido gerados em uma explosão termonuclear em 1952. A síntese desses novos elementos deu?se pela captura de nêutrons por parte do Urânio?238, seguida de emissão de partículas beta. (FARIAS,R.F. Para gostar de ler a História da Química, 3° ed.Campinas, SP: Editora Átomo, 2008, p.73. Adaptado) A emissão de partículas beta negativa nesse processo ocasionou

A ureia, utilizada como fertilizante, pode ser produzida através da reação de amônia líquida com o CO2 gasoso, em um reator de síntese, ocorrendo inicialmente a formação do carbamato de amônio que posteriormente se decompõe parcialmente em ureia e água. O carbamato de amônio não reagido é decomposto em amônia e CO2 num processo endotérmico segundo a equação: Em relação ao equilíbrio apresentado, a reação de decomposição do carbamato é favorecida pela

O ??pineno tem sido utilizado, na indústria química, para sintetizar compostos que são matérias primas para a fabricação de perfumes e polímeros. Um desses compostos pode ser obtido com cerca de 90% por meio da reação representada a seguir. O hidrocarboneto produzido na reação é denominado

O ácido tereftálico é um monômero muito utilizado para a produção de diversos poliésteres importantes. Este ácido é obtido pela oxidação catalítica do p–xileno, utilizando ar como oxidante, de acordo com a reação a seguir. Esta reação deve ser conduzida com um rigoroso controle de temperatura, pois há o risco de ocorrer a combustão de parte do reagente. Numa fábrica de ácido tereftálico houve falha no sistema de refrigeração do reator principal, levando ao descontrole da reação e causando uma queda de 50 % no rendimento teórico da reação em relação ao ácido tereftálico. Uma análise dos produtos revelou que foram formados apenas ácido tereftálico, água e CO2. Nessas condições, para uma carga inicial de 530 quilos de p–xileno no reator, e considerando que este foi totalmente consumido, é correto calcular que, nestas condições, foram produzidos Dados: massa molar p–xileno= 106 g.mol –1; ácido tereftálico = 166 g.mol –1; CO2= 44 g.mol –1

Reações de condensação aldólicas são importantes na síntese de diversos compostos naturais e biológicos, inclusive na gliconeogênese. Estas reações acoplam dois compostos orgânicos formando uma nova ligação química. No século XIX, o químico russo Borodin realizou a condensação do etanal em presença de hidróxido de sódio diluído, produzindo em condições adequadas, um aldeído ?, ??insaturado. Considerando apenas etanal e o aldeído ?, ??insaturado. produto final da reação, foram quebradas e formadas ligações químicas do tipo:

A vida das diferentes espécies de peixes é diretamente influenciada pela acidez do corpo d’água, mas sabe–se que em concentrações de íons H + superiores a 10 – 5 mol.L–1 a maioria dos peixes não sobrevive. Em um aquário, a 25qC, foram determinadas as concentrações de alguns íons, entre eles o íon OH– que apresentou concentração 10–11mol.L–1. Para essas condições, assinale a alternativa que indica a acidez da água e a previsão sobre a sobrevivência dos peixes nesse aquário.

A produção de eteno a partir da desidratação de etanol oriundo de cana de açúcar permitiu a entrada no mercado de um polietileno com menor impacto ambiental, logo apelidado de “Polietileno Verde”. Analise as afirmativas a seguir sobre o Polietileno Verde: I. Apesar das origens diferentes do eteno, a reação de polimerização do etileno verde é idêntica à reação de polimerização do etileno convencional, obtido pelas rotas petroquímicas conhecidas. II. Por ser originário do etanol ele possui alguns átomos de oxigênio na sua estrutura, o que facilita sua degradação no ambiente III. O descarte do polietileno verde apresenta o mesmo impacto ambiental do polietileno convencional Assinale:

A figura a seguir representa o diagrama de energia de uma reação, realizada em diferentes condições.

A partir do diagrama, assinale a afirmativa correta.

O crômio é um metal lustroso, brilhante e resistente à corrosão. O nome, que vem da palavra grega para “cor”, lhe foi atribuído pelo colorido de seus compostos. O metal é obtido a partir do mineral cromita (FeCr20d), por redução com carbono em um formo de arco elétrico: Assinale a alternativa que indica a massa máxima de crômio (em quilograma) que pode ser produzida pelo processo descrito a partir de 100 mol de cromita. Dados> Massas molares O=16g.mol?1 Cr=52g.mol?1 Fe=56 g.mol?1

Organismos vivos devem ser capazes de regular a atividade de suas enzimas de modo a coordenar os seus inúmeros processos metabólicos. Entre os componentes fundamentais dos ácidos nucleicos estão moléculas denominadas pirimidinas. Na síntese dessas moléculas, a primeira etapa do processo consiste na reação entre aspartato e carbamoil–fosfato, catalisada pela enzima aspartato transcarbamoilase (ATCase). A figura a seguir retrata o comportamento da ATCase de E.Coli, na ausência e na presença das substâncias trifosfato de citidina (CTP) e trifosfato de adenosina (ATP), em diferentes concentrações do substrato aspartato. Sobre a atividade da enzima ATCase, é correto concluir que

O carbonato de sódio é largamente utilizado na confecção de vidros, sabões, papel e outros produtos. O processo Solvay, atualmente, é o responsável por 3/4 da produção mundial de carbonato de sódio e se baseia em uma série de reações que envolvem, como insumos principais, o carbonato de cálcio e o cloreto de sódio em solução aquosa (salmoura). O diagrama geral do processo pode ser visto a seguir.

O reator principal do processo é o reator de carbonatação, onde ocorrem diversas reações, cuja equação global é: NH3(aq) +CO2(g)+ NaCl(aq)+ H2O(l) o NaHCO3(s) + NH4Cl(aq) Para que o processo industrial seja conduzido de forma econômica, entretanto, são necessários outros processos complementares para a geração ou para a reciclagem de insumos. Com base nas informações disponíveis, é correto afirmar que a matéria–prima X e o co–produto Y são, respectivamente: