1
GABARITO R4 QUÍMICA
SETOR 1301
Resposta da questão 01: a) A formação do polímero ocorre a partir do glicerol, conforme indicado no texto.
Possível polímero de cadeia ramificada:
b) Quanto maior for o grau de polimerização menor o número de hidroxilas restantes, já que estas são utilizadas na polimerização e menor será a solubilidade deste polímero em etanol. Quanto menor for o grau de polimerização maior o número de hidroxilas restantes, já que estas são utilizadas na polimerização e maior será a solubilidade deste polímero em etanol (polar dissolve polar - pontes de hidrogênio entre as hidroxilas). Analisando a tabela;
Amostra
Solubilidade (% em massa)
Hexano (solvente apolar)
Etanol (solvente polar)
2
polímero 1 3 13 (mais solúvel)
polímero 2 2 3
13 > 3, conclui-se que o polímero 1 é o mais solúvel, ou seja, possui maior quantidade de hidroxilas não utilizadas no processo de polimerização, consequentemente é o polímero de menor grau de polimerização. Resposta da questão 02: a) Reação entre acetato de etila (CH3CO2CH2CH3) e metilamina (CH3NH2) e seus produtos:
b) Fórmula de A e C:
Resposta da questão 03:
a) Dados: Solubilidade do KOH em etanol a 25 C 40 g em 100 mL .
Adicionou-se 1,5 g de KOH a 35 mL de etanol, agitando-se continuamente a mistura.
100 mL (e tanol) 40 g (KOH)
35 mL (e tanol) KOH
KOH
m
m 14 g (valor máximo que pode ser dissolvido)
Foi colocado 1,5 g.
1,5 g 14 g
Conclusão: toda a quantidade de KOH empregada no procedimento descrito, se dissolveu.
3
b) Tem-se a seguinte reação de transesterificação:
c) Utilizando-se excesso de solução de KOH em água, vem:
Resposta da questão 04: a) Teremos uma molécula formada por uma cadeia de cinco átomos de carbono com duas extremidades de grupos carboxílicos e um grupo amino ligado ao carbono adjacente a um dos grupos carboxílicos:
b) Teremos:
Resposta da questão 05 a) Fórmula estrutural do ácido acético:
b) Teremos:
c) Massa molares dos gases envolvidos:
4
2
2
2
CO 44 g/mol (produzido)
O 32 g/mol(presentes no ar)
N 28 g/mol
Nas mesmas condições de pressão e temperatura, a densidade de um gás pode ser dada por:
(molar)
(molar)
Md
V
Como o volume molar é o mesmo, quanto maior a massa molar, mais denso será o gás e vice-versa. O gás carbônico formado é mais denso do que os outros gases presentes no sistema e se acumula na parte de baixo do recipiente. Quando o gás carbônico alcança o pavio da vela impede o contato do gás oxigênio com o pavio e a combustão cessa. Com o aumento do raio do recipiente, e supondo o mesmo volume de gás carbônico (em 3 segundos), o gás se acomodará na parte de baixo do recipiente e não atingirá o pavio e a vela continuará acessa. Resposta da questão 06: a) As moléculas das hidantoínas produzidas nas reações podem ser utilizadas na descoberta dos aminoácidos que as compõe. Por exemplo:
A partir da tabela da página de resposta obtemos os aminoácidos.
b) A condensação dos três aminoácidos obtidos na tabela anterior, na ordem dada, gerando o peptídeo desconhecido pode ser representada:
5
6
SETOR 1302
Resposta da questão 01: a) Equação química balanceada que representa a transformação investigada:
4 4Zn(s) CuSO (aq) Cu(s) ZnSO (aq)
b) O reagente limitante no experimento é o sulfato de cobre 4(CuSO ). Observe:
Experimento Quantidade de matéria de Zn(s) (mol)
Quantidade de matéria de Cu2+(aq) (mol)
Quantidade de matéria total* (mol)
Tf (°C)
3 0,7 0,3 1,0 27,9
Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu2+(aq).
4 4
2 24
Zn(s) CuSO (aq) Cu(s) ZnSO (aq)
ou
Zn(s) Cu (aq) SO (aq)
2 24Cu(s) Zn (aq) SO (aq)
2 2Zn(s) Cu (aq) Cu(s) Zn (aq)
1mol
0,3 mol reage;excesso de
0,4 mol(0,7 0,3)
1mol
0,7 mol
Limi tante
0,3 mol
c) Teremos:
Experimento Quantidade de matéria de Zn(s) (mol)
Quantidade de matéria de Cu2+(aq) (mol)
Quantidade de matéria total* (mol)
Tf (°C)
4 X = 0,5 mol Y = 0,5 mol 1,0 T4
Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu2+(aq). A temperatura T4 será a maior possível quando: X = Y = 0,5 mol, pois a quantidade total de matéria é 1,0 mol e não há excesso de reagente. Resposta da questão 02: a) Na reciclagem quaternária, o material polimérico é usado diretamente como combustível para gerar energia térmica ou elétrica, isto significa que ocorrerá liberação de gás carbônico e de poluentes como o monóxido de carbono durante a combustão. Portanto, a reciclagem secundária, na qual ocorre reutilização dos materiais descartados, seria melhor do que a quaternária. b) De acordo com a Lei de Lavoisier a soma das massas dos polímeros e gás oxigênio (reagentes) será igual à soma das massas de água e gás carbônico (produtos) formados na combustão. Resposta da questão 03:
a) Equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio 4 3(NH NO ) :
4 3 2 2NH NO (s) N O(g) 2H O(g)Δ
.
b) Teremos:
7
4 3 2 2
produtos reagentes
NH NO (s) N O(g) 2H O(g)
366 kJ 82 kJ 2( 242) kJ
H H H
H [ 82 kJ 2( 242) kJ] [ 366 kJ]
H 36 kJ
H 0 o processo de decomposição é exotérmico.
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Resposta da questão 04: a) A produção mundial de gás cloro é de 60 milhões de toneladas por ano, então:
22H O( ) 2H (aq) 2OH (aq)
2NaC (aq) 2Na (aq) 2C (aq)
( ) 2C (aq) 2C (g) 2e (ânodo; oxidação)
( ) 2H (aq) 2e 2
2 2 2
H (g) (cátodo; redução)
2NaC (aq) 2H O( ) 2Na (aq) 2OH (aq) C (g) H (g)
71 g
6 6
60 milhões 1 tonelada
2 g
60 10 10 g 2
2
H
12H
m
m 1,69 10 g 1,69 milhões de toneladas
b) Teremos:
Resposta da questão 05: a) O volume do gás depende das condições de pressão e temperatura e, também, do número de mols de moléculas. A massa atômica, número de prótons ou de nêutrons não interfere na medição. b) Com a solução de sacarose (C12H22O11) não ocorreria eletrólise, pois o aluno estaria testando uma solução molecular que não conduz corrente elétrica. Resposta da questão 06: a) Exemplo de reação em que não houve transferência de elétrons (não houve alteração do Nox):
Reações de formação do 3Fe(OH) ou do 3Cr(OH) :
3
3
33
Fe (aq) 3OH (aq) Fe(OH) (s)
Cr (aq) 3OH (aq) Cr(OH) (s)
Exemplo de reação em que houve transferência de elétrons (alteração do Nox):
8
2
6 2 3 3
Fe(s) 2H (aq) H (g) Fe (aq)
Cr (aq) 3Fe (aq) 3Fe (aq) Cr (aq)
b) Teremos:
Observação: Na decantação a água pode ser retirada por sifonação. Resposta da questão 07: a) Termos:
Semirreação de oxidação Cu(s) Cu (aq) 2e
Semirreação de redução 3 2 22H (aq) NO (aq) e H O( ) NO (g)
b) A estudante percebeu que o cobre metálico não reagiu com a solução de ácido clorídrico, ou seja, não reage com cátions H . A estudante percebeu, também, que o cobre metálico não reagiu com a solução de nitrato de sódio, ou seja, não reage com ânions
3NO . Mas, a estudante mostrou que o cobre metálico reage com o ânion nitrato 3(NO ) em meio ácido.
Resposta da questão 08: a) Teremos:
2 3 2
3A O 2A O
2
102 g
2 3A O
54 g
m
2 3
6
6A O
32 10 t
m 60,44 10 t
Então:
660,44 10 t
Resíduos
55 %
m
6Resíduos
45 %
m 49,45 10 t
b) Estimando em 10 minutos o tempo de duração do banho, em um chuveiro cuja potência é de 3.000 W, teremos:
9
6
6
3000 W (10 60)s 1,8 10 J (1banho)
1,8 10 J
6
1banho
3,6 10 J n
n 2 banhos
Resposta da questão 09: a) Teremos para o açúcar:
2 n 2 2 2(CH O) nO nCO nH O
30n g
2
consumida
CO
44n g
m 30n g
m 44n g
Para a gordura:
2 n 2 2 2
3(CH ) nO nCO nH O
2
14n g
44n g
30n g2
2
CO
CO
m'
m' 94,28n g
2 2CO COm' (94,28n g) m (44n g)
A gordura apresenta maior fator de emissão de CO2. b) Teremos:
4 10 2 2 2
13C H O 4CO 5H O
2
58 g
4 44 g
150 g
2
2
CO
CO
m
m 455,17 g
No texto, o fator de emissão é de cerca de 800 gramas de CO2 por dia, portanto o fator de emissão de CO2 relativo a esse cozimento (455,17 g) é menor do que o da catabolização diária do ser humano indicada no texto.
10
SETOR 1303
Resposta da questão 01: a) Teremos:
2 2
2 2
nP eq
2HI
PH I
0eq
eq
2
2
2
H (g) I (g) 2HI (g)
1mol 1mol 0 (início)
x x 2x (durante estequiometria)
(1 x) (1 x) 2x (equilíbrio)
K K (RT)
(P )K 55
P P
n 2 (1 1) 0
55 K (RT)
K 55
(2x)55
(1 x) (1 x)
(2x)55
(1 x)
Δ
Δ
Extraindo a raiz quadrada, vem:
2
2
(2x)55
(1 x)
(2x) (2x)7,416 7,416
(1 x) (1 x)
2x 7,416 7,416x
9,416x 7,416
7,416x 0,78759 0,79
9,416
HI
HI
n 2x 2 0,79 1,58
n 1,58 mol
b) Valor da pressão parcial de hidrogênio como função do valor da pressão total da mistura no equilíbrio:
mistura
2
2
2
2
2 2
2
2
2 2
n
HH
mistura
HH
mistura
H H
mistura mistura
HH mistura
mistura
H
H (g) I (g) 2HI (g)
(1 x) (1 x) 2x (equilíbrio)
(1 0,79) (1 0,79) 1,58 (equilíbrio)
0,21 0,21 1,58 (equilíbrio)
PX
P
nX
n
n P
n P
nP P
n
P
2 2
2
2
mistura H mistura
H mistura
H mistura
0,21 0,21P P P
(0,21 0,21 1,58) 2
P P 0,105
P 0,105 P
Resposta da questão 02: a) Análise do gráfico:
11
Conclusão: um aumento da acidez do sangue desfavorece o transporte de oxigênio no sangue, ou seja, quanto maior a acidez do
sangue, menor a porcentagem de saturação da hemoglobina por 2O .
b) Análise do gráfico:
A pressão parcial do 2O diminui e a porcentagem de saturação da hemoglobina por 2O também.
Conclusão: uma pessoa que se encontrar em uma região de grande altitude na qual a concentração de gás oxigênio seja baixa,
apresentará dificuldades de respiração, pois a porcentagem de saturação da hemoglobina por 2O também será baixa.
Resposta da questão 03:
a) Sabe-se que a energia cinética é dada por: 2
cinética1
E m v2
.
Como s L
vt t
Δ
Δ Δ , substituindo, vem:
2
cinética
2 2cinética
1 LE m
2 t
m 2 E t L
Δ
Δ
b) Teremos:
9 16 5 2
peptídeo
Peptídeo : C H O N S
MM 9 12 16 1 5 16 2 14 32 264 u
c) De acordo com o gráfico a linha mais próxima de 264 u é a II:
12
Quando ocorre a combinação do peptídeo com o sódio (Na = 23), a massa aumenta e conclui-se que a linha mais próxima ao peptídeo representado por II é a linha IV:
Resposta da questão 04: a) Equação química balanceada que representa a reação que ocorre no motor de um carro movido a gasolina (C8H18):
8 18 2 2 22C H ( ) 25O (g) 16CO (g) 18H O(v) .
b) Cálculo da variação percentual da concentração de CO2 em relação ao valor da época pré-industrial:
atual pré industrialC C C
C 400,4 ppm 280,0 ppm 120,4 ppm
Δ
Δ
100 % 280,0 ppm
p 120,4 ppm
p 43,0 %
c) A concentração de 2CO (curva B) é menor, pois com o passar do tempo este gás foi retirado da atmosfera pelo processo da
fotossíntese e precipitação de chuvas. Resposta da questão 05: a) Teremos:
13
Curva ascendente: velocidade de absorção do álcool maior do que a velocidade de metabolização. De acordo com o gráfico, para quatro doses, após uma hora do consumo da bebida alcoólica a velocidade de metabolização do álcool será maior que a velocidade da absorção para a corrente sanguínea. b) Um teste do bafômetro realizado duas horas após a ingestão de destilado acusou a presença de 0,019 miligramas de álcool por litro de ar expirado por um condutor. A proporção entre as concentrações de álcool (sangue: ar expirado) é de 2300:1. Teremos, por litro de ar expirado:
2300 mg / L 1mg
c 0,019 mg
c 43,7 mg / L
De acordo com o gráfico após duas horas a concentração corresponde a três doses de destilado. Resposta da questão 06: a) Equações químicas adequadas:
2 2
2 2 2 3 3
CO (g) CO (aq)
CO (aq) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
De acordo com a reação química descrita pela equação acima se percebe que o meio fica ácido. De acordo com o enunciado a solução ficou vermelha, isto significa que houve saturação, ou seja, que o pH é inferior a 4,5 (vide tabela). b) No final da etapa I se observou a liberação de muitas bolhas de gás carbônico, isto significa que o equilíbrio foi deslocado para a
esquerda e que a concentração de íons H
diminui:
2 2esquerda
2 2 2 3 3esquerda esquerda
CO (g) CO (aq)
CO (aq) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
Consequentemente o pH aumenta e supera 4,5. A solução muda da coloração vermelha para laranja. c) Foram feitas as seguintes observações: Etapa 1: liberação de bolhas de gás carbônico e a solução ficou laranja. Etapa 4: houve liberação de poucas bolhas e a solução ficou amarela.
14
Conclui-se que a pressão da fase gasosa no interior da seringa, nas situações ilustradas pelas figuras II e V, não é a mesma:
2
2
2
2
2
COcons tante cons tante
COcons tante cons tante
CO
CO
CO
P V n R T
P V n R T
n k P
n k P
n k P
Resposta da questão 07:
a) No funcionamento do dispositivo há liberação de energia (reação exotérmica), pois o sinal do H é negativo, ou seja, a variação de entalpia é negativa. b) Teremos:
2 2 2 21H O 1H O g ½ O g
34 g
1,5 mol de gases
34 g 3
3
1,5 0,075 m
68 10 g
gases
3gases
V
V 225 m
Resposta da questão 08: a) Teremos:
mP V R T
M
m P M P Md
V R T R T
Como P e R são cons tantes :
P Md
R T
Metano
Média do ar
Média do ar
Me tano
P 16 Pd 16
R T RT
P 28,8 Pd 28,8
R T RT
P28,8d RT
d
P
16RT
Metano
Metano Média do ar
1,8 d
d d
O metano ascende na atmosfera, pois sua densidade é menor do que a densidade média do ar. b) Não seria possível obter a mistura com a composição acima mencionada pela simples mistura desses gases. O ar tem, aproximadamente, 21 % em volume de gás oxigênio. Se o metano fosse misturado ao oxigênio, este apresentaria uma porcentagem menor que 21 % na mistura. Resposta da questão 09: a) Oxigênio: O2 /// Hélio: He /// Nitrogênio: N2. b) A pressão parcial é uma porcentagem da pressão total. Pressão parcial = (porcentagem) × Pressão total Pi = 0,24 × 9000 kPa Pi = 2160 kPa ou 2,16 ×103 kPa.
15
c) A massa molar média equivale à média ponderada: M = (16% × 32)(oxigênio) + (24% × 4)(hélio) + (60% × 28)(nitrogênio) = 22,88 = 22,9 g/mol.
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