3o EM QUÍMICA 2º TRIMESTRE Fabiano Lins da Silva 06 07 15 5. (Enem 2011) O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir: 5 H2O2 (aq) 2 KMnO4 (aq) 3 H2SO4 (aq) 5 O2 (g) 2 MnSO4 (aq) K2SO4 (aq) 8 H2O ( ) ROCHA-FILHO, R. C. R.; SILVA, R. R. Introdução aos Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill, 1992. De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com 20,0 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a a) 2,0 100 mol b) 2,0 103 mol c) 8,0 101mol d) 8,0 104 mol e) 5,0 103 mol 6. (Enem 2011) Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão ( hc o ) , definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu Hc o . Substância Fórmula Hc o (kJ/mol) benzeno C6H6 ( ) - 3 268 etanol C2H5OH ( ) - 1 368 glicose C6H12O6 (s) - 2 808 metano CH4 (g) - 890 ( ) C H octano - 5 471 8 18 Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida? a) Benzeno. b) Metano. c) Glicose. d) Octano. e) Etanol. 14. (Enem 2012) No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO 2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? É pra já! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado). Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. 15. (Enem 2012) Aspartame é um edulcorante artificial (adoçante dietético) que apresenta potencial adoçante 200 vezes maior que o açúcar comum, permitindo seu uso em pequenas quantidades. Muito usado pela indústria alimentícia, principalmente nos refrigerantes diet, tem valor energético que corresponde a 4 calorias/grama. É contraindicado a portadores de fenilcetonúria, uma doença genética rara que provoca o acúmulo da fenilalanina no organismo, causando retardo mental. O IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/kg de massa corpórea. Disponível em: http://boaspraticasfarmaceuticas.blogspot.com. Acesso em: 27 fev. 2012. Teste 1º tri Com base nas informações do texto, a quantidade máxima recomendada de aspartame, em mol, que uma pessoa de 70 kg de massa corporal pode ingerir por dia é mais próxima de Dado: massa molar do aspartame = 294g/mol a) 1,3 10–4. b) 9,5 10–3. c) 4 10–2. d) 2,6. e) 823. 23. (Enem 2013) O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão pra evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas. Disponível em: www.anvisa.gov.br. Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado). Considerando-se o valor de 6 1023 mol1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades? a) 7,5 1021 b) 1,5 1022 c) 7,5 1023 d) 1,5 1025 e) 4,8 1025 25. (Enem 2013) A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blücher, 1999 (adaptado). Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de a) 28. b) 75. c) 175. d) 275. e) 303. 26. (Enem 2013) A varfarina é um fármaco que diminui a agregação plaquetária, e por isso é utilizada como anticoagulante, desde que esteja presente no plasma, com uma concentração superior a 1,0 mg/L. Entretanto, concentrações plasmáticas superiores a 4,0 mg/L podem desencadear hemorragias. As moléculas desse fármaco ficam retidas no espaço intravascular e dissolvidas exclusivamente no plasma, que representa aproximadamente 60% do sangue em volume. Em um medicamento, a varfarina é administrada por via intravenosa na forma de solução aquosa, com concentração de 3,0 mg/mL. Um indivíduo adulto, com volume sanguíneo total de 5,0 L, será submetido a um tratamento com solução injetável desse medicamento. Qual é o máximo volume da solução do medicamento que pode ser administrado a esse indivíduo, pela via intravenosa, de maneira que não ocorram hemorragias causadas pelo anticoagulente? a) 1,0 mL b) 1,7 mL c) 2,7 mL d) 4,0 mL e) 6,7 mL 36. (Enem 2014) Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1). CaCO3(s) SO2(g) CaSO3(s) CO2(g) (1) Teste do 1º tri Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 2 CaSO3(s) O2(g) 2 CaSO4(s) (2) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g / mol, 16g / mol, 32g / mol e 40g / mol, respectivamente. BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman. 2002 (adaptado). Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de a) 64. b) 108. c) 122. d) 136. e) 245. 37. (Enem 2014) Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos que também apresenta enxofre em sua composição. Esse enxofre é um componente indesejável, pois o trióxido de enxofre gerado é um dos grandes causadores da chuva ácida. Nos anos 1980, não havia regulamentação e era utilizado óleo diesel com 13 000 ppm de enxofre. Em 2009, o diesel passou a ter 1 800 ppm de enxofre (S1800) e, em seguida, foi inserido no mercado o diesel S500 (500 ppm). Em 2012, foi difundido o diesel S50, com 50 ppm de enxofre em sua composição. Atualmente, é produzido um diesel com teores de enxofre ainda menores. Os Impactos da má qualidade do óleo diesel brasileiro. Disponível em: www.cnt.org.br. Acesso em: 20 dez. 2012 (adaptado). A substituição do diesel usado nos anos 1980 por aquele difundido em 2012 permitiu uma redução percentual de emissão de SO3 de a) 86,2%. b) 96,2%. c) 97,2%. d) 99,6%. e) 99,9%. 38. (Enem 2014) A utilização de processos de biorremediação de resíduos gerados pela combustão incompleta de compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando minimizar a poluição ambiental. Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30mg kg para solo agrícola e 0,14mg L para água subterrânea. A quantificação desse resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizandose amostras de 500g de solo e 100mL de água, conforme apresentado no quadro. Ambiente Resíduo de naftaleno (g) Solo l 1,0 102 Solo lI 2,0 102 Água I 7,0 106 Água II 8,0 106 Água III 9,0 106 O ambiente que necessita de biorremediação é o(a) a) solo I. b) solo II. c) água I. d) água II. e) água III. 2. (Enem 2011) A bile é produzida pelo fígado, armazenada na vesícula biliar e tem papel fundamental na digestão de lipídeos. Os sais biliares são esteroides sintetizados no fígado a partir do colesterol, e sua rota de síntese envolve várias etapas. Partindo do ácido cólico representado na figura, ocorre a formação dos ácidos glicólico e taurocólico; o prefixo glico- significa a presença de um resíduo do aminoácido glicina e o prefixo tauro-, do ácido taurina Teste do 1º tri A combinação entre o ácido cólico e a glicina ou taurina origina a função amida, formada pela reação entre o grupo amina desses aminoácidos e o grupo a) carboxila do ácido cólico. b) aldeído do ácido cólico. c) hidroxila do ácido cólico. d) cetona do ácido cólico. e) éster do ácido cólico. 7. (Enem 2012) A produção mundial de alimentos poderia se reduzir a 40% da atual sem a aplicação de controle sobre as pragas agrícolas. Por outro lado, o uso frequente dos agrotóxicos pode causar contaminação em solos, águas superficiais e subterrâneas, atmosfera e alimentos. Os biopesticidas, tais como a piretrina e coronopilina, têm sido uma alternativa na diminuição dos prejuízos econômicos, sociais e ambientais gerados pelos agrotóxicos. Identifique as funções orgânicas presentes simultaneamente nas estruturas dos dois biopesticidas apresentados: a) Éter e éster. b) Cetona e éster. c) Álcool e cetona. d) Aldeído e cetona. e) Éter e ácido carboxílico. 8. (Enem 2012) A própolis é um produto natural conhecido por suas propriedades anti-inflamatórias e cicatrizantes. Esse material contém mais de 200 compostos identificados até o momento. Dentre eles, alguns são de estrutura simples, como é o caso do C6H5CO2CH2CH3, cuja estrutura está mostrada a seguir. O ácido carboxílico e o álcool capazes de produzir o éster em apreço por meio da reação de esterificação são, respectivamente, a) ácido benzoico e etanol. b) ácido propanoico e hexanol. c) ácido fenilacético e metanol. d) ácido propiônico e cicloexanol. e) ácido acético e álcool benzílico. Teste do 1º tri Gabarito: Resposta da questão 2: [A] O grupo amina reage com o grupo carboxila formando o grupo amida: Resposta da questão 5: [D] Temos 20 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio, ou seja: 1 L 1000 mL 0,1 mol(H2O2 ) 1000 mL n mol(H2O2 ) 20 mL nH2O2 0,002 mol 5 H2O2 (aq) 2 KMnO4 (aq) 3 H2SO4 (aq) 5 O2 (g) 2 MnSO4 (aq) K 2SO4 (aq) 8 H2O ( ) 5 mol 2 mol 0,002 mol n' mol n' 0,0008 mol 8,0 104 mol Resposta da questão 6: [C] Reações de combustão: 15 O2 6CO2 3H2O 2 1C2H5 OH 3O2 2CO2 3H2O hC 1368 kJ 1C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O hC 2808 kJ 1CH4 2O2 1CO2 2H2O hC 890 kJ 1C6H6 1C8H18 25 O2 8CO2 9H2O 2 hC 3268 kJ hC 5471 kJ Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kJ), teremos; Teste do 1º tri 1C6H6 15 O2 6CO2 3H2O 2 6 mols x mols hC 3268 kJ 3268 kJ (liberados) 1000 kJ (liberados) x 1,84 mol 1C2H5 OH 3O2 2CO2 3H2O hC 1368 kJ 2 mols 1368 kJ (liberados) y mols 1000 kJ (liberados) y 1,46 mol 1C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O hC 2808 kJ 6 mols 2808 kJ (liberados) z mols 1000 kJ (liberados) z 2,14 mol 1CH4 2O2 1CO2 2H2O hC 890 kJ 1 mols 890 kJ (liberados) t mols 1000 kJ (liberados) t 1,12 mol 1C8H18 25 O2 8CO2 9H2O 2 8 mols w mols hC 5471 kJ 5471 kJ (liberados) 1000 kJ (liberados) w 1,46 mol Conclusão: Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kJ) a glicose libera maior quantidade de CO2 . Resposta da questão 7: [B] Teremos as funções cetona e éster nas estruturas dos dois biopesticidas apresentados: Teste do 1º tri Resposta da questão 8: [A] Teremos: Resposta da questão 14: [B] A partir da equação da combustão completa do butano, vem: C4H10 (g) 6,5O2 (g) 4CO2 (g) 5H2O( ) 58 g mC4H10 4 44 g 1 kg mC4H10 0,3295 0,33 kg Teste do 1º tri Resposta da questão 15: [B] De acordo com o enunciado o IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/kg de massa corpórea: 1 kg (massa corporal) 70 kg (massa corporal) 40 mg (aspartame) maspartame maspartame 2800 mg 2,8 g 294 g 1 mol (aspartame) 2,8 g naspartame naspartame 9,5 103 mol Resposta da questão 23: [B] A quantidade recomendada é o dobro de 500 mg por dia, ou seja, 1000 mg de cálcio por dia, então: 1000 mg 1000 103 1 g 6 1023 átomos de Ca nCa 40 g de cálcio 1 g de cálcio nCa 0,15 1023 1,5 1022 átomos de cálcio Resposta da questão 25: [D] O ferro gusa tem 3,3 % de carbono e de acordo com o enunciado, o excesso de carbono é retirado formando uma liga (aço doce) com 0,3 % de carbono, ou seja, 3,0 % de carbono (3,3 % - 0,3 %) é retirado. Então: 2,5 t 2500 kg de ferro gusa (total); C 12; CO2 44. 2500 kg 100 % mcarbono retirado 3,0% mcarbono retirado 75 kg C O2 CO2 12 g 44 g 75 kg mCO2 mCO2 275 kg Resposta da questão 26: [D] As moléculas desse fármaco ficam retidas no espaço intravascular e dissolvidas exclusivamente no plasma, que representa aproximadamente 60% do sangue em volume, sendo que o volume sanguíneo total de 5,0 L. 5,0 L (sangue) Vsangue 100 % 60 % Vsangue 3 L Concentrações plasmáticas superiores a 4,0 mg/L podem desencadear hemorragias. A varfarina é administrada por via intravenosa na forma de solução aquosa, com concentração de 3,0 mg/mL, então: Teste do 1º tri C msoluto msoluto C V Vsolução mvar farina (medicamento) mvar farina (sangue) Cmedicamento Vsolução C(no sangue) Vsangue 3,0 mg / mL Vsolução 4,0 mg / L 3,0 L 3,0 mg / mL Vsolução 4,0 103 mg / mL 3,0 L Vsolução 4,0 103 L 4,0mL Resposta da questão 36: [C] Teremos: 2CaCO3(s) 2SO2(g) 2CaSO3(s) 2CO2(g) 2 CaSO3(s) O2(g) 2 CaSO4(s) (1) (2) Global 2CaCO3(s) 2SO2(g) O2(g) 2 CaSO4(s) gás retido " gesso" Global 2CaCO3(s) 2SO2(g) O2(g) 2 CaSO4(s) 2 mol 2 136 g 0,90 1 mol mCaSO4 (s) mCaSO4 (s) 122,4 g Resposta da questão 37: [D] Nos anos 1980, não havia regulamentação e era utilizado óleo diesel com 13.000 ppm de enxofre. Em 2012, foi difundido o diesel S50, com 50 ppm de enxofre em sua composição, então: 13.000 ppm 50 ppm 12.950 ppm (redução) 13.000 ppm 100 % 12.950 ppm p p 0,99615 p 99,6 % Resposta da questão 38: [B] Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30mg kg para solo agrícola e 0,14mg L para água subterrânea. Devemos comparar os valores tabelados para os solos a 1kg. Teste do 1º tri 1,0 10 2 g de naftaleno mSolo I g de naftaleno 500 g de solo 1000 g de solo mSolo I 2 102 20 mg 30 mg (limite) 2,0 102 g de naftaleno mSolo II g de naftaleno mSolo II 4 10 2 500 g de solo 1000 g de solo 40 mg 30 mg (limite) (necessita de biorremediação) Devemos comparar os valores tabelados para as águas a 1L. 7,0 106 g de naftaleno mÁgua I g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua I 70 106 0,07 mg 0,14 mg (limite) 8,0 106 g de naftaleno mÁgua II g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua II 80 106 0,08 mg 0,14 mg (limite) 9,0 106 g de naftaleno mÁgua III g de naftaleno 100 mL de água 1000 mL de água mÁgua III 90 106 0,09 mg 0,14 mg (limite) Conclusão: o ambiente que necessita de biorremediação é o do solo II. Teste do 1º tri