Química Inorgânica e Impactos Ambientais Para termos uma boa compreensão das funções inorganicas, devemos nos relembrar do capitulo 4, dos conceitos de composto iônico e composto covalente, além das diferenças entre a dissociação iônica e ionização, onde a primeira consiste da separação de íons já préexistentes e na segunda a formação de íons a partir de uma molécula. Capítulo 07 Figura de uma solução eletrolítica e dois eletrodos positivo e negativo de uma bateria, mostrando a condução de corrente elétrica. 7 1. Ácidos e Bases No nosso dia-a-dia, trabalhamos com vários compostos ácidos, como o vinagre, o suco exprimindo do limão, entre outros, e trabalhamos com bases também, como a soda cáustica, o bicarbonato de sódio, ou quando comemos uma banana verde. Importante desmistificarmos o seguinte ponto: tanto BASES quanto ÁCIDOS podem ser CORROSIVOS assim, deve-se tomar muito CUIDADO ao manipularmos essas substâncias, ou soluções dessas. Teoria eletrolítica de Arrhenius No Devemos nos lembrar dos compostos que conduzem corrente elétrica em solução aquosa os Eletrólitos. São sooluções Eletrolíticas aquelas que apresentam íons livres em solução permitindo a corrente elétrica, um exemplo NaCl. H 2O NaCl(s) -----> Na+(aq) + Cl-(aq) Ácidos de Arrhenius e Classificação Ácidos segundo essa teoria são substâncias que ao dissolverem em água, liberam + como cátion apenas H . Caracteristicas: Corrosivos, Sabor azedo, e reagem com metais e 2carbonato Co3 + 2O Monoácido HCl(l) H -----> H (aq) + Cl (aq) Exemplos de Hidrácidos + H O (apenas 1H Ionizável) HCN(g) -----> 2 H (aq) + CN - (aq) (Não possuem oxigênio) H O + 2Diácido 2 H2S(g) -----> 2 H (aq) + S (aq) (2H Ionizável) + 2H 2O H2SO4(l) -----> 2H (aq) + SO4 (aq) Exemplos de Oxiácidos Triácido + 3H O 2 (Possuem oxigênio) (3H Ionizável) } H3PO4(l) -----> 3H (aq) + PO4 (aq) } } Força de Ácidos } } Os Hidrácidos HI, HBr, HCl são ácidos fortes, HF é moderados, e os demais são fracos, já os oxiácidos tem uma regra F=Nºde oxigênios - Nºde hidrogênios, se F> 2 é um ácido forte, como H2SO4, se F=1 é um ácido moderado como H3PO4 e se F= 0 é fraco. - Bases de Arrhenius (ou Hidróxidos) Bases segundo essa teoria são substâncias que ao dissolverem em água, liberam como ânion apenas OH , conhecida como HIdroxila, ou Hidróxido. Suas Características: Corrosivos, Sabor adstringente (como na banana verde). H2O NaOH(s) -----> Na+(aq) + OH- (aq) H2O Ca(OH)2 -----> Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) Teoria de ácidos e bases de Bronsted-Lowry Segundo este modelo mais amplo que o anterior, ácidos são substâncias doadoras de + prótons (ou íons H .), enquanto bases são substância receptoras de prótons. Nessa definição mais ampla é possivel compreender a amônia como base, essa substância não libera hidroxilas + OH , e sim recebe íons H vejamos em solução aquosa: + NH3 +H2O -----> NH4OH (aq) -----> NH4 (aq) + OH (aq) Essa teoria é interessante, pois nos fornece a ideia dos pares conjugados, isso é o Nh4+, poR doaR prótons será um ácido conjugado da amôniaNH3, enquanto o OH- poR + receber prótons (ou H ) será uma base conjugada da água H2O. Com o professor: 01. (Unicamp - 2012 - 2 ªF) Uma solução de luminol e água oxigenada, em meio básico, sofre uma transformação química que pode ser utilizada para algumas finalidades. Se essa transformação ocorre lentamente, nada se observa visualmente; no entanto, na presença de pequenas quantidades de íons de crômio, ou de zinco, ou de ferro, ou mesmo substâncias como hipoclorito de sódio e iodeto de potássio, ocorre uma emissão de luz azul, que pode ser observada em ambientes com pouca iluminação. a) De acordo com as informações dadas, pode-se afirmar que essa solução é útil na identificação de uma das possíveis fontes de contaminação e infecção hospitalar. Que fonte seria essa? Explique por que essa fonte poderia ser identificada com esse teste. b) Na preparação da solução de luminol, geralmente se usa NaOH para tornar o meio básico. Não havendo disponibilidade de NaOH, pode-se usar apenas uma das seguintes substâncias: CH3OH, Na2CO3, Al2(SO4)3 ou FeCl3. Escolha a substância correta e justifique, do ponto de vista químico, apenas a sua escolha. O que seria o H+ ? O hidrogênio primeiro elemento da tabela periódica apresenta um próton e um elétron, o H+ seria então um hidrogênio sem esse elétron, logo o H+ seria apenas um próton ! algo melhor trabalhado na teoria ácido e base de Bronsted-Lowry. Uma outra forma de ver H+ o Hidrônio, H3O+ O hidrônio seria uma forma alternativa, considerada melhor representativa, de como o próton ou H+ se encontra em solução aquosa., seria uma protonação da + agua, formando o H3O . HCl + H2O -----> H3O+(aq) + Cl-(aq) H+ : Aplicação e presença de alguns Ácidos HCl Ácido clorídrico O suco gastrico, é produzido pelo estomago,´e auxilia na disgestão de alimentos, nele contém água, enzimas e o ácido clorídrico - HCl. O ácido clorídrico quando vendido de forma diluída, para limpeza de pisos é também chamado de ácido muriático. H2CO3 Ácido Carbônico Presente em bebidas gasosos, como água com gás, refrigerantes, 16 A solução de amônia em água, forma o hidróxido de amônio, uma base utilizada em desinfetantes, é também chamado de Amoníaco. 7 .2 Estratégias de Nomenclatura Nomenclatura de Ácidos Ácido + Elemento + Nome do ânion ligado HCl -----> Ácido Clorídrico H2S -----> Ácido Sulfidrico H2SO4 -----> Ácido Sulfurico H2SO3 -----> Ácido Sulfuroso Nome do ânion em solução H+(aq) + Cl- (aq) Aniôn Cloreto + 22 H (aq) + S (aq) Aniôn Sulfeto 2H+(aq) + SO42-(aq) Aniôn Sulfato 2H+(aq) + SO42-(aq) Aniôn Sulfito Nome do Oxiácidos Nome do Ânion Sal de cozinha Cloreto de sódio NaCl _____ ITO ____ OSO __ 3- P O3 2S O3 N O2 HIPO_OSO B O2 2C O2 3HClO ClO2 Menos 1 Oxigênio H3P O3 H2S O3 H1N O2 H3B O2 H2C O2 H1ClO2 Hidróxido de + Nome do Metal(ou Cátion) + NaOH -----> Na (aq) + OH Hidróxido de Sódio Cátion Sódio Ca(OH)2 -----> Ca2+(aq) + 2 OHHidróxido de Cálcio íon Cálcio ESTRATÉGIA Nome do Ânion _ ICO H3 P O4 H2 S O4 H1 N O3 H3 B O3 H2 C O3 H1 ClO3 Menos 1 Oxigênio Nomenclatura de Bases Nome do Hidrácidos Nome do Ânion _ÍDRICO _ETO __ ATO 3- P O4 2S O4 N O3 3B O3 2- PER_ICO C O3 1ClO3 HClO4 H1CN H2S H1F H1Br H1I H1Cl CN S2F BrI Cl- - Mais 1 Oxigênio 7 .3 Sais e a Reação de Neutralização + Água Sanitária é uma Solução de Hipoclorito de Sódio NaClO Nitrato de Ferro Fe(NO3)3 Gesso CaSO4 Os sais são substância que apresentam ligações iônicas, não liberam nem H . nem OH , ou seja não são ácido nem bases, sua reação de neutralização está representada abaixo: Ácido + Base H-ÁCIDO + Base-OH forma -----> -----> Sal B-A + Água + H-OH HCl + NaOH HClO + NaOH -----> NaClO + H2O Hipoclorito de Sódio (Cloro de psina, Água sanitária) 3 HNO2 + Fe(OH)3 -----> Fe(NO2)3 + 3H2O nitrito de ferro (III) H2SO4 + Ca(OH)2 -----> CaSO4 + 2 H2O sulfato de cálcio (Gesso) H2CO3 + Ca(OH)2 -----> CaCO3 + 2 H2O carbonato de cálcio (Presente no Mármore, Calcário) H2CO3 + NaOH -----> NaHCO3 + 1 H2O * carbonato mono ácido de sódio ou Bicarbonato de sódio (Fermento, Extintor, Talco) NaCl + H-OH cloreto de sódio (Sal de Cozinha) 02 (Unicamp - 2003 - 2 ªF) Considerando que 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)(Adaptado, item original sobre gases) A amônia liberada, em meio aquoso torna este meio mais ácido ou mais básico? escreva a reação química na justificativa. Estatua de Mármore CaCO3 03 (Unicamp - 2006 - 2 ªF) 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 04. (Unicamp - 2011 - 2 ªF) Em algumas construções antigas encontram-se paredes feitas de peças de mármore (CaCO3) juntadas umas às outras por uma “cola especial”. Essa “cola especial” também pode se formar na produção de queijos no processo convencional. Se nas construções antigas a produção dessa “cola especial” foi proposital, na produção de queijos ela é indesejável e deve ser evitada, pois leva à formação de macrocristais na massa do queijo. Essa “cola especial” é o lactato de cálcio, que, no caso das construções, foi obtido a partir da reação da superfície do mármore com o ácido lático do soro do leite, enquanto que no caso do queijo ele se origina no processo de maturação do queijo a baixa temperatura. a)Sabendo que a fórmula do ácido lático é CH3CHOHCOOH , e considerando as informações dadas, escreva a equação química da reação de formação da “cola especial” nas construções antigas. b) Na fabricação de queijo Cheddar, pesquisas recentes sugerem que a adição de 1% em massa de gluconato de sódio é a quantidade ideal para se evitar a formação de macrocristais de lactato de cálcio. Considerando essa informação e os dados abaixo, explique por que não seria apropriado usar uma quantidade nem maior nem menor que 1% nesse processo. 06 (Unicamp - 2008 - 2 ªF) 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 meindicou que o fermento estava adequado para ser utilizado no bolo. Qual é a equação química da reação que eu acabei de observar?” b) (Removido, na integra no cápitulo 11, Termoquímica) 7 4 . Óxidos Compostos cujo elemento mas eletronegativo é o Oxigênio (O), apresentam uma imensa importância em nossa vida pois estão envolvidos em praticamente qualquer coisa que imaginar. 05. (Unicamp - 2014 - 1 ªF) Obtém-se um sal de cozinha do tipo light substituindo-se uma parte do sal comum por cloreto de potássio. Esse produto é indicado para pessoas com problemas de pressão arterial alta. Sabendo-se que a massa molar do sódio é menor que a do potássio, pode-se afirmar que, para uma mesma massa dos dois tipos de sal, no tipo light há: a) menos íons cloreto e mais íons sódio do que no sal comum. b) mais íons cloreto e menos íons sódio do que no sal comum. c) mais íons cloreto e mais íons sódio do que no sal comum. d) menos íons cloreto e menos íons sódio do que no sal comum. Os Peróxidos (-o-o-) ou O22- Sem duvida o mais conhecido é o peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) é encontrado em soluções de concentrações baixas em muitos produtos domésticos para uso medicinal e como clareador de roupa e cabelo. Na área médica é usado como desinfectante ou agente esterilizante. A Hematita O principal minério de ferro (70% Fe) é aHematita ou hematite é um mineral de fórmula química óxido de ferro III, (Fe2O3), um dos diversos óxidos de ferro.. Óxidos Neutros Nomenclatura de óxidos Iônico Covalente Covalente Óxido de Calcio Monóxido de carbono Dióxido de carbono CaO CO CO2 Mais conhecido como Cal Gás tóxico se inalado Gás envolvido na Combustão Óxidos ácidos São covalentes, pois é formado de (Oxigênio+Ametal): Ex:SO 2 ,SO3 ,NO2 1 ) em água forma ácido CO + H 2O -----> H2CO3 2) já com base forma sal e água CO2 +Ca(OH)2 -----> CaCO3 + H2O Óxidos Básicos São iônicos, pois é formado de (Oxigênio+Metal): Ex: MgO, K2O, CaO 1 ) em água forma base CaO + H2O -----> Ca(OH)2 2) já com ácido forma sal e água CaO + H2SO4 -----> CaSO4 + H2O Óxidos Anfóteros Sapresentam comportamento de ácido e base:Ex:Al2O3 e ZnO 1 ) com ácido forma sal e água Al2O3 + 3 H2SO4 -----> Al2(SO4)3 + H2O 2) com base forma sal e água Al2O3 + 2 NaOH -----> Al2 + H 2O Os óxidos Neutros, são óxidos que não reagem com Ácidos nem com Bases e nem com água, mas isso não quer dizer que não reagem!!! Exemplos desses são o CO e o NO gases tóxicos que se respirados reagem com o Ferro das hemácias levando a morte. 07 (Unicamp - 2000 - 2 ªF) O ácido sulfúrico, a substância mais produzida industrialmente no mundo, é importante na fabricação defertilizantes, na limpeza de metais ferrosos, na produção de muitos produtos químicos e no refino do petróleo. Sua produção industrial ocorre da seguinte forma: queimase 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 A ferrugem é o resultado da oxidação texto. do ferro. Este metal em contato com o oxigênio presente na água e no ar se oxida e desta reação surge a ferrugem que deteriora pouco a pouco o material original. Geralmente o Fe(OH)2 (hidróxido de ferro II) é oxidado a Fe(OH)3 (hidróxido de ferro III), que é muitas vezes representado por Fe2O3 . 3H2O. 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 : 3ºC, –32ºC e –38ºC (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 09 (Unicamp - 2000 - 1 ªF) O apontada no item b? Justifique. tratamento da água é fruto do 08. (Unicamp - 2009 - 2 ªF) As provas de natação da Olimpíada de Beijing desenvolvimento científico que se foram realizadas no complexo aquático denominado “Water Cube”. O volume traduz em aplicação tecnológica 3 de água de 16.000 m desse conjunto passa por um duplo sistema de filtração e relativamente simples. Um dos recebe um tratamento de desinfecção, o que permite a recuperação quase total processos mais comuns para o da água. Além disso, um sistema de ventilação permite a eliminação de traços tratamento químico da água de aromas das superfícies aquáticas. utiliza cal virgem (óxido de a) O texto acima relata um processo de separação de misturas. Dê o nome desse cálcio) e sulfato de alumínio. Os processo e explique que tipo de mistura ele permite separar. íons alumínio, em presença de b) A desinfecção da água é realizada por sete máquinas que transformam o gás íons hidroxila, formam o oxigênio puro em ozônio. Cada máquina é capaz de produzir cerca de 240 g de hidróxido de alumínio que é ozônio por hora. Considerando-se essas informações, qual a massa de gás pouquíssimo solúvel em água. Ao oxigênio consumida por hora no tratamento da água do complexo? hidróxido de alumínio formado adere a maioria das impurezas 10 (Unicamp - 2004 - 2 ªF) Coincidentemente, duas equipes independentes de p r e s e n t e s . C o m a a ç ã o d a geólogos brasileiros encontraram dois meteoritos. Um foi encontrado em gravidade, ocorre a deposição dos Cabaceiras, Paraíba, na região do polígono das secas e o outro em São Félix do sólidos. A água é então separada e Xingu, na Amazônia. Os dois eram, essencialmente, constituídos por ferro encaminhada a uma outra fase de metálico. Um deles (A), no entanto, apresentava uma película de Fe2O3.H2O de tratamento. 300 x10-6m de espessura, enquanto que o outro (B) apresentava uma a) Que nome se dá ao processo de superfície pouco alterada. Suspeita-se que ambos tiveram a mesma origem, separação acima descrito que faz tendo, portanto, a mesma composição química original. O gráfico abaixo uso da ação da gravidade? representa a formação de Fe2O3.H2O em função do tempo, em presença de ar b) Por que se usa cal virgem no atmosférico com umidades relativas diferentes. 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. A Magnetita 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 A Magnetita é um mineral magnético, recobre a superfície do meteorito. atraindo Clips, é formado pelos óxidos de c) Há quanto tempo, pode-se estimar, caiu na Terra o meteorito que foi ferro II e III ( FeO . Fe2O3 ), cuja fórmula encontrado oxidado? química é Fe O . 3 4 11. (Unicamp - 2013 - 2 ªF) Na reciclagem de embalagens de alumínio, usam-se apenas 5% da energia despendida na sua fabricação a partir do minério de bauxita. No entanto, não se deve esquecer a enorme quantidade de energia 6 envolvida nessa fabricação (3,6x10 joules por latinha), além do fato de que a bauxita contém (em média) 55% de óxido de alumínio (alumina) e 45% de resíduos sólidos. 6 a) Considerando que em 2010 o Brasil produziu 32x10 toneladas de alumínio metálico a partir da bauxita, calcule quantas toneladas de resíduos sólidos foram geradas nesse período por essa atividade. b) Calcule o número de banhos que poderiam ser tomados com a energia necessária para produzir apenas uma latinha de alumínio, estimando em 10 minutos o tempo de duração do banho, em um chuveiro cuja potência é de 3.000 W. Dado: W = J s-1 13. (Unicamp - 2011 - 2 ªF) Uma maneira de se produzir ferro metálico de uma forma “mais amigável ao meio ambiente” foi desenvolvida por dois cientistas, um norte-americano e um chinês, que constataram a surpreendente solubilidade dos minérios de ferro em carbonato de lítio líquido, em temperaturas ao redor de 800 °C. No processo, a eletrólise dessa solução, realizada com uma corrente elétrica de alta intensidade, leva à separação dos elementos que compõem os minérios e à produção do produto desejado. a) O artigo que relata a descoberta informa que os elementos que formam o minério são produzidos separadamente em dois compartimentos, na forma de substâncias elementares. Que substâncias são essas? Dê os nomes e as fórmulas correspondentes. b) O processo atual de obtenção de ferro consiste na utilização de alto forno, que funciona a uma temperatura entre 1300 e 1500 °C, com adição de carbono para a reação de transformação do minério. Considerando todas as informações dadas, apresente duas diferenças entre o processo atual e o novo. Explique, separadamente, como essas diferenças justificam que o novo processo seja caracterizado como “mais amigável ao meio ambiente”. 14 (Unicamp - 2002 - 2 ªF) Diante dos resultados dos testes feitos por Estrondosa, Rango resolveu falar novamente com o vigia e pediu-lhepara 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 meio ácido (baixo pH). Escreva a equação química que representa a dissolução do óxido de ferro III no estômago. 16 (Unicamp - 2000 - 2 ªF) 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 tenhasido 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 delaspossibilitaria 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. 12 (Unicamp - 1999 - 1 ªF) Após tomar posse das terras “brasileiras”, Cabral seguiu para as Índias, onde se envolveu em um conflito, acabando por bombardear, ininterruptamente, a cidade de Calicut, durante dois dias. A pólvora usada pelos portugueses naquele tempo apresentava aproximadamente a seguinte composição em massa: 66% de nitrato de potássio, 24% de carvão e o restante, enxofre. a) O oxigênio necessário para a reação explosiva que ocorre com a pólvora é oriundo apenas de um de seus componentes. Escreva a fórmula química deste componente. b) Removida item sobre gases c) Removida item sobre termoquímica 15 (Unicamp - 2000 - 2 ªF) 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 3 60 m ? Dado: R = 0,082 atm L mol–1 K–1 16 7 .5 Impactos Ambientais Depleção da camada de Ozônio ‘ Buraco ’ ‘ Buraco ’ da camada de ozônio concentrado sobre a antárctida reações global de degradação abaixo: O2 + Energia UV 2 Cl + 2O3 2 ClO + 2 O _ 2O3 2O 2 ClO + 2 O2 2Cl + 2 O2 3 O2 A camada de ozônio, ou ozonosfesra, watá localizado entre 15 e 35 quilômetros de altitude e com cerca de 10 km de espessura, contém aproximadamente 90% do ozônio atmosférico, lá são muito rarefeitos. As radiações electromagnéticas emitidas pelo Sol trazem energia para a Terra, entre as quais a radiação infravermelha, a luz visível e um misto de radiações e partículas, muitas destas nocivas. Grande parte da energia solar é absorvida e reemitida pela atmosfera. Se chegasse em sua totalidade à superfície do planeta, esta energia nos mataria. A camada de ozono é uma das principais barreiras que protegem os seres vivos dos raios ultravioleta, ou radiação UV. . Formação: oxigênios livres(O), reagem com gás óxigênio(O2),com a presença de moléculas M, cátalisadoras como (N2) O + O2 M O 3 Degradação: Os clorofluorocarbonetos (CFC), para além de outros produtos químicos produzidos pelo Homem que são bastante estáveis, apresentando várias aplicações como na refrigeração, porém sobre a energia das radiações solares se decompo~e e liberam radicais Cloro, no seu tempo de vida um único átomo de cloro destrói cerca de 100 000 moléculas. Efeito Estufa e Aquecimento Global Desmatamento Madeiras de desmatamento sendo transportados através do fluxo de um rio, na região norte. Diminuição das Geleiras Antes em 1909 e depois em 2004, evidencia o recuou do gelo no Alaska Ataque pela chuva ácida Estátuas, pisos, monumentos de Carbonato reagem com ácido, analogamente Conchas de animais marinhos ficam mais finas pela mesma reação: 2+ CO3 + 2H CO2 + H2O carbonato e ácido O efeito estufa é um evento natural, no nosso planeta ocasionado devido a algumas moléculas da atmosfera, como CO2, CH4, vapor d’gua absorverem a energia solar e a devolverem na forma de calor, em varias direções, boa parte em direção ao planeta terra, o que faz reter o Calor, possibilitando a vida da forma que conhecemos, sem o efeito estufa a temperatura média na superficie do planeta terra seria de 6 ºC. O que se tornou catastrófico é a ocorrência de um agravamento do efeito estufa que desestabilize o equilíbrio energético no planeta e origine um fenómeno conhecido como aquecimento global, levando ao derretimento de geleiras, aumento do nivel do mar, migrações de animais. Os gases de estufa são Vapor de água (H2O), o dióxido de carbono (CO2), emitido na combustão, o metano (CH4) emitido por ruminantes na forma de flatulências e por lixões, esse é cerca de 20 vezes mais potente no efeito estufa que o CO2, o óxido nitroso (N2O), e os CFC´s. A Chuva Ácida Toda precipitação, ou chuva que vemos são chuvas ácidas, isso é, a chuva já é naturalmente ácida devido a reação da água com o dióxido de carbono atmosférico formando ácido carbônico.. H2O + CO2 <H2CO3> = H++HCO3Agora a chuva ácido, causada por fatores humanos é a grave, pois quando ocorre que a liberação dos óxidos de nitrogênio NOX ,e enxofre SOX, ocorrem reações de formação de ácidos mais fortes que tornam a chuva alarmantemente ácida. SO2 (g) + H2O (l) H2SO3 (l) Produção do ácido sulfuroso SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l) Produção do ácido sulfúrico N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g) +H2O (l) 2 NO (g) (produzido em motores, e tempestades) 2 NO2 (g) (produzido na atmosfera) HNO3 (aq) + HNO2 (aq) Produção do ácido nítrico 017. (Unicamp - 2013 - 1 ªF) Em junho de 2012 ocorreu na cidade do Rio de Janeiro a Conferência Rio+20. Os principais focos de discussão dessa conferência diziam respeito à sustentabilidade do planeta e à poluição da água e do ar. Em relação a esse último aspecto, sabemos que alguns gases são importantes para a vida no planeta. A preocupação com esses gases é justificada, pois, de um modo geral, pode-se afirmar que a) o CH4 e o CO2 estão relacionados à radiação ultravioleta, o O3, à chuva ácida e os NOx, ao efeito estufa. b) o CH4 está relacionado à radiação ultravioleta, o O3 e o CO2, ao efeito estufa e os NOx, à chuva ácida. c) os NOx estão relacionados ao efeito estufa, o CH4 e o CO2, à radiação ultravioleta e o O3, à chuva ácida. d) o O3 está relacionado à radiação ultravioleta, o CH4 e o CO2, ao efeito estufa e os NOx, à chuva ácida. TEXTO PARA AS QUESTÕES 05 E 06: Cerca de ¼ de todo o dióxido de carbono liberado pelo uso de combustíveis fósseis é absorvido pelo oceano, o que leva a uma mudança em seu pH e no equilibrio do carbonato na água do mar. Se não houver uma ação rápida para reduzir as emissões de dióxido de carbono, essas mudanças podem levar a um impacto devastador em muitos organismos que possuem esqueletos, conchas e revestimentos, como os corais, os moluscos, os que vivem no plâncton, e no ecossistema marinho como um todo. 18. (Unicamp - 2011Adaptada - 1 ªF) Do ponto de vista químico, inicialmente ocorrem a dissolução do dióxido de carbono gasoso na água e a formação de dióxido de carbono em solução. Uma vez dissolvido na água do mar, o dióxido de carbono reage rapidamente com a água. Assim, a reação do dióxido de carbono com a água a) faz o meio ficar mais básico e pode ser representada por + CO2(aq) + H2O(aq) HCO3 (aq) + H (aq). b) faz o meio ficar mais ácido e pode ser representada por CO(aq) + H2O(aq) 2H+(aq) +CO2(aq). c) faz o meio ficar mais ácido e pode ser representada por + CO2(aq) + H2O(aq) HCO3 (aq) + H (aq). d) faz o meio ficar mais básico e pode ser representada por CO2(aq) + H2O(aq) H2CO3(aq). 18. (Unicamp - 2011 - 1 ªF) Levando em conta a capacidade da água de dissolver o dióxido de carbono, há uma proposta de se bombear esse gás para dentro dos oceanos, em águas profundas. Considerando-se o exposto no texto inicial e a proposta de bombeamento do dióxido de carbono nas águas profundas, pode-se concluir que esse bombeamento a) favoreceria os organismos que utilizariam o carbonato oriundo da dissolução do gás na água para formar suas carapaças ou exoesqueletos, mas aumentaria o nível dos oceanos. b) diminuiria o problema do efeito estufa, mas poderia comprometer a vida marinha. c) diminuiria o problema do buraco da camada de ozônio, mas poderia comprometer a vida marinha. d) favoreceria alguns organismos marinhos que possuem esqueletos e conchas, mas aumentaria o problema do efeito estufa. Exemplo de molécula de um CFC 19. (Unicamp - 2010 - 2 ªF) Uma equipe do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) propõe um sistema de captação de gás metano nos reservatórios de usinas hidrelétricas localizadas na bacia do rio Amazonas (essa proposta está esquematicamente representada na figura abaixo): O primeiro passo é a colocação de uma membrana (1) para impedir que as turbinas (2) das hidrelétricas suguem águas ricas em metano. Essa membrana seria fixada a bóias (3) na superfície e ancorada no fundo por pesos e, assim, a água que entraria nas turbinas viria de camadas superficiais de represa, com menor concentração de metano. Um sistema de dutos de captação (4) coletaria a água rica em metano no fundo da represa e a levaria para a extração do gás em um sistema (5) de vaporização. O metano poderia ser queimado em uma termelétrica (6), gerando energia limpa e redução de uma fonte do aquecimento global. Adaptado da Revista n°138. a) Considerando o texto e a figura aolado, escreva o respectivo número em cada um dos círculos da figura, e explique por que a concentração de metano é maior na região sugerida pelos pesquisadores. b) O texto afirma que a queima do metano na termelétrica gera energia e leva a uma redução do aquecimento global. Nesse contexto, escreva a equação química da combustão do gás metano. Explique como essa combustão leva a uma redução do aquecimento global, tendo como base a equação química e o conhecimento químico. 20. (Unicamp - 2010 - 2 ªF) A Revista n°161 relata um debate entre pesquisadores, no workshop Impactos Socioeconômicos, Ambientais e de Uso da Terra, sobre questões ambientais associadas à produção do etanol. A seguir, alguns trechos adaptados desse debate são transcritos: A cana colhida com queima (colheita manual) reduz o estoque de carbono no solo, mas a colhida sem queima (mecânica) aumenta o estoque de carbono, podendo fazer o solo reter até 3 toneladas de carbono por hectare em três anos, afirma um pesquisador do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA-USP). Não temos encontrado grande benefício em deixar palha sobre o solo. Chegamos a ganhos mais modestos, de apenas 300 quilogramas de carbono por hectare ao longo dos 16 anos de acompanhamento de canaviais em Pernambuco tratados com e sem queima. É interessante observar que a quantidade de carbono estocado no solo depende do grau de degradação do solo; solos mais degradados retêm mais carbono que os mais bem conservados, comenta um pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). a) Levando-se em conta os trechos selecionados do debate, em que aspecto os resultados obtidos pelos pesquisadores concordam entre si e em que sentido eles discordam? Justifique. b) Num outro trecho do debate, outro pesquisador conclui: Os cálculos de impacto e benefícios ambientais dependem de conhecimentos do impacto sobre o uso do solo, que não são claros. Levando-se em conta esses 3 trechos citados, as questões ambientais atuais e o ciclo do carbono na Terra, depreende-se que a preocupação final nesse debate seria com o solo ou com a atmosfera? Explique Respostas do 7 1. Ácidos e Bases Q01 a)A fonte seria o sangue. A identificação seria possível, pois o sangue possui hemoglobina, que contém o íon de ferro em sua estrutura e que, conforme afirma-se no texto, acelera a transformação química envolvendo o luminol e a água oxigenada, promovendo a emissão da luz azul. b)A solução de luminol e água oxigenada contém hidróxido de sódio, que torna essa solução básica. Das substâncias indicadas na pergunta, apenas o carbonato de sódio (Na2CO3) produz uma solução aquosa básica.Isso ocorre devido à hidrólise do íon carbonato, conforme a equação química: + 2Na2CO3(S) 2Na + CO3 2CO3 + H2O --> HCO3 + OH (meio básico) Respostas do 7 .2-3 Sais e Neutralização Q04 a)Poderia ser apresentado apenas: ---> NH3 + H2O + CO2 2 CH3CHOHCOOH + CaCO3 = Ca(CH3CHOHCOO)2 + CO2 + H2O 1ºEntendendo melhor, ácido lático em água (no soro) ---> NH4OH 4+ ---> NH + OH - + Q03 a) O Sulfato de ferro apresenta a formula: FeSO4 2º Carbonato com ácido: b) Segundo o texto o ferro não absorvido CO32- + 2H+ <H2CO3> H2O + Co2 é o que se encontra em maior estado de 3+ 3º Formação do sal do cátion cálcio, com ânion lactato oxidação, ou seja Fe . c) A vitamina C atua como anti-oxidante 2+ Ca no medicamento, pois evita que o íon Fe2+ se oxide (ou seja, perca eletrons) e forme o 3+ 2 cátion Fe . b)De acordo com as informações de solubilidade, o lactato gluconato de cálcio é o sal mais solúvel entre os possíveis sais que Q05 Alternativa D podem se formar. Como a literatura informa que 1% é a quantidade Q06 ideal de gluconato de sódio a ser adicionada, se fosse adicionada uma a) quantidade maior que 1%, a precipitação do gluconato de cálcio seria + + NaHCO3 + H H2O + CO2(g) + Na (aq) favorecida (formação de macrocristais de gluconato de cálcio); se a quantidade adicionada de gluconato de sódio fosse menor que 1%, a ou precipitação do lactato de cálcio seria favorecida (formação de HCO3-- + H+ H2O + CO2 macrocristais de lactato de cálcio). Q02 a) Reação NH4HCO3 b) NH3 + H2O NH4OH Respostas do 7 4 . Óxidos Q07 a) SO3 + H2O = H2SO4 b) –38 ºC c) 78% Quanto mais impurezas (mais partículas) presentes numa solução menor será o ponto de fusão. Q08 a) Filtração. Este processo serve para separar uma mistura heterogênea (sólido-líquido ou sólido-gás). b)Como a massa se conserva numa reação química, cada máquina, produzindo 240 g de ozônio por hora, consome igual massa de gás oxigênio no mesmo período. Assim, sete máquinas consomem 1680 g de O2 (7 x 240). Q09 a) Decantação ou sedimentação 2+ – ---> Ca + 2 OH b) CaO + H2O Al3+ + 3 OH– ---> Al(OH)3 ou CaO + H2O ---> Ca (OH)2 3 Ca (OH)2 + Al2(SO4)3 ---> 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 ou 3 CaO + Al2(SO4)3 + 3 H2O --->2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 Q10 a) O meteorito A, pois na região do Xingu a umidade é alta, favorecendo a formação da película de Fe2O3.H2O, o que não acontece facilmente em região seca. b) 2 Fe + H2O + 3/2 O2 = Fe2O3.H2O c) Aproximadamente 8,5 anos c) Fe(OH)3 hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico Q11 a)Levando-se em conta o óxido de alumínio, Al2O3 2Al + 3/2 O2 (2x27)+(3x16) g (102 g) 2x27 g (54 g) Q12 a) Proveniente do nitrato de potássio: KNO3 Massa de óxido em 2010 6 M óxido (60,4 x 10 ) toneladas M resíduos 6 32x106 toneladas Móxido = 60,4 x 10 toneladas 55 % 6 45 % M resíduos = 49,5 x 10 toneladas b)Consumo de energia em 1 banho = 3.000 W x (10 x 60) s = 1,8 x106 joules. 1 banho 1,8 x106 joules X banhos 3,6 x106 joules X= 2 banhos Q13 a)O Minério de ferro pode ser a Hematita(Fe2O3) ou a magnetita (Fe3O4), assim as substâncias elementares produzidas são ferro metélico (Fe) e o gás oxigênio(O2). b)O processo atual exige uma temperatura entre 1300 e 1500 ºC enquanto o novo processo exige uma temperatura de apenas 800 ºC, o que leva a um consumo menor de energia. O processo atual emite CO2 e o processo novo não emite CO2 ,um gás poluente da atmosfera e que contribui para o efeito estufa. Q16a) brilho; maleabilidade; som metálico; cor prateada; não quebradiço; incandescente no fogo. Q14a) Porque as cores dos óxidos de ferro variam do vermelho (marrom) ao preto. ou Óxido de ferro é ferrugem e esta é de cor marrom escura. b) Fe2O3 + 6 H+ -----> 2 Fe3+ + 3 H2O Q15 a) 2 LiOH + CO2 ---> Li2CO3 + H2O Ou LiOH + CO2 ---> LiHCO3 b) 1 atm 100% pCO2 2% p CO2 = 0,02 atm (1 ponto) p v = nCO2 RT nCO2 = p v / RT = 0,02 × 60000 / 0,082 × 293 nCO2 = 50 moles (1 ponto) b)Quem forneceria mais ferro metálico seria o FeO. Pois, a Se nCO2 = 50 mola, pela estequiometria da reação a porcentagem em massa de ferro nos óxidos:78% de Fe no FeO (ferro II) e 70% de Fe no Fe2O3 (ferro III), portanto o quantidade de LiOH seria de 100 moles. Como a massa FeO contém proporcionalmente mais ferro do que o Fe2O3 molar do LiOH é 24 g / mol, a massa de LiOH seria 2400 gramas. Ou via quantidade de mols de ferro nos óxidos: Ou FeO n = m/72; Se nCO2 = 50 mols, pela estequiometria da reação a Fe2O3 n’ = 2 (m/160) = m/80; n > n’ quantidade de LiOH seria de 50 mols. Como amassa Portanto é o FeO que contém a maior quantidade de ferro. molar do LiOH é 24 g / mol, a massa de LiOH seria 1200 gramas. c) O=C=O Respostas do 7 .5 Impactos Ambientais Q17 Alternativa D Q18 Alternativa C Q19 Alternativa B Q19 a)A concentração do metano é maior no fundo do lago, pois esse metano é gerado na decomposição anaeróbica da matéria orgânica presente nesse local. A b) A equação de combustão do metano é: CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g ) A equação química da combustão do metano mostra a formação de dois gases: CO2 e H2O, que também contribuem para o efeito estufa. No entanto, esses gases, mesmo em quantidade maior que o metano, dão uma contribuição bem menor ao efeito estufa que o metano, que, se não fosse consumido, seria liberado na atmosfera. Discussão Temática: Eleições 2014 - Presidenciáveis em Evidência Dilma (PT) atual presidenta e candidata junto de seu aliado José Sarney Ex-presidente Lula (PT) com seu aliado na Capital SP , Paulo Maluf (’procurado pela interpol por corrupção, preso em 2005, e 5º político mais rico do país) Os recursos captados para as eleições presidenciais de Dilma (PT), Marina (PSB) e Aécio (PSDB) contabilizam 94% do total de recursos usados por todos os candidatos, sendo assim, os outros 6% estão distribuidos para os demais candidatos. Quem são esses financiadores de campanha? porque fazem esses investimentos? Dilma (PT) e sua aliada senadora Katia Apesar de mais conhecidas no Brasil por sua atuação no setor de construção civil, as Abreu (PMDB) líder da bancada ruralista. chamadas “quatro irmãs” – Odebrecht, OAS, Camargo Corrêa e Andrade Gutierrez – hoje atuam em diversas outras atividades. As empreiteiras (construtoras) respondem apenas por parte dos lucros destes grupos econômicos que atuam em todos os continentes, com foco nos mercados da África, América Latina e Ásia. Entre as eleições de 2002 e 2012, juntas, as quatro empresas investiram mais de R$ 479 milhões em diversos comitês partidários e candidaturas pelo Brasil.1 Além dos contratos para obras públicas, o governo federal também incentiva o negócio dessas empresas através do BNDES. Por meio da Lei de Acesso à Informação a reportagem Marina defende o cultivo de apurou que, entre 2004 e 2013, o banco realizou 1665 transferências para as construtoras das transgênicos em entrevista ‘’Há uma “quatro irmãs”, totalizando mais de R$ 1,7 bilhão em empréstimos. Deste total, a Odebrecht e lenda de que eu sou contra os Andrade Gutierrez foram as maiores beneficiadas, levando R$ 1,1 bilhão. As duas também lideram 1 transgênicos, mas isso não é verdade.. . ’ o ranking de desembolsos para operações de exportação entre 2009 e março de 2014. Marina Silva (PSB) se reuniu com . . As empresas controladas pelas referidas empreiteiras: 1º A Camargo Correa controla a investidores a convite do Itaú BBA, que CPFL, a Alpargatas (das marcas Topper, Rainha, Mizuno, Timberland, Dupé, Havaianas) 2º a tem entre seus sócios Neca Setúbal, Odebrecht controla a Braskem (petroquímica), Foz do Brasil (saneamento e residuos); 3º a responsável pelo programa de Andrade Gutierrez controla a Oi/Telemar, em algmas atuam em conjunto como na CCR S.A. governo da candidata.. . . . . . . .reforçou-se a (antiga Companhia de Concessões Rodoviárias) tem 17% da Camargo Correa e 17% da Andrade promessa de dar autonomia ao Banco Gutierrez, 4º A OAS controla através da OAS Arenas, estádios do Brasil: como a Arena do Central3 O principal assessor Grêmio, em Porto Alegre; Arena Fonte Nova, em Salvador; e Arena das Dunas em Natal, sendo econômico da candidata Marina Silva que além disso a OAS construiu tais estádios.1 (PSB), Eduardo Giannetti da Fonseca, A Cosan, maior produtora de etanol no Brasil, e a petroleira holandesa Shell se defende que alunos da Unicamp e de associaram oficialmente em junho desse ano. Juntas criaram a Raízen, que atualmente é a maior outras universidades públicas produtora de etanol no mundo. Segundo dados da Raízen.. . o etanol, por exemplo, a estratégia é 4 2 brasileiras paguem mensalidades. aumentar a produção de 2,2 para 5 bilhões de litros anuais. Outra razão para a Shell entrar no mercado do etanol, considerado como energia limpa, é limpar a própria imagem: “A Shell tem um histórico de violações dos direitos humanos em vários países. Por isso ela tem usado o etanol, para tentar limpar sua imagem. Mas fica cada vez mais claro que a destruição ambiental causada para produzir o etanol agrava a crise climática", opina Mendonça. Segundo ela, a abertura brasileira para as empresas estrangeiras também demonstra o descaso do governo brasileiro com o meio ambiente e a produção de alimentos 2 para a própria população: No entanto, Maria Luísa Mendonça não acredita que o Brasil mudará o modelo agrícola tão facilmente: “Esse ano, aumentaram os casos de assassinatos no campo e os conflitos por terra. O debate sobre o código florestal (aprovado) mostra que a bancada ruralista quer expandir o monocultivo para áreas de preservação ambiental. A situação se agrava e o setor Áécio Neves (PSDB) é um candidato que sucroalcooleiro ganha mais poder.”2 herdeiro político do ex-presidente FHC Pra quem esses políticos financiados irão governar? para o povo ou para empresários? foto, que privatizou a vale do rio doce, gerou o apagão de 2001, altas taxas de 1- http://racismoambiental.net.br/2014/07/as-quatro-irmas-odebrecht-oas-camargo-correa-e-andrade-gutierrez/ http://archief.rnw.nl/portugues/article/fus%C3%A3o-cosan-shell-amplia-impactos-sociais-e-ambientais desemprego, e em são Paulo tentou 23--http://www.brasil247.com/pt/247/economia/151432/Em-evento-do-Ita%C3%BA-Marina-promete-reformas-liberais.htm cobrar mensalidades nas estaduais(Covas) 4-http://cartacampinas.com.br/2014/08/assessor-de-economia-de-marina-silva-defende-que-aluno-da-unicamp-pague-mensalidade/