ESTUDOS INTERDISCIPLINARES EM QUÍMICA


Derivados halogenados são bons substratos para a preparação de éteres, em laboratório, através de reação com reagentes nucleofílicos fortes como o metóxido de sódio. A velocidade dessas reações pode ser drasticamente aumentada pela escolha apropriada do solvente. Considere os substratos 3-bromo-3-metil-hexano e brometo de metila. Qual o tipo de mecanismo e o solvente adequado para a reação desses substratos halogenados com o metóxido de sódio?

(Dado: DMSO corresponde a (CH3)2S=O)






O estudo dos materiais é muito importante para o desenvolvimento da sociedade, de maneira geral. Materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos são amplamente utilizados nos dias de hoje e suas aplicações estão diretamente relacionadas às suas propriedades químicas e físicas.

Com relação à estrutura e às propriedades desses materiais, analise as afirmações a seguir.

I. Todos os materiais metálicos, cerâmicos e polímeros cristalizam-se quando solidificam. Seus átomos se arranjam em um modelo ordenado e repetido, chamado estrutura cristalina.

II. As propriedades dos materiais sólidos cristalinos dependem da sua estrutura cristalina, ou seja, da maneira pela qual os átomos, moléculas ou íons encontram-se espacialmente dispostos.

III. Os materiais metálicos (Fe, Al, aço, latão) são bons condutores de eletricidade e de calor, resistentes e, em determinadas condições, deformáveis, enquanto os materiais cerâmicos (porcelana, cimento) são duros e quebradiços.

IV. Os polímeros comuns de plásticos e borrachas possuem elevada massa molecular, flexibilidade e alta densidade, comparável a outros materiais como o chumbo (11,3 g/cm3).

É correto apenas o que se afirma em


II e III


I e III


II, III e IV


I, III e IV


I e IV

Devido a baixa reatividade dos gases nobres, acreditava-se que eram quimicamente inertes e essa teoria perdurou até o ano de 1962 até quando o químico inglês N. Bartlett sintetizou o primeiro composto de gás nobre. Hoje sabemos que o xenônio apresenta energia de ionização suficientemente baixa para formar moléculas com átomos muito eletronegativos, principalmente com o flúor. Alguns desses fluoretos são usados como poderosos agentes oxidantes, conforme se pode observar na reação a seguir:

Pt(s) + XeF4(g) --> Xe(g) + PtF4(s)

Com relação ao fluoreto de xenônio podemos afirmar que:

 

I. A geometria molécular do composto é quadrática planar.

II. A hibridização do átomo de xenônio é sp3d2.

III. A molécula é polar.

IV. O átomo de xenônio possui 2 pares de elétrons não ligantes.

 

Estão corretas as afirmações:


I, II e III


I, III e IV


II, III e IV


I, II e IV


I, II, III e IV

Durante o acompanhamento da quantidade de matéria orgânica em um córrego, resultados de análises de amostras de 100 mL de água, recolhidas, ao longo de três meses, comprovaram a presença de, em média, 3,2 mg de matéria orgânica, na forma de glicose – C6H12O6 (massa molar é 180 g/mol).

Com base nessas análises, 5 pareceres foram elaborados, por pessoas diferente:

P1: A qualidade da água tornou-se inadequada para sustentar a vida aquática e, nas atuais condições, apenas cerca de 25% da matéria orgânica pode ser decomposto.

P2: A qualidade da água do rio ainda é boa, uma vez que cerca de três quartos da matéria orgânica podem ser decompostos.

P3: Nas condições atuais, no máximo, 50% da matéria orgânica pode ser decomposto, e a manutenção da vida aquática fica comprometida.

P4: A qualidade da água do rio é boa. Há oxigênio na água suficiente para degradar toda a matéria orgânica e manter a vida aquática.

P5: A quantidade de matéria orgânica precisa ser reduzida a, aproximadamente, 2% dos níveis atuais para poder sustentar a vida aquática.

Ao analisar os relatórios, um químico levou em consideração os seguintes pontos:

• a concentração mínima de O2 na água para sustentar a vida aquática é de 5 ppm, à temperatura média de 200 C;

• a solubilidade do oxigênio em rios depende de vários fatores, mas para cálculos mais simples pode ser considerada igual a solubilidade do O2 em água, que é de 9 ppm, a 200 C e 1 atm.

Com base nesses ponto, o químico recomendou o relatório:


P2


P4


P1


P3


P5

Desde a atinguidade alguns metais como ouro, cobre e ferro são utilizado para vários fins. No entanto o alúminio só começou a ser usado no século XIX, produzido por elétrolise do Al2O3 na presença de fundente.

Considerante que sua produção ocorre através da eletrolise ígnea, analise as afirmações a seguir:

I. As cargas dos íons são elevadas, o que aumenta a atração entre os átomos.

II. A ligação entre os átomos de Al e O possui caráter predominante iônico.

III.  A energia necessária para ionizar o composto Al2O3 é baixa.

Estão corretas as afirmações:


II e III


I, II e III


I e III


Apenas a II


I e II

ada vez mais busca-se desenvolver novos processos para obtenção de metais de modo a minimizar o consumo de energia, viabilizar a exploração econômica de minérios com baixos teores de metal e evitar maiores problemas ambientais decorrentes da produção de SO2. Atualmente, minérios de cobre - calcopirita (CuFeS2), calcocita (Cu2S) - com baixos teores desse metal não são extraídos pela técnica convencional de calcinação seguida de redução com carvão (pirometalurgia). Emprega-se o processo hidrometalúrgico de lixiviação, que consiste no uso de uma solução aquosa capaz de dissolver o composto que contém o metal a ser extraído. Após a lixiviação do minério com solução diluída de ácido sulfúrico, cobre metálico é precipitado pela redução dos íons Cu2+ com raspas de ferro. Considere os seguintes minérios e seus principais constituintes (escritos entre parentêses):

 

galena (PbS)

wurtizita (ZnS)

pirita (FeS2)

pirolusita (MnO2)

bauxita (Al2O3. xH2O)

 

Desconsiderando as impurezas que possam estar presentes, qual dos metais citados pode ser obtido pelo processo de lixiviação ácida seguida de precipitação com raspas de ferro?

Dados:


Zn


Pb


Al e Mn


Mn


Zn e Pb

As reações químicas podem ser evidenciadas por aspectos visuais tais como a produção de gases, mudanças de cor e a formação de sólidos. Processos eletroquímicos podem ser caracterizados por essas evidências, como mostram as equações (i) e (ii).

(i) Fe(III)(aq) + e <----> Fe(II)(aq)

amarelo                        verde claro

(ii) Cu(II)(aq) + 2 e <----> Cu(s)

azul

 

Ao se construir a seguinte célula galvânica

Cu2+(aq) | Cu(s) || Fe3+(aq) , Fe2+(aq) | Pt(s)

Será observado que a solução de íons ferro se tornará mais esverdeada e a solução de íons cobre se tornará mais azulada.

Nessa situação,


ocorrerá a redução dos íons Fe(II) para Fe(III).


ocorrerá a redução dos íons Cu(II) para Cu(s).


o cátodo corresponde a semirreação 2Fe3+ + 2e- --> 2Fe2+ .


o potencial de redução do Fe(III) é menor que o potencial de redução do Cu(II).


o fluxo de elétrons ocorrerá no sentido do eletrodo de ferro para o eletrodo de cobre.

As moedas de R$ 0,05 (cinco centavos) são feitas de aço revestido de cobre e, com o passar do tempo, é possível observar que elas são oxidadas a uma substância de coloração esverdeada. Esse é mais um caso típico de oxidação atmosférica em ambiente úmido.

 

O2(g) + 4H+(aq) + 4e- à 2H2O(l)    E° = + 1,23 V – (0,059).pH

Cu2+(aq) + 2e- à Cu(s)    E° = +0,34 V

Considerando as semirreações de redução representadas acima, a oxidação atmosférica das moedas de cobre em meio levemente ácido (pH = 6,0) é:


Espontânea, pois o E° = +0,48 V


Espontânea, pois o E° = - 0,89 V


Espontânea, pois o E° = + 0,54 V


Não espontânea, pois o E° = +0,54 V


Não espontânea, pois o E° = -0,89 V

A urina tem dois compostos, amônia e ureia, que podem ser usados como fonte de hidrogênio. Ao se colocar um eletrodo no líquido e aplicar-se uma corrente elétrica de baixa intensidade, o gás hidrogênio produzido pode ser usado para alimentar uma célula a combustível. A tecnologia proposta utiliza um sistema que opera de forma muito parecida com a eletrólise da água, com a vantagem de que a energia necessária para romper a ligação N-H ser menor que aquela necessária para romper a ligação O-H.

Disponível em: . Acessado em: 12 jul. 2017 (adaptado).

 

A respeito dos processos eletroquímicos descritos no texto, avalie as afirmações a seguir.

 

I. A eletrólise é um processo termodinamicamente desfavorável.

II. A eletrólise envolve conversão de energia química em energia elétrica por meio de reações eletroquímicas.

III. As semirreações com maior potencial-padrão de redução ocorrem preferencialmente nos processos eletrolíticos.

IV. O processo de produção de gás hidrogênio a partir da urina é menos vantajoso energeticamente em comparação ao processo que se utiliza água.

 

É correto o que se afirma em:


I e III


I e IV


II, III e IV


IIe IV


I, II e III

A reforma a vapor do metano é uma reação química endotérmica entre metano e água, conduzida a cerca de 20 atm e 800°C, na presença de níquel metálico, a partir da qual se produz uma mistura de gás hidrogênio e monóxido de carbono, que é muito utilizada em processos químicos industriais.

CH4(g) + H2O(v) --> 3H2(g) + CO(g)

Sobre essa reação, podemos afirmar que:

 

I. Elevar a pressão do sistema reacional deslocaria o equilíbrio químico no sentido de formar mais hás hidrogênio e monóxido de carbono.

II. A utilização de temperaturas elevadas é favorável dos pontos de vista cinético e termodinâmico.

III. Aumentar a fração molar de vapor de água na entrada do reator eleva a quantidade produzida de gás hidrogênio.

IV. Empregar níquel metálico sob a forma de partículas finamente divididas aumenta o rendimento da reação.

 

Analisando as afirmações, é correto o que se afirma em:


I e II


II e III


I e III


II e IV


I e IV