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QUÍMICA
Vestibular UFU 2ª Fase 17 de Janeiro de 2011
PRIMEIRA QUESTÃO
Um dos problemas do crescimento das cidades é a distribuição de água tratada para todos os seus moradores.
Para o tratamento da água, pode-se utilizar o gás cloro borbulhado diretamente nos tanques d’água em tratamento. Na
produção desse gás em laboratório, promove-se uma reação do ácido clorídrico aquoso (HCl) com dióxido de manganês
sólido (MnO2), formando o cloro gasoso (Cl2), o óxido de manganês (MnO) e água, de acordo com o esquema abaixo.
A partir das informações extraídas do texto e de seus conhecimentos em Química, responda o que se pode.
A) Escreva a equação balanceada de formação do gás cloro a partir do dióxido de manganês e de ácido clorídrico.
B) Identifique o agente oxidante e o agente redutor e justifique sua resposta.
C) Indique o tipo de ligação química presente no gás cloro e explique o que caracteriza essa ligação.
Resolução:
A) 2HCl ( AQ) + MnO 2 (s) → Cl2 (g) + MnO(s) + H2O( A )
2+ 4+ 1‐ B)
O O agente oxidante é o MnO2, pois o Nox do manganês variou de 4+ para 2+, indicando sua redução. Portanto, a
oxidação do cloro foi provocada pelo MnO2, em que o agente redutor é o ácido clorídrico, pois o Nox do cloro
variou de 1- para zero, indicando sua oxidação, assim, a redução manganês foi provocada pelo HCl (AQ).
C) Na substância cloro gasoso observamos uma ligação intermolecular do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido
ou dispersões de London ou Forças de Vander Waals. Tal ligação é caracterizada pela ausência de pólos
permanentes nas moléculas de cloro (Cl2), porém devido à movimentação dos elétrons que hora se encontram
mais de um lado da molécula que fica negativo deixando o outro extremo positivamente carregado devido a
existência dos prótons do núcleo dos átomos de cloro.
OBS: Considerando apenas a molécula de gás cloro (Cl2) a ligação entre os átomos na molécula é do tipo covalente
normal, caracterizada pelo compartilhamento de pares eletrônicos entre os átomos de Cloro
QUÍMICA
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SEGUNDA QUESTÃO
O gás cloro, além de sua importância no tratamento de água para o abastecimento das cidades, é utilizado como
matéria prima na fabricação de clorofórmio (CHCl3), um solvente orgânico e anestésico externo. A reação ocorre a partir
do gás metano (CH4) e do gás cloro, em presença de luz solar, formando clorofórmio (CHCl3) e gás clorídrico (HCl).
Porém, por ser uma substância muito tóxica, o clorofórmio, mesmo em pequenas quantidades – em contato com a água
– é um grande poluente. A legislação brasileira permite a presença de até 0,1 mg de clorofórmio por litro de água, acima
disso, a água é considerada como não potável.
Faça o que se pede.
A) Escreva o nome do clorofórmio CHCl3 segundo a IUPAC.
B) Escreva a equação química balanceada entre o gás cloro e gás metano, identificando o tipo de reação orgânica.
C) Explique, a partir de cálculos, o que ocorre com a potabilidade de 500L de água contidos em um tanque
doméstico em que, acidentalmente, fora adicionado clorofórmio produzido a partir de 106,5 mg de gás cloro e
quantidade suficiente de metano.
Resolução:
A) O nome do clorofórmio segundo a IUPAC é triclorometano.
λ
B)
3Cl 2(g) + CH4(g) →CHCl3(l) + 3HCl(g)
Δ
C)
* Cálculo da massa de clorofórmio contida
em106,5 mg de gás cloro:
De acordo com a proporção dada na equação balanceada temos:
3 mols CA 2 ____1mol CHCA 3
3x71g CA 2 ____1x119,5g CHCA 3
106,5mg CA 2 __ x
x=
106,5 mg CA 2 x 119,5g CHCA 3
213g CA 2
x = 59,75mg de CHCA 3
Tem-se então:
59, 75mg CHCA 3 ___ 500L H 2 O (tan que)
m
m=
___ 1L H 2 O
59, 75mg CHCA3.1LH 2 O
500LH 2 O
M = 0,1195mg CHCA 3 / LH 2 O
Sabendo que a legislação permite
apenas 01,mg CHCA 3 / LH 2 O
Tem-se que a água do tanque com o
acréscimo de 106,5mg de CA 2 não é potável.
QUÍMICA
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TERCEIRA QUESTÃO
De modo a diminuir a poluição e a concentração de gases nocivos à saúde e ao meio ambiente nos grandes
centros urbanos, a indústria automobilística americana, em meados dos anos 1970, começou a fabricar os primeiros
carros equipados com catalisadores como itens de série (no Brasil, os primeiros carros equipados com catalisadores
surgiram em 1992 e, somente a partir de 1997, o equipamento foi adotado em todos os veículos produzidos no país). O
catalisador também impulsionou a utilização da gasolina sem chumbo (chumbo chumbo tetraetila), visto que a gasolina
com chumbo contamina o agente catalisador usado no conjunto, destruindo sua utilidade e levando-o a entupir, além dos
danos que o chumbo provoca à saúde humana.
Em catalisador automotivo, ocorrem várias reações químicas, sendo uma das mais importantes:
Dados:
CO(g) + 1 02 (g) → CO2 (g)
2
C(grafite) + 02 (g) → CO2(g)
C(grafite) 1 02 (g) → CO(g)
2
ΔH = − 94,1kcal
ΔH = − 26,4kcal
Baseado no texto e na reação acima, responda:
A) Identifique se a reação é endotérmica ou exotérmica a partir do calculo da variação de sua entalpia.
B) Explique qual a função do catalisador automotivo no desenvolvimento da reação (velocidade) , na energia de
ativação e na variação da entalpia da reação de decomposição do monóxido de carbono.
C) Cite e explique um impacto ambiental da liberação do gás carbônico pelos automóveis, apontando duas
maneiras de minimizar tal impacto.
Resolução:
A)
C (grafite) + 02(g) →CO2 (g)
ΔH = − 94,1kcal
CO(g) →C (grafite) + 1 02
2 (g)
ΔH = + 26,4kcal
CO(g) + 1 O2 (g) →CO2(g)
2
ΔH = − 67,7kcal
A reação acima é exotérmica, pois a partir dos cálculos encontra-se ΔH negativo, característico de reações
exotérmicas.
B)
O catalisador atua no sentido de diminuir a energia de ativação, dessa forma aumentando a velocidade da reação
facilitando portanto a combustão do CO. Por outro lado o catalisador não influenciará na variação da entalpia da reação.
C)
A liberação de grande quantidade de CO2, poderá intensificar o efeito estufa, aumentando a temperatura média do
planeta ocorrendo mudanças climáticas e provável derretimento das calotas polares. Uma forma de minimizar, seria a
realização de rodízios automobilístico diminuindo portanto o fluxo de veículos automotivos e consequentemente a
emissão de CO2; uso de combustíveis de fontes renováveis (não fosseis).
Outra maneira ocorre através de uma maior arborização contribuindo assim para uma maior absorção de gás carbônico.
QUÍMICA
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QUARTA QUESTÃO
Um dos desafios de uma cidade em expansão é conciliar o desenvolvimento econômico e social com a preservação do
ambiente. [...] O acesso universal aos serviços de água tratada, luz, saneamento básico e coleta de esgoto é imprescindível. A
mineira Uberlândia exibe um histórico de missões cumpridas. A cidade tem o quarto melhor serviço de coleta e tratamento de
esgoto do país, de acordo com um levantamento do Instituto Trata Brasil. Cerca de 99% da população urbana é atendida e
100% dos dejetos são tratados. A coleta e o tratamento de lixo são apontados como os melhores de Minas Gerais. Todas as
casas do município são servidas de água tratada – nas Estações de Tratamento (ETA) – e energia elétrica. Apesar disso, as
autoridades já planejam um novo sistema de captação de água capaz de atender uma população de 3 milhões de pessoas –
cinco vezes a atual. A rede de saúde local, a melhor do próspero Triângulo Mineiro, conta com nove hospitais e, obviamente,
atrai pacientes de toda a região. Para reduzir a pressão sobre o serviço de saúde, a cidade está investindo na construção de
mais um hospital, com 258 leitos. Todos os 384 ônibus que circulam pelo município dispõem de elevadores para o acesso de
deficientes físicos. Nenhuma capital brasileira atingiu padrão semelhante.
Revista Veja, 1° de setembro de 2010, p. 124-125. Reportagem “5 exemplos a serem seguidos” de Igor Paulin, Leonardo Coutinho e Marcelo Sperandio. (Texto modificado).
A partir do texto e de seus conhecimentos em Química, responda o que se pede:
A) Explique um processo que ocorre no tratamento da água em Estações de Tratamento (ETA).
B) Aponte um benefício do tratamento do lixo e justifique sua resposta.
C) Destaque e explique uma vantagem ambiental para os rios e lagos do Triângulo Mineiro em decorrência do
tratamento do esgoto da cidade de Uberlândia.
Resolução:
A)
Nas E.T.A.s, ocorrem vários processos físicos e químicos. Dentre os processos físicos podemos citar a filtração que
separa os resíduos sólidos (terra, areia, argila, folhas, galhos, etc) da água e a decantação que separa as partículas
solidas em suspensão que não foram separadas da água pela filtração comum. Na decantação a água fica em repouso e
as partículas solidas mais densas que a água sedimentam-se. Dois processo químicos mais importantes são a
floculação que consististe na mistura de 2 substâncias (Al2(SO4)3 e CaO) para obtenção do agente floculante o Al(OH)3 ;
o Al(OH)3 aglutina as partículas sólidas menores e pouco densas provocando sua precipitação. Outro processo químico
importante é a cloração que consiste na adição de substâncias como o Cl2(g) ou hipoclorito de sódio (NaClO) que são
agentes bactericidas.
B)
O tratamento do lixo evita que seja jogado de forma inadequada no ambiente causando poluição e contaminação. Os
resíduos sólidos do lixo podem ser reciclados evitando a exploração exagerada de recursos minerais e diminuindo o
consumo de energia para a obtenção de algumas matérias primas como o alumínio, os diferentes polímeros plasmáticos,
o papel entre outros. O lixo orgânico pode ser usado na fabricação de adubos fertilizantes para a agricultura. O gás
metano que é produzido pela decomposição anaeróbica do lixo pode ser usado como fonte alternativa de energia para
uso em diversos segmentos da indústria. Com o tratamento do lixo diminui a quantidade de sólidos queimados evitando
o aumento o CO2(g) agente causador do efeito estufa.
C)
*Preservação do meio ambiente aquático: o tratamento prévio do esgoto evita a contaminação das águas dos rios e
lagos preservando sua fauna e flora.
*O tratamento do esgoto evita a contaminação da água que é utilizada na agropecuária e nas cidades.
*A água livre de esgotos exige uma menor utilização de processos físicos e químicos para seu tratamento.
*O tratamento do esgoto torna a água livre de agentes causadores de doenças na população.