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Unesp 2021 - 1ª fase - dia 2


Questão 71 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Reações de oxirredução

Analise as reações.

Reação 1 – Obtenção de água sanitária

Cl2 g + 2NaOH aq NaClO aq + NaCl aq + H2O l

Reação 2 – Reação de carga de uma bateria chumbo/ácido

2PbSO4 s + 2H2O l Pb s + PbO2 s + 2H2SO4 aq

Reação 3 – Combustão de magnésio metálico

Mg s +12O2 g MgO s

Reação 4 – Obtenção de cal

CaCO3 s  CaO s + CO2 g

São exemplos de oxirredução, que apresentam um reagente atuando simultaneamente como oxidante e redutor, as reações



a)

1 e 3.

b)

2 e 3.

c)

1 e 4.

d)

2 e 4.

e)

1 e 2.

Resolução

Reações de oxirredução apresentam elementos com variação de NOX a partir de uma transferência de elétrons entre os átomos participantes do processo.

Há átomos do elemento redutor, que sofrem oxidação (aumentam de NOX), pois perdem elétrons, e átomos do elemento oxidante, que sofrem redução (diminuem de NOX), pois ganham elétrons. Sendo possível o mesmo elemento, no mesmo reagente, atuar como redutor e oxidante no processo.

Reação 1: 

Cl02 + 2 Na+1O-2H+1 Na+1Cl+1O-2 + Na+1Cl-1 + H+12O-2

  • O elemento Cl é redutor e oxidante, sofre tanto a oxidação (0 a +1) e redução (0 a -1).

Reação 2: 

2 Pb+2S+6O-24 + 2 H+12O-2 Pb0 + Pb+4O-22 + 2 H+12S+6O-24

  • O elemento Pb é redutor e oxidante, sofre tanto a oxidação (+2 a +4) e redução (+2 a 0).

Reação 3:

 Mg0 + 12 O02 Mg+2O-2

  • O elemento Mg é redutor, sofre oxidação (0 a +2);
  • O elemento O é oxidante, sofre redução (0 a -2).

Reação 4:

 Ca+2C+4O-23 Ca+2O-2 + C+4O-22

  • Não há elemento redutor ou oxidante, pois a reação não é de oxirredução (não há variação de NOX no processo).

 

Reações com reagentes atuando simultaneamente com oxidante e redutor: 1 e 2

Questão 72 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Pressão Parcial (Química)

Por que o biogás é uma opção de energia renovável?

    O biogás é um biocombustível gasoso produzido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias fermentadoras, em um processo chamado biodegradação anaeróbia, isto é, o processo ocorre na ausência de oxigênio. Nesse processo, produz-se um gás rico em metano (de 40% a 80% de sua composição, sendo o resto dióxido de carbono e pequenas quantidades de hidrogênio, nitrogênio, amônia, ácido sulfídrico, entre outros). Para gerar energia elétrica usando biogás, utiliza-se a conversão da energia química do gás em energia mecânica, por meio de um processo controlado de combustão, que ativa um gerador. O biogás também pode ser purificado para a geração de biometano, que é equivalente ao gás natural veicular.

(https://cbie.com.br. Adaptado.)

 

    A tabela a seguir compara as composições químicas médias dos principais componentes do biogás e do biometano.

Gás Principais componentes (% em volume)
Biogás 60% metano; 40% dióxido de carbono
Biometano 95% metano; 5% dióxido de carbono

 


Quando se comparam volumes iguais de biogás e de biometano sob pressão de 2,0 atm, é possível calcular a diferença:

Pressão parcial de metano no biometano – Pressão parcial de metano no biogás

 

O valor dessa diferença é



a)

0,20 atm.

b)

0,35 atm.

c)

1,05 atm.

d)

0,70 atm.

e)

1,5 atm.

Resolução

Ao comparar volumes iguais de biogás e biometano, ambos com pressão total da mistura de 2,0 atm, podemos utilizar a porcentagem em volume fornecida na tabela para calcular a pressão parcial do metano em cada uma das misturas, pois a porcentagem em volume corresponde a mesma porcentagem da pressão.

Sendo X a fração molar, que pode ser expressa em porcentagem molar, temos:

pressão parcial=X.Pressão totalvolume parcial =X.Volume total

Assim,

X=volume parcialVolume total=pressão parcialPressão total

Determinando a pressão parcial do metano no Biometano:

pmetano no biometano=95100.2=1,9 atm

Determinando a pressão parcial do metano no Biogás:

pmetano no biogás=60100.2=1,2 atm

Fazendo a subtração:

pmetano no biometano-pmetano no biogás=1,9-1,2=0,7 atm

Questão 73 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Reações químicas Óxidos

Por que o biogás é uma opção de energia renovável?

    O biogás é um biocombustível gasoso produzido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias fermentadoras, em um processo chamado biodegradação anaeróbia, isto é, o processo ocorre na ausência de oxigênio. Nesse processo, produz-se um gás rico em metano (de 40% a 80% de sua composição, sendo o resto dióxido de carbono e pequenas quantidades de hidrogênio, nitrogênio, amônia, ácido sulfídrico, entre outros). Para gerar energia elétrica usando biogás, utiliza-se a conversão da energia química do gás em energia mecânica, por meio de um processo controlado de combustão, que ativa um gerador. O biogás também pode ser purificado para a geração de biometano, que é equivalente ao gás natural veicular.

(https://cbie.com.br. Adaptado.)

 

    A tabela a seguir compara as composições químicas médias dos principais componentes do biogás e do biometano.

Gás Principais componentes (% em volume)
Biogás 60% metano; 40% dióxido de carbono
Biometano 95% metano; 5% dióxido de carbono

 


Para a obtenção de biometano a partir do biogás, este deve passar por purificação, de modo a aumentar o teor de metano pela diminuição do teor de dióxido de carbono. Um procedimento que pode ser empregado com essa finalidade é fazer o biogás



a)

borbulhar em uma solução aquosa concentrada de ácido clorídrico.

b)

borbulhar em uma solução aquosa saturada de hidróxido de cálcio.

c)

atravessar tubulações preenchidas com o secante sílica-gel.

d)

atravessar filtros de areia, como os empregados nas estações de tratamento de água.

e)

atravessar filtros de papel, como os empregados nos filtros de ar em automóveis.

Resolução

O biometano é constituído, em volume, por 95% de metano (CH4) e 5% de dióxido de carbono (CO2). Para a purificação, com a finalidade de aumentar o teor do hidrocarboneto (CH4) a partir da diminuição ou consumo do dióxido de carbono (anidrido carbônico ou gás carbônico), um óxido ácido, basta reagi-lo com um composto de caráter básico.

a) Incorreta. O gás carbônico, de caráter ácido, não reage com o ácido clorídrico.

b) Correta. O gás carbônico reage com o hidróxido de cálcio, de caárter básico, presente na solução, conforme a equação:

CO2(g)  +  Ca(OH)2(aq)   CaCO3(s)  +  H2O(l)

A equação acima mostra a formação do sal carbonato de cálcio (CaCO3) e água (H2O). Como o dióxido de carbono (CO2) é um reagente, o mesmo será consumido durante a reação e, com isso, aumentará o teor de metano na msitura gasosa do biometano.

c) Incorreta. A silíca-gel é utilizada para absorver umidade, não sendo capaz de remover o gás carbônico.

d) Incorreta. Os filtros de areia utilizados nas estações de tratamento de água não conseguem reter o gás carbônico.

e) Incorreta. Os filtros de papel empregados em ar de automóveis servem para reter impurezas sólidas e não conseguem absorver o gás carbônico.

Questão 74 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

pH e pOH

Uma amostra de água natural a 25ºC foi testada com três indicadores ácido-base. Os resultados desse teste estão indicados na última coluna da tabela.

Indicador Viragem de cor do indicador Intervalo de pH de viragem de cor Cor apresentada pela amostra de água mineral
Vermelho neutro Vermelho-azulado para amarelo-alaranjado 6,8 a 8,0 Amarelo-alaranjado
Amarelo de alizarina Amarelo-claro para amarelo-acastanhado 10,0 a 12,1 Amarelo-claro
Púrpura de m-cresol Amarelo para púrpura 7,4 a 9,0 Púrpura

Analisando as informações da tabela e sabendo que o produto iônico da água a 25 ºC, KW, é igual a 1×10-14, a concentração de íons OH- (aq) nessa água mineral, em mol/L, está entre



a)

1×10-9 e 1×10-8.

b)

1×10-10 e 1×10-9.

c)

1×10-5 e 1×10-4.

d)

1×10-6 e 1×10-5.

e)

1×10-12 e 1×10-10.

Resolução

Analisando a Tabela com os indicadores e suas respectivas cores e intervalos de viragem, junto com o comportamento da amostra de água mineral, temos:

Indicador Viragem de cor do indicador Intervalo de pH de viragem Cor apresentada pela amostra de água mineral
Vermelho neutro Vermelho-azulado para amarelo-alaranjado 6,8 a 8,0

Amarelo-alaranjado

Logo, pH > 8

Amarelo de alizarina Amarelo-claro para amarelo-acastanhado 10,0 a 12,1

Amarelo-claro

Logo, pH < 10

Púrpura de m-cresol Amarelo para púrpura 7,4 a 9,0

Púrpura

Logo, pH > 9

 

Assim, com a análise das cores da amostra de água mineral, o pH está entre 9 e 10.

Para determinar a concentração de OH-, podemos primeiro encontrar o valor de pOH, por:

pH + pOH = 14    (a 25ºC)

 

  • Para pH = 10:

10+pOH = 14   pOH = 4

Determinando a concentração de OH- :

pOH = -log[OH-]4=-log[OH-][OH-]=1.10-4 mol/L

 

  • Para pH = 9:

9+pOH = 14   pOH = 5

Determinando a concentração de OH- é:

pOH = -log[OH-]5=-log[OH-][OH-]=1.10-5 mol/L

 

Portanto, a concentração de íons OH- está entre 1.10-4 e 1.10-5 mol/L

Questão 75 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Diagrama de Fases

Analise o diagrama, que representa as fases da água conforme as condições de pressão e temperatura.

(www.researchgate.net. Adaptado.)

 

Um dos métodos de conservação de alimentos, conhecido como liofilização, consiste em congelar toda a água neles presente e fazê-la sublimar, ou seja, passar diretamente para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. São condições de temperatura e pressão em que há possibilidade de ocorrer a sublimação da água:



a)

temperatura superior a 374 ºC e pressão superior a 22 100 kPa.

b)

temperatura igual a 300 ºC e pressão superior a 0,61 kPa.

c)

temperatura inferior a 0,0025 ºC e pressão superior a101,3 kPa.

d)

temperatura igual a 0,01 ºC e pressão igual a 0,61 kPa.

e)

temperatura inferior a 0,0025 ºC e pressão inferior a0,61 kPa.

Resolução

a) Incorreta. Nas condições indicadas com a temperatura superior a 374ºC e pressão superior a 22.100 kPa, a água deve-se comportar como um fluido supercrítico (gás) e mesmo em uma compressão isotérmica, não se transforma em líquido, ou seja não sofrerá mudança de estado físico nestas condições.

b) Incorreta. Nas condições indicadas com a temperatura igual a 300ºC e pressão superior a 0,61 kPa, a água deve-se comportar como um vapor ou líquido e, por compressão isotérmica pode sofrer uma liquefação, mas não uma sublimação como desejado para a conservação do alimento.

c) Incorreta. Nas condições indicadas com a temperatura inferior a 0,0025ºC e pressão superior a 101,3 kPa, a água deve-se comportar como um sólido podendo sofrer uma fusão sob aquecimento e não uma sublimação como desejado para a conservação do alimento. 

d) Incorreta. Nas condições indicadas com a temperatura igual a 0,01ºC e pressão igual a 0,61 kPa, temos o ponto triplo em que a água coexiste em equilíbrio nos estados sólido, líquido e gasoso.

e) Correta. Nas condições indicadas com a temperatura igual a 0,0025ºC e pressão inferior a 0,61 kPa, a água deve-se comportar como um sólido podendo sofrer a sublimação, ao passar direto para o estado vapor, pela mudança de temperatura, técnica utilizada na conservação dos alimentos através da liofilização.

Questão 76 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Propriedades Gráficas do M.U.V.

Um veículo (I) está parado em uma rodovia retilínea quando, no instante t = 0, outro veículo (II) passa por ele com velocidade escalar de 30 m/s. Depois de determinado intervalo de tempo, os dois veículos passam a trafegar com velocidades escalares iguais, conforme demonstra o gráfico.

 

Desprezando as dimensões dos veículos, a distância que os separava no instante em que suas velocidades escalares se igualaram é de

 



a)

600 m.

b)

650 m.

c)

550 m.

d)

500 m.

e)

700 m.

Resolução

Segundo o gráfico dado no enunciado, a velocidade dos veículos se iguala no instante t=30 s. O deslocamento de ambos desde o início do movimento até este instante pode ser determinada pela área sob os gráficos de vt. Trabalhando nas unidades do SI, temos para o veículo (I):

ΔsI=30·102=150 m.

Para o veículo (II):

ΔsII=20·30+30+10·30-202=800 m.

Como o início do movimento de ambos mostrado pelo gráfico em t=0 s ocorre na mesma posição da rodovia, no instante em que suas velocidades se igualaram, a distância entre os veículos é dada por:

SII-SI=800-150 (m)

SII-SI=650m

Logo, o veículo (II) percorre 650 metros a mais do que o veiculo (I).

Questão 77 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Equilíbrio de Corpos Extensos

Para alcançar o teto de uma garagem, uma pessoa sobe em uma escada AB e fica parada na posição indicada na figura 1. A escada é mantida em repouso, presa por cordas horizontais, e apoiada no chão. Na figura 2 estão indicadas algumas distâncias e desenhadas algumas forças que atuam sobre a escada nessa situação: seu peso PE=300 N, a força aplicada pelo homem sobre a escada PH=560 N e a tração aplicada pelas cordas, T. A força de contato com o solo, aplicada no ponto B, não está indicada nessa figura.

(www.google.com.br. Adaptado.)

 

Considerando um eixo passando pelo ponto B, perpendicular ao plano que contém a figura 2, para o cálculo dos momentos aplicados pelas forças sobre a escada, a intensidade da força de tração T é

 



a)

375 N.

b)

280 N.

c)

430 N.

d)

525 N.

e)

640 N.

Resolução

Para que um corpo extenso, como a escada, permaneça em equilíbrio, além da força resultante ser nula, é necessário que a soma dos momentos (ou torques) produzidos por todas as forças em relação a qualquer ponto do corpo também deva ser igual a zero.

O momento produzido por uma força de intensidade F em relação a um ponto (polo de rotação) é dado por

M=±F·b

onde b é o braço da força (a menor distância da linha de ação da força ao polo de rotação). Considerando o momento positivo para as forças que tendem a girar a escada no sentido anti-horário (FH e PE) e negativo para as forças que tendem a girá-la no sentido horário (T) em relação ao eixo passando por B, temos:

ΣM=0 

FH·3+PE·2,4-T.6,4=0 

560·3+300·2,4-T.6,4=0 

T=560·3+300·2,46,4=24006,4 

T=375 N

Vale notar que a força resultante atuando na escada será nula devido à força de contato da escada com o solo; a componente horizontal desta força de contato terá módulo igual a T e sentido para a esquerda, enquanto a componente vertical terá módulo igual a FH + PE e sentido para cima.

Questão 78 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Equações de Clapeyron (Física) Estequiometria com gases

Um professor de química fez uma demonstração em que produziu hidrogênio gasoso H2 pela reação, a quente, de ácido clorídrico HCl com 6,75 g de alumínio sólido Al sob forma de folhas amassadas.

A equação que representa essa reação é:

Al s + 3HCl aq  AlCl3 aq + 32H2 g

 

Considere que o hidrogênio seja um gás ideal, que a massa molar do alumínio seja 27 g/mol e que 1 L = 10-3 m3. Adote para a constante universal dos gases o valor R = 8 J/(mol·K). Supondo que todo o gás hidrogênio produzido nessa reação seja armazenado a uma temperatura constante de 27 ºC em um recipiente rígido de volume 10 L, a quantidade de hidrogênio produzida nessas condições ficaria submetida a uma pressão de



a)

6 × 104 N/m2.

b)

8 × 104 N/m2.

c)

5 × 104 N/m2.

d)

9 × 104 N/m2.

e)

4 × 104 N/m2.

Resolução

Pela equação balanceada da reação descrita no enunciado, podemos calcular o número de mols de gás hidrogênio produzido a partir de 6,75 g de alumínio:

1 mol Al ---- 32 mol H2       27 g  ---- 1,5 mol    6,75 g  ---- n       n=6,75·1,527 (mols de H2)       n = 0,375 mol H2

Esta quantidade de gás hidrogênio ocupa um volume

V=10 L=101000 m3=10-2 m3

sob a temperatura:

T=27ºC=27+273 K=300 K.

Aplicando a equação de estado dos gases ideais e utilizando a constante dos gases ideais dada no enunciado R=8 J/mol·K, temos

P·V=n·R·T

      P·10-2 m3=0,375 mol·8 Jmol·K·300 K      P=0,375·8·30010-2 Jm3      P=9·104 Nm2.

Vale ressaltar que J/m3=N/m2, uma vez que J=N·m.

Questão 79 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Lâmina de Faces Paralelas Refração da Luz

A figura representa um feixe formado por dois raios de luz monocromática, um azul e um vermelho, que se propagam juntos pelo ar em uma direção definida pela reta r e incidem, no ponto P, sobre uma lâmina de faces paralelas constituída de vidro homogêneo e transparente.

Após atravessarem a lâmina, os dois raios de luz emergem separados e voltam a se propagar pelo ar. Sendo nAnV os índices de refração absolutos do vidro para as cores azul e vermelha, respectivamente, e sabendo que nA > nV, a figura que melhor representa a propagação desses raios pelo ar após emergirem da lâmina de vidro é:



a)

b)

c)

d)

e)

Resolução

Os raios luminosos representados na figura sofrem duas refrações sucessivas: uma ao passar do ar para o vidro e outra ao passar do vidro para o ar. A imagem abaixo ilustra a trajetória de um raio luminoso ao passar por uma lâmina de faces paralelas:

A relação entre os ângulos de incidência e de refração é dada pela Lei de Snell-Descartes:

n1·sen i = n2·sen r

onde n1 e n2 são os índices de refração dos meios de origem e de destino da luz respectivamente.

Como em uma lâmina de faces paralelas os ângulos r1 e r2 são iguais (alternos internos) e os pares de índices de refração são os mesmos nas duas refrações, podemos afirmar que os ângulos i1 e i2 também são iguais (o que também pode ser visto como uma consequência do princípio da reversibilidade da propagação da luz). Consequentemente, o raio emergente deve ser paralelo ao raio incidente (o que elimina as alternativas B, D e E).

Aplicando a Lei de Snell-Descartes à primeira refração sofrida pelos raios luminosos, temos

nar·sen i1=nvidro·sen r1 

sen r1= sen i1·narnvidro

Logo, temos que, para o raio monocromático vermelho,

sen rV= sen i1·narnV

e para o raio monocromático azul,

sen rA= sen i1·narnA

Dado que nA é maior que nV, concluímos que sen(rA)<sen(rV) e, consequentemente, rA<rV. Essa situação é ilustrada na imagem abaixo:

Finalmente, conclui-se que a alternativa correta é a alternativa C.

Questão 80 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Continentalidade e maritimidade (Climatologia)

Dentre os vários fatores que afetam o clima de determinada região estão a maritimidade e a continentalidade. Esses fatores estão associados à distância dessa região aos mares e oceanos. Do ponto de vista da física, os efeitos da maritimidade e da continentalidade estão relacionados ao alto calor específico da água quando comparado com o do solo terrestre. Dessa forma, esses fatores afetam a amplitude térmica e a umidade da atmosfera de certo território.

(www.estudopratico.com.br. Adaptado.)

As propriedades físicas da água e os fatores climáticos citados fazem com que



a)

áreas banhadas por oceanos enfrentem invernos mais moderados, enquanto que, em áreas distantes de oceanos, essa estação é mais bem percebida.

b)

ocorra uma maior amplitude térmica diária em regiões litorâneas do que a verificada em regiões desérticas, devido ao efeito da maritimidade.

c)

áreas sob maior influência da continentalidade tendam a apresentar mais umidade, caso não haja interferência de outros fatores climáticos.

d)

poucas nuvens se formem em áreas costeiras porque a água absorve e perde calor rapidamente, o que explica o baixo índice pluviométrico dessas regiões.

e)

regiões sob grande efeito da continentalidade tendam a apresentar altos índices pluviométricos, devido à grande quantidade de vapor de água na atmosfera.

Resolução

a) Correta. A maritimidade e a continentalidade são fatores climáticos que influenciam a amplitude térmica (diferença entre as temperaturas máxima e mínima) de um local, devido a maior presença ou ausência da água. Em locais mais próximos ao oceano e, portanto, mais úmidos, a amplitude térmica é menor, pois a água absorve e acumula grande quantidade de energia de maneira lenta, equilibrando as médias de temperatura; já em ambientes mais secos (no interior do continente), observa-se maior amplitude térmica, associada a momentos mais quentes do ano (verão) e a momentos mais frios (invernos), nos quais a variação de temperatura é muito intensa devido à ausência de grandes corpos d'água capazes de regular a temperatura atmosférica.

b) Incorreta. As regiões desérticas possuem as maiores amplitudes térmicas da superfície da Terra, a exemplo o deserto do Saara, localizado no norte da África, em que a amplitude diária pode variar em torno de -10º a 50º Celsius.

c) Incorreta. As áreas que sofrem continentalidade normalmente estão distantes de oceanos e da influência de massas de ar úmidas, logo, são mais secas e possuem maior amplitude térmica.

d) Incorreta. A água absorve e perde calor lentamente, pois sua capacidade de absorção de energia (calor específico) é relativamente elevada, fato que colabora para acúmulo e formação de nuvens de chuva na porção atmosférica situada sobre ou próxima a oceanos.

e) Incorreta. A continentalidade incide sobre ambientes relativamente mais secos, algo que não colabora para acúmulo de vapor d'água na atmosfera e, consequentemente, dificulta a ocorrência de índices pluviométricos elevados.