Analise as reações.
Reação 1 – Obtenção de água sanitária
Reação 2 – Reação de carga de uma bateria chumbo/ácido
Reação 3 – Combustão de magnésio metálico
Reação 4 – Obtenção de cal
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. |
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:
Reação 2:
Reação 3:
Reação 4:
Reações com reagentes atuando simultaneamente com oxidante e redutor:
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. |
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:
Assim,
Determinando a pressão parcial do metano no Biometano:
Determinando a pressão parcial do metano no Biogás:
Fazendo a subtração:
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. |
O biometano é constituído, em volume, por 95% de metano () e 5% de dióxido de carbono (). Para a purificação, com a finalidade de aumentar o teor do hidrocarboneto () 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:
A equação acima mostra a formação do sal carbonato de cálcio () e água (). Como o dióxido de carbono () 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.
Uma amostra de água natural a 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 , , é igual a , a concentração de íons (aq) nessa água mineral, em mol/L, está entre
a) |
|
b) |
|
c) |
|
d) |
|
e) |
|
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 , podemos primeiro encontrar o valor de pOH, por:
Determinando a concentração de :
Determinando a concentração de é:
Portanto, a concentração de íons está entre e
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. |
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.
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. |
Segundo o gráfico dado no enunciado, a velocidade dos veículos se iguala no instante . O deslocamento de ambos desde o início do movimento até este instante pode ser determinada pela área sob os gráficos de . Trabalhando nas unidades do SI, temos para o veículo (I):
Para o veículo (II):
Como o início do movimento de ambos mostrado pelo gráfico em ocorre na mesma posição da rodovia, no instante em que suas velocidades se igualaram, a distância entre os veículos é dada por:
Logo, o veículo (II) percorre 650 metros a mais do que o veiculo (I).
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 , a força aplicada pelo homem sobre a escada e a tração aplicada pelas cordas, . 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 é
a) |
375 N. |
b) |
280 N. |
c) |
430 N. |
d) |
525 N. |
e) |
640 N. |
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
onde 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:
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.
Um professor de química fez uma demonstração em que produziu hidrogênio gasoso pela reação, a quente, de ácido clorídrico com 6,75 g de alumínio sólido sob forma de folhas amassadas.
A equação que representa essa reação é:
Considere que o hidrogênio seja um gás ideal, que a massa molar do alumínio seja e que . Adote para a constante universal dos gases o valor . Supondo que todo o gás hidrogênio produzido nessa reação seja armazenado a uma temperatura constante de em um recipiente rígido de volume , a quantidade de hidrogênio produzida nessas condições ficaria submetida a uma pressão de
a) |
|
b) |
|
c) |
|
d) |
|
e) |
|
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:
Esta quantidade de gás hidrogênio ocupa um volume
sob a temperatura:
Aplicando a equação de estado dos gases ideais e utilizando a constante dos gases ideais dada no enunciado , temos
Vale ressaltar que , uma vez que .
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 e os índices de refração absolutos do vidro para as cores azul e vermelha, respectivamente, e sabendo que > , a figura que melhor representa a propagação desses raios pelo ar após emergirem da lâmina de vidro é:
a) |
|
b) |
|
c) |
|
d) |
|
e) |
|
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:
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
Logo, temos que, para o raio monocromático vermelho,
e para o raio monocromático azul,
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.
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. |
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.