Unicamp 2021 - 1ª fase - 1º dia

Questão 41 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Química no Cotidiano

O Brasil ardeu em chamas em 2020. Muitas soluções foram propostas, incluindo o uso do “boi bombeiro”, porém nem todas eliminam de fato um dos três componentes que mantêm o fogo: calor, combustível e comburente. A figura a seguir representa três ações de bombeiros para extinguir o fogo.

Nas alternativas a seguir, o componente ausente no triângulo representa o componente eliminado pela ação dos bombeiros para a extinção do fogo. Assinale a alternativa que apresenta a correlação adequada entre as ações A, B e C e o componente eliminado do triângulo do fogo em cada ação, respectivamente.

a)
b)
c)
d)

Resolução

A imagem "A" ilustra os bombeiros removendo mecanicamente a palha, composta por matéria orgânica, ou seja, o combustível da reação de combustão.

Na imagem "B", nota-se o bombeiro lançando um pano úmido contra panela em chamas. Essa estratégia tem como principal objetivo abafar o sistema em combustão de modo a inibir a entrada de $O_{2}$ , gás comburente de uma reação de combustão.

Já na imagem "C", os bombeiros utilizam uma mangueira para lançar água contra o sistema em combustão com o objetivo de conter as chamas inibindo a propagação do calor.

Questão 42 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Título (porcentagem) em massa e em volume

É comum encontrarmos, nos supermercados, produtos semelhantes em suas finalidades, porém em quantidades, concentrações de ingredientes e preços bem variados. Imagine três produtos com propriedades desinfetantes, com o mesmo princípio ativo. Os produtos têm as seguintes características:

Produto A: 0,45% (massa/massa) do princípio ativo, conteúdo de 1 L, valor R$ 11,90;

Produto B: 0,17% (massa/massa) do princípio ativo, conteúdo de 0,5 L, valor R$ 2,49;

Produto C: 0,33% (massa/massa) do princípio ativo, conteúdo de 2 L, valor R$ 5,19.

Os produtos que oferecem a melhor relação custo/benefício seriam, em ordem crescente,

a)	A, B, C.
b)	C, A, B.
c)	C, B, A.
d)	B, C, A.

Resolução

A concentração do princípio ativo nos produtos está em pequena quantidade, logo podemos aproximar a densidade da mistura para 1 g/mL ou 1000 g/L (igual a densidade da água) . Desse modo, os produtos estão sendo comercializados nas seguintes quantidades em massa:

Produto A	Produto B	Produto C
$d_{A} = \frac{m_{A}}{V_{A}} m_{A} = d_{A} \cdot V_{A} m_{A} = 1000 g / m L \cdot 1 L m_{A} = 1000 g$	$d_{B} = \frac{m_{B}}{V_{B}} m_{B} = d_{B} \cdot V_{B} m_{B} = 1000 g / m L \cdot 0, 5 L m_{B} = 500 g$	$d_{C} = \frac{m_{C}}{V_{C}} m_{C} = d_{C} \cdot V_{C} m_{C} = 1000 g / m L \cdot 2 L m_{C} = 2000 g$

A concentração do princípio ativo é dada em porcentagem massa/massa, isso indica que a massa de soluto (principio ativo) presente no produto equivale à porcentagem da massa total do produto que foi informada. Sendo assim, a massa do princípio ativo contida em cada produto será:

Produto A	Produto B	Produto C
$m_{s o l u t o (A)} = 0, 45 % \cdot m_{A} m_{s o l u t o (A)} = 0, 45 % \cdot 1000 g m_{s o l u t o (A)} = 0, 0045 \cdot 1000 g m_{s o l u t o (A)} = 4, 5 g$	$m_{s o l u t o (B)} = 0, 17 % \cdot m_{B} m_{s o l u t o (B)} = 0, 17 % \cdot 500 g m_{s o l u t o (B)} = 0, 0017 \cdot 500 g m_{s o l u t o (B)} = 0, 85 g$	$m_{s o l u t o (C)} = 0, 33 % \cdot m_{C} m_{s o l u t o (C)} = 0, 33 % \cdot 2000 g m_{s o l u t o (C)} = 0, 0033 \cdot 2000 g m_{s o l u t o (C)} = 6, 6 g$

O melhor custo benefício será do produto que oferecer a mesma quantidade do princípio ativo pelo menor preço. Utilizando os valores dados dos produtos podemos tomar como parâmetro, por exemplo, o valor do produto por grama de princípio ativo:

Produto A: R$ 11,90 para 4,5 g do princípio ativo ⇒ R$ 2,64 / g do princípio ativo

Produto B: R$ 2,49 para 0,85 g do princípio ativo ⇒ R$ 2,92 / g do princípio ativo

Produto C: R$ 5,19 para 6,6 g do princípio ativo ⇒ R$ 0,79 / g do princípio ativo

Portanto, a relação custo/benefício, em ordem crescente, desses produtos é C, A e B.

Questão 43 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

pH e pOH Hidrólise Salina Sais

A calagem é uma prática de manejo do solo que consiste na utilização de calcário para proporcionar às plantas um ambiente de crescimento radicular adequado. Isso diminui a atividade de elementos potencialmente tóxicos em elevadas concentrações (Al e Mn) e favorece a disponibilidade de elementos essenciais (N, P e K) no solo. O gráfico a seguir apresenta o grau de disponibilidade de diversos elementos de acordo com o pH do solo.

Considerando essas informações e os conhecimentos de química, é correto afirmar que a calagem atua em solos

a)	ácidos, aumentando o seu pH; a curva D corresponderia a um elemento essencial.
b)	básicos, diminuindo o seu pH; a curva A corresponderia a um elemento tóxico.
c)	básicos, diminuindo o seu pH; a curva C corresponderia a um elemento tóxico.
d)	ácidos, aumentando o seu pH; a curva B corresponderia a um elemento essencial.

Resolução

A calagem consiste na adição de calcário, cujo principal componente é o carbonato de cálcio ( $C a C O_{3}$ ), ao solo. Esse sal possui caráter básico devido à hidrólise do íon carbonato em contato com a água:

$C O_{3}^{- 2} + H_{2} O ⇌ H C O_{3}^{-} + O H^{-}$

Assim, a calagem é usada em solos ácidos com a finalidade de aumentar o pH.

Conforme o enunciado, a calagem diminui a atividade de elementos tóxicos (Al e Mn) e aumenta a disponibilidade de de elementos essenciais. Observando o gráfico fornecido, podemos fazer a seguinte relação:

Curvas C e D: o aumento do pH diminui a disponibilidade, o que corresponde aos elementos potencialmente tóxicos.
Curvas A e B: o aumento do pH aumenta a disponibilidade, o que corresponde aos elementos essenciais.

Questão 44 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Efeitos Coligativos

Em 2020, o Brasil foi impactado com a notícia de que muitas pessoas haviam se contaminado ao ingerir cerveja. Como se apurou mais tarde, a bebida havia sido contaminada por dietilenoglicol. O fabricante argumentou que havia comprado monoetilenoglicol, e que o dietilenoglicol chegou ao produto por contaminação ou por engano. A respeito desse episódio, pode-se afirmar que, se o dietilenoglicol, que estava dissolvido em água, fosse utilizado no sistema de

a)	resfriamento na linha de produção de cerveja, esse material poderia ser substituído por etanol, mas não por sal de cozinha.
b)	aquecimento na linha de produção de cerveja, esse material poderia ser substituído por etanol.
c)	resfriamento na linha de produção de cerveja, esse material poderia ser substituído por sal de cozinha.
d)	aquecimento na linha de produção de cerveja, esse material poderia ser substituído por etanol, mas não por sal de cozinha.

Resolução

O dietilenoglicol é uma substância não volátil adicionada à agua com a finalidade de diminuir a temperatura de congelamento (ou de fusão) da solução formada (efeito crioscópico), podendo ser utilizada no processo de resfriamento na linha de produção de cervejas. O dietilienoglicol poderia ser substituído por sal de cozinha ( $N a C l$ ), que também é um soluto não volátil, levando ao mesmo efeito por aumentar o número de partículas no sistema e as interações soluto-solvente, e assim abaixar a temperatura de congelamento da mistura em relação ao solvente puro.

O etanol não teria o mesmo efeito do dietilenoglicol por ser uma substância volátil.

a) Incorreta. O dietilenoglicol é utilizado no resfriamento, mas não poderia ser substituído pelo etanol para ter o mesmo efeito.

b) Incorreta. O dietilenoglicol é utilizado no resfriamento do processo de produção de cerveja.

c) Correta. O dietilenoglicol é utilizado no resfriamento e poderia ser substituído pelo sal de cozinha para ter o mesmo efeito.

d) Incorreta. O dietilenoglicol é utilizado no resfriamento do processo de produção de cerveja.

Obs: Para uma mesma quantidade de matéria (mol) do aditivo, o efeito seria mais acentuado com sal do que com o dietilenoglicol já que o $N a C l$ dissocia em solução aquosa.

Questão 45 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Química Descritiva

A figura a seguir mostra uma das formas de se contabilizar as tendências no uso de fertilizantes por hectare e por tonelada de grão em uma fazenda no Brasil em determinado período. A partir desse tipo de informação pode-se saber, por exemplo, como a prática agrícola de um sistema de cultivo está influenciando o uso de nutrientes e a produtividade do solo para o cultivo.

Considerando o caso representado pela figura, pode-se concluir que o sistema de cultivo adotado está influenciando

a)	positivamente o uso dos fertilizantes, aumentando a produtividade de grãos por hectare.
b)	negativamente o uso dos fertilizantes, diminuindo a produtividade de grãos por hectare.
c)	positivamente o uso dos fertilizantes, diminuindo a produtividade de grãos por hectare.
d)	negativamente o uso dos fertilizantes, aumentando a produtividade de grãos por hectare.

Resolução

Avaliando a curva azul ao longo do tempo, percebe-se que ocorreu um aumento da massa de fertilizante NPK aplicada por hectare.
Na curva vermelha nota-se uma diminuição da razão massa do fertilizante por tonelada de grãos, ou seja, para uma mesma massa de fertilizante há um aumento da produção de grãos ao longo do tempo para que essa razão diminua.
Assim, aumentando a massa de NPK por hectare, tem-se, ao longo dos anos um aumento do número de grãos, logo, um aumento na razão $\frac{m a s s a d e g r ã o s (t)}{á r e a (h a)}$ que descreve a produtividade, indicando que o cultivo adotado influencia positivamente o uso de fertilizantes.

Questão 46 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Estequiometria

A remoção de sulfeto de hidrogênio presente em amostras de biogás é essencial, já que ele é altamente corrosivo para tubulações metálicas. A queima desse $H_{2} S$ também é muito prejudicial ao meio ambiente, pois leva à formação de dióxido de enxofre. Um estudo de 2014 sugere que a remoção do $H_{2} S$ pode ser realizada pelo uso de esponjas de óxido de ferro, que reage com esse gás, mas pode ser regenerado. Segundo o estudo, no dispositivo utilizado, 1,00 kg de óxido de ferro foi capaz de remover entre 0,200 e 0,716 kg de sulfeto de hidrogênio. Considere que apenas a reação abaixo equacionada esteja ocorrendo nessa remoção.

$F e_{2} O_{3} (s) + 3 H_{2} S (g) \to F e_{2} S_{3} (s) + 3 H_{2} O (l)$

A partir desses dados, pode-se afirmar que, na condição de remoção máxima de sulfeto de hidrogênio relatada no estudo,

Referência após as alternativas: Massas molares (g mol-1): Fe = 56, H = 1, O = 16 e S = 32.

a)	restaram cerca de 33% de óxido de ferro para reagir, tomando por base a estequiometria da equação química fornecida.
b)	restaram cerca de 67% de óxido de ferro para reagir, tomando por base a estequiometria da equação química fornecida.
c)	foi removida uma quantidade maior de $H_{2} S$ que a prevista pela estequiometria da equação química fornecida.
d)	as quantidades reagiram na proporção estequiométrica da equação química fornecida.

Resolução

A partir da equação balanceada fornecida: $F e_{2} O_{3} (s) + 3 H_{2} S (g) \to F e_{2} S_{3} (s) + 3 H_{2} O (l)$ , temos a proporção em mols entre o óxido de ferro e o sufeto de hidrogênio.

Para a remoção máxima de sulfeto de hidrogênio ( $H_{2} S$ - massa molar 34 g/mol), ou seja 0,716 kg (ou 716 g), podemos calcular a massa de óxido de ferro ( $F e_{2} O_{3}$ - massa molar 160 g/mol) necessária:

$1 m o l F e_{2} O_{3} - - - - 3 m o l s H_{2} S 160 g - - - - 3.34 g x - - - - 716 g x ≅ 1123 g o u 1, 123 k g F e_{2} O_{3}$

Para a remoção máxima de $H_{2} S$ seria necessária uma massa de $F e_{2} O_{3}$ maior do que 1 kg. Assim, pode-se concluir que a quantidade de $H_{2} S$ removida descrita no texto é maior do que a calculada pela estequiometria da reação.

Obs: Também podemos calcular a massa de $H_{2} S$ que reage com 1 kg de $F e_{2} O_{3}$ usando a proporção a partir da equação balanceada:

$1 m o l F e_{2} O_{3} - - - - 3 m o l s H_{2} S 160 g - - - - 3.34 g 1000 g - - - - y y = 673, 5 g o u 0, 6735 k g H_{2} S$

Assim, a massa de $H_{2} S$ que reage é menor que a fornecida do enunciado (0,716 kg).

Questão 47 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Transformações de Gases

“Hospital Municipal de Juruti (PA) recebe mais de 70 cilindros de oxigênio para tratar pacientes com Covid-19” (site G1, 01/06/2020). A oxigenoterapia é indicada para todos os pacientes graves, inicialmente variando de 5 a 10 $L$ de $O_{2} / \min$ . Para uma vazão constante e máxima na faixa considerada, o cilindro de cada paciente deverá, necessariamente, ser trocado após aproximadamente

Referência após as alternativas: Dados: volume interno do cilindro $= 50 L$ ; volume aproximado do gás a 1 atm de pressão em cada cilindro $= 10 m^{3}$ ; pressão inicial no cilindro $= ~ 200 atm$ .

a)	17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 1 atm.
b)	33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 0 atm.
c)	33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 0 atm.
d)	17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 1 atm.

Resolução

Inicialmente a pressão interna do cilíndro é maior que a pressão atmosférica, portanto, ao abrir a válvula de escape o gás oxigênio sairá do cilíndro para o ambiente, sofrendo expansão numa transformação isotérmica. Quando a pressão interna do cilíndro se igualar a atmosférica (1 atm) não teremos mais a efusão (saída) do gás e restará dentro do cilíndro o volume de 50 L (mesmo volume do recipiente) de gás oxigênio.

Considerando o volume total de gás a 1 atm (10 m³ = 10.000 L) e descontando o volume restante de gás dentro do cilíndro (50 L), temos 9950 L de $O_{2}$ que serão utilizados por cilíndro. Sendo a vazão de 10 L/min, temos:

$10 L — 1 \min 9950 L — t t = 995 \min ≅ 17 h .$

Portanto, o cilíndro deverá ser trocado após aproximadamente 17h de uso, restando em seu interior 50 L de gás oxigênio a uma pressão de 1 atm.

Questão 48 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Química Descritiva

Um estudo científico desenvolveu um novo concreto ecológico capaz de alcançar uma emissão de $C O_{2}$ a um nível abaixo de zero. Esse material é composto de uma mistura especial à base de um silicato duplo de cálcio, em vez de cimento. Além de sua produção apresentar baixa emissão de $C O_{2}$ , o endurecimento do concreto ocorre pela absorção de $C O_{2}$ . Esse processo de endurecimento, apesar de lento quando realizado na atmosfera, pode ser acelerado ao se capturar o gás numa usina térmica de energia, por exemplo. Também observou-se que a absorção de $N O_{x}$ e $S O_{x}$ pode diminuir a absorção de $C O_{2}$ .

(Adaptado de I. Yoshioka e outros. Energy Procedia 37, 2013, 6018-6025.)

De acordo com o estudo, comparando-se o balanço final de $C O_{2}$ entre o concreto comum e o novo concreto ecológico, após o processo de cura haveria uma diferença no $C O_{2}$ de cerca de

a)	452 kg por metro cúbico de concreto. Testes com $N O_{x}$ e $S O_{x}$ foram realizados, pois esses gases podem compor o gás utilizado na produção do cimento.
b)	452 kg por metro cúbico de concreto. Testes com $N O_{x}$ e $S O_{x}$ foram realizados, pois esses gases podem compor o gás utilizado no processo de endurecimento.
c)	257 kg por metro cúbico de concreto. Testes com $N O_{x}$ e $S O_{x}$ foram realizados, pois esses gases podem compor o gás utilizado no processo de endurecimento.
d)	257 kg por metro cúbico de concreto. Testes com $N O_{x}$ e $S O_{x}$ foram realizados, pois esses gases podem compor o gás utilizado na produção do cimento.

Resolução

Pelo gráfico, temos:

Concreto convencional: emite $439 k g C O_{2} / m^{2}$
Novo concreto ecológico: emite $182 k g C O_{2} / m^{2}$ mas absorve $195 k g C O_{2} / m^{2}$ , ou seja, no processo global há um saldo de absorção de $13 k g C O_{2} / m^{2}$ (ou $- 13 k g C O_{2} / m^{2}$ ).

Assim, a diferença entre os dos tipos de concreto é de $439 - (- 13) = 452 k g C O_{2} / m^{2}$ .

Pelo enunciado, o endurecimento do novo concreto ocorre por absorção de $C O_{2}$ . Como $N O_{x}$ e $S O_{x}$ podem diminuir a absorção de $C O_{2}$ , logo eles podem alterar o endurecimento do concreto.

Questão 49 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Padrões de Herança

A doença de Huntington, que é progressiva e degenerativa do sistema nervoso central, compromete significativamente a capacidade motora e cognitiva. O heredograma a seguir representa o padrão de herança entre os indivíduos, sendo os indivíduos doentes representados em preto, e os indivíduos não doentes, em branco. Homens são representados pelos quadrados e mulheres, pelos círculos.

Considerando as informações apresentadas, é correto afirmar que a doença de Huntington

a)	é herdada de forma autossômica dominante.
b)	é herdada de forma autossômica recessiva.
c)	apresenta herança ligada ao cromossomo X.
d)	apresenta herança ligada ao cromossomo Y.

Resolução

Para se chegar na resposta da questão é necessário determinar o padrão de herança. O heredograma apresentado fornece pistas importantes sobre o padrão. É importante analisarmos se o mecanismo de herança afeta homens e mulheres em proporções diferentes. Devemos, portanto, inicialmente determinar se há uma predominância maior da doença em homens ou mulheres. A ocorrência da anomalia exclusivamente em homens poderia nos indicar uma herança restrita ao sexo, por exemplo. Já a ocorrência em ambos os sexos, mas com maior incidência em homens poderia nos indicar uma herança recessiva ligada ao sexo.

a) Correta. O padrão de herança, de acordo com o heredograma, é compatível a uma herança autossômica dominante. A ocorrência da doença é verificada em ambos os sexos, sem predominância em nenhum deles, além disso, não verificamos no diagrama nenhuma relação de hereditariedade que aponte para uma herança ligada ao sexo, seja dominante ou recessiva – confira o raciocínio na alternativa c. Com essas considerações há evidências que direcionam para uma herança autossômica, sem influência do sexo. Podemos seguramente descartar uma herança autossômica recessiva, uma vez que no terceiro casal os dois são afetados pela doença, no entanto, apresentam filhos com fenótipo normal. Esse fato nos leva a concluir que os dois só poderiam ser heterozigotos e os filhos normais homozigotos recessivos. Conforme a figura abaixo.

Em uma herança autossômica dominante a anomalia é condicionada por um alelo dominante, que é o caso da doença em questão, todos os indivíduos com o alelo dominante são afetados pela doença.

b) Incorreta. Em uma herança autossômica recessiva o alelo responsável pela doença é recessivo e só se manifesta quando está em dose dupla, como nos indivíduos de genótipo aa, por exemplo. De acordo com o exposto na alternativa a, os indivíduos do casal de afetados não poderiam ser ambos aa, pois se fossem, todos os seus filhos também seriam aa e, consequentemente, afetados pela doença.

c) Incorreta. Na herança ligada ao cromossomo X, ou herança ligada ao sexo, o alelo responsável pela doença localiza-se em uma região heteróloga do cromossomo X, ou seja, em uma região sem homologia com o cromossomo Y. Como tanto os homens (XY) como as mulheres (XX) possuem o cromossomo X, os indivíduos dos dois sexos poderiam apresentar a doença. Se o padrão fosse de herança ligada ao sexo recessiva, esperaríamos uma incidência maior em homens e o terceiro casal, por exemplo, não poderia ter filhos sem a doença, uma vez que eles seriam X^dY e X^dX^d, todos os filhos seriam X^dY, afetados, e as filhas seriam X^dX^d, igualmente afetadas. Também é incompatível com herança ligada ao sexo dominante, pois neste padrão de herança, quando o pai é afetado e a mãe normal, todas as filhas são afetadas e os filhos normais, algo não verificado no primeiro casal.

d) Incorreta. Na herança ligada ao Y, ou restrita o sexo, o alelo responsável pela doença está localizado na região heteróloga do cromossomo Y, ou seja, em uma região sem homologia com o cromossomo X. Dessa forma, somente indivíduos com o cromossomo Y poderiam manifestar a doença. Considerando que somente homens possuem o cromossomo Y, somente homens poderiam manifestar doenças com esse padrão de herança. Concluímos, dessa forma, que o heredograma apresentado não corresponde ao padrão de herança restrita ao sexo, uma vez que algumas mulheres do heredograma também são afetadas pela doença.

Questão 50 Visualizar questão Compartilhe essa resolução

Botânica Angiospermas

A dupla fecundação é um processo característico em angiospermas, resultando na formação do zigoto e do núcleo triploide. As sementes com cotilédones, embrião, endosperma e casca são formadas e protegidas no interior dos frutos. Considerando a origem e a ploidia das estruturas citadas, assinale a alternativa correta.

a)	O núcleo triploide (3n) é formado pela junção dos núcleos polares com o núcleo espermático.
b)	O zigoto (2n) é formado a partir dos núcleos polares e da oosfera, oriundos dos sacos embrionário e polínico.
c)	Os carpelos originam o ovário, que se transforma nos cotilédones (2n) e na casca da semente.
d)	O endosperma (3n) origina-se do núcleo triploide, formando posteriormente os cotilédones da semente.

Resolução

As angiospermas são as únicas plantas que apresentam flores e frutos. Suas sementes apresentam endosperma secundário, que é triploide e por isso mais nutritivo. A constituição deste endosperma se dá pela fecundação dos dois núcleos polares femininos por um dos dois núcleos espermáticos contidos no interior do tudo polínico.

a) Correta. O endosperma secundário é formado a partir da multiplicação de uma célula 3n. Tal célula foi produzida pela fusão do núcleo espermático do tubo polínico com os dois núcleos polares do óvulo, contido no interior do ovário da flor.

b) Incorreta. O zigoto é formado pela fecundação da oosfera, localizada no interior do ovário, por um dos núcleos espermáticos, localizado no tubo polínico.

c) Incorreta. Os carpelos (estruturas que podem ser únicas em muitas flores), também conhecidos como pistilos, são compostos por ovário, estilete e estigma, e correspondem à parte reprodutiva feminina. O ovário é parte da estrutura, e não produzida por ela. Os cotilédones são estruturas embrionárias responsáveis pela absorção dos nutrientes do endosperma. Por fim, a casca da semente deriva da parede externa do ovário.

d) Incorreta. O endosperma se origina de dois núcleos haploides, os núcleos polares, ao serem fecundados pelo núcleo espermático, também haploide.