Questõesde CEDERJ sobre Química

A função orgânica dos ésteres é conhecida por sua aplicação como aditivos em alimentos que conferem fragrâncias e sabores artificiais. A tabela abaixo indica alguns ésteres e suas respectivas fragrâncias ou sabores associados.

Éster Fragrância ou sabor

Acetato de isoamila Banana

Acetato de propila Pera

2-metilbutanoato de etila Maçã verde

2-metilpropanoato de propila Rum

Hexanoato de alila Abacaxi

Acetato de isobutila Framboesa

Em um laboratório de química orgânica, foram feitas transformações com dois destes ésteres:

I) O éster relativo à fragrância de abacaxi foi hidrolisado em meio ácido. O álcool formado sofreu uma hidrogenação catalítica, gerando o composto A.

II) O éster relativo à fragrância de framboesa também foi hidrolisado em meio ácido. O álcool formado foi oxidado na presença de KMnO4/H2SO4, gerando o composto B.

A alternativa que mostra a fragrância do éster formado pela reação entre os compostos AeBem meio ácido é:

O vinagre é um insumo presente na maioria das cozinhas de casas e restaurantes, cujo principal constituinte é o ácido acético (pKa = 5). Sua produção é feita pela fermentação alcoólica de um carboidrato, que pode vir, por exemplo, da maçã ou do arroz, por leveduras, gerando etanol como principal produto. Em seguida, é feita a fermentação acética do etanol por acetobactérias, convertendo-o a ácido acético.

Considere que uma colher de sopa de vinagre com um teor de ácido acético de 3,0 % (m/v) foi misturada com 4 colheres de sopa de água para ser usada em limpeza. O valor de pH do vinagre após a diluição é de:

"O gosto e cheiro ruins na água do Rio de Janeiro do início do ano não foram causados pela geosmina, segundo análises de pesquisadores da UFRJ (Universidade Federal do RJ). Um laudo do estudo revelou que a substância encontrada na água tem estrutura parecida, mas não é a geosmina.

Por meio de nota, a Cedae informou que tanto a geosmina quanto o 2-Metil-lsoborneol (MIB) são compostos orgânicos produzidos pela cianobactéria Planktotrix. As duas causam alterações no gosto e odor da água, mas nenhuma delas causa danos à saúde.”

(Fonte: https://www.tratamentodeagua.com.br/geosmina-anali-

ses-ufrj/, acessado em 29 de outubro de 2020)

Uma similaridade estrutural entre a geosmina e o MIB é que ambos:

Um grupo de pesquisadoras testava o efeito inibitório de extratos de um produto natural sobre a atividade de certa enzima envolvida em uma doença. A equipe preparou cinco extratos com mesmas quantidades do produto e condições de extração, alterando apenas o solvente: 

Extrato 1 - Hexano; Extrato 2 - Etanoato de etila; Extrato 3 - Água; Extrato 4 - Solução aquosa de HCl 5 %; Extrato 5 - Solução aquosa de NaOH 5 %.

Em seguida, foi feito o ensaio de inibição enzimática a 0,1 mg/mL de cada extrato, sendo obtido o gráfico abaixo: 

Após novos estudos, as pesquisadoras notaram que o Extrato 2 continha todas as moléculas detectadas nos outros extratos com possível atividade inibitória. Suas estruturas são dadas a seguir: 

Sabendo dessas informações, a alternativa que indica o provável composto responsável pelo efeito inibitório na enzima é:

A queima completa de combustíveis que contém carbono em sua composição gera dióxido de carbono, um dos principais gases responsáveis pelo fenômeno do aquecimento global. O uso de etanol como combustível em veículos automotivos é uma iniciativa que reduz a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera.

Considere a combustão completa de etanol suficiente para gerar um calor de 1.10⁵ kJ.

         Substância química        Entalpia padrão de formação (kJ.mol-1) a 25° C

                  Etanol (l)                                                -300

                    H2O (l)                                                 -240

                    CO2 (g)                                                -390

Com base na entalpia de formação aproximada dos compostos dados na tabela, a massa de gás carbônico, em kg, liberada nessa queima é de, aproximadamente:

O sulfato de bário é utilizado como contraste para radiografias. Porém, sabe-se que os íons Ba2+ são tóxicos, tendo uma dose letal de 0,5 g para um adulto com cerca de 70 quilogramas. Como o sal citado tem baixíssima solubilidade em água (Kps = 1.10-10), a forma tóxica Ba2+ jamais atinge a dose letal. Ainda assim, adiciona-se sulfato de potássio ao contraste, reduzindo ainda mais a solubilidade.

Considere um frasco de contraste contendo 100 mL de suspensão de sulfato de bário na presença de sulfato de potássio 0,01 mol.L-1. A massa de bário presente na forma de íons Ba2+ na suspensão está na ordem de:

Analise a tabela de potenciais padrão de redução a seguir:

Semirreação Eu (V)

Al3+ (aq) + 3 e- ⇌ A I (s) -1,66

Zn2+ (aq) + 2 e- ⇌ Zn (s) -0,76

Fe2+ (aq) + 2 e- ⇌ Fe (s) -0,44

Cu2+ (aq) + 2 e- ⇌ Cu (s) +0,34

Ag+ (aq) + e- ⇌ A g (s) +0,80

Com base na tabela, a afirmativa correta em relação ao processo de corrosão de metais é:

As estações de tratamento de água são como verdadeiras fábricas de produção de água potável. Uma das primeiras etapas no processo de tratamento da água é a clarificação, cujo objetivo é a remoção de sólidos suspensos. Neste processo, adiciona-se sulfato de alumínio na água, que funciona como um eletrólito que reduz a força de repulsão entre as partículas em suspensão, fazendo com que elas se agreguem em partículas maiores. Após isso, a água passa por tanques que promovem a sedimentação das partículas, separando-as da água. Partículas em suspensão residuais são posteriormente removidas ao passarem por tanques preenchidos com uma mistura de cascalho, areia e carvão.

A alternativa que mostra corretamente três processos de separação de misturas realizados na etapa de clarificação da água nas estações tratamento é:

Em uma célula eletrolítica contendo solução de CoSO4 , dois eletrodos inertes foram imersos. Sabe-se que as semi reações são:

Co+2 + 2e- → Co(s)   Eº = - 0.28 V

4e- + O2 (g) + 4 H⁺ → 2H2O   Eº = 1.23V

Após a passagem, pela célula, de uma corrente de 5.0 A durante 1.5 h, as massas de cobalto metálico e de gás oxigênio produzidas são, respectivamente:

Em um balão volumétrico de 1 L, foi preparada uma solução aquosa, adicionando-se uma massa correspondente a 0.06 mol de dihidrogenofosfato de potássio (KH2 PO4 ) sólido a 300 mL de uma solução aquosa de hidróxido de potássio (KOH) 0.1 mol.L-1 e completando-se o volume do balão com água destilada. Adicionando-se a 100 mL dessa solução 1 mL de solução aquosa de KOH 0.1 mol.L-1 obtem-se uma segunda solução.

Sabe-se pKa = - logKa = 7.20, em que Ka é a constante de dissociação do H2 PO4 - em água a 25 ºC.

O pH da primeira solução e a relação do pH da segunda solução com o pH da primeira são, respectivamente:

Algumas amostras, que apresentam teores da espécie SO4 = que variam de 20.0 a 48.0%, foram analisadas pelo método BaSO4 (que consiste na precipitação como BaSO4 ). Para produzir um precipitado de BaSO4 de massa 3.0g, a menor quantidade de amostra a ser utilizada e a correspondente quantidade máxima de BaSO4 a ser precipitada são, respectivamente:

Uma mistura entre Na2CO3 + NaHCO3 e materiais inertes foi analisada da seguinte maneira:

(i) Uma amostra de massa 0.3 g foi dissolvida em água e titulada com solução padrão de HCl 0.1 M.

(ii) Até que o ponto final da titulação fosse marcado pela fenolftaleína, foram consumidos 9.0 mL do volume do titulante (HCl).

(iii) O indicador metilorange foi adicionado. Com as duas titulações, até o ponto final marcado pela mudança de cor do indicador metilorange, foram consumidos 30 mL do volume do titulante.

Respectivamente, os percentuais de carbonato e de bicarbonato na amostra original são de: