Questõesde CESMAC 2018 sobre Química

O gás natural é uma substância composta associada ao petróleo. É composto, em maior proporção, pelos hidrocarbonetos metano, etano e propano, sendo encontrado também nitrogênio e dióxido de carbono como contaminantes. Qual é a natureza da mistura presente no gás natural e a classificação dos hidrocarbonetos citados?

O NOMEX é um polímero resistente às chamas e considerada a fibra mais utilizada na confecção de roupas para bombeiros e pilotos. Esse polímero foi patenteado na década de 1960, e é obtido através de reação de condensação entre os monômeros 1,3- diaminobenzeno e cloreto do ácido isoftálico. Um fragmento do NOMEX está descrito abaixo.

Qual(is) tipo(s) de hibridização os átomos de carbono apresenta(m) na estrutura do polímero NOMEX?

O sistema tampão de bicarbonato é um mecanismo homeostático ácido-base, que envolve o equilíbrio entre ácido carbônico(H2CO3), íon bicarbonato(HCO3-) e dióxido de carbono(CO2), para manter o pH no sangue e no duodeno, entre outros tecidos. Acerca da estrutura do H2CO3, quais tipos de ligações químicas o átomo de carbono realiza?

A glutationa é um tripeptídio linear, constituído por três aminoácidos: ácido glutâmico, cisteína e glicina, sendo o grupo (S-H) o centro ativo responsável pelas suas propriedades bioquímicas. A glutationa está presente na maioria das células, em concentrações compreendidas entre 1 e 8 mmol.L-1, estando presente em maior quantidade no fígado. Sua estrutura está ilustrada abaixo:

Os grupos funcionais orgânicos presentes na glutationa são:

Ao se casar, um químico decidiu utilizar a galvanoplastia para reaproveitar sua aliança de prata, fazendo o depósito de uma camada de ouro sob a prata. Para isso, o químico possui apenas 17,5 g de brometo de ouro (III). Para a produção de 200 mL de solução de brometo de ouro (III), utilizando toda a massa que possui, qual será a concentração da solução obtida?

Dados: Massas molares em g.mol−1 : Au = 197; Br = 80.

Uma das funções da Lei Seca no Brasil é coibir o consumo de bebidas alcoólicas ao dirigir. Um dos primeiros bafômetros criados (dispositivo utilizado para a medição do teor alcoólico ingerido pelo motorista) foi baseado na reação do etanol com o dicromato de potássio em meio ácido, de acordo com a reação química que está descrita a seguir.

Após a reação redox, ocorre uma mudança de coloração promovida pelos compostos de cromo (Cr), levando à formação do etanal. Com base na equação química acima, qual é o número de oxidação do cromo (Cr) nos compostos K2Cr2O7 e Cr2(SO4)3, respectivamente?

Os ácidos 2-aminobenzóico (1), 3-aminobenzóico (2) e 4-aminobenzóico (3), apesar de possuíem a mesma fórmula molecular, têm características muito diferentes. Os ácidos (1) e (2) são considerados nocivos à saúde, enquanto o ácido (3) é produzido no nosso organismo, considerado um antioxidante e precursor do ácido fólico. As estruturas desses ácidos estão representadas abaixo.

As moléculas dos ácidos (1), (2) e (3) são classificadas como:

Pentóxido de dinitrogênio, N2O5, também conhecido por anidrido nítrico, é um sólido branco altamente reativo e, ao se misturar com água, produz ácido nítrico.

A decomposição do pentóxido de dinitrogênio em solvente orgânico é dada por:

2 N2O5 → 4 NO2 + O2(g) (1)

Nesta reação, o gás oxigênio escapa da solução. Isso significa que a reação reversa é desprezível. O estudo cinético da reação (1) é mostrado no gráfico da velocidade de reação (v) em função da [N2O5].

A partir desse gráfico, é correto afirmar que a lei de velocidade para essa reação é:

Devido à alta dureza e ao elevado valor agregado do carbono diamante (Cdiam), a conversão do carbono grafite (Cgraf) em carbono diamante é algo viável em termos comerciais, a partir da aplicação de alta temperatura e pressão. Desta forma, o cálculo da entalpia de reação para essa transformação pode ser realizado a partir das reações de formação do gás carbônico a partir do Cgraf e do Cdiam, expressas abaixo:

Cgraf + O2(g) → CO2(g) = -393,3 kJ

Cdiam + O2(g) → CO2(g) = -395,2 kJ

Cgraf → Cdiam = ?

A partir dos valores de entalpia de formação do CO2, qual é a entalpia de reação para a transformação do carbono grafite em carbono diamante?

O carbono é encontrado na natureza em diferentes arranjos e estruturas. O carbono diamante (Cdiam), possui alto valor agregado e é formado sob alta pressão, possuindo estrutura onde o carbono realiza quatro ligações simples. Já o carbono grafite (Cgraf) possui valor agregado muito baixo, comparado ao seu alótropo diamante e realiza ligações duplas conjugadas. As representações das estruturas dos átomos de carbono nos diferentes alótropos, diamante e grafite, estão representadas abaixo.

A partir das estruturas citadas e do enunciado da questão, podemos afirmar que a hibridização dos átomos de carbono presentes no diamante e no grafite são, respectivamente:

Na medicina veterinária, o cloreto de amônio (NH4Cl) é utilizado como acidulante da urina com o objetivo de evitar infecções. Para a produção do NH4Cl, é empregada a reação do ácido clorídrico (HCl) com amônia (NH3), representada abaixo:

HCl(aq) + NH3(aq) → NH4Cl(s)           = ???

A partir dos valores das entalpias de formação do HCl (= -46 kJ.mol-1), NH3 (= -92 kJ.mol-1) e NH4Cl (= -314 kJ.mol-1), determine a variação de entalpia () da reação acima e se o processo é endotérmico ou exotérmico.

Para estudar o produto de solubilidade, uma solução saturada de cloreto de sódio sem corpo de fundo foi preparada e algumas afirmações foram feitas.

1) Ao adicionar mais íons Na+ em solução, ocorrerá a precipitação do NaCl.

2) Com a adição de água na solução, a mesma manterá sua saturação.

3) O aumento na concentração de íons Na+ provoca um aumento no kps do NaCl.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):

O vanádio, na forma de pó metálico, pode causar mal-estar, entre outros sintomas. Além disso, a exposição prolongada ao vanádio pode deixar a língua da pessoa contaminada com a cor azul. Com relação ao vanádio, na sua forma elementar, sua distribuição eletrônica nos orbitais atômicos pode ser expressa como:

Dados: vanádio Z = 23.

Após a realização de exercícios físicos de forma intensa, pode ocorrer o acúmulo de lactato em grande quantidade, provocando dor e desconforto muscular. A nicotinamida adenina dinucleotídio (NADH – coenzima envolvida na transferência de energia) é responsável pela redução do piruvato (produto final da degradação da glicose) levando à formação de lactato. Os potenciais-padrão de redução das semirreações envolvidas no processo de oxirredução entre NADH e piruvato estão representados abaixo.

Com base nos potenciais-padrão de redução apresentados, qual é a variação do potencial padrão  da reação de oxirredução que promove a formação do lactato?

O monóxido de nitrogênio (NO) é um dos subprodutos da queima de combustíveis fósseis. Quando liberado na atmosfera, pode reagir com a água presente nas nuvens produzindo o ácido nítrico e, consequentemente, chuva ácida. Na reação de síntese de NO descrita abaixo, supondo que o sistema esteja em equilíbrio, e as pressões dos gases sejam iguais a: PN2 = 0,1 atm, PO2 = 0,2 atm e PNO = 1,0 atm. Qual é o valor da constante de equilíbrio (Kp)?

N2(g) + O2(g) 2 NO(g)

O fluido estomacal é constituído de ácido clorídrico (HCl) e enzimas, em um pH ~ 2. Uma das alternativas para aliviar o mal-estar gerado pelo excesso de acidez estomacal é a utilização de antiácidos. Um dos antiácidos mais utilizados é o bicarbonato de potássio (NaHCO3). A reação química está descrita abaixo:

HCl(aq) + NaHCO3(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)↑

Considerando o volume de 1,0 L de fluido estomacal constituído somente por solução de HCl em pH 2, qual a massa aproximada de NaHCO3 necessária para aumentar o pH para 3?

Dados: Massas molares em g.mol−1 : H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Cl = 35.

Em 1911, Ernest Rutherford incidiu partículas radioativas em uma lâmina metálica, observando que a maioria das partículas atravessava a lâmina, algumas desviavam e poucas refletiam. De acordo com o experimento realizado, que importante afirmação Rutherford propôs acerca da estrutura dos átomos?

Para se tornar potável, a água passa por um conjunto de tratamentos físicos e químicos. Sobre esses tratamentos, foram realizadas algumas afirmações:

1) Logo após a entrada da água não-tratada nas estações de tratamento, é feita a adição de sulfato de alumínio, para que ocorra a adsorção de partículas sólidas menores presentes na água, num processo chamado de floculação.

2) Para remover as substâncias insolúveis na água, é realizado um procedimento de filtração, em que a água passa por filtros formados por carvão, areia e pedras de diferentes tamanhos.

3) Ao final do processo de tratamento, produtos químicos solúveis, como o hipoclorito de sódio, são adicionados à água tratada para remover e impedir a proliferação de micro-organismos causadores de doenças. Essa água potável final é um exemplo de mistura homogênea.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):

Para abrir anéis de sacarídeos que contenham dióis vicinais (hidroxilas em carbonos vizinhos), é utilizado o sal inorgânico periodato de potássio. Qual é a fórmula do periodato de potássio?