Questõesde CESMAC 2019 sobre Química

O radioiodo I-131 é um isótopo radioativo usado no tratamento da glândula tireoide. Ele decai de maneira que, depois de t dias, uma unidade do isótopo fica reduzida a 0,9174t . Em quantos dias uma unidade de radioiodo fica reduzida a 0,1 unidade? Dados: use as aproximações ln 0,1 ≈ -2,322 e ln 0,9174 ≈ – 0,086.

O composto cis-9-tricoseno, cuja fórmula estrutural está ilustrada abaixo, é conhecido como feromônio sexual da mosca doméstica (Musca domestica).

Acerca da estrutura do cis-9-tricoseno, sua cadeia carbônica pode ser classificada como:

O clorofluorcarbono (CFC) foi um gás utilizado como propelente de aerossóis e líquidos refrigerantes em geladeiras. Entretanto, devido a sua reação com o ozônio (O3), sua comercialização foi proibida, sendo substituído pelo hidroclorofluorcarbono que não agride a camada de ozônio. Na análise da composição do CFC, foi detectado 58,7% de cloro (Cl) e 9,9% de carbono (C). Qual a fórmula mínima do CFC?

Dados: Massas atômicas em g.mol-1 : C = 12; F = 19; Cl = 35.

O termômetro de mercúrio (Hg) foi um importante instrumento de medida da febre. Devido ao incorreto descarte dos resíduos de mercúrio, após a quebra dos termômetros, sua comercialização foi proibida no Brasil, em 2017.

Considerando que um termômetro possua cerca de 4,0 g de mercúrio, qual o número de átomos presentes no instrumento?

Dados: Massa atômica do Hg = 200 g.mol-1 ; número de Avogadro = 6,0 x 1023

O cromato de chumbo (PbCrO4) representa um importante pigmento de coloração amarela, sendo pouco solúvel em água. Para a sua obtenção, é realizada a reação do acetato de chumbo (PbAc2, Ac = acetato) com o cromato de sódio (Na2CrO4), como representado abaixo:

Na2CrO4(aq) + PbAc2(aq) → 2 NaAc(aq) + PbCrO4(s)

A reação de obtenção do PbCrO4 é classificada como:

Os implantes dentários são suportes metálicos posicionados cirurgicamente no osso maxilar, abaixo da gengiva, para posicionar corretamente as raízes dentárias. Por se tratar de um material leve, resistente e que apresenta mínima rejeição, o titânio (Ti) foi adotado como o principal material para a realização dos implantes dentários. Considerando que o número atômico do Ti é 22, como se apresenta sua distribuição eletrônica?

O corpo humano absorve os medicamentos de forma mais fácil caso estejam na forma iônica. O pH do estômago varia entre 1,5 e 3,0, e o pH dos intestinos varia entre 6,5 e 8,0. A anfetamina é um medicamento estimulante do sistema nervoso central, enquanto o ibuprofeno atua contra dor, febre e inflamação. As equações que representam ambas as espécies, em equilíbrio com a água, estão ilustradas abaixo.

Com base nestas informações, indique qual fármaco será absorvido de forma mais eficiente pelo estômago e qual a fórmula molecular de sua estrutura não-iônica.

Existem elementos químicos considerados essenciais, em cuja ausência não seria possível haver vida. Esses elementos estão envolvidos em importantes processos biológicos, como nos processos osmóticos, na construção de biomoléculas e nas funções estruturais dos organismos. Dentre eles, estão o flúor (F), sódio (Na) e Magnésio (Mg). Nos sistemas biológicos, estes elementos se apresentam em sua forma iônica, como F - , Na+ e Mg2+. Em ordem crescente, como se classifica o raio iônico dos íons F- , Na+ e Mg2+?

Dados: Números atômicos: F = 9; Na = 11; Mg = 12.

O enxofre (S) está presente nos combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão mineral. Após o processo de combustão, o enxofre é convertido no dióxido de enxofre (SO2). Através da poluição da atmosfera com SO2 ocorre a chuva ácida, onde o SO2 é convertido a ácido sulfúrico (H2SO4). A formação do H2SO4 passa pela reação de formação do trióxido de enxofre (SO3), ilustrado abaixo:

2 SO2(g) + O2(g) ⇌2 SO3(g)

Sabendo que, reagindo 12 mols de SO2 e 12 mols de O2 foram produzidos 8 mols do SO3 em um recipiente de 1,0 L, qual a constante de equilíbrio da reação (Kc)?

O vanádio é considerado um elemento importante para a bioquímica de muitos seres vivos. Certos animais marinhos, como a Ascidia nigra, do subfilo Tunicata, acumulam vanádio em seu sangue devido à presença do pigmento Tunicromo-B1. A concentração de vanádio nas Tunicatas chega a ser 107 vezes maior que na água do mar. A estrutura do Tunicromo-B1 está representada abaixo. 

Acerca da estrutura do Tunicromo-B1, são realizadas algumas afirmações:

1) Em sua estrutura, são encontrados dois carbonos sp³.

2) A fórmula molecular do Tunicromo-B1 é C26H26O11N3.

3) São encontradas duas aminas secundárias e uma amina primária.

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

Adornos, como colares e brincos, fazem parte da cultura humana por questões estéticas, de religião ou sociais. Atualmente, as bijuterias são os adornos mais vendidos, constituídos de zinco, cobre e em alguns casos níquel, que provoca alergia em aproximadamente 10% dos usuários. Uma alternativa é o recobrimento destes materiais com metais nobres, como prata, ouro e ródio, para aumentar seu brilho, valor agregado e evitar alergia. Durante o processo de recobrimento de uma bijuteria, sabe-se que a cada coulomb de carga aplicada, 1 mg de prata é depositada sobre um colar. Qual será a massa de prata depositada após aplicação de 5,0 A, durante um período de 1 hora?

Os cientistas John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino foram os vencedores do prêmio Nobel de 2019, devido ao desenvolvimento das baterias de íons lítio, que revolucionaram o armazenamento de energia, para utilização em uma ampla gama de dispositivos. As meias-reações mais relevantes para a bateria de íons lítio de LiCoO2 (eletrólito = propileno carbonato, PC) e seus potenciais padrão de redução estão apresentados abaixo.

C6(s) + Li+ (PC) + e- → LiC6(s)

E° = 0,855 V

CoO2(s) + Li+ (PC) + e- → LiCoO2(s)

E° = - 2,745 V

Baseado nos dados acima, qual a equação global e o potencial da pilha?

O etanol (CH3COOH) ou álcool etílico, pode ser obtido através do processamento e fermentação de diferentes fontes, como cana-de-açúcar, milho, beterraba e batata. A indústria sucroalcooleira brasileira utiliza a cana como principal matéria prima para o etanol. A equação da entalpia termoquímica de formação do etanol está representada abaixo.

2 C(graf) + 3 H2(g) + 1/2 O2(g) → C2H6O(l)

ΔHf = ?

Energeticamente, a entalpia padrão de formação do etanol pode ser determinada através de 3 diferentes equações de combustão. As equações estão representadas abaixo:

C(graf) + O2(g) → CO2(g)

ΔHf = -394 kJ mol-1

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)

ΔHf = -286 kJ mol-1

C2H6O(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l)

ΔHf = -1368 kJ mol-1

Baseado nos dados acima, qual o ΔHf do etanol, em kJ.mol-1?

No Brasil, líder mundial na reciclagem de latas de alumínio, cerca de 98% das latas produzidas são recicladas, devido ao alto valor agregado do alumínio e à economia energética ocasionada pela reciclagem. O alumínio é obtido através da eletrólise da bauxita (Al2O3.xH2O), misturado à criolita fundida (Na3AlF6). A reação química simplificada da extração do alumínio está representada abaixo.

Al2O3(s) + 3 C(s) → 2 Al(l) + 3 CO(g)

O processo de extração demanda um custo energético de aproximadamente 600 kJ para a obtenção de 54 g de alumínio, enquanto para a mesma massa através da reciclagem são utilizados 50 kJ de energia. Quanto é economizado de energia, para cada 108 kg do alumínio reciclado em relação ao material extraído da bauxita, em 106 kJ?

Dados: Massas atômica em g·mol-1 : Al = 27.

Os gases da atmosfera terrestre, como o oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e o dióxido de carbono (CO2), também são encontrados dissolvidos na água dos mares e rios. O O2 é o mais importante em águas naturais, devido à sua aplicação como agente oxidante de resíduos de matéria orgânica, presente em ambientes marinhos, e na respiração dos peixes. A equação química que representa a dissolução do oxigênio na água está representada abaixo.

O2(g) ⇌ O2(aq)

A dissolução do O2 em ambientes marinhos é dependente de pressão e temperatura. Acerca disso, foram realizadas algumas observações, comparandose a concentração de O2 em dois lagos diferentes:

1) A dissolução do O2, considerando que ambos os lagos estão sob a mesma pressão atmosférica, é maior para o lago de maior temperatura.

2) Ao medir a concentração de O2 em ambos os lagos, o lago sob maior altitude apresenta maior concentração quando apresentam a mesma temperatura.

3) Comparando os dois lagos, em mesma pressão atmosférica, um lago em clima temperado apresenta maior concentração de O2 que um lago em clima tropical.

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

As temperaturas alcançadas no planeta Terra permitem a ocorrência da água em seus três estados físicos principais: sólido, líquido e gasoso. O diagrama de fases da água está descrito abaixo:

Acerca do diagrama de fases da água, sabendo que ao nível do mar a pressão atmosférica é 1 atm, é incorreto afirmar:

A queima de combustíveis fósseis gera uma grande concentração de poluentes, em grande parte na forma de gases. Esses poluentes são constituídos de óxidos de nitrogênio (NOx), óxidos de enxofre (SOx), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos. Através do uso de catalisadores, presentes nos escapamentos dos carros, ocorre uma redução na emissão desses poluentes, mediante a conversão do monóxido de carbono em dióxido de carbono (CO2), dos óxidos de nitrogênio em N2 e dos óxidos de enxofre em sulfeto de hidrogênio (H2S).

Figura adaptada de Duward Shriver et al., Inorganic Chemistry, 6 ed., 2014.

Sobre o processo de catálise ilustrado acima, é correto afirmar o que segue

Xenobióticos são compostos químicos encontrados em um sistema biológico, porém não produzidos por ele. Medicamentos, como os antibióticos, são considerados compostos xenobióticos, sendo metabolizados no fígado através de enzimas. Um exemplo de metabólito xenobiótico humano é o terc-butanol, que pode ser sinteticamente obtido através de diferentes formas. Uma forma de obtenção do terc-butanol está representada através da reação abaixo:

(CH3)3CBr(aq) + OH- (aq) → (CH3)3COH(aq) + Br- (aq)

Experimentos foram realizados para o estudo da cinética reacional, à temperatura constante de 60°C.

Baseado nos experimentos descritos acima, qual a lei de velocidade para a formação do terc-butanol?

As drogas Femproporex e Pervitin foram utilizadas como estimulantes, de forma irregular, durante décadas por profissionais do transporte de cargas. Estas drogas, chamadas comumente de rebites, são administradas para prolongar o tempo em que os motoristas permanecem acordados e diminuir o intervalo entre as entregas. Para diminuir o uso destes produtos, que causam alta dependência e diversos problemas de saúde, foi ampliada a fiscalização e instituída a lei 13.103/2015, que adiciona o exame toxicológico para a renovação da carteira nacional de habilitação destes profissionais. Acerca do Femproporex e Pervitin, foram realizadas algumas afirmações:

1) As massas moleculares do Femproporex e do Pervitin são, respectivamente, 187 e 148 g·mol-1 .

2) Para obter um kilograma de cada produto, é necessário aproximadamente 5,3 mols do Femproporex e 6,7 mols do Pervitin.

3) Aproximadamente, 50% da dose ingerida do Pervitin é eliminada intacta na urina nas primeiras 24 horas. Como o usuário consumiu quatro comprimidos, com 7,45 mg de pervitin cada, em 1,0 L de urina foi determinada uma concentração de 1,0 x 10-4 mol.L-1 (0,1 mmol.L-1 ) de Pervitin (primeiras 24 horas).

Dados: Massas atômicas em g.mol-1 : H = 1; C = 12; N = 14.

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