Questõesde UNICAMP sobre Transformações Químicas e Energia

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UNICAMP 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

No Brasil, cerca de 12 milhões de pessoas sofrem de diabetes mellitus, uma doença causada pela incapacidade do corpo em produzir insulina ou em utilizá-la adequadamente. No teste eletrônico para determinar a concentração da glicose sanguínea, a glicose é transformada em ácido glucônico e o hexacianoferrato(III) é transformado em hexacianoferrato(II), conforme mostra o esquema a seguir.
Em relação ao teste eletrônico, é correto afirmar que

a glicose sofre uma reação de redução e o hexacianoferrato(III) sofre uma reação de oxidação.

a glicose sofre uma reação de oxidação e o hexacianoferrato(III) sofre uma reação de redução.

ambos, glicose e hexacianoferrato(III), sofrem reações de oxidação.

ambos, glicose e hexacianoferrato(III), sofrem reações de redução.

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UNICAMP 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

Em 12 de maio de 2017 o Metrô de São Paulo trocou 240 metros de trilhos de uma de suas linhas, numa operação feita de madrugada, em apenas três horas. Na solda entre o trilho novo e o usado empregou-se uma reação química denominada térmita, que permite a obtenção de uma temperatura local de cerca de 2.000 °C. A reação utilizada foi entre um óxido de ferro e o alumínio metálico. De acordo com essas informações, uma possível equação termoquímica do processo utilizado seria

Fe₂O₃ + 2AI —> 2Fe + AI₂O₃ ; ΔH = + 852 kJ-mol⁻¹

FeO₃ + AI —> Fe + AIO₃ ; ΔH = - 852 kJ-mol⁻¹

FeO₃ + AI —> Fe + AIO₃ ; ΔH = + 852 kJ-mol⁻¹

Fe₂O₃ + 2AI —> 2Fe + AI₂O₃ ; ΔH = - 852 kJ-mol⁻¹

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UNICAMP 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

O livro O Pequeno Príncipe, de Antoine de Saint-Exupéry, uma das obras literárias mais traduzidas no mundo, traz ilustrações inspiradas na experiência do autor como aviador no norte da África. Uma delas, a figura (a), parece representar um chapéu ou um elefante engolido por uma jiboia, dependendo de quem a interpreta.

Para um químico, no entanto, essa figura pode se assemelhar a um diagrama de entalpia, em função da coordenada da reação (figura b). Se a comparação for válida, a variação de entalpia dessa reação seria

praticamente nula, com a formação de dois produtos.

altamente exotérmica, com a formação de dois produtos.

altamente exotérmica, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto.

praticamente nula, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto.

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UNICAMP 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

A galvanoplastia consiste em revestir um metal por outro a fim de protegê-lo contra a corrosão ou melhorar sua aparência. O estanho, por exemplo, é utilizado como revestimento do aço empregado em embalagens de alimentos. Na galvanoplastia, a espessura da camada pode ser controlada com a corrente elétrica e o tempo empregados. A figura abaixo é uma representação esquemática desse processo.

Considerando a aplicação de uma corrente constante com intensidade igual a 9,65 x 10-³ A, a massa depositada de estanho após 1 min 40 s será de aproximadamente
Dados: 1 mol de elétrons corresponde a uma carga de 96.500 C; Sn: 119 g∙mol-¹.

0,6 mg e ocorre, no processo, a transformação de energia química em energia elétrica.

0,6 mg e ocorre, no processo, a transformação de energia elétrica em energia química.

1,2 mg e ocorre, no processo, a transformação de energia elétrica em energia química.

1,2 mg e ocorre, no processo, a transformação de energia química em energia elétrica.

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UNICAMP 2016 - Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia

Um filme de ficção muito recente destaca o isótopo 32He, muito abundante na Lua, como uma solução para a produção de energia limpa na Terra. Uma das transformações que esse elemento pode sofrer, e que justificaria seu uso como combustível, está esquematicamente representada na reação abaixo, em que o 32He aparece como reagente.

De acordo com esse esquema, pode-se concluir que essa transformação, que liberaria muita energia, é uma

fissão nuclear, e, no esquema, as esferas mais escuras representam os nêutrons e as mais claras os prótons.

fusão nuclear, e, no esquema, as esferas mais escuras representam os nêutrons e as mais claras os prótons.

fusão nuclear, e, no esquema, as esferas mais escuras representam os prótons e as mais claras os nêutrons.

fissão nuclear, e, no esquema, as esferas mais escuras são os prótons e as mais claras os nêutrons.

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UNICAMP 2016 - Química - Substâncias e suas propriedades, Transformações Químicas: elementos químicos, tabela periódica e reações químicas, Transformações Químicas e Energia, Transformações Químicas, Interações Atômicas: Geometria Molecular, Polaridade da ligação e da Molécula, Forças Intermoleculares e Número de Oxidação., Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

“Ferro Velho Coisa Nova” e “Compro Ouro Velho” são expressões associadas ao comércio de dois materiais que podem ser reaproveitados. Em vista das propriedades químicas dos dois materiais mencionados nas expressões, pode-se afirmar corretamente que

nos dois casos as expressões são apropriadas, já que ambos os materiais se oxidam com o tempo, o que permite distinguir o “novo” do “velho”.

nos dois casos as expressões são inapropriadas, já que ambos os materiais se reduzem com o tempo, o que não permite distinguir o “novo” do “velho”.

a primeira expressão é apropriada, pois o ferro se reduz com o tempo, enquanto a segunda expressão não é apropriada, pois o ouro é um material inerte.

a primeira expressão é apropriada, pois o ferro se oxida com o tempo, enquanto a segunda expressão não é apropriada, pois o ouro é um material inerte.

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UNICAMP 2016 - Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia

Era o dia 6 de agosto de 1945. O avião B-29, Enola Gay, comandado pelo coronel Paul Tibbets, sobrevoou Hiroshima a 9.448 metros de altitude e, quando os ponteiros do relógio indicaram 8h16, bombardeou-a com uma bomba de fissão nuclear de urânio, com 3 m de comprimento e 71,1 centímetros de diâmetro e 4,4 toneladas de peso. A bomba foi detonada a 576 metros do solo. Um colossal cogumelo de fumaça envolveu a região. Corpos carbonizados jaziam por toda parte. Atônitos, sobreviventes vagavam pelos escombros à procura de comida, água e abrigo. Seus corpos estavam dilacerados, queimados, mutilados. Cerca de 40 minutos após a explosão, caiu uma chuva radioativa. Muitos se banharam e beberam dessa água. Seus destinos foram selados.
(Adaptado de Sidnei J. Munhoz, “O pior dos fins”. Revista de História da Biblioteca Nacional, maio 2015. Disponível em http://www.revistadehistoria.com.br/secao/capa/o-pior-dos-fins. Acessado em 23/08/2016.)
A explosão da bomba mencionada no texto

ocorre a partir da desintegração espontânea do núcleo de urânio enriquecido em núcleos mais leves, liberando uma enorme quantidade de energia. Esse bombardeio significou o início da corrida armamentista entre EUA e União Soviética.

ocorre devido à desintegração do núcleo de urânio em núcleos mais leves, a partir do bombardeamento com nêutrons, liberando uma enorme quantidade de energia. Esse ataque é considerado um símbolo do final da II Guerra Mundial.

ocorre a partir da combinação de núcleos de urânio enriquecido com nêutrons, formando núcleos mais pesados e liberando uma enorme quantidade de energia. Esse bombardeio foi uma resposta aos ataques do Japão a Pearl Harbor.

ocorre devido à desintegração do núcleo de urânio em núcleos mais leves, a partir do bombardeamento com nêutrons, liberando uma enorme quantidade de energia. Esse ataque causou perplexidade por ser desferido contra um país que havia permanecido neutro na II Guerra Mundial.

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UNICAMP 2014 - Química - Soluções: características, tipos de concentração, diluição, mistura, titulação e soluções coloidais., Substâncias e suas propriedades, Transformações Químicas e Energia, Estudo da matéria: substâncias, misturas, processos de separação., Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess., Soluções e Substâncias Inorgânicas

Hot pack e cold pack são dispositivos que permitem, respectivamente, aquecer ou resfriar objetos rapidamente e nas mais diversas situações. Esses dispositivos geralmente contêm substâncias que sofrem algum processo quando eles são acionados. Dois processos bastante utilizados nesses dispositivos e suas respectivas energias estão esquematizados nas equações 1 e 2 apresentadas a seguir.

NH₄NO₃(s)+H₂O( l ) →NH₄⁺(aq)+NO₃^-(aq) ΔΗ = 26 kJ mol^-1 1
CaCl₂(s)+H₂O( l ) →Ca²⁺ (aq)+2Cl^-(aq) ΔΗ = - 82 kJ mol^-1 2

De acordo com a notação química, pode-se afirmar que as equações 1 e 2 representam processos de

dissolução, sendo a equação 1 para um hot pack e a equação 2 para um cold pack.

dissolução, sendo a equação 1 para um cold pack e a equação 2 para um hot pack.

diluição, sendo a equação 1 para um cold pack e a equação 2 para um hot pack.

diluição, sendo a equação 1 para um hot pack e a equação 2 para um cold pack.

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UNICAMP 2014 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Uma proposta para obter energia limpa é a utilização de dispositivos eletroquímicos que não gerem produtos poluentes, e que utilizem materiais disponíveis em grande quantidade ou renováveis. O esquema abaixo mostra, parcialmente, um dispositivo que pode ser utilizado com essa finalidade.

Nesse esquema, os círculos podem representar átomos, moléculas ou íons. De acordo com essas informações e o conhecimento de eletroquímica, pode-se afirmar que nesse dispositivo a corrente elétrica flui de

A para B e o círculo ● representa o íon O^2-.

B para A e o círculo ● representa o íon O²⁺.

B para A e o círculo ● representa o íon O^2-.

A para B e o círculo ● representa o íon O²⁺.

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UNICAMP 2013 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

O uso industrial do cloreto de sódio se dá principalmente no processo de obtenção de alguns importantes produtos de sua eletrólise em meio aquoso. Simplificadamente, esse processo é feito pela passagem de uma corrente elétrica em uma solução aquosa desse sal. Pode-se afirmar que, a partir desse processo, seriam obtidos:

O uso mais popular do cloreto de sódio é na cozinha, onde é utilizado para acrescentar sabor a uma infinidade de alimentos e também como conservante e material de limpeza. É na indústria química, no entanto, que ele é mais consumido. São inúmeros os processos que fazem uso de produtos do processamento desse sal.

gás hidrogênio, gás oxigênio e ácido clorídrico.

gás hidrogênio, gás cloro e ácido clorídrico.

gás hidrogênio, gás cloro e hidróxido de sódio em solução.

gás hidrogênio, gás oxigênio e hidróxido de sódio em solução.

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UNICAMP 2011 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Desenvolveu-se, recentemente, uma bateria com uma grande capacidade de carga e número de ciclos, além de rapidez de recarga. Simplificadamente, no funcionamento dessa bateria ocorre uma deposição de lítio metálico num eletrodo de estanho e carbono (Sn/C), enquanto num eletrodo de carbono e sulfeto de lítio (Li₂S/C) liberam-se o íon lítio e o enxofre elementar. Considerando essas informações, pode-se afirmar que no funcionamento da bateria ocorre

uma reação de redução no eletrodo de Sn/C e uma reação de oxidação no eletrodo Li₂S/C, e essas reações não se invertem no seu processo de recarga.

uma reação de oxidação no eletrodo de Sn/C e uma reação de redução no eletrodo Li₂S/C, e essas reações se invertem no seu processo de recarga.

uma reação de oxidação no eletrodo de Sn/C e uma reação de redução no eletrodo Li₂S/C, e essas reações não se invertem no seu processo de recarga.

uma reação de redução no eletrodo de Sn/C e uma reação de oxidação no eletrodo Li₂S/C, e essas reações se invertem no seu processo de recarga.

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UNICAMP 2011 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

No funcionamento de um motor, a energia envolvida na combustão do n-octano promove a expansão dos gases e também o aquecimento do motor. Assim, conclui-se que a soma das energias envolvidas na formação de todas as ligações químicas é

maior que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser endotérmico.

menor que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser exotérmico.

maior que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser exotérmico.

menor que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser endotérmico.

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UNICAMP 2011 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média i_m = 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q = 0 ,8 Ah . O tempo gasto para carregar a bateria é de

240 minutos.

90 minutos.

15 minutos.

4 minutos.