Questões de Ciências da Natureza do ENEM

      Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, e da Universidade da Columbia Britânica, no Canadá, descobriram que nanofios de nióbio podem ser usados para desenvolver supercapacitores muito eficientes. A tecnologia inovadora poderia ser a solução para as minúsculas baterias utilizadas em dispositivos vestíveis, como aparelhos que monitoram a saúde e o desempenho de atividades físicas, uma vez que os nanofios ocupam pouco espaço, ao mesmo tempo em que liberam correntes elétricas de alta potência. Outros armazenadores de energia, como baterias e células de combustível, não se mostram muito eficientes quando reduzidas a microespaços. Além dos chamados “wearable gadgets" (acessórios que podem ser incorporados ao corpo ou “vestidos"), os supercapacitores à base de nióbio poderiam ser úteis para microrrobôs autônomos e drones, que também demandam alta potência. Por enquanto, o material está sendo produzido apenas em laboratório. O próximo passo, já em andamento, é desenvolver uma versão mais prática e mais fácil de ser produzida. 

Disponível em:<http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/2015/07mit-1.shtml> . Acesso em: 20 ago. 15. (Adaptado.) 

Em relação ao nióbio, analise as proposições a seguir, quanto à sua veracidade (V) ou falsidade (F). 

( ) O elemento químico nióbio é um metal de transição interna do quarto período da Tabela Periódica.

( ) Átomos de nióbio, no estado fundamental, apresentam 5 elétrons na camada de valência.

( ) O elétron de maior energia de um átomo de nióbio, no estado fundamental, encontra-se no subnível 4s.

( ) A liga ferro-nióbio é um exemplo de solução sólida, onde os átomos de ferro e de nióbio estão unidos entre si por meio de ligações metálicas.

Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente os parênteses, de cima para baixo. 

Um laboratório de análises químicas foi contratado por uma empresa de mineração para determinar o teor de carbonato de chumbo (II) presente em uma amostra de um mineral. O químico responsável pela análise tratou, inicialmente, a amostra com uma solução aquosa de ácido nítrico, em um béquer, com o objetivo de transformar o PbCO3 presente no mineral em nitrato de chumbo (II) – Equação 1. Em seguida, ele adicionou ao béquer uma solução de ácido sulfúrico em quantidade suficiente para garantir que todo o Pb(NO3)2 fosse convertido em sulfato de chumbo (II) – Equação 2. Por fim, o PbSO4 obtido foi isolado do meio reacional por filtração, seco até massa constante, e pesado.

PbCO3(s) + 2 HNO3(aq) ® Pb(NO3)2(aq) + H2O (ℓ) + CO2(g) (Equação 1) 

Pb(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) ® PbSO4(s) + 2 HNO3(aq)           (Equação 2)

Supondo que uma amostra de 0,79 g do mineral tenha produzido 0,84 g de PbSO4, pode-se concluir que a porcentagem em massa de PbCO3 na amostra é, em valores arredondados, de 

Um técnico de eletrônica precisa urgentemente instalar uma resistência de 20 &Omega; em um circuito para finalizar um concerto, mas só dispõe na oficina de resistores de 8 &Omega;. A combinação de resistores que garanta o funcionamento desse dispositivo será a seguinte:

Centenas de milhares de toneladas de magnésio metálico são produzidas anualmente, em grande parte para a fabricação de ligas leves. De fato, a maior parte do alumínio utilizado hoje em dia contém 5% em massa de magnésio para melhorar suas propriedades mecânicas e torná-lo mais resistente à corrosão. É interessante observar que os minerais que contêm magnésio não são as principais fontes desse elemento. A maior parte do magnésio é obtida a partir da água do mar, na qual os íons Mg2+ estão presentes em uma concentração de 0,05 mol/L. Para obter o magnésio metálico, os íons Mg2+ da água do mar são inicialmente precipitados sob a forma de hidróxido de magnésio, com uma solução de hidróxido de cálcio. O hidróxido de magnésio é removido desse meio por filtração, sendo finalmente tratado com excesso de uma solução de ácido clorídrico. Após a evaporação do solvente, o sal anidro obtido é fundido e submetido ao processo de eletrólise ígnea. Considerando as informações do texto acima, assinale a alternativa correta.

     O 1,2-dicloroetano ocupa posição de destaque na indústria química americana. Trata-se de um líquido oleoso e incolor, de odor forte, inflamável e altamente tóxico. É empregado na produção do cloreto de vinila que, por sua vez, é utilizado na produção do PVC, matéria-prima para a fabricação de dutos e tubos rígidos para água e esgoto.

     A equação química que descreve, simplificadamente, o processo de obtenção industrial do 1,2-dicloroetano, a partir da reação de adição de gás cloro ao eteno, encontra-se representada abaixo. 

                               C2H4(g) + Cℓ2(g) ® C2H4Cℓ2(ℓ)

Disponível em:<http://laboratorios.cetesb.sp.gov.br/wp-content/uploads/sites/47/2013/11/dicloroetano.pdf>. Acesso em: 3 set. 15. (Adaptado.)

A variação de entalpia da reação acima é igual a

Dados: 

Ligação       Energia de ligação (kJ/mol)

C–H                        413,4

C–Cℓ                       327,2

C–C                        346,8

C=C                        614,2

Cℓ–Cℓ                      242,6

Curvas de solubilidade, como as representadas no gráfico abaixo, descrevem como os coeficientes de solubilidade de substâncias químicas, em um determinado solvente, variam em função da temperatura.

                                

Considerando as informações apresentadas pelo gráfico acima, assinale a alternativa correta. 

    A titulação é um processo clássico de análise química quantitativa. Nesse tipo de análise, a quantidade da espécie de interesse pode ser determinada por meio do volume de uma solução de concentração conhecida (denominada titulante) que foi gasto para reagir completamente com um volume predeterminado de amostra, na presença de um indicador apropriado (denominada titulado).

    A titulação de 50 mL de uma solução aquosa de ácido clorídrico, com uma solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração molar igual a 0,1 mol/L, utilizando fenolftaleína como indicador, está representada no gráfico a seguir. 

                                      

Considerando as informações do enunciado e do gráfico, assinale a alternativa correta.

    A utilização de feromônios é uma estratégia fundamental para a sobrevivência da maioria dos insetos. Dentre os representantes desta classe, as abelhas constituem talvez um dos mais fascinantes exemplos de como esses mensageiros químicos podem ser utilizados não só para comunicação, mas também para moldar o comportamento dos indivíduos e controlar as atividades da colmeia. Os feromônios de alarme, por exemplo, são usados quando as abelhas sentem-se em perigo, especialmente por ameaças em movimento. O mecanismo de alarme acontece em duas etapas. Primeiramente, as glândulas mandibulares liberam uma quantidade de feromônios que alertam o restante da colmeia; quando a abelha ataca, as glândulas do ferrão liberam uma quantidade ainda maior de feromônio, que incitam o restante da colmeia a atacar a mesma região. Dentre as substâncias orgânicas presentes na mistura que constitui o feromônio de alerta estão o etanoato de butila e o butan-1-ol, entre outros.

Disponível em:<http://aspiraçoesquimicas.net/2014/08/feromonios-e-a-quimica-das-abelhas.html/> . Acesso em: 20 ago. 15. (Adaptado.) 

Em relação às substâncias orgânicas mencionadas acima, assinale a alternativa correta.