Prova de 2009: Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) — questões com gabarito

    Fritz Haber, prêmio Nobel de química em 1918, ficou famoso por causa da síntese da amônia a partir do nitrogênio atmosférico, alguns meses antes da Primeira Guerra Mundial (1914-1918). A produção inicial, entre três e cinco toneladas de nitrato, aumentou rapidamente com as contribuições de Carl Bosch: em 1918 ultrapassava 300.000 toneladas anuais. O processo Haber-Bosch é uma reação entre o nitrogênio e o hidrogênio para produzir amoníaco. Esta reação é catalisada com ferro, sob as condições de 200 atmosferas de pressão e uma temperatura de 450°C.

    Sem a produção de amônia, a Alemanha teria sido derrotada na I Grande Guerra antes de 1916 por falta de nitrato (utiliza amônia como reagente), devido ao bloqueio marítimo inglês. Atualmente, o maior consumo de amônia é na produção de fertilizantes. Além da síntese da amônia, Haber e sua equipe, com a desculpa de lutar contra as pragas e insetos, elaboraram armas químicas, dentre elas o funesto Zyklon B.

Julgue os itens a seguir utilizando (C) para certo e (E) para errado, relativos à amônia e o processo Haber-Bosch.

( ) A amônia é classificada como um composto orgânico heterogêneo, pois apresenta o heteroátomo nitrogênio em sua estrutura.

( ) É quimicamente impossível obter-se ácido nítrico a partir da amônia, tendo em vista que esta ultima é uma base.

( ) Fritz Haber foi devidamente reconhecido como um importante químico para o mundo em seu tempo, chegando a ser congratulado em 1918 com o premio Nobel de química, devido à grande contribuição com a obtenção do Zyklon B e de outras substâncias de aplicações semelhantes.

( ) Uma grande importância da amônia nos tempos de Haber, assim como é ainda hoje, foi sua aplicação para a produção de produtos essenciais aos humanos, como os fertilizantes, hoje tão importantes para a produção de alimentos no mundo.

( ) O processo de produção da amônia desenvolvido por Haber e aperfeiçoado por Bosch teve influência direta na Primeira Guerra Mundial chegando a prolongá-la.

Indique a seqüência correta

    Durante décadas, o DDT(dicloro-difenil-tricloroetano) foi largamente usado como inseticida até ser comprovado que, além de provocar câncer, demora de 4 a 30 anos para se degradar. O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial para prevenção de tifo em soldados, que o utilizavam também para o combate a piolhos. Posteriormente foi usado na agropecuária, no Brasil e no mundo, dado seu baixo preço e elevada eficiência. Especialistas afirmam que o principal problema do DDT é sua ação indiscriminada, que atinge tanto as pragas quanto o resto da fauna e flora da área afetada. O DDT também se infiltra na água, contaminando os mananciais.

    Uma forma de preparação do DDT é o aquecimento de clorobenzeno e cloral hidratado, em presença de ácido sulfúrico.

No meio ambiente, o DDT aplicado nas lavouras se transforma no DDE, segundo a equação abaixo:

Equação B

Julgue os itens que seguem:

I - O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial como arma química devido ao efeito mortífero que esta substância provoca aos seres humanos causando sua morte por febre tifóide.

II - O DDT é uma substância muito instável. Mesmo a temperatura ambiente, ele sofre degradação térmica resultando no produto DDE.

III - O DDE apresenta quatro átomos de cloro e oito átomos de hidrogênio em sua estrutura.

IV - O DDT apresenta átomo de carbono assimétrico e, por conseqüência, atividade óptica.

Estão ERRADOS

    Durante décadas, o DDT(dicloro-difenil-tricloroetano) foi largamente usado como inseticida até ser comprovado que, além de provocar câncer, demora de 4 a 30 anos para se degradar. O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial para prevenção de tifo em soldados, que o utilizavam também para o combate a piolhos. Posteriormente foi usado na agropecuária, no Brasil e no mundo, dado seu baixo preço e elevada eficiência. Especialistas afirmam que o principal problema do DDT é sua ação indiscriminada, que atinge tanto as pragas quanto o resto da fauna e flora da área afetada. O DDT também se infiltra na água, contaminando os mananciais.

    Uma forma de preparação do DDT é o aquecimento de clorobenzeno e cloral hidratado, em presença de ácido sulfúrico.

No meio ambiente, o DDT aplicado nas lavouras se transforma no DDE, segundo a equação abaixo:

Equação B

Que outros produtos, além do DDT e do DDE, são formados das equações A e B, respectivamente?

    Durante décadas, o DDT(dicloro-difenil-tricloroetano) foi largamente usado como inseticida até ser comprovado que, além de provocar câncer, demora de 4 a 30 anos para se degradar. O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial para prevenção de tifo em soldados, que o utilizavam também para o combate a piolhos. Posteriormente foi usado na agropecuária, no Brasil e no mundo, dado seu baixo preço e elevada eficiência. Especialistas afirmam que o principal problema do DDT é sua ação indiscriminada, que atinge tanto as pragas quanto o resto da fauna e flora da área afetada. O DDT também se infiltra na água, contaminando os mananciais.

    Uma forma de preparação do DDT é o aquecimento de clorobenzeno e cloral hidratado, em presença de ácido sulfúrico.

No meio ambiente, o DDT aplicado nas lavouras se transforma no DDE, segundo a equação abaixo:

Equação B

O principal produto da reação apresentada na Equação A é o isômero p,p’-DDT. Um químico tratou uma amostra de DDT de modo a obter apenas esse isômero. Em seguida foi feita uma análise elementar de cloro e foi encontrado 1,75 mol de Cl para cada mol de clorobenzeno consumido. Qual o rendimento da reação de formação desse isômero?

    Durante décadas, o DDT(dicloro-difenil-tricloroetano) foi largamente usado como inseticida até ser comprovado que, além de provocar câncer, demora de 4 a 30 anos para se degradar. O DDT foi utilizado na Segunda Guerra Mundial para prevenção de tifo em soldados, que o utilizavam também para o combate a piolhos. Posteriormente foi usado na agropecuária, no Brasil e no mundo, dado seu baixo preço e elevada eficiência. Especialistas afirmam que o principal problema do DDT é sua ação indiscriminada, que atinge tanto as pragas quanto o resto da fauna e flora da área afetada. O DDT também se infiltra na água, contaminando os mananciais.

    Uma forma de preparação do DDT é o aquecimento de clorobenzeno e cloral hidratado, em presença de ácido sulfúrico.

No meio ambiente, o DDT aplicado nas lavouras se transforma no DDE, segundo a equação abaixo:

Equação B

O DDT e seus metabólitos, substâncias produzidas pelo metabolismo da substância química, tal como o DDE, são lipossolúveis. Esta propriedade e uma meia-vida extremamente longa promovem a bioacumulação (acumulação da substância no organismo). Sendo lipossolúveis, é mais provável que estas substâncias se encontrem em que tecido?

    Para calcular a velocidade de uma reação, podemos medir a quantidade de reagentes consumidos ou a quantidade de produtos formados por unidade de tempo. A figura abaixo representa um experimento no qual misturou-se 50 mL de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol L-1 com um grama de magnésio metálico. Observe o gráfico do volume do gás Hidrogênio formado versus tempo.

A equação química não balanceada que representa o sistema é a seguinte:

HCl(aq) + Mg(s) →  MgCl2 + H2

Julgue os itens que seguem:

I - No instante t = 60 s, a velocidade da produção do gás hidrogênio é maior que a velocidade de consumo de Mg (em mols/s).

II - Em qualquer instante após o início da reação, a quantidade de matéria (mol) produzida de gás hidrogênio é o dobro da consumida de ácido clorídrico.

III - A massa de gás hidrogênio produzida é sempre menor que a massa de ácido consumida, em qualquer instante.

Está(ão) correto(s):

    Para calcular a velocidade de uma reação, podemos medir a quantidade de reagentes consumidos ou a quantidade de produtos formados por unidade de tempo. A figura abaixo representa um experimento no qual misturou-se 50 mL de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol L-1 com um grama de magnésio metálico. Observe o gráfico do volume do gás Hidrogênio formado versus tempo.

A equação química não balanceada que representa o sistema é a seguinte:

HCl(aq) + Mg(s) →  MgCl2 + H2

Considerando que o experimento foi realizado nas condições padrão de pressão e temperatura, Vm= 22,71 L, qual a velocidade de produção do gás hidrogênio em L s-1 e a massa consumida, aproximadamente, de ácido clorídrico em gramas no instante t = 80 s?

    Desde eras remotas o ser humano extrai da natureza corantes, numa busca incessante pela diversidade de cores. São exemplos, o índigo, extraído da planta Indigofera tinctoria, e a brasileína, da Caesalpinia echinata (pau-brasil), entre muitos outros extraídos de vegetais. No entanto, poucas substâncias de origem animal foram utilizadas como corantes têxteis. Apesar disso, os corantes vermelhos provenientes de insetos, o quermes e a cochinilha, foram muito apreciados. Por exemplo, o Império Romano valorizava-os tanto que era um dos tributos que as nações conquistadas tinham de pagar. O imperador Nero chegou a punir com a morte o uso da púrpura de Tiro, corante obtido a partir de espécies de um molusco do género Murex.

     Porém, com o aumento da procura e conseqüente extração desordenada dos corantes naturais, ficou cada vez mais caro e difícil encontrar estas substâncias. Um exemplo disto é a quase extinção do pau-brasil, árvore da mata atlântica que dá o nome de nosso país. Além disso, o interesse por cores que não era possível serem encontradas na natureza provocou a necessidade de sintetizar corantes. Foi a partir de 1856, com a síntese do corante mauveína, que nasceu a indústria química dos corantes artificiais.

Julgue os itens a seguir:

I - O índigo, por ser um corante encontrado na natureza, não reage com o tecido e, portanto, permite uma ligação muito mais intensa.

II - Corantes naturais como a brasileína têm a grande vantagem de serem obtidos de fontes naturais renováveis em curto prazo, além de serem mais saudáveis aos seres humanos porque não contêm química.

III - A produção de corantes artificiais tem contribuído para a preservação de espécies vegetais e animais, tendo proporcionado a obtenção de cores bem diversificadas em relação às fontes naturais.

Está(ão) correto(s):

    Desde eras remotas o ser humano extrai da natureza corantes, numa busca incessante pela diversidade de cores. São exemplos, o índigo, extraído da planta Indigofera tinctoria, e a brasileína, da Caesalpinia echinata (pau-brasil), entre muitos outros extraídos de vegetais. No entanto, poucas substâncias de origem animal foram utilizadas como corantes têxteis. Apesar disso, os corantes vermelhos provenientes de insetos, o quermes e a cochinilha, foram muito apreciados. Por exemplo, o Império Romano valorizava-os tanto que era um dos tributos que as nações conquistadas tinham de pagar. O imperador Nero chegou a punir com a morte o uso da púrpura de Tiro, corante obtido a partir de espécies de um molusco do género Murex.

     Porém, com o aumento da procura e conseqüente extração desordenada dos corantes naturais, ficou cada vez mais caro e difícil encontrar estas substâncias. Um exemplo disto é a quase extinção do pau-brasil, árvore da mata atlântica que dá o nome de nosso país. Além disso, o interesse por cores que não era possível serem encontradas na natureza provocou a necessidade de sintetizar corantes. Foi a partir de 1856, com a síntese do corante mauveína, que nasceu a indústria química dos corantes artificiais.

Um dos corantes do pau-brasil é a brasileína, com fórmula estrutural plana apresentada ao lado. Esta substância é colorida, pois possui varias ligações π conjugadas e um anel aromático em sua estrutura. Quantos elétrons π (pi) e quantas ligações σ (sigma) existem nesta molécula?

    Desde eras remotas o ser humano extrai da natureza corantes, numa busca incessante pela diversidade de cores. São exemplos, o índigo, extraído da planta Indigofera tinctoria, e a brasileína, da Caesalpinia echinata (pau-brasil), entre muitos outros extraídos de vegetais. No entanto, poucas substâncias de origem animal foram utilizadas como corantes têxteis. Apesar disso, os corantes vermelhos provenientes de insetos, o quermes e a cochinilha, foram muito apreciados. Por exemplo, o Império Romano valorizava-os tanto que era um dos tributos que as nações conquistadas tinham de pagar. O imperador Nero chegou a punir com a morte o uso da púrpura de Tiro, corante obtido a partir de espécies de um molusco do género Murex.

     Porém, com o aumento da procura e conseqüente extração desordenada dos corantes naturais, ficou cada vez mais caro e difícil encontrar estas substâncias. Um exemplo disto é a quase extinção do pau-brasil, árvore da mata atlântica que dá o nome de nosso país. Além disso, o interesse por cores que não era possível serem encontradas na natureza provocou a necessidade de sintetizar corantes. Foi a partir de 1856, com a síntese do corante mauveína, que nasceu a indústria química dos corantes artificiais.

A história mostra que a determinação da estrutura da mauveína não foi fácil de ser alcançada. De modo satisfatório, a estrutura química deste corante só foi conseguida em 1994. De fato existem quatro compostos denominados de mauveína, sendo um deles (mauveína A) apresentado ao lado.

Com base nesta estrutura, pode-se dizer que a mauveína A é um composto

    Muitos estudos já foram realizados sobre a influência da cor da pele na capacidade cognitiva dos indivíduos, mas não houve comprovação científica de que a cor da pele seja promotora de uma capacidade superior ou inferior de qualquer uma raça. Na Segunda Guerra Mundial, médicos, como Joseph Mengele, com o objetivo de provar que a raça ariana era superior às demais, conduziram diversas pesquisas em que mutilavam, injetavam substâncias e cometiam outras atrocidades contra ciganos, anões e judeus, dentre outros.

     A diferença na cor da pele dá-se fundamentalmente por compostos denominados de melaninas. Há vários tipos de melanina. Todas são quinonas aromáticas e o sistema de ligações conjugadas dá origem à cor. O pigmento escuro, que é geralmente associado com a melanina é a eumelanina, termo originado do grego que significa “melanina boa”, cuja estrutura está apresentada ao lado. Outras melaninas são amarelas ou sem cor.

Com relação à melanina, julgue os itens que se seguem:

I - A ausência de melanina é característica do albinismo. Isso se explica pelo excessivo número de grupos aldeídos presentes na estrutura da eumelanina.

II - A eumelanina possui grupos amino e carbonilas (provenientes de quinona).

III - O aumento de melanina permite que sinapses ocorram entre os neurônios em um tempo mais curto, aumentando a capacidade cognitiva dos indivíduos, pois atua diretamente no córtex cerebral.

Está(ão) correto(s):

    Muitos estudos já foram realizados sobre a influência da cor da pele na capacidade cognitiva dos indivíduos, mas não houve comprovação científica de que a cor da pele seja promotora de uma capacidade superior ou inferior de qualquer uma raça. Na Segunda Guerra Mundial, médicos, como Joseph Mengele, com o objetivo de provar que a raça ariana era superior às demais, conduziram diversas pesquisas em que mutilavam, injetavam substâncias e cometiam outras atrocidades contra ciganos, anões e judeus, dentre outros.

     A diferença na cor da pele dá-se fundamentalmente por compostos denominados de melaninas. Há vários tipos de melanina. Todas são quinonas aromáticas e o sistema de ligações conjugadas dá origem à cor. O pigmento escuro, que é geralmente associado com a melanina é a eumelanina, termo originado do grego que significa “melanina boa”, cuja estrutura está apresentada ao lado. Outras melaninas são amarelas ou sem cor.

Considerando que a capacidade de uma substância reagir com outra depende, dentre outros fatores, da possibilidade de substituição dos ligantes já existentes, da quebra de ligações e/ou da capacidade de compartilhar elétrons não-ligados, quantos pares de elétrons não compartilhados, segundo a Teoria de Ligação de Valência, a eumelanina possui?

    A tartrazina é uma substância muito utilizada para colorir alimentos. No entanto, estudos apresentam a ocorrência de alergias principalmente em pessoas sensíveis ao ácido acetilsalicílico, porém sem resultados conclusivos. Para efeito da utilização da tartrazina como aditivo alimentar, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) define seu limite máximo de 30 mg por 100 gramas de amostra e um IDA (Ingestão Diária Aceitável) de 7,5 mg/Kg de peso corpóreo para tartrazina.

Sabendo que uma criança tem uma massa de 15 Kg e que existem 25 mg de tartrazina em 50 g do preparado em pó para refresco, qual a quantidade máxima em massa do preparado em pó que esta pessoa pode ingerir de acordo com o IDA?

    A tartrazina é uma substância muito utilizada para colorir alimentos. No entanto, estudos apresentam a ocorrência de alergias principalmente em pessoas sensíveis ao ácido acetilsalicílico, porém sem resultados conclusivos. Para efeito da utilização da tartrazina como aditivo alimentar, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) define seu limite máximo de 30 mg por 100 gramas de amostra e um IDA (Ingestão Diária Aceitável) de 7,5 mg/Kg de peso corpóreo para tartrazina.

Qual o título porcentual da tartrazina no limite máximo definido pela legislação brasileira?

    A condutividade térmica é uma propriedade muito importante na seleção de materiais para diversas aplicações. Em muitas situações são necessários materiais isolantes, isto é, com baixa condutividade térmica, enquanto que em outras são necessários materiais com elevada condutividade térmica. Por exemplo, os materiais utilizados para aquecimento devem possuir elevada condutividade térmica. De igual modo, a condutividade térmica de alguns materiais para aplicações elétricas ou eletrônicas é essencial para dissipar o calor que se produz por efeito Joule. A capacidade calorífica específica ou calor específico(Cp) é a quantidade de calor necessária para elevar, de um grau Celsius, a temperatura de um grama da substância a pressão constante. Abaixo estão apresentados a condutividade térmica e o calor específico de alguns materiais.

Suponha que se tenham três peças de 100 gramas cada uma, a primeira de aço, a segunda de cobre e a terceira de poliestireno, todas inicialmente a 20°C. Estas peças são transferidas para um recipiente com água em ebulição sob aquecimento constante em quantidade suficiente para todas submergirem. Após um certo tempo da imersão, a água volta a entrar em ebulição. Considere a ebulição da água utilizada em 100°C, e que nenhum processo químico ocorreu com as peças.

Julgue os itens abaixo relativos à situação hipotética acima, no que se refere ao equilíbrio térmico alcançado quando a água volta a entrar em ebulição.

I - As três peças estão em equilíbrio térmico com a água mas apresentam temperaturas diferentes umas das outras.

II - As três peças recebem a mesma quantidade de calor da água, tendo em vista que apresentam a mesma diferença de temperatura em relação à água em ebulição.

III - A peça de cobre é a que recebe mais calor, pois possui a maior condutividade térmica.

IV - A peça de poliestireno é a que recebe mais calor, porque apresenta a maior capacidade calorífica das três. No equilíbrio térmico, esta peça fica com a mesma temperatura (100°C) das demais e também da água que a envolve.

Está(ão) correto(s):

    A condutividade térmica é uma propriedade muito importante na seleção de materiais para diversas aplicações. Em muitas situações são necessários materiais isolantes, isto é, com baixa condutividade térmica, enquanto que em outras são necessários materiais com elevada condutividade térmica. Por exemplo, os materiais utilizados para aquecimento devem possuir elevada condutividade térmica. De igual modo, a condutividade térmica de alguns materiais para aplicações elétricas ou eletrônicas é essencial para dissipar o calor que se produz por efeito Joule. A capacidade calorífica específica ou calor específico(Cp) é a quantidade de calor necessária para elevar, de um grau Celsius, a temperatura de um grama da substância a pressão constante. Abaixo estão apresentados a condutividade térmica e o calor específico de alguns materiais.

Na informática, o processador, peça essencial para o funcionamento do computador, apresenta o efeito indesejado de produção excessiva de calor. O Cooler (refrigerador, em inglês) tem a função de superar esse problema. Esse sistema de dissipação térmica controla a temperatura basicamente por dois componentes: um microventilador (responsável pelo fluxo de ar), e um dissipador (peça de cobre ou alumínio) instalado sobre o processador.

Julgue os itens abaixo como certo (C) ou errado (E)

( ) Parte do calor gerado pelo processador é transferido para o dissipador, por diferença de temperatura. Este, facilitado por sua alta condutividade térmica, transfere calor diretamente para o ambiente, ajudado pelo ar impulsionado pela ventoinha, que mantém, num processo contínuo, a estabilidade da temperatura, essencial para o funcionamento adequado do processador.

( ) Um dissipador feito de níquel tem melhor funcionalidade que um dissipador de cobre. No entanto, por questões econômicas, a maioria dos dissipadores são feitos de alumínio ou cobre.

( ) Em épocas frias é aconselhável usar roupas de tecidos de alta condutividade térmica, para evitar a hipotermia (diminuição da temperatura corporal abaixo de 35°C).

( ) A folha de alumínio confeccionada de forma fina utilizada na culinária tem as vantagens de economia de material e de segurança, pois a reduzida massa da folha nesse formato corresponde a uma quantidade de calor igualmente pequena que esta pode armazenar, o que evita riscos de queimaduras, por exemplo, no preparo de assados.

( ) As panelas de barro (material cerâmico artesanal) são mais eficientes para manter os alimentos quentes por um período de tempo maior que as panelas de alumínio, no entanto, são mais dispendiosas porque consomem maior quantidade de carvão para o preparo dos cozidos.

A seqüência correta é: