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UFBA Vestibular de 2005 - PROVAS 2ª FASE - Química

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Qu mica - QUEST ES de 01 a 06 LEIA CUIDADOSAMENTE O ENUNCIADO DE CADA QUEST O, FORMULE SUAS RESPOSTAS COM OBJETIVIDADE E CORRE O DE LINGUAGEM E, EM SEGUIDA, TRANSCREVA COMPLETAMENTE CADA UMA NA FOLHA DE RESPOSTAS. INSTRU ES: Responda s quest es, com caneta de tinta AZUL ou PRETA, de forma clara e leg vel. Caso utilize letra de imprensa, destaque as iniciais mai sculas. O rascunho deve ser feito no espa o reservado junto das quest es. Na Folha de Respostas, identifique a numera o das quest es e utilize APENAS o espa o destinado a cada uma, indicando, de modo completo, as etapas e os c lculos necess rios resolu o da quest o. Ser atribu da pontua o ZERO quest o cuja resposta n o se atenha situa o ou ao problema proposto; esteja escrita a l pis, ainda que parcialmente; apresente texto incompreens vel ou letra ileg vel. Ser ANULADA a prova que n o seja respondida na respectiva Folha de Respostas; esteja assinada fora do local apropriado; possibilite a identifica o do candidato. Quest o 01 (Valor:10 pontos) A maioria dos materiais presentes na natureza apresenta-se sob a forma de misturas de subst ncias. A obten o de subst ncias puras a partir dessas misturas tem sido um dos grandes desafios da Qu mica, a exemplo da separa o de min rios contendo sulfetos utilizados na metalurgia. Um min rio constitu do por ganga e por sulfeto de determinado metal triturado e, em seguida, agitado com leo mineral, para que os gr os de sulfeto resultantes fiquem cobertos por uma pel cula de leo. Ao se adicionar gua, esses gr os sobrenadam, e a ganga, formada principalmente por areia, se deposita, separando-se dos gr os de sulfeto. A partir da an lise dessas informa es, identifique o processo que permite a ader ncia do leo mineral aos gr os de sulfeto e apresente os fundamentos da t cnica utilizada na separa o entre esses gr os e a ganga, ap s a adi o da gua. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 8 Quest o 02 (Valor: 20 pontos) O que mant m as mol culas unidas nos estados s lido e l quido s o as liga es ou intera es intermoleculares. A intensidade dessas intera es, bem como o tamanho das mol culas s o fatores determinantes do ponto de ebuli o das subst ncias moleculares. (PERUZZO; CANTO, 2002, p.454-455). Subst ncia Cl2 I2 HF HI Ponto de ebuli o ( C), a 1,0 atm - 34 184 20 - 36 Momento dipolar da mol cula (D)* 0 0 1,98 0,38 *Mol culas no estado gasoso. Considerando as informa es do texto e os dados da tabela, identifique as intera es intermoleculares que ocorrem nos hal genos e nos haletos de hidrog nio, na fase l quida, relacionando-as com os diferentes pontos de ebuli o entre esses hal genos e entre esses haletos de hidrog nio. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 9 Quest o 03 (Valor: 20 pontos) Diariamente, sab es e detergentes de uso dom stico s o descartados no sistema de esgoto e terminam sendo lan ados nos rios e nos lagos, o que provoca, com o movimento das guas, forma o de espuma na superf cie desses mananciais, causando grande impacto ao meio ambiente. Enquanto os sab es, ap s algum tempo, s o biodegradados, determinados detergentes n o s o consumidos por microorganismos, acumulando-se nessas guas. As f rmulas compactas I e II, representam dois tensoativos biodegrad veis encontrados na composi o, respectivamente, de sab es e de detergentes. II. CH (CH ) CH OSO - Na + I. CH3 (CH2 )13 CH2COO-Na + 3 palmitato de s dio 2 10 2 3 dodecil sulfato de s dio A partir dessas informa es, identifique a condi o da cadeia carb nica que fundamenta a biodegradabilidade dos tensoativos I e II e descreva, de modo sucinto, a forma o de micelas do tensoativo I, em meio aquoso, e a atua o dessa subst ncia na remo o de sujeira constitu da por leo e part culas de poeira depositada sobre um tecido contido em um recipiente com gua. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 10 Quest o 04 (Valor: 15 pontos) Segundo informa es veiculadas pelo Jornal A Tarde (2004, p.14), as vendas do segmento metal rgico da ind stria baiana cresceram 29,3% em fevereiro de 2004, comparando-se ao mesmo per odo de 2003, gra as sobretudo ao cobre, que, al m de ser um dos melhores condutores de calor e eletricidade, amplamente utilizado na fabrica o de ligas. A metalurgia do cobre complexa e cara, principalmente por conta do baixo teor desse elemento qu mico nos seus min rios. Uma das etapas do processo de produ o desse metal envolve a ustula o ou queima da calcosita l q ida, Cu2S, que convertida em cobre livre. De acordo com essas informa es, escreva a equa o qu mica balanceada, com os menores coeficientes estequiom tricos inteiros, que representa a ustula o da calcosita, identificando as esp cies qu micas que s o reduzidas. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 11 Quest o 05 (Valor: 20 pontos) A cidade de Angical, na Bahia, onde est situado o maior assentamento de sem terras da Am rica Latina, com 1032 fam lias vivendo de forma bastante prec ria, foi escolhida para sediar o Programa de Gera o de Energia em Comunidades Rurais. O projeto prev a implanta o de uma mini-usina para gera o de energia el trica a partir do biodiesel, representado pelo ricinoleato de etil, C20H38O3 , principal produto obtido do leo de mamona. A meta do Governo, at 2007, incorporar 5% de biodiesel ao diesel, representado por C18H38. A inclus o de biodiesel matriz energ tica brasileira representar inicialmente uma redu o de 2% dos 4,0.1010 L (3,2.1010kg) de diesel consumidos anualmente, no Brasil. (SILVA. In: A TARDE, p. 21). Considerando 100kg de diesel e 100kg de uma mistura formada por 5% de biodiesel e 95% de diesel, em massa, e com base nas informa es do texto, determine o valor percentual aproximado da diferen a entre a quantidade de mat ria de CO2 produzida na combust o completa do diesel e a produzida na combust o completa da mistura de biodiesel-diesel. Analise, com base no consumo anual de diesel no Brasil e na emiss o de CO2 para a atmosfera, se vantajosa a substitui o de 5% de diesel por biodiesel. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 12 Quest o 06 (Valor: 15 pontos) Uma scooter movida a c lula de combust vel foi uma das atra es da Feira Industrial de Hannover, na Alemanha. [...] O ve culo equipado com v rias solu es para c lula de combust vel [...] incluindo placas bipolares, veda es, trocadores de calor, bombas el tricas de gua e v lvulas. (SCOOTER.... In: A TARDE, 2004, p. 5). A c lula de combust vel de hidrog nio-oxig nio constitui um meio de gerar e estocar energia el trica de forma cont nua, com efici ncia pr xima a 100%, enquanto o abastecimento de combust vel for mantido. O nodo e o c todo dessa c lula s o confeccionados base de n quel poroso, e o eletr lito o hidr xido de pot ssio, KOH, em solu o aquosa concentrada. O funcionamento dessa c lula pode ser compreendido, a partir da an lise dos dados apresentados na tabela. Semi-equa o 0 E red (V) 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2OH (aq) O2(g) + 2H2O(l) + 4e 4OH (aq) 0,83 + 0,40 Considerando essas informa es, determine a diferen a de potencial produzida pela bateria ideal formada a partir da associa o em s rie de 10 pilhas de combust vel de hidrog nio-oxig nio e explique o que ocorre com a concentra o de ons OH (aq) durante o funcionamento da c lula de combust vel. RASCUNHO UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 13 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS JORGE, Gilson.Vendas na metalurgia crescem 29,3%. A Tarde, Salvador, 17 abr. 2004. Economia. Adaptado. PERUZZO, (Tito), Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do . Qu mica: na abordadem do cotidiano. 2. ed. S o Paulo: Moderna, 2003. SCOOTER usa c lula de combust vel. A Tarde, Salvador, 8 jun. 2004. Auto & Moto. SILVA, Daniela. Biodiesel esquenta mercado de energia alternativa no pa s. A Tarde, Salvador, 13 jun. 2004. Economia. FONTES DAS ILUSTRA ES AUTOM VEL movido a biocombust vel apresentado em Bras lia. Ag ncia USP de Not cias: USP 70 anos, S o Paulo, 20 jun. 2004. Fotografia: Biodiesel Brasil. (Quest o 05) A TARDE. Salvador, 8 jun. 2004. Auto & Moto, p. 5. (Quest o 06) FELTRE, Ricardo. Qu mica: qu mica org nica. 5. ed. rev. e ampl. S o Paulo: Moderna, 2002. v. 3, p. 445. (Quest o 03) UFBA 2005 - 2 fase - Qu mica - 14 SERVI O P BLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA SERVI O DE SELE O, ORIENTA O E AVALIA O VESTIBULAR 2005 2 FASE GABARITO QU MICA Quest o 01 (Valor: 10 pontos) O processo que permite a ader ncia do leo aos gr os de sulfeto a adsor o. Os gr os de sulfeto embebidos em leo s o separados da ganga ap s a adi o de gua por diferen a de densidade entre essas misturas e a gua e pela imiscibilidade do leo na gua. Quest o 02 (Valor: 20 pontos) As intera es intermoleculares no cloro e no iodo, na fase l quida, s o de natureza dipolo instant neo-dipolo induzido, tendo o iodo maior ponto de ebuli o em raz o de apresentar maior massa molar. As intera es intermoleculares no fluoreto de hidrog nio e no iodeto de hidrog nio, na fase l quida, s o de natureza, respectivamente, liga o de hidrog nio e dipolo permanente -dipolo permanente, tendo o fluoreto de hidrog nio maior ponto de ebuli o em raz o da maior intensidade da liga o de hidrog nio em rela o intensidade do dipolo permanente -dipolo permanente no iodeto de hidrog nio. Quest o 03 (Valor: 20 pontos) A condi o de biodegradabilidade dos tensoativos I e II de apresentar cadeia carb nica n o ramificada. O palmitato de s dio constitu do por uma parte apolar e por uma extremidade formada pelo grupo carboxilato, COO , que polar. Quando o tensoativo I se encontra em meio aquoso ocorre a forma o de micelas que s o geralmente aglomerados esf ricos de ons palmi tato dispersos por toda fase aquosa. Esses ons est o dispostos em grupos, mantendo o grupo carboxilato, COO na superf cie e a parte apolar no interior da esfera. Como as superf cies das micelas s o carregadas negativamente, elas se repelem e permanecem espalhadas por toda a fase aquosa. Os ons s dio est o dispersos na fase aquosa como ons individuais solvatados. As micelas ao entrarem em contato com a fase oleosa da sujeira dissolvem essa fase a partir da intera o da parte apolar da micela, que apresenta a mesma apolaridade da fase oleosa. As micelas carregadas com a fase oleosa se dispersam na fase aquosa e as part culas de poeira se sedimentam ap s agita o do tecido. Quest o 04 (Valor: 15 pontos) Equa o: Cu 2 S( ) O 2 (g) 2Cu( ) SO 2 (g) O cobre e o oxig nio s o reduzidos na ustula o da calcosita. Quest o 05 (Valor: 20 pontos) Equa o qu mica da combust o completa de 1,0 mol de diesel C18H38( ) 55 O (g) 22 MMC18H38 254,380g/mol 18CO2(g) 19H2O(g) De acordo com essa equa o qu mica, a quantidade de mat ria de CO 2(g) produzida 18,0 mol. Quantidade de mat ria de CO2 produzida na combust o completa de 100kg de diesel 1,0.10 5 g X 18 7076,02mol 254,380g/m ol Equa o qu mica da combust o completa de 1,0 mol de biodiesel. C20H38O3( ) 28O2(g) 20CO2(g) 19H2O(g) MM C20H38 O3 326,380g/mol De acordo com essa equa o qu mica, a quantidade de mat ria de CO 2 produzida 20 mol. Quantidade de mat ria de CO2 produzida na combust o completa de 100kg da mistura de 5% de biodiesel e 95% de diesel em massa. Relativa ao biodiesel 5,0.10 3 g X 20 306,392 m ol 326,380g/m ol 9,5.10 4 g X 18 6722,23mol Relativa ao diesel 254,380g/m ol Quantidade de mat ria de CO2 total produzida na combust o completa dessa mistura: 7028,62 mol Valor percentual da diferen a entre a quantidade de mat ria de CO 2 produzida na combust o completa do diesel e na da mistura de biodiesel-diesel. Diferen a: 7076,02 mol 7028,62mol 47,40mol Valor percentual = 47,40mol X 100 0,7% 7028,62mol A substitui o de diesel por biodiesel produz uma redu o aproximada de 0,7% na emiss o de CO2 para a atmosfera, o que a torna vantajosa considerando o consumo anual de diesel no Brasil. 47,40mol X 100 0,7% 7076,02mol Quest o 06 (Valor: 15 pontos) A diferen a de potencial produzida pela pilha de combust vel hidrog nio -oxig nio Eo 0,40V ( 0,83V ) Eo 1,23V A diferen a de potencial produzida pela bateria ideal, formada a partir da associa o em s rie de 10 pilhas de combust vel hidrog nio-oxig nio d.d.p.(bateria) 10 x 1,23V 12,3V Durante o funcionamento da c lula de combust vel hidrog nio -oxig nio a concentra o de ons OH (aq) mantida constante de acordo com a equa o global da pilha. 2 2 H2(g) 4 OH (aq) O2(g) 2 H2O( ) 2 H2(g) + O2(g) 4e 4 H2O( ) 4e 4 OH (aq) 2 H2O( ) Obs: Em toda a prova, outras formas de solu o poder o ser aceitas desde que sejam pertinentes. Em 10 de janeiro de 2005 NELSON ALMEIDA E SILVA FILHO Diretor do SSOA/UFBA

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