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UFBA Vestibular de 2006 - PROVAS 2ª FASE - Química

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Constante de Avogadro = 6,02 x 1023 (valor aproximado) -14 Kw = 1,0 x 10 (a 25 C) Q u i m ca UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 9 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 tema 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: 15 pontos) Os fertilizantes agr colas s o largamente utilizados para garantir aos vegetais nutrientes, na forma de ons e mol culas, indispens veis ao crescimento, flora o e frutifica o. Dentre esses fertilizantes, o nitrato de am nio, NH4NO3, um dos mais empregados na corre o do teor de nitrog nio do solo. A partir dessa informa o, determine o valor aproximado da porcentagem de nitrog nio existente em 50kg de fertilizante que cont m 5,0kg de nitrato de am nio e classifique esse sal, considerando a rea o de neutraliza o que lhe d origem. RASCUNHO UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 10 Quest o 02 (Valor: 15 pontos) Para suprir a demanda de energia, o Brasil ainda necessita importar g s natural. Atrav s do gasoduto Brasil-Bol via, constru do em parceria pelos dois pa ses, a Bol via fornece g s natural para v rias cidades do Centro-Sul brasileiro. O g s natural est sendo utilizado cada vez mais como combust vel para autom veis pelo fato de ser mais econ mico e menos poluente do que a gasolina. (FELTRE, 2004, p. 38-39). Considere um cilindro de g s natural de um autom vel, com 100L de g s natural ideal, carregado a 27 C e 9,0atm, em um posto de combust veis. Admitindo que a composi o, em quantidade de mat ria, do g s natural 80% de metano e 20% de etano, determine o valor da massa da mistura gasosa contida nesse cilindro, expressando o resultado com tr s algarismos significativos. RASCUNHO UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 11 Quest o 03 (Valor: 15 pontos) Os alimentos s o combust veis para o corpo humano. Durante o metabolismo, eles s o queimados , e a energia resultante dessa combust o utilizada no funcionamento do organismo, na manuten o da temperatura do corpo e nos movimentos. Um adulto necessita de uma dieta que forne a, em m dia, de 2500kcal a 3000kcal diariamente, a depender da natureza da atividade que desenvolva. (FELTRE, 2004, p. 98). Alimento Energia (kcal/g) Manteiga P o branco Ovo Queijo prato Bife bovino grelhado Tomate Alface Massa de alimento (g)* 7,20 2,80 1,63 3,70 4,60 0,22 0,14 20 50 60 40 100 20 10 * Massa de alimento para o preparo de um sandu che. A partir dos valores energ ticos e da massa dos alimentos relacionados na tabela, determine quantos sandu ches que incluam todos os alimentos s o necess rios para fornecer a um adulto de 2500kcal a 3000kcal di rias, mencione o princ pio que fundamenta sua resposta, cite um fator que influi no valor da varia o de entalpia de rea o de combust o de carboidratos, de lip dios e de prote nas. RASCUNHO UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 12 Quest o 04 (Valor: 20 pontos) Setor de atividade humana Consumo mundial de gua por setor de atividade, em km3/ano. 1970 agr cola industrial dom stico 1990 2010 1886 543 86 2500 686 286 2860 860 460 A gua a subst ncia mais abundante na Terra, sendo respons vel pela exist ncia de todos os seres vivos. Entretanto, apesar da aparente abund ncia 0,62% no subsolo, 0,0091% nos lagos e nos rios e 0,001% na atmosfera , a gua de boa qualidade come a a escassear em v rios pontos do planeta em raz o do aumento de consumo, como pode-se observar a partir dos dados da tabela e do gr fico. O aumento da popula o mundial e a intensidade de atividade humana na biosfera v m interferindo no ciclo da gua, o que, sem d vida, trar s rias conseq ncias para o abastecimento. (FELTRE, 2004, p. 52). A partir da an lise do texto e com base nos dados apresentados na tabela e no gr fico, mencione, al m do aumento da popula o mundial, duas causas determinantes da escassez de gua e duas conseq ncias resultantes da interfer ncia da atividade humana no ciclo da gua no planeta; identifique um processo que permita a redu o do consumo de gua para os setores de atividade humana que demonstraram maior crescimento de consumo relativo entre os anos de 1970 e 2010; determine a varia o da disponibilidade de gua per capita em milhares de m3, entre os anos de 1970 e 2010. UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 13 Quest o 05 (Valor: 20 pontos) Um dos grandes progressos da hist ria da Qu mica foi a compreens o de que as rea es qu micas nem sempre se completam, isto , nem sempre apresentam rendimento 100%. Os qu micos observaram que, em muitos casos, mesmo ap s tempo suficientemente prolongado para que a rea o se processe, ainda restam reagentes no sistema. Um sistema em que h apenas reagentes pode convergir para uma situa o em que reagentes e produtos coexistam com concentra es invari veis ao longo do tempo, desde que sejam mantidas as mesmas condi es. ( PERUZZO; CANTO, 2002, p. 209). A constante de equil brio desempenha papel importante na compreens o do conceito de equil brio qu mico, em raz o de informar a composi o, as concentra es de reagentes e de produtos de um sistema, bem como o sentido que o equil brio favorece. Considere uma amostra de N2O4(g) a 3,0 atm deixada inicialmente em repouso, em um recipiente fechado de 1,0L, que atinge o equil brio representado pela equa o N2O4(g) quando a press o parcial desse g s 1,0 atm, a determinada temperatura. 2NO2(g), A partir da ilustra o, das considera es do texto e com base nessas informa es, determine a press o parcial de NO2(g), o valor da constante de equil brio, Kp, e expresse, em n meros inteiros aproximados, a porcentagem de N2O4(g) que reagiu, justificando o sentido da rea o favorecido pelo equil brio. RASCUNHO UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 14 Quest o 06 (Valor: 15 pontos) O uso da coca na tornou-se uma das maiores trag dias do mundo contempor neo. O consumo dessa subst ncia qu mica tem levado muitos jovens degrada o total e at morte, al m de sustentar um com rcio ilegal que movimenta bilh es de d lares por ano. (FELTRE, 2004, p. 11). Considerando a f rmula estrutural da coca na, identifique a que fun o da Qu mica Org nica pertencem os grupos COOCH3 e C6H5COO e escreva a estrutura do c tion resultante da rea o qu mica de coca na com cido clor drico, HCl(aq). RASCUNHO UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 15 R EFER N CIAS FELTRE, Ricardo. Qu mica. 5. ed. rev. e ampl. S o Paulo: Moderna, 2004. v. 2. ______.______. v. 3. PERUZZO, Tito Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do . Qu mica: na abordadem do cotidiano. S o Paulo: Moderna, 2002. v. 2. Adaptado. FO N TES D AS ILU STRA ES FELTRE, Ricardo. Qu mica. 5. ed. rev. e ampl. S o Paulo: Moderna, 2004. v. 3, p. 52. Quest o 04. ______.______. p. 111. Quest o 06. PERUZZO, Tito Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Qu mica: na abordagem do cotidiano. S o Paulo: Moderna, 2003. v. nico, p. 114. Quest o 01. ______.______ v. 2, p. 224. Quest o 05. UFBA 2006 - 2 fase - Qu mica - 16 VESTIBULAR 2006 2 FASE GABARITO QU MICA Quest o 01 (Valor: 15 pontos) MMNH4NO3 80,04g/mol Massa de nitrog nio existente em 5000g de NH4NO3 5000g.28g/mol 1750g mN2 80,04g/mol C lculo da porcentagem de nitrog nio existente em 50000g de fertilizante. 1750g .100 3,5% N2 50000g Quanto natureza da rea o de neutraliza o que lhe d origem, o sal classificado como neutro. Quest o 02 (Valor: 15 pontos) C lculo da quantidade de mat ria da mistura gasosa de acordo com a equa o geral dos gases ideais. PV n nRT 9atm.100L 0,082atm.L.mol 1.K 1.300K n 36,58mol Composi o da mistura em quantidade de mat ria. nCH4 0,8.36,58 29,26mol nC2H6 0,2.36,58 7,316 mol C lculo da massa da mistura gasosa. MMCH4 16,04g/mol e MMC2H6 30,06g/mol mCH4 mC2H6 29,26mol.16,04g/mol 7,316mol.30,06g/mol 469,0g 220,0g Massa da mistura gasosa igual a 689g Quest o 03 (Valor: 15 pontos) C lculo do valor cal rico do sandu che 20g de manteiga . 7,2kcal/g 144,0kcal 50g de p o branco . 2,8kcal/g 140,0kcal 60g de ovo . 1,63kcal/g 97,8kcal 40g de queijo prato . 3,70kcal/g 148,0kcal 100g de bife bovino grelhado . 4,6kcal 460,0kcal 20g de tomate . 0,22kcal/g 4,4kcal 10g de alface . 0,14kcal/g 1,4kcal Valor cal rico igual a 995,6kcal C lculo da quantidade de sandu che necess ria para fornecer de 2 500kcal a 3 000kcal di rias. 2500kcal Quantidade de sandu che para fornecer 2500 kcal 2,5 995,6kcal 3000kcal Quantidade de sandu che para fornecer 3000 kcal 3,0 995,6kcal S o necess rios de 2,5 a 3,0 sandu ches para fornecer a um adulto 2 500kcal a 3 000kcal di rias. O princ pio que fundamenta essa resposta o da conserva o da energia. Fatores que influem no valor da varia o de entalpia da rea o de combust o de carboidratos, de lip dios e de prote nas: quantidades de reagentes e de produtos ou temperatura. Quest o 04 (Valor: 20 pontos) Causas determinantes da escassez de gua de boa qualidade: Desperd cio e polui o de gua. Conseq ncias resultantes da interfer ncia da atividade humana no ciclo de gua no planeta: Altera es na quantidade e na qualidade de gua dispon vel para consumo da popula o. Crescimento de consumo relativo entre os 2860km 3 /ano - 1886km 3 /ano Agr cola : 0,516 1886km 3 /ano Ind stria: 860km 3 /ano 543km 3 /ano Dom stico: 543km 3 /ano 460km 3 /ano 86km 3 /ano 86km 3 /ano 0,584 4,35 setores de atividade humana Processo de reutiliza o de parte da gua consumida pelos setores industrial e dom stico o que possibilitar a redu o do consumo de gua no mundo. A varia o da disponibilidade de gua per capita em milhares de m3 entre os anos de 1970 e 2010 : 5 900m3 1 1700m3 5 800m3 Quest o 05 (Valor: 20 pontos) Comportamento do sistema em equil brio, representado pela equa o qu mica N2O4(g) Press o inicial 2NO2(g) 3,0atm Varia o da press o 0atm 2,0atm Press o no equil brio 1,0atm 4,0atm 4,0atm Press o parcial do NO2(g) igual a 4,0atm Valor da Constante de equil brio, Kp Kp (pNO 2 )2 4,0atm 1,0atm pN2O 4 2 16,0atm Porcentagem de N2O4(g) que reagiu concentra o inicial de N2O4(g), em mol/L niN2O4 L-1 PV L-1 3,0atm.1,0L L-1 RT RT concentra o de N2O4(g), em mol/L, no equil brio PV -1 1,0atm.1,0L -1 neqN2O4 L-1 L L RT RT niN2O 4 L-1 neqN2O 4 L-1 .100 C lculo do percentual de N2O4 niN2O 4 L-1 3,0atm.1,0L -1 1,0atm.1,0L -1 L L RT RT .100 3,0atm.1,0L -1 L RT 2 .100 3 67% O sentido da rea o favorecido pelo equil brio. O equil brio qu mico favorece os produtos em raz o do valor de Kp ser maior que a unidade. Quest o 06 (Valor: 15 pontos) Os grupos COOCH3 e C6H5COO pertencem a fun o org nica dos est res. Estrutura do c tion resultante da rea o qu mica da coca na com HCl(aq). Obs: Em toda a prova, outras formas de solu o poder o ser aceitas desde que sejam pertinentes. Em 19 de dezembro de 2005 NELSON ALMEIDA E SILVA FILHO Diretor do SSOA/UFBA

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