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FUVEST Vestibular 2002 Prova - Segunda Fase - Química

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)89(67 4XtPLFD 4 O transporte adequado de oxig nio para os tecidos de nosso corpo essencial para seu bom funcionamento. Esse transporte feito atrav s de uma subst ncia chamada oxi-hemoglobina, formada pela combina o de hemoglobina (Hb) e oxig nio dissolvidos no nosso sangue. Abaixo est o representados, de maneira simplificada, os equil brios envolvidos nesse processo: 100 mL de sangue cont m por volta de 15 g de hemoglobina e 80 g de gua. Essa massa de hemoglobina (15 g) reage com cerca de 22,5 mL de oxig nio, medidos nas condi es ambiente de press o e temperatura. Considerando o exposto acima, a) calcule a quantidade, em mols, de oxig nio que reage com a massa de hemoglobina contida em 100 mL de sangue. b) calcule a massa molar aproximada da hemoglobina. c) justifique, com base no princ pio de Le Ch telier, aplicado aos equil brios citados, o fato de o oxig nio ser muito mais sol vel no sangue do que na gua. Dado: volume molar de O2, nas condi es ambiente de press o e temperatura: 25 L/mol 4 Peda os de fio de cobre, oxidados na superf cie pelo ar atmosf rico, s o colocados em um funil com papel de filtro. Sobre este metal oxidado, despeja-se solu o aquosa concentrada de am nia. Do funil, sai uma solu o azul, contendo o on Cu (NH3 )2+ , e que recolhida num b quer. 4 a) Escreva as equa es qu micas balanceadas representando as transforma es que ocorrem desde o cobre puro at o on Cu (NH3 )2+ . 4 b) Fa a um esquema da montagem experimental e indique nele os materiais de laborat rio empregados, os reagentes utilizados e os produtos formados. 4 O ferro-gusa, produzido pela redu o do xido de ferro em alto-forno, bastante quebradi o, tendo baixa resist ncia a impactos. Sua composi o m dia a seguinte: Elemento % em massa Fe 94,00 C 4,40 Si 0,56 Mn 0,39 P 0,12 S 0,18 outros 0,35 Para transformar o ferro-gusa em a o, preciso mudar sua composi o, eliminando alguns elementos e adicionando outros. Na primeira etapa desse processo, magn sio pulverizado adicionado massa fundida de ferro-gusa, ocorrendo a redu o do enxofre. O produto formado removido. Em uma segunda etapa, a massa fundida recebe, durante cerca de 20 minutos, um intenso jato de oxig nio, que provoca a forma o de CO, SiO2, MnO e P4O10, os quais tamb m s o removidos. O gr fico ao lado mostra a varia o da composi o do ferro, nessa segunda etapa, em fun o do tempo de contacto com o oxig nio. Para o processo de produ o do a o: a) Qual equa o qu mica representa a transforma o que ocorre na primeira etapa? Escreva-a. b) Qual dos tr s elementos, Si, Mn ou P, reage mais rapidamente na segunda etapa do processo? Justifique. c) Qual a velocidade m dia de consumo de carbono, no intervalo de 8 a 12 minutos? 4 Vinho cont m cidos carbox licos, como o tart rico e o m lico, ambos cidos fracos. Na produ o de vinho, usual determinar a concentra o de tais cidos. Para isto, uma amostra de vinho titulada com solu o aquosa de hidr xido de s dio de concentra o conhecida. Se o vinho estiver muito cido, seu pH poder ser corrigido pela adi o de uma bact ria que transforma o cido m lico em cido l ctico. Al m disso, tamb m usual controlar a quantidade de di xido de enxofre, caso tenha sido adicionado como germicida. Para tanto, uma amostra de vinho titulada com solu o aquosa de iodo de concentra o conhecida. a) Qual dos indicadores da tabela abaixo dever ser utilizado na titula o cido-base? Justifique. b) Por que a transforma o do cido m lico em cido l ctico contribui para o aumento do pH do vinho? Explique. c) Qual a equa o balanceada que representa a rea o entre di xido de enxofre e iodo aquosos, em meio cido, e na qual se formam ons sulfato e iodeto? Escreva essa equa o. Dados: Indicador Azul de bromofenol P rpura de bromocresol Fenolftale na pH de viragem 3,0 - 4,6 5,2 - 6,8 8,2 - 10,0 -4 -6 Constantes de ioniza o : cido m lico: K1 = 4 x 10 ; K2 = 8 x 10 -4 cido l ctico: K = 1 x 10 As equa es abaixo representam, de maneira simplificada, o processo de tingimento da fibra de algod o. Certo corante pode ser preparado pela rea o de cloreto de benzenodiaz nio com anilina: 4 A fixa o deste corante ou de outro do mesmo tipo, fibra de algod o (celulose), n o se faz de maneira direta, mas, sim, atrav s da triclorotriazina. Abaixo est representada a rea o do corante com a triclorotriazina. FRUDQWH WULFORURWULD]LQD O produto org nico dessa ltima rea o que se liga aos grupos OH da celulose, liberando HC". Dessa maneira, a) escreva a f rmula estrutural do composto que, ao reagir com o cloreto de benzenodiaz nio, forma o corante crisoidina, cuja estrutura molecular : b) escreva a f rmula estrutural do produto que se obt m quando a crisoidina e a triclorotriazina reagem na propor o estequiom trica de 1 para 1. c) mostre como uma mol cula de crisoidina se liga celulose, um pol mero natural, cuja estrutura molecular est esquematicamente representada na p gina ao lado. 4 A oxida o de ons de ferro (II), por per xido de hidrog nio, 2+ H2O2 + 2 Fe + +2H 2 H2O + 2 Fe 3+ foi estudada, a 25 C, com as seguintes concentra es iniciais: -5 per xido de hidrog nio .......... 1,00 x 10 mol/L -5 ons de ferro (II) ..................... 1,00 x 10 mol/L cido clor drico........................ 1,00 mol/L A tabela seguinte traz as concentra es de ons de ferro (III), em fun o do tempo de rea o. W/min 3+ 0 -5 -1 [Fe ]/10 mol L -5 10 20 30 40 50 0 0,46 0,67 0,79 0,86 0,91 -1 [H2O2] /10 mol L a) Use a rea milimetrada da p gina ao lado para tra ar um gr fico da concentra o de ons de ferro (III), em fun o do tempo de rea o. b) Complete a tabela com os valores da concentra o de per xido de hidrog nio, em fun o do tempo de rea o. c) Use a mesma rea milimetrada e a mesma origem para tra ar a curva da concentra o de per xido de hidrog nio, em fun o do tempo de rea o. C 2O HH C 2O HH O H O H C 2O HH d o al go de br a O fi H O H O H O H 4 Aqueles pol meros, cujas mol culas se ordenam paralelamente umas s outras, s o cristalinos, fundindo em uma temperatura definida, sem decomposi o. A temperatura de fus o de pol meros depende, dentre outros fatores, de intera es moleculares, devidas a for as de dispers o, liga es de hidrog nio, etc., geradas por dipolos induzidos ou dipolos permanentes. Abaixo s o dadas as estruturas moleculares de alguns pol meros. OH CH2 SROLSURSLOHQR OH CH2 &+ CH2 CH2 OH 2+ CH2 CH2 2+ CH2 &+ CH2 &+ CH2 SROL iFLGR DPLQREXWDQyLFR 2+ CH2 CH2 OH 2+ &+ CH2 EDTXHOLWD IUDJPHQWR GD HVWUXWXUD WULGLPHQVLRQDO Cada um desses pol meros foi submetido, separadamente, a aquecimento progressivo. Um deles fundiu-se a 160 C, outro a 330 C e o terceiro n o se fundiu, mas se decomp s. Considerando as intera es moleculares, dentre os tr s pol meros citados, a) qual deles se fundiu a 160 C? Justifique. b) qual deles se fundiu a 330 C? Justifique. c) qual deles n o se fundiu? Justifique. 4 Kevlar um pol mero de alta resist ncia mec nica e t rmica, sendo por isso usado em coletes prova de balas e em vestimentas de bombeiros. a) Quais as f rmulas estruturais dos dois mon meros que d o origem ao Kevlar por rea o de condensa o? Escreva-as. b) Qual o mon mero que, contendo dois grupos funcionais diferentes, origina o pol mero Kevlar com uma estrutura ligeiramente modificada? Escreva as f rmulas estruturais desse mon mero e do pol mero por ele formado. c) Como conhecido o pol mero sint tico, n o arom tico, correspondente ao Kevlar? 4 A rea o representada a seguir produz compostos que podem ter atividade antibi tica: Tal tipo de rea o pode ser empregado para preparar 9 compostos, a partir dos seguintes reagentes: Esses 9 compostos n o foram sintetizados separadamente, mas em apenas 6 experimentos. Utilizando-se quantidades corretas de reagentes, foram ent o preparadas as seguintes misturas: M1 = A1B1 + A1B2 + A1B3 M2 = A2B1 + A2B2 + A2B3 M3 = A3B1 + A3B2 + A3B3 M4 = A1B1 + A2B1 + A3B1 M5 = A1B2 + A2B2 + A3B2 M6 = A1B3 + A2B3 + A3B3 Dessas misturas, apenas M2 e M6 apresentaram atividade antibi tica. a) Qual o grupo funcional, presente nos compostos do tipo A, respons vel pela forma o dos 9 compostos citados? Que fun o org nica definida por esse grupo? b) Qual a f rmula estrutural do composto que apresentou atividade antibi tica? 4 Em 1999, a regi o de Kosovo, nos B lc s, foi bombardeada com proj teis de XUkQLR HPSREUHFLGR, o que gerou receio de contamina o radioativa do solo, do ar e da gua, pois ur nio emite part culas alfa. a) O que deve ter sido extra do do ur nio natural, para se obter o ur nio empobrecido? Para que se usa o componente retirado? b) Qual a equa o da primeira desintegra o nuclear do ur nio-238? Escreva-a, identificando o nucl deo formado. c) Quantas part culas alfa emite, por segundo, aproximadamente, um proj til de ur nio empobrecido de massa 1 kg? Dados: composi o do ur nio natural........................ U-238 - 99,3% U-235 - 0,7% 9 meia-vida do U-238 ....................................... 5 x 10 anos 23 -1 constante de Avogadro.................................. 6 x 10 mol 7 1 ano ............................................................ 3 x 10 s alguns elementos e respectivos n meros at micos 88 Ra 89 Ac 90 Th 91 Pa 8 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm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