Olá, meus queridos… Tudo bem? Escrevo este artigo para resolver e comentar as questões da prova de química da 2ª Fase do Vestibular da UNICAMP 2020. Nesta página você vai poder baixar a resolução de todas as questões em PDF.
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Questão 17
A bula de um analgésico e anti-inflamatório informa que na composição de cada comprimido há, além de hidrogenocarbonato de sódio (bicarbonato de sódio), três substâncias orgânicas, cujas estruturas químicas são apresentadas a seguir.
a) Considerando a composição do comprimido, o que deve acontecer quando ele for colocado em água? Descreva o que será observado visualmente e apresente uma equação química que justifique o que você descreveu.
b) Levando em conta a estrutura desses princípios ativos (compostos A, B e C), a solubilidade de qual deles sofrerá maior influência na presença do hidrogenocarbonato de sódio? Justifique sua resposta tendo em vista as possíveis modificações nas moléculas e nas interações intermoleculares solutosolvente.
Resolução
a) Ao colocar o comprimido em água, ocorre, inicialmente, a dissolução e, posteriormente, observa-se a efervescência, que é a liberação de bolhas de gás carbônico.
NaHCO3 (s) + C9H8O4 (aq) → C9H7O4– (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
b) A solubilidade, em água, de um composto orgânico em sua forma iônica é maior do que em sua forma molecular.
O bicarbonato de sódio sofre hidrólise e deixa o meio mais básico. Essa liberação de OH– reage com o composto orgânico de maior propriedade ácida.
Ordem de acidez: A (ácido carboxílico) > B (fenol) > C (amida e amina)
Assim, a solubilidade do composto A aumenta porque a sua forma iônica C9H7O4– realiza interações íon-dipolo com a água, que são mais intensas do que as ligações de hidrogênio entre as moléculas de A.
Questão 18
“Quatro anos atrás, com meu jaleco branco, saí da clínica pediátrica e dei uma entrevista coletiva. Levantando uma mamadeira cheia de água de Flint, Michigan, compartilhei minha pesquisa: o chumbo estava aumentando no sangue das crianças de Flint. Inicialmente, as autoridades tentaram me silenciar, mas persistência, ativismo, trabalho em equipe e ciência prevaleceram. Desde então, Flint segue um caminho lento, mas seguro, em direção à recuperação.”
O trecho acima, publicado no New York Times em 27/08/2019, expõe um grave problema com a água encanada da cidade americana de Flint. Em 2016, foram registrados níveis elevados de íons chumbo e ferro na água, como resultado de uma sequência de erros. Ao mudar a captação de água para um rio local, quantidades maiores de cloro e de cloreto de ferro foram adicionadas à água. Nessa mudança, também deixaram de adicionar à água tratada uma substância para evitar a deterioração da camada protetora no interior dos canos de chumbo. Essa camada protetora resulta da deposição anódica de fosfato de chumbo, um sal muito pouco solúvel em água, nos canos novos.
a) Considerando as informações fornecidas e aspectos relativos ao equilíbrio químico, que substância poderia ter sido adicionada à água tratada para evitar a corrosão e a contaminação por chumbo: íons fosfato (PO4-3), íons chumbo (Pb+2) ou fosfato de chumbo? Justifique sua resposta e exemplifique com uma equação química.
b) Considerando pilhas e plásticos, comente, separadamente, as dificuldades técnicas em reutilizar, reaproveitar ou reciclar esses dois materiais.
Resolução
a) Adição de fosfato (PO43-).
O aumento da concentração de fosfato favorece o processo de sedimentação de fosfato de chumbo, bem como diminui a tendência de desgastar a proteção anódica.
Pb3(PO4)2 (s) ⇌ 3 Pb2+ (aq) + 2 PO43- (aq)
b) O cloro molecular reage com a água e diminui o pH da água:
Cl2 (g) + H2O (l) → HCl (aq) + HClO (aq)
O ferro sofre reação de oxidação e o oxigênio molecular sofre redução de acordo com a equação química:
2 Fe (s) + O2 (g) + H2O (l)→ 2 Fe2+ (aq) + 4 OH– (aq)
Questão 19
Frequentemente se alerta contra o impacto negativo do descarte de materiais no meio ambiente, apresentando-se uma Tabela de Tempo de Decomposição dos Materiais (TTDM). Nessa tabela, informa-se o tempo que materiais comuns permanecem no ambiente até sua total decomposição. Para verificar o impacto desse tipo de informação na visão de alunos do ensino médio, um estudo utilizou questionários em dois momentos diferentes. No primeiro questionário (Q1), os alunos deveriam assinalar os materiais que consideravam mais prejudiciais ao meio ambiente, conforme seu conhecimento prévio sobre o assunto. No segundo questionário (Q2), o mesmo pedido foi feito, porém, desta vez, os alunos eram informados sobre o tempo de decomposição dos materiais. O gráfico abaixo mostra parte do resultado da pesquisa, considerando apenas os três materiais mais citados.
a) Considerando as características da pesquisa, preencha as lacunas no quadro do espaço de respostas levando em conta os resultados dos questionários Q1 e Q2 representados no gráfico. Justifique sua escolha para Q1 e Q2, deixando claro seu raciocínio.
b) Considerando pilhas e plásticos, comente, separadamente, as dificuldades técnicas em reutilizar, reaproveitar ou reciclar esses dois materiais.
Resolução
a) Percebendo o gráfico 2, sabe-se que o tempo de decomposição do vidro é maior do que do plástico que é maior do que da pilha. Portanto, as barras que fazem associação a esse tempo são as barras cinzas. Logo, barra cinza Q.2 e barra preta Q.1.
b) Pilhas:
– Muitas pilhas não são recarregáveis e isso impede a sua reutilização.
– As pilhas recarregáveis perdem a sua eficiência com o decorrer do tempo.
– A mistura de muitos materiais dentro de uma pilha, tais como metal, sais, óxidos e plástico, praticamente, impedem a sua reciclagem.
– A oxidação das pilhas e formação de um material castanho escuro em seu exterior dificulta a reutilização da pilha para outros fins.
Plásticos:
– A fragilidade dos materiais plásticos facilitam rasgar ou perfurar e, assim, são impedidos de serem reaproveitados ou reutilizados.
– A utilização de plásticos termofixos dificulta o processo de reciclagem, pois esses plásticos não sofrem fusão por aquecimento.
Questão 20
Uma pesquisa comparou o desempenho de lavagem (Figura 1) de duas diferentes formulações de sabão líquido em diferentes temperaturas. Esse estudo comparou um sabão convencional, que contém apenas protease, com outro em que 10% do surfactante foi substituído por 1% de uma mistura multienzimática de protease, lipase e amilase. A Figura 2 resume a diferença entre os dois tipos de sabão quanto ao impacto ambiental por lavagem: a barra “Enzima” refere-se ao impacto na produção das enzimas; a barra “Surfactante” refere-se ao impacto decorrente do menor uso de surfactante convencional na formulação multienzimática para se obter o mesmo desempenho de lavagem; a barra “Temperatura” referese ao impacto relativo à temperatura de lavagem, ou seja, ao se efetuar a lavagem a 15 ºC em vez de 30 ºC.
a) Considerando-se as informações dadas, manchas de que grupos de substâncias poderiam ser mais facilmente removidas com o uso do sabão multienzimático em comparação com o sabão convencional? Cite os grupos e, para cada grupo, dê um exemplo de material que causa manchas.
b) Do ponto de vista ambiental, qual seria a principal vantagem do uso do sabão multienzimático em comparação com o sabão convencional? Justifique sua resposta levando em conta os dados apresentados nas Figuras 1 e 2.
Resolução
a) O sabão multienzimático consegue retirar uma maior quantidade de manchas por causa da ação das enzimas: lipase, protease e amilase. A lipase consegue retirar mancha de gordura ou óleo, por exemplo, mancha de gordura de carne. A protease consegue retirar mancha de proteína, por exemplo, mancha de sague. A amilase consegue retirar mancha de carboidratos, por exemplo, mancha de beterraba ou amido de milho.
b) O sabão multienzimático apresenta maior eficiência tanto a 15 °C quanto a 30 °C, segundo a figura 1. Ele apresenta a principal vantagem em economia de gasto de CO2 pela temperatura. A sua eficiência a 15 °C é igual ao do sabão comum a 30 °C, portanto, ambientalmente, afirma-se que que o uso do sabão multienzimático propicia economia de energia.
Questão 21
De volta Para o Futuro ou O Túnel do Tempo são obras de ficção em que personagens são transportadas para o passado. Imagine que você voltasse no tempo algumas décadas, no Brasil. Duas situações com que você se depararia estão resumidas nos Textos 1 e 2 abaixo. É claro que ninguém iria acreditar que você veio do futuro, mas considerando o que você conhece hoje, que sugestões você daria aos administradores da época? Descreva cada uma delas no item correspondente.
a) Para amenizar o problema gerado pelo aumento do preço do petróleo na produção de combustíveis (Texto 1), apresente uma alternativa tecnológica adequada. Aponte uma vantagem e uma desvantagem na adoção dessa tecnologia.
b) O barulho produzido pelas latas nos horários das coletas de lixo tornou-se um dos alvos mais frequentes da seção “Queixas e Reclamações” do jornal O Estado de São Paulo, principalmente nas décadas de 1940 e 1950. Mas as populares latas de lixo já estavam com os dias contados em 1972, quando a Prefeitura de São Paulo fez uma experiência com sacos de polietileno, como mostra a notícia reproduzida no Texto 2. Aponte uma vantagem e uma desvantagem na adoção dessa medida.
Resolução
a) Uso de biocombustíveis, como o etanol. A utilização do bioetanol:
– Vantagem: diminuição do impacto do efeito estufa.
– Desvantagem: maior consumo de fertilizantes para a síntese de alimentos que não serão utilizados para nutrição.
b) A utilização do saco plástico:
– Vantagem:
Maior velocidade de coleta de lixo.
Diminuição da poluição sonora.
– Desvantagem:
Aumento do tempo de decomposição do lixo, porque o lixo orgânico não apresenta contato direto com o ar atmosférico e a água do meio ambiente.
Aumento do acúmulo de plástico, que é um material que apresenta um elevado tempo de decomposição.
Questão 22
Em agosto de 2019, manchas de óleo atingiram mais de 130 localidades de 63 municípios em nove Estados do Nordeste brasileiro, afetando diversos ecossistemas marinhos, além de prejudicar a pesca e o turismo na região. O que se via, na ocasião, eram manchas de um material negro amarronzado, muito viscoso, parecido com piche. No ambiente marinho, o petróleo, uma mistura complexa de compostos orgânicos, sofre modificações iniciais em razão de dois processos que o tornam mais viscoso e denso. Quase ao mesmo tempo, a mancha se espalha e parte dela se dispersa, aumentando a viscosidade e a densidade do material. Com o passar do tempo, as manchas de petróleo sofrem um processo de emulsificação, incorporando água, aumentando de volume e mudando de cor (de negro a marrom), para, em seguida, sofrer fotoxidação e biodegradação, sendo este último processo efetuado por organismos marinhos. As drásticas consequências para o meio ambiente, no entanto, vão muito além do que se observou acentuadamente nesse período de 2019.
a) Alguns processos naturais de interação entre uma mancha de petróleo e o ambiente marinho estão resumidos na figura ao lado. Complete a tabela no espaço de respostas com os nomes dos respectivos processos numerados na figura.
b) Dois dos processos que levam à diminuição do tamanho da mancha de óleo ocorrem mais intensamente logo no início do derramamento. Eles também são mais intensos para petróleos mais leves e para derramamentos em águas tropicais. Abaixo, nomeie os dois processos que, no início do derramamento, levam à significativa diminuição do tamanho da mancha de óleo. Em seguida, escolha uma das situações apontadas e justifique, do ponto de vista das interações intermoleculares, por que tais processos ocorrem mais intensamente na situação escolhida.
Resolução
a)
1- Fotoxidação
2- Evaporação
3- Dispersão (outra opção: 3- Decantação)
4- Emulsificação
5- Biodegradação
6- Sedimentação
b)
Processo 1: evaporação
Processo 2: emulsificação
O petróleo leve é aquele que apresenta maior concentração de hidrocarbonetos alifáticos saturados de cadeias carbônicas pequenas, portanto, apresentam menor interação intermolecular do que os outros componentes do petróleo. Quanto menor a interação intermolecular, menor a temperatura de ebulição e, assim, petróleos leves sofrem maior evaporação.
Águas tropicais apresentam maior temperatura e, consequentemente, têm maior agitação das partículas no meio. Quanto maior a agitação das partículas, maior a facilidade de formar emulsões, ou seja, mistura de materiais de pequena miscibilidade.
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