Prova Unicamp 2020

Olá, pessoal… Tudo bem? Prof. Prazeres na área, professor de Química do Estratégia Vestibulares, escrevendo este artigo para resolver a prova de química do Vestibular da UNICAMP 2020. Nesta página, você vai conferir os meus comentários e a resolução de todas as questões de química. Vamos nessa??

Questão 09

Nuclear fusion is a reaction in which atomic nuclei merge to form the nucleus of a new atom. The mass of the new atom’s nucleus is lower than the sum of the merging nuclei’s masses, a difference that is released as energy. This is, for instance, the reaction that occurs in the Sun. The energy released during fusion can be calculated by the equation $\large E=\Delta mc^{2}$ , where $\large \Delta m$ is the difference between the initial and final masses in the reaction, and c is the speed of light. When calculating the aforementioned energy, nucleus mass can be conveniently quantified using the atomic mass unit (u), which is roughly equivalent to 900 MeV ( $\large 1u\rightarrow 900\ MeV$ ). Consider the hypothetical nuclear fusion reaction $\large ^{222}X+^{4}Y\rightarrow ^{221}Z$ . Note that the masses of $\large ^{222}X$ , $\large ^{4}Y$ , and $\large ^{221}Z$ are 22 u, 4 u, and 221 u, respectively. The amount of energy released in this reaction is:

a) 5 MeV

b) 450 MeV

c) 900 MeV

d) 4500 MeV

Resolução Comentada

A reação nuclear é representada no texto por:

$\large ^{222}X + ^{4}Y \rightarrow\ ^{221}Z$

A partir da conservação da quantidade de partículas, sabe-se que o somatório do número de massa dos reagentes deve ser igual ao somatório de número de massa dos produtos.

$\large ^{222}X+^{4}Y\rightarrow\ ^{221}Z+particula\ liberada$

A partícula liberada apresenta número de massa igual a 5, porque 222 + 4 = 221 + número de massa, assim, o número de massa é igual a 5. Sabendo que a massa atômica (u) equivale a 900 MeV:

$\large 5\cdot 900\ MeV=4500\ MeV$

Gabarito: D

Questão 20

As concentrações de arsênio no oceano se alteraram ao longo do tempo geológico. No período Pré-Cambriano, os oceanos receberam grandes quantidades de arsênio, em consequência do intemperismo de minerais continentais de sulfeto de arsênio. Recentemente foram identificados micro-organismos com expressão proteica das enzimas arsenito oxidase e arsenato redutase no Oceano Pacífico Norte Oriental, nas zonas deficientes de oxigênio em regiões pelágicas, sugerindo que a comunidade microbiológica é capaz de utilizar arsênio para respiração celular.

(Fonte: Jaclyn Saunders e outros, PNAS, Washington, v. 116, n. 20, p. 9925-9930, maio 2019.)

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas nas frases a seguir. Assim como as formas oxidadas de nitrogênio e enxofre, o arsênio pode ser utilizado como aceptor (i) __________ na respiração celular desses micro-organismos nas zonas deficientes de oxigênio. No período (ii) __________, surgiram as cianobactérias, os primeiros seres fotossintetizantes.

a) (i) final de elétrons; (ii) arqueano.

b) (i) intermediário de elétrons; (ii) arqueano.

c) (i) final de elétrons; (ii) fanerozoico.

d) (i) intermediário de elétrons; (ii) fanerozoico.

Resolução Comentada

Segundo o texto, existem duas enzimas: arsenito oxidase e arsenato redutase. As enzimas são catalisadores. Os catalisadores são materiais que diminuem a energia de ativação das reações e aceleram a reação, porém não são consumidos e nem formados ao final da reação.

Dentro de Pré-Cambriano temos os períodos Hadeano, Arqueano (início há 4 bilhões de anos) e Proterozoico. Fanerozoico é o éon seguinte à Pré-Cambriano.

Gabarito: B

Questão 45

Em 15 de abril de 2019, a Catedral de Notre-Dame de Paris ardeu em chamas, atingindo temperaturas de 800 o C. Estima-se que, na construção da catedral, foram empregadas pelo menos 300 toneladas de chumbo. Material usual à época, o chumbo é um metal pesado com elevado potencial de contaminação em altas temperaturas. Sabendo que o ponto de fusão do chumbo é de 327,5 o C e seu ponto de ebulição é de 1750 o C, identifique a curva que pode representar o histórico da temperatura de uma porção de chumbo presente na catedral ao longo do incêndio, bem como o fenômeno corretamente relacionado ao potencial de contaminação.

Resolução Comentada

O chumbo apresenta temperatura de fusão 327,5 °C e temperatura de ebulição 1750 °C, portanto, ao ser aquecido a 800 °C, o chumbo apresenta-se no estado físico líquido. O chumbo sofre fusão a temperatura constante e, posteriormente, sofre resfriamento e é solidificado.

As temperaturas de fusão e solidificação são iguais. O chumbo não sofre ebulição, apenas evaporação.

Gabarito: D

Questão 46

O “Ebulidor de Franklin” é um brinquedo constituído de dois bulbos de vidro conectados por um tubo espiralado, preenchido com líquido colorido. Seu uso consiste em encostar a mão na base do bulbo inferior, fazendo com que o líquido seja aquecido e ascenda para o bulbo superior. Popularmente, a libido de uma pessoa é avaliada com base na quantidade de líquido que ascende. O sucesso de venda, obviamente, é maior quanto mais positivamente o brinquedo indicar uma “alta libido”. Abaixo apresenta-se um gráfico da pressão de vapor em função da temperatura para dois líquidos, A e B, que poderiam ser utilizados para preencher o “Ebulidor de Franklin”.

Considerando essas informações, é correto afirmar que a pressão no interior do brinquedo

a) não se altera durante o seu uso, e o ebulidor com o líquido A teria mais sucesso de vendas.

b) aumenta durante o seu uso, e o ebulidor com o líquido A teria mais sucesso de vendas.

c) não se altera durante o seu uso, e o ebulidor com o líquido B teria mais sucesso de vendas.

d) aumenta durante o seu uso, e o ebulidor com o líquido B teria mais sucesso de vendas.

Resolução Comentada

Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor de um líquido. Observa-se que entre os líquidos A e B, o líquido A é mais volátil, ou seja, apresenta maior pressão de vapor que o líquido B, para quaisquer valores de temperatura.

Quando um indivíduo segura o aparelho, a pressão dentro do recipiente aumenta, porque quanto maior a temperatura, a volume constante, maior a pressão de um gás.

Quanto maior a facilidade de vaporização ou quanto maior a pressão de vapor mais facilmente a observação do fenômeno do brinquedo.

Gabarito: B

Questão 47

O Termômetro de Galileu (Figura A) é uma forma criativa de se estimar a temperatura ambiente. Ele consiste em uma coluna de vidro preenchida com um líquido. Em seu interior, são colocadas várias bolas de vidro colorido calibradas e marcadas para a leitura da temperatura. As bolas de vidro sobem ou descem em função da temperatura. A sensibilidade do Termômetro de Galileu reside na sua capacidade de separar duas leituras de temperaturas. A figura B é um gráfico de densidade em função da temperatura para água e etanol, dois líquidos que poderiam ser usados no termômetro.

De acordo com essas informações e os conhecimentos de química, a leitura correta da temperatura do termômetro representado na Figura A pode ser indicada pela bola de vidro que se situa

a) mais abaixo entre as que se encontram na parte de cima do tubo, sendo que a água proporcionaria um termômetro mais sensível.

b) mais acima entre as que se encontram na parte de baixo do tubo, sendo que a água proporcionaria um termômetro mais sensível.

c) mais acima entre as que se encontram na parte de cima do tubo, sendo que o etanol proporcionaria um termômetro mais sensível.

d) mais abaixo entre as que se encontram na parte de cima do tubo, sendo que o etanol proporcionaria um termômetro mais sensível.

Resolução Comentada

Segundo o texto, a sensibilidade do termômetro é determinada pela separação das bolas de vidros. As bolas de vidro que caracterizam essa determinação são as bolas inferiores da porção superior e superiores da porção inferior.

O líquido que apresenta maior variação de densidade devido às variações da temperatura é o etanol.

Gabarito: D

Questão 49

Balões de Mylar metalizados são bastante comuns em festas, sendo comercializados em lojas e parques. Ascendem na atmosfera quando preenchidos com gás hélio e só murcham definitivamente se apresentarem algum vazamento. Imagine que um cliente tenha comprado um desses balões e, após sair da loja, retorna para reclamar, dizendo: “não bastasse a noite fria que está lá fora, ainda tenho que voltar para trocar o balão com defeito”. O vendedor da loja, depois de conversar um pouco com o cliente, sugere não trocá-lo e afirma que o balão está

a) como saiu da loja; garante que estará normal na casa do cliente, pois as moléculas do gás irão aumentar de tamanho, voltando ao normal num ambiente mais quente.

b) como saiu da loja; garante que não há vazamento e que o balão estará normal na casa do cliente, considerando que o gás irá se expandir num ambiente mais quente.

c) murcho; propõe enchê-lo com ar, pois o balão é menos permeável ao ar, o que garantirá que ele não irá murchar lá fora e, na casa do cliente, irá se comportar como se estivesse cheio com hélio.

d) murcho; propõe enchê-lo novamente com hélio e garante que o balão não voltará a murchar quando for retirado da loja, mantendo o formato na casa do cliente.

Resolução Comentada

Segundo o texto, o vendedor da loja sugere não trocar o balão, portanto, não existe nenhum vazamento do balão. Portanto, o balão não está murcho.Quando o cliente saiu da loja, entrou em um ambiente que apresenta menor temperatura.

Em um sistema a pressão constante, quanto menor a temperatura de um gás, menor a agitação das partículas e, assim, menor o seu volume. Portanto, quando o cliente entrar em casa, o balão voltará ao seu volume inicial, pois se encontrará em um ambiente aquecido.

Gabarito: B

Questão 50

Um medicamento se apresenta na forma de comprimidos de 750 mg ou como suspensão oral na concentração de 100 mg/mL. A bula do remédio informa que o comprimido não pode ser partido, aberto ou mastigado e que, para crianças abaixo de 12 anos, a dosagem máxima é de 15 mg/kg/dose. Considerando apenas essas informações, conclui-se que uma criança de 11 anos, pesando 40 kg, poderia ingerir com segurança, no máximo,

a) 6,0 mL da suspensão oral em uma única dose.

b) 7,5 mL da suspensão oral, ou um comprimido em uma única dose.

c) um comprimido em uma única dose.

d) 4,0 mL da suspensão oral em uma única dose.

Resolução Comentada

Uma criança de 40 kg apresenta dose máxima de medicamento calculada por:

$\large \frac{15\ mg}{kg\cdot dose}\cdot 40kg=\frac{60mg}{dose}$

A dose máxima não pode ser superior a 600 mg.

A dose de suspensão a ser ingerida pela criança é calculada por:

$\large 100mg\ \ ----\ \ 1mL$

$\large 600mg\ \ ----\ \ x\ mL$

$\large x=6\ mL$

A dose máxima é de 6 mL.

Gabarito: A

Questão 51

A atividade humana tem grande impacto na biosfera; um exemplo é o que vem ocorrendo na água dos oceanos nas últimas décadas. Assinale a alternativa que corretamente evidencia a influência da atividade humana no pH da água dos oceanos e como ela se acentua em função da região do planeta.

Resolução Comentada

As setas indicadas nos gráficos relacionam à curva ao eixo y. Sabe-se que a concentração de CO₂ na atmosfera tem aumentado ao longo do tempo, assim, a seta próxima à curva do CO₂ deve apontar para a esquerda e a seta do pH deve apontar para a direita.

Na região dos polos, a temperatura é menor, portanto, a solubilidade dos gases CO₂ é maior. Quanto maior a solubilidade de CO₂, maior a quantidade de ácido carbônico formado e, assim, maior acidez. Quanto maior a acidez, menor o pH.

Gabarito: C

Questão 52

Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem do seu tamanho e da sua morfologia. Exemplo: a maior parte do $\large H_{2}$ produzido industrialmente advém da reação de reforma de hidrocarbonetos: $\large CH_{4}(g)+H_{2}O\rightarrow 3H_{2}(g)+CO(g)$ . Uma forma de promover a descontaminação do hidrogênio é do hidrogênio é reagir o $\large CO$ com largo excesso de água:

$\large CO(g)+H_{2}O(g)\rightarrow CO_{2}(g)+H_{2}(g); \Delta H=-41,6\ kJ mol^{-1}$

A figura abaixo mostra resultados da velocidade (em unidade arbitrária, ua) dessa conversão em função da temperatura, empregando-se um nanocatalisador com duas diferentes morfologias.

Considerando essas informações, é correto afirmar que, com essa tecnologia, a descontaminação do hidrogênio por CO é mais eficiente na presença do catalisador em forma de

a) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.

b) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.

c) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.

d) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.

Resolução Comentada

Um catalisador eficiente é aquele que apresenta maior velocidade de reação e menor temperatura de ação. Assim, o nanobastão é o melhor catalisador. A reação de formação do CO₂ e H₂ apresenta variação de entalpia negativa, portanto é exotérmica.

Gabarito: A

Questão 54

Para ser usado em um implante dentário, um metal ou liga precisa apresentar excelente compatibilidade com o organismo, alta resistência mecânica e boa flexibilidade, entre outros atributos. Imagine que dois metais, A e B, tenham sido testados quanto à sua aplicação em um implante, e o metal A foi considerado a melhor opção.

Esse resultado é compatível com o fato de que o metal A tem

a) menor densidade, embora seja menos resistente à corrosão.

b) menor densidade e é mais resistente à corrosão.

c) maior densidade, embora seja menos resistente à corrosão.

d) maior densidade e é mais resistente à corrosão.

Resolução Comentada

A metal A apresenta menor potencial de redução, logo, maior potencial de oxidação. Quanto maior o potencial de oxidação, maior a tendência de o metal sofrer corrosão. O metal A apresenta maior tendência de sofrer oxidação/corrosão que o metal B.

O volume de um cubo com aresta de 5 cm é maior que o volume de uma esfera de diâmetro 5 cm. Para dois metais de mesma massa, aquele que apresenta maior volume, apresenta menor densidade. Assim, o metal A é menos denso que o metal B.

Gabarito: A

Questão 55

A catástrofe de Tchernóbil (1986) foi o mais grave desastre tecnológico do século XX. As explosões lançaram na atmosfera diversos elementos radioativos. Hoje, uma em cada cinco pessoas nas fronteiras da Bielorússia vive em território contaminado. Em consequência da ação constante de pequenas doses de radiação, a cada ano, cresce no país o número de doentes de câncer, de deficientes mentais, de pessoas com disfunções neuropsicológicas e com mutações genéticas.

(Adaptado de Svetlana Aleksiévitch, Vozes de Tchernóbil. São Paulo: Companhia das Letras, 1997, p.10.)

A partir do documento acima e de seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.

a) A construção da Central Elétrica Atômica de Tchernóbil ocorreu em um momento de embate da URSS com o mundo ocidental capitalista. Tendo em vista que os elementos lançados ao ambiente têm tempos de meiavida curtos, novas tecnologias químicas conseguiram sanar os danos ambientais e humanos gerados pelo acidente.

b) O acidente de Tchernóbil é um marco do desmantelamento da URSS. O acidente gerou danos ambientais e humanos que não foram solucionados até hoje, uma vez que os elementos lançados ao ambiente têm tempos de meia-vida longos.

c) O acidente de Tchernóbil é um marco do fortalecimento da URSS. Ele gerou danos ambientais e humanos que não foram solucionados até hoje, uma vez que os elementos lançados ao ambiente têm tempos de meia-vida longos.

d) A construção da Central Elétrica Atômica de Tchernóbil ocorreu em um contexto de expansão das relações da URSS com a Coreia do Norte e a China. Tendo em vista que os elementos lançados ao ambiente têm tempos de meia-vida curtos, novas tecnologias químicas conseguiram sanar os danos ambientais e humanos gerados pelo acidente.

Resolução Comentada

Os poluentes radioativos apresentam tempo de meia-vida longo, por isso causa grandes impactos ambientais.

O acidente de Tchernóbil contribuiu para a o insucesso tecnológico das usinas nucleares da URSS e, assim, contribui para a destruição da URSS. (Para mais detalhes sobre os aspectos históricos e geopolíticos, consulte a resolução do Estratégia Vestibulares de geografia e história para a UNICAMP 2020).

Gabarito: B

Questão 56

Numa fritadeira a ar com potência de 1400 W, um pedaço de carne ficou pronto para ser consumido após 18 minutos de funcionamento do equipamento. Um cozimento semelhante foi realizado em menor tempo em um fogão a gás. Nesse caso, foram consumidos 16 gramas de gás propano, cuja reação de combustão é dada por:

$\large C_{3}H_{8}(g)+O_{2}(g)\rightarrow 3CO_{2}(g)+4H_{2}O(g);\Delta H=-2046\ kJ\ mol^{-1}$

Comparando os dois processos de cozimento, o consumo de energia foi maior empregando-se

a) o fogão a gás, sendo cerca de 1,5 vezes maior que o consumo da fritadeira a ar.

b) o fogão a gás, sendo cerca de 12 vezes maior que o consumo da fritadeira a ar.

c) a fritadeira a ar, sendo cerca de 6 vezes maior que o consumo do fogão a gás.

d) a fritadeira a ar, sendo cerca de 2 vezes maior que o consumo do fogão a gás.

Resolução Comentada

Calcula-se a energia emitida pela fritadeira de ar e pelo fogão de propano:

Fritadeira de ar em 18 minutos (ou $\large 18\cdot 60s$ )

$\large 1400W=\frac{1400J}{s}$

$\large \frac{1,4kJ}{s}\cdot 18 \cdot 60s=1512\ kJ$

Fogão de propano

$\large 2046\ kJ\ liberado\ ----\ 44g\ de\ C_{3}H_{8}$

$\large x\ kJ\ ----\ 16g\ de\ C_{3}H_{8}$

$\large x=744\ kJ$

Portanto, a fritadeira de ar consome mais energia.

$\large \frac{1512\ kJ}{744\ kJ}=2,03\ vezes$

Gabarito: D

É isso, pessoal! Espero que tenham curtido a resolução da prova de Química do vestibular UNICAMP 2020. Sigam-me nas redes sociais. Têm muitas dicas lá. Mande uma mensagem, caso tenha tido alguma dúvida. Abraços!

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