FUVEST 2018

Questão 53402

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) Considerando que aves apresentam estruturas especializadas ao voo, responda às questões propostas:

a) O que são ossos pneumáticos e porque são considerados como adaptações ao voo?

b) O que são sacos aéreos e porque são considerados como adaptações ao voo?

Questão 53418

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) Um novo sistema para captar água no deserto foi proposto por um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley. O sistema se baseia em compostos constituídos por íons metálicos conectados por moléculas orgânicas, os MOFs (Metal organic frameworks), de modo a gerar estruturas porosas, como mostrado na Figura A abaixo. O MOF foi inserido dentro de uma caixa coletora de água (Figura B). Durante a noite, a tampa da caixa fica aberta e o MOF captura água do ar do deserto, mantendo as moléculas de água aprisionadas dentro dos poros do material. No início do dia, a tampa é fechada e, com o calor, a água é expulsa do MOF e se condensa na tampa e nas paredes da caixa.

Fonte: Fathief, F. et at. Practical water production from desert air. Science Advances, 2018;4: eaat3198.

a) Considere o sistema em equilíbrio a seguir:

MOF (s) + xH₂O (g) ⇔ MOF • xH₂O (s)

A reação no sentido direto, que ocorre no sistema coletor de água durante a noite, é um processo endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta.

b) Considerando o equilíbrio do item "a" e comparando a situação em dois locais com diferentes condições de umidade relativa, o sistema de coleta terá maior eficiência na captura (sorção) de água no local de maior ou de menor unidade relativa? Por quê?

Questão 53480

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) A atividade mineradora ilegal na região da bacia amazônica tem sido apontada como causadora da contaminação de peixes por mercúrio. Em consequência, a ocorrência de doenças causadas por metais pesados tem aumentado significativamente, mesmo em pessoas que vivem a quilômetros de distância da região ribeirinha.

Na mineração do ouro, mercúrio metálico é empregado para gerar amálgama e assim extrair o metal nobre da natureza. Em seguida, o mercúrio vaporizado com uso de um maçarico é lançado para a atmosfera, deixando o ouro metálico.
Estima-se que 30 toneladas de mercúrio são despejadas por ano na Amazônia por garimpeiros ilegais, segundo o Carnegie Amazon Mercury Project-EUA.

Empregando-se tecnologias mais eficientes, é possível o uso mais racional do mercúrio na amalgamação do ouro.

Utilizando altas temperaturas e pressão, é possível obter amálgamas com ouro de composição Au₁₁Hg.

Dados

Massas molares: Au = 197 g mol^-1; Hg = 200 g mol^-1. Temperatura de ebulição: Au = 2836ºC; Hg = 357 ºC.

a) Calcule a massa necessária, em kg de mercúrio, descrita na tecnologia mais eficiente de amalgamação, para produzir 1 kg de ouro. Mostre o cálculo. Forneça o resultado com uma casa decimal (um algarismo significativo).

b) No processo rudimentar, a separação do ouro da amálgama é feita por vaporização. De modo a recuperar o mercúrio e evitar seu lançamento para a atmosfera, qual é a técnica de separação adequada para essa separação? Faça um esquema desse sistema de separação com os principais componentes e aponte claramente o local onde o mercúrio seria recuperado.

Questão 53481

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) O ácido etanoico, também conhecido como ácido acético, é responsável pelo cheiro e gosto ácido do vinagre. É usado na alimentação e na produção de plásticos, ésteres, acetatos de celulose e acetatos inorgânicos. O ácido acético é conhecido desde a Antiguidade, quando era obtido dos vinhos que azedavam. A reação química envolvida nesse processo está esquematizada a seguir:

Reagente + O₂ → Ácido acético

a) A que tipo de reação química pertence a transformação mostrada?

b) Forneça a estrutura química em grafia bastão do ácido acético.

c) Qual é a substância orgânica empregada como reagente dessa reação?

Questão 53482

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) A pilha de Daniell é muito utilizada como recurso didático para explicar a eletroquímica, uma vez que os eletrodos e as semirreações ocorrem em compartimentos (semicélulas) separados. É possível construir pilhas combinando diferentes semicélulas. Considere o conjunto de semicélulas disponíveis mostradas no quadro a seguir.

a) Qual combinação de semicélulas presentes no quadro fornecerá o maior valor de potencial padrão de pilha? Qual é esse valor?

b) Escreva a reação que ocorre no anodo da pilha selecionada no item “a”.

c) Escreva a reação que ocorre no catodo da pilha selecionada no item “a”.

Questão 53503

(UFPR  - 2018 - 2ª FASE) O principal pigmento laranja utilizado por séculos nas obras de arte por vários pintores era baseado em dois minerais, o orpimento (do latim “Auripigmentum”), de cor amarelo vivo, e o realgar, de cor vermelha. Ambos, naturalmente encontrados em emissões vulcânicas, são extremamente tóxicos, devido à presença de sulfetos de arsênio. O orpimento é constituído por As₂S₃ e realgar por As₄S₄. Os sulfetos de arsênio são pouco solúveis, porém, quando são oxidados pelo ar e na presença de umidade, convertem-se em arsenatos, como o H₂AsO_3^-, muito mais solúveis, o que potencializa a toxidez.

Dado: Enxofre pertence ao grupo do oxigênio (grupo XVI).

a) Qual é o valor do NOX do As no orpimento? Mostre como você determinou esse valor.

b) Qual é o valor do NOX do As no realgar? Mostre como você determinou esse valor.

c) Qual é o valor do NOX do As no arsenato indicado no texto? Mostre como você determinou esse valor.

d) A reação de oxidação do orpimento por oxigênio, que envolve ainda água e íons H⁺, produz o íon sulfato e o arsenato (H₂AsO₃^-). Escreva a equação balanceada dessa reação, acertando os coeficientes estequiométricos inteiros e menores possíveis e complete com as espécies faltantes no esquema indicado a seguir:

As₂S_3 (s) + O_2 (g) + ____ → H₂AsO₃- _(aq) + SO₂^2- _(aq) + ____

Questão 53504

(UFPR - 2018 - 2ª FASE)

A tabela periódica dos elementos é ordenada pelo número atômico de cada elemento. A sua organização é útil para relacionar as propriedades eletrônicas dos átomos com as propriedades (químicas) das substâncias. Além disso, pode ser usada para prever comportamentos de elementos não descobertos ou ainda não sintetizados. Considere os elementos ⁹X, ¹⁶Y e ¹⁹Z (X, Y, Z são símbolos fictícios).

a) Faça a distribuição eletrônica dos átomos X, Y e Z, indicando claramente a última camada preenchida.

b) A que período e grupo (ou família) pertencem os elementos X, Y e Z?

c) Coloque X, Y e Z em ordem crescente de raio atômico.

Questão 53516

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) As reações de substituição são muito importantes para a síntese orgânica, porque permitem a substituição de grupos funcionais. Nessas reações, um nucleófilo (Nu^-) ataca um carbono de outra molécula e desloca um grupo X presenteoriginalmente, conforme mostrado na Eq. 1.

A síntese de Williamson é um exemplo de reação de substituição em que o íon etóxido (EtO^-) reage com um halogeneto de alquila, como mostrado na Eq. 2.

a) Forneça o nome do halogeneto de alquila empregado na Síntese de Williamson da Eq. 2.

b) Forneça a estrutura química do produto indicado na Eq. 2.

c) A qual classe de substâncias orgânicas (função) pertence o produto indicado na Eq. 2?

Questão 53518

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) Numa pesquisa de opinião, eleitores foram perguntados se recordavam em quais candidatos a deputado (federal e estadual) haviam votado nas últimas eleições. Em um grupo de 2018 eleitores entrevistados, constatou-se que:

• 1492 eleitores recordavam para qual candidato a deputado federal haviam votado;
• 1278 eleitores recordavam para qual candidato a deputado estadual haviam votado;
• 347 eleitores não recordavam nenhum dos candidatos em que haviam votado.

a) Quantos desses eleitores entrevistados se recordavam de pelo menos um candidato (deputado estadual ou deputado federal) em que haviam votado?

b) Quantos eleitores recordavam os dois candidatos (deputado federal e estadual) em que haviam votado? E quantos recordavam apenas o candidato a deputado federal e apenas o candidato a deputado estadual em que haviam votado?

Coloque os resultados obtidos na tabela abaixo.

Questão 53542

(UFPR - 2018 - 2ª FASE) A distância que um automóvel percorre a partir do momento em que um condutor pisa no freio até a parada total do veículo é chamada de distância de frenagem. Suponha que a distância de frenagem d, em metros, possa ser calculada pela fórmula

,

sendo v a velocidade do automóvel, em quilômetros por hora, no momento em que o condutor pisa no freio.

a) Qual é a distância de frenagem de um automóvel que se desloca a uma velocidade de 40 km/h?

b) A que velocidade um automóvel deve estar para que sua distância de frenagem seja de 53,2 m?