FUVEST 2023

Questão 78801

(FUVEST - 2023)

O diamante, uma estrutura cristalina de carbono, é o material mais duro encontrado na natureza. Mastigar diamantes provavelmente quebraria os dentes e a sua ingestão causaria desconforto. Entretanto, há uma forma extravagante de ingerir um diamante, que é utilizá-lo para produzir água com gás, como no seguinte procedimento:

1 – O diamante triturado foi inserido dentro de um tubo de vidro;

2 – Foi injetado oxigênio gasoso no tubo de vidro, que foi aquecido com um maçarico;

3 – O gás produzido foi recolhido dentro de um tubo de ensaio imerso em nitrogênio líquido;

4 – Todo o sólido formado dentro do tubo de ensaio foi transferido para um cilindro de gás de volume interno de 1 L com a válvula fechada. Todo o CO₂ sublimou dentro desse cilindro;

5 – O cilindro de gás foi então conectado a uma garrafa de água, que foi gaseificada com a abertura da válvula do cilindro.

a) Com base no esquema, a temperatura de fusão do N₂ é maior, menor ou igual a temperatura de fusão do CO₂?

b) Se um experimento exatamente igual for realizado trocando o volume de diamante utilizado pelo mesmo volume de grafite, a quantidade de CO₂ formado ao fim do processo será menor, igual ou maior? Explique.

c) Partindo-se de 3 g de diamante, qual a massa de gelo seco obtida? Qual será a pressão gerada pelo CO₂(g) dentro do cilindro de gás a 27 °C? Considere que o rendimento do experimento é de 100%.

Note e adote:

Densidade (g/cm³): Grafite = 2,0; Diamante = 3,5.

Massas molares (g/mol): C = 12; O = 16.

Constante universal dos gases ideais: .

Questão 78802

(FUVEST - 2023)

Em laboratório, os peptídeos podem ser sintetizados com reagentes que promovem a ligação entre diferentes aminoácidos. O EDC é um composto que pode ser utilizado em solução aquosa com essa finalidade, como representado a seguir:

Um reagente similar chamado de DCC, representado acima, também pode ser utilizado para promover o mesmo tipo de reação, mas não é indicado para o uso em meios polares, como soluções aquosas.

a) Escreva, no quadro da folha de respostas, a estrutura do subproduto formado quando DCC é utilizado em substituição ao EDC.

b) O DCC é menos adequado para ser utilizado em solução aquosa do que o EDC por ser menos solúvel. Indique, no quadro da folha de respostas, quais tipos de interações intermoleculares justificam a diferença de solubilidade de cada uma dessas espécies em água. Um dos métodos utilizados para quantificar proteínas é o método de Kjeldahl, no qual é realizada a determinação da quantidade de matéria nitrogenada total em uma amostra. Esse método consiste em degradar toda a proteína de forma que todos os átomos de nitrogênio da amostra sejam convertidos em sulfato de amônio.

c) Considere uma amostra de 550,2 mg de um peptídeo de fórmula molecular que foi submetida ao método de Kjeldahl. Calcule a quantidade total máxima de mols de sulfato de amônio que seria produzida pela análise dessa amostra utilizando esse método.

Note e adote:

Massa molar do .

Questão 78803

(FUVEST - 2023)

Os acontecimentos globais recentes mostraram a importância da oferta de fertilizantes nitrogenados, como amônia e ureia, para a manutenção da segurança alimentar da população mundial. As mudanças na disponibilidade de gás natural impactam diretamente a produção de fertilizantes nitrogenados. As reações a seguir mostram o processo de formação de amônia e ureia a partir do gás natural:

Com base nessas informações e seus conhecimentos, responda:

a) Qual o principal componente do gás natural utilizado na produção de fertilizantes nitrogenados?

b) Uma outra forma de gerar H2 para a reação II é por meio da eletrólise da água utilizando energia solar. Escreva a equação balanceada da reação de eletrólise da água. Dê um argumento que justifique essa fonte de hidrogênio tornar o processo mais sustentável.

c) O Brasil consome cerca de 6 milhões de toneladas de ureia por ano. Considerando que toda a produção de ureia tenha o metano como partida, qual a massa, em toneladas, de gás natural necessária para a obtenção de 6 milhões de toneladas de ureia? Considere que o metano corresponde a 50%, em massa, de gás natural.

Note e adote:

Massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16.

Questão 78804

(FUVEST - 2023)

O escurecimento de joias e artigos de prata ocorre devido à reação da prata, na presença de oxigênio atmosférico, com compostos de enxofre presentes no próprio ambiente, formando o sulfeto de prata, que é um composto de coloração preta. Essa reação é representada a seguir:

Uma das receitas caseiras para o clareamento da prata é descrita a seguir:

1. Adicionar uma solução aquecida de água, sal de cozinha e bicarbonato de sódio em um recipiente forrado internamente com papel alumínio;

2. Adicionar o objeto de prata no recipiente com a solução e deixar reagir por 3 minutos;

3. Retirar o objeto de prata, lavar com água em abundância e secar.

Considerando que os potenciais padrão de redução do Al³⁺ e do Ag₂S são:

a) Escreva, no quadro da folha de respostas, o número de oxidação da prata antes do escurecimento e no composto formado depois do escurecimento.

b) Escreva a equação global balanceada e calcule a diferença de potencial da reação de clareamento da prata (restituição da prata metálica).

c) Outra receita caseira envolve o uso de pasta de dente, que contém fluoreto, na limpeza de objetos de prata por abrasão e polimento da sua superfície. Considerando que o potencial de redução (E°) do flúor é de +2,87 V, a presença de fluoreto contribui para a limpeza da prata? Justifique com base no potencial da reação global.

Questão 78805

(FUVEST - 2023)

Um processo típico de adulteração do leite envolve uma simples diluição com água. Essa adulteração pode ser avaliada pela quantidade de proteína na amostra. Segundo pesquisadores do CENA-USP (Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade São Paulo), as proteínas do leite podem ser precipitadas com sulfato de cobre em meio salino por efeito dos íons Cu²⁺. Pela quantidade de Cu²⁺ remanescente em solução, é possível calcular, por diferença, a quantidade de proteína na amostra.

a) Esboce, na folha de respostas, um gráfico da variação da concentração de proteína em função do volume de água adicionado ao leite.

b) Suponha que uma amostra de 1L de leite não adulterado foi tratada com uma certa quantidade de sulfato de cobre, de modo que toda a proteína presente na amostra fosse precipitada. Se essa mesma quantidade de sulfato de cobre for utilizada em 1L de uma amostra de leite adulterado por diluição, a solução remanescente terá menor, maior ou a mesma concentração de Cu2+ livre em solução? Justifique.

c) Uma forma de quantificar os íons Cu²⁺ na solução remanescente é por meio de titulação utilizando um agente complexante como o EDTA, que se liga ao Cu²⁺ formando um complexo estável de coloração azul. Sabendo que o ponto final da titulação de 10 mL da solução remanescente ocorre quando 25 mL de EDTA 0,01 mol/L são utilizados para complexar o Cu²⁺, calcule a concentração de Cu²⁺, em mol/L, nessa solução, considerando que a estequiometria do Cu²⁺ com EDTA é de 1:1, ou seja, na viragem, o número de mols de EDTA e de Cu²⁺ são iguais.

Questão 78806

(FUVEST - 2023)

O gráfico mostra a cobertura do solo em 1985 e 2021 em seis estados brasileiros. Em cada barra, o azul escuro representa vegetação nativa e o azul claro, ambientes antrópicos.

a) Qual bioma brasileiro predomina nos estados do Paraná, Espírito Santo e Rio de Janeiro?

b) Cite uma característica abiótica típica do bioma brasileiro no qual estão inseridos os estados de Rondônia, Pará e Acre? Cite uma consequência, para a biodiversidade, da perda da vegetação natural que vem ocorrendo nesse mesmo bioma.

c) Considerando os seis estados, cite os dois onde houve maior diminuição na proporção de vegetação nativa entre 1985 e 2021. Qual causa histórico-temporal explica a predominância de ambientes antrópicos já em 1985 nos estados do Paraná, Espírito Santo e Rio de Janeiro?

Questão 78807

(FUVEST - 2023)

Os rins em vertebrados são órgãos do sistema excretor e osmorregulador com estruturas filtrantes, chamadas néfrons, que são capazes de regular a quantidade de água e sais a serem excretados ou reabsorvidos. A função e a anatomia renal podem ser moduladas a depender das diferentes condições ambientais e fisiológicas.

a) O que acontece com o volume de urina produzido quando há liberação do hormônio antidiurético (ADH)?

b) Observando a ilustração das células epiteliais de cada segmento do néfron (1 a 7), indique aquele que mais reabsorve o conteúdo filtrado. Justifique a sua resposta.

c) O castor e o rato canguru são dois roedores com habitats distintos. O castor é semiaquático e vive nas proximidades de rios em florestas temperadas, já o rato canguru vive nos desertos da América do Norte. Considerando a relação entre a área ocupada pelos néfrons e a concentração da urina nessas duas espécies, complete o gráfico da folha de respostas com as respectivas posições ocupadas pelo rato canguru e pelo castor.

Questão 78808

(FUVEST - 2023)

“Um homem que vive com HIV desde a década de 1980 foi curado. Este é apenas o quarto caso do tipo no mundo. Ele recebeu um transplante de medula óssea para tratar uma leucemia que desenvolveu aos 63 anos, e o doador era naturalmente resistente ao vírus. A equipe médica responsável pelo seu tratamento decidiu que ele precisava do transplante para substituir sua medula óssea doente por células normais. O HIV entra nos glóbulos brancos do nosso corpo usando uma porta microscópica - uma proteína chamada CCR5. No entanto, algumas pessoas, incluindo o doador, têm mutações no gene CCR5 que fecham essa porta e impedem a entrada do vírus.”

Disponível em https://www.bbc.com/portuguese/geral-62324526. Adaptado.

O HIV liga-se ao receptor CCR5 durante o processo de infecção dos glóbulos brancos. A mutação delta 32 do CCR5 inviabiliza sua inserção na membrana plasmática impedindo a entrada do HIV conforme ilustrado a seguir:

a) Cite outra infecção sexualmente transmissível, além da AIDS.

b) Um laboratório de análises clínicas possui amostras de sangue e mucosa bucal colhidas do paciente antes do transplante e após 1 ano do procedimento. Qual dessas 4 amostras é a indicada para confirmar a presença da mutação no gene CCR5 no paciente curado? Justifique sua resposta.

c) Considerando a estrutura dos genes eucarióticos, a deleção de 32 pares de bases aconteceu em que parte do gene CCR5? Justifique sua resposta.

Questão 78809

(FUVEST - 2023)

Em um experimento, pesquisadores filmaram os folíolos da leguminosa Mimosa pudica (popularmente conhecida como “dormideira” ou “sensitiva”) ao serem estimulados mecanicamente no tempo 0 s e seu comportamento durante os 12 minutos seguintes, conforme a sequência de fotos:

a) O mecanismo do movimento de fechamento dos folíolos nas dormideiras difere de qualquer mecanismo de movimentos que ocorre em animais. Cite um tipo de célula envolvida em movimentos nos animais, mas que não está presente em plantas.

b) Represente, nos gráficos da folha de respostas, as curvas resultantes dos processos de fechamento (Gráfico I) e de reabertura (Gráfico II) dos folíolos.

c) O comportamento de fechamento dos folíolos tem um papel no balanço energético da planta, isto é, quanta energia a planta produz e gasta. Cite um processo envolvido nesse balanço energético e justifique sua resposta.

Note e adote:

Para o item b), considere os folíolos totalmente abertos e totalmente fechados como 0% e 100%, respectivamente.

Questão 78810

(FUVEST - 2023)

A figura a seguir mostra uma composição ideal e balanceada de sete grupos alimentares em uma dieta considerada saudável para uma pessoa de 30 anos (I) e os valores médios correspondentes às dietas que ocorrem em países da América Latina (II), Estados Unidos e Canadá (III) e África Subsaariana (IV). Esse mesmo estudo vai além e considera importante que a saúde humana seja conjugada à saúde planetária, para que haja uma produção sustentável de alimentos para uma população mundial crescente. Ou seja, é importante entender que a produção de alimentos tem uma demanda ambiental que deve ser considerada para se conseguir um sistema de produção global sustentável.

a) Em qual grupo alimentar espera-se encontrar alimentos com maior teor de vitamina C (ácido ascórbico)?

b) Dentre os 21 picos das regiões II, III e IV, aponte aquele que apresenta a maior diferença proporcional em relação à dieta considerada como saudável (I). Cite uma consequência negativa à saúde que este consumo inadequado pode causar.

c) Escolha dois grupos alimentares e cite, para cada um: um exemplo de produto deste grupo alimentar e um impacto ambiental decorrente da produção não sustentável deste produto. Utilize a tabela específica da folha de respostas.