Semana 1 Química
Unicamp 2011 - 2a fase
Uma maneira de se produzir ferro metálico de uma forma "mais amigável ao meio ambiente" foi desenvolvida por dois cientistas, um norte-americano e um chinês, que constataram a surpreendente solubilidade dos minérios de ferro em carbonato de lítio líquido, em temperaturas ao redor de 800o C. No processo, a eletrólise dessa solução, realizada com uma corrente elétrica de alta intensidade, leva à separação dos elementos que compõem os minérios e à produção do produto desejado.
a) O artigo que relata a descoberta informa que os elementos que formam o minério são produzidos separadamente em dois compartimentos, na forma de substâncias elementares. Que substâncias são essas? Dê os nomes e as fórmulas correspondentes.
b) O processo atual de obtenção de ferro consiste na utilização de alto forno, que funciona a uma temperatura entre 1300 e 15003 C, com adição de carbono para a reação de transformação do minério. Considerando todas as informações dadas, apresente duas diferenças entre o processo atual e o novo. Explique, separadamente, como essas diferenças justificam que o novo processo seja caracterizado como "mais amigável ao meio ambiente".
Resposta:
a) Os minérios de ferro mais utilizados na produção desse metal são os óxidos, podendo ser escritos na forma Fex Oy. O processo novo descrito é a eletrólise dos minérios de ferro dissolvidos em carbonato de lítio líquido. Nesse processo, no catodo, os íons ferro são reduzidos a ferro metálico (Fe) e os íons óxido (O2-) são oxidados a gás oxigênio no anodo. Utilizando o minério de ferro Fe2 O3 como exemplo:
Dissociação:
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b) No processo atual, em alto forno, ocorre a liberação de CO2, principal gás estufa, pela queima do carvão coque e pelo processo de oxirredução:
Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Além disso, é liberado SO2 devido a impurezas de enxofre no carvão, o que ocasiona o fenômeno da chuva ácida. Poderíamos ainda ressaltar o fato de a temperatura utilizada no processo atual ser muito maior do que no processo eletrolítico.
Unicamp 2011 - 1a fase
O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito ao estoque de água doce. Estima-se em 1.400.000 km3 o volume total de água na Terra, sendo cerca de 35.000 km3 de água doce. Desses 35.000 km3, o Brasil possui 12%. Em alguns países, no entanto, a água doce tem que ser obtida pelo uso de metodologias complexas e caras. Uma proposta recente sugere a utilização de energia geotérmica (fluído geotérmico) para a obtenção de água dessalinizada a partir da água salgada. O esquema abaixo, em que as setas indicam o sentido dos fluxos, resume a metodologia a ser empregada.
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Considerando-se as informações do texto e o conhecimento químico, pode-se afirmar que, nesse processo, o fluído geotérmico entra em
Unicamp 2011 - 1a fase - Texto para as questões 1, 2 e 3
O vazamento de petróleo no Golfo do México, em abril de 2010, foi considerado o pior da história dos EUA. O vazamento causou o aparecimento de uma extensa mancha de óleo na superfície do oceano, ameaçando a fauna e a flora da região. Estima-se que o vazamento foi da ordem de 800 milhões de litros de petróleo em cerca de 100 dias.
Questão 2
Por ocasião do acidente, cogitou-se que todo o óleo vazado poderia ser queimado na superfície da água. Se esse procedimento fosse adotado, o dano ambiental
Unicamp 2009 - 2a fase
Na construção do Centro Olímpico de Tianjin, onde ocorreram os jogos de futebol, o teto foi construído em policarbonato, um polímero termoplástico menos denso que o vidro, fácil de manusear, muito resistente e transparente à luz solar. Cerca de 13.000 m2 de chapas desse material foram utilizados na construção.
a) A figura abaixo ilustra a separação de uma mistura de dois polímeros: policarbonato (densidade 1,20 g/cm3) e náilon (densidade 1,14 g/cm3). Com base na figura e no gráfico identifique os polímeros A e B. Justifique.
b) Qual deve ser a concentração mínima da solução, em gramas de cloreto de sódio por 100 gramas de água, para que se observe o que está representado na figura da esquerda?
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Resposta:
a) Analisando-se a figura, como o polímero A flutua na solução de cloreto de sódio e o polímero B afunda, o polímero A é menos denso que o B, sendo, respectivamente, o náilon e o policarbonato. O gráfico mostra ser possível uma solução aquosa de cloreto de sódio que separe os polímeros. Esta deve ter densidade maior que a do náilon (1,14 g/cm3) e menor que a do policarbonato (1,20 g/cm3).
b) Conforme discutido anteriormente, a densidade mínima da solução deve ser um pouco maior que 1,14 g/cm3, o que equivale a uma concentração um pouco maior que 3,7 mol NaCl/L, pelo gráfico.
Cálculo da massa total de 1 L de solução:
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Cálculo da massa de NaCl e H2 O presentes em 1 L de solução:
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Cálculo da massa de NaCl dissolvida em 100 g de H2O:
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Então, a concentração mínima deve ser um pouco maior que 23,4 g NaCl/100 g H2O.
Fuvest 2009 - 1a fase
A obtenção de água doce de boa qualidade está se tornando cada vez mais difícil devido ao adensamento populacional, às mudanças climáticas, à expansão da atividade industrial e à poluição. A água, uma vez captada, precisa ser purificada, o que é feito nas estações de tratamento. Um esquema do processo de purificação é:
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em que as etapas B, D e F são:
B - adição de sulfato de alumínio e óxido de cálcio,
D - filtração em areia,
F - fluoretação.
Assim sendo, as etapas A, C e E devem ser, respectivamente,
ITA 2009
Num experimento, um estudante verificou ser a mesma a temperatura de fusão de várias amostras de um mesmo material no estado sólido e também que esta temperatura se manteve constante até a fusão completa. Considere que o material sólido tenha sido classificado como:
I. Substância simples pura
II. Substância composta pura
III. Mistura homogênea eutética
IV. Mistura heterogênea
Então, das classificações anteriores está(ão) ERRADA(S):
ITA 2010
A figura apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que o calor é fornecido a uma velocidade constante de 500 cal min--1. Admite-se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de 1 atm durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas uma fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura:
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I. No segmento PQ ocorre aumento da energia cinética das moléculas.
II. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial.
III. O segmento QR é menor que o segmento ST porque o calor de fusão da substância é menor que o seu calor de vaporização.
IV. O segmento RS tem inclinação menor que o segmento PQ porque o calor específico do sólido é maior que o calor específico do líquido.
Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S):
