Questões PAS

1a Etapa UnB

Química

PAS-2012

Os processos I e II, indicados na figura acima, são necessários quando a biomassa é utilizada na geração de energia.

Nos dois processos, a etapa de combustão resulta em pelo menos dois produtos: gás carbônico (CO2) e vapor de agua (H2O).

Considerando esses dados e a fórmula do etanol (C2H5OH), julgue os itens a seguir.

C2H5OH C = 12 x 2 = 24H = 1 x 6 = 6O = 16 x 1 = 16

24 + 6 + 16 = 46

A massa molar do etanol corresponde a 46 g/mol.

• No caso de combustão completa do etanol, a seguinte

equação está de acordo com a lei de conservação das

massas:

C2H5OH(l) + O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g).

Resposta: ErradoFazendo o balanceamento, temos:

C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g).

Considere que, a partir de determinada biomassa, foram obtidas

duas amostras de igual massa, uma pulverizada e outra em

cavacos, as quais serão submetidas a etapa de combustão no

processo I, representado na figura. Nessa situação, se ambas as

amostras forem submetidas a combustão nas mesmas condições,

a reação mais rápida ocorrera com a amostra em cavacos.

Resposta: ErradoQuanto maior a área de contato, maior será a velocidade da reação, logo, a pulverizada será maior rápido.

Na agroindústria da cana-de-açúcar, o principal açúcar obtido pela evaporação do caldo da cana e a sacarose, um sólido branco cuja formula e C12H22O11. Em 100 mL de água à 15 °C, a solubilidade da sacarose é de, no máximo, 197 g e, à 100 °C, é de, no máximo, 487 g. A partir de 160 ºC, temperatura aproximada de fusão desse açúcar, inicia-se a formação de caramelo de cor escura e parda, em processo cinético que não pode ser revertido.

Originado do caldo de cana, o açúcar bruto, de cor escura é fabricado em engenhos com equipamentos simples e rústicos, apresenta de 65% a 84% de sacarose. O açúcar de usinas, produzido em instalações de grande capacidade, apresenta 99% de sacarose, na forma de cristais brancos. No engenho ou na usina, a cana é moída, e o caldo, evaporado. Nas usinas, a evaporação é realizada em várias etapas e sob vácuo. O primeiro vaso evaporador trabalha a pressão aproximada da atmosfera, em temperatura de 101 ºC; nos três evaporadores seguintes, a pressão é inferior à da atmosfera e as temperaturas são respectivamente de 92 ºC, 75 ºC e 56 ºC. Após a etapa de evaporação, ocorre a cristalização, obtendo-se o açúcar na forma sólida e branca.

Resposta: Correto

Massa molar da sacarose: C12H22O11:C = 12 x 12 = 144H = 1 x 22 = 22O = 16 x 11 = 176

144 + 22 + 176 = 342 g/mol

Na obtenção de 1 kg de açúcar bruto, de engenho, o

rendimento não ultrapassa 2,5 mols de sacarose.

1 mol ---- 342 g

Massa sacarose = 1 kg = 1000 g

x ---- 1000 g x = 2,9 mol

Considerando um rendimento de pelo menos 65%:

... fabricado em engenhos com equipamentos simples e rústicos, apresenta de 65% a 84% de sacarose

No texto:

2,9 mol --- 100% x ---- 84 %

x = 2,4 mol

Na obtenção de 1 kg de açúcar bruto, de engenho, o rendimento não ultrapassa 2,5 mols de sacarose

No item:

Logo, está correto, pois 2,4 mol < 2,5 mol

Na obtenção do açúcar por eliminação da água, a solução vai-se

tornando mais concentrada, o que exige temperaturas cada vez mais

altas para a vaporização do solvente. No processo de evaporação

realizado em usina, a temperatura de ebulição depende da pressão,

e a sacarose não se decompõe.

Resposta: Correto• Quanto mais concentrada a solução, maior a temperatura

de ebulição, pois quanto mais partículas dissolvidas, mais difícil a saída da água na evaporação.

• A pressão afeta na temperatura de ebulição, pois, quanto maior a pressão, mais difícil a evaporação, logo, aumenta a temperatura de ebulição.

Considere que 420 g de sacarose sejam dissolvidos em 100 mL de

água fervente e que, a seguir, o sistema seja resfriado até a

temperatura de 15 ºC. Nesse caso, ocorrerá a deposição de massa

de açúcar cristalizado superior a metade da massa inicialmente

dissolvida.

Resposta: Correto

Em 100 mL de água à 15 °C, a solubilidade da sacarose é de, no máximo, 197 g e, à 100 °C, é de, no máximo, 487 g.

No texto:

Solubilidade à 15ºC: 197 g / 100 mL H2O

Solubilidade à 100ºC: 487 g / 100 mL H2O

420 g de sacarose sejam dissolvidos em 100 mL de água fervente e que, a seguir, o sistema seja resfriado até a temperatura de 15 ºC.

No item:

Solubilidade à 15ºC: 197 g / 100 mL H2O

420 g – 197 g = 223 g não dissolvem

... Nesse caso, ocorrerá a deposição de massa de açúcar cristalizado superior à metade da massa inicialmente dissolvida.

No item:

Massa inicial: 420 g

Massa depositada: 223 g

metade = 210 g

Superior à metade: 223 > 210 g

Considerando que uma pessoa ingeriu uma bebida a que havia

adicionado um sache de 6 g de açúcar com 95% em massa de

sacarose, conclui-se que a quantidade de moléculas de sacarose

ingeridas por essa pessoa foi igual a

A. 1,0 × 1022.

B. 6,0 × 1022.

C. 1,0 × 1023.

D. 6,0 × 1023.

Cálculo de 95% da massa (6 g):

6 g --- 100 % x --- 95 % x = 5,7 g

Cálculo do número de moléculas:

1 mol --- 342 g --- 6.1023 moléculas 5,7 g --- x

x = 5,7 . 6.1023

342 = 0,1 . 1023 = 1022 moléculas

letra A

Um atleta resolveu perder peso subindo e descendo, tão rápido quanto possível, uma escada de 100 degraus, medindo cada um deles 0,15 m de altura. Ele estabeleceu a meta de subir a escada em 80 segundos. O atleta tem massa igual a 80 kg, e a eficiência de seus músculos e de 20%, ou seja, de 100 J de gordura metabolizada, dos quais 20 J são utilizados para realizar o trabalho mecânico de subir a escada, sendo o restante eliminado na forma de calor.

Resposta: Errado

O corpo resfria porque a água (do suor) para evaporar precisa de calor (cedido pelo corpo).

Logo, a água absorve calor do corpo para evaporar, então é um processo endotérmico.

A evaporação do suor no resfriamento do corpo do

atleta e um processo exotérmico, o qual envolve

transferência de energia.

Pas-2011

O petróleo bruto é um material fluido, de fácil transporte, que apresenta

principalmente compostos de carbono e hidrogênio. Na figura acima, são

apresentados diversos tipos de combustíveis e produtos extraídos do petróleo

bruto. Considerando a figura e a tabela apresentadas, julgue os itens a seguir.

Os combustíveis derivados do petróleo são obtidos pelo processo de

decantação fracionada do petróleo bruto.

Errado. Os combustíveis derivados do petróleo são obtidos pelo processo de

destilação fracionada do petróleo bruto.

A destilação fracionada serve para separar uma mistura homogênea composta por dois

líquidos, com ponto deebulição diferentes.

Destilação fracionada

Destilação fracionada do petróleo

Considere que a transformação de querosene em gasolina seja

representada pela equação a seguir, em que m e n são números

inteiros positivos.

Nesse caso, o processo é químico, diferentemente do processo que

ocorre na torre de separação, que é físico.

Correto. Toda transformação química existe a formação de novas substâncias

e, a físicas, não.

Na torre de separação, a temperatura deve ser heterogênea, com

intensidade que aumente de cima para baixo, uma vez que, quanto

maior for a faixa de massa molecular e de quantidade de carbonos,

maior será a faixa de ebulição da fração de moléculas.

Correto.

Na figura acima, uma ilustração da molécula de ácido ascórbico — vitamina C —, as esferas pretas, vermelhas e cinza representam, respectivamente, átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio.

Considerando essas informações, julgue os itens que se seguem.

Correto.

1 dia ------ 60 mg

300 dias ------ xx = 300 x 60 = 18.000 mg = 18 g

Um indivíduo que ingerir diariamente 60 mg de vitamina

C consumirá, em 300 dias, menos de 20 g de ácido

ascórbico.

Correto.

Pretas – C – 12 uVermelha – O – 16 uCinza – H – 1 u

C6H8O6

Massa Molar = 12x6 + 1x8 + 16x6 = 176

1 mol ------ 176 g ------ 6.1023 moleculas352 g ------ x

x = 12 . 1023 moleculas

Em 352 g de ácido ascórbico, existem mais de 1024

moléculas desse composto

x = 1,2 . 1024 moleculas

Na composição centesimal em massa do ácido ascórbico,

a contribuição do oxigênio é menor que 50%.

C6H8O6

Massa da molécula = 12x6 + 1x8 + 16x6 = 176 u

176 --- 100 % 96 --- x x = 54 %

Massa do O = 16x6 = 96 u

Errado. 54,5 % > 50 %

PAS - 2010

Na tabela periódica, os elementos químicos são dispostos de

maneira sistemática em função de suas propriedades.

Recentemente, essa sistemática foi usada no projeto Printmaking,

que envolveu 96 artistas de vários países — Austrália, Canadá, Inglaterra,

Alemanha, Itália, Japão, Escócia e Estados Unidos da América —, na promoção

da integração entre ciência e arte, por meio da releitura da tabela periódica.

Foram utilizadas várias técnicas, como gravura, litografia e serigrafia

na produção de 118 obras de arte, uma para cada um dos elementos químicos

conhecidos.

Os modelos de tabela periódica de Mendeleyev e Moseley têm em comum a sugestão de que as propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função das suas massas atômicas crescentes.

Mendeleev e Meyer listaram os elementos químicos conhecidos em ordem crescente de massa atômica. Entretanto, tal classificação conferia alguns problemas à tabela de Mendeleev.

Moseley chegou-se à conclusão que os elementos ficariam em um padrão ainda mais regular quando arranjados em uma tabela em ordem crescente de seu número atômico, ao invés da massa atômica.

Errado.

Os gases nobres apresentam altos pontos de fusão e ebulição, uma vez que, nesses gases, as forças interatômicas de atração são muito intensas.

Os  gases têm forças intermoleculares muito fracas, por isso têm baixo pontos de fusão e de ebulição.

Errado.

Considerando-se que o lítio se combina com o flúor para formar um composto iônico de fórmula LiF, é correto afirmar que, na formação da ligação iônica desse composto, há transferência de um elétron do elemento com maior número de elétrons para o elemento com menor número de elétrons.

Lítio – Metal alcalino – Família 1 ou 1A

Errado.

Flúor – Halogênio – Família 17 ou 7A1 elétron no último nível

7 elétron no último nível

LiFLi F

menor número de elétron

maior número de elétron

Da combinação do cálcio com o oxigênio forma-se o composto molecular CaO, que apresenta propriedades alcalinas, tal como o CO2.

O CaO é um óxido básico, por ser formado por um metal.

Errado.

CaO + H2O Ca(OH)2

Reage com água, formando uma BASE:

O CO2 é um óxido ácido, por ser formado por um ametal.

CO2 + H2O H2CO3

Reage com água, formando um ÁCIDO:

O termo “afinidade eletrônica” pode ser corretamente definido como

A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons.

B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons.

C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental.

D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental.

Letra C.

A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons. (ELETRONEGATIVIDADE)

B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons. (ELETROPOSITIVIDADE)

C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado  a  um  átomo  isolado,  na  fase  gasosa,  em seu  estado  fundamental.(ELETROAFINIDADE  ou AFINIDADE ELETRÔNICA)

D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. (POTENCIAL DE IONIZAÇÃO)

Letra C.

O cientista neozelandês Ernest Rutherford, ganhador do prêmio Nobel de Química, em 1908, propôs um modelo atômico baseando-se em experimentos com radioatividade. Para comprovar a eficiência de seu modelo, ele realizou o experimento esquematizado na figura acima, no qual uma fina lâmina de ouro foi bombardeada por um feixe de partículas alfa, produzindo uma imagem em um detector de partículas. Ele observou que parte das partículas alfa mudava a direção de sua trajetória ao encontrar a lâmina.

De acordo com o modelo proposto por Rutherford para os átomos, os desvios das partículas alfa, ao atravessarem a lâmina de ouro, são devidos, principalmente, à presença de grande quantidade de elétrons nos átomos de ouro da lâmina.

Errado. Os desvios ocorriam devido à repulsão: como as partículas alfa eram positivas, deduziu-se que o núcleo também tinham cargas positivas.

O modelo planetário de Rutherford foi considerado falho posteriormente à sua apresentação, pois não poderia ser explicado em termos da física conhecida à época. O modelo proposto por Bohr para o átomo foi uma tentativa de superação dessas dificuldades e representou importante passo em direção ao estabelecimento da física quântica moderna.

Certo.

Bohr propôs a quantização dos níveis, ou seja, cada nível teria uma energia própria.

A equação abaixo representa uma reação nuclear em que o rádio-226 sofre decaimento radioativo, formando o elemento radônio de número atômico 86 e uma partícula alfa, de número de massa 4.

Certo. 226 – 222 = 4

Ocorreu uma redução da massa atômica de 4 unidades e 2 unidades do nº atômico (nº de prótons).

42

Nº de massa

Nº atômico

88 – 86 = 2

O Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) planeja, para 2012, sua expansão.

A meta é a integração de uma planta de demonstração de etanol celulósico

em uma unidade industrial associada ao CTC. Um projeto já em

funcionamento em Piracicaba (SP) produz 1 mil litros de álcool de segunda

geração por dia. O etanol de segunda geração é oriundo do bagaço e da

palha da cana-de-açúcar, formados por celulose. Tais matérias-primas são

hidrolisadas por enzimas até chegarem aos processos de fermentação e

destilação. Uma das vantagens dessa abordagem é reduzir a competição

entre biocombustíveis e alimentos, produzindo-se, no caso do

aproveitamento do bagaço, mais etanol por área plantada. Segundo o CTC,

uma usina que produz 1 bilhão de litros de etanol de primeira geração

poderá produzir, com a integração, mais 400 milhões de litros de etanol

celulósico utilizando o mesmo volume de cana.

Considerando-se que o álcool etílico gera calor segundo a reação representada pela equação a seguir, é correto afirmar que essa equação corresponde a uma reação endotérmica com variação de entalpia menor que zero.

C2H6O(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + calor.

Errado. A reação é exotérmica, pois ocorre liberação de calor, então a variação de entalpia é maior que zero.

Com base nessas informações, julgue os itens de 99 a 105, e faça o que se pede no item 106, que é do tipo  B, considerando que uma área de 90 hectares (900.000 m2) produz 80 toneladas, por hectare, de cana-de-açúcar e que, com uma tonelada de cana-de-açúcar, são produzidos 80 litros de etanol de primeira geração.

Reagente Produto

Como HP > HR ΔH > 0O ΔH das reações endotérmicas é positivo.

ΔH = HP - HR

A quantidade de calor liberada na combustão de determinada massa de etanol pode ser obtida conhecendo-se o calor específico desse álcool e a variação de temperatura que ocorre nessa reação química de combustão.

Certo.

Se a fermentação da glicose (C6H12O6) pelo micro-organismo Saccharomyces cerevisiae produz etanol e dióxido de carbono, então a equação balanceada abaixo representa essa reação química.

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2.

Certo.

Considerando que a hidrólise da celulose possa gerar gás metano de acordo com a reação apresentada a seguir, calcule, em kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a 810.000 u, é completamente hidrolisado. Após efetuar todos os cálculos solicitados, despreze, para marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado obtido, caso exista.

(C6H10O5)n + n H2O 3n CH4 + 3n CO2

240

n = 810.000 : 162 = 5000

Massa molecular do C6H10O5 = 12.6 + 1.10 + 16.5 = 162 u

(C6H10O5)5000 + 5000 H2O 3.5000 CH4 + 3.5000 CO2

(C6H10O5)5000 + 5000 H2O 15000 CH4 + 15000 CO2

(C6H10O5)5000 + 5000 H2O 15000 CH4 + 15000 CO2

... calcule, em  kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a 810.000 u, é completamente hidrolisado

1 mol ---------------------------- x

Massa molar do CH4 = 16 g

1 mol ---------------------------- 15.000 x 16 g

x = 240.000 gramas

x = 240 kg

(C6H10O5)5000 + 5000 H2O 15000 CH4 + 15000 CO2

... calcule, em  kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a 810.000 u, é completamente hidrolisado

1 mol ---------------------------- x

Massa molar do CH4 = 16 g

1 mol ---------------------------- 15.000 x 16 g

x = 240.000 gramas

x = 240 kg