Questões de Química - UNICAMP 2007 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2007)A populao humana tem crescido inexoravelmente, assim como o padro de vida. Consequentemente, as exigncias por alimentos e outros produtos agrcolas tm aumentado enormemente e hoje, apesar de sermos mais de seis bilhes de habitantes, a produo de alimentos na Terra suplanta nossas necessidades. Embora um bom tanto de pessoas ainda morra de fome e um outro tanto morra pelo excesso de comida, a soluo da fome passa, necessariamente, por uma mudana dos paradigmas da poltica e da educao. No tendo, nem de longe, a inteno de aprofundar nessa complexa matria, essa prova simplesmente toca, de leve, em problemas e solues relativos ao desenvolvimento das atividades agrcolas, mormente aqueles referentes Qumica. Sejamos crticos no trato dos danos ambientais causados pelo mau uso de fertilizantes e defensivos agrcolas, mas no nos esqueamos de mostrar os muitos benefcios que a Qumica tem proporcionado melhoria e continuidade da vida. As plantas estocam suas reservas de acar como amido nas formas de amilose e amilopectina. A amilose mais dificilmente transformada nos seus acares constituintes; consequentemente, alimentos ricos em amilose conduzem a um ndice glicmico mais baixo do que aqueles ricos em amilopectina. Por conta disso, pesquisadores tm desenvolvido gros vegetais em que a relao entre as quantidades dessas duas formas de amido diferente da que se verifica na planta original. O principal interesse dessas pesquisas diz respeito melhoria da sade humana pelo uso desses produtos como coadjuvantes no tratamento de certas doenas e no controle de peso corporal. a) De acordo com o texto e com seus conhecimentos sobre cincias, d o nome de uma doena cujo tratamento poderia utilizar os produtos resultantes dessas pesquisas. b) Se voc fosse fabricar um alimento indicado para pessoas que precisassem controlar o peso em valores baixos, que tipo de cereal voc usaria preferencialmente: com alto ou baixo teor de amilopectina em relao amilose? c) Tambm de acordo com o texto, explique resumidamente o que o ndice glicmico.

(UNICAMP - 2007)Os agentes organofosforados tiveram grande desenvolvimento durante a segunda guerra mundial nas pesquisas que visavam produo de armas qumicas. Mais tarde, constatou-se que alguns desses compostos, em baixas concentraes, poderiam ser usados como pesticidas. Dentre essas substncias destacou-se o glifosato (molcula abaixo representada), um herbicida que funciona inibindo a via de sntese do cido chiqumico (cido 3,4,5-trihidroxi-benzico), um intermedirio vital no processo de crescimento e sobrevivncia de plantas que competem com a cultura de interesse. Essa via de sntese est presente em plantas superiores, algas e protozorios, mas ausente nos mamferos, peixes, pssaros, rpteis e insetos. a) Ao se dissolver o glifosato em gua, a soluo final ter um pH maior, menor ou igual ao da gua antes da dissoluo? Escreva uma equao qumica que justifique a sua resposta. b) O texto fala do cido chiqumico. Escreva a sua frmula estrutural, de acordo com seu nome oficial dado no texto. c) Imagine uma propaganda nos seguintes termos: USE O GLIFOSATO NO COMBATE MALRIA. MATE O Plasmodium falciparum, O PARASITA DO INSETO RESPONSVEL POR ESSA DOENA. De acordo com as informaes do texto essa propaganda poderia ser verdadeira? Comece respondendo com SIM ou NO e justifique.

(UNICAMP - 2007) O acar O branco do meu acar que adoar o meu caf nesta manh em Ipanema no foi produzido por mim nem surgiu dentro do aucareiro por milagre Vejo-o puro e afvel ao paladar como beijo de moa, gua na pele, flor que se dissolve na boca. Mas este acar no foi feito por mim Este acar veio da mercearia da esquina e tampouco o fez o Oliveira, dono da mercearia. Este acar veio de uma usina de acar do Pernambuco ou do Estado do Rio e tampouco o fez o dono da usina. Este acar era cana e veio dos canaviais extensos que no nascem por acaso no regao do vale. Em lugares distantes, onde no h hospital nem escolas, homens que no sabem ler e morrem de fome aos 27 anos plantaram e colheram a cana que viraria acar. Em usinas escuras, homens de vida amarga e dura produziram este acar branco e puro com que adoo meu caf esta manh em Ipanema (Ferreira Gullar, Dentro da noite veloz. Rio de Janeiro: Civilizao Brasileira, 1975) O poema apresentado na coletnea faz aluso ao acar da cana. A preocupao do poeta no com a qumica, embora passagens do poema possam permitir alguma leitura nessa rea. Nas questes a serem respondidas, sero citadas algumas passagens do poema, que, sugerimos, seja lido no todo para facilitar as respostas. a) No incio o poeta fala em branco acar e depois usa vejo-o puro. Justifique, sob um ponto de vista qumico, por que nem sempre apropriado associar as palavras branco e puro. b) Mais frente, o poeta usa a construo: flor que dissolve na boca. Se essa frase fosse usada por um qumico, como ele justificaria, atravs de interaes intermoleculares, o processo mencionado? c) Quase ao final, o poeta usa a expresso: plantaram e colheram a cana que viraria acar. Se um qumico estivesse usando essa frase numa explanao sobre o processo de fabricao do acar, muito provavelmente ele colocaria, aps a palavra cana, uma sequncia de termos tcnicos para descrever o processo de obteno do acar, e eliminaria as palavras que viraria acar. A seguir so listados os termos que o qumico usaria. Coloque-os (todos) na seqncia certa que o qumico usaria ao descrever a produo do acar, reescrevendo a frase completa: secaram-no, cristalizaram o acar, ensacando-o, concentraram o caldo, moeram-na, centrifugaram-no.

(UNICAMP - 2007)O nitrognio um macro-nutriente importante para as plantas, sendo absorvido do solo, onde ele se encontra na forma de ons inorgnicos ou de compostos orgnicos. A forma usual de suprir a falta de nitrognio no solo recorrer ao emprego de adubos sintticos. O quadro abaixo mostra, de forma incompleta, equaes qumicas que representam reaes de preparao de alguns desses adubos. a) Escolha no quadro as situaes que poderiam representar a preparao de uria e de sulfato de amnio e escreva as equaes qumicas completas que representam essas preparaes. b) Considerando-se apenas o conceito de Lowry-Bronsted, somente uma reao do quadro no pode ser classificada como uma reao do tipo cido-base. Qual ela (algarismo romano)? c) Partindo-se sempre de uma mesma quantidade de amnia (reagente limitante), algum dos adubos sugeridos no quadro conteria uma maior quantidade absoluta de nitrognio? Comece por SIM ou NO e justifique sua resposta. Considere todos os rendimentos das reaes como 100 %.

(UNICAMP - 2007)Alguns textos da coletnea deixam claro que o Brasil, em razo de suas condies climticas, apresenta grande potencial para a produo de combustveis renovveis a partir de produtos agrcolas. O etanol j uma realidade h mais de vinte anos e agora o biodiesel comea a ser produzido, em escala industrial, a partir de leos vegetais. Uma das possibilidades para a obteno desse leo vegetal a soja. A soja contm cerca de 20% (massa/massa) de leo comestvel no gro seco, enquanto cada tonelada de cana fornece, em mdia, 80 litros de etanol. Um fato qumico interessante que esse leo comestvel pode ser transformado em biodiesel pela reao de transesterificao com etanol em condies apropriadas. a) Com que outro nome o etanol tambm conhecido? b) Sabendo-se que o leo de soja e o etanol tm densidades muito prximas, aproximadamente 0,80 g/cm3 temperatura ambiente, qual cultura produziria maior quantidade de lquido (leo ou lcool), a soja ou a cana-de-acar, considerando-se uma produtividade mdia de 2600 kg de gros de soja por hectare e a da cana como 80 toneladas/hectare? Justifique com clculos. c) A reao de transesterificao a que o texto faz aluso a transformao de um ster em outro. Qual a frmula estrutural do ster mais simples que se conhece?

(UNICAMP - 2007)Os insetos competem com o homem pelas fontes de alimento. Desse modo, o uso de defensivos agrcolas uma arma importante nessa disputa pela sobrevivncia. As plantas tambm se defendem do ataque dos insetos e algumas delas desenvolveram efi cientes armas qumicas nesse sentido. Um dos exemplos mais ilustrativos dessa capacidade de defesa so os piretrides. Abaixo est representada a frmula estrutural de um piretride sinttico utilizado como inseticida: A estrutura dos piretrides bastante particular, tendo em comum a presena de um anel de trs membros. a) Reproduza no caderno de respostas a parte da frmula estrutural delimitada pela linha tracejada. Substitua os retngulos por smbolos de tomos, escolhendo-os dentre os do segundo perodo da tabela peridica. b) Qual o valor aproximado dos ngulos internos entre as ligaes no anel de trs membros? c) Considerando a frmula estrutural apresentada, que tipo de isomeria esse composto apresenta? Justifique sua resposta, representando o fragmento da molcula que determina esse tipo de isomeria.

(UNICAMP - 2007)As frutas so produtos agrcolas de grande importncia comercial e nutricional. Em sua comercializao, podem ocorrer problemas de transporte, de conservao e de consumo. Para evitar danos de armazenamento e transporte, elas so colhidas ainda verdes, sendo, neste estgio, imprprias para o consumo. Por ddiva da natureza, algumas dessas frutas amadurecem mesmo aps a colheita. Esse processo pode ser controlado artificialmente. Essas frutas a que se faz aluso, quando colocadas em um recinto fechado, e tratadas com etileno ou acetileno gasosos, tm seu processo de amadurecimento acelerado. Esse fato conhecido desde 1940, quando se descobriu que a liberao de gs etileno pelas frutas ctricas essencial para o seu amadurecimento. a) Em vista dessas informaes, que procedimento muito simples voc poderia utilizar em sua casa para acelerar o amadurecimento de frutas ctricas? Descreva resumidamente o procedimento. b) Dispondo-se de carbeto de clcio, possvel utiliz-lo para acelerar o amadurecimento de frutas. Justifique esta afirmao com uma equao qumica. c) Os dois gases apresentados no texto, sob mesma condio de temperatura e presso, tm densidades muito prximas, mas um deles mais denso. Qual o mais denso? Justifique sua resposta.

(UNICAMP - 2007)A verificao de uma das propriedades do solo consiste em suspender uma amostra de 5,0 cm3do solo em um volume de 100 mL de uma soluo aquosa de acetato de clcio por certo tempo e sob agitao vigorosa. Depois da decantao, o sobrenadante separado e titulado com uma soluo aquosa de hidrxido de sdio de concentrao conhecida. a) Segundo esse procedimento, qual propriedade do solo pode-se supor que se pretende determinar? Justifique sua resposta. b) No procedimento de titulao acima mencionado, o que deve ser feito para que o ponto final possa ser observado? c) Escreva a equao qumica da reao envolvida nessa titulao

(UNICAMP - 2007)Um artigo publicado no The Agronomy Journal de 2006 trata de um estudo relacionado fixao de nitrognio por uma planta forrageira que se desenvolve bem em um solo cido. Essa planta tem o crescimento limitado pela baixa fixao de nitrognio. O objetivo central do trabalho era verificar como uma cultura de alfafa, cultivada junto forrageira citada, poderia melhorar o crescimento da forrageira, aumentando a fixao de nitrognio. Relata o artigo que o terreno a ser adubado foi subdividido em cinco partes. Cada parte foi adubada com as seguintes quantidades fixas de nitrato de amnio, a cada vez: 0; 28; 56; 84; 112 kg/ha. As adubaes foram repetidas por 15 vezes em perodos regulares, iniciando-se no comeo de 1994 e encerrando-se no final de 1996. Para monitorar a fixao de nitrognio, os pesquisadores adicionaram uma pequenssima quantidade conhecida de nitrato de amnio marcado () ao nitrato de amnio comercial a ser aplicado na plantao. a) Do ponto de vista da representao qumica, o que significa o sobrescrito 15 junto ao smbolo N? b) Suponha duas amostras de mesma massa, uma de e a outra de . A quantidade de nitrognio (em mol) na amostra de maior, igual ou menor do que na amostra de ? Justifique sua resposta. c) Considere que na aplicao regular de 28 kg/ha no sobrou nem faltou adubo para as plantas. Determine, em mol/ha, que quantidade desse adubo foi aplicada em excesso na parte que recebeu 112 kg/ha, ao final do primeiro ano de estudo.

(UNICAMP - 2007)A aplicao de insumos qumicos na atividade agrcola pode representar uma fonte de problemas ambientais e econmicos, se no for feita corretamente. Em um estudo realizado para monitorar as perdas de um agrotxico em uma plantao de tomates, uma soluo aquosa de um sal duplo de cobre foi aplicada por pulverizao. As perdas para o solo e para o ambiente foram determinadas por anlise qumica do cobre. a) A quantidade total (em gramas) de um agrotxico (Q) pulverizado numa rea pr-determinada do tomatal pode ser obtida conhecendo-se algumas grandezas. Escreva uma equao matemtica que permita calcular Q, escolhendo entre as grandezas: t (tempo de pulverizao em segundos); T (temperatura em kelvin); V (vazo de soluo pulverizada em L s-1); F (massa de soluo pulverizada em kg s-1); C (concentrao do agrotxico no lquido pulverizado em mol L-1); P (porcentagem em massa de agrotxico por massa de lquido); M (massa molar do agrotxico). b) Sabendo-se que o agrotxico utilizado um hidroxi-cloreto de cobre, e que a sua massa molar de 213,4 g mol-1, escreva a sua frmula. c) De acordo com a frmula do agrotxico, em que estado de oxidao encontra-se o cobre? Justifique sua resposta.

(UNICAMP - 2007)Quando se utiliza um biossistema integrado numa propriedade agrcola, a biodigesto um dos processos essenciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque, protegido do contato com o ar atmosfrico, onde a matria orgnica de efluentes, principalmente fezes animais e humanas, metabolizada por bactrias. Um dos subprodutos obtidos nesse processo o gs metano, que pode ser utilizado na obteno de energia em queimadores. A parte slida e lquida que sobra transformada em fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tratamento dos efluentes e ainda se obtm subprodutos com valor agregado. a) Sabe-se que a entalpia molar de combusto do metano de -803 kJ/mol; que a entalpia molar de formao desse mesmo gs de -75 kJ/mol; que a entalpia molar de formao do CO2 de -394 kJ/mol. A partir dessas informaes, calcule a entalpia molar de formao da gua nessas mesmas condies. No aparelho digestrio de um ruminante ocorre um processo de fermentao de hexoses, semelhante ao que ocorre nos biodigestores. A equao abaixo tem sido utilizada para representar essa fermentao: b) Considere a seguinte afirmao: o processo de fermentao digestiva de ruminantes contribui para o aquecimento global. Voc concorda? Responda SIM ou NO e explique sua resposta. c) Qual seria o nmero de moles de gs metano produzido na fermentao de 5,8 quilogramas de hexose ingeridos por um ruminante?

(UNICAMP - 2007)O boro um micronutriente para plantas com importante papel no processo de germinao e na formao de frutos, de gros e de sementes. A solubilidade dos sais de boro em gua constitui um problema para a correo da deficincia desse elemento, que facilmente arrastado pela chuva. Esse problema pode ser contornado pelo uso de materiais que adsorvam os sais de boro, liberando-os lentamente para a umidade do solo. O grfico abaixo mostra a quantidade de boro adsorvido (Y/m) por alguns materiais em funo da concentrao do boro em soluo aquosa De acordo com o grfico: a) Dos materiais em questo, qual o mais eficiente para a reteno do boro? Justifique sua resposta. b) Para uma concentrao de boro de 600 mol mL-1, quanto o material do item a adsorve a mais que o solo em mol de boro por tonelada? c) Entre as concentraes de 300 e 600 mol mL-1, as adsores podem ser descritas, aproximadamente, por retas. Levando isso em conta, escreva, para o caso da lama de esgoto, a equao da reta que correlaciona Y/m com C.

(UNICAMP - 2007)No mundo do agronegcio, a criao de camares, no interior do nordeste brasileiro, usando guas residuais do processo de dessalinizao de guas salobras, tem se mostrado uma alternativa de grande alcance social. A dessanilizao consiste num mtodo chamado de osmose inversa, em que a gua a ser purificada pressionada sobre uma membrana semipermevel, a uma presso superior presso osmtica da soluo, forando a passagem de gua pura para o outro lado da membrana. Enquanto a gua dessalinizada destinada ao consumo de populaes humanas, a gua residual (25 % do volume inicial), em que os sais esto concentrados, usada para a criao de camares. a) Supondo que uma gua salobra que contm inicialmente 10.000 mg de sais por litros sofre a dessalinizao conforme descreve o texto, calcule a concentrao de sais na gua residual formada em mg L-1. b) Calcule a presso mnima que deve ser aplicada, num sistema de osmose inversa, para que o processo referente ao item a acima tenha incio. A presso osmtica de uma soluo pode ser calculada por uma equao semelhante dos gases ideais, onde n o nmero de moles de partculas por litro de soluo. Para fins de clculo, suponhaque todo o sal dissolvido na gua salobra seja cloreto de sdio e que a temperatura da gua seja de 27 C. Dado: constante dos gases, R = 8.314 Pa L K-1 mol-1. c) Supondo que toda a quantidade (em mol) de cloreto de sdio do item b tenha sido substituda por uma quantidadeigual (em mol) de sulfato de sdio, pergunta-se: a presso a ser aplicada na osmose nova soluo seria maior, menor ou igual do caso anterior? Justifique sua resposta

(UNICAMP - 2007)Uma hexose, essencial para o organismo humano, pode ser obtida do amido, presente no arroz, na batata, no milho, no trigo, na mandioca, ou da sacarose proveniente da cana-de-acar. A sua frmula estrutural pode ser representada como uma cadeia linear de carbonos, apresentando uma funo aldedo no primeiro carbono. Os demais carbonos apresentam, todos, uma funo lcool, sendo quatro representadas de um mesmo lado da cadeia e uma quinta, ligada ao terceiro carbono, do outro lado. Essa mesma molcula (hexose) tambm pode ser representada na forma de um anel de seis membros, com cinco tomos de carbono e um de oxignio, j que o oxignio do aldedo acaba se ligando ao quinto carbono. a) Desenhe a frmula estrutural linear da hexose de modo que a cadeia carbnica fique na posio vertical e a maioria das funes lcool fique no lado direito. b) A partir das informaes do texto, desenhe a estrutura cclica dessa molcula de hexose.