Questões de Química - UNICAMP | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2019 - 2 fase - Questo 2) Nos ltimos anos, foram desenvolvidos vrios processos tecnolgicos para a biodegradao dos plsticos PE (polietileno) e PET (polietilenotereftalato), amplamente utilizados na fabricao de embalagens. Em pases desenvolvidos, apenas do total de PE produzido reciclado; o restante descartado em aterros sanitrios ou queimado por combusto, resultando em enorme nus ambiental. a)Em um estudo inicial, verificou-se que lagartas vivas da mariposa Galleria mellonella so capazes de reduzir a massa de sacolas plsticas de PE. Posteriormente, lagartas dessa espcie foram maceradas para produzir um extrato lquido, que foi ento depositado por 10 horas sobre um pedao de PE. O grfico abaixo mostra a massa restante por cmde PE na ausncia e na presena do extrato aps 10 horas. Por que os dados do grfico confirmam que a reduo da massa das sacolas plsticas causada pela presena das lagartas vivas no resultado apenas da mastigao mecnica pelos insetos? Considerando que a taxa de degradao de PE definida no grfico permanece constante, quantas horas seriam necessrias para uma quantidade suficiente de extrato degradar todo o pedao de PE? Explique. b) Mais recentemente, um grupo de pesquisadores descobriu uma bactria encontrada em aterros sanitrios no Japo, denominada Ideonella sakaiensis, capaz de fragmentar o PET em unidades menores, processo que depende de uma enzima especfica, chamada PETase. Foi sugerido que o genoma da I. sakaiensis poderia ser utilizado para a criao de uma bactria transgnica a ser empregada em processos industriais de reciclagem de resduos plsticos. O que transgenia? Para criar tal bactria transgnica, que parte do genoma da I. sakaiensis seria essencial?

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) O refluxo gastroesofgico o retorno do contedo do estmago para o esfago, em direo boca, podendo causar dor e inflamao. A pHmetria esofgica de longa durao um dos exames que permitem avaliar essa doena, baseando-se em um resultado como o que mostrado a seguir. Dados: O pH normal no esfago mantm-se em torno de 4 e o pH da saliva entre 6,8-7,2. Assim, episdios de refluxo gastroesofgico acontecem quando o valor de pH medido

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Dois estudantes, de massa corporal em torno de 75 kg, da Universidade de Northumbria, no Reino Unido, quase morreram ao participar de um experimento cientfico no qual seriam submetidos a determinada dose de cafena e a um teste fsico posterior. Por um erro tcnico, ambos receberam uma dose de cafena 100 vezes maior que a dose planejada. A dose planejada era de 0,3 g de cafena, equivalente a trs xcaras de caf. Sabe-se que a Unio Europeia, onde o teste ocorreu, classifica a toxicidade de uma dada substncia conforme tabela a seguir. Categoria DL50 (mg/kg de massa corporal) muito txica menor que 25 txica de 25 a 200 nociva de 200 a 2000 Considerando que a DL50 dose necessria de uma dada substncia para matar 50% de uma populao da cafena de 192 mg/kg, no teste realizado a dose aplicada foi cerca de

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Fake News ou no? Hoje em dia, a disponibilidade de informaes muito grande, mas precisamos saber interpret-las corretamente. Um artigo na internet tem o seguinte ttulo: Glutamato monossdico, o sabor que mata!. Em determinado ponto do texto, afirma-se: S para voc ter ideia dos riscos, organizaes internacionais de sade indicam que a ingesto diria de sdio para cada pessoa seja de 2,3 gramas. O glutamato composto por 21% de sdio e, com certeza, no ser o nico tempero a ser acrescentado ao seu almoo ou jantar. Alm disso, o realador (glutamato) s conta um tero do nutriente que encontrado no sal de cozinha. Dados de massas molares em gmol-1: sdio = 23, cloreto = 35,5, glutamato monossdico = 169. Para tornar a argumentao do artigo mais consistente do ponto de vista qumico, voc sugeriria a seguinte reescrita dos trechos destacados:

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) De tempos em tempos, o mundo se choca com notcias sobre o uso de armas qumicas em conflitos. O sarin um composto organofosforado lquido, inspido, incolor e inodoro, altamente voltil, que se transforma em gs quando exposto ao ar, sendo um dos principais alvos dessas notcias. Em 1955, um projeto confidencial do exrcito americano estudou a eficincia de hipoclorito na eliminao de sarin em ambientes contaminados. A tabela a seguir mostra alguns resultados obtidos nesse estudo. pH [ClO] t1/2(min) 5 2,8 96 6 2,8 11 7 0,4 13 8 0,04 33 9 0,04 18 Sendo t1/2 o tempo para a concentrao do sarin cair metade, de acordo com a tabela a reao mais rpida em

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) A adio de biodiesel ao diesel tradicional uma medida voltada para a diminuio das emisses de gases poluentes. Segundo um estudo da FIPE, graas a um aumento no uso de biodiesel no Brasil, entre 2008 e 2011, evitou-se a emisso de 11 milhes de toneladas de CO2(gs carbnico). (Adaptado de Guilherme Profeta, Da cozinha para o seu carro: crcuma utilizada como aditivo de biodiesel. Cruzeiro do Sul, 10/04/2018.) Dados de massas molares em gmol-1: H=1, C=12, O=16. Considerando as informaes dadas e levando em conta que o diesel pode ser caracterizado pela frmula mnima (CnH2n), correto afirmar que entre 2008 e 2011 o biodiesel substituiu aproximadamente

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Em um estudo cientfico, uma fina camada de um novo filtro protetor solar foi exposta previamente radiao UVA e UVB durante diferentes intervalos de tempo, testando-se em seguida a sua eficincia em barrar essa mesma radiao. A figura a seguir mostra apenas dois dos resultados obtidos no experimento, sendo uma das curvas referente a uma exposio por 10 minutos e, a outra, a uma exposio de 30 minutos. De acordo com essa figura, na faixa de 300 a 320 nm, ao triplicar o tempo de exposio prvia, o protetor apresentou uma eficincia

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Episdios recentes de erupes vulcnicas tm trazido consequncias trgicas para a sociedade e para o meio ambiente. Ativo desde 1983, o Vulco Kilauea apresentou, em 2018, a sua maior erupo j registrada. Quase ao mesmo tempo, foi a vez do Vulco Fuego da Guatemala mostrar sua fora. No Kilauea no houve exploses, ao contrrio do que ocorreu no Fuego. Os especialistas afirmam que a ocorrncia de uma erupo explosiva depende da concentrao e do tipo de gases dissolvidos no magma, como SO2, HF e HCl, alm de vapor de gua e CO2 aprisionados. A figura a seguir d informaes sobre a relao entre quantidades (em mol) de SO2, HF e HCl no magma de trs vulces distintos. De acordo com a figura, em relao s quantidades de gases dissolvidos no magma, correto afirmar que as concentraes de SO2 so maiores que as de HF e de HCl

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Recentemente, o FDA aprovou nos EUA a primeira terapia para o tratamento da fenilcetonria, doena que pode ser identificada pelo teste do pezinho. Resumidamente, a doena leva ao acmulo de fenilalanina no corpo, j que ela deixa de ser transformada em tirosina, em funo da deficincia da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). As curvas do grfico a seguir podem representar o processo metablico da converso de fenilalanina em tirosina em dois indivduos: um normal e outro que apresenta a fenilcetonria. Considerando o grfico e as caractersticas da doena, correto afirmar que o eixo y corresponde concentrao de

(UNICAMP - 2019 - 1 FASE) Pesquisas mostram que a curcumina substncia extrada da crcuma pode ser usada como fotossensibilizador na terapia fotodinmica (TFD). Nessa tcnica, se houver absoro de luz pelo fotossensibilizador, que est na clula, ocorre reao com o oxignio molecular gerando espcies qumicas citotxicas, que promovem a oxidao de lipdios, aminocidos e protenas, levando morte celular. Deste modo, a TFD pode ser usada para o tratamento de cncer, leses pr-malignas, etc. O grfico a seguir mostra a intensidade de absoro de luz pela curcumina e a intensidade de emisso de luz de dois LEDs, um vermelho e um branco, em funo do comprimento de onda da luz. (Adaptado de http://cepof.ifsc.usp.br/pesquisa/terapia-fotodinamica. Acessado em 15/07/2018.) Levando em conta o grfico e os princpios da TFD apresentados no enunciado, para o uso de curcumina na TFD,

(UNICAMP - 2019 - 1a FASE) O termo smog se forma pela juno das palavras smoke (fumo) e fog (neblina). Ele designa o resultado da mistura de um processo natural (a neblina) com os fumos produzidos pela atividade industrial e queima de combustveis fsseis, originando um tipo de nevoeiro que pode ser altamente txico. Esse fenmeno afeta principalmente as metrpoles, como So Paulo, detentora de 30% da frota de automveis no Brasil. Um fato interessante ocorreu em 2018, com a greve dos caminhoneiros: a poluio caiu pela metade, segundo a Cetesb. Com a falta de combustveis, houve menor circulao de carros na capital; alm disso, a greve teve impacto na produo industrial, pela falta de insumos e de pessoal. Especialistas esperam que essa situao atpica na cidade leve criao de polticas pblicas voltadas diminuio da poluio atmosfrica. Considerando que houve reduo de smog na cidade de So Paulo durante a greve dos caminhoneiros e levando em conta as condies climticas descritas no grfico, infere-se que ocorreu maior reduo do

(UNICAMP - 2018 - 2 FASE) O Brasil o maior produtor no asitico de arroz. Em 2015, importou cerca de 370 mil toneladas do produto e exportou 960 mil. Esse cereal uma importante fonte de nutrientes para bilhes de pessoas, fornecendo 15% das necessidades dirias de protena de um adulto. O arroz tambm importante fonte de minerais como clcio, fsforo, potssio e, em menor quantidade, ferro, mangans e zinco. Dependendo de alguns fatores, como o local de produo ou o uso de fertilizantes e defensivos agrcolas, o arroz pode conter pequenas quantidades de arsnio, cdmio, chumbo, entre outros elementos. a) Um estudo comparou trs modos diferentes de cozinhar o arroz para verificar como a forma de preparo pode modificar a quantidade de minerais no cereal cozido. 1. O arroz foi cozido na proporo de cinco partes de gua para uma parte de arroz. O excesso de gua foi drenado aps o cozimento. 2. O arroz foi embebido em gua durante a noite, a gua foi drenada e o arroz foi lavado at a gua clarear. Drenou-se a gua, e o arroz foi cozido na proporo de cinco partes de gua para uma parte de arroz. O excesso de gua foi drenado aps o cozimento. 3. O arroz foi cozido na proporo de duas partes de gua para uma de arroz. O excesso de gua evaporou durante o processo de cozimento. Do ponto de vista qumico, qual tipo de cozimento deve ter levado menor presena de minerais no arroz cozido: 1, 2 ou 3? Justifique sua resposta. b) Em outro estudo, determinaram-se as concentraes totais de arsnio, cdmio e chumbo, em diferentes tipos comerciais de arroz (polido, integral e parboilizado) provenientes de vrias regies brasileiras, visando promoo da sade pblica. Explique de que forma esse estudo estaria promovendo a sade pblica ao se preocupar com a presena desses elementos qumicos e suas concentraes em diferentes tipos comerciais de arroz.

(UNICAMP - 2018 - 2 FASE) Uma das formas de se prevenir a transmisso do vrus H1N1, causador da gripe suna, usar lcool 70% para higienizar as mos. comum observar pessoas portando lcool gel na bolsa ou encontr-lo em ambientes pblicos, como restaurantes, consultrios mdicos e hospitais. O lcool 70% tambm possui ao germicida contra diversas bactrias patognicas. A tabela abaixo mostra a ao germicida de misturas lcool/gua em diferentes propores contra o Streptococcus pyogenes, em funo do tempo de contato. (Adaptado de G. H. Talbot e outros, 70% alcohol disinfection of transducer heads: experimental trials. Infect Control, v. 6, n. 6, p. 237-239, jun. 1985.) Concentrao do Etanol Tempo (segundos) 10 20 30 40 50 100 90 + + + + + 80 + + + + + 70 + + + + + 60 + + + + + 50 + + + 40 ausncia de ao germicida (crescimento bacteriano). + ao germicida (ausncia de crescimento bacteriano). a) Recomenda-se descartar uma garrafa com lcool 70% deixada aberta por um longo perodo, mesmo que ela esteja dentro do prazo de validade. Justifique essa recomendao levando em conta os dados da tabela ao lado e considerando o que pode acontecer soluo, do ponto de vista qumico. b) Alm da higienizao com lcool 70%, tambm estamos acostumados a utilizar gua e sabo. Ambos os procedimentos apresentam vantagens e desvantagens. As desvantagens seriam a desidratao ou a remoo de gorduras protetoras da pele. Correlacione cada procedimento de higienizao com as desvantagens citadas. Explique a sua resposta explicitando as possveis interaes qumicas envolvidas em cada caso.

(UNICAMP - 2018 - 2 FASE) Apesar de ser um combustvel alternativo em relao aos combustveis fsseis, o gs hidrognio apresenta alguns problemas em seu uso direto. Uma alternativa produzir o gs hidrognio por eletrlise da gua, para depois utiliz-lo na sntese do cido frmico, a partir da hidrogenao cataltica de gs carbnico. A possibilidade de utilizar o cido frmico como combustvel tem feito crescer a demanda mundial por esse produto. A figura abaixo ilustra como seria o ciclo de produo e consumo do cido frmico, conforme indica o texto. a) Considerando as informaes do texto e a figura ao lado, cite duas vantagens em se adotar a alternativa descrita. b) A reao de sntese do cido frmico a partir da hidrogenao cataltica de gs carbnico, em fase gasosa, apresenta um valor muito pequeno de constante de equilbrio. Visando a aumentar o seu rendimento, imagine que sejam promovidos, separadamente, um aumento do volume e um aumento da temperatura da mistura reacional em equilbrio. Preencha a tabela abaixo de modo a informar o que ocorre com a quantidade de cido frmico. Use as palavras aumenta ou diminui e justifique cada escolha no espao correspondente. Na temperatura da sntese, considere que as entalpias de formao do gs carbnico, do cido frmico e do hidrognio so (em kJ∙mol-1) -394, -363 e 0, respectivamente. Campos da folha de resposta.

(UNICAMP - 2018 - 2 FASE) Graas a sua alta converso energtica e baixa gerao de resduos, o gs hidrognio considerado um excelente combustvel. Sua obteno a partir da fermentao anaerbia de biomassas, como bagao de cana, glicerol, madeira e resduos do processamento da mandioca, abundantes e de baixo custo, parece ser uma boa alternativa tecnolgica para o Brasil. A velocidade da fermentao, bem como os diferentes produtos formados e suas respectivas quantidades, dependem principalmente do tipo de substrato e do tipo de microrganismo que promove a fermentao. As equaes e a figura abaixo ilustram aspectos de uma fermentao de 1 litro de soluo de glicose efetuada pela bactria Clostridium butyricum. Equao 1: C6H12O6(aq) + 2H2O(l) 2CH3COOH(aq) + 4H2(g) + 2CO2(g) Equao 2: C6H12O6(aq) + 2H2O(l) CH3CH2CH2COOH(aq) + 2H2(g) + 2CO2(g) a) Levando em conta as informaes presentes no texto e na figura, e considerando que a fermentao tenha ocorrido, concomitantemente, pelas duas reaes indicadas, qual cido estava presente em maior concentrao (mol∙L-1) ao final da fermentao, o butanoico ou o etanoico? Justifique sua resposta. b) A velocidade instantnea da fermentao, em qualquer ponto do processo, dada pela relao entre a variao da quantidade de hidrognio formado e a variao do tempo. De acordo com o grfico, quanto tempo aps o incio da fermentao a velocidade atingiu seu valor mximo? Justifique sua resposta. Dados: massa molar da glicose: 180 g∙mol-1; volume molar do hidrognio: 25 L∙mol-1.