Questões de Concurso sobre Balanço de Massa e Energia

Em rios muito poluídos nos quais a matéria orgânica se acumula e o oxigênio molecular não está disponível, as bactérias promovem a desnitrificação que pode diminuir a quantidade de nitrogênio fertilizante.

A reação de desnitrificação está representada a seguir

4NO₃ ^– + 5CH₂O + 4H⁺ → 5CO₂ + 2N₂ + 7H₂O

Analisando os estados de oxidação das espécies envolvidas na reação, é correto afirmar que o

Considere que em uma solução de tiossulfato de sódio (Na₂S₂O₃) foi padronizada por meio da dissolução de 0,1g de KIO₃ em água, da adição de um grande excesso de KI e acidificação com HCl. O iodo liberado consumiu 50mL da solução de tiossulfato para descolorir o complexo azul de amido-iodo.

Nessas condições é CORRETO afirmar que a concentração do Na₂S₂O₃ é aproximadamente igual a

A purificação do cobre é realizada por eletrólise. Cobre bruto funciona como ânodo, enquanto cobre puro como cátodo. Uma cuba eletrolítica que utiliza uma corrente de 40 A, funcionou durante certo tempo t para purificar o cobre contido em uma placa. Ao final do processo a massa do cátodo aumentou em 5,08 kg. O tempo t, em horas, de funcionamento da célula está indicado na alternativa:

Dado: Massa atômica do Cobre = 63,5u

Um efluente contendo ácido sulfúrico (H₂SO₄) com uma concentração de 0,10 mol . L⁻¹ de solução será neutralizado com uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 4,0 mol . L⁻¹ de solução. O tratamento é em batelada e o volume de efluente ácido a tratar é de 20,0 m³. O volume necessário de hidróxido de sódio na concentração de 4,0 mol . L⁻¹ é de

Em um sistema fechado, a 25°C e 1 atm, a alcalinidade da água é igual a 3 x 10^–4 mol.L^–1 e o pH desta água é 7,0. Nesse pH, a alcalinidade da água pode ser expressa pela equação

alcalinidade = [HCO₃ ^– ] + 2 [CO₃ ^2– ] + [OH ^– ] – [H⁺ ]

Considere que o íon bicarbonato apresenta Ka igual a 4,7 x 10 ^–11.

As concentrações dos íons bicarbonato e carbonato, em mol. L^–1, neste sistema são respectivamente iguais a

Dados: pKa1 do H₂CO₃ = 6,35

A análise da curva de solubilidade permite avaliar a influência da temperatura na formação de um precipitado a partir de uma solução. A solubilidade de um determinado sal em água está representada na curva a seguir.

800 gramas de uma solução saturada desse sal a 70°C foram resfriados até 30°C, ocorrendo, assim, a formação de precipitado.

A massa de precipitado formada nessa operação é de

Ao utilizar um padrão primário hipotético X na padronização de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH), a reação de neutralização ocorre na proporção estequiométrica de 1 para 1. Considere que foram gastos 25mL da solução de NaOH 0,1mol/L na titulação e foi consumido 0,5 gramas do padrão.

Nessas condições é CORRETO afirmar que a massa molar do padrão primário escolhido é igual a

Reações que envolvem trocas de elétrons são de grande importância nos processos que ocorrem em águas residuais e naturais. Estes processos podem controlar a diminuição dos níveis de oxigênio, a contaminação de corpos d’água por metais e a formação de nutrientes que serão absorvidos por espécies no meio aquático.

Três reações importantes que ocorrem em ambientes aquáticos estão representadas a seguir

I. {CH₂O} + O₂→ CO₂ + H₂O

II. 4Fe(OH)₂ (s) + O₂ + 2H₂O →4Fe(OH)₃

III. NH₄ ⁺ + 2O₂→ NO₃ ^– + 2H⁺ + H₂O

Em cada uma das reações, os agentes redutores são:

Em uma titulação de precipitação de 100 mL de NaCl 0,1M por uma solução de AgNO 0,5 M serão gastos:

A oxidação do iodeto pelo peróxido de hidrogênio em solução aquosa é representada pela equação química

H₂O₂ + 2 I^– +2 H₃O⁺ ⟶ I₂ + 4 H₂O

que pode ser descrita pelo mecanismo abaixo, em que todas as espécies estão em fase aquosa e a primeira etapa é a lenta:

Etapa 1: H₂O₂ + I^– ⟶ HOI + OH^–

Etapa 2: HOI + I^– ⟶ I₂ + OH^–

Etapa 3: OH⁻ + H₃O⁺ ⟶ 2 H₂O

A alternativa que apresenta a lei de velocidade desta reação, é:

Para a remoção de cromo hexavalente (Cr⁶⁺) pode-se utilizar dióxido de enxofre (SO₂). A redução do Cr⁶⁺ se dá em meio ácido com pH entre 2 e 3. Após a neutralização com hidróxido de cálcio [Ca(OH)₂], em pH 8 a 9, o cromo precipita como hidróxido de cromo III (Cr(OH)₃). As reações envolvidas são:

− Redução: 3 SO₂ + 2 H₂CrO₄ + 3 H₂O → Cr₂(SO₄)₃ + 5 H₂O

− Precipitação: Cr₂(SO₄)₃ + 3 Ca(OH)₂ → 2 Cr(OH)₃ + 3 CaSO₄

− Estequiometricamente é necessário na redução 2,0 g de SO₂/g Cr⁶⁺ e de 2,0 g de H₂SO₄ /g Cr⁶⁺

− Na precipitação utiliza-se 2,6 g de Ca(OH)₂ /g Cr⁶⁺

Para tratar um efluente de 8,0 m³ contendo 0,50 g de g Cr⁶⁺/L de efluente, o consumo de SO₂, H₂SO₂ e Ca(OH)₂ são, respectivamente:

Considere que um técnico preparou 100mL de uma solução de HCl 0,1 mol/L para uma aula prática. Ao ler o roteiro da prática que estava montando, percebeu que precisava, na verdade, de 500mL de 0,5mol/L de HCl. Para reparar seu erro, o técnico aproveitou a solução que tinha preparado, acrescentando a ela uma alíquota da solução estoque e completou o volume com água para 500mL.

Nessas condições, é CORRETO afirmar que o volume do estoque (alíquota) necessário para preparar a solução de 0,5mol/L é igual a

Dados da solução estoque: densidade = 1,2g/mL; percentual de HCl em massa = 36,5%

Quando um resíduo que demanda oxigênio é lançado em um corpo d’água, a taxa de consumo de oxigênio é alterada, podendo atingir níveis superiores à taxa de oxigênio que é suprido pela atmosfera, provocando a depleção do oxigênio.

Em um corpo d’água contendo 10⁹ litros de água ocorreu o despejo acidental de uma solução contendo 920 kg de etanol. O aumento na demanda química de oxigênio provocado pelo acidente foi igual a

Dados: Massas molares H = 1g.mol^–1; C = 12g.mol^–1; O = 16g.mol^–1

Um tanque de aço é preenchido com 280 kg de gás nitrogênio a temperatura de 300 K. Este reservatório é submetido a processo de aquecimento até atingir a temperatura de 400 K. Considerando que nas condições do problema o N₂ se comporta como gás ideal, indique qual a variação na energia interna, em kJ, do gás. Dados: capacidade calorifica do N₂, em J . mol^-1 . K^-1, Cp = 30,354; R = 8,314 J mol^-1 K^-1 e a massa atômica, em g mol-1, N=14.

Em uma sala de 300 m³ que possui umidade relativa de 60%, o ar está a 27°C e a 102,2 kPa. Nessa temperat ura, considere que a pressão de vapor da água é, aproximadamente, de 4 kPa e a razão de umidade é de 0,02 kg de água por kg de ar seco. A massa de vapor d’água presente na sala é de

Dados adicionais: R = 8,314 kJ.kmol^-1.K^-1; Massa molar do ar: 29 kg.kmol^-1