Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Devido ao intenso calor liberado, reações de termita são bastante utilizadas em aplicações militares como granadas incendiárias ou em atividades civis como solda de trilhos de trem. A reação de termita mais comum é a aluminotérmica, que utiliza como reagentes o alumínio metálico e o óxido de ferro III.

A reação de termita aluminotérmica pode ser representada pela equação química não balanceada:

Al (s) + Fe₂O₃ (s) $\to$ Fe (s) + Al₂O₃ (s) + Calor

Dados: valores arredondados de entalpias padrão de formação das espécies ∆H^o _f Al₂O₃ = - 1676 kJ/ mol; ∆H^o_f Fe₂O₃ = - 826 kJ/mol

Acerca desse processo, são feitas as seguintes afirmativas:

I – Após correto balanceamento, o coeficiente do reagente alumínio na equação química é 2.

II – Essa é uma reação de oxidorredução e o agente oxidante é o óxido de ferro III.

III – Na condição padrão, o ∆H da reação é - 503 kJ para cada mol de óxido de alumínio produzido.

IV – Na condição padrão, para a obtenção de 56 g de ferro metálico, o calor liberado na reação é de 355 kJ.

Assinale a alternativa que apresenta todas as afirmativas corretas, dentre as listadas acima.

As diversas reações químicas que participam do metabolismo químico do nosso organismo dependem diretamente da temperatura corporal, fator que interfere na velocidade das reações. Em caso de febre, caracterizada pelo aumento temporário da temperatura do corpo ao sinalizar algum problema, acontecerá com as reações químicas:

Quando, no estado gasoso, um átomo neutro de cloro absorve energia e perde um elétron, ocorre a formação de íon Cl⁺(g) de acordo com a equação abaixo:

$Cl\left(g\right)+energia\to C{l}^{+}\left(g\right)+1e^{-}$

A energia absorvida é definida como:

Brumadinho

– “O sofrimento é em dose homeopática.” A frase do enfermeiro Jairo Oliveira Corrêa, do Posto de Saúde de Parque da Cachoeira, uma das comunidades mais atingidas pela lama do rompimento da barragem do Córrego do Feijão, obviamente não se refere ao volume, mas ao ritmo de conta-gotas com que o sentimento se espalha entre moradores e envolvidos no socorro às vítimas da catástrofe. Uma dor que retrata bem como foi a primeira semana na cidade castigada por aquela que já é a pior tragédia humana da história da mineração no país, que chegou ontem a 110 mortes confirmadas, e tende a ultrapassar as três centenas.

[...] A mancha de lama de restos de mineração lançados no meio ambiente não para de avançar pelo Rio Paraopeba. Uma alta concentração de metais pesados foi confirmada em boletim divulgado pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam) [...].

Foto: Juarez Rodrigues/EM/D.A Press.

As maiores concentrações verificadas no rio Paraopeba após a contaminação com a lama de rejeitos de minério foram de chumbo total e mercúrio total, de 21 vezes acima do limite permitido pelas normas ambientais. Também foi constatada a presença no rio de outros metais, como níquel, cádmio e zinco, acima dos valores considerados toleráveis. Já o Corpo de Bombeiros garante que, ao contrário do que sustentam mensagens que circulam em grupos de mensagens via celular, não há contaminação da água por césio, elemento radioativo.

Disponível em: https://www.em.com.br/app/noticia/gerais//interna_gerais,1026763/tragedia-em-brumadinho. Acesso em 02 fev. 2019.

O texto fala de uma das maiores tragédias ocorrida no Brasil. São mencionados vários metais pesados como o chumbo e mercúrio no rio Paraopeba. O problema poderia ter sido mais agravante caso tivesse a presença do metal radioativo césio -137, como ocorreu em Goiás, 1987. A meia-vida desse mineral é aproximadamente de 30 anos. Considerando que o teor de césio-137, não apresentaria risco ao meio ambiente após seis meias-vidas, quanto restará desse composto, em massa (%), no final desse período?

Alguns produtos químicos reagem com a água, produzindo calor e gases inflamáveis ou explosivos.

Assinale a alternativa que contenha produtos químicos com essa característica de reação.

Recentemente, foi divulgada a descoberta de um fóssil de um lobo gigante, pertencente ao período Pleistoceno. A idade do fóssil foi determinada por meio de datação por carbono-14. A quantidade desse isótopo presente no animal vivo corresponde à sua abundância natural. Após a morte, a quantidade desse isótopo decresce em função da sua taxa de decaimento, cujo tempo de meia-vida é de 5.730 anos. A idade do fóssil foi determinada em 32.000 anos. A fração da quantidade de matéria de carbono-14 presente nesse fóssil em relação à sua abundância natural está entre:

Um material radioativo com massa inicial de 24,0 g apresentará, após a passagem de 3 tempos de meia-vida, massa igual a:

A Radioatividade é um fenômeno nuclear que resulta da emissão de energia por átomos, provocada em decorrência de uma desintegração, ou instabilidade, de elementos químicos. Desta forma, um átomo pode se transformar em outro átomo e, quando isso acontece, significa que ele é radioativo. Analise as afirmativas abaixo em relação à Radioatividade e marque a alternativa CORRETA.

I. Os efeitos da radiação podem ser a longo e curto prazo ou causar problemas aos descendentes da pessoa infectada (filhos, netos).

II. O indivíduo que recebe a radiação sofre alteração genética, que pode ser transmitida na gestação.

III. Os raios afetam os átomos que estão presentes nas células, provocando alterações em sua estrutura.

Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H₂) e bromo líquido (Br₂) operando nas condições padrão. Durante a descarga, a bateria converte H₂ e Br₂ em ácido bromídrico (HBr). As reações de meia célula e os respectivos potenciais-padrão de eletrodo, a 298 K, são:

Anodo, H₂ $\to$ 2H⁺ + 2e^- (E⁰ = 0 V) ----------- Catodo, Br₂ + 2e^- $\to$ 2Br^- (E⁰ = 1,087 V)

A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da seguinte semirreação:

O₂ + 4e^- + 4H⁺ $\to$ 2H₂O E⁰ = 1,229 V

A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo as reações e suas respectivas constantes de equilíbrio:

Br₂ + Br^- $\rightleftharpoons$ Br₃^- --------K₃ = 16,7 ---------2Br₂ + Br^- $\rightleftharpoons$ Br₅ ----------K₅ = 37,7

Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:

I. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação: E_catodo - E_anodo = 1,087 + 0,06 pH.

II. O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.

III. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente.

IV. Durante a descarga da bateria, a concentração do HBr aumenta e podem formar complexos iônicos de Br₃^- e Br₅^-.

Das afirmações acima, estão CORRETAS

Considere a curva térmica a seguir.

(https://slideplayer.es/slide/6144869/)

A escolha da temperatura de calcinação na análise gravimétrica leva em conta a conversão do analito em uma forma de pesagem conhecida e estável. Analisando a curva térmica para o oxalato de cálcio hidratado, a calcinação a 500 ºC, até que não se observe variação de massa, leva à formação de

A matéria pode sofrer diversos tipos de transformações. A transformação química sempre há formação de novos materiais, em uma transformação química ocorre:

Considere os potenciais padrões de redução apresentados abaixo:

Atkins, P.; De Paula, J. Físico-química. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.v. 2.

Identifique nas reações abaixo, a que é classificada como um processo espontâneo.

Uma medida quantitativa da estabilidade de um composto sólido iônico é a sua energia de rede, definida como a energia requerida para decompor completamente 1 mol desse composto nos seus íons em fase gasosa. Considere os seguintes dados:

I. a entalpia padrão de formação do CaCl2 é - 790 kJ.mol^?1 ;

II. a primeira energia de ionização do átomo de cálcio é 590 kJ.mol^?1 ;

III. a segunda energia de ionização do átomo de cálcio é 1146 kJ.mol^?1 ;

IV. a vaporização de um mol de Ca(s) consome 190 kJ;

V. a energia de ligação do Cl₂ é 242 kJ.mol?1 ;

VI. a afinidade eletrônica do Cl é - 349 kJ.mol^?1

Com base nessas informações, estima-se que a energia de rede do CaCl2, em kJ.mol^?1 , seja:

Considerando uma tubulação longa de aço enterrada em solo arenoso e rochoso, distante de qualquer interferência, é correto afirmar que a sequência que representa o tipo de pilha e a forma de corrosão, respectivamente, é

O Cloreto de alumínio sólido é um ácido de Lewis muito utilizado nas reações de substituição orgânica. O valor da entalpia padrão de formação deste ácido de Lewis encontra-se entre:

Dados:

$\Delta H_f^0\left(Hc{l}_{\left(g\right)}\right)=-$ 92,5$kJ.mo{l}^{-1};\left(1\right)$

$HC{l}_{\left(g\right)}\to HC{l}_{\left(aq\right)}\Delta H^0=-$ 74,8$kJ;\left(2\right)$

$2A{l}_{\left(s\right)}+6HC{l}_{\left(aq\right)}\to 2AlC{l}_{3\left(aq\right)}+3H_{2\left(g\right)}\Delta H^0=-1049kJ\left(3\right)$

$AlC{l}_{3\left(s\right)}\to AlC{l}_{3\left(aq\right)}\Delta H^0=-323kJ\left(4\right)$

(Fonte: ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Bookman Editora, 2018)

O metano é um gás incolor e sem cheiro. Considerado um biogás, como combustível de veículos e indústrias, pesquisas destacam esse gás como poluente na formação do ozônio troposférico e vetor do desequilíbrio do efeito estufa. Considere as reações abaixo para a formação do metano.

C(graf.) + O₂(g) ->CO₂(g) Δ H = -393,0 kJ

H₂(g) + ½O₂(g) -> H₂O(l) Δ H = -285,5 kJ

CH₄(g) + 2O₂(g) -> CO₂(g) + 2H₂O(l) Δ H = -889,5 kJ

A entalpia de formação dessa substância é

Assinale a expressão matemática que identifica as trocas térmicas que ocorrem nos trabalhos em ambientes frios, com temperaturas negativas. Para isso, considere os meios de perda ou de ganho de calor pelo organismo, de forma que M seja o calor produzido pelo metabolismo; C, o calor trocado por condução-convecção; R, o calor ganhado ou perdido por radiação e E, o calor perdido por evaporação.

Estudos mostram o desenvolvimento de biochips utilizados para auxiliar o diagnóstico de diabetes melito, doença evidenciada pelo excesso de glicose no organismo. O teste é simples e consiste em duas reações sequenciais na superfície do biochip, entre a amostra de soro sanguíneo do paciente, enzimas específicas e reagente (iodeto de potássio, KI), conforme mostrado na imagem.

Após a adição de soro sanguíneo, o fluxo desloca-se espontaneamente da esquerda para a direita (ii) promovendo reações sequenciais, conforme as equações 1 e 2. Na primeira, há conversão de glicose do sangue em ácido glucônico, gerando peróxido de hidrogênio:

Equação 1

C₆H₁₂O₆ (aq) + O₂ (g) + H₂O (l) C₆H₁₂O₇ (aq) + H₂O₂ (aq)

Na segunda, o peróxido de hidrogênio reage com íons iodeto gerando o íon tri-iodeto, água e oxigênio.

Equação 2

2 H₂O₂ (aq) + 3 l⁻ (aq) $\to$ I₃ ⁻ (aq) + 2 H₂O (I) + O₂ (g)

GARCIA, P. T. et al. A Handheld Stamping Process to Fabricate Microfluidic Paper-Based Analytical Devices with Chemically Modified Surface for Clinical Assays. RSC Advances, v. 4, 13 ago. 2014 (adaptado).

O tipo de reação que ocorre na superfície do biochip, nas duas reações do processo, é

A Termologia é a parte da Física encarregada de estudar o calor e seus efeitos sobre a matéria. A termologia está intimamente ligada à energia térmica, estudando a transmissão dessa energia e os efeitos produzidos por ela quando é fornecida ou retirada de um corpo. Analise as afirmativas abaixo em relação a esta parte da Física e marque a alternativa CORRETA.

I. O calor é uma grandeza que mede o estado de agitação das moléculas.

II. A temperatura é o fator que mede a agitação das moléculas, determinando se uma matéria está quente ou fria.

III. O calor é a energia que flui de um corpo com menor temperatura para outro de maior temperatura.

IV. A unidade de representação de qualquer forma de energia é o joule (J), porém, para designar o calor, é adotada uma unidade prática denominada caloria.

As transformações químicas são ações que resultam na formação de novas substâncias e estão presentes em nosso dia a dia. Analise os fenômenos abaixo e assinale a alternativa correta que contém apenas transformações químicas.

I. O escurecimento de um metal.

II. A destruição da camada de ozônio.

III. A explosão de uma panela de pressão.

IV. A queima da madeira.