UEL 2020 Química - Questões
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Nos museus, algumas peças são hermeticamente conservadas em redomas de vidro contendo gases nobres, tal como o argônio que, por ser inerte, previne processos de oxidação. Em um museu, os diretores constataram que, ao longo do tempo, as partes metálicas de um relógio fabricado por volta de $1950$ estavam sendo oxidadas, indicando que, além do gás argônio, havia gás oxigênio dentro da redoma. Um experimento foi realizado com o intuito de determinar a presença de gás oxigênio dentro da redoma. Para tanto, $10,0\ \text{L}$ da mistura gasosa contida na redoma foram coletados com uma seringa hermética, sendo que $5,0\ \text{L}$ da mistura foram transferidos para um frasco com capacidade volumétrica de $30,0\ \text{L}$ contendo $1,0\ \text{g}$ de gás hidrogênio. Em seguida, fez-se passar uma faísca elétrica pela mistura resultando na reação entre gás hidrogênio e oxigênio, sem excesso de reagentes com formação de água na fase gasosa.
Sabendo que não houve variação da temperatura ($298\ \text{K}$) e do volume do frasco, e que a pressão final no frasco foi de $2,0\ \text{atm}$, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, a quantidade, em mols, de argônio e de oxigênio contidos na alíquota de $5,0\ \text{L}$ da seringa.
Dados: Massa atômica do $H = 1\ \text{u}$
$R = 0,082 \ \text{atm} \cdot L \cdot K^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}$
Uma criança, que participava de uma oficina de pintura em um museu, atingiu, acidentalmente, com tinta à base de óleo uma tela pintada com tinta à base de água. Como praticamente toda a tela foi manchada com pequenas gotículas de tinta, a restauração da obra exige cautela. Neste caso, pode-se utilizar microvolumes de solventes extratores capazes de dissolver a tinta à base de óleo, mas não a tinta à base de água. Para a obtenção desses solventes, empregam-se misturas ternárias constituídas de solvente extrator (responsável pela dissolução da tinta à base de óleo), solvente dispersor e água. O solvente dispersor deve ser miscível no solvente extrator e na água, mas a água não deve ser miscível no solvente extrator. Esse tipo de mistura, quando borrifada sobre a superfície da tela, forma nanogotas do solvente extrator e, por consequência, melhora a eficiência do processo de dissolução da tinta à base de óleo.
Com base nos conceitos de forças intermoleculares e miscibilidade e considerando que a quantidade de água na mistura ternária é incapaz de dissolver a tinta à base de água, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a mistura ternária, solvente extrator/solvente dispersor/água, que pode ser empregada para a remoção das manchas, sem danificar a tela.
No Museu do Louvre, estão exibidos objetos metálicos usados por sociedades antigas. No passado, alguns desses metais eram encontrados praticamente em seu estado puro. Com o advento da metalurgia, puderam ser obtidos a partir de minerais submetidos a reações químicas.
Em relação aos processos de obtenção de metais a partir de minerais, e com base nos conhecimentos sobre reações de oxidorredução, considere as afirmativas a seguir.
I. ${Al^o_{(s)}}$ pode ser obtido a partir de bauxita $(Al_2O_3 \cdot H_2O)$ por meio de um método eletrolítico, o qual é baseado num processo não espontâneo onde $Al^{3+}$ é reduzido a ${Al^o_{(s)}}$ .
II. ${Cu^o_{(s)}}$ pode ser obtido a partir da queima de sulfeto de cobre, conforme reação $Cu_2 S_{(s)} + O_{2(g)} \longrightarrow 2Cu_{(s)} + SO_{2(g)}$, onde o número de oxidação do cobre muda de $(1+)$ para $(0)$.
III. ${Fe^o_{(s)}}$ pode ser obtido a partir de reações de redução de óxidos de ferro conforme transformações químicas: $Fe_2O_{3(s)} \longrightarrow FeO_{2(s)} \longrightarrow Fe_{o(s)}$.
IV. ${Mn^o_{(s)}}$ pode ser obtido a partir da reação $MnO_{2(s)} + C_{(s)} \longrightarrow Mn_{(s)} + CO_{2(g)}$ em que o átomo de oxigênio em $MnO_{2(s)}$ é o redutor e o carbono $(C)$é o oxidante.
Assinale a alternativa correta.
Crime no Museu! Uma estatueta em bronze, constituída por $90\%$ de cobre e $10\%$ de alumínio, foi roubada. Depois de alguns dias, uma estatueta, com características semelhantes foi encontrada, aos pedaços, em uma lixeira. Foi realizada uma análise para confirmar sua autenticidade, pois a composição desta estatueta poderia ser de latão, constituída de 90% de cobre e $10\%$ de zinco. Primeiramente, massas de $0,50 \ \text{g}$ retiradas dos pedaços encontrados foram dissolvidas em $HNO_3\ 5,0 \ \text{mol/L}$, formando íons em solução. Em seguida, alíquotas dessa solução ácida foram alcalinizadas com solução de $NaOH$ para a formação de precipitados azul e branco visualmente distinguíveis e, na sequência, foram adicionadas soluções aquosas de $NH_4Cl$. As equações químicas das reações que podem ocorrer com a adição dos reagentes são apresentadas a seguir:
Com base no texto e nas equações químicas, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o resultado experimental que comprova que a estatueta encontrada na lixeira é de bronze.
Obras de arte expostas em museus podem conter metais tóxicos em sua composição, como chumbo, cádmio ou mercúrio e/ou seus óxidos. Um incêndio em um museu no qual obras de arte contendo mercúrio são incineradas pode gerar dimetilmercúrio $((CH_3)_2Hg)$, uma neurotoxina altamente letal mesmo em baixas concentrações $(0,030\ \text{mg/cm}^3)$. Se inalado, os sintomas costumam aparecer semanas após a exposição inicial, o que torna ineficaz qualquer tipo de tratamento. As equações químicas $1$ e $2$ são exemplos de reações químicas de formação do composto dimetilmercúrio.
Equação $1$:
$$3C_2H_6(g) + 2HgO(s) + \dfrac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2(CH_3)_2Hg(g) + 2CO_2(g) + 3H_2O(g)$$
Equação $2$:
$$3C_2H_5OH(g) + HgO(s) + 5O_2(g) \rightarrow (CH_3)_2Hg(g) + 4CO_2(g) + 6H_2O(g)$$
Com base no texto, nos conhecimentos sobre termodinâmica e cinética química, e supondo a queima total de $HgO$ a $1\ \text{atm}$ e a $300\ \text{K}$, assinale a alternativa correta.
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