UNICAMP 2009 Química - Questões

O aquarismo é uma atividade que envolve a criação de espécies aquáticas em ambiente confinado. O bom funcionamento do aquário depende do controle de uma série de parâmetros, como temperatura, matéria orgânica dissolvida, oxigênio dissolvido, pH, entre outros. Para testar seus conhecimentos químicos, responda às seguintes questões:

1. a) Um dos principais produtos do metabolismo dos peixes é a amônia, que é excretada na água. Desconsiderando-se qualquer mecanismo de regulação externa e considerando-se apenas essa excreção de amônia, o valor do pH da água do aquário tende, com o passar do tempo, a aumentar, diminuir ou permanecer constante? Justifique.
   

2. b) Para peixes de água fria, a concentração ideal de gás oxigênio dissolvido na água é de $5\ \text{ppm}$. Considerando-se esse valor e um aquário contendo $250\ \text{kg}$ de água, quantos mols de gás oxigênio estão dissolvidos nessa água?
   

A cada quatro anos, durante os nos Jogos Olímpicos de Beijing houve uma preocupação em se evitar a ocorrência de chuvas durante a cerimônia de abertura. Utilizou-se o iodeto de prata no bombardeamento de nuvens nas vizinhanças da cidade para provocar chuva nesses locais e, assim, evitá-la no Estádio Olímpico. O iodeto de prata tem uma estrutura cristalina similar à do gelo, o que induz a formação de gelo e chuva sob condições específicas.

1. a) Sobre a estratégia utilizada em Beijing, veiculou-se na imprensa que "o método não altera a composição da água da chuva". Responda se essa afirmação é correta ou não e justifique.
   

2. b) Escreva a expressão da constante do produto de solubilidade do iodeto de prata e calcule sua concentração em mol.$L^{-1}$ numa solução aquosa saturada a $25\ ^\circ\text{C}$.
   

Dado: A constante do produto de solubilidade do iodeto de prata é $8,3\times10^{-17}$ a $25\ ^{\circ}\text{C}$

Antes das provas de 100 e 200 metros rasos, viu-se, como prática comum, os competidores respirarem rápida e profundamente (hiperventilação) por cerca de meio minuto. Essa prática leva a uma remoção mais efetiva do gás carbônico dos pulmões imediatamente antes da corrida e ajuda a aliviar as tensões da prova. Fisiologicamente, isso faz o valor do pH sanguíneo se alterar, podendo chegar a valores de até 7,6.

1. A) Mostre com uma equação química e explique como a hiperventilação faz o valor do pH sanguíneo se alterar.

2. B) Durante esse tipo de corrida, os músculos do competidor produzem uma grande quantidade de ácido lático, $CH_3CH\left(OH\right)COOH$, que é transferido para o plasma sanguíneo. Qual é a fórmula da espécie química predominante no equilíbrio ácido-base dessa substância no plasma, ao término da corrida? Justifique com cálculos.

   Dados: $Ka$ do ácido lático = $1,4\ \times \ {10}^{-4}$. Considerar a concentração de $H^+$ = $5,6\ \times \ \ {10}^{-8}$ mol.$L^{-1}$ no plasma.

Ao contrário do que muitos pensam, a medalha de ouro da Olimpíada de Beijing é feita de prata, sendo apenas recoberta com uma fina camada de ouro obtida por deposição eletrolítica. Na eletrólise, a medalha cunhada em prata atua como o eletrodo em que o ouro se deposita. A solução eletrolítica é constituída de um sal de ouro (III). A quantidade de ouro depositada em cada medalha é de 6,0 gramas.

1. a) Supondo que o processo de eletrólise tenha sido conduzido em uma solução aquosa de ouro (III) contendo excesso de íons cloreto em meio ácido, equacione a reação total do processo eletroquímico. Considere que no anodo forma-se o gás cloro.
   

2. b) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 2,5 ampères no processo eletrolítico, quanto tempo (em minutos) foi gasto para se fazer a deposição do ouro em uma medalha? Mostre os cálculos. Dados: constante de Faraday = 96.500 coulomb.$mol^{-1}$; 1 ampère = 1 coulomb.$s^{-1}$.
   

As provas de natação da Olimpíada de Beijing foram realizadas no complexo aquático denominado "Water Cube". O volume de água de 16.000 $m^3$ desse conjunto passa por um duplo sistema de filtração e recebe um tratamento de desinfecção, o que permite a recuperação quase total da água. Além disso, um sistema de ventilação permite a eliminação de traços de aromas das superfícies aquáticas.

1. A) O texto acima relata um processo de separação de misturas. Dê o nome desse processo e explique que tipo de mistura ele permite separar.

2. B) A desinfecção da água é realizada por sete máquinas que transformam o gás oxigênio puro em ozônio. Cada máquina é capaz de produzir cerca de 240 $g$ de ozônio por hora. Considerando-se essas informações, qual a massa de gás oxigênio consumida por hora no tratamento da água do complexo?