USP 2011 Química - Questões

Monóxido de carbono é um gás inodoro, incolor e muito tóxico. Um método para determinar sua concentração no ar consiste em fazê-Io reagir, completamente, com pentóxido de di-iodo, a temperaturas entre $160\ ^\circ C$ e $180\ ^\circ C$. Nesse processo, o monóxido de carbono é oxidado, formando-se também uma substância simples. Medindo-se a massa dessa substância simples, é possível calcular a concentração de monóxido de carbono no ar.

Dados:

Massa molar ($g/mol^{-1})$: $H=1;\ O=16;\ I=127$

1. a) Escreva a equação química balanceada da reação entre pentóxido de di-iodo e monóxido de carbono. O pentóxido de di-iodo é um sólido que absorve água rapidamente, em condições ambientes, transformando-se num ácido monoprótico.
   

2. b) Escreva a equação química balanceada da reação entre pentóxido de di-iodo e água. Se o ácido monoprótico mencionado for aquecido a temperaturas acima de $200\ ^\circ C$, sofrerá decomposição, regenerando o pentóxido de di-iodo e a água.
   

3. c) Determine a porcentagem da massa inicial desse ácido que se transforma em água por aquecimento acima de $200\ ^\circ C$. Mostre os cálculos.
   

A solução de azul de bromotimol atua como indicador de pH. Em meio ácido, sua cor fica amarela e, em meio básico, azul. Para valores de pH entre 6 e 7, a solução fica verde.

Considere um aquário de água doce, iluminado e montado com peixes e plantas aquáticas. Retirou-se uma amostra de água desse aquário (amostra 1) e a ela adicionou-se solução de azul de bromotimol (indicador de pH), observando-se a cor verde.

1. A) O aquário foi mantido, por certo tempo, em ambiente escuro. Nova amostra de água foi retirada (amostra 2) e, ao se adicionar o indicador de pH, a coloração foi diferente da observada na amostra 1. Explique o que provocou a diferença de pH entre as amostras 1 e 2.

2. B) A adição excessiva de ração para peixes levou ao aumento da população de decompositores no aquário. Que coloração é esperada ao se adicionar o indicador de pH a uma amostra de água do aquário (amostra 3)? Justifique sua resposta.

Recifes de coral são rochas de origem orgânica, formadas principalmente pelo acúmulo de exoesqueletos de carbonato de cálcio secretados por alguns cnidários que vivem em colônias. Em simbiose com os pólipos dos corais, vivem algas zooxantelas. Encontrados somente em mares de águas quentes, cujas temperaturas, ao longo do ano, não são menores que 20 $\ ^\circ$C, os recifes de coral são ricos reservatórios de biodiversidade. Como modelo simplificado para descrever a existência dos recifes de coral nos mares, pode-se empregar o seguinte equilíbrio químico:

$${CaCO}_{3\left(s\right)}+CO_{2 \left(g\right)} + {H}_{2}{O}_{\left(\ell \right)}\ \ \ \rightleftarrows\ \ \ Ca^{2+}_{\left(aq\right)}+2HCO^{-}_{{3\ (aq)}}$$

1. A) Descreva o mecanismo que explica o crescimento mais rápido dos recifes de coral em mares cujas águas são transparentes.

2. B) Tomando como base o parâmetro solubilidade do $CO_2$ em água, justifique por que ocorre a formação de recifes de coral em mares de água quente.

Um sólido branco apresenta as seguintes propriedades:

1. I. É solúvel em água.
   

2. II. Sua solução aquosa é condutora de corrente elétrica.
   

3. III. Quando puro, o sólido não conduz corrente elétrica.
   

4. IV. Quando fundido, o líquido puro resultante não conduz corrente elétrica.
   

Considerando essas informações, o sólido em questão pode ser

Considere 4 frascos, cada um contendo diferentes substâncias, a saber:

Frasco 1: $100\ mL$ de $H_2O_{(l)}$

Frasco 2:$\ 100\ mL$ de solução aquosa de ácido acético de concentração $0,5\ mol/L$

Frasco 3: $100\ mL$ de solução aquosa de $KOH$ de concentração $1,0\ mol/L$

Frasco 4: $100\ mL$ de solução aquosa de $HNO_3$ de concentração $1,2\ mol/L$

A cada um desses frascos, adicionaram-se, em experimentos distintos, $100\ mL$ de uma solução aquosa de $HC\ell$ de concentração $1,0\ moI/L$. Medindo-se o pH do líquido contido em cada frasco, antes e depois da adição de $HCl_{(aq)}$, pôde-se observar aumento do valor do pH somente