Química – Ciscato, Pereira, Chemello e Proti
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Admita que exista um vazamento de H2S a uma taxa de 2 mol/min em uma sala hermeticamente fechada que tenha as seguintes medidas: 20 m de comprimento, 10 m de largura e 3 m de altura. Considerando a sala isenta de móveis, contendo apenas ar, e o H2S um gás ideal com volume molar igual a 25 L/mol, haverá risco de morte após uma ou mais respirações do ar dessa sala a partir de: a) 1 minuto de vazamento. b) 5 minutos de vazamento. c) 10 minutos de vazamento. d) 15 minutos de vazamento. e) 30 minutos de vazamento. 3 (Uerj) A água oxigenada consiste em uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio, que se decompõe, sob a ação da luz e do calor, segundo a equação química: 2 H2O2(aq) ⇌ 2 H2O(l) + O2(g) Em um experimento, foi monitorada a quantidade de peróxido de hidrogênio em três frascos idênticos, A, B e C, de 1 L de água oxigenada, mantidos em diferentes condições de luminosidade e temperatura. Observe os resultados no gráfico a seguir. 
LUIZ RUBIO Na condição em que ocorreu a menor taxa de decomposição do peróxido de hidrogênio, a velocidade média de formação de O2, em mol ⋅ ano−1, foi igual a: a) 1. b) 2. c) 6. d) 12. Página 208 4 Água oxigenada é o nome dado a uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2). Os frascos que contêm essa solução geralmente são opacos, pois a luz visível catalisa a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, conforme equação a seguir. H2O2(aq) ⇌ O gráfico a seguir mostra a variação das concentrações das espécies envolvidas na decomposição do peróxido de hidrogênio em função do tempo da reação.
Em relação aos dados fornecidos, é CORRETO afirmar que: a) a rapidez de formação de H2O é o dobro da rapidez de consumo de H2O2 em qualquer intervalo de tempo. b) a rapidez de produção do O2 na primeira hora de reação é de 0,3 mol ⋅ L−1 ⋅ h−1. c) a rapidez de consumo de H2O2 aumenta ao longo do tempo. d) a rapidez da formação de O2 na primeira hora de reação é maior que na última hora. 5 A reação entre o mármore (carbonato de cálcio) e o ácido clorídrico pode ser assim equacionada: CaCO3(s) + 2 HCl(aq) ⇌ CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Três experimentos foram realizados em um laboratório empregando diferentes amostras de carbonato de cálcio e soluções aquosas de ácido clorídrico, sendo determinada a taxa de formação de CO2 em cada um deles, conforme apresentado no quadro a seguir.
Todos os experimentos foram realizados nas mesmas condições de temperatura e pressão, utilizando a mesma massa de carbonato de cálcio e o mesmo volume de solução aquosa de ácido clorídrico. Sobre esses experimentos, são feitas as seguintes afirmações: I. A taxa do experimento I será maior que a do experimento II. II. O aumento da concentração de ácido no experimento III em relação ao II não altera a taxa da reação, pois a massa de mármore é a mesma nos dois experimentos. III. A reação mais rápida ocorre no experimento III. IV. Comparativamente, tem-se que T2 > T1 < T3. Estão CORRETAS apenas: a) I e II. b) II e III. c) III e IV. d) I e IV. 6 Quando a manteiga é exposta ao ar à temperatura ambiente, ocorre uma mudança no seu sabor e odor, dando origem à manteiga rançosa. A substância química responsável pelo ranço na manteiga é o ácido butanoico. Considerando a formação da manteiga rançosa, é CORRETO afirmar que: Página 209 a) armazenar a manteiga na geladeira diminui a taxa de formação do ácido butanoico. b) ao dividir a manteiga em pedaços, diminui-se a taxa de formação do ácido butanoico. c) o fator temperatura não é relevante no fenômeno da formação da manteiga rançosa, pois o ácido butanoico sempre estará no estado líquido, independentemente de estar ou não dentro da geladeira. d) armazenar a manteiga na geladeira aumenta a taxa de formação do ácido butanoico, aumentando assim o prazo para consumo seguro desse alimento. 7 Foram realizados dois experimentos, nos quais 3,6 g de magnésio reagiram com 0,1 L de ácido clorídrico 4,0 mol/L à mesma temperatura. Em um dos experimentos, usou-se uma lâmina de magnésio (linha azul, tracejada); no outro, a mesma massa do metal, mas na forma de raspas (linha azul, cheia). Em ambos os casos, o volume total do gás formado foi medido, periodicamente, até que um dos reagentes fosse totalmente consumido. Qual gráfico melhor representa as curvas do volume total do gás produzido em função do tempo? [Massa molar do magnésio = 24 g/mol; volume molar dos gases nas condições do experimento = 24 L/mol.] a) Gás H2 
b) Gás H2 
c) Gás H2 
d) Gás Cl2 
e) Gás Cl2 
ILUSTRAÇÕES: LUIZ RUBIO Página 210 8 (Mackenzie-SP) Um aluno, querendo verificar os conceitos de cinética química discutidos na escola, dirigiu-se a uma drogaria e comprou alguns comprimidos efervescentes, os quais continham, de acordo com o rótulo do produto, massas iguais de bicarbonato de sódio. Ao chegar a sua casa realizou a mistura desses comprimidos com água usando diferentes métodos. Após a observação do fenômeno de liberação gasosa, até que toda a massa de cada comprimido tivesse sido dissolvida em água, o aluno elaborou a seguinte tabela:
De acordo com os resultados obtidos e mostrados na tabela acima, o aluno fez as seguintes afirmações: I. Ao comparar somente os métodos 1 e 2 fica impossível determinar qual dos dois fatores variados (estado do comprimido e temperatura da água) aumentou mais a velocidade da reação. II. A mudança da condição da água, de fria para quente, faz com que, qualquer que seja o estado do comprimido, a velocidade da reação caia pela metade. III. A influência da temperatura da água é maior do que a influência do estado do comprimido no aumento da velocidade da reação. Das afirmações acima, é correto dizer que o aluno errou
Um exemplo típico dessa colaboração é o uso, nos conversores catalíticos dos automóveis, de catalisadores, cuja função, nessa situação, é aumentar a velocidade da reação de poluentes produzidos pela combustão, transformando-os em substâncias menos poluentes, uma vez que a) a energia de ativação do complexo ativado, na etapa lenta do mecanismo da reação, diminui. b) a energia de ativação do complexo ativado, na etapa lenta do mecanismo da reação, aumenta. c) a frequência dos choques entre as partículas aumenta, sem que a energia de ativação varie. d) a frequência dos choques entre as partículas diminui, sem que a energia de ativação varie. 10 Um dos grandes desafios da culinária é cortar cebolas sem chorar. As lágrimas surgem quando sulfóxidos inofensivos das cebolas interagem sucessivamente com duas enzimas chamadas “alinase” e “sintase do fator lacrimogênio”, desprendidas das células do vegetal somente quando são rompidas pela lâmina da faca. Como resultado, há liberação de propanotial-S-óxido, composto volátil que, dissolvido no meio aquoso dos nossos olhos, forma substâncias de caráter ácido, como o ácido sulfúrico e o sulfeto de hidrogênio, os verdadeiros responsáveis pela irritação e consequente formação de lágrimas. A sabedoria popular sugere algumas atitudes que não possuem explicação científica para evitar as lágrimas enquanto descascamos cebolas, como deixar a água da torneira aberta. Robert L. Wolke, em seu livro O que Einstein disse a seu cozinheiro 2 (Rio de Janeiro: Editora Jorge Zahar, 2005, p. 100), dá duas dicas (que realmente funcionam) para evitar o lacrimejamento: • levar as cebolas à geladeira por umas duas horas antes de cortá-las. • cortar, com uma faca bem afiada, a cebola em cubos com a rapidez e a eficiência dos chefs. A respeito dessas dicas, são feitas as seguintes afirmações: I. A baixa temperatura ajuda a reduzir a taxa (rapidez) de interação entre os sulfóxidos e as enzimas, diminuindo a intensidade da produção das substâncias voláteis irritantes. II. Cortar rapidamente a cebola com uma faca afiada evita que muitas moléculas de sulfóxidos sejam quebradas pela lâmina em moléculas mais leves e voláteis. III. A enzima é um catalisador biológico, e sua funcionalidade depende somente da concentração de substrato. Das afirmações acima, está(ão) correta(s): a) Apenas I. b) I e II. c) Apenas II. d) I e III. e) I, II e III. 11 A água oxigenada é uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2). Esse peróxido tende, com o passar do tempo, a se decompor e formar Página 211 água e gás oxigênio. A temperatura e pressão ambientes, essa decomposição é muito lenta. Porém, a luz pode ser um catalisador dessa reação, e, por essa razão, a água oxigenada é vendida sempre em frascos opacos para evitar a decomposição prematura. A reação de decomposição do peróxido de hidrogênio pode ser representada pela seguinte equação: H2O2(aq) ⇌ H2O(l) + Considere o gráfico a seguir com duas curvas, I e II, representando a decomposição do H2O2 com e sem catalisador, não necessariamente nessa ordem.
Com base nesse diagrama, são feitas as seguintes afirmações: I. A curva II refere-se à reação catalisada, e a curva I refere-se à reação não catalisada. II. Se a reação se processar pelo caminho II, ela será mais rápida. III. A adição de um catalisador à reação diminui o ΔH da reação. IV. A adição do catalisador transforma a reação endotérmica em exotérmica. Estão corretas:
NaHCO3(s) + HA(aq) ⇌ NaA(aq) + H2O(l) + CO2(g) Adicionam-se quantidades iguais de ácido fraco em duas amostras contendo a mesma massa de hidrogenocarbonato de sódio, ambas à mesma temperatura. Uma das amostras é sólida, e a outra, uma solução aquosa concentrada. Nos dois casos, o volume total de gás carbônico produzido foi medido, periodicamente, até que toda a massa de hidrogenocarbonato de sódio fosse consumida. Com relação a esses experimentos, são feitas as seguintes afirmações: I. A taxa inicial de formação de gás carbônico é menor no experimento em que foi utilizada a amostra sólida de hidrogenocarbonato de sódio. II. Em ambos os casos, a taxa de formação de gás carbônico vai diminuindo à medida que a reação prossegue. III. Os volumes de gás carbônico obtidos após o término dos dois experimentos são iguais. IV. O ácido fraco HA atua como catalisador. Qual é a alternativa que contém a(s) afirmação(ões) correta(s)? a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) Todas. 13 (UFSM-RS) O enxofre é usado na indústria para produzir ácido sulfúrico e para vulcanizar a borracha. A obtenção de enxofre a partir de H2S(g) e SO2(g) requer o uso do catalisador Al2O3(s), conforme a reação: 2 H2S(g) + SO2(g) ⇌ 3 S(s) + 2 H2O(l) Essa reação é importante para reduzir os gases no meio ambiente. Com referência à reação, é correto afirmar:
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ADILSON SECCO Representação sem escala; cores fantasia. Os dados obtidos com esses experimentos estão presentes na tabela a seguir.
* Valores médios ± margem de erro da medida. Cada experimento foi realizado em triplicata. Considerando a formação do dióxido de carbono que infla o balão dependente somente da concentração de sacarose e da quantidade de catalisador disponível (enzimas específicas das leveduras), a expressão da lei cinética da reação pode ser expressa pela equação: Ti = k ⋅ [sacarose]a A partir da análise dos dados, são feitas as seguintes afirmações: I. Analisando os ensaios 1 e 2, observa-se que a reação é de segunda ordem em relação à sacarose. II. Analisando os ensaios 2 e 5, observa-se que, ao triplicarmos a quantidade de levedura, a rapidez da reação também triplica, sendo possível concluir que o aumento da quantidade de catalisador aumenta proporcionalmente à rapidez da reação. III. Observa-se que, com a adição de mais de uma colher de sacarose, a rapidez da reação passa a ser independente da massa desse reagente. Isso pode ser explicado pela saturação da água com sacarose. Está(ão) CORRETA(S): a) Apenas a II. b) Apenas a III. c) I e II, somente. d) II e III, somente. e) I e III, somente. 15 (UEFS-BA) A velocidade de uma reação química é proporcional às concentrações molares dos reagentes, elevadas a expoentes que são determinados experimentalmente. De modo geral, as reações ocorrem em duas ou mais etapas elementares, e não diretamente como são representadas pela equação global correspondente. A reação de NO2(g) com CO(g), a 200 °C, é exemplo de uma reação não elementar que ocorre em duas etapas e cuja velocidade tem a expressão v = k ⋅ [NO2]2. NO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + CO2(g) Em relação à velocidade das reações químicas, é correto afirmar:
C12H22O11 (sacarose) + H2O Em um processo de fabricação de açúcar invertido, a velocidade da reação foi medida em função da concentração de sacarose, uma vez que a concentração de água não afeta essa velocidade. O gráfico abaixo indica os resultados obtidos: 
LUIZ RUBIO Determine a constante cinética dessa reação. Página 213 Atividade em grupo Responda em seu caderno Protetores solares Este capítulo iniciou com uma imagem relacionada ao uso de protetor solar. A exposição à radiação solar sem proteção aumenta os riscos de desenvolvimento de doenças, como o câncer de pele. Mas será que as pessoas conhecem os tipos de protetores solares, sabem como funcionam e fazem uso deles quando se expõem ao Sol?
A turma deve se organizar em grupos de 4 a 5 pessoas. Cada grupo ficará responsável por entrevistar pelo menos dois (duas) dermatologistas (caso não consiga, tentar uma conversa por telefone ou enviar um e-mail para algum profissional). Seguem algumas sugestões de perguntas: a Qual é a composição química dos principais protetores solares disponíveis no mercado? b Como os protetores solares protegem a pele? c O que significam as siglas FPS e PPD e como saber qual protetor deve ser utilizado? d É preciso passar protetor solar em dias nublados? E à noite? e Que tipos de manchas de pele merecem nossa atenção e podem ser sintomas de câncer de pele? f Roupas podem ajudar na proteção contra a radiação solar? g Parte do protetor solar é absorvida pela pele? Se sim, essa absorção pode ter algum efeito adverso? Exposição dos resultados Após a gravação das entrevistas, os alunos se reúnem para elaborar um roteiro de como será o vídeo e quais elementos terá (imagens, texto, as melhores respostas, sequência de perguntas, trilha sonora, efeitos de animação etc.) e, em seguida, produzir um vídeo educativo de, em média, 5 minutos. As perguntas devem aparecer na base do vídeo, enquanto o(a) dermatologista explica. Se possível, quando o(a) dermatologista citar alguma informação ou descrever alguma imagem importante, ao editar o vídeo, dar destaque para essas informações ou imagens. Esse material, após finalizado, pode ser publicado no site da escola ou em alguma rede social para compartilhamento das informações com os demais integrantes da comunidade, sempre com a autorização expressa dos entrevistados. 
WAVEBREAKMEDIA/SHUTTERSTOCK A grande maioria dos nevos (pintas) é benigna, porém alguns deles podem se transformar em câncer de pele. Portanto, é importante sempre examinar as pintas. O conceito de que pintas de nascença são benignas nem sempre é verdadeiro, principalmente no caso dos nevos gigantes. Página 214
Antes mesmo do aparecimento dos primeiros dentes, deve-se fazer a higiene bucal nos bebês. Ela pode ser realizada com uma escova dental massageadora de silicone (ou com uma gaze umedecida com água potável) para remover os resíduos de leite do interior da boca da criança. A formação da cárie Na Antiguidade, a civilização mesopotâmica habitava as margens dos rios Tigre e Eufrates, região que atualmente corresponde ao Iraque e à Síria. Naquele período conviveram diversos povos, como os sumérios, os assírios e os caldeus. No século VII a.C., uma lenda dos assírios atribuía a degradação dos dentes (a cárie) aos vermes. Até a metade do século XIX, muitas pessoas ainda acreditavam que existiam vermes que se alimentavam de dentes. Hoje, a hipótese mais aceita é a de que milhões de bactérias encontram na boca temperatura, umidade e alimento ideais para viver e se reproduzir. O metabolismo dessas bactérias gera substâncias que degradam o esmalte dos dentes – a camada mais externa –, causando as cáries. Essa teoria foi proposta pelo cientista estadunidense Willoughby Dayton Miller (1853-1907) no fim do século XIX. Ele fez o seguinte experimento: colocou um dente, um pedaço de pão e um pouco de saliva em um tubo de ensaio. Notou que, com o passar do tempo, o dente ia sendo degradado, o que não ocorria quando a saliva era previamente aquecida. Então, ele propôs a hipótese de que o aquecimento matava as bactérias, pois o esmalte dos dentes permanecia inalterado. A constituição química dos dentes e o pH bucal Para compreender o que leva à formação da cárie, é importante conhecer a anatomia e a constituição química dos dentes. Observe a ilustração a seguir. 
SELMA CAPARROZ Esquema da anatomia de um dente humano. Representação sem escala; cores fantasia. Fonte consultada: APPLEGATE, E. J. Anatomia e fisiologia. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. p. 308. Neste capítulo serão apresentadas várias situações em que ocorre equilíbrio químico, com destaque para aquelas que podem promover, prevenir ou recuperar a saúde bucal. Para isso, será dada continuidade ao estudo das medidas de pH e sua intrínseca relação com a vida humana, demonstrada pelo controle dos valores de pH da saliva e do sangue. Página 215 O esmalte dos dentes é o material mais resistente presente no corpo humano, pouco solúvel em água e constituído principalmente de um composto iônico denominado hidroxiapatita, cuja fórmula química é Ca5(PO4)3OH. Esse composto é também encontrado na dentina, camada localizada logo abaixo do esmalte. A quantidade de hidroxiapatita na dentina (70%), porém, é menor que no esmalte (cerca de 96%). O valor médio de pH da saliva é 6,6. Nela há um sistema autorregulador de pH, chamado sistema-tampão, que reverte rapidamente variações de acidez que ocorrem no interior da boca. Essa regulagem é importante, considerando que pequenas quantidades de hidroxiapatita se dissolvem na saliva, em um processo conhecido como desmineralização, que é intensificado quando o pH bucal fica abaixo de 5,5 – considerado valor crítico. Isso leva ao enfraquecimento e à degradação do esmalte dos dentes.
As áreas opacas e esbranquiçadas são decorrentes da desmineralização do esmalte dos dentes. A consistência pegajosa de certos alimentos, como balas e doces, e o tempo de permanência deles na boca favorecem o aparecimento de cáries. A ação prolongada das bactérias sobre o alimento gera substâncias (produtos de seu metabolismo, como o ácido lático e o ácido acético) que aumentam a acidez bucal. Observe nos gráficos a seguir como o pH bucal pode variar ao longo de um dia em dois grupos de estudo: o primeiro, de pessoas que consumiram várias vezes alimentos ricos em carboidratos metabolizáveis pelas bactérias (A); o segundo, de pessoas que limitaram o consumo desses carboidratos às refeições principais (B). 
ILUSTRAÇÕES: LUIZ RUBIO Fonte: MARSH, P. D.; MARTIN, M. V. Oral microbiology. Tradução dos autores. 5. ed. London: Elsevier, 2009. p. 12. Observe que o surgimento da cárie não está diretamente relacionado à quantidade de carboidrato fermentável ingerido, mas à frequência de sua ingestão. Microrganismos como as bactérias da espécie Streptococcus mutans metabolizam determinados carboidratos (processo de fermentação), o que leva à produção de substâncias de caráter ácido que reduzem o pH da boca. Se o pH da boca fica abaixo de 5,5 por mais de meia hora, intensifica-se a desmineralização com a dissolução da hidroxiapatita das camadas superficiais dos dentes. À medida que o pH da boca fica abaixo desse valor crítico, vai se formando uma cavidade de cárie que pode, até mesmo, levar à perda de toda a coroa dentária, atravessando a dentina e atingindo a polpa do dente, ocasionando um processo inflamatório. Página 216 
STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK Placa bacteriana formada sobre o esmalte de um dente (microscópio eletrônico de varredura; imagem colorizada por computador). Quando a higiene não é feita ou não é adequada, as bactérias encontram alimento abundante, reproduzem-se rapidamente e aderem à superfície dos dentes formando a placa bacteriana.
O consumo de alimentos ricos em carboidratos, como bolos, biscoitos e doces, está, portanto, diretamente relacionado à degradação do esmalte dos dentes. Além disso, o consumo de doces, especialmente por crianças e adolescentes, deve ser controlado, pois esses alimentos saciam a fome e acabam substituindo alimentos mais nutritivos. Os dentifrícios e a fluoretação da água O primeiro creme dental da história, datado de cerca de 2000 a.C., surgiu no Egito e era preparado com vinagre e pedra-pomes pulverizada. Apenas em 1850 foi desenvolvido o primeiro dentifrício comercial, nos Estados Unidos. Atualmente, são vários os componentes dos cremes dentais; entre os essenciais, para a limpeza adequada e a não formação da placa bacteriana, estão os abrasivos como o dióxido de silício (SiO2) e o carbonato de cálcio (CaCO3), materiais particulados praticamente insolúveis em água. Há ainda os compostos que contêm flúor, como o fluoreto de sódio (NaF), que atuam na proteção do esmalte dos dentes. Por volta da década de 1930, percebeu-se que as pessoas que moravam em municípios abastecidos com água naturalmente fluoretada (água com flúor) tinham baixos índices de cárie. Para combater as cáries, muitos países passaram a adicionar compostos de flúor na água destinada ao consumo pela população (processo denominado fluoretação). Em 1945, o município de Grand Rapids, nos Estados Unidos, tornou-se o pioneiro em fluoretação da água destinada à população, com redução de 50% de incidência de cáries. No Brasil, o processo de fluoretação iniciou-se em 1953, no município de Baixo Guandu, no Espírito Santo, mas apenas em 1974 essa medida tornou-se obrigatória. A Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB) de 2000, realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), verificou que 45% do total de municípios brasileiros adicionavam flúor à água de abastecimento público. Após oito anos, foi feita outra pesquisa e novos dados foram divulgados, conforme mostra a tabela a seguir.
Fonte: BRASIL. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa Nacional de Saneamento Básico: 2008. Rio de Janeiro: IBGE, 2010. p. 104. Disponível em: Yüklə 3,69 Mb. Dostları ilə paylaş:
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O(g) + H2O(l)
de seus volumes. Após a homogeneização dos reagentes, acoplou-se um balão de aniversário na boca das garrafas, e iniciou-se o monitoramento do tempo necessário para inflar o balão (veja o esquema na página seguinte).
C6H12O6 (glicose) + C6H12O6 (frutose)
