Química – Ciscato, Pereira, Chemello e Proti
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3 (Unicamp-SP) O tratamento de água é fruto do desenvolvimento científico que se traduz em aplicação tecnológica relativamente simples. Um dos processos mais comuns para o tratamento químico da água utiliza cal virgem (óxido de cálcio) e sulfato de alumínio. Os íons alumínio, em presença de íons hidroxila, formam o hidróxido de alumínio, que é pouquíssimo solúvel em água. Ao hidróxido de alumínio formado adere a maioria das impurezas presentes na água. Com a ação da gravidade, ocorre a deposição dos sólidos. A água é então separada e encaminhada a uma outra fase de tratamento. a) Que nome se dá ao processo de separação acima descrito que faz uso da ação da gravidade? b) Por que se usa cal virgem no processo de tratamento da água? Justifique usando equação(ões) química(s). c) Em algumas estações de tratamento de água usa-se cloreto de ferro(III) no lugar de sulfato de alumínio. Escreva a fórmula e o nome do composto de ferro formado nesse caso. Página 59 4 Analise os dados abaixo e indique qual é a solução mais concentrada. Explique seu raciocínio.
Em seguida, para a solução mais concentrada, construa um gráfico que indique a massa de soluto (em g) no eixo x e o volume de solução (em L) no eixo y. Os volumes devem ser de 1,0, 2,0, 3,0 e 4,0 litros, e as massas, correspondentes a esses volumes, de acordo com a concentração dessa solução. Qual é a conclusão matemática (com relação à proporcionalidade) que fica nítida ao se construir o gráfico? 5 (Enem) As informações abaixo foram extraídas do rótulo da água mineral de determinada fonte ÁGUA MINERAL NATURAL Composição química provável em mg/L Sulfato de estrôncio 0,04 Sulfato de cálcio 2,29 Sulfato de potássio 2,16 Sulfato de sódio 65,71 Carbonato de sódio 143,68 Bicarbonato de sódio 42,20 Cloreto de sódio 4,07 Fluoreto de sódio 1,24 Vanádio 0,07 Características físico-químicas pH a 25 °C 10,00 Temperatura da água na fonte 24 °C Condutividade elétrica 4,40 ⋅ 10−4 ohms/cm Resíduo de evaporação a 180 °C 288,00 mg/L Classificação: “Alcalino-bicarbonatada, fluoretada, vanádica” ADILSON SECCO As seguintes explicações foram dadas para a presença do elemento vanádio na água mineral em questão I. No seu percurso até chegar à fonte, a água passa por rochas contendo minerais de vanádio, dissolvendo-os. II. Na perfuração dos poços que levam aos depósitos subterrâneos da água, utilizaram-se brocas constituídas de ligas cromo-vanádio. III. Foram adicionados compostos de vanádio à água mineral. Considerando todas as informações do rótulo, pode-se concluir que apenas a) a explicação I é plausível. b) a explicação II é plausível. c) a explicação III é plausível. d) as explicações I e II são plausíveis. e) as explicações II e III são plausíveis. 6 Quando duas soluções aquosas incolores são misturadas, uma de nitrato de chumbo(II) e outra de iodeto de potássio, ocorre o demonstrado na foto abaixo: 
Charles D. Winters/Science Source/LatinstocK a) Qual o nome do fenômeno mostrado na foto? Consulte a tabela de solubilidade apresentada na questão 6 do Tema 1, e diga que substância constitui o sólido amarelo. b) Escreva a equação que representa a reação química de maneira que apareçam apenas os íons que formaram o sólido amarelado. 7 (Enem) No Brasil, mais de 66 milhões de pessoas beneficiam-se hoje do abastecimento de água fluoretada, medida que vem reduzindo, em cerca de 50%, a incidência de cáries. Ocorre, entretanto, que profissionais da saúde muitas vezes prescrevem flúor oral ou complexos vitamínicos com flúor para crianças ou gestantes, levando à ingestão exagerada da substância. O mesmo ocorre com o uso abusivo de algumas marcas de água mineral que contêm flúor. O excesso de flúor – fluorose – nos dentes pode ocasionar desde efeitos estéticos até defeitos estruturais graves. Foram registrados casos de fluorose tanto em cidades com água fluoretada pelos poderes públicos como em outras abastecidas por lençóis freáticos que naturalmente contêm flúor. (Adaptado da Revista da Associação Paulista de Cirurgiões Dentistas – APCD, vol. 53, n. 1, jan./fev. 1999.) Com base nesse texto, são feitas as afirmações abaixo. I. A fluoretação da água é importante para a manutenção do esmalte dentário, porém não pode ser excessiva. II. Os lençóis freáticos citados contêm compostos de flúor, em concentrações superiores às existentes na água tratada. III. As pessoas que adquiriram fluorose podem ter utilizado outras fontes de flúor além da água de abastecimento público, como, por exemplo, cremes dentais e vitaminas com flúor. Pode-se afirmar que apenas: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e III são corretas. e) II e III são corretas. Página 60 8 Uma amostra de 200 mL de água de um rio contaminado por esgoto doméstico apresentou a massa de 1,0 mg de material orgânico. Essa amostra foi diluída com água saturada de oxigênio. Admitindo que a matéria orgânica seja representada por CH2O, calcule a DBO dessa amostra de água do rio. [Massas molares: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; O = 16 g/mol.] 9 Costuma ser indicado que, mesmo depois de tratada, a água contenha cloro na forma de HClO na faixa de concentração compreendida entre os valores de 0,2 mg/L e 1,5 mg/L. Um químico mediu essa concentração e obteve o valor de 2,0 ⋅ 10−5 mol/L. Esse valor está na faixa adequada? [Massa molar: HClO = 52,5 g/mol.] 10 A água de um rio poluído indicou a presença de 5 μg de mercúrio por litro de água. Quanto isso representa em ppm (massa/massa)? [Densidade da água = 1,0 g/mL.] 11 (FGV-SP) No Brasil, o transporte de cargas é feito quase que totalmente em rodovias por caminhões movidos a diesel. Para diminuir os poluentes atmosféricos, foi implantado desde 2009 o uso do Diesel 50S (densidade média 0,85 g/cm3), que tem o teor máximo de 50 ppm (partes por milhão) de enxofre. A quantidade máxima de enxofre, em gramas, contida no tanque cheio de um caminhão com capacidade de 1.200 L, abastecido somente com Diesel 50S, é a) 5,1. b) 5,1 ⋅ 10−1. c) 5,1 ⋅ 101. d) 5,1 ⋅ 103. e) 5,1 ⋅ 104. 12 Soluções de peróxido de hidrogênio (H2O2, 34 g/mol), comercialmente disponíveis com o nome de água oxigenada, podem ser utilizadas como um primeiro bactericida no tratamento de feridas. Qual a concentração em quantidade de matéria (mol/L) de uma solução preparada pela dissolução de 0,85 g desse soluto em 500 mL de solução? 13 (Ufu-MG) Considere os gráficos a seguir: 
Ilustrações: ADILSON SECCO I) Qual dos gráficos representa corretamente a variação do número de mols de etanol (C2H5OH) quando a ele se adiciona água gradualmente? II) Qual é o nome do procedimento descrito no item I?
(Nota dos autores: considere a massa molar do sulfato de alumínio igual a 342 g/mol.) a) 0,02. b) 0,03. c) 0,04. d) 0,05. Página 61 15 (Uerj) Diluição é uma operação muito empregada em nosso dia a dia, quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Considere 100 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. O volume de água, em mililitros, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol/L será de: a) 1.000. b) 900. c) 500. d) 400. 16 Um cozinheiro, ao preparar um suco de uva para acompanhar uma refeição, observou as instruções no rótulo, como visto abaixo: 
Fabio Yoshihito Matsuura/Mosaico Fotografia Assim, ele juntou o conteúdo da garrafa a 2,0 litros de água. a) Explique se o cozinheiro seguiu corretamente as instruções. b) Caso não tenha seguido corretamente as instruções, o suco que ele preparou é mais concentrado ou mais diluído? c) Qual é a diferença percentual entre a concentração desejada e a obtida? Qual o resultado disso no sabor do suco preparado? 17 (PUCCamp-SP) Além de estar isenta de microrganismos, a água potável também deve ter o nível controlado de vários constituintes. Por exemplo, o cloro total livre, usado na desinfecção, tem um limite de 5 mg ⋅ L−1 (Portaria n. 2.914/2011 do Ministério da Saúde). Cada litro de água potável que tenha 8 mg⋅ L−1 de cloro total livre, para chegar no limite estabelecido pela legislação, deve ser diluído para um volume, em L, igual a a) 1,2. b) 1,6. c) 1,9. d) 2,2. e) 2,5. 18 Que massa de hidróxido de potássio (massa molar = 56 g/mol) um pesquisador deve medir para preparar 500 mL de solução 0,08 mol/L? Se quiser neutralizar 50 mL dessa solução, que volume de solução aquosa de ácido clorídrico 0,10 mol/L o pesquisador deverá empregar? 19 Com uma pipeta, retirou-se uma amostra de 25,0 mL de uma solução aquosa de hidróxido de bário de concentração desconhecida. A titulação dessa amostra exigiu 40,0 mL de solução 0,25 mol/L de ácido clorídrico. Qual a concentração em quantidade de matéria da solução básica? 20 Assim como reações de neutralização, reações de precipitação podem ser usadas na determinação da concentração de uma solução. Em um experimento para determinar a concentração de uma solução de nitrato de prata (AgNO3), volumes crescentes dessa solução foram adicionados a uma solução de sulfeto de sódio (Na2S) sob agitação e, a cada adição, a massa do sal insolúvel formado – o sulfeto de prata (Ag2S) – foi medida. Com os volumes da solução de AgNO3 adicionados e as massas de Ag2S obtidas, foi construído o seguinte gráfico: 
ADILSON SECCO Considerando a massa molar do Ag2S igual a 248 g/mol, calcule a concentração da solução de AgNO3, em mol/L. 21 Uma remessa de hidróxido de sódio (NaOH, 40 g/mol) está sob suspeita de estar adulterada. Para fazer a verificação, um químico dissolveu 1,0 g da amostra em água, obtendo 100 mL de solução. Extraiu uma alíquota de 20 mL e titulou com ácido sulfúrico, de modo que fossem consumidos 8,0 mL de ácido 0,25 mol/L. A amostra de NaOH está de fato adulterada? Justifique apresentando os cálculos. Página 62 22 Um aluno separou 10 provetas de 100 mL com termômetros adaptados, todas contendo 20 mL de solução de hidróxido de sódio 0,4 mol/L. Em cada uma delas adicionou volumes diferentes de uma solução de HCl de concentração desconhecida e monitorou adequadamente a temperatura do sistema, minimizando as perdas de calor, obtendo os valores constantes na tabela abaixo:
Sabe-se que as reações de neutralização liberam calor. Depois da adição de ácido, o aluno acrescentava água de modo que o volume final sempre fosse igual a 70 mL (no último tubo a adição não foi necessária). a) Explique por que a temperatura final medida parou de subir do tubo 5 em diante e por que era importante adicionar água de modo a fixar o volume final em 70 mL. b) Calcule a concentração da solução de ácido clorídrico em mol/L. 23 Um estudante, tentando compreender melhor os conceitos de volatilidade e pressão de vapor, executou o seguinte experimento: encheu dois copos idênticos com exatamente o mesmo volume de água. No primeiro, dissolveu cerca de 6,0 g de cloreto de sódio (NaCl); no segundo, a mesma massa de sacarose (C12H22O11). Passados alguns dias, ele notou que uma das soluções apresentava um significativo volume de água evaporado, superior ao da outra solução. Qual foi essa solução e por que isso aconteceu? [Massas molares: NaCl = 58,5 g/mol; C12H22O11 = 342 g/mol.] 24 (Enem) Osmose é um processo espontâneo que ocorre em todos os organismos vivos e é essencial à manutenção da vida. Uma solução 0,15 mol/L de NaCl (cloreto de sódio) possui a mesma pressão osmótica das soluções presentes nas células humanas. A imersão de uma célula humana em uma solução 0,20 mol/L de NaCl tem, como consequência, a: a) absorção de íons Na+ sobre a superfície da célula. b) difusão rápida de íons Na+ para o interior da célula. c) diminuição da concentração das soluções presentes na célula. d) transferência de íons Na+ da célula para a solução. e) transferência de moléculas de água do interior da célula para a solução. 25 Em países em que ocorre a precipitação de neve, são usados sais como o cloreto de sódio (NaCl) e o cloreto de cálcio (CaCl2) para derreter a neve, que, não fosse isso, iria se acumular nas ruas e na fachada das casas e estabelecimentos. Considere que o preço de 1 kg de NaCl equivale a um terço do valor de 1 kg de CaCl2 e responda às questões a seguir. [Massas molares: NaCl = 58,5 g/mol; CaCl2 = 111 g/mol.] a) Considerando a adição da mesma quantidade de matéria dos dois sais, indique qual deles provocaria maior redução na temperatura de congelamento da água. Justifique sua resposta. b) Do ponto de vista exclusivamente econômico, o que seria melhor usar para derreter a neve: 1 kg de NaCl ou 1 kg de CaCl2? Justifique sua resposta. 26 Uma pessoa desidratada pode vir a receber soro diretamente nas veias, de modo a repor o líquido perdido. Esse soro, porém, deve ter concentração que gere uma pressão osmótica idêntica à do sangue. O que aconteceria com as hemácias se a concentração do soro fosse maior que a do sangue? Explique. Qual é a relação dessa situação com o fato de um náufrago não poder tomar água do mar para matar sua sede? Página 63 Atividade em grupo
Água potável: uso consciente Este capítulo teve como eixo temático o fornecimento de água potável na sociedade moderna. Como visto, há regiões do planeta com maior acesso a água doce e potável do que outras. Cada região convive com suas dificuldades e, na medida do possível, encontra saídas para que não falte água, o que, às vezes, infelizmente, não é possível. Muitos pesquisadores preveem que em poucas décadas uma parte considerável da população mundial viverá em condições de escassez de água potável. Assim, é essencial que, nesse sentido, surjam novas políticas públicas adequadas à realidade de cada uma dessas regiões.
Poderão ser formados grupos de até cinco alunos, os quais deverão realizar uma pesquisa em fontes confiáveis (jornais, revistas, folhetos distribuídos pelo poder público) que contemple os questionamentos a seguir, realizando pesquisa de campo com entrevistas, quando necessário. a Qual é a condição atual do fornecimento de água potável em sua cidade? Entreviste no mínimo dez famílias que vivam em regiões distintas de sua cidade (pode ser por telefone, por exemplo) e pergunte sobre o abastecimento de água em suas casas. Ele é regular? Falta água? Com que frequência? Como essas famílias contornam as eventuais dificuldades? b Quais são os tipos de água de que uma família precisa para sua subsistência? Toda água que chega à casa das pessoas deve ser potável? O que é água de reúso? Esse tipo de água é utilizado na sua cidade? c Entrevistem algum membro da prefeitura de sua cidade que possa dar uma declaração sobre as medidas que têm sido tomadas no sentido de garantir o fornecimento de água para a população na atualidade e em um futuro próximo. d Façam, ainda, uma estimativa do gasto diário de água pela sua família. Que atitudes vocês poderiam tomar para diminuir o consumo sem impactar no seu dia a dia? e Procurem alguém que tenha tomado alguma iniciativa de resolver o problema do abastecimento de água, como captar a água da chuva. Quanto essa pessoa gastou para criar essa solução? Quais os impactos positivos em sua vida? f Pesquisem as previsões de fornecimento de água potável em sua cidade e no mundo. O que dizem as previsões? Como isso se relaciona com o regime das chuvas, o aquecimento global e a poluição? As pesquisas de campo e entrevistas realizadas no ambiente fora da escola devem ser autorizadas pela direção e/ou coordenação do estabelecimento escolar, bem como supervisionadas por um responsável (um professor, por exemplo). Exposição dos resultados Concluída a pesquisa, reúnam-se e preparem um discurso de 10 minutos em que um dos alunos deverá simular ser candidato à prefeitura de sua cidade. Inicialmente, deverá ser feita uma breve explanação sobre a situação do fornecimento de água no mundo e depois em sua cidade. Em seguida, deve-se abordar o uso consciente da água e mostrar números que evidenciem o desperdício. O discurso deverá terminar com uma proposta de políticas públicas no sentido de garantir o abastecimento de água na cidade. Os alunos que estiverem assistindo ao discurso devem interpretar cidadãos insatisfeitos (ou satisfeitos) com o abastecimento de água da região, solicitando ao prefeito medidas para solucionar os problemas ou, ainda, visando à melhoria dos serviços de abastecimento da região. Lembrem-se de que há várias técnicas de obtenção de água doce e que a(s) mencionada(s) no discurso deve(m) ser adequada(s) à realidade de sua cidade. O discurso do candidato e as respostas aos questionamentos dos cidadãos deverão deixar claro o que cada um pode fazer para colaborar com sua cidade. O discurso deverá ser previamente redigido pelo grupo e encaminhado para avaliação de professores das disciplinas de Química, Português e Geografia. O grupo deverá também preparar um cartaz (ou mais de um) com números, gráficos, imagens, relacionados à questão do uso da água no mundo e em sua cidade. Depois, a escola poderá organizar “O dia da conscientização do uso da água”. Nele, além da exposição dos cartazes, cada grupo deverá escolher seu “candidato a prefeito” para discursar (detalhes como local e participantes (plateia) deverão ser determinados pelos professores e pela direção da escola em função da realidade local). Ao final do dia, poderá ser simulada uma eleição com os nomes dos “candidatos a prefeito” e a verificação da equipe vencedora pelo apuramento dos votos de todo o público participante – pais, alunos e comunidade.
Alguns carros carregam cilindros amarelos. Eles contêm gás natural, que é constituído principalmente de metano (CH4), e são diferentes dos botijões domésticos, que geralmente contêm uma mistura de propano (C3H8) e butano(C4H10), também chamada de gás liquefeito de petróleo. Neste capítulo serão estudados os aspectos qualitativos e quantitativos dos processos que envolvem absorção ou liberação de energia na forma de calor e suas relações com o conceito de entalpia. Serão comparados os poderes caloríficos e os impactos causados no meio ambiente dos principais combustíveis disponíveis atualmente. Também serão tratadas as relações proporcionais entre energia, massa e quantidade de matéria de diversos combustíveis. Por fim, serão analisadas algumas formas de calcular as variações de entalpia das reações, como a partir das entalpias de formação, a partir das energias de ligação e pela lei de Hess.
Existem combustíveis nos três estados de agregação da matéria mais comuns: sólido, líquido e gasoso. Contudo, neste texto introdutório terão destaque os combustíveis gasosos: o gás natural (GN), o gás liquefeito de petróleo (GLP) e o biogás, os mais utilizados no Brasil. Na indústria, o GN é utilizado como combustível para geração de energia: nas termelétricas, o vapor d´água que gira as turbinas para gerar eletricidade é produzido a partir da energia liberada na queima do GN. Também é utilizado como matéria-prima para a indústria química e petroquímica, principalmente na produção de metanol, amônia e ureia, e na siderurgia, principalmente na fabricação de aço. Uma das aplicações mais conhecidas do GN é como combustível para automóveis cujos motores foram adaptados para funcionar a gás – nesse caso, ele é chamado de gás natural veicular (GNV). No Brasil, atualmente cerca de 3% das residências dispõem de GN encanado – no estado do Rio de Janeiro, com grande extensão litorânea, esse percentual sobe para 25%. Uma vez que o GN é transportado por navios especiais, a proximidade com o litoral torna-se economicamente vantajosa. Como o investimento na tubulação por parte das empresas ainda é alto, uma alternativa é liquefazer o gás natural, obtendo assim o gás natural liquefeito (GNL), que pode ser vendido em botijões. Nesse processo, a temperatura do gás natural é reduzida a −162 °C, propiciando a liquefação dessa mistura gasosa: nessa condição há uma redução de volume de cercade seiscentas vezes. O biogás tem esse nome porque sua origem é renovável, como o bagaço da cana-de-açúcar da indústria sucroalcooleira ou o lixo de aterros sanitários. Durante a decomposição anaeróbia (sem gás oxigênio) desses materiais por microrganismos são produzidos vários gases, entre eles o metano. Após um processo de purificação que visa aumentar o teor de metano, o biogás pode ter uma composição semelhante à do GN. O processo de queima do biogás pode tornar as instalações agrícolas e rurais, bem como os aterros sanitários, autossuficientes em energia elétrica, o que diminuiria os custos e aumentaria a lucratividade dessas atividades. Página 65 Já o GLP, mais conhecido como gás de cozinha, uma vez que é usado principalmente para cozinhar alimentos, destaca-se no uso doméstico. Ele pode ser empregado, também, na climatização de ambientes, como calefação, e no aquecimento de água para chuveiros e torneiras. O GLP, nas condições ambiente, encontra-se no estado de agregação gasoso. Porém, por causa da pressão no processo de envasamento, parte desse gás se liquefaz – daí a utilização do termo “liquefeito”. Matriz energética brasileira e as energias renováveis e não renováveis Entende-se por matriz energética a relação de fontes de energia disponíveis em determinado território para uso nos processos produtivos em geral. Usualmente, classificam-se as fontes da matriz energética de um país em renováveis e não renováveis. As renováveis são aquelas cuja reposição ocorre em curto prazo – um exemplo é o etanol, obtido a partir da cana-de-açúcar, a qual pode ser recultivada inúmeras vezes. Já as não renováveis são aquelas cuja reposição pode levar até séculos ou milênios sob condições muito particulares – um exemplo é o petróleo. Acompanhe, a seguir, a representação gráfica da matriz energética brasileira em 2014. 
ilustrações: Adilson Secco *Mtep = 106 toneladas equivalentes de petróleo. Fonte consultada: BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Resenha energética brasileira: exercício de 2014; edição de junho de 2015. Disponível em: Yüklə 3,69 Mb. Dostları ilə paylaş:
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