Albert Einstein 2023-2: Química
31. (Albert Einstein 2023-2) Uma nova tecnologia desenvolvida por uma empresa dos Estados Unidos pretende utilizar o óxido de cálcio, CaO, um sólido poroso obtido de rochas calcáreas, para capturar o dióxido de carbono, CO2, do ar atmosférico, fixando-o em rochas na forma de cimento.
Quanto à sua classificação, o óxido sólido e o óxido gasoso empregados nessa tecnologia são, respectivamente,
- neutro e básico.
- neutro e ácido.
- básico e ácido.
- básico e neutro.
- ácido e básico.
Resposta: C
Resolução: O óxido de cálcio, CaO, é um óxido básico, pois reage com a água para formar uma base, o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2. O dióxido de carbono, CO2, é um óxido ácido, pois reage com a água para formar um ácido, o ácido carbônico, H2CO3.
Portanto, o óxido sólido, CaO, é um óxido básico, e o óxido gasoso, CO2, é um óxido ácido.
As outras opções são incorretas porque:
A opção (a) é incorreta porque o óxido sólido é básico, e não neutro.
A opção (b) é incorreta porque o óxido gasoso é ácido, e não neutro.
A opção (d) é incorreta porque o óxido sólido é básico, e não ácido.
A opção (e) é incorreta porque o óxido gasoso é ácido, e não básico.
Explicação da resposta:
Os óxidos podem ser classificados em básicos, ácidos e neutros, de acordo com a reação que apresentam com a água.
Óxidos básicos: reagem com a água para formar bases.
Óxidos ácidos: reagem com a água para formar ácidos.
Óxidos neutros: não reagem com a água.
O óxido de cálcio, CaO, é um óxido básico, pois reage com a água para formar uma base, o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2:
CaO + H2O → Ca(OH)2
O dióxido de carbono, CO2, é um óxido ácido, pois reage com a água para formar um ácido, o ácido carbônico, H2CO3:
CO2 + H2O → H2CO3
Portanto, o óxido sólido, CaO, é um óxido básico, e o óxido gasoso, CO2, é um óxido ácido.
32. (Albert Einstein 2023-2) A solução de Ringer com lactato é um tipo de soro indicado para reidratação. Ela é composta por cloreto de sódio, cloreto de cálcio, cloreto de potássio e lactato de sódio, dissolvidos em água para injeção. Em 5 mL dessa solução estão contidos 6,50 × 10⁻⁴ mol de íons sódio.
A concentração de íons sódio na solução de Ringer com lactato é igual a
- 1,30 × 10⁻¹ mol/L.
- 1,30 × 10⁻³ mol/L.
- 3,25 × 10⁻⁴ mol/L.
- 3,25 × 10⁻³ mol/L.
- 3,25 × 10⁻¹ mol/L.
Resposta: A
Resolução:
5mL – 6,50 x 10⁻⁴ mol
1L → 1000mL – x
x = 1,30 . 10⁻¹mol/L
33. (Albert Einstein 2023-2) Algumas substâncias gasosas são comercializadas como gases hospitalares por terem aplicações em terapias, cirurgias e esterilização de materiais. Uma amostra de um gás hospitalar armazenado a 300 K sob pressão de 10 atm apresenta densidade igual a 12,5 g/L.
Considerando a constante dos gases, R = 0,08 atm·L·mol⁻¹ · K⁻¹, o gás hospitalar compatível com as informações fornecidas é a substância:
- óxido de etileno, C2H4O
- óxido nítrico, NO
- óxido nitroso, N2O
- dióxido de carbono, CO2
- hexafluoreto de enxofre, SF6
Resposta: B
Resolução: A densidade de um gás é dada pela seguinte equação:
ρ = PM / RT
Onde:
ρ é a densidade do gás (g/L)
PM é a massa molar do gás (g/mol)
R é a constante dos gases (0,08 atm·L·mol⁻¹ · K⁻¹)
T é a temperatura absoluta (K)
Substituindo os valores fornecidos no enunciado, temos:
12,5 g/L = PM / (0,08 atm·L·mol⁻¹ · K⁻¹) * 300 K
PM = 12,5 g/L * 0,08 atm·L·mol⁻¹ · K⁻¹ * 300 K / 10 atm
PM = 30 g/mol
A única substância gasosa da lista com massa molar igual a 30 g/mol é o óxido nitroso, N2O. Portanto, a resposta é (B).
Outra forma de resolver o problema:
Podemos comparar as densidades das substâncias gasosas da lista. A densidade de um gás é inversamente proporcional à sua massa molar, ou seja, quanto maior a massa molar, menor a densidade.
A substância com massa molar mais próxima de 30 g/mol é o óxido nitroso, N2O, com massa molar de 44,01 g/mol. Portanto, é a substância mais provável de apresentar densidade igual a 12,5 g/L.
34. (Albert Einstein 2023-2) O lactato de etila é um solvente biodegradável que pode ser obtido por meio da reação de esterificação entre o ácido lático e o etanol. A fórmula estrutural do lactato de etila está representada a seguir.
A fórmula molecular do ácido lático é:
- C2H4O3
- C2H5O3
- C3H5O3
- C3H4O3
- C3H6O3
Resposta: E
Resolução:
A fórmula estrutural do ácido lático é a seguinte:
CH₃CH(OH)COOH
A partir da fórmula estrutural, podemos calcular a fórmula molecular do ácido lático:
C₃H₆O₃
Portanto, a resposta correta é (E).
Explicação:
A fórmula molecular de uma substância é a representação da quantidade de átomos de cada elemento que compõem a molécula dessa substância. A fórmula estrutural fornece informações mais detalhadas sobre a estrutura da molécula, incluindo a posição dos átomos e os tipos de ligações entre eles.
No caso do ácido lático, a fórmula estrutural mostra que a molécula é composta por três átomos de carbono, seis átomos de hidrogênio e três átomos de oxigênio. Portanto, a fórmula molecular é C₃H₆O₃.
Outra forma de resolver o problema:
A reação de esterificação entre o ácido lático e o etanol ocorre da seguinte forma:
CH₃CH(OH)COOH + CH₃CH₂OH → CH₃CH(OOCCH₂CH₃)OH
Observe que o ácido lático e o etanol reagem para formar o lactato de etila, que é um éster. Os ésteres são compostos orgânicos que são formados pela reação de um ácido carboxílico com um álcool. A fórmula geral de um éster é:
R-COOR'
Onde:
R é um radical orgânico derivado de um ácido carboxílico
R' é um radical orgânico derivado de um álcool
No caso do lactato de etila, o radical R é derivado do ácido lático e o radical R' é derivado do etanol. Portanto, a fórmula molecular do ácido lático é C₃H₆O₃, pois R é composto por três átomos de carbono, seis átomos de hidrogênio e três átomos de oxigênio.
Resposta:
(E) C₃H₆O₃
35. (Albert Einstein 2023-2) O konjac é uma planta asiática usada na culinária e indicada para dietas especiais por apresentar diversos benefícios à saúde. Essa planta é rica em glucomanana, que interage com a água formando uma massa que, ao ser ingerida, dá a sensação de saciedade. A fórmula estrutural da glucomanana está representada a seguir.
A principal força intermolecular entre a molécula da glucomanana e a água é a __________ e as estruturas cíclicas da molécula são características __________.
As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por
- interação íon-dipolo e das proteínas.
- interação íon-dipolo e dos sacarídeos.
- interação íon-dipolo e dos lipídios.
- ligação de hidrogênio e das proteínas.
- ligação de hidrogênio e dos sacarídeos.
Resposta: E
Resolução: As estruturas cíclicas da glucomanana são características dos sacarídeos, que são compostos orgânicos formados por unidades de monossacarídeos ligadas entre si por ligações glicosídicas. As ligações glicosídicas são ligações covalentes que ocorrem entre o grupo hidroxila de um monossacarídeo e o grupo carbonila de outro monossacarídeo.
A principal força intermolecular entre a molécula da glucomanana e a água é a ligação de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são interações intermoleculares que ocorrem entre um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de eletronegatividade elevada, como o oxigênio ou o nitrogênio, e um átomo de oxigênio ou de nitrogênio de outra molécula.
No caso da glucomanana, as ligações de hidrogênio ocorrem entre os grupos hidroxila da molécula e as moléculas de água. Essas ligações são responsáveis pela formação da massa que, ao ser ingerida, dá a sensação de saciedade.
Portanto, as lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por ligação de hidrogênio e dos sacarídeos.
Outra forma de resolver o problema:
A molécula da glucomanana é composta por unidades de glicose ligadas entre si por ligações glicosídicas. As unidades de glicose possuem grupos hidroxila, que podem interagir com as moléculas de água por meio de ligações de hidrogênio.
As estruturas cíclicas da molécula da glucomanana são formadas por ligações glicosídicas entre unidades de glicose. Portanto, as lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por ligação de hidrogênio e dos sacarídeos.
36. (Albert Einstein 2023-2) Um paciente deve receber, por gotejamento, 240 mL de certo medicamento em um intervalo de tempo de 2 h, conforme a figura.
Sabendo que cada mL do medicamento corresponde a 20 gotas, a quantidade de gotas por minuto que deve ser administrada a esse paciente é de
- 10.
- 20.
- 40.
- 60.
- 120.
Resposta: C
Resolução:
A quantidade de gotas por minuto é dada pela seguinte relação:
Gotas/minuto = Volume / Tempo * Volume por Gota
Onde:
Volume é o volume do medicamento que deve ser administrado (240 mL)
Tempo é o tempo de administração (2 h = 120 min)
Volume por Gota é a quantidade de volume correspondente a uma gota (20 gotas/mL)
Substituindo os valores na equação, temos:
Gotas/minuto = 240 mL / 120 min * 20 gotas/mL
Gotas/minuto = 40 gotas/min
Portanto, a resposta correta é (C).
Outra forma de resolver o problema:
Podemos dividir o volume total do medicamento pelo número de gotas por mL para obter o número de gotas totais. Em seguida, dividimos esse número pelo tempo de administração para obter o número de gotas por minuto.
Número de gotas totais = 240 mL / 20 gotas/mL = 12 gotas
Gotas/minuto = 12 gotas / 120 min = 40 gotas/min
37. (Albert Einstein 2023-2) Em um salto com abertura retardada do paraquedas, um paraquedista, ao saltar de um avião no instante t0, passa a ser submetido a duas forças verticais e cai inicialmente com movimento acelerado, uma vez que seu peso P é maior que a componente vertical da força de resistência do ar.
A intensidade dessa componente aumenta gradativamente com o aumento da velocidade vertical do paraquedista, de modo que, em determinado instante tL, a intensidade da componente vertical da força de resistência do ar se torna igual ao valor do peso do paraquedista, que passa a cair com velocidade vertical constante até a abertura do paraquedas.
O gráfico que representa a intensidade da componente vertical da força de resistência do ar, RAR, ao longo dessa queda, em função do tempo, é:
Resposta: A
Resolução:
A descrição dada sugere que, inicialmente, o paraquedista cai com uma aceleração porque seu peso (P) é maior que a componente vertical da força de resistência do ar (RAR). À medida que a velocidade vertical aumenta, a intensidade da RAR aumenta gradualmente até que ela se iguale ao valor do peso do paraquedista. Nesse ponto, o paraquedista deixa de acelerar e cai com velocidade vertical constante até a abertura do paraquedas.
O gráfico que representa a intensidade da componente vertical da RAR em função do tempo seria uma curva que inicialmente aumenta até atingir um ponto onde se iguala ao peso do paraquedista (P), a partir desse ponto, a intensidade da RAR se mantém constante, pois o paraquedista está caindo com velocidade vertical constante.
Portanto, o gráfico seria algo semelhante a uma curva que aumenta gradualmente, atinge um ponto de equilíbrio (igualdade entre P e RAR), e depois se mantém constante.