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#TamoJuntoEnem: questões de Química

Termoquímica: estequiometria por trás da entalpia de combustão

1. Mistura de etanol na gasolina sobe para 27% a partir de 16 de março

Informação é do ministro de Minas e Energia, Eduardo Braga. Hoje, percentual de etanol na gasolina está em 25%

Fonte: Portal de notícias G1 – 04/03/2015 – Atualizado em 04/03/2015 21h29

O ministro de Minas e Energias, Eduardo Braga, decretou que a partir do dia 16 de março de 2015 o teor de álcool (etanol) na gasolina (octano) subiu de 25% para 27% em volume. Tal medida acarreta numa redução do consumo de derivados fósseis como combustível, priorizando o combustível de origem vegetal. Tal medida impacta diretamente nos carros que não são flex, podendo acarretar problemas drásticos no motor a combustão.

Em contrapartida, muitos postos de gasolina, aproveitando-se do ocorrido, optaram por acrescentar ainda mais álcool a mistura e manter o valor original. Sim! O lucro atua ainda como um vilão do cidadão de bem.

Diante de toda mudança, novos empreendedores buscam formas de evitar sofrerem no bolso e desenvolvem um dispositivo que mede a produção de CO2. Ele é acoplado à saída dos gases oriundos da combustão da mistura de gasolina e álcool e faz uma verificação imediata enviando uma mensagem para o aplicativo instalado no celular do proprietário.

Para que o aparelho detecte que o combustível está em condições propícias para o consumo, numa combustão completa com rendimento de 100%, ele deve indicar:

Dados:
Massa molar (g/mol): octano = 114, etanol = 46, gás carbônico = 44
Densidade (g/mL): octano = 0,7, etanol = 0,8

a) qualquer quantidade de CO2 maior ou igual a 26,3 kg, se o motorista abastecer 20 L da mistura gasolina e álcool.
b) quantidade exatamente igual a 35,3 kg, se o motorista abastecer 20 L da mistura gasolina e álcool.
c) qualquer quantidade de CO2 maior ou igual a 39,7 kg, se o motorista abastecer 20 L da mistura gasolina e álcool.
d) quantidade igual ou inferior a 54,4 kg, se o motorista abastecer 20 L da mistura gasolina e álcool.
e) quantidade igual ou inferior a 25,4 kg, se o motorista abastecer 20 L da mistura gasolina e álcool.

GABARITO: C

2. HIDROGÊNIO — COMBUSTÍVEL DO FUTURO?

Um dos primeiros testes de sucesso com o gás hidrogênio como combustível ocorreu com a propulsão do ônibus espacial norte‐americano que era formado por dois foguetes laterais, que contêm H2 e O2 , os quais reagem segundo a equação:

H2 + 0,5 O2 → H2O + Energia

O uso do hidrogênio como combustível tem duas grandes vantagens: o produto formado (H2O) não é poluente e a energia liberada na combustão é muito grande — seu poder calorífico é igual a 142.000 kJ/kg. Considerando que os combustíveis comuns — carvão, petróleo, gás natural, etc. — são poluentes e tendem a se esgotar no futuro, o hidrogênio se apresenta como uma boa alternativa para movimentar veículos, queimar em fogões domésticos, aquecer casas em lugares frios etc.

Livro: FELTRE, Ricardo – Volume 2 – Físico‐química – 6 a edição, 2004.

Uma possível substituição dos atuais combustíveis pelo H2 é um sonho para os ambientalistas e para o futuro da população. Para um entendimento melhor sobre a redução no impacto ambiental causado por um motor veicular a base de GNV (considere apenas CH4 ), um laboratorista detém um galão contendo 6,72 L de gás hidrogênio nas CNTP – condições normais de temperatura e pressão. Ao consultar um handbook e encontra como calor de combustão do CH4 ‐ 889,5 kJ/mol, a quantidade de CO2 que deixará de ser liberada na atmosfera para uma mesma quantidade de energia liberada pelo H2 é de, aproximadamente:

Massa molar (g/mol): H = 1, C = 12, O = 16
Volume molar de um gás na CNTP (L/mol): 22,4

a) 4,2 g
b) 5,3 g
c) 7,4 g
d) 10,2 g
e) 18,2 g

GABARITO: A

Eletroquímica

3. Metal de sacrifício ou ânodo de sacrifício consiste num metal que sofre corrosão em prol do metal a ser protegido. Um exemplo frequente consiste na proteção do ferro existente na estrutura dos navios. Nele, placas de um determinado metal são aderidas ao ferro, o que protege da oxidação e facilita a sua conservação. O esquema abaixo mostra como a corrosão do ferro caso não haja a utilização do processo citado:

Caso a impureza fosse formada por um metal que atuasse como metal de sacrifício, o ferro poderia ser poupado da corrosão. Para evitar o processo corrosivo, a impureza poderia ser formada por:

a) Cr ³
b) Cr ²
c) Co
d) Ag
e) H

GABARITO: C

4. A galvanização ou eletrodeposição é o processo de revestimento de um metal por outro a fim de protegê‐lo contra a corrosão ou melhorar sua aparência. Trata‐se de um processo de revestimento de superfícies por meio da eletrólise onde o metal a ser revestido funciona como cátodo e o metal que irá revestir a peça funciona como o ânodo (também pode ser utilizado como ânodo algum material inerte). A solução eletrolítica deve conter um sal composto por cátions do metal que se deseja revestir a peça. O controle da espessura da camada a ser depositada pelo processo de eletrogalvanização é feito por meio de modelos matemáticos.

Portal de educação INFOESCOLA – Galvanização – por Caroline Faria

Abaixo temos um esquema que mostra a niquelagem (eletrodeposição de níquel) de uma colher:

Ao realizar a deposição em uma colher utilizando 10 A de corrente por 5 horas, parte do níquel desgastado do eletrodo positivo é depositado na superfície metálica. Considerando que a densidade do níquel é 9 g/cm3, o volume desse metal que foi depositado foi de, aproximadamente:

Massa molar (g/mol): Ni = 59; 1 Faraday = 96500 C

a) 6 cm³
b) 15 cm³
c) 25 cm³
d) 33 cm³
e) 55 cm³

GABARITO: A

Radioatividade

5.

Por Nádia Pontes

Na rua 57, região central de Goiânia, o terreno vazio com solo concretado destoa das muitas casas em reforma. Os moradores mais novos não sabem explicar por que não há construção naquele espaço, que abriga apenas uma estrutura metálica enferrujada e grafites no muro do fundo.
A única identificação do local aparece no mundo digital: ao localizar a rua 57, o Google Maps exibe a inscrição “Césio 137”, marcando o ponto zero onde o elemento radioativo foi liberado no ambiente e iniciou uma cadeia de contaminação.
O mapa mostra o endereço de um antigo ferro‐velho onde, em 13 de setembro de 1987, começou o maior acidente radioativo do Brasil. Naquele domingo, sob a sombra de uma mangueira, funcionários do ferro velho partiram, a marretadas, o cabeçote de um equipamento usado em radioterapia. A peça havia sido encontrada por dois catadores num prédio em ruínas do antigo Instituto Goiano de Radioterapia (IGR), estava abandonada ali desde meados de 1985.

Portal de notícias Carta Capital – 13 de setembro de 2017 às 21:39

A capsula encontrada continha 19 g de césio‐137 e contaminou direta e indiretamente centenas de pessoas. Os sobreviventes do acidente dizem que ainda sofrem problemas de saúde e preconceito por conta do ocorrido.

O césio‐137 foi isolado e enterrado em um lugar apropriado dentro de uma nova capsula de chumbo, porém se fosse possível desenterrá‐lo e medir a massa restante, o valor encontrado seria de:

Tempo de meia‐vida do césio‐137: 30 anos

a) 0,6 g
b) 1,2 g
c) 2,4 g
d) 4,7 g
e) 9,5 g

GABARITO: E

06. Nos produtos de fissão do urânio 235, já foram identificados mais de duzentos isótopos pertencentes a 35 elementos diferentes. Muitos deles emitem radiação α, β e γ, representando um risco à população. Dentre os muitos nuclídeos presentes no lixo nuclear, podemos destacar o ¹³⁷Cs (césio‐137), responsável pelo acidente ocorrido em Goiânia. Partindo do ₅₃ I ¹³⁷ (iodo 137), o número de emissões radioativas liberadas até se obter o ₅₅ Cs ¹³⁷ é de:

a) 1 radiações β.
b) 1 radiações α.
c) 2 radiações β.
e) 2 radiações γ.
d) 2 radiações α.

GABARITO: C