Prova da Universidade de Caxias do Sul - RS (UCS) - Vestibular - Universidade de Caxias do Sul - RS (2015) - Questões Comentadas

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, e da Universidade da Columbia Britânica, no Canadá, descobriram que nanofios de nióbio podem ser usados para desenvolver supercapacitores muito eficientes. A tecnologia inovadora poderia ser a solução para as minúsculas baterias utilizadas em dispositivos vestíveis, como aparelhos que monitoram a saúde e o desempenho de atividades físicas, uma vez que os nanofios ocupam pouco espaço, ao mesmo tempo em que liberam correntes elétricas de alta potência. Outros armazenadores de energia, como baterias e células de combustível, não se mostram muito eficientes quando reduzidas a microespaços. Além dos chamados “wearable gadgets" (acessórios que podem ser incorporados ao corpo ou “vestidos"), os supercapacitores à base de nióbio poderiam ser úteis para microrrobôs autônomos e drones, que também demandam alta potência. Por enquanto, o material está sendo produzido apenas em laboratório. O próximo passo, já em andamento, é desenvolver uma versão mais prática e mais fácil de ser produzida.

Disponível em:<http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/2015/07mit-1.shtml> . Acesso em: 20 ago. 15. (Adaptado.)

Em relação ao nióbio, analise as proposições a seguir, quanto à sua veracidade (V) ou falsidade (F).

( ) O elemento químico nióbio é um metal de transição interna do quarto período da Tabela Periódica.
( ) Átomos de nióbio, no estado fundamental, apresentam 5 elétrons na camada de valência.
( ) O elétron de maior energia de um átomo de nióbio, no estado fundamental, encontra-se no subnível 4s.
( ) A liga ferro-nióbio é um exemplo de solução sólida, onde os átomos de ferro e de nióbio estão unidos entre si por meio de ligações metálicas.
Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente os parênteses, de cima para baixo.

Um laboratório de análises químicas foi contratado por uma empresa de mineração para determinar o teor de carbonato de chumbo (II) presente em uma amostra de um mineral. O químico responsável pela análise tratou, inicialmente, a amostra com uma solução aquosa de ácido nítrico, em um béquer, com o objetivo de transformar o PbCO3 presente no mineral em nitrato de chumbo (II) – Equação 1. Em seguida, ele adicionou ao béquer uma solução de ácido sulfúrico em quantidade suficiente para garantir que todo o Pb(NO3)2 fosse convertido em sulfato de chumbo (II) – Equação 2. Por fim, o PbSO4 obtido foi isolado do meio reacional por filtração, seco até massa constante, e pesado.

PbCO3(s) + 2 HNO3(aq) ® Pb(NO3)2(aq) + H2O (ℓ) + CO2(g) (Equação 1)

Pb(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) ® PbSO4(s) + 2 HNO3(aq) (Equação 2)

Supondo que uma amostra de 0,79 g do mineral tenha produzido 0,84 g de PbSO4, pode-se concluir que a porcentagem em massa de PbCO3 na amostra é, em valores arredondados, de

Gases apresentam a propriedade de dissolver uma quantidade máxima de vapor de água, de acordo com a temperatura em que se encontram. Ao atingir esse limite máximo, o gás fica saturado de vapor de água; a partir desse ponto, a água passará a se condensar formando pequenas gotículas de líquido. O ar atmosférico, por exemplo, pode dissolver uma quantidade máxima de vapor de água, expressa a cada temperatura e em unidades de pressão, conforme está apresentado no quadro abaixo.

Temperatura (°C) Pressão máxima de vapor de água

no ar atmosférico (mm Hg)

10 9,2
20 17,5
30 31,8
40 55,3

A umidade relativa (UR) é um termo utilizado com frequência pelos meteorologistas para indicar a quantidade de vapor de água presente no ar atmosférico. Em uma mesma temperatura, a UR pode ser obtida pela razão entre a pressão parcial de vapor de água presente no ar e a pressão máxima de vapor de água. Assim, um local onde a temperatura encontra-se a 20 °C e a pressão parcial de vapor de água é igual a 10,5 mm Hg, terá uma UR, em termos percentuais, de

Centenas de milhares de toneladas de magnésio metálico são produzidas anualmente, em grande parte para a fabricação de ligas leves. De fato, a maior parte do alumínio utilizado hoje em dia contém 5% em massa de magnésio para melhorar suas propriedades mecânicas e torná-lo mais resistente à corrosão. É interessante observar que os minerais que contêm magnésio não são as principais fontes desse elemento. A maior parte do magnésio é obtida a partir da água do mar, na qual os íons Mg2+ estão presentes em uma concentração de 0,05 mol/L. Para obter o magnésio metálico, os íons Mg2+ da água do mar são inicialmente precipitados sob a forma de hidróxido de magnésio, com uma solução de hidróxido de cálcio. O hidróxido de magnésio é removido desse meio por filtração, sendo finalmente tratado com excesso de uma solução de ácido clorídrico. Após a evaporação do solvente, o sal anidro obtido é fundido e submetido ao processo de eletrólise ígnea. Considerando as informações do texto acima, assinale a alternativa correta.

O 1,2-dicloroetano ocupa posição de destaque na indústria química americana. Trata-se de um líquido oleoso e incolor, de odor forte, inflamável e altamente tóxico. É empregado na produção do cloreto de vinila que, por sua vez, é utilizado na produção do PVC, matéria-prima para a fabricação de dutos e tubos rígidos para água e esgoto.
A equação química que descreve, simplificadamente, o processo de obtenção industrial do 1,2-dicloroetano, a partir da reação de adição de gás cloro ao eteno, encontra-se representada abaixo.

C2H4(g) + Cℓ2(g) ® C2H4Cℓ2(ℓ)

Disponível em:<http://laboratorios.cetesb.sp.gov.br/wp-content/uploads/sites/47/2013/11/dicloroetano.pdf>. Acesso em: 3 set. 15. (Adaptado.)

A variação de entalpia da reação acima é igual a

Dados:

Ligação Energia de ligação (kJ/mol)
C–H 413,4
C–Cℓ 327,2
C–C 346,8
C=C 614,2
Cℓ–Cℓ 242,6