Físico-Química III - Resolução

01. (Enem PPL 2020) O peróxido de hidrogênio é um produto secundário do metabolismo celular e apresenta algumas funções úteis, mas, quando em excesso, é prejudicial, gerando radicais que são tóxicos para as células. Para se defender, o organismo vivo utiliza a enzima catalase, que decompõe H2O2 em H2O e O2. A energia de reação de decomposição, quando na presença e ausência da catalase, está mostrada no gráfico.

Na situação descrita, o organismo utiliza a catalase porque ela

1. diminui a energia de ativação.
2. permite maior rendimento da reação.
3. diminui o valor da entalpia da reação.
4. consome rapidamente o oxigênio do reagente.
5. reage rapidamente com o peróxido de hidrogênio.

02. (Enem PPL 2020) Um princípio importante na dissolução de solutos é que semelhante dissolve semelhante. Isso explica, por exemplo, o açúcar se dissolver em grandes quantidades na água, ao passo que o óleo não se dissolve.

A dissolução na água, do soluto apresentado, ocorre predominantemente por meio da formação de

1. ligações iônicas.
2. ligações covalentes.
3. interações íon-dipolo.
4. ligações de hidrogênio.
5. interações hidrofóbicas.

03. (Enem PPL 2020) Os tanques de armazenamento de gasolina podem, com o tempo, sofrer processos oxidativos, resultando na contaminação do combustível e do solo à sua volta. Uma forma de evitar tais problemas econômicos e ambientais é utilizar preferencialmente metais de sacrifício, protegendo os tanques de armazenamento.

Suponha que seja necessário usar um metal de sacrifício em um tanque de aço (liga de ferro-carbono). Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais padrão.

Dos metais citados, o que garantirá proteção ao tanque de aço é o

1. zinco.
2. cobre.
3. níquel.
4. cádmio.
5. mercúrio.

04. (Enem PPL 2020) O carvão é um combustível que tem várias substâncias em sua composição. Em razão disso, quando é representada sua queima com o oxigênio (massa molar 16 g mol−1), simplifica-se elaborando apenas a combustão completa do carbono (massa molar 12 g mol−1). De acordo com o conteúdo médio de carbono fixo, o carvão é classificado em vários tipos, com destaque para o antracito, que apresenta, em média, 90% de carbono. Esse elevado conteúdo favorece energeticamente a combustão, no entanto, libera maior quantidade de gás que provoca efeito estufa.

Supondo a queima completa de 100 g de carvão antracito, a massa de gás liberada na atmosfera é, em grama, mais próxima de

1. 90,0.
2. 210,0.
3. 233,3.
4. 330,0.
5. 366,7.

05. (Enem PPL 2020) A agricultura de frutas cítricas requer que o valor do pH do solo esteja na faixa ideal entre 5,8 e 6,0. Em uma fazenda, o valor do pH do solo é 4,6. O agricultor resolveu testar três produtos de correção de pH em diferentes áreas da fazenda. O primeiro produto possui íons sulfato e amônio, o segundo produto possui íons carbonato e cálcio e o terceiro produto possui íons sulfato e sódio.

O íon que vai produzir o efeito desejado de correção no valor do pH é o

1. cálcio, porque sua hidrólise produz H+, que aumenta a acidez.
2. amônio, porque sua hidrólise produz H+, que aumenta a acidez.
3. sódio, porque sua hidrólise produz OH−, que aumenta a alcalinidade.
4. sulfato, porque sua hidrólise produz OH−, que aumenta a alcalinidade.
5. carbonato, porque sua hidrólise produz OH−, que aumenta a alcalinidade

06. (Enem PPL 2020) Um cidadão que se mudou de Brasília para Recife, após algum tempo, percebeu que partes de seu carro estavam enferrujando muito rapidamente. Perguntou para seu filho, estudante do ensino médio, a explicação para o fenômeno. O filho pesquisou na internet e descobriu que, por causa da maresia, gotículas de água do mar atingem os objetos de aço (liga de ferro e carbono) e intensificam sua corrosão. Com base nessa informação, o estudante explicou corretamente ao pai o efeito do cloreto de sódio na corrosão.

A explicação correta de a maresia acelerar a corrosão do aço é porque

1. reduz o ferro.
2. oxida o carbono.
3. dissolve a pintura do carro.
4. torna a água mais condutora.
5. diminui a dissolução do oxigênio na água.

07. (Enem 2019) Um teste de laboratório permite identificar alguns cátions metálicos ao introduzir uma pequena quantidade do material de interesse em uma chama de bico de Bunsen para, em seguida, observar a cor da luz emitida.

A cor observada é proveniente da emissão de radiação eletromagnética ao ocorrer a

1. mudança da fase sólida para a fase líquida do elemento metálico.
2. combustão dos cátions metálicos provocada pelas moléculas de oxigênio da atmosfera.
3. diminuição da energia cinética dos elétrons em uma mesma órbita na eletrosfera atômica.
4. transição eletrônica de um nível mais externo para outro mais interno na eletrosfera atômica.
5. promoção dos elétrons que se encontram no estado fundamental de energia para níveis mais energéticos.

08. (Enem 2019) A Hydrangea macrophylla é uma planta com flor azul ou cor-de-rosa, dependendo do pH do solo no qual está plantada. Em solo ácido (ou seja, com pH < 7) a flor é azul, enquanto que em solo alcalino (ou seja, com pH > 7) a flor é rosa. Considere que a Hydrangea cor-de-rosa mais valorizada comercialmente numa determinada região seja aquela produzida em solo com pH inferior a 8. Sabe-se que pH = – log10x. em que x é a concentração de íon hidrogênio (H+).

Para produzir a Hydrangea cor-de-rosa de maior valor comercial, deve-se preparar o solo de modo que x assuma

1. qualquer valor acima de 10^-8.
2. qualquer valor positivo inferior a 10^-7.
3. valores maiores que 7 e menores que 8.
4. valores maiores que 70 e menores que 80.
5. valores maiores que 10^-8 e menores que 10^-7.

09. (Enem 2019) Glicólise é um processo que ocorre nas células, convertendo glicose em piruvato. Durante a prática de exercícios físicos que demandam grande quantidade de esforço, a glicose é completamente oxidada na presença de O2. Entretanto, em alguns casos, as células musculares podem sofrer um déficit de O2 e a glicose ser convertida em duas moléculas de ácido lático. As equações termoquímicas para a combustão dá glicose e do ácido lático são, respectivamente, mostradas a seguir:

C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) ΔCH = - 2800kJ

CH3CH(OH)COOH (s) + 3 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 3 H2O (l) ΔCH = - 1 344kJ

O processo anaeróbico é menos vantajoso energeticamente porque

1. libera 112 kJ por mol de glicose.
2. libera 467 kJ por mol de glicose.
3. libera 2 688 kJ por mol de glicose.
4. absorve 1 344 kJ por mol de glicose.
5. absorve 2 800 kJ por mol de glicose.

10. (Enem 2019) Estudos mostram o desenvolvimento de biochips utilizados para auxiliar o diagnóstico de diabetes melito, doença evidenciada pelo excesso de glicose no organismo. O teste é simples e consiste em duas reações sequenciais na superfície do biochip, entre a amostra de soro sanguíneo do paciente, enzimas específicas e reagente (iodeto de potássio, KI), conforme mostrado na imagem.

Após a adição de soro sanguíneo, o fluxo desloca-se espontaneamente da esquerda para a direita (ii) promovendo reações sequenciais, conforme as equações 1 e 2. Na primeira, há conversão de glicose do sangue em ácido glucônico, gerando peróxido de hidrogênio.

O tipo de reação que ocorre na superfície do biochip, nas duas reações do processo, é

1. análise.
2. síntese.
3. oxirredução.
4. complexação.
5. acido-base.

11. (Enem 2019) Um experimento simples, que pode ser realizado com materiais encontrados em casa, é realizado da seguinte forma: adiciona-se um volume de etanol em um copo de vidro e, em seguida, uma folha de papel. Com o passar do tempo, observa-se um comportamento peculiar: o etanol se desloca sobre a superfície do papel, superando a gravidade que o atrai no sentido oposto, como mostra a imagem. Para parte dos estudantes, isso ocorre por causa da absorção do líquido pelo papel.

Do ponto de vista científico. o que explica o movimento do líquido é a

1. evaporação do líquido.
2. diferença de densidades.
3. reação química com o papel.
4. capilaridade nos poros do papel.
5. resistência ao escoamento do líquido.

12. (Enem 2019) Para realizar o desentupimento de tubulações de esgotos residenciais, é utilizada uma mistura sólida comercial que contém hidróxido de sódio (NaOH) e outra espécie química pulverizada. Quando é adicionada água a essa mistura, ocorre uma reação que libera gás hidrogênio e energia na forma de calor, aumentando a eficiência do processo de desentupimento. Considere os potenciais padrão de redução (E0) da água e de outras espécies em meio básico, expresso no quadro.

Qual é a outra espécie que está presente na composição da mistura sólida comercial para aumentar sua eficiência?

1. Al
2. Co
3. Cu(OH)2
4. Fe(OH)2
5. Pb

13. (Enem 2019) Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando à produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura.

No funcionamento da bateria, a espécie química formada no anôdo é

1. H2 (g).
2. O2 (g).
3. H2O (l).
4. OH- (aq).
5. Zn(OH)4^2- (aq).

14. (Enem 2019) Um dos parâmetros de controle de qualidade de polpas de frutas destinadas ao consumo como bebida é a acidez total expressa em ácido cítrico, que corresponde à massa dessa substância em 100 gramas de polpa de fruta. O ácido cítrico é uma molécula orgânica que apresenta três hidrogênios ionizáveis (ácido triprótico) e massa molar 192 g mol-1. O quadro indica o valor mínimo desse parâmetro de qualidade para polpas comerciais de algumas frutas.

A acidez total expressa em ácido cítrico de uma amostra comercial de polpa de fruta foi determinada. No procedimento, adicionou-se água destilada a 2,2 g da amostra e, após a solubilização do ácido cítrico, o sólido remanescente foi filtrado. A solução obtida foi titulada com solução de hidróxido de sódio 0,01 mol L-1, em que se consumiram 24 mL da solução básica (titulante).

BRASIL. Ministério da Agricultura c do Abastecimento. Instrução normativa n. 1, de 7 de janeiro de 2000. Disponivel em: www agricultura gov.br, Acesso em: 9 maio 2019 (adaptado).

Entre as listadas, a amostra analisada pode ser de qual polpa de fruta?

1. Apenas caju.
2. Apenas maracujá.
3. Caju ou graviola.
4. Acerola ou cupuaçu.
5. Cupuaçu ou graviola.

15. (Enem 2018) O manejo adequado do solo possibilita a manutenção de sua fertilidade à medida que as trocas de nutrientes entre matéria orgânica, água, solo e o ar são mantidas para garantir a produção. Algumas espécies iônicas de alumínio são tóxicas, não só para a planta, mas para muitos organismos como as bactérias responsáveis pelas transformações no ciclo do nitrogênio. O alumínio danifica as membranas das células das raízes e restringe a expansão de suas paredes, com isso, a planta não cresce adequadamente. Para promover benefícios para a produção agrícola, é recomendada a remediação do solo utilizando calcário (CaCO3).

BRADY, N. C.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. Porto alegre: Bookman, 2013 (adaptado).

Essa remediação promove no solo o(a)

1. diminuição do pH, deixando-o fértil.
2. solubilização do alumínio, ocorrendo sua lixiviação pela chuva.
3. interação do íon cálcio com o íon alumínio, produzindo uma liga metálica.
4. reação do carbonato de cálcio com os íons alumínio, formando alumínio metálico.
5. aumento da sua alcalinidade, tornando os íons alumínio menos disponíveis.

16. (Enem 2018) Em 1938 o arqueólogo alemão Wilhelm König, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução: E θ(Fe2+|Fe) = –0,44 V; E θ(H+|H2) = 0,00 V; e E θ(Cu2+|Cu) = +0,34 V.

1. A tampa de betume.
2. O vestígio de ácido.
3. A barra de ferro.
4. O tubo de cobre.
5. O vaso de barro.

17. (Enem 2018) O sulfeto de mercúrio (II) foi usado como pigmento vermelho para pinturas de quadros e murais. Esse pigmento, conhecido como vermilion, escurece com o passar dos anos, fenômeno cuja origem é alvo de pesquisas. Aventou-se a hipótese de que o vermilion seja decomposto sob a ação da luz, produzindo uma fina camada de mercúrio metálico na superfície. Essa reação seria catalisada por íon cloreto presente na umidade do ar.

WOGAN, T. Mercury's Dark Influence on Art. Disponível em: www.chemistryworld.com. Acesso em: 26 abr. 2018 (adaptado).

Segundo a hipótese proposta, o íon cloreto atua na decomposição fotoquímica do vermilion

1. reagindo como agente oxidante.
2. deslocando o equilíbrio químico.
3. diminuindo a energia de ativação.
4. precipitando cloreto de mercúrio.
5. absorvendo a energia da luz visível.

18. (Enem 2018) Usando um densímetro cuja menor divisão da escala, isto é, a diferença entre duas marcações consecutivas, é de 5,0 x 10–2 g cm–3, um estudante realizou um teste de densidade: colocou este instrumento na água pura e observou que ele atingiu o repouso na posição mostrada.

Em dois outros recipientes A e B contendo 2 litros de água pura, em cada um, ele adicionou 100 g e 200 g de NaCl, respectivamente. Quando o cloreto de sódio é adicionado à água pura ocorre sua dissociação formando os íons Na+ e Cl–.

Considere que esses íons ocupam os espaços intermoleculares na solução.

Nestes recipientes, a posição de equilíbrio do densímetro está representada em:

19. (Enem 2018) Alguns materiais sólidos são compostos por átomos que interagem entre si formando ligações que podem ser covalentes, iônicas ou metálicas. A figura apresenta a energia potencial de ligação em função da distância interatômica em um sólido cristalino. Analisando essa figura, observa-se que, na temperatura de zero kelvin, a distância de equilíbrio da ligação entre os átomos (R0) corresponde ao valor mínimo de energia potencial. Acima dessa temperatura, a energia térmica fornecida aos átomos aumenta sua energia cinética e faz com que eles oscilem em torno de urna posição de equilíbrio média (círculos cheios), que é diferente para cada temperatura. A distância de ligação pode variar sobre toda a extensão das linhas horizontais, identificadas com o valor da temperatura, de T1 a T4 (temperaturas crescentes).

O deslocamento observado na distância média revela o fenômeno da

1. ionização.
2. dilatação.
3. dissociação.
4. quebra de ligações covalentes.
5. formação de ligações metálicas.

20. (Enem 2018) Células solares à base de TiO2 sensibilizadas por corantes (S) são promissoras e poderão vir a substituir as células de silício. Nessas células, o corante adsorvido sobre o TiO2 é responsável por absorver a energia luminosa (hv), e o corante excitado (S*) é capaz de transferir elétrons para o TiO2. Um esquema dessa célula e os processos envolvidos estão ilustrados na figura. A conversão de energia solar em elétrica ocorre por meio da sequência de reações apresentadas.

A reação 3 é fundamental para o contínuo funcionamento da célula solar, pois

1. reduz íons I– a I3–.
2. regenera o corante.
3. garante que a reação 4 ocorra.
4. promove a oxidação do corante.
5. transfere elétrons para o eletrodo de TiO2.

21. (Enem 2018) Por meio de reações químicas que envolvem carboidratos, lipídeos e proteínas, nossas células obtêm energia e produzem gás carbônico e água. A oxidação da glicose no organismo humano libera energia, conforme ilustra a equação química, sendo que aproximadamente 40% dela é disponibilizada para atividade muscular.

C6H12O6 (s) + 6O2(g) → 6CO2 (g) + 6 H2O (l) ΔcH = – 2 800 kJ

Considere as massas molares (em g mol–1): H = 1; C = 12; O = 16.

LIMA, L. M.; FRAGA, C. A. M.; BARREIRO, E. J. Química na saúde. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2010 (adaptado).

Na oxidação de 1,0 grama de glicose, a energia obtida para atividade muscular, em quilojoule, é mais próxima de

1. 6,2.
2. 15,6.
3. 70,0.
4. 622,2.
5. 1 120,0.

22. (Enem 2017) As centrífugas são equipamentos utilizados em laboratórios, clínicas e indústrias. Seu funcionamento faz uso da aceleração centrífuga obtida pela rotação de um recipiente e que serve para a separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos misturados entre si.

RODITI, I. Dicionário Houaiss de física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).

Nesse aparelho, a separação das substâncias ocorre em função

1. das diferentes densidades
2. dos diferentes raios de rotação
3. das diferentes velocidades angulares
4. das diferentes quantidades de cada substância
5. da diferente coesão molecular de cada substância

23. (Enem 2017) A farinha de linhaça dourada é um produto natural que oferece grandes benefícios para o nosso organismo. A maior parte dos nutrientes da linhaça encontra-se no óleo desta semente, rico em substâncias lipossolúveis com massas moleculares elevadas. A farinha também apresenta altos teores de fibras proteicas insolúveis em água, celulose, vitaminas lipossolúveis e sais minerais hidrossolúveis.

Considere o esquema, que resume um processo de separação dos componentes principais da farinha de linhaça dourada

O óleo de linhaça será obtido na fração

1. Destilado 1.
2. Destilado 2.
3. Resíduo 2.
4. Resíduo 3.
5. Resíduo 4.

24. (Enem 2017) A eletrólise é um processo não espontâneo de grande importância para a indústria química. Uma de suas aplicações é a obtenção do gás cloro e do hidróxido de sódio, a partir de uma solução aquosa de cloreto de sódio. Nesse procedimento, utiliza-se uma célula eletroquímica, como ilustrado.

No processo eletrolítico ilustrado, o produto secundário obtido é o

1. vapor de água.
2. oxigênio molecular.
3. hipoclorito de sódio.
4. hidrogênio molecular.
5. cloreto de hidrogênio.

25. (Enem 2017) O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita (α-Fe2O3), a magnetita (Fe3O4) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:

FeO (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g)

Considere as seguintes equações termoquímicas:

Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) ΔrH⦵ = -25 kJ/mol de Fe2 O3

3 FeO (s) + CO2 (g) → Fe3O4 (s) + CO (g) ΔrH⦵= -36 kJ/mol de CO2

2 Fe3 O4 (s) + CO2 (g) → 3 Fe2O3 (s) + CO (g) ΔrH⦵= +47 kJ/mol de CO2

O valor mais próximo de ΔrH⦵, em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é

1. -14.
2. -17.
3. -50.
4. -64.
5. -100.

26. (Enem 2017) A invenção do LED azui, que permite a geração de outras cores para compor a luz branca, permitiu a construção de lâmpadas energeticamente mais eficientes e mais duráveis do que as incandescentes e fluorescentes. Em um experimento de laboratório, pretende-se associar duas pilhas em série para acender um LED azul que requer 3,6 volts para o seu funcionamento. Considere as semirreações de redução e seus respectivos potenciais mostrados no quadro.

Qual associação em série de pilhas fornece diferença de potencial, nas condições-padrão, suficiente para acender o LED azul?

27. (Enem 2017) Alguns tipos de dessalinizadores usam o processo de osmose reversa para obtenção de água potável a partir da água salgada. Nesse método, utiliza-se um recipiente contendo dois compartimentos separados por uma membrana se mi permeável: em um deles coloca-se água salgada e no outro recolhe-se a água potável. A aplicação de pressão mecânica no sistema faz a água fluir de um compartimento para o outro. O movimento das moléculas de água através da membrana é controlado pela pressão osmótica e pela pressão mecânica aplicada.

Para que ocorra esse processo é necessário que as resultantes das pressões osmótica e mecânica apresentem

1. mesmo sentido e mesma intensidade.
2. sentidos opostos e mesma intensidade.
3. sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.
4. mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.
5. sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.

28. (Enem 2017) Diversos produtos naturais podem ser obtidos de plantas por processo de extração. O lapachol é da classe das naftoquinonas. Sua estrutura apresenta uma hidroxila enólica (pKa = 6,0) que permite que este composto seja isolado da serragem dos ipês por extração com solução adequada, seguida de filtração simples. Considere que pKa = -log Ka, em que Ka é a constante ácida da reação de ionização do lapachol.

Qual solução deve ser usada para extração do lapachol da serragem do ipê com maior eficiência?

1. Solução de Na2CO3 para formar um sal de lapachol.
2. Solução-tampão ácido acético/acetato de sódio (pH = 4,5).
3. Solução de NaCI a fim de aumentar a força iônica do meio.
4. Solução de Na2SO4 para formar um par iônico com lapachol.
5. Solução de HCI a fim de extraí-lo por meio de reação ácido-base.

29. (Enem 2017) Na Idade Média, para elaborar preparados a partir de plantas produtoras de óleos essenciais, as coletas das espécies eram realizadas ao raiar do dia. Naquela época, essa prática era fundamentada misticamente pelo efeito mágico dos raios lunares, que seria anulado pela emissão dos raios solares. Com a evolução da ciência, foi comprovado que a coleta de algumas espécies ao raiar do dia garante a obtenção de material com maiores quantidades de óleos essenciais.

A explicação científica que justifica essa prática se baseia na

1. volatilização das substâncias de interesse.
2. polimerização dos óleos catalisada pela radiação solar.
3. solubiíização das substâncias de interesse pelo orvalho.
4. oxidação do óleo pelo oxigênio produzido na fotossíntese.
5. liberação das moléculas de óleo durante o processo de fotossíntese.

30. (Enem PPL 2017) O avanço científico e tecnológico da física nuclear permitiu conhecer, com maiores detalhes, o decaimento radioativo dos núcleos atômicos instáveis, desenvolvendo-se algumas aplicações para a radiação de grande penetração no corpo humano, utilizada, por exemplo, no tratamento do câncer.

A aplicação citada no texto se refere a qual tipo de radiação?

1. Beta.
2. Alfa.
3. Gama.
4. Raios X.
5. Ultravioleta.