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A Química constitui-se de práticas de investigação, em que as teorias e os modelos são submetidos a provas empíricas, em um processo constante de formulação de novas teorias, reformulação das já existentes e abandono de outras teorias e modelos. Tais práticas ocorrem por diferentes métodos, cada qual com um propósito de uso. Ao se exercitar na prática desses métodos das ciências, o/a estudante experimenta diferentes processos comuns do fazer Química, como obter dados por meio de experimentos, determinando, por exemplo, diferentes propriedades dos materiais; elaborar hipóteses sobre um problema, propor e realizar investigações, como investigar a qualidade da água que abastece a cidade; elaborar conclusões e avaliar soluções e comunicar seus achados.
Disponível em: componente_curricular_bncc_quimica.pdf (sbq.org.br). Acesso em 24 de Julho de 2021.
Neste contexto, relacionamos o ensino de Química aos materiais, sua constituição e propriedades, aos modelos explicativos, a experimentação e as questões sociais, culturais, históricas e econômicas; além das ambientais.
Assim, assinale a alternativa incorreta com relação ao ensino de Química:
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O crescimento tecnológico e as práticas antrópicas geraram um aumento nas transformações físicas e químicas dos materiais para sanar demandas humanas, como: alimentação, vestuário, comunicação, energia, transporte e saúde, agravando assim, os impactos sobre o meio ambiente, ameaçando a vida de diversas espécies, inclusive a humana.
No Brasil, há o despejo inadequado de resíduos sólidos, líquidos e gasosos que acabam sendo depositados nos solos, nas águas e na atmosfera. Essas atividades são geradas não só por grandes indústrias ou fábricas, mas também em muitos lares. Por isso, algumas campanhas de conscientização para a população aumentaram, destacando malefícios e danos causados por práticas inadequadas do uso de recursos naturais, como a água, a energia e os minérios. Alguns problemas ambientais decorrentes destas práticas são: a poluição do ar, das águas, dos solos, o aumento descontrolado da temperatura do planeta e a chuva ácida. Sabemos que todas as chuvas são ácidas, porém a precipitação se torna um problema ambiental quando o pH da chuva está abaixo de 4,5. O que revela altos níveis de ácidos (sulfúrico, nitroso e nítrico, principalmente) formados por gases lançados na atmosfera, decorrentes de atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis.
Com relação às chuvas ácidas e como podemos amenizar seus efeitos, um estudante fez as seguintes afirmativas:
I. Estimular a instalação de equipamentos que monitoram e diminuem a toxicidade dos gases que são lançados na atmosfera por diversas indústrias pode reduzir a precipitação de chuvas ácidas.
II. Evitar a liberação de monóxido de carbono que reage com a água, formando ácido carbônico, um dos principais responsáveis pelo aumento da acidez das chuvas, pode dificultar a precipitação de chuvas ácidas.
III. Diversificar a matriz energética por meio da oferta e do uso de fontes renováveis ou alternativas de energia, diminuindo o lançamento de gases na atmosfera resultantes da queima de combustíveis fósseis pode inibir a precipitação de chuvas ácidas.
IV. Dificultar a chegada da chuva ácida ao solo, evitando a neblina, que é o principal formato úmido da chuva ácida, responsável pela contaminação e desgaste dos solos, pode amenizar os efeitos negativos da precipitação ácida sobre as plantações.
Estão corretas as afirmativas:
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Consideremos os quatro postulados para a teoria cinética dos gases. São eles:
- O gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais.
- Cada molécula do gás interage com as outras somente por meio de colisões (forças normais de contato). A única energia das moléculas é a energia cinética.
- Todas as colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente que contém o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar.
- As moléculas são infinitamente pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é espaço vazio.
Seguindo estes quatro postulados, Boltzmann e Maxwell mostraram a relação entre a energia cinética média do total de moléculas de um gás ideal e sua temperatura conforme a expressão:
!$ PV = { \large 2 \over 3} N \left \{ ^1/_2 m [v^2] \right \} !$
!$ ^1/_2 m[v^2] = 2 K T !$
Onde:
N = número de moléculas;
k (constante de Boltzmann) = 1,38.10 -23J/K;
T = temperatura absoluta (Kelvin)
Considere que o gás seja ideal, mantido em um recipiente isolado e fechado hermeticamente, e assinale a alternativa correta de acordo com a teoria cinética dos gases.
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Leia o trecho, da música do Emicida (Passarinhos) com a participação da Vanessa da Mata.
"No pé que as coisas vão, jão
Doidera, daqui a pouco, resta madeira nem pro caixão
Era neblina, hoje é poluição
Asfalto quente queima os pés no chão
Carros em profusão, confusão
Água em escassez, bem na nossa vez
Assim não resta nem as barata Injustos fazem leis e o que resta pro ceis?
Escolher qual veneno te mata". Passarinhos,
Emicida e Vanessa da Mata.
Neste trecho da música do Emicida, a preocupação com o uso dos recursos naturais é notória. E nos faz refletir sobre as questões ambientais e suas implicações tecnológicas, sociais e científicas que fazem parte da nossa vida pessoal e profissional. Sendo assim, assinale a alternativa que apresenta quais problemáticas ambientais podemos relacionar ao trecho da música Passarinhos, de Emicida.
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O processo mais usado para a obtenção do alumínio metálico é o Processo de Hall-Héroult. O alumínio é fundido verticalmente de modo semi contínuo produzindo lingotes de alumínio, folhas de alumínio ou blocos de alumínio, utilizados diretamente em produtos semiacabados. O resfriamento das peças de alumínio é acelerado por jatos de água. Os lingotes retangulares grandes, que podem pesar até 25 toneladas passam por uma espiral quente levando, posteriormente, à fabricação de produtos como o papel alumínio. De 4 a 5 toneladas de Bauxita (minério), são produzidas 2 toneladas de alumina (Al2O3), que, por sua vez, produzem 1 tonelada de alumínio (Al). Apesar de a performance na produção de alumínio não sofrer grandes mudanças de acordo com a usina, a quantidade final pode variar de acordo com a capacidade de processamento da usina de produção de alumínio, enquanto algumas produzem 200 toneladas por ano, outras podem produzir cerca de 400 mil toneladas/ano.
Adaptado.Produção de Alumínio: Extração da Bauxita, Obtenção na Eletrólise (culturalivre.com). (Acesso em 24 de Julho de 2021).
Podemos resumir a reação de obtenção do alumínio a partir do óxido de alumínio por meio da seguinte equação química balanceada.
!$ 2\,\,Al_2 O_3 (I) + 3 C(s) \rightarrow 4 Al(I) + 3 CO_2(g) !$
Dados: Massas atômicas (g/mol) Al=27; C=12; O=16.
Assinale a alternativa que apresenta a massa, em gramas, de alumínio produzida se tivermos o triplo da quantidade, em mol, de óxido de alumínio e carvão.
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O cobre é um metal com alta durabilidade, resistência à corrosão, maleabilidade e ductilidade. Por isso, pode ser transformado em fios, lâminas, bastões etc. Alguns processos de obtenção do cobre metálico, envolvem uma série de etapas com o minério extraído, britado e moído até a obtenção do metal isolado. Um dos minérios de cobre é a calcosita (Cu2S), que tem em sua composição sulfetos (compostos de enxofre). Por isso, é aquecida na presença de gás oxigênio (O2), que reage com o enxofre, formando o dióxido de enxofre (SO2) e liberando o cobre na forma simples (Cu). Esse processo recebe o nome de ustulação. Ele é representado pela equação química não balanceada a seguir:
!$ Cu_2S(s) + O_2(g) \rightarrow Cu(s) + SO_2 (g) !$
Dados: Massas atômicas (g/mol): Cu= 63,5; S=32; O=16.
Assinale a alternativa que apresenta qual será a massa aproximada em toneladas de cobre metálico produzido, se tivermos 20 toneladas do minério de cobre (Cu2S) com pureza de 80% e gás oxigênio suficiente.
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A pilha de lítio é usada em marca-passos implantados no interior da caixa torácica do paciente para controlar as batidas do coração por meio de impulso. Essa pilha é bastante leve, pesando apenas 25 g. Foi desenvolvida principalmente para ser utilizada em marca-passos, pois além de ter uma grande durabilidade (que pode chegar a até 10 anos), ela não solta gases que poderiam ser prejudiciais ao paciente, sendo fechada hermeticamente. Sua voltagem também é grande, variando de 2,8 V a 3,4 V. Sua constituição básica tem lítio metálico no ânodo e um complexo de iodo ou uma mistura de soluções, como por exemplo, o cloreto de sulfurila (SOCl2) no cátodo. Esses dois eletrodos sólidos são separados por uma camada cristalina de iodeto de lítio, por onde a corrente elétrica passa do ânodo para o cátodo.
Adaptado. Pilhas e Baterias de Lítio. Pilha e Baterias de íon lítio (uol.com.br). (Acesso em 23 de Julho de 2021).
Com relação à pilha de lítio usada em marca-passos e as transformações nela ocorridas, assinale a alternativa correta.
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A maior parte dos tipos de bafômetros utilizados pela polícia federal funcionam a base de reações químicas. O dicromato de potássio e a célula de combustível são os principais reagentes. Em ambos os testes, o motorista deve assoprar no bafômetro com força (sopro de 5 segundos). Assim, o bafômetro (dicromato de potássio) funciona da seguinte maneira:
- O ar expelido pelos pulmões do suspeito é bombeado em uma solução de dicromato de potássio fortemente acidulada (ácido sulfúrico); - O etanol presente na boca do motorista (se este consumiu bebida alcoólica) reage com os íons dicromato da solução, produzindo acetaldeído e íons Cromo (III); - Em razão da reação química, ocorre uma mudança na cor da solução, a cor característica laranja passa para um tom esverdeado, acusando a presença de álcool etílico ou etanol.
Adaptado. Composição química do Bafômetro - Mundo Educação (uol.com.br). (Acesso em 23 de Julho de 2021)
A reação que ocorre no bafômetro com dicromato de potássio está representada pela equação química não balanceada a seguir:
!$ { \underset{ alaranjado} {K_2 Cr_2 O_{7(aq)}}} + x H_2 SO_{4(aq)} { \underset{ incolor} {3 C H_3}} CH_2 OH_{ (g) \rightarrow} { \underset{ verde} { Cr_2(SO_4)}} = y { \underset{ incolor} {H_2 O_{(I)} + 3}} C H_3 CHO_{(g)} + K_2 SO_{4(aq)} !$
Assinale a alternativa que relaciona a classificação e os respectivos valores de x e y (mínimos coeficientes inteiros) que balanceiam corretamente a reação do bafômetro com dicromato de potássio.
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Observe a tabela a seguir. Nela estão algumas substâncias químicas e suas principais aplicações nas atividades industriais e até mesmo do nosso cotidiano.
| Substâncias químicas | Aplicações |
| Ácido Fosfórico | Indústrias de vidro, de alimentos, na tinturaria e na fabricação de fosfatos e superfosfatos usados como adubos (fertilizantes); acidulante em refrigerantes e gomas de mascar. |
| Óxido de Cálcio | Cal virgem. Usado na construção civil e no controle de pH de solos (calagem) |
| Hidróxido de Alumínio | Antiácido estomacal. Suas nanopartículas podem atuar como suportes catalíticos; isto é, o catalisador se liga a eles para permanecer fixo em sua superfície, onde as reações químicas são aceleradas. |
| Hipoclorito de Sódio | Substância muito utilizada como desinfetante para superfícies, mas que também pode ser utilizada para purificar a água para uso e consumo humano. Em solução ele é conhecido popularmente como água sanitária ou cândida. |
Assinale a alternativa que apresenta as fórmulas químicas que representam as substâncias presentes na tabela acima.
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A maioria dos solos brasileiros onde se cultiva a batata é ácido, ou seja, apresenta pH abaixo da faixa ideal de cultivo (entre 5,5 e 6,0). A calagem promove importante modificação no ambiente radicular, pois diminui a acidez do solo, fornece íons Ca+2 e Mg+2, aumentando a disponibilidade e a eficiência na utilização de vários nutrientes. Assim, apesar de ser considerada relativamente tolerante à acidez do solo, a cultura da batata responde positivamente à aplicação de corretivos da acidez. Neste contexto, a quantidade de corretivo deve ser determinada com base na análise química e física do solo, no poder relativo de neutralização total (PRNT) do corretivo e na profundidade de incorporação. Recomenda-se muito cuidado no cálculo da calagem, pois calcário em excesso eleva o pH acima de 6,0, favorecendo o ataque da sarna-comum, uma das doenças de maior dificuldade de controle na cultura da batata.
Adaptado.https://www.embrapa.br/documents/1355126/49258452/embrapa.br-Corre%C3%A7%C3%A3o+do+Solo+-+Portal+Embrapa.pdf/8a01a49d-0b94-c4e4-ea38-5682ceb37955. (Acesso em 23 de Julho de 2021). O processo de calagem do solo citado
O processo de calagem do solo citado anteriormente no texto refere-se à utilização de calcário (CaCO3) para diminuir a acidez dos solos. Assim, quando o carbonato de cálcio é adicionado ao solo, ele pode reagir de vários modos. Assinale a alternativa que apresenta as equações químicas que podem ocorrer neste processo.
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