O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de manganês (massa molar = 55 g ⋅ mol^-1), um metal essencial na fabricação de aço e ligas de ferro. Esse metal é obtido a partir do minério pirolusita, que contém 40% de MnO₂ (massa molar = 87 g ⋅ mol^-1). A reação que ocorre nesse processo apresenta rendimento de 80% e está descrita a seguir:

2 MnO₂ (s) + 2 Fe₂O₃ (s) + 5 C (s) → 2 Mn (s) + 4 Fe (s) + 5 CO₂ (g)

Uma indústria processa 18 t (toneladas) de minério pirolusita por dia. A massa de manganês, em tonelada, que essa indústria produz diariamente é mais próxima de

O conteúdo de um cilindro de gás natural veicular explodiu, liberando um volume de 15 m³ de gás, que entrou em combustão. Apesar do risco de explosão, o gás natural veicular (GNV) é um combustível bastante eficiente em termos econômicos. Apresenta densidade de 0,8 kg/m³ e seu componente principal é o metano (CH₄), de massa molar igual a 16 g/mol, numa concentração de 90%. É possível avaliar a energia liberada na explosão a partir das energias de ligação dos átomos envolvidos, descritas no quadro.

CHANG, R. Chemistry. Nova York: McGraw-Hill, 2010 (adaptado).

A energia, em quilojoule, gerada no momento da explosão é mais próxima de

A industrialização, o crescimento populacional e a demanda por mais alimentos, bem como o aumento da frota veicular, entre outros, geram resíduos poluentes classificados como primários ou secundários. Os primários são aqueles lançados diretamente no ar, e muitos deles reagem com alguns componentes existentes na atmosfera (oxigênio, vapor de água, entre outros) originando os poluentes secundários.

Disponível em: https://essentiaeditora.iff.edu.br. Acesso em: 9 dez. 2021 (adaptado).

Qual poluente primário, em contato com o ar, origina um poluente secundário altamente corrosivo?

Há um grande esforço científico no desenvolvimento de novos processos para o aproveitamento de resíduos lignocelulósicos, como o bagaço de cana-de-açúcar, para produção de etanol de segunda geração (2G). Apesar de já existirem tecnologias disponíveis, a maioria apresenta limitações técnicas ou econômicas. Nesse sentido, um dos principais desafios que envolvem a produção de etanol celulósico é disponibilizar monossacarídeos fermentáveis das moléculas poliméricas, conforme a ilustração.

SANTOS, F. A. et al. Potencial da palha de cana-de-açúcar para produção de etanol. Química Nova, n. 5, 2012 (adaptado).

Um pesquisador, para tentar otimizar a produção, poderia acrescentar ao processo de hidrólise enzimas extraídas de

A filtração em carvão é uma das mais antigas formas de purificação de água. O carvão ativado, diferentemente do carvão comum, é útil para ser empregado na remoção de material orgânico, cloro e outros contaminantes. Essa capacidade decorre de suas propriedades de adsorção. A origem do material utilizado para produzir o carvão ativado pode influenciar sua porosidade e, consequentemente, interferir na capacidade do material de remover impurezas. Na figura, é ilustrada esquematicamente a diferença entre as estruturas físicas do carvão comum e do carvão ativado.

Qual característica do carvão ativado explica a sua maior eficiência nesse processo?

Nos processos de transformação e reciclagem de recursos naturais, as velocidades das reações químicas são estudadas pela cinética química. Uma reação A → B é realizada na presença e na ausência de uma enzima, com todas as demais condições permanecendo inalteradas. Considere que, no gráfico da variação de energia ao longo dessa reação, a linha contínua representa o avanço da reação na ausência da enzima, e a linha pontilhada, na presença da enzima.

O gráfico que representa a situação descrita é:

Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a 180 °C (453 K) e 1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento químico suficiente para produzir um volume de gás igual a 4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre conforme a equação química apresentada e, nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%.

NH₄HCO₃ (s) → NH₃ (g) + CO₂ (g) + H₂O (g)

Considere que a mistura dos gases se comporta como gás ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe.

Dados: Massa molar do NH₄HCO₃ = 79 g ⋅ mol⁻¹ e R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol⁻¹ ⋅ K⁻¹.

A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de

Objetos de prata escurecem em contato com compostos contendo enxofre por causa da formação de uma fina camada de sulfeto de prata. Um método simples para clarear o objeto consiste em forrar um recipiente com papel alumínio, adicionar ao recipiente uma solução aquosa de cloreto de sódio e, enfim, mergulhar o objeto de prata enegrecido. Em cerca de três minutos, a prata volta à coloração original. As seguintes semirreações e os respectivos potenciais-padrão de redução são úteis para a compreensão dos fenômenos ocorridos.

Ag₂S (s) + 2 e⁻ → 2 Ag (s) + S²⁻ (aq)     −0,69 V

O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) + 4 e⁻ → 2 H²O (l)     +1,23 V

Al³⁺ (aq) + 3 e⁻ → Al (s)                           −1,68 V

Os valores das diferenças de potencial-padrão das reações que representam o escurecimento e o clareamento do objeto de prata são, respectivamente:

Para a produção de titânio metálico ou dióxido de titânio puros, é necessário fazer a cloração do minério que contém dióxido de titânio, com o objetivo de separar esse óxido de outras substâncias presentes no minério. A principal reação química de cloração é representada por:

TiO₂ (s) + 2 Cl₂ (g) \( \rightleftharpoons \) TiCl₄ (g) + O₂ (g) ΔH = +175 kJ/mol

Depois da cloração, o tetracloreto de titânio é condensado e convertido, novamente, a dióxido de titânio.

Após o sistema atingir o equilíbrio químico, como a formação do TiCl₄ pode ser favorecida?

A dimetilamina é uma substância de elevada toxidez que entra em ebulição a 7 °C. Na madrugada de um dia frio, essa substância se espalhou por uma rodovia após um acidente de trânsito envolvendo um caminhão que transportava esse produto. Para minimizar a agressão ao meio ambiente, bem como evitar a evaporação da dimetilamina com a elevação da temperatura ao longo do dia, um químico considerou o uso de algumas substâncias ou misturas como água, vinagre, óleo de soja, sal de cozinha e bicarbonato de sódio.

Dentre as opções apresentadas, o tratamento correto para minimizar esse problema é usar