2a Fase da Olimpíada Interna de Química do CPII - 2a Série

Questões Discursivas
2a Série

QUESTÃO 1
A cânfora, substância obtida da árvore de mesmo nome, encontrada no Oriente e na América do Sul, e usada para fins medicinais, apresenta a seguinte fórmula estrutural:
a) Qual o grupamento funcional e a função presentes na cânfora?
b) Quantos radicais metila estão presentes na cânfora?
Respostas:
a) Grupo funcional: carbonila. b) Função: cetona. c) Três.

QUESTÃO 2
Um acidente com caminhão tanque transportando 10m3 de ácido sulfúrico puro deixou vazar 75% de sua carga, provocando um acidente ecológico. a) Na falta de calcáreo, qual poderia ser uma outra substância, também formada por cálcio, que poderia ser utilizada para neutralizar o ácido sulfúrico? Explique através de reação, classificando-a. b) Se você estivesse no comando de uma operação para neutralizar o ácido que vazou do caminhão e evitar um acidente em grandes proporções, qual seria a massa aproximada, em toneladas, de carbonato de cálcio (calcáreo) com 10% de impureza que utilizaria neste processo? Dados: d H2SO4 = 1,84 g/cm3
Respostas:
a) Óxido de cálcio (CaO) :
CaO + H2SO4 .............. CaSO4 + H2O Reação de dupla troca ou permutação ou Hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] :
Ca(OH)2 + H2SO4 ............. CaSO4 + 2 H2O Reação de dupla troca ou permutação (ou reação de neutralização) b) 10 m3 = 10.000 litros ; 75% de 10.000 litros = 7500 litros. Para 1 mol (98 gramas) de ácido sulfúrico: CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2 Como o calcáreo tinha 10% de impureza.

QUESTÃO 3
Um professor de Química do Colégio Pedro II solicitou à turma que acompanhasse a realização de algumas etapas reacionais no laboratório, onde seriam usadas substâncias químicas sem identificação. O importante eram as observações gerais, que poderiam levar às conclusões a cerca dos reagentes e reações. Um sólido branco A foi submetido à temperatura de 1100 ºC em um cadinho de porcelana, dando origem a uma substância composta e gasosa B e a um resíduo branco e sólido C. Os produtos B e C, individualmente, foram adicionados em água destilada e a acidez da solução foi medida com a ajuda do indicador ácido-base fenolftaleína (incolor em pH<8>8), apresentando uma coloração rósea para a solução que contém C. O gás B foi borbulhado em água do mar, dando origem a um composto branco D, que turvou a água e rapidamente depositou-se no fundo do frasco. Quando filtrado e seco, D foi também aquecido a 1100 ºC e deu origem ao mesmo gás B e o sólido residual foi o CaO. O sólido C original, ao reagir estequiometricamente com 20 mL de HCl(aq), deu origem a uma solução salina que, após destilação simples permitiu obter 1,17 g do sal E. Uma análise por espectrometria de massas revelou que a massa molar de E é 58,5 g/mol. Obs.: Considere que a dureza da água do mar é devido à presença de cloreto de cálcio (CaCl2).
a) Apresente as fórmulas moleculares de A, B, C, D e E.
b) Determine a massa de HCl presente nos 20 mL de solução aquosa desse ácido.
Respostas:
a) A : Na2CO3 ; B : CO2 ; C : Na2O ; D : CaCO3 ; E : NaCl
b) 0,73g de HCl

Questão4
Um envelope de refresco artificial de limão da Tang® foi analisado em um laboratório por titulação ácido-base. Do total de 20g do conteúdo, havia 5 g de ácido cítrico no preparado de refresco. O ácido em questão, além de ser acidulante natural, também tem efeito conservante. O conteúdo do saquinho foi transferido para um frasco juntamente com uma quantidade de água para sua total dissolução. Gotas de um indicador ácido-base foram adicionadas e apontaram um pH inferior a 7. Tendo a fórmula do ácido cítrico, responda:
a) A partir da análise da estrutura do ácido cítrico, explique a sua solubilidade em água.
b) Escreva a equação de ionização total do ácido cítrico e determine o percentual em massa de hidrogênios ionizáveis que há em 5 g de ácido cítrico.
Respostas:
a) Devido à possibilidade de formação de pontes (ligações) de hidrogênio.
b) 1,56%

QUESTÃO 5
Um carro bi-combustível (gasolina/GNV) é capaz de percorrer 10 km com 1L de gasolina (C8H18) ou 1m3 de metano (CH4), medido nas condições ambientes (1atm e 25ºC). A partir dessas informações: a) A partir das reações de combustão total, determine o valor da razão molar entre o consumo de oxigênio da gasolina e do etanol. b) Calcule a redução na emissão de gás carbônico quando o motorista opta por utilizar GNV ao invés de gasolina. Considere as combustões totais. Dado: Densidade da gasolina = 0,8g/cm3
Respostas:
a) Razão 25/2/3/ = 4,17
b) Redução de 669,55g de CO2.


O Colégio Pedro II forma diretores de novela, como o Manuel Carlos, atrizes como Fernanda Montenegro, Andrea Beltrão e forma futuros ótimos médicos e engenheiros que se iniciam muitas vezes nos desafios das Olimpíadas.

Totti, Alceudispor!