Questão de Química - UNICAMP 2021 - Pesquisadores da Universidade de Nevada estudaram a utilização de pó de café e farinha

Pesquisadores da Universidade de Nevada estudaram a utilização de pó de café e farinha de penas de galinha, fontes baratas de matéria prima, abundantes e ambientalmente amigáveis, na produção de biodiesel. Num dos estudos, os cientistas coletaram o pó de café e separaram o óleo nele contido. No processo de extração do óleo, o pó passou por um processo de secagem por 12 horas. Em seguida, foi aquecido por 1 hora com um solvente orgânico em ebulição e então filtrado para remover o sólido. O solvente foi separado do óleo por destilação. Em seguida, os cientistas usaram um processo barato de transesterificação para converter 100% do óleo em biodiesel.

a) Considerando o estudo e os dados que constam nos gráficos acima, qual seria o material disponível em maior quantidade no mundo para a produção de biodiesel: pó de café ou farinha de penas? Justifique. 

b) Considerando o texto apresentado, aponte e comente, nos espaços indicados, um aspecto positivo e um aspecto negativo da proposta dos autores da pesquisa.

RESPOSTA:

a) A farinha de penas. Essa conclusão pode ser realizada a partir dos gráficos apresentados, uma vez que, apesar da fração percentual em massa do óleo no resíduo de farinha de penas ser menor do que no pó de café, sua maior produção mundial levará uma maior quantidade de óleo para a produção de biodiesel. 

b) Aspectos Positivos: 

- Fontes baratas de matéria-prima, abundante e ambientalmente amigáveis: Possibilitam a produção de biodiesel, um combustível renovável de forma segura e com mínimo impacto ambiental. - Processo barato de transesterificação e rendimento do processo de 100% para converter o óleo em biodiesel: Possibilita a ampliação da utilização dessa fonte de combustível, devido à sua facilidade de obtenção e baixos custos. 

Aspectos Negativos: 

- Utilização de solventes orgânicos: Os solventes orgânicos em geral não são ambientalmente amigáveis e, caso não sejam acondicionados ou descartados corretamente, podem causar um grande prejuízo ambiental. - O sólido separado no processo de filtração: Esse material pode ser considerado um resíduo no processo e, no texto apresentado, não é indicado um destino para esse material, que inclusive pode apresentar traços de contaminação pelo solvente orgânico.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - O gás natural (GN) é uma fonte de energia eficiente e limpa, considerando-se uma queima

O gás natural (GN) é uma fonte de energia eficiente e limpa, considerando-se uma queima completa desse gás na sua forma purificada. No entanto, o metano, na origem, vem misturado com muitas outras substâncias que precisam ser retiradas no processo de purificação, pois, na queima, teriam baixa ou nenhuma eficiência energética, ou então gerariam produtos com características indesejáveis. A tabela abaixo mostra a composição aproximada (V/V %) de algumas fontes de gás natural, o que pode ilustrar as afirmações anteriores.

Considere a queima de gases naturais (GN) na composição em que se apresentam nas fontes, em condições idênticas de temperatura e pressão e considerando tais gases como ideais.

a) Do ponto de vista energético, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gás queimado? Justifique sua resposta. 

b) Do ponto de vista ambiental, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gás queimado? Justifique sua resposta

RESPOSTA:

a) A energia total por volume de gás queimado pode ser calculada a partir de uma média ponderada volumétrica dos componentes dessas três fontes de GN apresentadas na tabela.

Laeq: (69% ∙ 37) + (3% ∙ 65) + (0,9% ∙ 92) + (0,5% ∙ 120) + (0,5% ∙ 147) + (15,3% ∙ 22) ≅ 33 MJ/m3

Uch: (27,3% ∙ 37) + (0,7% ∙ 65) + (0,3% ∙ 92) + (0,3% ∙ 120) ≅ 11 MJ/m3

Uthmaniyah: (55,5% ∙ 37) + (18% ∙ 65) + (9,8% ∙ 92) + (4,5% ∙ 120) + (1,6% ∙ 147) + (1,5% ∙ 22) = 49 MJ/m3

Melhor fonte do ponto de vista energético: Uthmaniyah

Pior fonte do ponto de vista energético: Uch

b) Do ponto de vista ambiental, a melhor fonte é a Uch, pois não contém H2S, que gera óxidos de enxofre após a queima. A pior fonte é o Laeq, justamente por conter maior porcentagem desse gás em sua composição.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - A hemoglobina é uma proteína composta por quatro cadeias polipeptídicas.

A hemoglobina é uma proteína composta por quatro cadeias polipeptídicas. Cada cadeia está associada a um grupo heme que contém ferro, capaz de se ligar reversivelmente ao oxigênio, permitindo assim sua função primária, que é a do transporte de oxigênio dos pulmões aos tecidos periféricos. 

a) A Figura 1 apresenta a curva de dissociação para duas hemoglobinas humanas: em adultos (linha tracejada) e fetais (linha sólida). Considerando elementos de equilíbrio químico e esse gráfico, indique qual hemoglobina tem maior afinidade com o oxigênio: a do adulto ou a fetal? Justifique sua resposta. 

b) O efeito Bohr, representado na Figura 2, ocorre quando células com metabolismo aumentado liberam maiores quantidades de CO2 no sangue. Entre as curvas do gráfico (linhas sólida ou tracejada), identifique aquela que representa o resultado final do efeito Bohr. Explique, do ponto de vista químico, como você chegou a esta conclusão.

RESPOSTA:

a) Para uma mesma pressão parcial de oxigênio (40 mmHg), a porcentagem de saturação da fetal (80%) é maior que a do adulto (60%). 

b) Quanto maior o pH, maior é a porcentagem de saturação, portanto, em menor pH teremos menor porcentagem de saturação (curva tracejada). Do ponto de vista químico, teremos em menor pH alta concentração de íons H⁺, o que irá facilitar a liberação de CO2 (g), de acordo com o equilíbrio:

O equilíbrio é deslocado para a formação de CO2 (g), quando o pH diminui e a [H⁺] aumenta.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - O Brasil é líder mundial na produção do etanol, que substitui grande parte da gasolina.

O Brasil é líder mundial na produção do etanol, que substitui grande parte da gasolina. Um dos fatores a considerar nessa substituição é a geração de CO2 no processo global de produção e uso. O impacto na etapa final de uso pode ser avaliado por um cálculo simplificado. Por exemplo, um carro médio consome 1.000 g de etanol combustível ou 700 g de gasolina comercial para percorrer 10 km. Nessas condições, a queima de 700 g de gasolina comercial leva à formação de 1.962 g de CO2. Assim, nas condições apresentadas, a diferença em massa de dióxido de carbono emitido na combustão, quando se substitui a gasolina comercial por etanol combustível, é de aproximadamente.

a) 164 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3,5. 

b) 49 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3. 

c) 164 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3. 

d) 49 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3,5. 

Dados: 1.000 gramas de etanol combustível apresentam 940 g de etanol e 60 g de água; massas molares (g mol-¹): C2H6O = 46; CO2 = 44. 

RESPOSTA:

Letra C.

Etanol: C2H6O

C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

46 g ———— 2.44 g

940 g ———– X

X = 1798 g

Desse modo, a diferença em massa de CO2 é de:

1962 g – 1798 g = 164 g

Ou seja, a proporção é de 1:3.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - Um estudo recente avaliou como determinados plásticos se degradam na água

Um estudo recente avaliou como determinados plásticos se degradam na água do mar quando expostos à luz ultravioleta. Os plásticos estudados foram: NPG (plásticos diversos do Giro do Pacífico Norte), EPS (poliestireno expandido), PP (polipropileno) e PE (polietileno). Considerando que somente 2% do plástico despejado no mar está à deriva, esse estudo tentou descobrir para onde vão os microplásticos no ambiente marinho. Um dos resultados do estudo é mostrado nos gráficos abaixo. Nesses gráficos, observam-se as produções de carbono orgânico dissolvido (DOC) por grama de carbono na amostra de plástico utilizado. O DOC foi identificado como o maior subproduto da fotodegradação de plásticos.

Os resultados mostram que 

a) para os quatro plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. 

b) para três plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS. 

c) para apenas um plástico, a velocidade de degradação não aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. 

d) duas velocidades de degradação aumentam com o tempo e duas permanecem constantes; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS.

RESPOSTA:

Letra B.

Os resultados apresentados nos gráficos mostram que para 3 tipos de plásticos (PP, PE e EPS), a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição já que suas curvas são ascendentes. Para o plástico NPG, a velocidade de degradação é constante já que a curva apresentada é uma reta. Após 50 dias, o plástico que sofreu maior degradação é o EPS ( ~ 40 mg DOC/ gC).

Os demais plásticos, tiveram degradação de:

PP ~ 20 mg DOC/ gC

PE ~ 3 mg DOC/ gC

NPG ~ 12 mg DOC/ gC