Questões de Química - Estudo da matéria: substâncias, misturas, processos de separação. para Concurso

Antes de chegar às casas para uso doméstico, a água passa por uma série de tratamentos. Em uma das etapas desse processo são adicionados o sulfato de alumínio e o óxido de cálcio à água. O produto gelatinoso formado na reação entre esses compostos arrasta para baixo as partículas suspensas na água, removendo assim praticamente toda matéria finamente dividida. Ao processo descrito dá-se o nome de

Uma técnica em química precisava de uma substância X pura, mas só teve acesso a uma amostra homogênea contaminada com Y. A seguir são fornecidas algumas propriedades físicas das substâncias X e Y:


Com base nesses dados, analise as afirmativas abaixo e assinale a INCORRETA.

O balão A da montagem esquematizada a seguir foi preenchido com uma mistura de dois líquidos moleculares e miscíveis.


Adaptado de Theresa Knott, Wikimedia Commons, CC-BY-AS-3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
É CORRETO afirmar que interações intermoleculares são predominantemente

O metilmercúrio, MeHg, é uma espécie mercurial muito tóxica para humanos. A extração líquido-líquido desse composto, com um solvente orgânico, foi realizada por conta da partição favorável. No procedimento, utilizaram 50 mL de amostra aquosa e apenas uma extração com 5 mL de solvente orgânico.
Considerando-se a concentração original de metilmercúrio na água igual a 1 X 10^-5 g L^-1 , o valor mais próximo da percentagem extraída de metilmercúrio para a fase orgânica é 
Dado: Constante de partição K = 1 x 10² , onde K = ([MeHg]_{solv. orgânico} / [MeHg]_{sol. aquosa})

Sobre a matéria, considere as três afirmações abaixo.
I - Os componentes de uma mistura só podem ser separados por processos químicos.
II - Num composto, a proporção elementar dos componentes que lhe dão origem é fixa.
III - As propriedades de uma mistura não são relacionadas com as de seus componentes.
Está correto o que se afirma em:

As propriedades físicas dos materiais são decorrentes das interações entre suas partículas. A água, como exemplo, é uma das poucas substâncias que se expande ao congelar. Essa expansão deve-se à estrutura aberta do gelo em relação à da água líquida que faz com que o gelo apresente

Dentre as classificações da matéria, tem-se substâncias puras, substâncias compostas e misturas de substâncias. É um exemplo de substância pura o(a)

Relacione as técnicas de obtenção e/ou purificação de produtos, apresentados na coluna I, às suas descrições, apresentadas na coluna II.
Coluna I 
1. Adsorção 2. Deionização 3. Destilação 4. Filtração 5. Osmose Reversa
Coluna II
( ) Remoção de substâncias químicas tóxicas por quimissorção e/ou fisissorção, através da passagem de água por carvão ativado ou sinterizado.
( ) Remoção de substâncias presentes em função da diferença do ponto de ebulição entre elas.
( ) Passagem de um solvente por uma membrana semipermeável no sentido do meio com a menor pressão, ou seja, com a menor concentração de soluto, para outro de maior pressão (com maior concentração de soluto), buscando a hipotonia.
( ) Remoção de íons via passagem de água por pequenas esferas de resina eletrizadas.
( ) Procedimento trivial de remoção física de partículas presentes na água. 
A sequência que preenche CORRETAMENTE a coluna II, de cima para baixo, é

O processo no qual ocorre a transferência de calor através de um meio material sólido submetido a um gradiente de temperatura tem o nome de

No tratamento de água, logo após a coagulação, as partículas desestabilizadas necessitam ser aproximadas o suficiente para que ocorra o contato entre elas e o seu progressivo crescimento na forma de aglomerados maiores ou flocos.

Sobre a floculação e seus detalhes, avalie as afirmativas a seguir.

I. A floculação tem sido dada como um processo de transporte e agregação das partículas. Na etapa de transporte, é imposto um gradiente de velocidade induzido na água por meio de unidades mecânicas como turbinas ou unidades hidráulicas com chicanas, operando em mistura lenta. Esse gradiente de velocidade propiciado pela mistura lenta pode permitir a colisão entre as partículas e sua posterior agregação. Esse processo é chamado de floculação pericinética.

II. Um outro tipo de floculação, de menor significância, é a ortocinética. Nesse processo as partículas desestabilizadas são continuamente bombardeadas pelas moléculas de água, o que permite que se movimentem no meio aquoso, dando origem ao movimento browniano. Em movimento browniano as partículas podem se chocar e agregar, formando aglomerados maiores.

III. Na floculação podem ser utilizados produtos químicos auxiliares visando aglomerar os coágulos formados pela ação do coagulante em partículas maiores, mais densas e facilmente sedimentáveis. Esses auxiliares de floculação podem ser polímeros catiônicos, aniônicos e não-iônicos que podem estar na forma de pó ou emulsão.

Está correto o que se afirma em

No processo de desinfecção da água, a tecnologia mais conhecida mundialmente emprega substâncias com cloro por serem desinfetantes eficientes e de baixo custo.

Sobre os fatores que influenciam a eficiência da cloração, assinale V para afirmativa verdadeira e F para falsa.

( ) As quantidades de íon hipoclorito e ácido hipocloroso na água são dependentes do pH e representam o que é chamado de cloro residual livre. Após sua aplicação, o cloro faz inúmeras reações, sendo que uma delas pode ser com o nitrogênio amoniacal, formando as cloraminas que são chamadas de cloro residual combinado.

( ) A presença de matéria orgânica particulada no suprimento de água clorada pode levar à formação de trihalometanos como o clorofórmio (CHCl₃) e outras espécies orgânicas cloradas que podem ser prejudicais para saúde humana.

( ) O cloro na forma residual livre possui maior poder desinfetante que sua forma combinada; nos casos de desinfecção da água contendo amônia, deve-se dosar cloro até o ponto de destruição total das cloraminas, o que é chamado de cloração ao “breakpoint”; a partir desse ponto, a dosagem de cloro adicional estará na forma livre.

As afirmativas são, respectivamente,

As operações de separação existentes nas Estações de Tratamento de Esgotos (ETE) geram resíduos em fase sólida como os lodos primários e os secundários. Esses lodos necessitam de operações de remoção de umidade visando a redução dos custos de transporte e disposição final, além de possibilitar que a água removida volte ao processo.

Os processos de desidratação do lodo são realizados de modo natural ou mecânico. A desidratação mecânica ocorre com a utilização de filtros prensa (esteira, parafuso e placas), centrífugas e secagem térmica.

Sobre os processos de remoção da umidade de lodo de ETE, assinale V para afirmativa verdadeira e F para falsa.

( ) Levando em consideração a possibilidade de incinerar o lodo, a etapa de desidratação é fundamental porque a presença de água irá atrapalhar o processo; a incineração é exotérmica e, no caso de um lodo muito úmido, inicialmente será necessário fornecer muita energia para o resíduo perder seu conteúdo de água como vapor, um processo endotérmico.

( ) O filtro prensa de placas é composto de um conjunto de placas revestidas pelo elemento filtrante; esse pacote de placas é fechado por um cilindro hidráulico sob com pressão, comprimindo o resíduo que fica depositado entre as placas filtrantes, deixando passar o líquido filtrado que é recolhido, podendo ser recirculado no processo.

( ) A secagem térmica do lodo consiste em aquecê-lo para promover a evaporação da água; esse aquecimento é conduzido até um ponto inferior ao de destruição da matéria orgânica e, desse modo, os sólidos totais presentes são mantidos inalterados, não ocorrendo a destruição dos organismos patogênicos, sendo apenas a água removida.

( ) As centrífugas separam os sólidos do lodo pela aplicação de uma força centrífuga; a força centrífuga é promovida pela rotação em alta velocidade de um tambor rotativo cilíndrico, em cujas paredes internas a fase sólida é concentrada e removida continuamente; a parte líquida é recirculada no processo de tratamento de esgotos.

As afirmativas são, respectivamente,

Nos processos biológicos de lodos ativados a aeração do esgoto é realizada de modo a suprir a demanda de oxigênio necessária para os processos biológicos.

Com relação à aeração no processo de lodos ativados, avalie as afirmativas a seguir.

I. A necessidade de oxigênio dos microrganismos no tanque de aeração deve suprir a demanda carbonácea e a demanda nitrogenada; a demanda nitrogenada refere-se à quantidade de oxigênio que será consumida, na nitrificação, pela oxidação da amônia em nitrato, realizada por bactérias heterótrofas.

II. A aeração por ar difuso é feita pela passagem direta do ar pelo líquido, desde o fundo do reator até sua superfície e é composta por um sistema de pressurização (sopradores) para impulsionar o ar, tubulações e o difusor em si; a difusão pode ser realizada por difusores porosos, não porosos e outros.

III. Os difusores não porosos são compostos de membranas perfuradas, tubos perfurados ou com ranhuras e, em geral, são os mais eficientes, devido à maior transferência de gases do ar para o líquido; como desvantagem, o fenômeno de colmatação diminui sua eficiência ao longo do tempo.

IV. A aeração mecânica superficial é dada por aeradores mecânicos dotados de hélices, os quais podem ser classificados quanto ao eixo de rotação, forma de fixação e velocidade de rotação; na sua operação, conforme for o nível de submergência das hélices em relação ao nível da água, a taxa de transferência de oxigênio pode decair, assim como o consumo de energia.

Está correto o que se afirma em

Sobre o tratamento de água e suas operações, avalie as afirmativas a seguir.

I. A maioria das Estações de Tratamento de Água (ETA) no Brasil operam com ciclo completo, ou seja, por tratamento convencional com coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção/cloração/correção de pH.

II. Para tratar água necessita-se fazer a captação e a adução da água de um manancial que forneça volumes com qualidade e na quantidade necessária para atender a demanda; os mananciais superficiais possuem tipicamente alta concentração de sólidos dissolvidos, e os subterrâneos, alta concentração de sólidos em suspensão.

III. Na coagulação ocorre a clarificação da água pela utilização de coagulantes como o sulfato de alumínio e o cloreto férrico. Esses coagulantes ao serem adicionados à água sofrem hidratação e formam uma série de produtos solúveis, além de precipitados insolúveis de hidróxido de alumínio ou ferro, desde que as condições de alcalinidade e pH sejam adequadas.

Está correto o que se afirma em

Na avaliação das condições sanitárias de uma água, utilizam-se bactérias do grupo coliforme, que atuam como indicadores de poluição fecal, pois estão sempre presentes no trato intestinal humano e de outros animais de sangue quente, sendo eliminadas em grande número pelas fezes.

Sobre a análise bacteriológica de coliformes, analise os itens a seguir:

I. O grupo dos coliformes totais inclui gêneros que não são de origem exclusivamente fecal, o que limita sua aplicação como indicador específico de contaminação fecal. Esse fato levou ao desenvolvimento de métodos de enumeração de um subgrupo de coliformes denominados fecais ou coliformes termotolerantes.

II. Os coliformes totais são capazes de fermentar a lactose com produção de gás, em 24 a 48 horas a 35ºC; os coliformes fecais são capazes de fermentar a lactose com produção de gás, em 24h, a 44,5-45,5ºC.

III. A principal espécie de bactéria dentro do grupo de coliformes termotolerantes é a Escherichia coli (E. Coli), a qual possui origem exclusivamente fecal. De acordo com a Portaria GM 2914/2011 do Ministério da Saúde, essa bactéria deve estar ausente na água para consumo humano.

Está correto o que se afirma em 

Tratar o esgoto sanitário consiste basicamente em remover os sólidos grosseiros, areia, sólidos sedimentáveis e os não sedimentáveis. Com esse propósito, o tratamento de esgoto pode ser dividido em vários níveis de acordo com o grau de remoção de poluentes que se deseja atingir.

Assim sendo, relacione as unidades de operação de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) com o nível de tratamento que elas irão proporcionar:

1. Filtro biológico

2. Desinfecção

3. Caixa de areia

4. Decantador primário

( ) Tratamento preliminar

( ) Tratamento secundário

( ) Tratamento terciário

( ) Tratamento primário

Assinale a opção que indica a relação correta na ordem apresentada. 

No tratamento da água para consumo humano são utilizados inúmeros produtos químicos, com características diversas, para a que a água alcance o padrão de potabilidade estabelecido pela Portaria de Consolidação nº 5/2017.

Assinale a opção que apresenta produtos químicos com características oxidante, coagulante, desinfetante, alcalinizante e fluoretante, respectivamente.